Nghiên cứu nguyên nhân mức độ ảnh hưởng của các vết nứt bê tông đến khả năng chịu tải và tuổi thọ kết cấu nhịp cầu ở việt nam biện pháp khắc phục

Luận văn tốt nghiệp ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ******* PHAN ANH DŨNG NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN, MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC VẾT NỨT BÊ TÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VÀ TUỔI THỌ KẾT CẤU NHỊP CẦU Ở VIỆT NAM - BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Chuyên nghành : Cầu, Tuy-nen công trình xây dựng khác Mã số đường ô tô đường sắt : - 15 - 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2004 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI : TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS LƯU BÂN Cán chấm nhận xét : TS VŨ XUÂN HÒA Cán chấm nhận xét : TS LÊ BÁ KHÁNH Luận văn thạc só bảo vệ : HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ - TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH, NGÀY 10 THÁNG NĂM 2004 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ****** NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : PHAN ANH DŨNG Ngày, tháng, năm sinh : 21 - - 1975 Phái : NAM Nơi sinh : HÀ TĨNH Chuyên nghành : Cầu, Tuy-nen công trình xây dựng khác đường ô tô đường sắt Mã số : 2-15-10 I TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN, MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC VẾT NỨT BÊ TÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VÀ TUỔI THỌ KẾT CẤU NHỊP CẦU Ở VIỆT NAM; BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Phần I : TỔNG QUAN Chương mở đầu : Tính cấp thiết mục tiêu đề tài nghiên cứu Phần II : NGHIÊN CỨU CHUYÊN SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương I : Tình hình hư hỏng dạng nứt bê tông kết cấu nhịp bê tông cốt thép nước ta Chương II : Phân tích nguyên nhân mức độ ảnh hưởng vết nứt đến khả chịu tải tuổi thọ kết cấu nhịp Chương III : Các phương pháp tính toán nứt Chương IV : Các phương pháp sửa chữa vết nứt Phần III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương V : Nhận xét, kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 18 - - 2003 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ 15 - 12 - 2003 V HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS LƯU BÂN VI HỌ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT : TS VŨ XUÂN HÒA VII HỌ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT : TS LÊ BÁ KHÁNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪNCÁN BỘ NHẬN XÉT CÁN BỘ NHẬN XÉT Nội dung đề cương luận văn Thạc só Khoa học Kỹ thuật thông qua Hội đồng chuyên nghành PHÒNG Ngày 18 tháng năm 2003 QUẢN LÝ KHOA HỌC - SAU ĐẠI HỌC CHỦ NHIỆM NGHÀNH TS LÊ VĂN NAM Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Qua tháng thực hiện, đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân, mức độ ảnh hưởng vết nứt bê tông đến khả chịu tải tuổi thọ kết cấu nhịp cầu Việt Nam; Biện pháp khắc phục” hoàn thành Với mục đích phân tích, đánh giá nguyên nhân nứt bê tông kết cấu nhịp cầu, nêu lên ảnh hưởng loại vết nứt đến khả chịu tải tuổi thọ công trình, đề phương pháp công nghệ sửa chữa thích hợp loại vết nứt, đề tài nhằm góp phần vào việc nâng cao lực sở hạ tầng giao thông có điều kiện kinh tế nước ta Có kết này, nỗ lực thân, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo hướng dẫn khoa học, đồng nghiệp quan quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình thực đề tài Xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng TS Lưu Bân tận tính hướng dẫn, giúp đỡ phương hướng nội dung đề tài Xin trân trọng cảm ơn đồng nghiệp Cục Đường Việt Nam, Sở GTCC Tp Hồ Chí Minh, Khu quản lý đường bộ, Trung tâm kỹ thuật đường bộ, Tổng Công ty TVTK GTVT, Trường Đại học GTVT Hà Nội quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện cho có tài liệu q báu để hoàn thành đề tài Xin trân trọng cảm ơn đồng nghiệp Công ty XDCT GT 135, Tổng Công ty XDCT GT I giúp đỡ, tạo điều kiện thời gian thực đề tài Xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo Khoa Kỹ thuật xây dựng, Phòng Quản lý khoa học sau đại học - Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh quan tâm giúp đỡ, tận tình bảo suốt trình học tập thực đề tài Nếu không nhận giúp đỡ nói trên, chắn đề tài thực Một lần xin chân thành cảm ơn! Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghieäp Topic : Research on the reasons and impacts of concrete cracks to the loadability and the lifetime of the bridge span structure in Vietnam and the remedies Reinforced-concrete bridges in our country are very diversified, which have been built in French, American colonial period and recent years Now, some of them were broken, especially due to the concrete cracks Due to the economic and objective reasons, new bridges have not been built, therefore it is necessary to have a research on the reasons and impacts of the concrete cracks in order to have the recommendations for remedies That is the purpose of this thesis Its content comprises of the followings: - Chapter 1: Existing situation of concrete cracks of the reinforced concrete span structure in our country It describes the characteristics of the construction, the use of the existing reinforced concrete bridges in our country and analyses the situation of the concrete cracks of the reinforced concrete span structure of bridges in periods and of other span structures - Chapter : Analysis of the reasons and impacts of the concrete cracks to the loadability and the lifetime of the span structure Analysing the reasons of concrete cracks such as: shrinkage, creep, temperature gradient, environment, implementation, manufacturing, operation and design Such overall reasons shall be classified into the popular types of cracks of reinforced concrete span structure in our country and the reasons of such types of cracks It is categorised into groups: non-impact group, lifetime impact group and loadability impact group - Chapter : Crack calculation methods Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghieäp It generalizes the crack calculation methods of the existing design process in our country and describes the calculation methods of developed countries and analyses the result of each method Simutaniously, it also mentions about the crack structure calculation methods according to the finite element method - Chapter : Remedies for cracks It describes the appropriate remedies for each group as above mentioned, analysis for each remedy about the strong points, weak points, technologies of some popular remedies - Chapter : Conclusion and recommendations It summarizes the research and provide recommendations for further research Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN MUÏC LUÏC CHƯƠNG MỞ ÑAÀU 10 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG HƯ HỎNG DO NỨT TRONG KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở VIỆT NAM 1.1 Đặc điểm kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép Việt Nam 16 1.2 Phân loại kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép Việt Nam 17 1.3 Tình hình hư hỏng dạng nứt bê tông kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép nước ta 21 1.3.1 Tình hình hư hỏng cầu xây dựng thời Pháp thuộc 22 1.3.2 Tình hình hư hỏng cầu xây dựng thời Mỹ 25 1.3.3 Tình hình hư hỏng cầu có KCN kiểu khung T-dầm đeo 26 1.3.4 Tình hình nứt bê tông kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép thường xây dựng miền Bắc 28 1.3.5 Tình hình nứt bê tông kết cấu nhịp cầu xây dựng, thi công theo phương pháp tiên tiến 28 1.4 Các dạng vết nứt chủ yếu thường gặp KCN cầu BTCT cũ Việt Nam 32 1.5 Kết luận 35 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC VẾT NỨT BÊ TÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VÀ TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU NHỊP 2.1 Dấu hiệu nứt bê tông kết cấu nhịp 37 2.2 Nguyên nhân gây nứt bê tông kết cấu nhịp 37 2.2.1 Nguyên nhân trình phá hủy vật liệu 38 2.2.1.1 Sự hư hỏng lý hóa bê tông 38 2.2.1.2 Sự hư hỏng tượng ăn mòn cốt thép bê tông 42 2.2.1.3 Sự hư hỏng nứt co ngót bê tông 47 2.2.1.4 Sự hư hỏng nứt từ biến 48 2.2.1.5 Sự hư hỏng nứt chênh lệch nhiệt độ 49 2.2.2 Nguyên nhân chủ quan (Thiết kế, thi công, sử dụng) 50 2.2.2.1 Sự hư hỏng nứt thi coâng 50 2.2.2.2 Sự hư hỏng nứt chế tạo 51 2.2.2.3 Sự hư hỏng nứt trình sử dụng 52 2.2.2.4 Sự hư hỏng nứt thieát keá 55 2.3 Đánh giá mức độ ảnh hưởng loại vết nứt đến khả chịu tải tuổi thọ công trình có kết cấu nhịp bê tông cốt thép 59 2.3.1 Phương pháp đánh giá 59 2.3.2 Phân loại vết nứt 61 2.4 Kết luận 62 CHƯƠNG III : CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VỀ NỨT Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp 3.1 Tỉng quan vỊ c¸c lý thut tÝnh to¸n nøt cđa kÕt cấu BT BTCT 64 3.2 Ap dụng học rạn nứt phân tích chế xuất vÕt nøt vµ sù lan trun nøt kÕt cÊu BT 66 3.3 Phương pháp tính toán theo phương pháp thông dụng 75 3.3.1 Tính toán chống nứt kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép dự ứng lực theo Qui trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79 76 3.3.2 Tính toán chống nứt kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép dự ứng lực theo Qui trình Liên Xô cũ СНиП-2.05.03-84 79 3.3.3 Tính toán độ mở rộng vết nứt bê tông cốt thép thường 81 3.4 Phương pháp tính toán có xét đến vết nứt theo phương pháp lý thuyết đàn hoài 83 CHƯƠNG IV : PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA VẾT NỨT 92 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TAØI LIỆU THAM KHẢO 117 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài : Bê tông cốt thép đời coi thành tựu to lớn nghành khoa học vật liệu xây dựng Bê tông cốt thép vật liệu xây dựng hỗn hợp hai loại vật liệu có đặc trưng học khác bê tông thép làm việc với để chịu lực Bê tông loại đá nhân tạo nên khả chịu kéo kém, nhờ kết hợp với cốt thép mà khắc phục khuyết điểm Ban đầu, công trình xây dựng vật liệu bê tông cốt thép, người ta tưởng chúng loại vật liệu vónh cửu Thực ra, công trình chưa trải qua trình sử dụng với tác động môi trường, thời tiết vấn đề thời gian nên chưa thể bộc lộ nhược điểm Bê tông bị lão hóa, nguyên nhân lão hóa khẳng định, suy thoái lực dính Trước hết, bê tông cốt thép vật liệu có ưu điểm so với loại vật liệu khác : - Giá thành hạ so với kết cấu thép chúng làm việc - Có tính chịu nhiệt cao - Giảm chấn động kết cấu nhịp thép - Chịu lực tốt kết cấu gỗ, bền kết cấu thép - Tốn tiền tu bảo dưỡng 10 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp Biện pháp đặt thêm cốt thép dự ứng lực Kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực tiến áp dụng Việt Nam Cầu Chữ Y, cầu Tân Thuận, cầu Sài Gòn, cầu Niệm số cầu bê tông dự ứng lực miền Nam bị đứt cáp ngang sửa chữa gia cường biện pháp Mục đích phương pháp dự ứng lực áp dụng vào công trình cầu cũ để tăng thêm khả chịu tải kết cấu nhịp cầu cũ Các yêu cầu để thực kỹ thuật dự ứng lực bao gồm : - Xác định trạng thái ứng suất biến dạng KCN cầu cũ - Một hệ thống bó cáp xoắn cường độ cao, ống chứa cáp dự ứng lực polyetylen thép, mấu neo 107 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp - Neo cuối, neo trung gian thiết bị nối cáp - Vật liệu vữa bơm lấp lòng ống sau căng dự ứng lực Như nói trên, có dạng nứt dọc mặt cầu đứt cáp ngang hậu áp, nứt ngang dầm chủ Để đưa cách xử lý cụ thể phương pháp dự ứng lực có biện pháp cụ thể cho loại sau : * Đối với loại nứt dọc mặt cầu đứt cáp ngang hậu áp : Có thể có cách xử lý sau : Cách thứ : Phủ thêm lớp BTCT dày 10 12cm thay cáp để phân bố ngang tải trọng Thứ tự thực sau : - Bóc bỏ lớp BTN cũ mặt cầu - Làm đục nhám mặt BT (để cũ làm việc với nhau) - Đặt cốt thép đổ lớp BT dày 10 12cm, BT nên có mác cao mác BT cũ - Trải lại lớp BTN mặt cầu Nhược điểm phương pháp phải tạm ngưng giao thông cầu thi công, tăng tónh tải Cách thứ hai : Dự ứng lực ngang Thứ tự thực : - Khoan xuyên suốt dầm chủ vị trí sát hai bên dầm ngang - Tạo diện tiếp xúc dầm BTXM hạt mịn - Kéo cốt thép DƯL ngang - Bơm vữa tạo hộp chống gỉ cho cốt thép mấu neo DƯL 108 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp Cách khắc phục nhược điểm thứ Tạo diện tiếp xúc cách đổ lớp BT hạt mịn, mác cao Cốt thép DƯL Hộp chống gỉ neo Dầm dọc Dầm ngang Hình vẽ H.14 * Đối với vết nứt ngang dầm dọc chủ : Ở đây, biện pháp phải xử lý dự ứng lực dầm dọc chủ - Trước thực công nghệ dán thép cần xác định diện tích, bố trí số lượng bó cáp, đặc trưng lý cáp dự ứng lực phụ kiện kèm cần bổ sung - Bố trí bệ neo bệ chuyển hướng Xây dựng hệ đà giáo để bố trí kích căng kéo Kích căng kéo phải phù hợp với hệ thống cáp dự ứng lực Đối với bê tông bệ neo, dùng loại bê tông Conbextra HF bê tông sử dụng cốt liệu nhỏ để dễ bơm vào nơi có mặt độ cốt thép dày đế neo 109 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp - Lắp đặt ống gain chứa cáp dự ứng lực ống thép chuyển hướng Tại vị trí chuyển hướng cáp, ống thép bố trí để chuyển hướng có đường kính lớn ống gain ng thép chế tạo sẵn bắt bulông vào lỗ khoan sẵn bê tông dầm Khoảng hở ống thép ống gain đïc bơm bê tông hạt nhỏ cường độ cao V÷a èng thÐp èng gain Hình vẽ H.15 - Luồn cáp cường độ cao kéo kích chuyên dùng Trong trình căng kéo gặp cố : Đứt cáp : Nguyên nhân cáp không đảm bảo cường độ, bị gỉ sét nên không đường kính danh định, mặt đế nao không phẳng Biện pháp xử lý rút cáp bị đứt thay cáp mới, căng kéo lại Bê tông đầu neo bị vỡ : Do đổ bê tông không đầm kỹ, ván khuôn không kín nên bê tông bị rỗ bên Biện pháp xử lý đập vỡ phần bê tông đó, đổ bê tông mới, căng kéo lại cáp - Neo cáp hệ neo - Bơm vữa vào lòng ống chứa cáp Vữa bơm vào ống vữa xi măng có phụ gia (chẳng hạn Sika R4) Vữa phải bơm tới áp lực at giữ vòng 10 phút Trong trình bơm vữa vào ống hay gặp cố tắc ống dẫn vữa, áp suất bơm 110 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp không đạt mức qui định Khi phải tháo ống dẫn ra, bơm hết phần vữa ống ngoài, rửa lại piston ống dẫn Sau lắp lại, bơm thấy vữa chảy tròn đầu ống lắp vào vào bơm tiếp Hệ thống vật tư cường độ cao gồm : Cáp cường độ cao, neo, đế neo, mũ đầu cáp Có nhiều hãng sản xuất loại vật tư này, ví dụ Freyssinet (Pháp), VSL (Thụy Sỹ), OVM (Trung Quốc) Tùy hãng sản xuất cụ thể có thiết bị kèm kích căng kéo cáp - Cáp cường độ cao : Cáp có cường độ tiêu chuẩn > 1.800 MPa, modun đàn hồi 190.000 MPa - Neo có hình chóp cụt, mặt có ren để ngậm cáp neo, neo thøng có ba chấu - Đế neo phận neo để tăng cường cho bê tông neo chon bê tông Đế neo đúc gang, đế neo bố trí cốt thép tăng cường để chống ứng suất cục Đế neo nối với ống gain, bên có lỗ để bơm vữa vào ống gain - Mũ đầu cáp : Được đúc gang để bảo vệ neo cáp khỏi bị gỉ 111 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp VÞ trÝ bè trÝ neo chđ ®éng VÞ trÝ bè trÝ chun h-íng VÞ trÝ bố trí neo bị động Dầm BTCT Cáp DƯL Hỡnh vẽ H.16 Ưu điểm phương pháp khả tạo trạng thái phân bố lại nội lực kết cấu dự ứng lực gây nên Có nghóa là, tính chất khôi phục biến dạng đàn hồi vật liệu cũ bị khôi phục hay nói cách khác quy luật biến dạng xảy vật liệu già nua nhiều tính chất khôi phục biến dạng đàn hồi khả chịu lực kết cấu cũ nâng lên cách có hiệu Mặt khác, phương pháp ảnh hưởng đến giao thông phương pháp khác Tuy nhiên, phương pháp có số khó khăn hạn chế : - Khi tạo mấu neo để căng cáp dự ứng lực, đòi hỏi mấu neo phải không bị biến dạng trình chịu lực mấu neo lại phải bố trí vật liệu bê tông cũ, cường độ chịu lực kém, khó khăn, bên cạnh có vấn đề bố trí mấu neo phải phá hủy số cốt thép chịu lực, làm suy yếu trạng thái chịu lực kết cấu cũ - Việc bố trí cốt thép dự ứng lực nhằm tạo nội lực kết cấu ngược với nội lực trình khai thác Tuy nhiên lại tạo ứng suất kéo thớ chịu nén chịu lực trình khai thác thân kết cấu nên dễ gây nứt thớ Để khắc phục nhược điểm trên, cầu cũ khó biết xác khả chịu lực lại 112 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp kết cấu sơ đồ bố trí cốt thép, nên thông thường người ta tạo dự ứng lực lõi tiết diện, để toàn tiết diện có lực nén, gây lực nén lớn thớ chịu nén trình khai thác làm hạn chế khả dự ứng lực - Cốt thép dự ứng lực bố trí bên tiết diện có khả thay dễ bị gỉ ảnh hưởng môi trường - Các thiết bị công nghệ thi công phức tạp, đòi hỏi phải có trình độ công nghệ cao, công nhân lành nghề đương nhiên giá thành cao Một số hình ảnh việc áp dụng công nghệ dự ứng lực : Cầu Nguyễn Tri Phương (Tp Hồ Chí Minh) 113 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp Cầu Tân Thuận (Tp Hồ Chí Minh) 114 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp Cầu Sài Gòn (Tp Hồ Chí Minh) 115 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Nhận xét kết luận : Từ kết nghiên cứu luận văn này, đưa nhận xét kết luận sau : Đã tập hợp cách có hệ thống trạng hư hỏng KCN cầu BTCT nói chung nứt kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép nước ta với tiết diện hình chữ I, T, hình hộp cầu cũ cầu xây dựng nói riêng Đánh giá nguyên nhân gây hư hỏng dạng vết nứt thường gặp kết cấu nhịp cầu BTCT Từ giúp cho đơn vị quản lý có biện pháp sửa chữa phù hợp Phân loại mức độ ảnh hưởng vết nứt tới khả chịu tải tuổi thọ kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép Mức độ ảnh hưởng chia thành nhóm : - Nhóm vết nứt thứ : Là vết nứt mở rộng tức thời, có độ mở rộng năm giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn thiết kế cầu cống 22TCN 18-79 qui định Nếu vết nứt có cắt cốt thép cốt thép phá hoại mỏi (các vết nứt nghiêng bụng dầm, vết nứt ngang bầu dầm), cần phải kiểm toán chịu mỏi với điều kiện giống cầu đường sắt Khi kết tính toán thỏa mãn, vết nứt không làm giảm khả chịu tải tuổi thọ kết cấu, không yêu cầu khắc phục 116 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp - Nhóm thứ hai : Bao gồm vết nứt bê tông có độ mở rộng lớn 0,15mm vùng có cốt thép sợi 0,3mm vùng có cốt thép Các vết nứt nhóm cần phải bơm thành phần polime đặc biệt để chống gỉ cốt thép - Nhóm thứ ba : Gồm vết nứt dọc thành bụng dầm, vết nứt dọc bầu dầm nhịp có mặt cắt hình hộp nơi có bố trí cốt thép dự ứng lực Các vết nứt cắt ngang thành bụng dầm từ đáy dầm, vết nứt ngang cắt vùng nén bê tông tác dụng tónh tải hoạt tải, vết nứt có độ mở rộng không thỏa mãn điều kiện làm việc, kết cấu chịu mỏi có cốt thép cắt vết nứt Các vết nứt làm giảm khả chịu tải kết cấu nhịp, cần phải thận trọng khắc phục Việc tính toán chống nứt : Tính tạo thành vết nứt độ mở rộng vết nứt theo công thức sức bền vật liệu theo lý thuyết phẳng, độ mở rộng vết nứt, với nhiều công thức qui trình khác có chênh lệch kể Để tính toán kết cấu có xét đến phân bố lại ứng suất kết cấu xuất vết nứt cần phải tính toán theo phương pháp lý thuyết đàn hồi, phương pháp phần tử hữu hạn có hiệu Để khắc phục khuyết tật nứt bê tông dựa nguyên nhân mức độ ảnh hưởng chúng, đến khả chịu tải tuổi thọ kết cấu nhịp theo ba nhóm trên, luận văn nêu : - Đối với nhóm vết nứt bê tông thứ : Không yêu cầu khắc phục, để tạo cảm giác yên tâm mỹ quan, quét, sơn lớp mỏng vữa xi măng 117 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp - Đối với nhóm vết nứt bê tông thứ hai : Cần phải tiêm (bơm) vào vết nứt thành phần polime đặc biệt để chống gỉ cốt thép - Đối với nhóm vết nứt bê tông thứ ba : Có thể làm giảm khả chịu tải kết cấu nhịp, cần phải thận trọng theo dõi phát triển chúng thử tải Từ có biện pháp khắc phục hữu hiệu biện pháp dự ứng lực ngoài, dán thép, sau xử lý vết nứt … nêu 5.2 Kiến nghị hướng nghiên cứu : Nghiên cứu tính toán kết cấu có xét đến vết nứt theo phương pháp phần tử hữu hạn Nghiên cứu loại vật liệu, công nghệ sửa chữa vết nứt kết cấu nhịp cầu BTCT điều kiện Việt Nam 118 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO - Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79 Bộ GTVT ban hành năm 1979 - TCVN 5574-1991 Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế - Quy trình CHU 2.05.03.84 Liên Xô (cũ) - Quy trình ACI 318-2000 Viện bê tông Hoa Kỳ - Đào Bá Thực : Kết cấu bê tông cốt thép – Trường Đại học GTVT xuất lần thứ năm 1995 - PGS TS Nguyễn Viết Trung, TS Hoàng Hà : Cầu bê tông cốt thép – Tập1,2 - Bộ môn Cầu hầm, Trường Đại học Giao thông vận tải Hà Nội : Kiểm định tăng cường cầu - Tài liệu giảng dạy - Nguyễn Văn Đạt : Khoa học bê tông ngày - Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 1992 - Kết luận vết nứt cầu Phú Lương – Tạp chí cầu đường số 4/1999 - Nguyễn Ngọc Long, Đinh Quốc Kim – Một số vấn đề ứng suất vết nứt mặt cầu mặt cắt hình hộp dầm bê tông dự ứng lực – Tạp chí GTVT số tháng 12/1998, trang 12 - Bùi Nguyên Nhạc : Hạn chế nứt cho dầm cầu bê tông cốt thép không ứng suất trước – Tạp chí cầu đường - Nguyễn Ngọc Long, Nguyễn Xuân Giảng, Chu Ngọc Sủng, Lê Văn Ký, Đinh Mạnh Đức : Một số vấn đề thi công cầu Gianh – Tạp chí cầu đường tháng 3/1999, trang 41 119 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp - Lưu Bân : Tính toán kết cấu bê tông có vết nứt trạng thái ứng suất phẳng– Tập san Viện KHCN GTVT số 1/1996, trang 24 - Lưu Bân : Nguyên nhân ảnh hưởng vết nứt tới tính chất sử dụng kết cấu nhịp bê tông cốt thép – Tập san Viện KHCN GTVT số 2/1999 - Bhushan L Karinaloo : Fracture mechanics and structural concrete 1994 120 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng Luận văn tốt nghiệp TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG I TÓM TẮT : - Họ tên - Phái - Sinh ngày - Nơi sinh : PHAN ANH DŨNG : NAM : 21 tháng năm 1975 : HÀ TĨNH II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC - Nhà riêng : 62/1/56 Trương Công Định, phường 13, quận Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh Điện thoại : 492 165, 090 754 004 - Cơ quan : Công ty xây dựng công trình giao thông 135 - Tổng Công ty xây dựng công trình giao thông I Điện thoaïi : 267 058, Fax 269 872 III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Từ năm 1992 - 1997 : Học Trường Đại học giao thông vận tải Hà Nội - Tốt nghiệp đại học : 1997 - Hệ : Chính qui - Trường Đại học giao thông vận tải Hà Nội - Chuyên nghành : Xây dựng cầu hầm - Năm 2001 : Trúng tuyển cao học khóa 12 - Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh - Mã số học viên : CA12-004 IV QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC - Từ tháng 6/1997 - 11/1997 : Công ty Cầu 12 - Tổng Công ty Xây dựng Công trình Giao thông I - Từ tháng 11/1997 đến : Chi nhánh Công ty Xây dựng Công trình 120 (nay Công ty Xây dựng Công trình Giao thông 135) - Tổng Công ty Xây dựng Công trình Giao thông I 121 Lớp Cao học Cầu đường khóa 12 (2001) - Học viên : Phan Anh Dũng ... CHƯƠNG II PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC VẾT NỨT BÊ TÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VÀ TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU NHỊP 2.1 Dấu hiệu nứt bê tông kết cấu nhịp Trong kết cấu bê tông cốt thép xảy... khả chịu tải tuổi thọ kết cấu nhịp cầu Việt Nam; Biện pháp khắc phục? ?? hoàn thành Với mục đích phân tích, đánh giá nguyên nhân nứt bê tông kết cấu nhịp cầu, nêu lên ảnh hưởng loại vết nứt đến khả. .. đưa cầu vào khai thác, việc nghiên cứu nguyên nhân, mức độ ảnh hưởng vết nứt bê tông, đến khả chịu tải tuổi thọ kế t cấu nhịp cầu nước ta biện pháp khắc phục vấn đề cấp thiết 12 Lớp Cao học Cầu