a- Tình trạng kỹ thuật:
- Kết cấu phần dưới: Bề mặt bê tông trụ bị xâm thực ở khu vực sát mép nước, có chỗ vỡ bê tông hở gỉ cốt thép. Tường mố M0 có một số vết nứt. Tường cánh của cả hai mố đều bị nứt nghiêm trọng, các vết nứt đã được trám vá nhiều lần những vẫn tiếp tục phát triển. Tường cánh mố M4 đã bị lún nghiêng về phía thượng lưu 6-10cm.
-86-
- Kết cấu phần trên: Hầu hết các dầm chủ trong các nhịp đều xuất hiện vết nứt xiên ở phạm vi gần đầu dầm và vết nứt thẳng đứng tại phạm vi giữa nhịp. Độ mở rộng vết nứt 0,1-0,2mm. Tại nhịp N2 các liên kết ngang đã bị nứt, vỡ bê tông. Bản mặt cầu bị nứt vỡ nhiều ở nhịp 2 và nhịp 4, đặc biệt tại các khe co giãn đã hư hỏng nặng. Lan can cầu có nhiều thanh ngang bị gỉ cốt thép.
b. Kiểm toán mặt cắt ngang theo cƣờng độ trƣớc khi sửa chữa:
Mặt cắt L/2 Mặt cắt 3L/8 Mặt cắt L/4 Mặt cắt L/8 Mặt cắt gối Theo mô men uốn
Mtt (Tm) 292.0011 273.751 220.1794 130.997 0
Mgiới hạn (Tm) 231.992 231.992 212.771 133.62 46.573
Kết luận không đạt không đạt không đạt đạt đạt
Mặt cắt L/2 Mặt cắt 3L/8 Mặt cắt L/4 Mặt cắt L/8 Mặt cắt gối Theo lực cắt
Qtt (Tm) 15.57038 37.0565 42.36938 48.6137 53.10955
Qgiới hạn (Tm) 45.8651 50.1832 50.86283 73.0529 92.47491
Kết luận đạt đạt đạt đạt đạt
c- Thiết kế tăng cƣờng bằng DUL-N
Mỗi nhịp bố trí 5 bó cáp DUL-N tại vị trí giữa các dầm chủ trong và 2 bó tại phía ngoài dầm biên. Các bó cáp đi qua 2 ụ chuyển hướng và được neo vào 2 ụ neo ở cách gối 2,8m. Bố trí 2 thanh Maccalloy xuyên qua các dầm tại vị trí vách chuyển hướng, tại vách neo sử dụng 4 thanh Maccalloy.
Ụ neo Ụ chuyển hướng Ụ neo
-87-
d- Vật liệu cơ bản:
- Bê tông vấu neo và vấu chuyển hướng mác 500. - Cốt thép thường dùng loại AI và AII.
- Cốt thép DUL-N: dùng bó cáp 7-T15 (7 sơi cáp 15,2mm) theo tiêu chuẩn của Mỹ
ASTM.
e. Công nghệ thi công sửa chữa bằng DUL-N
* Các vị trí bong tróc bê tông, các vết trám vá bằng vữa trước đây được đục bỏ và làm sạch, sau đó trát bằng vữa polyme.
* Khoan lỗ dọc theo các vết nứt, thổi và làm vệ sinh sạch sẽ lỗ khoan, gắn các ống nối và bơm keo epoxy vào các vết nứt.
* Quét phủ toàn bộ dầm bằng lớp hỗn hợp epoxy dày 2 rum.
* Thay toàn bộ 48 gối thép và bê tông cốt thép bằng gối cao su mới.
* Thi công DƯL-N cho các dầm cầu sẽ được tiến hành theo các bước sau:
- Công tác chuẩn bị: Lắp dựng ván khuôn, đà giáo sàn đạo thi công đảm bảo an toàn thuận tiện cho thi công.
- Thi công ụ neo và ụ chuyển hướng: Lấy dấu theo các bản vẽ thi công để đánh dấu các vị trí khoan cần thực hiện. Khoan ngang tạo lỗ cho thanh căng. Chế tạo và lắp dựng các cấu kiện của ụ neo (khung cất thép, ống dẫn hướng, ống gen).
- Công tác bê tông: Thiết kế cấp phối bê tông và đúc mẫu thí nghiệm. Trước khi đổ bê tông cần tiến hành kiểm tra chất lượng vật liệu, kiểm tra kết quả ép mẫu, kiểm tra công tác an toàn lao động... Kiểm tra hỗn hợp bê tông về độ sụt. Vận chuyển bê tông đảm bảo cự ly vận chuyển không ảnh hưởng tới yêu cầu kỹ thuật của công nghệ thi công bê tông. Đổ và đầm bê tông. Bảo dưỡng bê tông và tháo ván khuôn...
- Lắp đặt và căng thanh căng cường độ cao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Lắp đặt và căng kéo cáp DƯL: Luồn cáp, khi kéo các tao cáp ra khỏi cuộn cáp cần phải bôi đều một lớp bôi trơn để kéo bó cáp dễ dàng sau đó luồn chúng vào trong ống dẫn. Khi tao cáp đã sang đầu bên kia của ống dẫn, cần căn và cắt đủ độ dài dư cần thiết phía neo chủ động và neo bị động. Bơm vữa xi măng vào ống gen. Lắp vòng neo và nêm. Căng cáp.
-88-
g. Kiểm toán sau khi tăng cƣờng DUL-N:
* Tính toán với mặt cắt giữa nhịp: - Kiểm toán mặt cắt ngang theo cường độ
Mô men tại mặt cắt giữa sau khi tăng cường DƯL-N
M = 185,001 T.m < Mgh = 231,992 T.m - Duyệt ứng suất trong cốt thép chủ:
+ Ứng suất trong cất thép chủ của dầm trước khi tăng cường
a = 2424,2 kg/cm2
+ Ứng suất trong cốt thép chủ của dầm sau khi tăng cường bằng DƯL-N
D A = a - Z . F M a D = 1261,3 kG/cm2 < Ra * Tính toán với mặt cắt l/8:
Lực cắt của dầm tại mặt cắt 1/8 sau khi tăng cường bằng DƯL-N Q = Qtt + QD = 64,9 T < Qgh = 73,053 T Qtt: lực cắt do tĩnh tải và hoạt tải H30 - XB80.
* Tính thanh căng Maccalloy 40
Chọn thanh căng Maccalloy đường kính 40
- Số thanh căng cần thiết n >
S N
= 2,445
N: lực căng dọc của cáp DƯL tác dụng tại neo ( N = 230,3 T). Ta đã chọn n = 4 thanh (đạt yêu cầu).
* Kiểm toán ụ neo
- Kiểm toán theo điều kiện sử dụng:
0,85..Nn.f.k = 377,2 T > Pm = 230,3 T (đạt yêu cầu). Kiểm toán theo trạng thái giới hạn
m n 1,35.P 2 , 1 . . 0,85.N f k Vế trái = 314,3 T; vế phải = 31 0,9 T.
-89-
Vậy đảm bảo an toàn trong trạng thái giới hạn tới hạn.
Công trình sửa chữa vào đầu năm 1999 đến nay đã được 5 năm thử thách mà công trình vẫn hoạt động tốt.
-90-
KẾT LUẬN
Công tác duy tu, sửa chữa các công trình cầu bê tông cốt thép là một vấn đề có ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật lớn đối với nước ta hiện nay. Hàng năm theo số liệu của Cục Đường bộ Việt Nam, chúng ta đã phải bỏ ra một khoản kinh phí rất lớn cho công việc này. Vì thế việc nghiên cứu các nguyên nhân gây nên sự hư hỏng trong các kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép, đề ra các biện pháp khắc phục các hư hỏng, cũng như việc áp dụng có hiệu quả các kết quả nghiên cứu trong sửa chữa các cầu bê tông cốt thép cũ đang khai thác trên hệ thống mạng giao thông đường bộ ở nước ta mang lại những lợi ích kinh tế rất đáng quan tâm.
Ở nước ta vấn đề sửa chữa các công trình bê tông cốt thép nói chung và sửa chữa công trình cầu bê tông cốt thép nói riêng là nhu cầu của thực tế sản xuất đã được dặt ra từ lất lâu, nhưng trước đây do nhiều lý do mà vấn đề này không được đi sâu nghiên cứu nhiều. Tuy nhiên việc sửa chữa vẫn cứ phải tiến hành và vẫn sử dụng các loại vặt liệu thông thường cho sửa chữa như vữa xi măng và bê tông xi măng poóc lăng..., cùng với phương pháp thủ công mang tính kinh nghiệm vì vậy là hiệu quả sửa chữa thấp.
Vấn đề sửa chữa và tăng cường các công trình cầu BTCT bị hư hại xuống cấp sau một thời gian sử dụng đang là nhiệm vụ quan trọng đối với ngành GTVT hiện nay. Trước mắt do chưa có đủ kinh phí để tiến hành xây dựng mới hàng loạt công trình thì việc sửa chữa và tăng cường các cầu đang khai thác hiện nay phù hợp với tải trọng thiết kế là việc làm cấp bách và cần thiết, đáp ứng yêu cầu phát triển cơ sở hạ tầng phục vụ sự phát triển của nền kinh tế xã hội. Tùy theo mục đích của việc sửa chữa là để kéo dài tuổi thọ kết cấu hay để khôi phục lại khả năng chịu lực như ban đầu của kết cấu mà lựa chọn loại vật liệu, thiết bị và phương pháp để sửa chữa.
Trên cơ sở áp dụng các kết quả nghiên cứu trong sửa chữa các cầu bê tông cốt thép cũ đang khai thác trên hệ thống mạng giao thông đường bộ ở nước ta nói chung và các kết quả nghiên cứu và các công trình cầu BTCT thực tế của Viện KHCN GTVT đã triển khai có hiệu quả nói riêng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-91-
- Xác định một số nguyên nhân hư hỏng và phương pháp thu thập thông tin đối với
cầu BTCT đang khai thác.
- Phương pháp xác định sự suy giảm và đánh giá chất lượng cầu BTCT đang khai
thác.
- Các biện pháp sửa chữa khắc phục hư hỏng cầu BTCT có hiệu quả.
Những đóng góp của luận văn:
- Thống kê được các nguyên nhân gây hư hỏng và trình bày các phương pháp thu
thập thông tin về cầu BTCT đang khai thác.
- Nêu các phương pháp đánh giá cầu BTCT và các ví dụ thực tế.
- Giới thiệu một số biện pháp sửa chữa cầu BTCT và ví dụ thực tế.
Kiến nghị:
Việc sửa chữa kết cấu BTCT muốn có hiệu quả phải theo trình tự thực hiện từng bước như đã trình bày ở trên đó là trước tiên phải xác định đúng bệnh, từ đó đề ra các biện pháp sửa chữa cần thiết. Các nghiên cứu của luận án đã được ứng dụng vào thực tế đánh giá và sửa chữa nhiều công trình cầu BTCT trên cả nước và rất có hiệu quả. Có thể sử dụng vật liệu bê tông polyme PEX do Viện KHCN GTVT nghiên cứu và các biện pháp sửa chữa như tăng cường dự ứng lực ngoài, dán bản thép... để sửa chữa và tăng cường các cầu BTCT bị hư hỏng trong điều kiện thi công khó khăn mà vẫn đảm bảo giao thông đi lại bình thường. Công trình sửa chữa đã được thử thách qua một thời gian khai thác dài mà công trình vẫn hoạt động tốt.