KHAI THÁC, KIỂM ĐỊNH, GIA CỐ, SỬA CHỮA CẦU CỐNG

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

Page 1/152

GS. TS. NGUYỄN VIẾT TRUNG



GIÁO TRÌNH
KHAI THÁC, KIỂM ðỊNH,
GIA CỐ, SỬA CHỮA CẦU CỐNG













ðẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
HÀ NỘI - 2008

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

Page 2/152




CHƯƠNG 1: KHAI THÁC CẦU 5

1.1.Tổ chức quản lý khai thác cầu 5

1.1.1. tổ chức 5

1.1.2. những tài liệu kỹ thuật cần thiết 6

1.1.3.Một số vấn ñề cần lưu ý 7

1.2- công tác ño ñạc theo dõi cầu 8

1.2.1- theo dõi tình hình lòng sông dưới cầu. 8

1.2.2- ño ñạc kích thước hình học 9

1.3. Bảo dưỡng mặt cầu và ñường ñầu cầu. 15

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

1.4.1. Nhận dạng các hư hỏng 17

1.4.2. ðiều tra các hư hỏng do mỏi 18

1.4.3. ðiều tra các hư hỏng do rỉ 22

1.4.4. ðiều tra các hư hỏng về mặt cơ học và phá hoại dòn 24

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

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

1.5.1. Phân loại các vết nứt ( hình 1.9) 25

1.6 - ðiều tra các liên kết trong kết cấu thép và 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 chỉ dẫn cơ bản 37

1.8. ñiều tra mố trụ và móng. 38

1.8.1 ñiều tra vết nứt. 39

1.8.2 ñiều tra về chuyển vị 40

1.9. ñiều tra ảnh hưởng của môi trường ăn mòn ñối với công trình cầu. 41

1.9.1 -ảnh hưởng môi trường ñến hiện tượng rỉ thép và cốt thép 41

1.9.2. tình trạng các bô nát hoá bê tông và ăn mòn ñối với bê tông 42

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

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

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

CHƯƠNG 2 47

THỬ NGHIỆM CẦU 47

2.1. Các vấn ñề chung 47

2.2.1. Mục ñích thử tải cầu và các 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 trong các bộ phận kết cấu cầu 66

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

2.3.1 máy ño ñộ võng mác-xi-môp. 70

2.3.2 ñồng hồ ño chuyển vị 71

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

Page 3/152

2.3.3. ñồng hồ ño biến dạng 71

2.3.4 dụng cụ ño góc xoay 72

2.4. nhận xét các kết quả thử tĩnh ñối với cầu 73

2.4.1. xét ñộ võng 73

2.4.2. xét ứng suất 75

2.5. các phương pháp và thiết bị ño thử ñộng ñối với cầu 1

2.5.1. những vấn ñề chung 76

2.5.2. máy ño geiger 77

2.5.3. các máy ño dao ñộng kiểu dùng ñIện 80

2.6. xác ñịnh các ñặc trưng cơ lý và tính chất của vật liệu 81

2.6.1. kim loại 82

2.6.2. bêtông 84

2.7- Phát hiện các khuyết tật và hư hỏng ẩn giấu 87

2.7.1- Phương pháp âm thanh 87

2.7.2. Phương pháp từ trường 90

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

2.8. Xử lý kết quả ño và phân tích kết luận 91

2.8.1. Hệ số phân bố ngang hoạt tải 91

2.8.2. xử lý số liệu do ứng biến 92

2.8.3. Xử lý kết quả ño ñộng 93

2.8.4. - ðánh giá và nhận xét kết quả thử tải cầu 95

CHƯƠNG 3: 97

ðÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI 97

CỦA CẦU ðà QUA KHAI THÁC 97

3.1. Khái niệm chung 97

3.2. Công thức chung tính toán ñẳng cấp cầu thép ñường sắt. 98

3.2.1. Xét kết cấu nhịp 98

3.2.2. Xét ñoàn tàu. 99

3.3. Tính ñẳng cấp dầm chủ và hệ dầm mặt cầu 99

3.3.1. Nguyên tắc chung 99

3.3.2. Tính toán cường ñộ theo ứng suất pháp 100

3.3.3. Tính toán cường ñộ theo ứng suất tiếp 103

3.3.4. Tính toán theo cường ñộ của liên kết thép góc bản cánh với bản bụng ( bằng ñinh tán, bu lông
hoặc hàn) 105

3.3.5. Tính toán theo ổn ñinh chung 106

3.3.6. Tính toán theo ñiều kiện ổn ñịnh cục bộ của bản bụng có sườn ñứng tăng cường ở mặt cắt gối
dầm. 109

3.3.7. Tính toán theo ñiều kiện ổn ñịnh cục bộ của bản bụng dầm 109

3.3.8. Tính toán theo ñiều kiện mỏi 110

3.3.9. Tính toán dầm dọc cụt 111

3.3.10. ðiều kiện tính toán liên kết dầm dọc với dầm ngang 113

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

3.4. Tính toán các bộ phận của dàn chủ 115

3.4.1 Tính thanh chịu nén theo cường ñộ của bản giằn hay thanh giằng 115

3.4.2. Tính toán thanh biên trên của dàn khi tà vẹt ñặt trực tiếp lên nó 116

3.4.3. Tính toán nút gối nhọn của dàn 116

3.4.4. Tính toán hệ liên kết và giằng gió 116

3.5. Xét ảnh hưởng của các hư hỏng và khuyết tật các bộ phận 117

3.5.1. ảnh hưởng của sự giảm yếu bộ phận do gỉ 117

3.5.2. ảnh hưởng của sự cong vênh của các cấu kiện 117

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

3.6. Tính toán các bộ phận ñược tăng cường. 120

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

Page 4/152

3.6.1. Năng lực chịu tải các cấu kiện kết cấu nhịp ñã ñược tăng cường bằng cách thêm thép, ñược xác
ñịnh như sau: 120

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

3.7. Các chỉ dẫn thực hành tính toán 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 thế các ñinh tán và 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 khi sửa chữa 130

4.2.3. Tiêm vữa Xi măng hoặc keo Epoxi 131

4.2.4. Dùng bê tông Polime và vữa ñặc biệt ñể vá các chỗ vỡ và 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 ñá, cầu vòm bê tông, cống 135

4.4.1. Sửa chữa cầu ñá và cầu bê tông 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 toán tăng cường kết cấu nhịp thép 145

4.6. Tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT, bêtông và ñá xây 146

4.6.1 Thêm cốt thép 146

4.6.2 Dán bản thép ngoài bổ sung 148

4.6.3 Tạo dự ứng lực ngoài bổ sung 148

4.6.4 Về cách tăng cường cầu vòm bêtông và cầu ñá. 149

4.6.5 Tính toán 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

4.7.2 Tăng cường mố cầu 150

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

Page 5/152

CHƯƠNG 1: KHAI THÁC CẦU

1.1.TỔ CHỨC QUẢN LÝ KHAI THÁC CẦU
1.1.1. TỔ CHỨC
Trong lĩnh vực ñường bộ hiện nay, các quốc lộ và cầu cống trên ñó chủ yếu do Cục
ñường bộ Việt Nam quản lý khai thác.Các cấp quản lý ñược phân từ cao xuống thấp như

sau:
- Cục ñường bộ Việt Nam.
- Các khu quản lý ñường bộ:
+ Khu QLðB - 2 (Phạm vi trong các tỉnh miền bắc )
+ Khu QLðB -4 (Phạm vi từ Thanh Hoá ñến Thừa Thiên Huế )
+ Khu QLðB -5 (Phạm vi từ Quảng Nam ñến Khánh Hoà)
+ Khu QLðB -7 (Phạm vi từ Ninh thuận trở vào và toàn miền Nam bộ )
- Các Phân khu quản lý ñường bộ
- Các hạt QLðB
- Các Cung QLðB, các cung quản lý cầu
Các cầu nhỏ và cống ñược các “Cung ñường “ quản lý cùng với tuyến.Riêng các cầu
lớn và cầu trung có thể do các “Cung quản lý cầu “chịu trách nhiệm phụ trách. Những cầu
Thăng Long, cầu Chương Dương do “ xí nghiệp quản lý “ của cầu ñó phụ trách.
Các sở giao thông công chính thuộc các tỉnh có nhiệm vụ quản lý mạng lưới tỉnh lộ
và huyện lộ và một số ñoạn quốc lộ trong phạm vi tỉnh,như vậy các cầu nhỏ và cầu trung
trong mạng lưới ñó do Sở GTCC quản lý khai thác.
Trong ngành ñường sắt Việt Nam, cao nhất là Liên hiệp ñường sắt Việt Nam, bên
dưới là các cấp thấp dần theo trình tự liệt kê như sau:
- Các liên hiệp ñường sắt khu vực:
+ Khu vực 1 (phạm vi từ miền bắc ñến Quảng Bình).
+ Khu vực 2 (phạm vi từ ðồng Hới (Quảng Bình) ñến Diêu Trì tỉnh Qui
Nhơn).
+ Khu vực 3 (phạm vi từ Diêu Trì ñến ga Sài Gòn ).
- Các xí nghiệp quản lý từng ñoạn tuyến.
- Các hạt quản lý ñường sắt
- Các cung quản lý ñường và Các cung quản lý cầu.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 6/152

ðối với cầu lớn như cầu Long Biên có xí nghiệp quản lý khai thác cầu riêng.
Các ñơn vị quản lý cấp dưới nói chung có nhiệm vụ quản lý khai thác cầu ñường,
kiểm tra kỹ thuật của cầu ñường hàng ngày và ñịnh kỳ ñể phát hiện kịp thời các hư hỏng và
sửa chữa ngay. Trong các trường hợp ñặc biệt về kỹ thuật sẽ có sự hỗ trợ của các ñơn vị kỹ
thuật với chuyên môn sâu của các cấp quản lý cao như Sở GTCC,Cục ñường bộ,liên hiệp
ñường sắt và các cơ quan khác của Bộ GTVT.
Vài năm gần ñây, ñối với một số cầu lớn như cầu Thăng Long, Chương Dương, Bến
Thuỷ, các xí nghiệp quản lý cầu có thêm nhiệm vụ thu lệ phí qua cầu.
Cũng từ năm 1990 việc áp dụng máy tính ñiện tử trong các công tác quản lý kỹ thuật
cầu ñường dần dần phát triển. Cục ñường bộ, liên hiệp ñường sắt ñã có nhiều hệ thống máy
tính và các chương trình thích hợp ñể quản lý thống nhất các hồ sơ và kế hoạnh, trạng thái
kỹ thuật hệ thống cầu ñường của mình.Riêng các Sở GTVT thì việc này còn chưa ñược
thực hiện ñông ñều ở các tỉnh.
1.1.2. NHỮNG TÀI LIỆU KỸ THUẬT CẦN THIẾT
Công tác quản lý khai thác cầu trong các ngành ñường sắt vẫn giữ ñược nề nếp và hệ
thống từ ngày mới thành lập nên các văn bản pháp lý, các tài liệu kỹ thuật và tài liệu
nghiệp vụ cho các cán bộ ñều ñược thống nhất và chặt chẽ.
ðối với các ngành ñường bộ tuy chưa có luật ñường bộ Việt Nam nhưng các tài liệu
kỹ thuật và các hướng dẫn có tính pháp lý như các qui trình, qui phạm ñều ñã có. Tuy
nhiên do công tác quản lý còn phân tán nên nói chung các tài liệu có tính pháp lý trong
quản lý ñường bộ ñã thất lạc nhiều, không còn ñủ ở các cấp cơ sở trực tiếp quản lý cầu
ñường. ðây là một khó khăn trong việc nâng cao chất lượng quản lý khai thác cầu ñường
nói chung.
Hiện nay trong phạm vi quản lý của Cục ñường bộ Việt Nam, ñối với các cầu cống
nói chung ñã ñề ra một số chỉ tiêu chính chính cần quản lý kỹ thuật và ñưa vào hệ thống
thông tin trên máy như sau:
- Tên cầu
- Tỉnh
- Tên tuyến
- Lý trình

- Năm xây dựng
- Chiều dài toàn cầu
- Chiều rộng:
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 7/152

+Của phần xe chạy.
+Của lề ñi bộ
- Chiều cao khóng chế trên cầu :Cao ñộ mật cầu,cao ñộ ñáy cầu.
- Tải trọng:
+ Theo thiết kế ban ñầu
+ Theo thực tế hiện nay
- ðặc tính kỹ thuật :
+Mô tả loại kết cấu nhịp, sơ ñồ, chiều dài mỗi nhịp.
+ðặc ñiểm mặt cầu (gỗ,bê tông,BTCTT,ñá xây )
+Mô tả cấu tạo hai mố :Vật liệu, kiểu mố, kiểu móng.
+ Mô tả cấu tạo các trụ : Vật liệu, kiểu, chiều cao, kiểu móng.
- ðặc ñiểm về ñịa chất
- Các mực nước:
+ Mức nước cao nhất.
+ Mức nước thấp nhất.
- Chiều cao và chiều rộng khống chế nhỏ nhất dưới cầu do nhu cầu thông thuyền
hay thuỷ lợi.
Các chỉ tiêu này chỉ là các chỉ tiêu tổng quát, ñược ñến trong hệ thống quản lý ở cấp
cao như Cục ñường bộ và các Khu QLðB. Ở các Cung quản lý cầu phải lập các hồ sơ
riêng cho từng cầu ñể theo dõi lâu dài.
Trong ngành ñường sắt, chỉ tiêu kỹ thuật cần quản lý mỗi cầu có nhiều chỉ tiêu hơn
nữa.
1.1.3.MỘT SỐ VẤN ðỀ CẦN LƯU Ý

Nhìn chung, công tác bảo dưỡng duy trì ñịnh ký ñối với các cầu ñường ñã ñược chú
ý nhiều, ñặc biệt trên tuyến ñường sắt Hà Nội -TP Hồ Chí Minh, các cầu dù to nhỏ ñều có
sổ sách theo dõi và ñược dọn dẹp vệ sinh, có kế hoạch sửa chữa, nâng cao hay thay thế nếu
cần thiết.
Trái lại, trong ngành ñường bộ, các cầu nói chung không ñược làm vệ sinh. Do ñó
hiện tượng hư hỏng hệ mặt cầu khe biến dạng, nước ngấm xuống thân dầm gây rỉ thép v.v
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 8/152

có thể gặp ở khắp nơi. Rất ít cầu thép ñược chăm sóc ñúng mực và sơn lại, ngoại trừ các
cầu lớn như cầu Thăng Long.
Cần lưu ý rằng việc làm vệ sinh cho cầu thường xuyên bằng cách quét dọn, thông
cống thoát nước, dùng máy bơm nước với áp lực mạnh xói rửa các vị trí khe biến dạng,
ñầu nhịp và toàn bộ kết cấu nhịp là công việc không ñòi hỏi nhiều thiết bị, vật tư, nhân lực
nhưng có tác dụng hết sức quan trọng ñể kéo dài tuổi thọ và giữ tốt tình trạng kỹ thuật của
cầu.
1.2- CÔNG TÁC ðO ðẠC THEO DÕI CẦU
1.2.1- THEO DÕI TÌNH HÌNH LÒNG SÔNG DƯỚI CẦU.
Do ñiều kiện lịch sử ñể lại, các sông ở miền Bắc thường có ñê viền hai bên bờ, các
sông ở miền Nam và miền Trung thường không có ñê nên nước chảy tràn bờ khi có lũ.
ðiều kiện này ảnh hưởng ñến chế ñộ dòng chảy và các hiện tượng xói mòn, bồi ñắp ở các
khu vực cầu với các ñặc ñiểm khác nhau ở mỗi miền ñất nước. Người quản lý cầu cần lưu
ý vấn ñề này.
Bình thường lòng sông dưới cầu ít có biến ñộng, nhưng những năm gần ñây do nạn
phá rừng bừa bãi và các biến ñộng thời tiết khiến cho các ñiều kiện thuỷ văn ở các miền
ñều khác trước, gây ra những thay ñổi tình hình lòng sông dưỡi cầu. Vì vậy sau hoặc trong
những mùa lũ cần phải theo dõi những biến ñổi của lòng sông dưỡi cầu, ñặc biệt ñối với
cầu lớn và cầu trung.
Những nguyên nhân làm thay ñổi trạng thái lòng sông dưỡi cầu là :

- Khẩu ñộ cầu không ñủ khả năng thoát lũ.
- Công trình ñiều chỉnh lòng sông không có hoặc không ñáp ứng yêu cầu.
- Mái dốc ñường vào cầu, nón mố ñầu cầu không ñược gia cố ñủ mớc cần thiết ñể chống
xói lở.
- Có những công trình nào ñó mới ñược xây dựng ở thượng lưu hoặc hạ lưu gây ảnh
xấu ñến chế ñộ dòng chảy.
ðể phát hiện ñúng nguyên nhân cần phải có các tài liệu thống kê nhiều năm về số
liệu ño ñạc mặt cắt lòng sông và chế ñộ thuỷ văn cầu (các mực nước, các lưu tốc, hướng
dòng chảy chính v.v ).
ðể ño ñạc mặt cắt ngang sông dưới cầu thường cách 25m về phía thượng lưu cũng
như hạ lưu cầu và chính trục dọc cầu cần phải ño vẽ. Thời ñiểm ño nên ở trước và sau mỗi
mùa lũ. Nếu phát hiện có tình trạng xói cục bộ nhiều ở quanh trụ thì phải ño nhiều ñiểm ở
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 9/152

ñó. Nói chung nếu cầu dài quá 50m thì các ñiểm ño thường cách nhau chừng 10m. Nếu
cầu ngắn hơn 50m thì ño cách quãng 5m. Nếu cầu có kết cấu nhịp dàn nên thả các dây ño
từ các ñiểm nút dàn cho thụân tiện ño và vẽ.
Có thể ño từ kết cấu nhịp hay từ thuyền bằng phương pháp nào thuận tiện, ñủ chính
xác. Nói chung ở Việt Nam thường ño bằng cách buộc vật nặng. Nếu có máy ño sâu bằng
thuỷ âm thì hiện ñại hơn và nhanh hơn. Loại máy này ño thời gian phản hồi của sóng âm
thanh phát ra hướng xuống ñáy sông, từ ñó suy ra ñộ sâu của lòng sông. Nếu dùng dây ño
thì nên ñánh dấu cách quãng 20cm trên dây. ðể ñịnh ñúng vị trí ñiểm ño khi ño từ thuyền
có thể căng một dây thẳng ngang sông nếu sông nhỏ hoặc dùng phép ño kiểu toàn ñạc với
máy kinh vĩ trên bờ và mía dựng trên thuyền.
Kết quả ño sẽ ñược vẽ theo dạng mẫu như hình vẽ (trang bên).
1.2.2- ðO ðẠC KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC.
Mục ñích công tác này là ño và lập lại các bản vẽ mặt bằng, trắc dọc cầu, các mặt cắt
ngang ñặc trưng thực tế của cả cầu nói chung cũng như của từng bộ phận trong kết cấu

nhịp, mố trụ, móng, ñường ñầu cầu, các công trình phụ khác
Phải căn cứ vào các tài liệu mới ño vẽ này các tài liệu thiết kế hoặc hoàn công cũng
như các tài liệu kiểm ñịnh cũ ñể ñánh giá vị trí chính xác của các bộ phận cầu trong không
gian và chất lượng cầu. Từ ñó nhận xét các nguyên nhân hư hỏng, sự chuyển vị hay biến
dạng của các bộ phận cầu theo thời gian.
1.2.2.1- ðo cao ñộ.
Phải cao ñạc bằng các máy cao ñạc có ñộ chính xác trung bình, sai số trung
phương ± 4mm trên 1km.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 10/152

MNCN
MNTN
Lp=55.0 Lp=55.0
Cù ly lÎ
Mùc n−íc
Cao ®é
lßng s«ng
TN CN

Hình 1.1. Mặt cắt ngang lòng sông dưới cầu
ðối với những cầu mà qua ñiều tra phát hiện ñang biến dạng lớn và có nhiều nghi
vấn cần dùng loại máy cao ñạc ñộ chính xác cao như Ni - 004 với sai số trung phương ±
5mm trên 1 km.
Phải ño ít nhất 2 lần từ các cọc mốc khác nhau ñể giảm sai số. Trong số ño ñạc cần
ghi rõ ñiều kiện ño: thời tiết, nhiệt ñộ khí quyển v.v
Các vị trí ñặt mia ñược ñánh dấu sơn ñỏ và ghi chú trong bản vẽ cũng như bản thuyết
minh công tác cao ñạc.
Các dàn chủ ñược cao ñạc ở mạ dàn thượng lưu cũng như dàn hạ lưu. Mia phải ñược

ñặt tại các vị trí tương ứng của mọi nút ñã ñược ñánh dấu trước bằng sơn. Ví dụ: cùng ñặt
mia lên các tấm nằm ngang của bản cách các dầm ngang sát bản nút dàn.
Các tấm bê tông cốt thép ñược cao ñạc ít nhất tại 3 mặt cắt ñặc trưng (giữa nhịp, trên
gối). Trong mỗi mặt cắt phải cao ñạc 2 ñiểm bên phía thượng lưu và phía hạ lưu.
Nếu tại các chỗ dự ñịnh dặt mia trên kết cấu nhịp thép mà số lượng tấm bản thay ñổi
khác nhau hoặc có bản ñệm khác nhau thì phải ghi chú ñể xử lý kết quả ño sẽ qui ñổi theo
cùng một mức chuẩn.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 11/152

Phải cao ñạc mọi dàn chủ, dầm phần xe chạy, bệ kê gối, ñỉnh 2 ray chính ở các ñiểm
ñặc trưng ñã chọn trước.
Kết quả cao ñạc phải ñược vẽ thành bản vẽ trắc dọc. Có thể vẽ chập từng cặp các bộ
phận giống nhau của phía hạ lưu và phía thượng lưu ñể phân biệt nhận xét sự biến dạng
của kết cấu.
Căn cứ vào trắc dọc và mặt bằng ñã ño vẽ ñược có thể ñưa ra các nhận xét trên cơ sở
những gợi ý sau ñây:
- Hình dạng ñều ñặn của trắc dọc có ñộ vồng xây dựng chứng tỏ là kết cấu nhịp có
chất lượng tốt.
- Hình dạng nhấp nhô, gãy khúc của trắc dọc có thể do sai sót lúc thi công, chế tạo và
lúc lắp dựng kết cấu nhịp, hoặc do biến dạng quá mức trong quá trình khai thác cầu.
- Nếu có các tài liệu ño vẽ cũ tương tự thì phải so sánh ñể xem có sự chênh lệch quá
lớn giữa các lần ño thì cần tìm nguyên nhân và ñề xuất cách khắc phục. Nếu chênh lệch ít
cũng cần phân tích nguyên nhân và ñánh giá khả năng khai thác cầu liên tục.
1.2.2.2 ðo vẽ mặt bằng.
1.2.2.2.1 ðo vẽ mặt bằng kết cấu nhịp.
ðể ño vẽ mặt bằng kết cấu nhịp và ñường ray trên ñó cũng như của mố trụ và ñường
ñầu cầu, phải dùng máy kinh vĩ có sai số không quá ±15”, thước thép, máy ño dài kiểu ánh
sáng

Quy ước ño trục dọc kết cấu nhịp là ñường ñi qua ñiểm của hai dầm ngang hai ñầu
nhịp.
Mặt bằng của kết cấu nhịp thường ñược vẽ theo các vị trí tâm nút dàn ở ñộ cao có
mặt phẳng phần xe chạy. Khi có ñiều kiện nên ño cả mặt bằng của hai mặt phẳng biên trên
và biên dưới của dàn. Từ ñó sẽ phân tích mức ñộ biến dạng ngang của kết cấu dưới tác
dụng cuả tĩnh tải.
Sau khi ño vẽ mặt bằng dàn chủ nếu phát hiện thấy các lỗ sai lệch ñột ngột của các
nút dàn riêng lẻ nào ñó có với vị trí thiết kế của nó thì cần kiểm tra kỹ bổ sung ngay về tình
trạng hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang của dàn chủ.
Khi kiểm tra phát hiện các sai lệch lớn của vị trí các bộ phận kết cấu nhịp trên mặt
bằng thì cần kiểm toán ảnh hưởng của các sai lệch ñó ñến ñiều kiện chịu lực (sự quá tải)
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 12/152

của các bộ phận kết cấu. Riêng ñối với cầu dàn có ñường xe chạy dưới thì phải kiểm tra
thêm về khổ giới hạn thông xe.
1.2.2.2.2 -ðo vẽ mặt cắt mố trụ, ñường ñầu cầu.
Yêu cầu ño vị trí các ñiểm ñặc trưng ñể có thể vẽ ñúng hình dạng thực tế cơ bản của
từng mố trụ trên mặt bằng.
Khi ño vẽ cần ñối chiếu với các hồ sơ lưu trữ ñể nhận xét. ðối với ñường ñầu cầu chỉ
cần vẽ sơ hoạ và mô tả nếu có ñường cong.
1.2.2.3 - ðo vẽ các mặt cắt ngang của các bộ phận kết cấu.
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, gối cầu v.v Chú ý ghi rõ chiều dày thép còn lại sau khi bỏ phần rỉ.
Trường hợp có ñủ hồ sơ cũ thì chỉ cần ño ñạc một số bộ phận nghi ngờ hoặc bị rỉ
nặng cần kiểm tra xem xét kết cấu thực có giống với kích thước trong hồ sơ cũ hay không.
Nếu chúng giống nhau về cơ bản thì không cần ño tỉ mỉ.
Dụng cụ ño là thước thép, thước cặp, các thước ño khe hở, dây dọi, ê-ke thép.

ðối với kết cấu nhịp bằng bê tông, ñá xây, bê tông cốt thép chỉ cần ño tại các mặt cắt
ñặc trưng ñại diện,nhưng ít nhất cũng phải ño ở mặt cắt giữa nhịp, mặt cắt 1/4, mặt cắt gối.
Ngoài ra cần phải ño ở mặt cắt nào ñó hư hỏng ñến mức có thể ảnh hưởng xấu ñến năng
lực chịu tải của kết cấu.
ðối với bộ phận bằng thép ñã bị cong phải dùng 1 dây thép căng thẳng giữa 2 ñầu bộ
phận ñó rồi ño khoảng cách từ ñiểm ñặc trưng trên ñoạn cong vênh ñến dây thép căng ñó.
Kết quả ño ñể phục vụ cho việc tính toán lại bộ phận này.
Sai số ño cho phép như sau:
+ ðối với kết cấu thép ±0,5mm.
+ ðối với kết cấu ñã xây, bê tông cốt thép ±0,5cm.
Phải ño ít nhất hai lần lặp, nếu không ñạt sai số nói trên thì phải ño lại lần ba theo
xác suất thống kê.
Kết quả ño phải ñược thể hiện trên các bản vẽ chi tiết, có kèm theo lời chú thích cần
thiết.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 13/152

Những chỗ sai lệch lớn về kích thước cong vênh phải ñược ñánh dấu bằng sơn ñỏ lên
kết cấu và ghi rõ trên bản vẽ.
1.2.2.4. Nội dung cơ bản của các bản vẽ kết quả ño ñạc.
1.2.2.4.1. Bản vẽ bố trí chung mặt ñứng cần thể hiện rõ.
- Dạng kết cấu nhịp thép, bê tông cốt thép, ñá xây, bê tông v.v
- Dạng mố trụ.
- Mặt cắt lòng sông có thể hiện lỗ khoan ñịa chất( nếu có ).
Các kích thước chủ yếu:
- Chiều dài toàn cầu
- Chiều dài kết cấu nhịp của mỗi nhịp.
- Chiều dài nhịp tính toán của mỗi nhịp.
- Khẩu ñộ thoát nước.

- Chiều cao các thanh ñứng của dàn.
- Cao ñộ ñỉnh dầm dọc ở 2 ñầu, sát với dầm ngang của mỗi khoan dàn chủ.
- Cao ñộ tại các ñiểm mạ hạ (hoặc mạ thượng ) của dàn thượng lưu và dàn hạ lưu
(ở hai ñầu dầm ngang sát bản nút dàn).
- Cao ñộ ñỉnh ray tại các ñiểm phía trên các dầm ngang.
- Cao ñộ tìm gối ở cao ñộ kê gối.
- Cao ñộ các ñỉnh mũ mối, trụ, ñộ dốc ở ñó.
- Cao ñộ ñỉnh tường trước và 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 nhất trong ngày ñiều tra.
- Cao ñộ mức nước lũ cao nhất lịch sử.
- Loại ray, loại tà vẹt trên cầu.
- Ghi chú về mốc cao ñạc và các cọc mốc ñịnh vị ñã dùng ñể ño ñạc.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 14/152

1290
7x500 5x500
1210
§iÓm ®Çu ®o¹n cong §iÓm cuèi ®o¹n cong
6000
Hình 1.2. Ví dụ cách ño thanh bị cong vênh
1.2.2.4.2. Bản vẽ bố trí chung mặt bằng.
Yêu cầu thể hiện:
- Sơ họa ñường ray hai ñầu cầu, trên cầu, ñường công hay ñường thẳng.
- ðường tim dọc hai mố.

- ðường tim gốc ( dọc cầu ) lấy ñường tim hai mố làm chuẩn ñể so sánh.
- ðường tim các dầm dọc.
- ðường tim các dàn chủ (mạ hạ và 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 các kết cấu nhịp.
Yêu cầu thể hiện:
- Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp ở vị trí ñầu kết cấu nhịp và giữa kết cấu
nhịp, vị trí có chốt của nhịp ñeo.
- Khoảng cách hai dàn chủ, bề rộng thanh ñứng, bề rộng các thanh biên dàn,
khoảng cách các dầm dọc.
- ðối với kết cấu nhịp bê tông cốt thép, ñá xây, bê tông cũng phải vẽ mặt cắt ñại
diện ñã nêu ở mục 2.4.3.2.
1.2.2.4.4. Các bản vẽ cấu tạo và kích thước chi tiết của các bộ phận kết cấu nhịp.
Cần vẽ riêng biệt dàn nhủ thượng lưu và dàn nhủ hạ lưu, bao gồm: Mọi thanh dàn,
qui cách các thép hình, thép bản, dạng mặt cắt tổ hợp của chúng,vị trí các chi tiết thép bị
cắt ñứt, vị trí và qui cách kích thước các bản phủ nối( thép góc nối ),cự ly kết quả ñiều tra
bằng cách ñục rãnh thăm dò hoặc dùng máy nội soi, nếu có hồ sơ lưu trữ cũng cần ghi rõ).
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 15/152

Cần thể hiện ñủ các hình vẽ trên mặt chiếu ñứng, mặt bằng và mặt cắt ngang của các
bộ phận sao cho ñủ cần hco tính toán và ñánh giá năng lực chịu tải của chúng.
ðối với các thanh trong hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang cũng cần ño vẽ như ñối
với các thanh dàn chủ nhưng có thể với mức ñộ sơ sài hơn.
1.2.2.4.5 Bản vẽ gối.
Yêu cầu thể hiện:
- Kích thước chi tiết mặt bằng các thớt gối
- Chiều dày của thớt gối.

- Chiều dài và ñường kính thớt gối
- Chiều dài và ñường kính các con lăn.
- Số lượng và khoảng cách giữa các con lăn, bề rộng con lăn cắt vát ( nếu có ).
- Cấu tạo gối cao su - thép ( nếu có ).
- Các kích thước của các 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 các bộ phận kết cấu
sau:
- Các lớp phủ phần xe chạy cầu ô tô.
- Các kết cấu, ray, tà vẹt, phụ kiện, ba lát của 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 trên cầu và ñường ñầu cầu.
- Các khe biến dạng.
- Các bản quá ñộ
- Các biển báo cho giao thông trên cầu và giao thông ñường thuỷ dưới cầu.
Hầu hết các cầu ở Việt Nam ñều có hư hỏng ở ống thoát nước và khe biến dạng. Tình
trạng ñất, rác làm tắc ống và bịt kín khe biến dạng là nguyên nhân chính, mặt khác về thiết
kế vẫn chưa chú ý ñúng mức. Do ống nước hỏng nên nước ngấm ñọng gây ra suy thoái bê
tông mặt cầu và bê tông dầm, gây rỉ nặng cho các bộ phận dầm thép làm giảm ñộ bền và
tuổi thọ cầu. ðặc biệt ở các cầu BTCT cũ của ñường sắt, nước ñọng trong máng ba lát lâu
ngày suy thoái nặng cho bê tông.
Hư hỏng phổ biến nữa trên các cầu ñường bộ và các lớp phủ mặt cầu bị bong tróc,
mất hết ñộ dốc ngang thoát nước mặt cầu, gây ra các hóc lóm chứa nước mà không ñược
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 16/152

sửa chữa kịp thời khiến cho các hư hỏng ngày càng phát triển rộng ra và nặng thêm ñến lúc
buộc phải sửa chữa thì chi phí sửa chữa cao.

Do cấu tạo không hợp lý và không ñược bảo dưỡng thường xuyên nên các khe biến
dạng thường bị ñất lấp kín khiến cho không thể hoạt ñộng bình thường ñược nữa. Mặt
khác, nước mưa ngấm qua khe biến dạng xuống ñầu kết cấu nhịp gây rỉ nặng cho các ñầu
dầm thép và bộ phận gối cầu bên dưới nó.
Hư hỏng chủ yếu ở các vỉa hè trên cầu là vỡ các bản BTCT lắp ghép quá mỏng, hư
hỏng lớp phủ trên mặt vỉa hè. Ở những cầu cho nước thoát qua dưới gầm vỉa hè còn có tình
trạng nước ngấm tràn lan gây ẩm và suy thoái bê tông của bản cánh trên của dầm chủ, thậm
chí có cây cỏ mọc dưới gầm vỉa hè.
Các cột lan can ở các cầu cũ thuộc phạm vi miền Bắc thường ñược thiết kế có kích
thước nhỏ nhẹ. Vì vậy, không chịu ñược các lực ñẩy ngang lớn do xe va quệt. Loại cột lan
can lắp ghép có liên kết hàn ở chân cột vào bản thép chờ có thể bị gãy do rỉ ở liên kết ñó.
Hệ lan can ở cầu cũ miền Nam do ñược thiết kế to hơn theo tiêu chuẩn của Mỹ nên
thường bền vững hơn.
Hư hỏng chủ yếu ở lan can là gãy, hở cốt thép, rỉ nặng các phần thép lộ ra ñặc biệt ở
các vùng gần biển.
Công việc bảo dưỡng mặt cầu nói chung ñơn giản là làm vệ sinh, thông và sửa các
ống nước, và sửa kịp thời các ổ gà trên mặt cầu ô tô, siết lại các ốc và phụ kiện liên kết ray
của cầu ô tô, siết lại các ốc và phụ kiện kết các kết ray của ñường sắt v.v
Cần chú ý phát hiện các vết nứt có quy luật và dài dọc cầu trên lớp phủ nhựa của cầu
ô tô với các nhịp dầm BTCT dự ứng lực kiểu Mỹ có mới nối bằng cốt thép dự ứng lực
ngang. ðó là biểu hiện của tình trạng ñứt cáp dự ứng lực ngang. Cần xem xét kỹ và sửa
chữa kịp thời.
1.4. ðIỀU TRA HƯ HỎNG CHUNG CỦA KẾT CẤU THÉP VÀ KẾT CẤU LIÊN
HỢP THÉP - BTCT.
Công tác ñiều tra bao gồm các công việc sau:
+ Kiểm tra hoặc ño vẽ lại bản vẽ các bộ phận cầu (nếu ñã mất tài liệu gốc) bằng các
máy trắc ñạc.
+ Phát hiện và ghi lại các hư hỏng, khuyết tật hiện có, nhận xét ñặc ñiểm, kích thước,
vị trí của chúng, ñánh giá tình trạng chịu lực chung của cả cầu theo kinh nghiệm và kiến
thức của người ñiều tra.

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

Page 17/152

+ Xác ñịnh cường ñộ thực tế của bê tông ở từng bộ phận ñặc trưng của thép, của cốt
thép.
+ Tìm hiểu cách bố trí cốt thép thực tế trong bê tông.
Các hư hỏng, khuyết tật của kết cấu nhịp thép ñược phân nhóm theo các dấu hiệu
sau:
- Dạng bề ngoài của hư hỏng.
- Tốc ñộ phái triển hư hỏng cho ñến lúc phái hiện kết cấu.
- Mức ñộ nguy hiểm của hư hỏng.
- Vị trí của hư hỏng.
- Sự phân bố các hư hỏng (mật ñộ xuất hiện của chúng).
1.4.1. NHẬN DẠNG CÁC HƯ HỎNG.
Theo dạng bề ngoài của hư hỏng, cần phân biệt:
- Sự lỏng các ñinh tán, ñứt ñầu mũ ñinh tán
- Hư hỏng mỏi, thể hiện qua các vết nứt trong các bộ phận.
- Rỉ thép.
- Mất ổn ñịnh cục bộ hoặc ổn ñịnh chung của các bộ phận riêng lẻ hoặc các phần
của chúng.
- Các vết nứt.
- Cong vênh, biến dạng về hình dạng các bộ phận kết cấu.
Theo tốc ñộ phát triển ñến giai ñoạn nguy hiểm, cần phân biệt:
- Các hư hỏng phát triển 1 cách tức thời ñột ngột ( các vết nứt khi phá hoại dàn;
sự mất ổn ñịnh và v.v )
- Các hư hỏng phát triển nhanh( ví dụ các vết nứt do mỏi).
- Các hư hỏng phát triển dần dần (lỏng bu lông, lỏng ñinh tán, rỉ ).

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

- Hư hỏng rất nguy hiểm: ñó là các hư hỏng có thể gây ra ngừng khai thác cầu
hoặc phá hoại cầu (các vết nứt, mất ổn ñịnh các bộ phận riêng lẻ của kết cấu
nhịp v.v ).
- Hư hỏng cơ bản:các hư hỏng mà có thể ñột ngột thay ñổi tình trạng khai thác
bình thường của cầu : ví dụ lỏng ñinh tán, rỉ nặng v.v ).
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 18/152

- Hư hỏng ít nguy hiểm: Các hư hỏng này làm xấu ñi các ñiều kiện khai thác của
kết cấu, có ảnh hưởng xấu ở mức ñọ nào ñó ñến sự phát triển của các hư hỏng
khác( ví dụ : sự nghiêng lệch của các con lăn gối cầu ).
Theo tầm quan trọng của bộ phận có hư hỏng: Cần ñiều tra xem hư hỏng là ở
bộ phận nào.
- Dầm dọc, dầm ngang.
- Dầm chủ hoặc dàn chủ.
- Hệ liên kết dọc, hệ liên kết ngang.
Theo mức ñộ phổ biến của hư hỏng : cần phân biệt phát hiện.
- Hư hỏng có tính chất hàng loạt.
- Hư hỏng thường xuyên gặp.
- Hư hỏng ít khi gặp.
Khi ñiều tra và phân tích hư hỏng phải dựa theo các gợi ý sau ñây về các
nguyên nhân hư hỏng.
- Chất lượng thép xấu.
- Chất lượng chế tạo cấu kiện xấu.
- Các lõi về mặt thiết kế cấu tạo.
- Sự không phù hợp giữa các giả thiết tính toán và ñiều kiện làm việc thực tế.
- Công tác duy trì bảo dưỡng không ñược thực hiện tốt.
- ðiều kiện khí hậu khắc nghiệt bất lợi.
- Tải trọng quá tải qua cầu.

- Khổ giới hạn trên cầu cầu không ñủ.
- ðặc ñiểm tác ñộng bất lợi của hoạt tải ñoàn tàu.
1.4.2. ðIỀU TRA CÁC HƯ HỎNG DO MỎI.
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.
1.4.2.1. ðối với thanh dàn.
Các hư hỏng mỏi nặng nhất thường xuất hiện trong các thanh chéo gần giữa nhịp của
các loại dàn chủ ñinh tán. Tại ñó cần tìm vết nứt mỏi ñầu từ vùng ứng suất tập trung cao
nhất ở hai mép lỗ hàng ñinh thứ nhất và hàng ñinh thứ hai ñếm từ giữa thanh chéo của dàn.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 19/152

Thông thường vết nứt sẽ phát triển theo hướng ngang tới trục dọc của thanh dàn, vết nứt sẽ
qua các lỗ ñinh. ðôi khi ñầu vết nứt ỏ vị trí khoảng 1/5 ñường kính lỗ ñinh dọc theo trục
của thanh chéo, hướng về ñầu thanh.
ðể ñiều tra vết nứt mỏi phải kết hợp với việc phát hiện các ñinh tán bị hỏng. Sự xuất
hiện vết nứt mỏi luôn luôn ñược báo trước bằng hiện tượng lỏng ñinh tán nối các cấu kiện
ñó. Cần chú ý là trong các thanh chéo và thanh ñứng có các ñinh tán chịu cắt hai mặt thì ít
phát hiện thấy hư hỏng mỏi ở liên kết.
1.4.2.2. ðối với các thanh của hệ liên kết giữa các dàn chủ nên tìm vết nứt mỏi tại các mép
lỗ ñinh liên kết chúng vào bản nút. Lưu ý là các hư hỏng này làm cho giao ñộng của hệ liên
kết tăng thêm rõ rệt khi tàu chạy qua cầu và người ñiều tra có thể dễ dàng phát hiện.
1.4.2.3. ðối với các dầm hệ mặt cầu cần lưu ý rằng hư hỏng do mỏi là một trong các hư
hỏng phổ biến nhất và phát triển mạnh nhất trong dầm dọc, dầm ngang và hướng liên kết
của chúng với nhau.
Vết nứt thường gặp là vết nứt ở cánh nằm ngang của thép góc cánh trên của dầm dọc,
nó xuất hiện lúc ñầu ở bên dưới vệt gần sống thép góc này và phát triển theo sống ñó rồi
thay ñổi hướng ñi ngang với dầm dọc. Hiệu quả là cánh thép góc dưới tà vẹt bị cong vênh

rõ rệt. Cần phát hiện các hư hỏng như vậy ở thép góc phía trong và phía ngoài của dầm dọc
có tà vẹt ñè lên trên (loại dầm dọc không có tấm bản thép cánh nằm ngang, chỉ có các thép
góc cánh) và ở các thanh biên trên cuả những dàn mà tà vẹt kê trực tiếp lên thanh ñó.
Loại vết nứt mỏi cũng xuất hiện ở bản bụng dầm dọc theo hướng nghiêng ñi từ mép
lỗ ñinh của các hàng ñinh thứ 2, thứ 3, thứ 4 (ñếm từ ñinh dầm dọc xuống) của liên kết
dầm bụng với thép góc nối thẳng ñứng. Ở ñó là hậu quả sự lỏng ñinh tán ở liên kết bụng
dầm với thép góc liên kết gây ra ứng suất tập trung cao ở mép lỗ ñinh. Khi tải trọng lặp tác
dụng nhiều lần, ở mép lỗ xuất hiện các vết nứt mỏi trong bụng dầm. Do ñó, yêu cầu khi ñi
ñiều tra phải lưu ý phát hiện.
ðối với kiểu cấu tạo dầm dọc xếp chồng lên trên dầm ngang nên chú ý phát hiện vết
nứt mỏi ở cánh của thép góc cánh trên trong ñoạn tựa của dầm dọc lên dầm ngang và ñoạn
tựa của dầm ngang lên dầm chủ ( như ở dàn VN64 ). Cần lưu ý ñây là kiểu cấu tạo có tuổi
thấp và ñộ chịu mỏi thấp.
ðối với các dàn liên kết bằng bu lông cường ñộ cao cũng nên chú ý phát hiện vết nứt
ở liên kết của dầm dọc với dầm ngang, ñặc biệt là khi cấu tạo không có bản gá. Các ñinh
tán và bu lông cường ñộ cao có thể bị phá hoại ở các hàng ñinh, bu lông phía trên và phía
dưới của thép góc liên kết với bụng dầm ngang, ở ñó ñinh bị nhô ñầu do mô men uốn tác
dụng trong liên kết.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 20/152

1.4.2.4. Khi ñiều tra các kết cấu nhịp hàn và kết cấu nhịp ñã ñược tăng cường bằng hàn
(ñặc biệt là hàn và tán trong thời gian chiến tranh) cần lưu ý tìm vết nứt do mỏi xuất hiện
trong các mối hàn và trong thép cơ bản quanh ñó, ñặc biệt là mối hàn ở vùng ứng suất tập
trung cao do ngoại tải và nơi có ứng suất dư do hàn gây ra.
Cũng nên tìm vết nứt mới ở các chỗ có thay ñổi ñột ngột mặt cắt như do cắt bớt tập
bản thép, do hàn táp thêm bản thép, do hàn sườn tăng cường ñứng, hàn dầm ngang.
Các vị trí có lỗ thủng, lỗ khoét, các ñầu mối hàn là nơi có thể tìm thấy các vết nứt
mỏi

VÕt nøt

2
3
1

Hình 1.3. Vết nứt do mỏi ở thanh xiên của dàn Hình 1.4. Vết nứt do mỏi ở bản bụng dầm dọc
1. Dầm ngang; 2. Dầm dọc; 3. Vết nứt
VÕt nøt

2
3
41

Hình 1.5. Vết nứt do mỏi ở thép góc cánh của
dầm dọc
Hình 1.6. Vết nứt do mỏi ở bản cá
1. Bản cá; 2. Dầm ngang;
3. Dầm dọc; 4. Vết nút
1.4.2.5. ðối với bản gá cần tìm vết nứt mỏi do ứng suất pháp quá lớn gây ra bởi mô men
uốn trong liên kết dầm dọc với dầm ngang. Các vết mỏi này thường gặp ở mép lỗ ñinh
hàng thứ nhất hay hàng thứ hai, ñếm từ dầm ngang. Biểu hịên báo trước sự xuất hiện của
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 21/152

chúng là sự lỏng các ñinh tán lên bản gá. Như vậy lúc ñiều tra cần xem xét toàn diện kết
hợp với việc kiểm tra ñinh tán.
Hình 1.7. Vết nứt
do mỏi ở thép góc

cánh dưới của dầm
ngang
VÕt nøt



Hình 1.8. Vết nứt do mỏi ở thép góc ñứng liên kết dầm dọc với dầm ngang
1. Dầm dọc; 2. Dầm ngang; 3. Vết nứt

1.4.2.6. ðối với thép góc cánh dưới và giữa bụng dầm dọc cũng cần phát hiện vết nứt mỏi
từ mép lỗ ñinh hoặc ở vùng tập trung ứng suất pháp mà có hiện tượng rỉ rõ rệt hoặc các hư
hỏng về mặt cơ học.
1.4.2.7. ðối với thép góc ñứng liên kết dầm dọc với dầm ngang nên tìm vết nứt mỏi ở góc
của nó, ñặc biệt là không có bản gá hoặc bản gá quá yếu. Nguyên nhân vết nứt mỏi này là
do thép góc liên kết bị truyền lực dọc quá lớn từ các dầm dọc ñến trong khi các dầm dọc
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 22/152

làm việc chung với các thanh biên của dàn chủ. Một nguyên nhân khác là do mô men uốn
lớn ở chỗ liên kết với dầm ngang.
ðối với kết cấu nhịp dài trên 80m nên tìm thêm các vết nứt mỏi trong thép góc cánh
dưới của dầm ngang nhiều nhịp. Nguyên nhân cơ bản của nứt là do quá tải về mức ñộ làm
việc chung của dầm hệ mặt cầu với thanh biên dàn chủ. Hiện tượng này thường gặp ở các
kết cấu nhịp nào không có chỗ cắt ñứt dầm dọc.
Khi ñiều tra cần lưu ý là trong các thanh ñứng của dàn và các cấu kiện khác chịu tải
trọng cục bộ thì mức tăng của các hư hỏng mới sẽ nhanh hơn so với dầm ngang. Như vậy,
khi ñiều tra xét khả năng cho ñoàn tàu nặng qua cầu cần phải lưu ý rằng càng tăng tải trọng
trục xe thì càng làm giảm tuổi thọ của các cấu kịên chịu tải trọng cục bộ.
1.4.2.8. Dấu hiệu bề ngoài ñể dễ nhận biết về nút mỏi là các dấu hiệu rỉ màu nâu ñen và lớp

rạn nứt của lớp sơn phủ.
Có thể dùng máy dò siêu âm, máy Rơn ghen và máy dò kiểu từ ñiện ñể dò các vết
nứt rạn này.
Trong ñiều kiện thì sát có thể dùng các dụng cụ ñơn giản: Trên ñoạn mà quan sát
thấy nghi ngờ thì cần cạo sạch hơn vào vết rỉ, ñánh sạch bằng giấy nhám rồi bôi nhanh
dung dịch 10-15% axit nitoric lên bề mặt, sau ñó rửa bề mặt bằng nước, làm khô rồi dùng
kính lúp phóng ñại ñể tìm và dò vết nứt. ðôi khi có thể dùng ñục nhỏ, sắc ñể bạt ñi một lớp
phôi mỏng trên bề mặt dọc theo ñường nứt lờ mờ ñể phát hiện kỹ hơn. Cũng có thể dò theo
ñường nứt với một mũi kim nhọn cứng.
Có thể dùng dung dịch chất nhờn màu ñỏ dò vào vùng nghi ngờ, dung dịch này sẽ
thấm sâu vào và ñi lan theo vết nứt, giúp cho người ñiều tra dễ phát hiện vết nứt hơn.
1.4.3. ðIỀU TRA CÁC HƯ HỎNG DO RỈ.
1.4.3.1. Cần phân biệt hai dạng rỉ là :
- Rỉ bề mặt: Vết rỉ phân bố tương ñối ñồng ñều trên bề mặt cấu kiện thép.
- Rỉ cục bộ: Vết rỉ xuất hiện cục bộ và thường phát triển sâu.
Loại rỉ bề mặt thường có chủ yếu ở thanh biên dàn chủ và bản cánh các dầm dọc,
dầm ngang, các thanh của hệ liên kết giữa các dàn chủ hoặc giữa các dầm dọc.
Cần phát hiện các vết rỉ cục bộ ở các cấu kiện phần xe chạy. ðối với dầm dọc nên
tìm vết rỉ cục bộ ở bản nằm ngang cánh trên hoặc cánh nằm ngang của thép, góc cánh trên
tại chỗ chúng tiếp xúc với tà vẹt. Nơi ñó lớp sơn thường bị hỏng sớm và có ñộ ẩm lưu cữu.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 23/152

1.4.3.2. ðối với các kết cấu nhịp có ñường xe chạy trên: Các thanh và nút dàn này thường
bị nhiễm rác bẩn và bị rỉ nặng hơn so với các kết cấu nhịp có ñường xe chạy dưới( cùng có
mặt cầu trần).
Trong kết cấu nhịp chạy dưới có mặt cầu trần thì các bộ phận ở thấp hơn mặt xe chạy
thường bị rỉ nặng hơn và phải kiểm tra kỹ.
1.4.3.3. Trong các nút của hệ liên kết dọc nối với thanh biên dàn chủ và với dầm dọc

thường bị rỉ do bẩn rác ñất. Cần ñiều tra mức ñộ rỉ của các dầm ngang theo các vị trí
thường xuất hiện là:
- Ở bản cánh và bản cánh dưới trên ñoạn nối dầm ngang với bản nút nằm ngang của
hệ liên kết dọc giữa hai dàn chủ.
- Ở bên dưới vị trí ống nước thải từ toa tàu.
ðôi khi tại các vị trí ñó có vết rỉ ăn thủng hết ñộ dày bản thép.
1.4.3.4. Trong kết cấu có bước ñinh tán liên kết lớn hơn 160-200 mm thì giữa các bộ phận
không ñược liên kết chặt chẽ khiến cho rỉ dễ dàng xuất hiện và phát triển, ñôi khi rỉ nặng
ñến mức các sản phẩm rỉ trương nở ra làm cong phình một số ñoạn chi tiết thép góc, làm
ñứt ñầu ñinh tán.
Khi ñiều tra cần tìm và mô tả loại hư hỏng nói trên.
1.4.3.5. Trong các kết cấu nhịp dàn chạy dưới cấn xem xét phát hiện các vết rỉ ở các thanh
của hệ liên kết dọc trên giữa hai dàn chủ. Nguyên nhân có thể là do khói của ñầu máy có
chứa các chất ăn mòn.
Cần lưu ý sự phát triển của rỉ trên các bề mặt tiếp xúc có thể ăn mòn làm mủn các
cấu kiện ñược nối với nhau. Nguyên nhân là do các sai sót về cấu tạo ở các loại dàn cũ như
các khe hở quá nhỏ, có các hốc lóm chứa rác bẩn và ñọng nước, bước ñinh quá dài.
ðối với các loại dàn cũ có các thanh chéo bằng thép hoặc thép góc mà ñầu của chúng
kép hai bên sườn ñứng của thanh biên dàn thường bị rỉ ở chỗ nối vào sườn ñứng ñó.
Hư hỏng rỉ loại này có thể tìm thấy ở các thanh biên dưới của dàn chủ, ở ñó trong các
tập bản thẳng ñứng có các ñinh tán cách xa nhau và trong thanh chéo của hệ liên kết dọc
gồm hai thép góc cũng thường có bước ñinh quá dài. Các dàn Pigcau cũ do Pháp ñể lại
thường có vết rỉ này.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 24/152

1.4.3.6 Ghi chép mô tả.
Yêu cầu khi ñiều tra các chỗ rỉ phải ghi chép, mô tả, thể hiện trên bản vẽ sơ họa, ño
chiều dày bản thép còn lại sau khi ñập bỏ lớp rỉ ñể lấy số liệu phục vụ việc tính lại kết cấu.

Khi cần thiết có thể lấy mẫu sản phẩm rỉ ñem về phòng thí nghiệm ñể phân tích hoá
học.
1.4.4. ðIỀU TRA CÁC HƯ HỎNG VỀ MẶT CƠ HỌC VÀ PHÁ HOẠI DÒN.
Các hư hỏng cơ học thường xuất hiện trong thời gian khai thác cầu do tàu xe chạy va
quệt vì khổ giới hạn thiếu. Cũng có thể do lỗi chế tạo và lắp dựng. Có rất nhiều hư hỏng cơ
học do bom ñạn gây ra trong chiến tranh.
Khi ñiều tra cần phân biệt các dạng hư hỏng cơ học sau ñây:
+ ðứt các bộ phận ñơn lẻ
+ Cong vênh, méo cục bộ
Các lỗ thủng, vết lóm, vết dập
Phải ñiều tra kỹ mọi bộ phận có hư hỏng cơ hoc. Mức ñộ nguy hiểm của chúng ñược
ñánh giá tuỳ trường hợp cụ thể theo kích thước hư hỏng, trạng thái ứng suất và sự thay ñối
trạng thái ứng suất ñó do có hư hỏng.
1.4.4.1. ðối với các bộ phận bị va ñập phải ñiều tra kỹ tìm vết nứt ở vùng bị va ñập trực
tiếp và vùng bị biến dạng cưỡng bức. Trong các bộ phận bị cong vênh thường có ứng suất
dư, nếu có là bộ phận chịu nén mà lại cong vênh thì khả năng chịu lực sẽ giảm nhiều do bị
uốn dọc.
Các chỗ cong vênh ñược ño theo chỉ dẫn ở mục 1.2.2.4.
Nếu ñường tên của chỗ cong vênh ỏ cấu kiện bị nén lớn hơn 1/7 bán tính quán tính
mặt cắt trong mặt phẳng cong vênh, còn trong cấu kiện bị kéo mà ñại lượng nói trên lớn
hơn 1/10 chiều cao mặt cắt thì phải tính toán lại xem có cho phép ñể nguyên sự công vênh
mà vẫn cho thông xe hay không. Nếu không ñược thì cần kiến nghị về việc tăng cường sửa
chữa và theo ñặc biệt ngay.
1.4.4.2. Cần ñặc biệt lưu ý các thanh bị nén ở mặt cắt tổ hợp mà bị hư hỏng cong vênh
ñồng thời ở hệ thanh giằng, bản giằng giữa các nhánh của cấu kiện. Phải tính toán lại ngay
và nếu phải gia cố ngay.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 25/152

1.4.4.3. Các hư hỏng do phá hoại dòn rất ít gặp ỏ nước ta vì không có nhiệt ñộ ẩm nhưng
khi ñiều tra các kết cấu thép ñược hàn nối hoặc hàn vá có thể phát hiện vết nứt do công
nghệ hàn kém chất lượng, ñặc biệt là do dùng thép hình, thép bản chế tạo từ loại thép sôi
của Liên Xô (cũ ). Loại thép này không chịu hàn. Sự phá hoại dòn xảy ra là do phát triển
tức thời các biến dạng dẻo không thể hiện rõ rệt.
1.4.5. ðỐI VỚI DẦM THÉP LIÊN HỢP BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP.
Khi ñiều tra dầm thép liên hợp bê tông cốt thép, ngoài ra các vấn ñề giống như ñối
với dầm thép, cần ñiều tra trạng thái liên kết giữa bản bê tông cốt thép với thép, các chỗ
nứt vỡ, nhũ vôi ở bề mặt ñáy bản bê tông cốt thép và các hư hỏng khác.
ðối với các dầm có chiều cao lớn, có thể xuất hiện các chỗ phình cong ở bản bụng do
biến dạng hàn khi chế tạo. nếu ñiều tra thấy ñường tên của phình này lớn qua 15-20mm thì
làm thêm các sườn tăng cường ngang.
1.5. ðIỀU TRA CÁC HƯ HỎNG CHUNG CỦA CÁC KẾT CẤU NHỊP BẰNG BÊ
TÔNG, ðÁ XÂY, BÊ TÔNG CỐT THÉP.
Các dạng hư hỏng thường gặp cần phải ñiều tra là: Các vết nứt rạn, sứt vỡ bê tông,
bong lớp bê tông bảo hộ cốt thép, rỗ bề mặt bê tông, hỏng lớp cách nước v.v
Trong kết cấu bê tông cốt thép thường, cần tìm vết nứt ở vùng chịu kéo khi ứng suất
lón hơn cường ñộ tính toán của bê tông, lưu ý rằng ñộ rộng vết nứt là 0,2mm là ñã ñược
qui trình thiết kế cho phép.
Các vết nứt trong dầm bê tông cốt thép dự ứng lực cần lưu ý hơn, ñặc biệt dầm có cốt
thép dự ứng lực dạng bó sợi thẳng, bó sợi xoắn, sợi ñơn hoặc cáp.
Nói chung vết nứt dầm bê tông cốt thép ñều làm giảm năng lực chịu tải. Ví dụ các
vết nứt xiên trong bụng dầm hay vết nứt dọc ở chỗ tiết giáp bụng dầm với ñáy bản ngang
ba lát.
Phải phân tích các vết nứt ñã phát hiện ñược ñể xác ñịnh ảnh hưởng ñến năng lực
chịu tải và tuổi thọ của kết cấu có xét ñến khuynh hướng phát triển của chúng.
1.5.1. PHÂN LOẠI CÁC VẾT NỨT ( HÌNH 1.9)
1.5.1.1.Vết nứt co ngót.
- Thường xuất hiện trong lớp bề mặt của bê tông do quá trình co gót không ñều.