4.4.2 .Sửa chữa cống
4.5. Các giải pháp kết cấu công nghệ tăng c−ờng mở rộng kết cấu cầu thép
4.5.4. Tính toán tăng c−ờng kết cấu nhịp thép
Đây là vấn đề rất phức tạp và nhiều khi dựa vào kinh nghiệm của ng−ời thiết kế. Về mặt pháp lí, cách tính toán phải theo Quy trình 1979 của Bộ GTVT, nh−ng nội dung của Quy trình này nhiều chỗ không phù hợp tình hình sửa chữa cầu cũ. Vì vậy phải dựa thêm vào các nguyên lí cơ bản của môn học: Cơ học xây dựng, Sức bền vật liệu và kết cấu thép để tính toán. Đôi khi phải đề ra và chấp nhận một số giả thiết tính toán nhằm đơn giản hoá nh−ng phải tổ chức thử tải cầu để có quyết định sát thực tế.
Những câu hỏi luôn luôn cần đặt ra và tìm cách giải đáp trong lúc tính toán tăng c−ờng cầu:
- Sự phân chia trách nhiệm chịu tải giữa phần kết cấu cũ của mặt cắt và phần thép mới thêm vào mặt cắt nh− thế nào?
- Cấu tạo liên kết nào hợp lí để nối giữa phần kết cấu cũ và các bộ phận thép mới thêm vào.
- Sau một thời gian tiếp tục khai thác, liệu các biện pháp điều chỉnh ứng lực nhân tạo nh− tạo dự ứng lực nhân tạo, tạo dự ứng lực ngoài bổ xung, điều chỉnh theo độ gối có giữ nguyên hiệu quả ban đầu không, diễn biến nội lực theo thời gian nh− thế nào.
- Tình trạng ứng suất tập trung và ứng suất d− do hàn? - Khả năng bảo vệ các dự ứng lực ngoài bổ xung.
- Sự làm việc thực tế của các bulông c−ờng độ cao mới đặt thêm trên cầu cũ nh− thế nào?
- Cách xét đến những khuyết tật và h− hỏng của kết cấu thép cũ.
Đặc biệt khi dự định dùng dự ứng lực ngoài bổ xung để tăng c−ờng cầu thép phải chọn hợp lí đ−ợc các tham số sau:
r – tỉ số các đặc tr−ng c−ờng độ của vật liệu thép cũ và vật liệu thép dự ứng lực ngoài bổ xung.
β2 – hệ số hiệu quả tập trung ứng suất của thép dự ứng lực ngoài bổ xung
δ2 - độ mềm đàn hồi của các liên kết của thép dự ứng lực nh− neo, ụ đặt neo, … Tỉ số r càng lớn thì càng tiết kiệm vật liệu tăng c−ờng cầu nh−ng đòi hỏi trình độ công nghệ cao. Để giảm hệ số hiệu quả tập trung ứng suất nếu dùng thép thanh dự ứng lực thì các ren răng đ−ợc gia công bằng cách cán ren và tăng bán kính vuốt tròn của ren răng. Độ mêm đàn hồi của liên kết thép dự ứng lực càng cao thì độ bền mỏi của thép đó càng cao.
Một điều đáng chú ý là hiệu quả tăng c−ờng cầu càng lớn nếu phần tĩnh tải chiếm tỉ lệ càng lớn. Vì vậy việc tăng c−ờng các bộ phận của dàn chủ nhịp lớn sẽ hiệu quả hơn khi tăng c−ờng nhịp ngắn.
Trong thiết kế tăng c−ờng bằng dự ứng lực ngoài bổ xung cần đặc biệt l−u ý thiết kế liên kết giữa ụ neo và kết cấu thép cũ. Sau một thời gian sẽ xảy ra tr−ợt trên các bề mặt tiếp xúc đn đ−ợc liên kết bởi đinh tán hoặc bulông c−ờng độ cao khiến cho sớm xảy ra h− hỏng liên kết. Để an toàn hơn nên bulông c−ờng độ cao ở phía hàng lỗ ngoài cùng của liên kết và trong tính toán không nên lấy hệ số ma sát cao