bài giảng sửa chữa-tăng cường cầu

BÀI GIẢNG TÍN CHỈSỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU CẦU

Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình ThủyDivision of Urban Transport and Coastal Engineering

http://ctgttp.org

Hà Nội, 2012

Trường Đại học Giao thông Vận tảiBÀI GIẢNG TÍN CHỈ HỌC PHẦN : SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG KẾT

CẤU CẦU

http://ctgttp.org

2Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy

� Tên học phần: SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU CẦU

� Tên tiếng Anh: Rehabilitation and Strengthening of Bridge

� Mã số: GTP10.2

� Số tín chỉ học phần: 02� Thời gian của học phần:

¡Lý thuyết: 15¡Bài tập : 15¡Thực hành: 0¡Thảo luận: 15

GIỚI THIỆU HỌC PHẦN



Học phần “Sửa chữa và tăng cường kết cấu cầu” là môn họcchuyên ngành nhằm trang bị những kiến thức cơ bản về phân tíchcác nguyên nhân gây ra các hư hỏng trong kết cấu cầu trong giaiđoạn xây dựng và khai thác cầu, từ đó đề ra các biện pháp sửachữa và tăng cường các bộ phận kết cấu công trình cầu.Phần bài tập nhằm giúp sinh viên nắm được các kỹ năng tính toánvà công nghệ thi công sửa chữa, tăng cường cầu.


PHẦN LÝ THUYẾT:CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1. Các khái niệm cơ bản1.2. Tổng quan về quy trình kiểm tra các hư hỏng trong quá trình thi công và khai thác cầu1.3. Phân loại các dạng hư hỏng của công trình cầu1.4. Tổng quan các phương pháp kiểm tra hư hỏng và đánh giá nguyên nhân gây ra hư hỏng1.5. Các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành áp dụng cho công tác sửa chữa và tăng cường kết cấu cầuCHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU NHỊP CẦU BTCT, BÊ TÔNG DƯL2.1. Công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu bê tông, bê tông cốt thép và BT DƯL2.2. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu nhịp cầu bê tông, bê tông cốt thép và BT DƯL bằng pp dán bản thép2.3. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu nhịp cầu bê tông, bê tông cốt thép và BT DƯL bằng DƯL ngoài



PHẦN LÝ THUYẾT2.4. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu nhịp cầu bê tông, bê tông cốt thép và BT DƯL bằng sợi FRP cường độ caoCHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP, THÉP – BÊ TÔNG LIÊN HỢP3.1. Công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu thép, thép – bê tông liên hợp3.2. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu nhịp cầu thép, thép – bê tông liên hợp bằng pp táp bản thép.3.3. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu nhịp cầu thép, thép – bê tông liên hợp bằng DƯL ngoài3.4. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu nhịp cầu thép, thép – bê tông liên hợp bằng tấm sợi FRP cường độ caoCHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA, TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU MỐ TRỤ CẦU4.1. Công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu mố, trụ cầu4.2. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu mố, trụ cầu4.3. Tăng cường khả năng chịu lực kết cấu móng cọc



PHẦN BÀI TẬP & CHUYÊN ĐỀ THẢO LUẬN:

BÀI TẬP 1 /CHUYÊN ĐỀ 1:Tính toán tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu nhịp cầu BTCT bằng phương pháp DƯL ngoài

BÀI TẬP 2 /CHUYÊN ĐỀ 2:Tính toán tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu nhịp cầu thep – BT liên hợp bằng phương pháp dán bản thép

BÀI TẬP 3 /CHUYÊN ĐỀ 3:Tính toán tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu nhịp cầu BTCT bằng vật liệu FRP

BÀI TẬP 4 /CHUYÊN ĐỀ 4:Tính toán tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu cột/cọc BTCT bằng vật liệu FRP

NỘI DUNG HỌC PHẦN


PHẦN TỰ HỌC:1. Chỉ dẫn thiết kế, thi công tăng cường kết cấu bê tông cốt thép và bê tông

DƯL bằng vật liệu FRP theo tiêu chuẩn ACI 440.2R2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Midas/Civil



TÀI LIỆU MÔN HỌCNguyễn Trọng Nghĩa, 2012, Bài giảng môn học “Sửa chữa và tăng cường kết cấu cầu”

TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-052. Nguyễn Trọng Nghĩa, 2005, Bài giảng cho doanh nghiệp “Ứng dụng tiêu

chuẩn 22TCN272-05 trong tính toán, thiết kế cầu.3. Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Nguyễn Trọng Nghĩa, Bùi Công Độ, 2005,

“Mô hình hóa và phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập 1, 2”4. GS. TS Nguyễn Viết Trung, ThS. Nguyễn Trọng Nghĩa, 2009, “Ứng dụng phần

mềm RM trong phân tích tính toán kết cấu cầu, tập 1, 2, 3, 4, 5”5. ThS. Vũ Quang Trung, ThS. Phạm Duy Anh,giáo trình và bài giảng: “Xây dựng

sửa chữa và tăng cường cầu”6. ThS. Chu Viết Bình, giáo trình “Thi công cầu” tập 1,27. GS.TS. Nguyễn Viết Trung, giáo trình: “ Khai thác, kiểm định, sửa chữa, tăng

cường cầu”



ĐÁNH GIÁ HỌC TẬP:Điểm đánh giá quá trình học tập : 30% trọng số

Chuyên cần : 10% trọng số

Kiểm tra giữa kỳ, điểm bài tập, thảo luận: 20% trọng số

Điểm kết thúc học phần : 70 % trọng số

ĐIỀU KIỆN HỌC PHẦN:Học phần tiên quyết:

Cơ sở công trình Cầu (GTP01.2)Cầu Bê tông (GTP03.2)Cầu thép (GTP02.2)Mố trụ cầu và tường chắn (GTP06.2)

Học phần trước:Cơ sở công trình Cầu (GTP01.2)Cầu Bê tông (GTP03.2)Cầu thép (GTP02.2)Mố trụ cầu và tường chắn (GTP06.2)

Học phần song hành: Chẩn đoán cầu và hầm (GTP09.2)



NHIỆM VỤ SINH VIÊN:

¡ Tham gia đầy đủ các buổi học lý thuyết và các buổi thảo luận.

¡ Tự học, tự tìm hiểu tài liệu tham khảo phục vụ cho môn học, biết làm việc theo

nhóm.

¡ Nắm vững nội dung yêu cầu của học phần

¡ Làm đầy đủ các bài tập và bài tập lớn nếu có.

¡ Tham gia đánh giá kết thúc học phần



PHẦN LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN� Sửa chữa là công tác khắc phục những hư hỏng, những khuyết tật để đưa công

trình trở lại trạng thái khai thác bình thường. Trạng thái khai thác được coi là bìnhthường là đáp ứng chế độ khai thác hiện hành một cách an toàn và ổn định trongmột thời hạn xác định theo yêu cầu thiết kế. Công tác này bao gồm sửa chữa cácbộ phận đơn lẻ của kết cấu hoặc toàn bộ kết cấu bị hư hỏng do tải trọng, do môitrường, do thiên tai.

� Tăng cường là công tác khắc phục những hư hỏng, những khuyết tật làm giảmkhả năng chịu lực của kết cấu, giúp cho công trình khôi phục khả năng chịu tảiban đầu hoặc chịu tải lớn hơn so với tải trọng thiết kế, tải trọng khai thác hiệnhành.

� Công tác tăng cường thường kết hợp với sửa chữa cho các kết cấu cầu bị hưhỏng, suy yếu hoặc xuống cấp. Hiện nay đã có rất nhiều phương pháp hiện đạiđể sửa chữa và tăng cường các kết cấu cầu bê tông cốt thép, bê tông dự ứng lựcvà thép: Phương pháp bao bọc tăng kích thước mặt cắt, dán bản thép, DƯL ngoài, sử dụng vật liệu FRP dính bám ngoài…



1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN� Sửa chữa nhỏ: Là công tác khắc phục những hư hỏng nhỏ, những hư hỏng này

chưa làm ảnh hưởng đến chế độ khai thác nhưng ảnh hưởng đến tuổi thọ và tính bền vững của công trình. Khối lượng thi công ít và không cần phải đình chỉ giao thông trên cầu.

� Sửa chữa vừa: Khắc phục những hư hỏng, mà những hư hỏng này chưa làm giảm khả năng chịu tải của kết cấu nhưng ảnh hưởng đến chế độ khai thác của công trình. Khối lượng thi công tương đối lớn, trong thời gian sửa chữa phải đình chỉ tạm thời hoặc hạn chế giao thông.

� Sửa chữa lớn(đại tu): Khắc phục những hư hỏng, mà những hư hỏng này làm giảm khả năng chịu tải của kết cấu nhằm đưa kết cấu trở lại chế độ khai thác hiện hành. Khối lượng thi công lớn trong thời gian sửa chữa phải đình chỉ giao thông trên cầu .

� Khi kết cấu cầu không còn đủ khả năng chịu các hoạt tải phát triển nặng hơn hoặc cầu đã trở nên hẹp không đáp ứng lưu lượng xe qua cầu nhiều hơn trước, cần phải tăng cường và mở rộng cầu. Kết cấu cầu gồm nhiều bộ phận chịu lực khác nhau, không phải mọi bộ phận đều có đồng cường độ vì vậy có thể chỉ cần tăng cường bộ phận nào yếu nhất. Mức độ cần thiết tăng cường cầu tuỳ theo yêu cầu phát triển giao thông và quy hoạch chung của cả tuyến đường



Mục đích của sửa chữa và tăng cường kết cấu:Việc tăng cường kết cấu được thực hiện để tăng khả năng chịu lực cho kết cấu do các nguyên nhân sau:Những sai sót trong giai đoạn thiết kế, cụ thể là:� Các quy định về tải trọng, dự báo tải trọng: Chưa phù hợp với việc phát triển tải

trọng trong giai đoạn khai thác� Các quy định về vật liệu và lựa chọn vật liệu chưa phù hợp� Tiêu chuẩn thiết kế: Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế không phù hợp� Các sai sót trong quá trình thiết kế bản vẽ như: sai sót về các chi tiết thiết kế, kiểm

soát chất lượng bản vẽ kém.Những sai sót trong giai đoạn thi công� Thi công không đạt chất lượng theo yêu cầu thiết kế� Lớp bêtông bảo vệ không đủ đảm bảo yêu cầu chống ăn mòn, bảo vệ rỉ, giảm tuổi

thọ của công trình.� Chất lượng đầm bê tông trong lúc đổ bê tông không đạt yêu cầu, bê tông bị rỗng

nhiều



Mục đích của sửa chữa và tăng cường kết cấu:� Bảo dưỡng không đúng qui trình yêu cầu, làm bê tông không đủ cường độ theo

thiết kế, vết nứt xuất hiện� Thiếu việc kiểm soát chất lượng� Thiếu kỹ sư giám sát công trình có kinh nghệmSai sót trong giai đoạn sử dụng� Khai thác quá tải trọng thết kế� Thay đổi công năng sử dụng của công trình� Ảnh hưởng các tác động môi trường: thiên tai, xâm thực…� Thiếu việc duy tu, bảo trì định kỳ



Yêu cầu về sửa chữa và tăng cường cầu:Để việc sửa chữa và tăng cường cầu đạt hiệu quả tốt nhất về kỹ thuật cũng như kinh tế, công tác này cần đảm bảo các yêu cầu sau:q Triển khai công tác kiểm tra, đánh giá chi tiết kết cấu cầu trước khi tiến hành công

tác sửa chữa và tăng cường.q Thiết kế, tính toán chi tiết các hạng mục cần sửa chữa, tăng cường.q Lựa chọn giải pháp thi công phù hợp với điều kiện thực tế của công trình, đáp

ứng nhu cầu và mục đích của việc sửa chữa, tăng cường, phù hợp khả năng đầu tư và công nghệ sẵn có.



1.2. TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH KIỂM TRA CÁC HƯ HỎNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG VÀ KHAI THÁC CẦUQuy trình kiểm tra hư hỏng các bộ phận công trình cầu trong giai đoạn thi công và khai thác được thể hiện trên hình sau:

Điều tra thu thập số liệu

Phân loại hư hỏng

Kiểm tra chi tiết hư hỏng

Đánh giá nguyên nhân hưhỏng

Đề xuất các giải pháp sửa chữa/tăng cường



1.2.1. CÔNG TÁC ĐIỀU TRA THU THẬP SỐ LIỆUCông tác điều tra thu thập số liệu là rất quan trọng để đánh giá các hư hỏng vànguyên nhân hư hỏng của các bộ phận kết cấu cầu từ đó mới đề xuất các giải phápsửa chữa hoặc tăng cường khả năng chịu lực cho công trình môt cách hiệu quả.Công tác điều tra thu thập số liệu bao gồm các nội dung sau:Thu thập, điều tra số liệu liên quan đến dòng chảy dưới cầu:Dòng chảy dưới cầu thường xuát hiện hiện tượng thay đổi sau khi đưa công trìnhcầu vào khai thác. Những nguyên nhân làm thay đổi trạng thái lòng sông dưới cầu:� Khẩu độ cầu không đủ khả năng thoát lũ.� Công trình điều chỉnh lòng sông không có hoặc không đáp ứng yêu cầu.

Mái dốc đường vào cầu, nón mố đầu cầu không được gia cố đủ mức cần thiết đểchống xói lở.

� Có những công trình nào đó mới được xây dựng ở thượng lưu hoặc hạ lưu gâyảnh xấu đến chế độ dòng chảy.

� Để phát hiện đúng nguyên nhân cần phải có các tài liệu thống kê nhiều năm về sốliệu đo đạc mặt cắt lòng sông và chế độ thuỷ văn cầu (các mực nước, các lưutốc, hướng dòng chảy chính v.v..).



1.2.1. CÔNG TÁC ĐIỀU TRA THU THẬP SỐ LIỆUĐo đạc các kích thước hình học của từng bộ phận của cầu:� Mục đích công tác này là đo và lập lại các bản vẽ mặt bằng, trắc dọc cầu, các mặt

cắt ngang đặc trưng thực tế của cả cầu nói chung cũng như của từng bộ phậntrong kết cấu nhịp, mố trụ, móng, đường đầu cầu, các công trình phụ trợ khác.

� Phải căn cứ vào các tài liệu mới đo vẽ này các tài liệu thiết kế hoặc hoàn côngcũng như các tài liệu kiểm định cũ để đánh giá vị trí chính xác của các bộ phậncầu trong không gian và chất lượng cầu. Từ đó nhận xét các nguyên nhân hưhỏng, sự chuyển vị hay biến dạng của các bộ phận cầu theo thời gian

1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUNội dung công tác điều tra bao gồm:� Kiểm tra hoặc đo vẽ lại bản vẽ các bộ phận cầu (nếu đã mất tài liệu gốc)� Phát hiện và ghi lại các hư hỏng, khuyết tật hiện có, nhận xét đặc điểm, kích

thước, vị trí của chúng, đánh giá tình trạng chịu lực chung của cả cầu theo kinhnghiệm và kiến thức của người điều tra.

� Xác định cường độ thực tế của bê tông ở từng bộ phận đặc trưng, của thép.� Kiểm tra bố trí cốt thép thực tế trong bê tông.



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUĐiều tra các hư hỏng do mỏi:� Các hư hỏng do mỏi thường xuất hiện trong cầu thép. Phá hoại mỏi xảy ra do sự

phát triển dần dần các vết nứt trong thép. Cần chú ý phát hiện các vết nứt mỏi ở các vùng chịu lực cục bộ, nơi có ứng suất tập trung lớn nhất.

� Dấu hiệu bề ngoài để dễ nhận biết về nút mỏi là các dấu hiệu rỉ màu nâu đen vàlớp rạn nứt của lớp sơn phủ

Vết nứt do mỏi ở thanh xiên của

dàn

2

31

Vết nứt do mỏi ở bản bụng dầm dọc1. Dầm ngang; 2. Dầm dọc; 3. Vết nứt



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUĐiều tra các hư hỏng do mỏi:

Vết nứt do mỏi ở thép góc cánh của dầm dọc

23

41

Vết nứt do mỏi ở bản cá1. Bản cá; 2. Dầm ngang;

3. Dầm dọc; 4. Vết nút

Vết nứt do mỏi ở thép góc cánh dưới của dầm ngang

Vết nứt do mỏi ở thép góc đứng liên kết dầm dọc với dầm ngang



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUĐiều tra các hư hỏng do rỉ:Cần phân biệt hai dạng rỉ là :� Rỉ bề mặt: Vết rỉ phân bố tương đối đồng đều trên bề mặt cấu kiện thép.� Rỉ cục bộ: Vết rỉ xuất hiện cục bộ và thường phát triển sâuCần lưu ý sự phát triển của rỉ trên các bề mặt tiếp xúc có thể ăn mòn làm mủn cáccấu kiện được nối với nhau. Nguyên nhân là do các sai sót về cấu tạo ở các loại dàncũ như các khe hở quá nhỏ, có các hốc lớn chứa rác bẩn và đọng nước, bước đinhquá dài.



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUĐiều tra các hư hỏng do khai thác về mặt cơ học và phá hoại dòn:Phải điều tra kỹ mọi bộ phận có hư hỏng cơ hoc. Mức độ nguy hiểm của chúngđược đánh giá tuỳ trường hợp cụ thể theo kích thước hư hỏng, trạng thái ứng suấtvà sự thay đối trạng thái ứng suất đó do có hư hỏng. Các hư hỏng cơ học thườngbao gồm:� Đứt, gãy các bộ phận đơn lẻ� Cong vênh, méo cục bộ� Các lỗ thủng, vết lóm, vết dậpCác hư hỏng do phá hoại dòn thường là vết nứt do công nghệ hàn kém chất lượng. Sự phá hoại dòn xảy ra là do phát triển tức thời các biến dạng dẻo không thể hiện rõrệt.Điều tra các hư hỏng do nứt� Trong kết cấu bê tông cốt thép thường, cần tìm vết nứt ở vùng chịu kéo khi ứng

suất lón hơn cường độ tính toán của bê tông, lưu ý rằng độ rộng vết nứt là 0,2mm là đã được qui trình thiết kế cho phép.



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUĐiều tra các hư hỏng do nứt� Các vết nứt trong dầm bê tông cốt thép dự ứng lực cần lưu ý hơn, vì KC DƯL

theo thiết kế là không cho phép nứt� Nói chung vết nứt dầm bê tông cốt thép đều làm giảm năng lực chịu tải. Do đó,

cần phải phân tích các vết nứt đã phát hiện được để xác định ảnh hưởng đếnnăng lực chịu tải và tuổi thọ của kết cấu có xét đến khuynh hướng phát triển củachúng

Vết nứt co ngót:� Thường xuất hiện trong lớp bề mặt của bê tông do quá trình co gót không đều.� Nguyên nhân là do hàm lượng xi măng quá nhiều trong hỗn hợp bê tông, đặc biệt

của dạng kết cấu, cách bố trí cốt thép không phù hợp v.v...� Dấu hiệu đặc trưng của vết nứt co ngót lá chúng phân bổ ngẫu nhiên không định

hướng, chiều dài ngắn và nhỏ li ti.� Các vết nứ co ngót có thể phát triển thành các vết nứt do lực.



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUVết nứt xiên:� Xuất hiện ở bụng dầm do ứng lực kéo chủ quá lớn.� Đặc biệt nguy hiểm trong các kết cấu nhịp dự ứng lực vì có thể giảm nhiều năng

lực chịu tải.� Cần đánh giá sự giảm lực chịu tải bằng cách tính toán.Vết nứt thẳng đứng:� Vết nứt thẳng đứng trong bầu dưới ở vùng chịu kéo chứa cốt thép dự ứng lực.� Vết nứt này chứng tỏ thiếu dự ứng lực, mất mát dự ứng suất quá nhiều do co

ngót, từ biến bê tông và mấu neo làm việc không bình thường.� Các vết nứt này làm giảm khả năng chịu tải tính toán của kết cấu nhịp và tạo điều

kiện cho rỉ ăn mòn cốt thép dự ứng lực và giảm dần tuổi thọ của dầm.Vết nứt dọc trong bầu dầm chứa cốt thép dự ứng lực:� Xuất hiện ngay trong những năm đầu khai thác cầu.� Nguyên nhân là do biến dạng ngang lớn khi dự ứng lực nén mạnh bê tông và do

co ngót bị cản trở.



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦUVết nứt dọc trong bầu dầm chứa cốt thép dự ứng lực:� Hậu quả là rỉ nhanh và trầm trọng ở cốt thép dự ứng lực, các sản phẩm do rỉ tạo

ra sẽ trương nở các làm nở to thêm vết nứt khiến rỉ càng nhanh hơn và sớm pháhoại kết cấu nhịp.

Các hư hỏng không nhìn thấy:Đối với các hư hỏng không nhìn thấy được (rỗng, rỗ, bong lớp bảo hộ v.v...) có thểphát hiện bằng phương pháp đơn giản là dùng búa gõ. Nếu đập búa vào bê tông tốtthì âm thanh đanh, vang dội. Nếu đập vào bê tông có rỗ, rỗng xốp, phân lớp thì cótiếng đục, tắt ngay.Hư hỏng liên kếtLiên kết đinh tán: hư hỏng thường là đinh tán lỏng dẫn đến truyền ứng lực cũng bịthay đổi. Do lỏng đinh tán mà mép lỗ đinh bị khí ẩm xâm thực vào cùng các loại chấtăn mòn gây ra rỉ và làm tăng sự phát triển của các vết nứt mỏi và vết nứt mỏi rỉ ở các mép lỗ đinhLiên kết bu lông cường độ cao: các hư hỏng điển hình như :� Các tập bản không được ép khít với nhau.� Lực căng bu lông không đủ yêu cầu của đồ án.



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦULiên kết bu lông cường độ cao: các hư hỏng điển hình như :� Có vết nứt trong bu lông và đai ốc.� Có vết dập ở vòng đệm và đai ốc.� Chiều dài ren răng của bu lông thiếu ( do thi công dùng bu lông sai qui cách).Liên kết hàn: Các hư hỏng thường gặp:� Vết nứt trong mối hàn và trong thép kết cấu quanh đó có thể xuất hiện do chất

lượng xấu của thuốc hàn, do bẩn các mép chuẩn bị hàn với nhau, do xỉ hàn lẫnvào mối hàn. Các vết nứt thường ở gần rãnh cắt, gần chỗ mà mối hàn khôngthấu, ở các chỗ thay đổi mặt cắt đột ngột. Khi điều tra thấy vết nứt ỏ mối hàn phảiđánh dấu sơn và yêu cầu mài tẩy mối hàn đi rồi hàn lại cho đảm bảo chất lượng.

� Mối hàn không ngấu là nơi có hiện tượng không nóng chảy cục bộ.� Hư hỏng tại rìa xờn mối hàn: Nguyên nhân là do kim loại nóng chảy bị tràn ra khỏi

vị trí mối hàn rồi lan ra phần thép kết cấu chưa bị nung nóng lên quanh mối hàn. Cần kiểm tra kỹ các ria xờm mối hàn vì chúng thường thường kèm theo hiệntượng hàn không thấu và các rãnh cắt. Khi que hàn nóng chảy quá nhanh thì mộtvài chỗ thép kết cấu chưa kịp nóng chảy và bị các ria xờm mối hàn cho lấp cácchỗ hàn không thấu ở mép cấu kiện.



1.2.2. ĐIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU CẦULiên kết hàn: Các hư hỏng thường gặp:� Khi điều tra phát hiện và yêu cầu hàn lại cần nhắc nhở việc chọn đúng nhiệt độ

khi hàn. Để tạo ra sự chuyển biến đều đặn phải rà hết các ria xờm mối hàn, khinó dày hơn 3mm phải yêu cầu đục đi ma quan sát tiếp phía dưới.

� Các lỗ rỗng và các chỗ lẫn xỉ hàn với mối hàn đều làm giảm mặt cắt mối hàn, gâyra ứng suất tập trung cục bộ. Nguyên nhân lẫn xỉ hàn là do chọn sai chế độ hàn, sai loại que hàn và thuốc hàn, tay nghề thợ hàn thấp.



1.2.2. SƠ BỘ PHÂN CẤP HẠNG TRẠNG THÁI KỸ THUẬT CẦUSau khi điều tra thị sát cũng như sau khi điều tra chi tiết cần thiết phải phân cấphạng trạng thái kỹ thuật của cầu để định hướng cho công tác sửa chữa gia cố nếucần thiết. Việc phân cấp hạng trạng thái kỹ thuật cần được đề nghị tương ứng vớicác hư hỏng:� Cấp 0: Công trình không cần sửa chữa và chỉ có các hư hỏng nhỏ, cá biệt.� Cấp I: Công trình có hư hỏng nhưng có thể khắc phục hoặc ngăn ngừa phát triển

bằng việc bảo dưỡng thường xuyên hoặc bằng việc sửa chữa đơn giản (sơn, sửa, lớp phòng nước, sửa mặt cầu).

� Cấp II: Công trình có những hư hỏng ở mức độ phải tiến hành công tác sửa chữavừa và sửa chữa lớn.

� Cấp III: Công trình có các hư hỏng không thể khai thác bình thường được nữa, yêu cầu phải sửa/ tăng cường ngay lập tức.



1.2.3. CÁC HƯ HỎNG ĐẶC TRƯNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU CẦU THÉPCấp 0: Lớp sơn các cấu kiện dàn chủ bị hỏng ở vài chỗ riêng lẻ, cấu kiện hệ liên kếtbị cong cục bộ.

Cấp I: Rỉ ít ở các cấu kiện dàn chủ, phần xe chạy bản nút, cấu kiện liên kết, một sốđinh tán bị lỏng yếu một cách các biệt, một số cấu kiện riêng lẻ bị biến dạng

Cấp II: Rỉ nặng phần xe chạy, bản nút cấu kiện liên kết. Rỉ ít ở cấu kiện chính củadàn, cả nhóm đinh nối các cấu kiện chính bị lỏng yếu. Một vài liên kết cá biệt bị đứt.

Cấp III: Rỉ nặng ở các cấu kiện dàn chủ, phần xe chạy, bản nút và cấu kiện hệ liênkết, gây ra giảm yếu mặt cắt thép chịu lực quá 10%, lỏng đinh tán, có vết nứt mới ởcấu kiện dàn chủ, biến dạng và đứt thanh chéo dàn do hư hỏng cơ học vì tàu xeđâm va.



1.2.4. CÁC HƯ HỎNG ĐẶC TRƯNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU CẦU BÊ TÔNG CỐTTHÉPCấp 0: Các vết nứt cá biệt trên bề mặt vê tông có độ rộng ≤ 0,2 mm, vỡ lớp bảo hộở vài chỗ nhưng không lộ cốt thép.

Cấp I: Nhiều vết nứt trong bê tông có độ mở rộng ≤ 0,2 mm, vỡ lớp bê tông bảo hộ, lõi cốt thép ở một số chỗ riêng lẻ, có hiện tượng khử kiềm bê tông và xuất hiện vết nhũ vôi ở một số chỗ riêng lẻ trên bề mặt bê tông.Cấp II: Các vết nứt riêng lẻ có độ rộng > 0,3 mm, trong đó có các vết nứt xuyên, vết nứt nghiêng ở sườn dầm, hư hỏng nặng bê tông bản do sự khử kiềm. Hư hỏng nặng lớp bê tông bảo hộ và rỉ cốt thép. Vết nứt trong kết cấu dự ứng lực quá 0,1 -0,15 mm. Hư hỏng liên kết ngang giữa các dầm chủ.Cấp III: Nhiều vết nứt lớn quá 0,3 mm. Rỉ nặng cốt thép đến mức làm giảm yếu cốtthép hơn 10%. Hư hỏng nặng bê tông trên phần lớp bản.



1.2.5. CÁC HƯ HỎNG ĐẶC TRƯNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU BÊ TÔNG, ĐÁ XÂYCấp 0: Hư hỏng vữa xây trong vài mạch xây các biệt. Vỡ sứt bề mặt khối xây tại vàichỗ cá biệt sâu đến 3 cm trong vài mố trụ khối nặng. Độ rộng các vết nứt các biệtlên đến 0,5 mm trong mố trụ khối.

Cấp I: Hư hỏng vữa xây ở phần lớn các mạch xâu của mố trụ. Sứt vỡ khối xâu bềmặt sâu đến 3cm có chỗ các biệt sâu đến 10cm. Nhiều vết nứt rộng đến 0,5 mm, cábiệt rộng đến 2mm trong mố trụ khối nặng hoặc đạt đến các trị số tương ứng 0,2mm và 0,5 mm trong kết cấu bê tông cốt thép của mố trụ.

Cấp II: Hư hỏng vữa xây trong các mạch xây, cá biệt có chỗ đá xây đã bị trượt. Sứtvỡ sâu đến 10 cm trong khối xây, các biệt xâu hơn 10 cm. Hư hỏng phần lớn lớpbảo vệ của kết cấu bê tông cốt thép và cốt thép đẵ bị rỉ đến 10% mặt cắt. Nhiều vếtnứt quá 2 mm, cá biệt nứt đến 5 mm trong khối xây, hoặc đạt đến các trị số 0,5 mmvà 1mm trong kết cấu BTCT của mố trụ.

Cấp III: Hư hỏng vữa trong các mạch xây, cả hàng đá xây hoặc nhóm viên đá xây bịtrượt, khối xây có chỗ vỡ sâu quá 10cm. Kết cấu BTCT có cốt thép rỉ quá 10% và bịbiến dạng cốt thép. Các vết nứt xuyên tách kết cấu thành các phần.



1.3. PHÂN LOẠI CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA CÔNG TRÌNH CẦUCác hư hỏng, khuyết tật được phân nhóm theo các dấu hiệu sau:§ Biểu hiện dạng bề ngoài của hư hỏng.§ Tốc độ phái triển hư hỏng cho đến lúc phái hiện kết cấu.§ Mức độ nguy hiểm của hư hỏng. § Vị trí của hư hỏng.§ Sự phân bố các hư hỏng (mật độ xuất hiện của chúng).Nhận dạng hư hư hỏng: Theo dạng bề ngoài của hư hỏng, cần phân biệt:§ Hư hỏng do thiếu điều kiện bảo trì/bảo dưỡng: Sự lỏng các đinh tán, đứt đầu mũ

đinh tán§ Hư hỏng mỏi, thể hiện qua các vết nứt trong các bộ phận.§ Hư hỏng do rỉ thể hiện rõ nhất bằng quan sát trên bề mặt§ Hư hỏng do mất ổn định cục bộ hoặc ổn định chung của các bộ phận riêng lẻ

hoặc các phần của chúng, Cong vênh, biến dạng về hình dạng các bộ phận kết cấu.

§ Hư hỏng do thiếu khả năng chịu lực: thể hiện qua các vết nứt, biến dạng dư.



1.3. PHÂN LOẠI CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA CÔNG TRÌNH CẦUPhân loại các dạng hư hỏng theo mức độ nguy hiểm của hư hỏng:§ Hư hỏng rất nguy hiểm: đó là các hư hỏng có thể gây ra ngừng khai thác cầu

hoặc phá hoại cầu (các vết nứt, mất ổn định các bộ phận riêng lẻ của kết cấu nhịpv.v..).

§ Hư hỏng cơ bản:các hư hỏng mà có thể đột ngột thay đổi tình trạng khai thácbình thường của cầu : ví dụ lỏng đinh tán, rỉ nặng v.v..).

§ Hư hỏng ít nguy hiểm: Các hư hỏng này làm xấu đi các điều kiện khai thác củakết cấu, có ảnh hưởng xấu ở mức đọ nào đó đến sự phát triển của các hư hỏngkhác( ví dụ : sự nghiêng lệch của các con lăn gối cầu ).

Phân loại theo tầm quan trọng của bộ phận có hư hỏng: § Hư hỏng các bộ phận chịu lực chính: Dầm chủ hoặc dàn chủ, dầm ngang…§ Hư hỏng các bộ phận liên kết: Hệ liên kết dọc, hệ liên kết ngang.§ Hư hỏng mang tính phổ biến, hư hỏng có tính chất hàng loạt, thường xuyên gặp.§ Hư hỏng ít khi gặp.



1.4. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA HƯ HỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNGCác phương pháp kiểm tra hư hỏng:§ Phương pháp kiểm tra đơn giản: bằng mắt thường, bằng các dụng cụ đo đạc đơn giản§ Phương pháp kiểm tra chính xác: Bằng các thiết bị chuyên dụngĐánh giá nguyên nhân hư hỏng:Khi điều tra và phân tích hư hỏng phải dựa theo các gợi ý sau đây về các nguyên nhân hư hỏng: § Chất lượng vật liệu§ Chất lượng chế tạo cấu kiện xấu.§ Các lỗi về mặt thiết kế cấu tạo.§ Sự không phù hợp giữa các giả thiết tính toán và điều kiện làm việc thực tế.§ Công tác duy trì bảo dưỡng không được thực hiện tốt.§ Điều kiện khí hậu khắc nghiệt bất lợi.§ Khai thác quá tải trọng thiết kế (quá tải)§ Khai thác không đúng theo công năng thiết kế



1.5. CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT HIỆN HÀNH ÁP DỤNG CHO CÔNG TÁC SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU CẦUHiện tại có rất ít tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho công tác sửa chữa và tăng cường kết cấu nói chung và kết cấu cầu nói riêng do Việt Nam ban hành. Hầu hết các tiêu chuẩn kỹ thuật được biên dịch từ các tiêu chuẩn nước ngoài như:Tiêu chuẩn ACI, AASHTO, JIS, SNIP…


PHẦN LÝ THUYẾTCHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU NHỊP

CẦU BTCT, BÊ TÔNG DƯL

2.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL2.1.1. Nguyên tắc chungĐể áp dụng các giải pháp và phương pháp sửa chữa phù hợp cho kết cấu cần phânloại các hư hỏng theo các cấp độ từ đó lựa chọn các giải pháp sửa chữa phù hợp:� Nhóm hư hỏng loại 1 (cấp 1): là những hư hỏng không làm giảm cường độ và

tuổi thọ kết cấu (các vết nứt bé 0,2 mm, các sứt vỡ bêtông nhỏ mà không lộ cốtthép, các vết rạn chân chim trên bề mặt bêtông).

� Nhóm hư hỏng loại 2 (cấp 2): là những hư hỏng làm giảm tuổi thọ kết cấu: Vếtnứt quá 0,2 mm, các vết sứt vỡ bêtông lõi cốt thép, các chỗ bêtông bị ăn mòn vàsuy thoái.

� Nhóm hư hỏng loại 3 (cấp 3): là những hư hỏng làm giảm cường độ kết cấu: Vết nứt xiên ở bụng dầm, các vết nứt nằm ngang ở chỗ tiếp giáp bản cánh vớibụng dầm, các sứt vỡ lớn bêtông ở vùng bị nén v..v…




2.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL2.1.1. Nguyên tắc chungGiải pháp sửa chữa:§ Các hư hỏng nhóm 1 chỉ cần sửa chữa khi bảo dưỡng định kì và làm khôi phục

vẻ đẹp của kết cấu.§ Đối với các hư hỏng nhóm 2 phải dùng các vật liệu sửa chữa có tính bảo vệ tốt

cho kết cấu. Còn đối với các hư hỏng nhóm 3 cần phải dùng các vật liệu và côngnghệ thích hợp để sửa chữa nhằm đảm bảo cường độ cho kết cấu.

§ Các công tác sửa chữa thông thường chỉ đối phó với hư hỏng nhóm 1 và nhóm 2. Riêng đối với hư hỏng nhóm 3 thì cần phải có đồ án thiết kế sửa chữa cụ thể chotừng trường hợp.

2.1.2. Kiểm tra và đánh giá các vết nứt trong kết cấu bê tôngKiểm tra độ mở rộng vết nứt




Kiểm tra độ mở rộng vết nứt

Kiểm tra độ mở rộng vết nứt bằng thức chia vạch

Kiểm tra độ mở rộng vết nứt bằng kính phóng đại

chia vạch




Kiểm tra chiều sâu vết nứt

Kiểm tra chiều sâu vết nứt bằng thí nghiệm không phá hoại – siêu âm bằng thiết bị chuyên dụng




2.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL2.1.3. Trình tự tiến hành sửa chữa

Chuẩn bị bề mặt

Xử lý & Vệ sinh bề mặt

Tiến hành sửa chữa

Bảo dưỡng

Kiểm tra kết quả thực hiện




Chuẩn bị bề mặtCông tác chuẩn bị bề mặt bao gồm:� Đục tẩy bỏ phần bêtông đã bị suy thoái hoặc nứt vỡ nhiều.� Đục xử lý vết nứt (trường hợ vết nứt nông).� Cạo rỉ, tẩy rỉ cho các cốt thép đã bị lộ ra v..v…� Khoan, chôn các đầu tiêm để tiêm vữa hoặc keo (trường hợp vết nứt sâu).� Vệ sinh bề mặt bằng phun nước hoặc máy nén khí.Thiết bị sử dụng:� Các dụng cụ như bàn chải sắt, máy phun cát, máy nén khí được sử dụng khi

chuẩn bị bề mặt bêtông. Những chỗ bề mặt bêtông bị bẩn do dầu mỡ, nhựađường phải được làm sạch bằng acetone hoặc các dung môi hoà tan khác. Sauđó phải rửa lại bằng nước sạch.

Chú ý:� Các vết nứt rộng quá 1mm phải được đục vát cạnh 45o ÷ 60o hoặc rãnh hình chữ

nhật sâu 10 ÷ 30 mm cho đến cốt thép. (Hình 2.1). Ở những chỗ có vết vỡ rộng lộra nhiều cốt thép phải buộc thêm lưới thép gồm các sợi thép đường kính nhỏ hơn6 mm, ô lưới 2,5 ÷ 10 cm vào cốt thép.




Hình 2.1: Sơ đồ cắt rộng vết nứt để chuẩn bị trám vá.a) Cắt rãnh chữ V b) Cắt rãnh chữ nhật.

1 - Vết nứt bêtông; 2 - Cốt thép; 3- Lớp bêtông bảo vệ.




2.1.4. Các công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu BTCTPhương pháp sơn phủTrường hợp vết nứt xuất hiện trải rộng như một mạng lưới, người ta dùng các loạivật liệu sơn phủ gốc polime phủ lên bê tông một lớp mỏng bảo vệ và gắn kín với cácvết nứt nhằm ngăn chặn không cho nước, không khí thâm nhập vào bên trong kếtcấu, hạn chế cốt thép rò rỉ, duy trì một lớp bảo vệ bền vững trên bề mặt bê tông vàtăng tính thẩm mỹ của kết cấuPhương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:§ Trường hợp vết nứt không phát triển§ Vết nứt không rò rỉ nước§ Độ rộng vết nứt nhỏ hơn 0,2mm




2.1.3. Các công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu BTCTPhương pháp trám váPhương pháp này sử dụng vật liệu trám vá bằng vữa xi măng, bê tông hạt mịn, bêtông polyme, bê tông epoxy, Sikagrout.. . để sửa chữa các vết nứt bề mặt hay khắcphục việc đúc bê tông khiếm khuyết. Các vết trám vá phải đảm bảo yêu cầu đồngnhất hoá bê tông của kết cấu và phục hồi mặt cắt nguyên dạng của kết cấu. phươngpháp này có hiệu quả để bảo vệ cốt thép khỏi rò rỉ và chống rò rỉ nước.Phương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:§ Sự thiếu hụt mặt cắt do rỗ tổ ong§ Bê tông bị tróc mảng(Yêu cầu sinh viên sưu tầm các loại vật liệu bê tông sử dụng để trám vá)




2.1.3. Các công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu BTCTPhương pháp bơm phun vật liệu sâu vào những chỗ hư hỏngPhương pháp phun sâu dưới áp lực cao các chất vữa xi măng, vữa polyme, keoepoxy.. . vào những chỗ có hư hỏng và khuyết tật ở sâu bên trong bê tông nhằm mụcđích khắc phục sự suy yếu của bê tông rỉ cốt thép, ngăn nhặn không khí và nướcthâm nhập vào bên trong kết cấu. Trong trường hợp cốt thép bị huỷ hoại nặng donứt, phương pháp này đảm bảo sự hồi phục tới một mức độ nhất địnhPhương pháp phun sâu có thể áp dụng cho các vết nứt rộng ≤ 10 mm. Tuy nhiên đốivới kết cấu nhịp cầu chỉ phun sâu cho các vết nứt ≤ 3 mm vì nếu nứt to hơn nữa thìphải thay kết cấu mới. Để keo thấm sâu thì phải có các đầu tiêm bằng thép được đặttrước vào các lỗ khoan trên bêtông tại vị trí vết nứtPhương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:§ Nứt rộng trên 0,25mm và ảnh hưởng tới độ bền vững§ Khi việc bơm vữa trong bê tông dự ứng lực không đạt yêu cầu kỹ thuậtLưu ý: Nếu dùng vữa xi măng để tiêm thì do thời gian ninh kết lâu, thường phảingừng thông xe vài ngày. Tiêm keo êpôxy có thể thực hiện mà không cần ngừngthông xe.




Phương pháp bơm phun vật liệu sâu vào những chỗ hư hỏngBước 1: Kiểm tra các vết nứt cẩn thận xem độ dài rộng, Chẩn bị bề mặt thật kỹ, làm sạch dầu bụi bẩn bằng bàn chải hay máy màiDụng cụ: thước đo vết nứt, bàn chải sắt, máy mài

Bước 2: Xác định vị trí các điểm cần gắn bát xy lanh để bơm dựa vào các thông số kỹ thuật của xy lanh và độ rộng vết nứt Khoảng cách giữa các bát từ 15 cm đến 20 cm




Phương pháp bơm phun vật liệu sâu vào những chỗ hư hỏng

Bước 3: Gắn bát nhựa vào đúng tâm vết nứt đã được đánh dấu bằng keo Matit vàng

Bước 4: Trám Matít dọc theo các vết nứt nhằm tránh keo tràn ra ngòai khi bơm keo





Bước 5: Sau khi Ma tít đã khô cứng, hút keo vào xy lanh và gắn xy lanh lên các bát đã gắn từtrướcKhi xy lanh thứ nhất đã hết keo thì gắn thêm xy lanh thứ hai tại cùng một vị tríBơm từ từ cho đến khi keo không vào nữa, để ra tăng áp lực trong khi bơm có thểtăng cường thêm các dây cao suHướng bơm: § Sàn: từ dưới lên§ Tường: từ bên cạnh vào





Bước 6: Sau khi keo đã đông cứng được 4 giờ, lấy xy lanh ra và dùng đục và máy mài làm phẳng vị trí vết nứt sau khi bơm keo Vệ sinh sạch trả lại mặt bằng Nghiệm thu bàn giao đưa vào sử dụng




2.1.4. Các công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu BTCTPhương pháp bơm phun vật liệu sâu vào những chỗ hư hỏng




2.1.4. Các công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu BTCTPhương pháp phun bê tôngĐây là phương pháp phun vữa hoặc bê tông hạt mịn, bê tông cốt sợi với áp lực caobằng khí nén lên bề mặt bê tông. Phương pháp này có giá trị là tạo ra chất liệu phunvới tỷ lệ nước trên xi măng nhỏ và có thể điều chỉnh một cách dễ dàng chiều dày lớpáo phun, nhưng hạn chế của phương pháp này là chất lượng lớp áo phun phụ thuộcvào kỹ năng của công nhân. Có thể tăng cường thêm cốt thép trước khi phun bêtông.Phương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:§ Sửa chữa những kết cấu xây bằng gạch§ Những vết nứt không phát triển§ Kết cấu có lớp bê tông bảo vệ mỏngĐể phun bê tông cần có các thiết bị sau:Có 2 phương pháp là phun khô và phun ướt




2.1.4. Các công nghệ sửa chữa hư hỏng kết cấu BTCT

Phương pháp đúc bê tông để hồi phục lại phần hư hỏng

Đây là phương pháp nhằm duy trì cường độ và độ bền của kết cấu bằng cách đúc bê tông mới sau khi phá bỏ một phần hoặc toàn bộ chỗ vật liệu bê tông đã bị huỷ hoại. mặc dù phương pháp này có tác dụng là khôi phục lại được mặt cắt nguyên ban đầu của kết kấu nhưng nó có nhược điểm là khó nối tiếp giữa bê tông cũ và mới do bê tông mới bị co ngót mà không đảm bảo được về cường độ. Trong trường hợp kết cấu vừa sửa chữa vừa khai thác, phải dùng loại bê tông polyme hoặc các hợp chất khác có khả năng đông cứng nhanh, dính bám tốt, khắc phục chấn động của hoạt tải.




2.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG PP DÁN BẢN THÉP2.2.1. Tổng quanĐây là phương pháp dán thêm một hoặc nhiều tấm bản thép vào phía ngoài mặt chịukéo của kết cấu bê tông. Yêu cầu của phương pháp là phải đảm bảo bản thép dánlàm việc như một bộ phận của cốt thép chịu kéo. Bản thép có chiều dày khoảng 10 –40mm và dán bằng chất kết dính epoxy.Phương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do sử dụng quá tải� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do thi công chất lượng kém không đạt yêu cầu

thiết kế� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do lượng cốt thép bố trí không đủ2.2.2. Các yêu cầu chungTiết diện thép cần gia cường do yêu cầu tăng cường xác định qua tính toán đáp ứngcác yêu cầu cần tăng cườngThép bản gia cường được cắt thành các giải rộng từ 10-25cm. Chiều dày nên dùng từ3-5mm (8-10mm) để có thể dễ dàng ép sát mặt bê tông. Số lớp dán thường từ 1-3.




2.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG PP DÁN BẢN THÉP2.2.3. Trình tự công nghệ

Chuẩn bị bề mặt bê tông

Cắt bản thép và vệ sinhbản thép

Quét keo lên bề mặt bêtông

Dán bản thép và neo bảnthép





2.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG PP DÁN BẢN THÉPCách bố trí bản thép trong thực tế:




2.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG PP DÁN BẢN THÉP

Dán bản thép chịu cắt

Dán bản thép chịu uốn




2.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG DƯL NGOÀI2.3.1. Tổng quanPhương pháp này nhằm mục đích sử dụng lực căng của cáp dự ứng lực giảm ứngsuất kéo cho kết cấu bê tông. PP này sử dụng cho kết cấu BT DƯL để thay thế mộtphần hoặc toàn bộ dự ứng lực cũ, cũng có thể tạo ra dự ứng lực mới cho dầm bêtông cốt thép không dự ứng lực từ trước hoặc có thể liên tục hoá các dầm đơn giảnthành một hệ thống dầm liên tục. Cốt thép dự ứng lực được đặt ở bên ngoài bê tông, chúng truyền lực nến lên bêtông thông qua các vị trí neo, ụ chuyển hướng. Cốt thép dự ứng lực ngoài được bảovệ trong ống HDPE có bơm sáp để bảo vệ chống rỉ.Phương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do sử dụng quá tải� Tăng cường do dự ứng lực trong cốt thép không đủ hoặc bị mất mát� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực cần tăng năng lực chịu tảiĐây là phương pháp tăng cường cầu BTCT đạt hiệu quả cao nhưng đòi hỏi trình độcông nghệ cao đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới.




2.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊTÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG DƯL NGOÀI2.3.2. Phạm vi ứng dụng- Tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT;- Tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT dự ứng lực;- Tăng cường kết cấu nhịp cầu dầm thép;- Tăng cường kết cấu nhịp cầu giàn thép;- Tăng cường cho kết cấu trụ cầu.- Sử dụng cho các cầu mới (Tân Đệ, Hàm Luông).Một số công trình cầu tại Việt Nam đã áp dụng công nghệ này: cầu Chữ Y, cầuRạch Chiếc (TP Hồ Chí Minh); cầu Ba Lai, Cái Cấm, Mỏ Cày… (QL60 – Bến Tre);cầu Đoan Hùng (Phú Thọ); cầu Đa Phúc (Thái Nguyên)….




2.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG DƯL NGOÀI2.3.3. Ưu nhược điểmƯu điểm:- Hiệu quả trong việc tăng cường chống nứt cho kết cấu bê tông. - Dễ dàng kiểm soát chất lượng thi công;- Giảm các mất mát ứng suất do ma sát;- Có khả năng điều chỉnh lực căng trong quá trình khai thác.- Sau khi bổ sung các dầm ngang neo và dầm ngang chuyển hướng đã cải thiện rõ

rệt điều kiện phân bố ngang hoạt tải cho các dầm.Nhược điểm:- Thời gian thi công kéo dài;- Tại một số thời điểm phải dừng hoặc hạn chế giao thông trên cầu trong quá trình

thi công.- Không làm tăng khả năng chống uốn, chống cắt cho dầm chủ




2.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG DƯL NGOÀI2.3.4. Trình tự công nghệ

Công tác chuẩn bị (neo, cáp, kích)

Thi công ụ neo

Luồn cáp và căng cáp

Bơm sáp, mỡ vào ốngHDPE bảo vệ cáp





2.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG DƯL NGOÀI

Vữa không co ngótCáp DƯL ngoài

Dầm ngang chuyểnhướng

Vữa không co ngótCáp DƯL ngoài

Coupler nối cáp DƯLDầm ngang chuyển hướng

Dầm ngang neo cáp

Cáp DƯL ngoài

Dầm ngang chuyển hướng Dầm ngang neo

Cáp DƯL ngoài

Sơ đồ bố trí cáp DƯL ngoài trong tăng cường kết cấu nhịp cầu




2.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG DƯL NGOÀIKết quả tăng cường cầu bằng DƯL ngoài các cầu trên QL80




2.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG DƯL NGOÀI

2.3.5. Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu bê tông, BTCT, BT DƯL bằng DƯL ngoài(Chi tiết được thể hiện trong chuyên đề 1)




2.4. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG SỢI FRP CƯỜNG ĐỘ CAO2.4.1. Tổng quanTăng cường kết cấu bê tông (bê tông cốt thép, bê tông DƯL) sử dụng hệ FibreReinforced Polymer (FRP) dính bám ngoài đã được sử dụng để tăng cường khảnăng chịu lực của kết cấu đang khai thác được ứng dụng rộng rãi trên thế giới từgiữa những năm 1980. Sự phát triển ban đầu của tăng cường kết cấu sử dụng hệFRP dính bám ngoài cho kết cấu bê tông được triển khai vào những năm 1980 ở cảChâu Âu và Nhật BảnFibre Reinforced Polymer (FRP) là một vật liệu composite bao gồm một ma trận Polymer được gia cường bằng sợi. Các sợi thường là sợi thủy tinh, carbon, hoặc aramid; các polymer là chất kết dính epoxy. Khi nói đến FRP chúng ta phải xác định đó là vật liệu Composite bao gồm cả chất kết dính epoxy và sợi làm việc đồng thời chứa không được xét sợi riêng và chất kết dính epoxy




2.4. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG SỢI FRP CƯỜNG ĐỘ CAO2.4.1. Tổng quan

Vật liệu FRP được ứng dụng phổ biến trong việc tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bê tông cốt thép, kết cấu bê tông dự ứng lực, kết cấu thép, kết cấu gỗ và kết cấu đá xây, gạch xây. Từ những năm 1980 cho đến nay, trên thế giới đã có hàng nghìn công trình được áp dụng vật liệu FRP trong tăng cường khả năng chịu lực bao gồm các lĩnh vực: Xây dựng dân dụng; Giao thông vận tải; Công nghiệp; Thủy lợi và thủy điện; Cấp và thoát nước.




2.4. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG SỢI FRP CƯỜNG ĐỘ CAO2.4.2. Ưu nhược điểmƯu điểm:� Tăng cường độ uốn của những cấu kiện chịu uốn: dầm, cột chịu nén uốn đồng

thời, bản sàn; Tăng cường độ cắt của dầm, cột và tường; Tăng cường khả năngchịu nén của cột, cọc, ống.

� Tăng độ dẻo cho cấu kiện dưới tác dụng của tải trọng lặp, tải trọng động.� Không bị ăn mòn và hạn chế quá trình ăn mòn.� Tăng cường khả năng chống cháy, chống nổ cho công trình� Không phá hoại kết cấu hiện hữu và dễ dàng lắp đặt.� Giảm thời gian ngừng khai thác công trình trong quá trình lắp đặt FRP� Hệ thống rất nhẹ / Cường độ cao ứng với tỷ số khối lượng.� Không yêu cầu cần thiết bị thi công nặng và đặc biệt� Có thể thi công nơi diện tích nhỏ hẹp� Có thể hoàn thiện bề mặt bằng nhiều loại vật liệu khác nhau.� Có thể áp dụng được tại những vị trí yêu cầu độ ẩm cao hoặc dưới nước




2.4. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ BT DƯL BẰNG SỢI FRP CƯỜNG ĐỘ CAONhược điểm:� Hiệu quả của giải pháp tăng cường bằng vật liệu FRP phụ thuộc chính vào vật

lệu chất kết dính – Keo Epoxy và quy trình kiểm soát chất lượng thi công của Nhàthầu thi công.

� Việc kểm soát chất lượng thi công phải được nhà cung cấp vật liệu sợi FRP chấpthuận trước khi đưa công trình vào sử dụng.

2.4.4. Trình tự công nghệ




2.4.5. Một số kết quả thực hiện





2.3.5. Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu bê tông, BTCT, BT DƯL bằng vật liệu FRP(Chi tiết được thể hiện trong chuyên đề 2)



CẦU THÉP, THÉP – BÊ TÔNG LIÊN HỢP

3.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU THÉP, THÉP – BÊ TÔNG LIÊN HỢP3.1.1. Nguyên tắc chungĐể áp dụng các giải pháp và phương pháp sửa chữa phù hợp cho kết cấu cần phân loại các hư hỏng theo các cấp độ từ đó lựa chọn các giải pháp sửa chữa phù hợp:Cấp 0: Lớp sơn các cấu kiện dàn chủ bị hỏng ở vài chỗ riêng lẻ, cấu kiện hệ liên kếtbị cong cục bộ.

Cấp I: Rỉ ít ở các cấu kiện dàn chủ, phần xe chạy bản nút, cấu kiện liên kết, một sốđinh tán bị lỏng yếu một cách các biệt, một số cấu kiện riêng lẻ bị biến dạng

Cấp II: Rỉ nặng phần xe chạy, bản nút cấu kiện liên kết. Rỉ ít ở cấu kiện chính củadàn, cả nhóm đinh nối các cấu kiện chính bị lỏng yếu. Một vài liên kết cá biệt bị đứt.

Cấp III: Rỉ nặng ở các cấu kiện dàn chủ, phần xe chạy, bản nút và cấu kiện hệ liênkết, gây ra giảm yếu mặt cắt thép chịu lực quá 10%, lỏng đinh tán, có vết nứt mới ởcấu kiện dàn chủ, biến dạng và đứt thanh chéo dàn do hư hỏng cơ học vì tàu xeđâm va.




3.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU THÉP, THÉP – BÊ TÔNG LIÊN HỢP3.1.2. Tăng cường dầm chủCầu thép, gồm nhiều bộ phận chịu lực khác nhau, không phải mọi bộ phận đều cóđồng cường độ vì vậy có thể chỉ cần tăng cường bộ phận nào yếu nhất. Mức độ cầnthiết tăng cường cầu tuỳ theo yêu cầu phát triển giao thông và quy hoạch chung củacả tuyến đường. Phương pháp tăng cường có rất nhiều và áp dụng cho những tìnhhuống khác nhau tuỳ trạng thái thực tế của cầu và mục đích của việc tăng cường, khả năng vốn đầu tư và công nghệ sẵn có. Các phương pháp tăng cường bao gồm:� Tăng cường mặt cắt ngang các bộ phận kết hợp cùng chịu lực với các bộ phận

cũ.� Làm thêm các bộ phận mới trong hệ thống kết cấu, ví dụ thêm thanh dàn, thêm

các sườn tăng cường, thanh liên kết.� Thay đổi sơ đồ tĩnh học của kết cấu dàn hay dầm bằng cách đặt hệ tăng đơ dưới

đáy dầm, làm thêm một biên dàn nữa, chuyển kết cấu nhịp giản đơn thành kếtcấu nhịp liên tục; Bổ sung các trụ tạm

� Biến đổi kết cấu nhịp thép thành kết cấu liên hợp thép-bản BTCT.� Tạo dự ứng lực ngoài bổ xung cho kết cấu nhịp thép.




3.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU THÉP, THÉP – BÊ TÔNG LIÊN HỢP3.1.3. Tăng cường dàn chủTăng cường dàn chủ là tăng mặt cắt thép cho các thanh dàn và thay đổi sơ đổ tĩnh học của dàn. Biện pháp điều chỉnh nội lực nhân tạo bằng cách thay đổi sơ đồ tĩnh học, tạo dự ứng lực ngoài, thay đổi vị trí các gối tựa, thêm gối tựa, giảm bớt tĩnh tải mặt cầu đều rất hiệu quả.




3.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP, THÉP –BÊ TÔNG LIÊN HỢP BẰNG PP TÁP BẢN THÉP3.2.1. Tổng quanPhương pháp này nhằm mục đích tăng diện tích chịu lực của mặt cắt bằng cách tápthêm các bản thép có cường độ tối thiểu bằng cường độ thép làm kết cấu. Liên kếtgiữa bản thép và thép kết cấu hiện tại bằng liên kết hàn hoặc bu lông.Phương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do sử dụng quá tải� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực cần tăng năng lực chịu tảiĐây là phương pháp tăng cường cầu BTCT đạt hiệu quả cao nhưng đòi hỏi trình độcông nghệ cao đã được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới.




3.2.2. Các phương pháp tăng diện tích của mặt cắt bằng táp bản thép:

a)

b)

c)




3.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP, THÉP –BÊ TÔNG LIÊN HỢP BẰNG DƯL NGOÀI3.3.1. Tổng quanPhương pháp này nhằm mục đích sử dụng lực căng của cáp dự ứng lực giảm ứngsuất kéo cho kết cấu dầm thép/ dàn thép. Cốt thép dự ứng lực được đặt ở bên ngoàibê tông, chúng truyền lực nến lên bê tông thông qua các vị trí neo, ụ chuyển hướng. Cốt thép dự ứng lực ngoài được bảo vệ trong ống HDPE có bơm sáp để bảo vệchống rỉ.Phương pháp này được áp dụng trong các trường hợp sau:� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do sử dụng quá tải� Tăng cường do dự ứng lực trong cốt thép không đủ hoặc bị mất mát� Kết cấu thiếu khả năng chịu lực cần tăng năng lực chịu tảiĐây là phương pháp tăng cường cầu BTCT đạt hiệu quả cao nhưng đòi hỏi trình độcông nghệ cao đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới.




3.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP, THÉP –BÊ TÔNG LIÊN HỢP BẰNG DƯL NGOÀI3.3.2. Trình tự công nghệ

Công tác chuẩn bị (neo, cáp, kích)

Thi công ụ neo

Luồn cáp và căng cáp

Bơm sáp, mỡ vào ốngHDPE bảo vệ cáp





3.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP, THÉP –BÊ TÔNG LIÊN HỢP BẰNG DƯL NGOÀI3.3.3. Kết quả tăng cường trong thực tế

3.3.4. Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu nhịp cầu thép bằng DƯL ngoài(Chi tiết được thể hiện trong chuyên đề 3)




3.4. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP, THÉP –BÊ TÔNG LIÊN HỢP BẰNG TẤM SỢI FRP CƯỜNG ĐỘ CAO

Công tác chuẩn bị bề mặtkết cấu thép

Trát chất kết dính nền lênbề mặt dầm thép

Trát chất kết dính lên bềmặt tấm sợi

Dán tám sợi


3.4.1. Tổng quanTăng cường kết cấu cầu thép, thép bêtông liên hợp là phương pháp sử dụng tấmsợi Carbon cường độ cao chế tạo sẵn dínhbám ngoài vào vùng chịu kéo của dầmthép – bê tông liên hợp. Phần tải trọngtăng thêm sau khi tăng cường sẽ do tấmsợi Carbon cường độ cao chịu.3.4.2. Trình tự công nghệ




3.4. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP, THÉP –BÊ TÔNG LIÊN HỢP BẰNG TẤM SỢI FRP CƯỜNG ĐỘ CAO3.4.3. Kết quả tăng cường trong thực tế

3.4.4. Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu thép – bê tông liên hợp bằng VL FRP(Chi tiết được thể hiện trong chuyên đề 4)


PHẦN LÝ THUYẾTCHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA, TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU

MỐ TRỤ CẦU

4.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.1.1. Tổng quan về các dạng hư hỏng của mố trụHư hỏng do nứt:� Hư hỏng do nứt thường xuất hiện trên bề mặt của kết cấu mố, trụ. Dựa trên các

biểu hiện bề ngoài có thể xác định nguyên nhân xuất hiện và phát triển của nó.� Nguyên nhân các vết nứt nhỏ ngẫu nhiên phân bố trên bề mặt bê tông thường là

ứng suất nhiệt độ, xuất hiện khi thay đổi đột ngột nhiệt độ khí quyển, hoặc do đặcđiểm của quá trình hoá học diễn ra khi bê tông đang hoá cứng. Các vết nứt thẳngđứng, rộng ở phía dưới và hẹp dần ở phía trên thường là dấu hiệu của tình trạngmố hoặc trụ bị lún không dều hoặc tình trạng chịu lực của đất nền không đủ.

� Nếu gối cầu bị không đảm bảo được cho kết cấu nhịp chuyển vị theo sự tính toánthì xuất hiện sự đẩy ngang lún có thể gây ra các vết nứt thẳng đứng phân tánphần tường trước mố với phần tường cách, vết nứt này to ở phía trên và hẹp dầnở phía dưới bắt đầu từ mép trên của mố. Nếu áp lực đất sau mố tăng lên do đấtbị no nước hoặc hoạt tải tăng có thể gây ra các vết nứt thẳng đứng như trên vàcác vết nứt nằm ngang ở tường trước hay tường cánh mố.



MỐ TRỤ CẦU

4.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.1.1. Tổng quan về các dạng hư hỏng của mố trụHư hỏng do nứt:� Các khối xây đá của mố trụ cũ có thể bị nứt vỡ ở vùng đặt đá kê gối. Khi điều tra

nên dung búa gõ nhẹ để kiểm tra các chỗ mạch vữa xây bị hở và hư hỏng.� Đối với các mố, trụ đá xây đặt trong dòng chảy mạnh thường có hiện tượng mài

mòn và làm hỏng mạch vữa xây đá, ăn mòn mố trụ bị ngập nước,có thể tạo racác hốc lõm nguy hiểm làm giảm yếu mặt cắt thân mố trụ.

� Trên đinh tường đầu của mố nếu chất lượng bê tông hay khối xây đá kém và trênđó lại đặt mối nối ray thì có thể xuất hiện các vết nứt thẳng đứng đi từ đinh tườngđầu mố xuống.

� Trong mố trụ bằng bê tông đôi khi có thể thấy vết nằm ngang do lỗi thi công khiếncho các khe nối giữa các đợt đổ bê tông không được liên kết tốt. Các mố trụ khốilớn cũng có thể thấy các vết nứt thẳng phân bố ngẫu nhiên do nhiệt toả ra khôngđều trong quá trình bê tông hoá cứng.



MỐ TRỤ CẦU

4.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.1.1. Tổng quan về các dạng hư hỏng của mố trụHư hỏng do nứt:� Đối với các thân trụ, mố dạng cột hay lăng trụ cần điều tra các vết nứt thẳng đứng

cũng như tình trạng rỉ cốt thép nặng làm vỡ bung lớp bê tông bảo hộ ở đoạn cóđộ ẩm ướt thay đổi do mức nước lên xuống.

� Đối với các xà mũ bê tông cốt thép của mố trụ trên tìm các vết nứt thẳng đứng vàvết nứt xiên do các yếu tố chịu lực gây ra ( do lún mố trụ không đều, do bố trí cáccọc, cột không đúng vị trí cần thiết, do hư hỏng gối cầu v.v...). Cũng cần điều trakỹ ở chỗ nối cột thân vào xà mũ là nơi có thể bị nứt vòng quanh.

Hư hỏng do chuyển vị� Xói quá sâu ở móng mố trụ.� Khả năng chịu lực của đất nền không đủ.� Áp lực ngang của đất tăng lên.� Hiện tượng trượt sâu.



MỐ TRỤ CẦU

4.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.1.1. Tổng quan về các dạng hư hỏng của mố trụHư hỏng do chuyển vị� Hư hỏng do sự xê dịch của các gối di động, sự mở rộng hay co hẹp lại của khe

hở giữa đầu kết cấu nhịp với mố để phát hiện các chuyển vị quá mức. Nếu pháthiện được và nghi ngờ cần phải tiến hành đo đạc chi tiết.

� Hư hỏng phần nối tiếp cầu với đường: Nếu mái dốc nón mố quá dốc thì dễ xảy rasụt lở, lún tà vẹt, lún ray, biến dạng và ứng suất trong ray tăng tăng lên có thể đếnmức nguy hiểm.

4.1.2. Sửa chữa hư hỏng kết cấu, mố trụ:Phải căn cứ vào từng loại kết cấu cụ thể, mức độ hư hỏng để lựa chọn các giảipháp công nghệ sửa chữa phù hợp. Một số giải pháp công nghệ có thể áp dụng:� Làm lại mạch vữa.� Kê đệm lại gối.� Đục phá làm mới lại cục bộ phần hư hỏng.� Phun vữa xi măng áp lực cao.



MỐ TRỤ CẦU

4.1. CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.1.2. Sửa chữa hư hỏng kết cấu, mố trụ:� Phun vữa xi măng gốc êpoxy áp lực cao.� Thay đá, thay bê tông bằng bê tông cốt thép.� Bao bọc bê tông cốt thép.� Các phương pháp gia cường đất nền móng.� Đóng, khoan hạ thêm cọc, mở rộng móng.� Thay đất bằng đá (giảm áp lực sau mố).� Gia cố chống xói móng mố, trụ cầu



MỐ TRỤ CẦU

4.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.2.1. Tăng cường khả năng chịu lực của mố cầuCác phương pháp thông dụng để tăng cường mố cầu là:� Thay đất đắp cũ sau mố bằng đá dăm, đá hộc để giảm áp lực đẩy ngang của lăng

thể trượt sau mố� Làm thêm hoặc làm lại bản quá độ có độ dài 3 ÷ 6 m và dày 20 ÷ 30 cm bằng

BTCT.� Kéo dài thêm một nhịp nữa vào phía bờ đối với trường hợp mố không đủ khả

năng chịu lực. Như vậy cần xây dựng mố mới ở phía trong bờ.



MỐ TRỤ CẦU

4.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.2.1. Tăng cường khả năng chịu lực của mố cầu

Tăng cường mố bằng cách xắp xếp đá sau mố thay cho đất cũ1 – Kết cấu nhịp dầm tạm để xe chạy qua lúc sửa chữa2 – Khối đá mới xếp sau mố để giảm áp lực đẩy ngang

3 – Tường trước mố4 – Kết cấu nhịp



MỐ TRỤ CẦU

4.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.2.1. Tăng cường khả năng chịu lực của mố cầu

Tăng cường mố bằng cách làm thêm thanh chống (a) thêm ụ chắn phía trước mố (b), (c).

1 – Thanh chống giữa móng của hai mố; 2 – Ụ chắn; 3 –Thanh chống; 4 – ụ chắn.



MỐ TRỤ CẦU

4.2. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MỐ, TRỤ CẦU4.2.2. Tăng cường khả năng chịu lực của trụ cầua. Tăng cường khả năng chịu lực của thân trụ:� Phương pháp bao bọc bê tông: Phương pháp này là tạo ra lớp áo BTCT dày 10 ÷

15 cm bao quanh thân trụ cũ trên suốt chiều cao thân trụ để tăng diện tích chịulực cho thân trụ.

� Phương pháp sử dụng vật liệu FRP cường độ cao: Phương pháp này sử dụngvật liệu FRP cừng độ cao bao bọc xung quanh thân trụ theo phương thẳng đứngvà phương ngang để tăng khả năng chịu lực cho thân trụ và kìm chế nén nở hôngcủa bê tông và tăng khả năng chịu lực của bê tông thân trụ.

� Phương pháp sử dụng vỏ thép bao bọc: Tăng khả năng chịu lực của thân trụbằng vỏ thé bao bọc xung quanh thân trụ

b. Tăng cường khả năng chịu lực của xà mũ trụ:� Các giải pháp tăng cường khả năng chịu lực cho xà mũ trụ tương tự như kết cấu

nhịp bê tông cốt thép vì xà mũ trụ chịu uốn giống kết cấu nhịp. Các phương phápthường sử dụng bao gồm: Bao bọc bê tông, DƯL ngoài hoặc sử dụng vật liệuFRP cường độ cao.



MỐ TRỤ CẦU

4.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MÓNG CỌC4.3.1. Hư hỏng của kết cấu móng cọcHư hỏng của kết cấu móng cọc thường gặp bao gồm:Cọc BTCT: Bị ăn mòn dẫn đến hư hỏng phần bê tông bảo vệ làm giảm khả năngchịu lực của cọc



MỐ TRỤ CẦU

4.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MÓNG CỌC4.3.1. Hư hỏng của kết cấu móng cọcCọc thép: Bị ăn mòn giảm diện tích mặt cắt ngang chịu lực của cọc làm giảm khảnăng chịu lực của cọc



MỐ TRỤ CẦU

4.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MÓNG CỌC4.3.2. Tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu móng cọc, cộtPhương pháp bao bọc bê tông: Phương pháp này là tạo ra lớp áo BTCT dày 10 ÷ 15 cm bao quanh thân cọc cũ trên suốt chiều cao cọc để tăng diện tích chịu lực cho cọc.

Sửa chữa cọc cầu Trà Khúc (Quảng Ngãi)

Kết quả tăng cường trong thực tế



MỐ TRỤ CẦU




MỐ TRỤ CẦU

4.3. TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU MÓNG CỌC4.3.2. Tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu móng cọc, cộtPhương pháp sử dụng tấm FRP chế tạo sẵn: Phương pháp này là phương pháp tiên tiến nhất hiện nay. Đặc điểm của phương pháp là sử dụng tấm FRP chế tạo sẵn làm ván khuôn sau đó đổ bê tông gốc epoxy lấp khoảng trống giữa tấm FRP và bê tông hiện tại của cọc. Khả năng chịu lực của cọc được tăng lên đáng kể do phần vỏ bọc sử dụng vật liệu cường độ cao và tăng khả năng chịu nén của bê tông do kìm chế nén nở hông của bê tông.Trình tự các bước công nghệ thi công tăng cường khả năng chịu lực của cọc, cột sử dụng tấm FRP chế tạo sẵn:



MỐ TRỤ CẦU

Phương pháp sử dụng tấm FRP chế tạo sẵn:



MỐ TRỤ CẦU




MỐ TRỤ CẦU


Kết quả sửa chữa cầu Chesapeake Bay Bridge-Tunnel bang Virginia – Mỹ



MỐ TRỤ CẦU


Kết quả sửa chữa cầu – Mỹ



MỐ TRỤ CẦU

Phương pháp bổ sung thêm cọc cho mố trụ cầu:Phương pháp bổ sung cọc áp dụng cho trường hợp móng mố trụ cầu không đủ khả năng chịu lực cần bổ sung thêm cọc

4.3.3. Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cột/ cọc bằng VL FRP(Chi tiết được thể hiện trong chuyên đề 5)


BÀI TẬP 1 /CHUYÊN ĐỀ 1:Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu bê tông, BTCT, BT DƯL bằng DƯL ngoài

BÀI TẬP 2 /CHUYÊN ĐỀ 2:Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu bê tông, BTCT, BT DƯL bằng vật liệu FRP

BÀI TẬP 3 /CHUYÊN ĐỀ 3:Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu nhịp cầu thép bằng DƯL ngoàiBÀI TẬP 4 /CHUYÊN ĐỀ 4:Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cầu thép – bê tông liên hợp bằng vật liệu FRPBÀI TẬP 4 /CHUYÊN ĐỀ 5:Chỉ dẫn tính toán tăng cường kết cấu cột/ cọc bằng vật liệu FRP

PHẦN BÀI TẬP/ CHUYÊN ĐỀ