Giáo trình Khai thác, kiểm định, gia cố, sửa chữa cầu cống - GS.TS. Nguyễn Viết Trung

ðối với các bộ phận kết cấu bằng thép, ñặc biệt là dàn thép, phải ño ñạc kích thước mặt cắt ngang thực tế của các bộ phận chịu lực: các thanh dàn chủ, dầm dọc, dầm ngang, hệ liên kết, [r]

(1)

GS.TS Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống GS TS NGUYỄN VIẾT TRUNG

GIÁO TRÌNH

KHAI THÁC, KIỂM ðỊNH,

GIA CỐ, SỬA CHỮA CẦU CỐNG

(2)

GS.TS Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

CHƯƠNG 1: KHAI THÁC CẦU

1.1.Tổ chức quản lý khai thác cầu

1.1.1 tổ chức

1.1.2 tài liệu kỹ thuật cần thiết

1.1.3.Một số vấn ñề cần lưu ý

1.2- công tác ño ñạc theo dõi cầu

1.2.1- theo dõi tình hình lịng sơng cầu .8

1.2.2- đo đạc kích thước hình học

1.3 Bảo dưỡng mặt cầu ñường ñầu cầu .15

1.4 ðiều tra hư hỏng chung kết cấu thép kết cấu liên hợp thép - BTCT 16

1.4.1 Nhận dạng hư hỏng 17

1.4.2 ðiều tra hư hỏng mỏi .18

1.4.3 ðiều tra hư hỏng rỉ 22

1.4.4 ðiều tra hư hỏng mặt học phá hoại dòn 24

1.4.5 ðối với dầm thép liên hợp bê tông cốt thép .25

1.5 ðiều tra hư hỏng chung kết cấu nhịp bê tông, ñá xây, bê tông cốt thép .25

1.5.1 Phân loại vết nứt ( hình 1.9) 25

1.6 - ðiều tra liên kết kết cấu thép bê tông cốt thép .29

1.6.1 ðiều tra liên kết ñinh tán 30

1.6.4 ðiều tra liên kết hàn 33

1.7 ðiều tra gối cầu .36

1.7.1 Nguyên tắc chung 36

1.7.2 Các dẫn 37

1.8 ñiều tra mố trụ móng .38

1.8.1 điều tra vết nứt .39

1.8.2 ñiều tra chuyển vị .40

1.9 điều tra ảnh hưởng mơi trường ăn mịn cơng trình cầu .41

1.9.1 -ảnh hưởng mơi trường ñến tượng rỉ thép cốt thép 41

1.9.2 tình trạng bơ nát hố bê tơng ăn mịn bê tơng 42

1.10 ñiều tra hậu ñộng ñất, cháy, nổ, lở núi .43

1.11 sơ phân cấp hạng trạng thái kỹ thuật cầu .43

1.12 yêu cầu hồ sơ ñiều tra hư hỏng cầu khuyết tật .44

CHƯƠNG 47

THỬ NGHIỆM CẦU 47

2.1 Các vấn ñề chung 47

2.2.1 Mục đích thử tải cầu trường hợp thử tải cầu 47

2.1.2 nội dung công tác thử tải cầu 48

2.1.3 tải trọng thử cầu 50

2.1.4 thử tải tĩnh 56

2.1.5 thử tải ñộng 57

2.2 phương pháp dùng ten-xơ-met ñể ño ứng suất 57

2.2.1 Các loại ten-xơ-mét co học 60

2.2.2 Ten-xơ-mét dây 62

2.2.3 Ten-xơ-mét ñIện 64

2.2.4 Các phương pháp ño ứng suất phận kết cấu cầu 66

2.3- máy ño ñộ võng ño chuyển vị thẳng .69

2.3.1 máy đo độ võng mác-xi-mơp .70

(3)

GS.TS Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

2.3.3 ñồng hồ ño biến dạng 71

2.3.4 dụng cụ ño góc xoay 72

2.4 nhận xét kết thử tĩnh ñối với cầu .73

2.4.1 xét ñộ võng 73

2.4.2 xét ứng suất 75

2.5 phương pháp thiết bị ño thử ñộng ñối với cầu

2.5.1 vấn ñề chung 76

2.5.2 máy ño geiger 77

2.5.3 máy ño dao ñộng kiểu dùng ñIện 80

2.6 xác ñịnh ñặc trưng lý tính chất vật liệu .81

2.6.1 kim loại 82

2.6.2 bêtông 84

2.7- Phát khuyết tật hư hỏng ẩn giấu 87

2.7.1- Phương pháp âm 87

2.7.2 Phương pháp từ trường 90

2.7.3- phương pháp tia rơn ghen phương pháp tia gama 90

2.8 Xử lý kết đo phân tích kết luận 91

2.8.1 Hệ số phân bố ngang hoạt tải 91

2.8.2 xử lý số liệu ứng biến 92

2.8.3 Xử lý kết ño ñộng 93

2.8.4 - đánh giá nhận xét kết thử tải cầu 95

CHƯƠNG 3: 97

ðÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI 97

CỦA CẦU ðÃ QUA KHAI THÁC 97

3.1 Khái niệm chung 97

3.2 Cơng thức chung tính tốn đẳng cấp cầu thép đường sắt .98

3.2.1 Xét kết cấu nhịp 98

3.2.2 Xét đồn tàu .99

3.3 Tính đẳng cấp dầm chủ hệ dầm mặt cầu 99

3.3.1 Ngun tắc chung 99

3.3.2 Tính tốn cường độ theo ứng suất pháp 100

3.3.3 Tính tốn cường độ theo ứng suất tiếp 103

3.3.4 Tính tốn theo cường độ liên kết thép góc cánh với bụng ( đinh tán, bu lơng hàn) 105

3.3.5 Tính tốn theo ổn đinh chung 106

3.3.6 Tính tốn theo điều kiện ổn định cục bụng có sườn đứng tăng cường mặt cắt gối dầm .109

3.3.7 Tính tốn theo ñiều kiện ổn ñịnh cục bụng dầm 109

3.3.8 Tính tốn theo điều kiện mỏi 110

3.3.9 Tính tốn dầm dọc cụt 111

3.3.10 ðiều kiện tính tốn liên kết dầm dọc với dầm ngang 113

3.3.11 Tính tốn liên kết dầm ngang với dàn chủ .114

3.4 Tính tốn phận dàn chủ 115

3.4.1 Tính chịu nén theo cường ñộ giằn hay giằng 115

3.4.2 Tính tốn biên dàn tà vẹt đặt trực tiếp lên 116

3.4.3 Tính tốn nút gối nhọn dàn 116

3.4.4 Tính tốn hệ liên kết giằng gió 116

3.5 Xét ảnh hưởng hư hỏng khuyết tật phận 117

3.5.1 ảnh hưởng giảm yếu phận gỉ 117

3.5.2 ảnh hưởng cong vênh cấu kiện 117

3.5.3 ảnh hưởng lỗ thủng, chỗ móp lõm vết nứt .118

(4)

GS.TS Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống 3.6.1 Năng lực chịu tải cấu kiện kết cấu nhịp ñã ñược tăng cường cách thêm thép, ñược xác

ñịnh sau: 120

3.6.2 Năng lực chịu tải cấu kiện bị nén, ñã ñược tăng cường gỗ 120

3.7 Các dẫn thực hành tính tốn 121

CHƯƠNG 4: 123

SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG CẦU 123

4.1 Các giải pháp kết cấu công nghệ sửa chữa kết cấu nhịp cầu thép .123

4.1.1 Sửa chữa mặt cầu .123

4.1.2 Thay ñinh tán bu lông hỏng 123

4.1.3 Sửa vết nứt 125

4.1.4 Sửa chỗ móp méo 126

4.1.5 Sửa cong vênh 126

4.1.6 Sơn lại cầu thép 127

4.2 Các giải pháp kết cấu công nghệ sửa chữa kết cấu nhịp cầu BTCT 129

4.2.1 Giải pháp chung: 129

4.2.2 Chuẩn bị kết cấu trước sửa chữa 130

4.2.3 Tiêm vữa Xi măng keo Epoxi 131

4.2.4 Dùng bê tông Polime vữa ñặc biệt ñể vá chỗ vỡ bịt vết nứt 133

4.2.5 Phun bê tông .133

4.3 Các giải pháp kết cấu công nghệ sửa chữa mố trụ cầu 134

4.4 Sửa chữa cầu đá, cầu vịm bê tơng, cống 135

4.4.1 Sửa chữa cầu đá cầu bê tơng 135

4.4.2.Sửa chữa cống 136

4.5 Các giải pháp kết cấu công nghệ tăng cường mở rộng kết cấu cầu thép .137

4.5.1 Nguyên tắc chung 137

4.5.2 Tăng cường phần xe chạy 138

4.5.2 Tăng cường dầm chủ ñặc bụng 140

4.5.3 Tăng cường dàn chủ 142

4.5.4 Tính tốn tăng cường kết cấu nhịp thép 145

4.6 Tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT, bêtơng đá xây 146

4.6.1 Thêm cốt thép 146

4.6.2 Dán thép bổ sung 148

4.6.3 Tạo dự ứng lực bổ sung 148

4.6.4 Về cách tăng cường cầu vịm bêtơng cầu đá .149

4.6.5 Tính tốn tăng cường cầu BTCT cũ 149

4.7 Các giải pháp kết cấu công nghệ tăng cường mố trụ cầu .149

4.7.1 Tăng cường trụ 149

(5)

CHƯƠNG 1: KHAI THÁC CẦU

1.1.TỔ CHỨC QUẢN LÝ KHAI THÁC CẦU 1.1.1 TỔ CHỨC

Trong lĩnh vực ñường nay, quốc lộ cầu cống chủ yếu Cục ñường Việt Nam quản lý khai thác.Các cấp quản lý ñược phân từ cao xuống thấp sau:

- Cục ñường Việt Nam - Các khu quản lý ñường bộ:

+ Khu QLðB - (Phạm vi tỉnh miền bắc )

+ Khu QLðB -4 (Phạm vi từ Thanh Hố đến Thừa Thiên Huế ) + Khu QLðB -5 (Phạm vi từ Quảng Nam ñến Khánh Hoà)

+ Khu QLðB -7 (Phạm vi từ Ninh thuận trở vào toàn miền Nam ) - Các Phân khu quản lý ñường

- Các hạt QLðB

- Các Cung QLðB, cung quản lý cầu

Các cầu nhỏ cống ñược “Cung ñường “ quản lý với tuyến.Riêng cầu lớn cầu trung “Cung quản lý cầu “chịu trách nhiệm phụ trách Những cầu Thăng Long, cầu Chương Dương “ xí nghiệp quản lý “ cầu phụ trách

Các sở giao thơng cơng thuộc tỉnh có nhiệm vụ quản lý mạng lưới tỉnh lộ và huyện lộ số ñoạn quốc lộ phạm vi tỉnh,như cầu nhỏ cầu trung trong mạng lưới ñó Sở GTCC quản lý khai thác

Trong ngành ñường sắt Việt Nam, cao Liên hiệp ñường sắt Việt Nam, bên dưới cấp thấp dần theo trình tự liệt kê sau:

- Các liên hiệp ñường sắt khu vực:

+ Khu vực (phạm vi từ miền bắc đến Quảng Bình)

+ Khu vực (phạm vi từ ðồng Hới (Quảng Bình) đến Diêu Trì tỉnh Qui Nhơn)

+ Khu vực (phạm vi từ Diêu Trì đến ga Sài Gịn ) - Các xí nghiệp quản lý đoạn tuyến

- Các hạt quản lý ñường sắt

(6)

GS.TS Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống ðối với cầu lớn cầu Long Biên có xí nghiệp quản lý khai thác cầu riêng Các ñơn vị quản lý cấp nói chung có nhiệm vụ quản lý khai thác cầu ñường, kiểm tra kỹ thuật cầu ñường hàng ngày ñịnh kỳ ñể phát kịp thời hư hỏng sửa chữa Trong trường hợp ñặc biệt kỹ thuật có hỗ trợ đơn vị kỹ thuật với chuyên môn sâu cấp quản lý cao Sở GTCC,Cục ñường bộ,liên hiệp ñường sắt quan khác Bộ GTVT

Vài năm gần ñây, ñối với số cầu lớn cầu Thăng Long, Chương Dương, Bến Thuỷ, xí nghiệp quản lý cầu có thêm nhiệm vụ thu lệ phí qua cầu

Cũng từ năm 1990 việc áp dụng máy tính điện tử công tác quản lý kỹ thuật cầu ñường phát triển Cục ñường bộ, liên hiệp đường sắt có nhiều hệ thống máy tính chương trình thích hợp để quản lý thống hồ sơ kế hoạnh, trạng thái kỹ thuật hệ thống cầu đường mình.Riêng Sở GTVT việc cịn chưa thực ñông ñều tỉnh

1.1.2 NHỮNG TÀI LIỆU KỸ THUẬT CẦN THIẾT

Công tác quản lý khai thác cầu ngành ñường sắt giữ ñược nề nếp hệ thống từ ngày thành lập nên văn pháp lý, tài liệu kỹ thuật tài liệu nghiệp vụ cho cán ñều ñược thống chặt chẽ

ðối với ngành ñường chưa có luật đường Việt Nam tài liệu kỹ thuật hướng dẫn có tính pháp lý qui trình, qui phạm có Tuy nhiên cơng tác quản lý cịn phân tán nên nói chung tài liệu có tính pháp lý quản lý ñường ñã thất lạc nhiều, khơng cịn đủ cấp sở trực tiếp quản lý cầu ñường ðây khó khăn việc nâng cao chất lượng quản lý khai thác cầu đường nói chung

Hiện phạm vi quản lý Cục ñường Việt Nam, cầu cống nói chung ñã ñề số tiêu chính cần quản lý kỹ thuật ñưa vào hệ thống thông tin máy sau:

(7)

GS.TS Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống +Của phần xe chạy

+Của lề ñi

- Chiều cao khóng chế cầu :Cao ñộ mật cầu,cao ñộ ñáy cầu - Tải trọng:

+ Theo thiết kế ban ñầu + Theo thực tế - ðặc tính kỹ thuật :

+Mơ tả loại kết cấu nhịp, sơ đồ, chiều dài nhịp +ðặc ñiểm mặt cầu (gỗ,bê tơng,BTCTT,đá xây ) +Mơ tả cấu tạo hai mố :Vật liệu, kiểu mố, kiểu móng

+ Mô tả cấu tạo trụ : Vật liệu, kiểu, chiều cao, kiểu móng - ðặc ñiểm ñịa chất

- Các mực nước:

+ Mức nước cao + Mức nước thấp

- Chiều cao chiều rộng khống chế nhỏ cầu nhu cầu thông thuyền hay thuỷ lợi

Các tiêu tiêu tổng quát, ñược ñến hệ thống quản lý cấp cao Cục ñường Khu QLðB Ở Cung quản lý cầu phải lập hồ sơ riêng cho cầu ñể theo dõi lâu dài

Trong ngành ñường sắt, tiêu kỹ thuật cần quản lý cầu có nhiều tiêu nữa

1.1.3.MỘT SỐ VẤN ðỀ CẦN LƯU Ý

Nhìn chung, cơng tác bảo dưỡng trì định ký cầu đường ý nhiều, ñặc biệt tuyến ñường sắt Hà Nội -TP Hồ Chí Minh, cầu dù to nhỏ có sổ sách theo dõi dọn dẹp vệ sinh, có kế hoạch sửa chữa, nâng cao hay thay cần thiết

(8)

có thể gặp khắp nơi Rất cầu thép ñược chăm sóc ñúng mực sơn lại, ngoại trừ cầu lớn cầu Thăng Long

Cần lưu ý việc làm vệ sinh cho cầu thường xun cách qt dọn, thơng cống nước, dùng máy bơm nước với áp lực mạnh xói rửa vị trí khe biến dạng, đầu nhịp tồn kết cấu nhịp cơng việc khơng ñòi hỏi nhiều thiết bị, vật tư, nhân lực nhưng có tác dụng quan trọng để kéo dài tuổi thọ giữ tốt tình trạng kỹ thuật cầu

1.2- CÔNG TÁC ðO ðẠC THEO DÕI CẦU

1.2.1- THEO DÕI TÌNH HÌNH LỊNG SƠNG DƯỚI CẦU

Do điều kiện lịch sử để lại, sơng miền Bắc thường có ñê viền hai bên bờ, sông miền Nam miền Trung thường khơng có đê nên nước chảy tràn bờ có lũ ðiều kiện ảnh hưởng đến chế độ dịng chảy tượng xói mịn, bồi đắp khu vực cầu với ñặc ñiểm khác miền ñất nước Người quản lý cầu cần lưu ý vấn đề

Bình thường lịng sơng cầu có biến động, năm gần nạn phá rừng bừa bãi biến ñộng thời tiết khiến cho ñiều kiện thuỷ văn miền ñều khác trước, gây thay đổi tình hình lịng sơng dưỡi cầu Vì sau những mùa lũ cần phải theo dõi biến đổi lịng sơng dưỡi cầu, đặc biệt ñối với cầu lớn cầu trung

Những ngun nhân làm thay đổi trạng thái lịng sơng dưỡi cầu : - Khẩu độ cầu khơng đủ khả lũ

- Cơng trình điều chỉnh lịng sơng khơng có khơng đáp ứng yêu cầu - Mái dốc ñường vào cầu, nón mố đầu cầu khơng gia cố đủ mớc cần thiết để chống xói lở

- Có cơng trình xây dựng thượng lưu hạ lưu gây ảnh xấu ñến chế ñộ dòng chảy

ðể phát ñúng nguyên nhân cần phải có tài liệu thống kê nhiều năm số liệu ño ñạc mặt cắt lịng sơng chế độ thuỷ văn cầu (các mực nước, lưu tốc, hướng dịng chảy v.v )

(9)

đó Nói chung cầu dài q 50m điểm đo thường cách chừng 10m Nếu cầu ngắn 50m đo cách quãng 5m Nếu cầu có kết cấu nhịp dàn nên thả dây ño từ ñiểm nút dàn cho thụân tiện đo vẽ

Có thể ño từ kết cấu nhịp hay từ thuyền phương pháp thuận tiện, đủ xác Nói chung Việt Nam thường ño cách buộc vật nặng Nếu có máy đo sâu thuỷ âm ñại nhanh Loại máy ño thời gian phản hồi sóng âm thanh phát hướng xuống đáy sơng, từ suy độ sâu lịng sơng Nếu dùng dây đo thì nên ñánh dấu cách quãng 20cm dây ðể ñịnh ñúng vị trí ñiểm ño ño từ thuyền có thể căng dây thẳng ngang sơng sơng nhỏ dùng phép đo kiểu tồn đạc với máy kinh vĩ bờ mía dựng thuyền

Kết ño ñược vẽ theo dạng mẫu hình vẽ (trang bên) 1.2.2- ðO ðẠC KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC

Mục đích cơng tác ño lập lại vẽ mặt bằng, trắc dọc cầu, mặt cắt ngang ñặc trưng thực tế cầu nói chung phận kết cấu nhịp, mố trụ, móng, đường đầu cầu, cơng trình phụ khác

Phải vào tài liệu ño vẽ tài liệu thiết kế hoàn cơng như tài liệu kiểm định cũ ñể ñánh giá vị trí xác phận cầu không gian chất lượng cầu Từ nhận xét ngun nhân hư hỏng, chuyển vị hay biến dạng phận cầu theo thời gian

1.2.2.1- ðo cao ñộ

(10)

MNCN

MNTN

Lp=55.0 Lp=55.0

Cù ly lỴ Mùc n−íc

C

ao

®

é

lß

n

g

s«

ng

TN CN

Hình 1.1. Mặt cắt ngang lịng sơng cầu

ðối với cầu mà qua ñiều tra phát ñang biến dạng lớn có nhiều nghi vấn cần dùng loại máy cao đạc độ xác cao Ni - 004 với sai số trung phương ± 5mm km

Phải đo lần từ cọc mốc khác ñể giảm sai số Trong số ño ñạc cần ghi rõ ñiều kiện đo: thời tiết, nhiệt độ khí v.v

Các vị trí đặt mia đánh dấu sơn ñỏ ghi vẽ thuyết minh cơng tác cao đạc

Các dàn chủ ñược cao ñạc mạ dàn thượng lưu dàn hạ lưu Mia phải ñược ñặt vị trí tương ứng nút ñược ñánh dấu trước sơn Ví dụ: ñặt mia lên nằm ngang cách dầm ngang sát nút dàn

Các bê tơng cốt thép cao đạc mặt cắt ñặc trưng (giữa nhịp, gối) Trong mặt cắt phải cao ñạc ñiểm bên phía thượng lưu phía hạ lưu

(11)

Phải cao ñạc dàn chủ, dầm phần xe chạy, bệ kê gối, đỉnh ray điểm ñặc trưng ñã chọn trước

Kết cao ñạc phải ñược vẽ thành vẽ trắc dọc Có thể vẽ chập cặp phận giống phía hạ lưu phía thượng lưu ñể phân biệt nhận xét biến dạng của kết cấu

Căn vào trắc dọc mặt đo vẽ đưa nhận xét sở những gợi ý sau đây:

- Hình dạng đặn trắc dọc có độ vồng xây dựng chứng tỏ kết cấu nhịp có chất lượng tốt

- Hình dạng nhấp nhơ, gãy khúc trắc dọc sai sót lúc thi cơng, chế tạo lúc lắp dựng kết cấu nhịp, biến dạng mức trình khai thác cầu

- Nếu có tài liệu đo vẽ cũ tương tự phải so sánh để xem có chênh lệch lớn lần ño cần tìm ngun nhân đề xuất cách khắc phục Nếu chênh lệch cũng cần phân tích nguyên nhân ñánh giá khả khai thác cầu liên tục

1.2.2.2 ðo vẽ mặt

1.2.2.2.1 ðo vẽ mặt kết cấu nhịp

ðể ño vẽ mặt kết cấu nhịp ñường ray ñó mố trụ ñường ñầu cầu, phải dùng máy kinh vĩ có sai số khơng q ±15”, thước thép, máy đo dài kiểu ánh sáng

Quy ước ño trục dọc kết cấu nhịp ñường ñi qua ñiểm hai dầm ngang hai ñầu nhịp

Mặt kết cấu nhịp thường ñược vẽ theo vị trí tâm nút dàn độ cao có mặt phẳng phần xe chạy Khi có điều kiện nên ño mặt hai mặt phẳng biên và biên dàn Từ phân tích mức độ biến dạng ngang kết cấu tác dụng cuả tĩnh tải

Sau ño vẽ mặt dàn chủ phát thấy lỗ sai lệch ñột ngột nút dàn riêng lẻ có với vị trí thiết kế cần kiểm tra kỹ bổ sung tình trạng hệ liên kết dọc hệ liên kết ngang dàn chủ

(12)

của phận kết cấu Riêng ñối với cầu dàn có đường xe chạy phải kiểm tra thêm khổ giới hạn thông xe

1.2.2.2.2 -ðo vẽ mặt cắt mố trụ, ñường ñầu cầu

u cầu đo vị trí điểm đặc trưng để vẽ hình dạng thực tế từng mố trụ mặt

Khi ño vẽ cần ñối chiếu với hồ sơ lưu trữ ñể nhận xét ðối với ñường ñầu cầu cần vẽ sơ hoạ mơ tả có đường cong

1.2.2.3 - ðo vẽ mặt cắt ngang phận kết cấu

ðối với phận kết cấu thép, ñặc biệt dàn thép, phải ño ñạc kích thước mặt cắt ngang thực tế phận chịu lực: dàn chủ, dầm dọc, dầm ngang, hệ liên kết, gối cầu v.v Chú ý ghi rõ chiều dày thép lại sau bỏ phần rỉ

Trường hợp có đủ hồ sơ cũ cần đo đạc số phận nghi ngờ bị rỉ nặng cần kiểm tra xem xét kết cấu thực có giống với kích thước hồ sơ cũ hay khơng Nếu chúng giống khơng cần đo tỉ mỉ

Dụng cụ ño thước thép, thước cặp, thước ño khe hở, dây dọi, ê-ke thép

ðối với kết cấu nhịp bê tơng, đá xây, bê tơng cốt thép cần đo mặt cắt đặc trưng đại diện,nhưng phải ño mặt cắt nhịp, mặt cắt 1/4, mặt cắt gối Ngoài cần phải ño mặt cắt ñó hư hỏng ñến mức ảnh hưởng xấu đến lực chịu tải kết cấu

ðối với phận thép ñã bị cong phải dùng dây thép căng thẳng đầu phận ño khoảng cách từ ñiểm ñặc trưng ñoạn cong vênh đến dây thép căng Kết đo để phục vụ cho việc tính tốn lại phận

Sai số ño cho phép sau: + ðối với kết cấu thép ±0,5mm

+ ðối với kết cấu ñã xây, bê tơng cốt thép ±0,5cm

Phải đo hai lần lặp, khơng đạt sai số nói phải đo lại lần ba theo xác suất thống kê

(13)

Những chỗ sai lệch lớn kích thước cong vênh phải đánh dấu sơn ñỏ lên kết cấu ghi rõ vẽ

1.2.2.4 Nội dung vẽ kết ño ñạc

1.2.2.4.1 Bản vẽ bố trí chung mặt đứng cần thể rõ - Dạng kết cấu nhịp thép, bê tông cốt thép, đá xây, bê tơng v.v - Dạng mố trụ

- Mặt cắt lịng sơng lỗ khoan địa chất( có ) Các kích thước chủ yếu:

- Chiều dài toàn cầu

- Chiều dài kết cấu nhịp nhịp - Chiều dài nhịp tính tốn nhịp - Khẩu độ nước

- Chiều cao ñứng dàn

- Cao ñộ ñỉnh dầm dọc ñầu, sát với dầm ngang khoan dàn chủ - Cao ñộ ñiểm mạ hạ (hoặc mạ thượng ) dàn thượng lưu dàn hạ lưu

(ở hai ñầu dầm ngang sát nút dàn)

- Cao ñộ ñỉnh ray ñiểm phía dầm ngang - Cao ñộ tìm gối cao độ kê gối

- Cao ñộ ñỉnh mũ mối, trụ, ñộ dốc ñó - Cao ñộ ñỉnh tường trước ñỉnh tường cách mố - Cao ñộ vai ñường hai ñầu cầu

- Cao ñộ ñịnh chóp nón hai mố - Chiều dài mố

- ðộ dốc nón hai mố, vị trí chân nón mố

- Cao ñộ mức nước cao nhất, thấp ngày ñiều tra - Cao ñộ mức nước lũ cao lịch sử

- Loại ray, loại tà vẹt cầu

(14)

1290

7x500 5x500

1210 Điểm đầu đoạn cong Điểm cuối ®o¹n cong

6000

Hình 1.2. Ví dụ cách ño bị cong vênh

1.2.2.4.2 Bản vẽ bố trí chung mặt Yêu cầu thể hiện:

- Sơ họa ñường ray hai ñầu cầu, cầu, đường cơng hay đường thẳng - ðường tim dọc hai mố

- ðường tim gốc ( dọc cầu ) lấy ñường tim hai mố làm chuẩn ñể so sánh - ðường tim dầm dọc

- ðường tim dàn chủ (mạ hạ mạ thượng ) - ðường tim hai ray

- Sơ hoạ dàn chủ, dầm dọc, dầm ngang, dầm dọc cụt, hệ liên kết dọc 1.2.2.4.3 Bản vẽ mặt cắt ngang kết cấu nhịp

Yêu cầu thể hiện:

- Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp vị trí đầu kết cấu nhịp kết cấu nhịp, vị trí có chốt nhịp đeo

- Khoảng cách hai dàn chủ, bề rộng ñứng, bề rộng biên dàn, khoảng cách dầm dọc

- ðối với kết cấu nhịp bê tơng cốt thép, đá xây, bê tơng phải vẽ mặt cắt ñại diện ñã nêu mục 2.4.3.2

(15)

Cần thể đủ hình vẽ mặt chiếu ñứng, mặt mặt cắt ngang bộ phận cho ñủ cần hco tính tốn đánh giá lực chịu tải chúng

ðối với hệ liên kết dọc hệ liên kết ngang cần ño vẽ ñối với dàn chủ với mức độ sơ sài

1.2.2.4.5 Bản vẽ gối

Yêu cầu thể hiện:

- Kích thước chi tiết mặt thớt gối - Chiều dày thớt gối

- Chiều dài đường kính thớt gối - Chiều dài đường kính lăn

- Số lượng khoảng cách lăn, bề rộng lăn cắt vát ( có ) - Cấu tạo gối cao su - thép ( có )

- Các kích thước bệ kê gối

1.3 BẢO DƯỠNG MẶT CẦU VÀ ðƯỜNG ðẦU CẦU

Quy ước coi việc kiểm tra bảo dưỡng mặt cầu có liên quan ñến phận kết cấu sau:

- Các lớp phủ phần xe chạy cầu ô tô

- Các kết cấu, ray, tà vẹt, phụ kiện, ba lát cầu ñường sắt - Các hệ thống thoát nước mặt cầu ( ống nước )

- Vỉa hè, lan can, rải phân cách, rải bảo vệ - Các cột ñèn cầu ñường ñầu cầu - Các khe biến dạng

- Các ñộ

- Các biển báo cho giao thông cầu giao thơng đường thuỷ cầu Hầu hết cầu Việt Nam có hư hỏng ống nước khe biến dạng Tình trạng đất, rác làm tắc ống bịt kín khe biến dạng nguyên nhân chính, mặt khác thiết kế chưa ý ñúng mức Do ống nước hỏng nên nước ngấm đọng gây suy thối bê tông mặt cầu bê tông dầm, gây rỉ nặng cho phận dầm thép làm giảm ñộ bền tuổi thọ cầu ðặc biệt cầu BTCT cũ ñường sắt, nước ñọng máng ba lát lâu ngày suy thối nặng cho bê tơng

(16)

sửa chữa kịp thời khiến cho hư hỏng ngày phát triển rộng nặng thêm đến lúc buộc phải sửa chữa chi phí sửa chữa cao

Do cấu tạo không hợp lý khơng bảo dưỡng thường xun nên khe biến dạng thường bị đất lấp kín khiến cho khơng thể hoạt động bình thường Mặt khác, nước mưa ngấm qua khe biến dạng xuống ñầu kết cấu nhịp gây rỉ nặng cho ñầu dầm thép phận gối cầu bên

Hư hỏng chủ yếu vỉa hè cầu vỡ BTCT lắp ghép mỏng, hư hỏng lớp phủ mặt vỉa hè Ở cầu cho nước thoát qua gầm vỉa hè cịn có tình trạng nước ngấm tràn lan gây ẩm suy thối bê tơng cánh dầm chủ, chí có cỏ mọc gầm vỉa hè

Các cột lan can cầu cũ thuộc phạm vi miền Bắc thường thiết kế có kích thước nhỏ nhẹ Vì vậy, khơng chịu lực đẩy ngang lớn xe va quệt Loại cột lan can lắp ghép có liên kết hàn chân cột vào thép chờ bị gãy rỉ liên kết

Hệ lan can cầu cũ miền Nam ñược thiết kế to theo tiêu chuẩn Mỹ nên thường bền vững

Hư hỏng chủ yếu lan can gãy, hở cốt thép, rỉ nặng phần thép lộ ñặc biệt các vùng gần biển

Cơng việc bảo dưỡng mặt cầu nói chung đơn giản làm vệ sinh, thông sửa ống nước, sửa kịp thời ổ gà mặt cầu ô tô, siết lại ốc phụ kiện liên kết ray của cầu ô tô, siết lại ốc phụ kiện kết kết ray ñường sắt v.v

Cần ý phát vết nứt có quy luật dài dọc cầu lớp phủ nhựa cầu ô tô với nhịp dầm BTCT dự ứng lực kiểu Mỹ có nối cốt thép dự ứng lực ngang biểu tình trạng ựứt cáp dự ứng lực ngang Cần xem xét kỹ sửa chữa kịp thời

1.4 ðIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU THÉP VÀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BTCT

Cơng tác điều tra bao gồm công việc sau:

+ Kiểm tra ño vẽ lại vẽ phận cầu (nếu ñã tài liệu gốc) máy trắc ñạc

(17)

+ Xác ñịnh cường ñộ thực tế bê tông phận ñặc trưng thép, cốt thép

+ Tìm hiểu cách bố trí cốt thép thực tế bê tông

Các hư hỏng, khuyết tật kết cấu nhịp thép phân nhóm theo dấu hiệu sau:

- Dạng bề hư hỏng

- Tốc ñộ phái triển hư hỏng cho ñến lúc phái kết cấu - Mức ñộ nguy hiểm hư hỏng

- Vị trí hư hỏng

- Sự phân bố hư hỏng (mật ñộ xuất chúng)

1.4.1 NHẬN DẠNG CÁC HƯ HỎNG

Theo dạng bề hư hỏng, cần phân biệt:

- Sự lỏng ñinh tán, ñứt ñầu mũ ñinh tán

- Hư hỏng mỏi, thể qua vết nứt phận - Rỉ thép

- Mất ổn ñịnh cục ổn ñịnh chung phận riêng lẻ phần của chúng

- Các vết nứt

- Cong vênh, biến dạng hình dạng phận kết cấu

Theo tốc ñộ phát triển ñến giai ñoạn nguy hiểm, cần phân biệt:

- Các hư hỏng phát triển cách tức thời ñột ngột ( vết nứt phá hoại dàn; sự ổn ñịnh v.v )

- Các hư hỏng phát triển nhanh( ví dụ vết nứt mỏi)

- Các hư hỏng phát triển (lỏng bu lơng, lỏng đinh tán, rỉ )

Theo mức ñộ nguy hiểm hư hỏng, cần phân biệt rỗ loại:

- Hư hỏng nguy hiểm: hư hỏng gây ngừng khai thác cầu hoặc phá hoại cầu (các vết nứt, ổn ñịnh phận riêng lẻ kết cấu nhịp v.v )

(18)

- Hư hỏng nguy hiểm: Các hư hỏng làm xấu ñi ñiều kiện khai thác kết cấu, có ảnh hưởng xấu mức đọ ñó ñến phát triển hư hỏng khác( ví dụ : nghiêng lệch lăn gối cầu )

Theo tầm quan trọng phận có hư hỏng: Cần điều tra xem hư hỏng bộ phận

- Dầm dọc, dầm ngang - Dầm chủ dàn chủ

- Hệ liên kết dọc, hệ liên kết ngang

Theo mức ñộ phổ biến hư hỏng : cần phân biệt phát

- Hư hỏng có tính chất hàng loạt - Hư hỏng thường xuyên gặp - Hư hỏng gặp

Khi ñiều tra phân tích hư hỏng phải dựa theo gợi ý sau ñây nguyên nhân hư hỏng

- Chất lượng thép xấu

- Chất lượng chế tạo cấu kiện xấu - Các lõi mặt thiết kế cấu tạo

- Sự không phù hợp giả thiết tính tốn điều kiện làm việc thực tế - Công tác trì bảo dưỡng khơng thực tốt

- ðiều kiện khí hậu khắc nghiệt bất lợi - Tải trọng tải qua cầu

- Khổ giới hạn cầu cầu khơng đủ

- ðặc điểm tác động bất lợi hoạt tải đồn tàu

1.4.2 ðIỀU TRA CÁC HƯ HỎNG DO MỎI

Phá hoại mỏi xảy phát triển vết nứt thép

Cần ý phát vết nứt mỏi vùng chịu lực cục bộ, nơi có ứng suất tập trung lớn

1.4.2.1 ðối với dàn

(19)

Thông thường vết nứt phát triển theo hướng ngang tới trục dọc dàn, vết nứt qua lỗ ựinh ựầu vết nứt ỏ vị trắ khoảng 1/5 ựường kắnh lỗ ựinh dọc theo trục của chéo, hướng ựầu

ðể ñiều tra vết nứt mỏi phải kết hợp với việc phát ñinh tán bị hỏng Sự xuất hiện vết nứt mỏi ln ln báo trước tượng lỏng đinh tán nối cấu kiện đó Cần ý chéo ñứng có đinh tán chịu cắt hai mặt phát thấy hư hỏng mỏi liên kết

1.4.2.2. ðối với hệ liên kết dàn chủ nên tìm vết nứt mỏi mép lỗ ñinh liên kết chúng vào nút Lưu ý hư hỏng làm cho giao ñộng hệ liên kết tăng thêm rõ rệt tàu chạy qua cầu người ñiều tra dễ dàng phát

1.4.2.3. ðối với dầm hệ mặt cầu cần lưu ý hư hỏng mỏi hư hỏng phổ biến phát triển mạnh dầm dọc, dầm ngang hướng liên kết của chúng với

Vết nứt thường gặp vết nứt cánh nằm ngang thép góc cánh dầm dọc, nó xuất lúc ñầu bên vệt gần sống thép góc phát triển theo sống thay đổi hướng ñi ngang với dầm dọc Hiệu cánh thép góc tà vẹt bị cong vênh rõ rệt Cần phát hư hỏng thép góc phía phía ngồi dầm dọc có tà vẹt đè lên (loại dầm dọc khơng có thép cánh nằm ngang, có thép góc cánh) biên cuả dàn mà tà vẹt kê trực tiếp lên

Loại vết nứt mỏi xuất bụng dầm dọc theo hướng nghiêng ñi từ mép lỗ ñinh hàng ñinh thứ 2, thứ 3, thứ (ñếm từ ñinh dầm dọc xuống) liên kết dầm bụng với thép góc nối thẳng đứng Ở hậu lỏng ñinh tán liên kết bụng dầm với thép góc liên kết gây ứng suất tập trung cao mép lỗ ñinh Khi tải trọng lặp tác dụng nhiều lần, mép lỗ xuất vết nứt mỏi bụng dầm Do đó, u cầu ñi ñiều tra phải lưu ý phát

ðối với kiểu cấu tạo dầm dọc xếp chồng lên dầm ngang nên ý phát vết nứt mỏi cánh thép góc cánh ñoạn tựa dầm dọc lên dầm ngang ñoạn tựa dầm ngang lên dầm chủ ( dàn VN64 ) Cần lưu ý ñây kiểu cấu tạo có tuổi thấp độ chịu mỏi thấp

(20)

1.4.2.4. Khi ñiều tra kết cấu nhịp hàn kết cấu nhịp ñã ñược tăng cường hàn (ñặc biệt hàn tán thời gian chiến tranh) cần lưu ý tìm vết nứt mỏi xuất trong mối hàn thép quanh đó, đặc biệt mối hàn vùng ứng suất tập trung cao ngoại tải nơi có ứng suất dư hàn gây

Cũng nên tìm vết nứt chỗ có thay đổi đột ngột mặt cắt cắt bớt tập bản thép, hàn táp thêm thép, hàn sườn tăng cường đứng, hàn dầm ngang

Các vị trí có lỗ thủng, lỗ kht, đầu mối hàn nơi tìm thấy vết nứt mỏi

VÕt nøt

2 3 1

Hình 1.3 Vết nứt mỏi xiên dàn Hình 1.4 Vết nứt mỏi bụng dầm dọc 1 Dầm ngang; Dầm dọc; Vết nứt

VÕt nøt

2

3

4

Hình 1.5 Vết nứt mỏi thép góc cánh dầm dọc

Hình 1.6. Vết nứt mỏi cá 1 Bản cá; Dầm ngang;

3 Dầm dọc; Vết nút

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	0,94 MB