Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 48/72
CHNG 5:
A CHA VÀ TNG CNG CU
5.1. CÁC GII PHÁP KT CU CÔNG NGH SA CHA KT CU NHP CU
THÉP.
5.1.1. SA CHA MT CU (SCMC).
Công tác SCMC phi c thc hin thng xuyên nht so vi các dng sa cha
khác vì mt cu là b phn chu s tác ng trc tip ca ti trng và s tác ng bt li ca
môi trng. Hn na nu các h hng mt cu không lý kp thi thì nc ma có th
ngm xung phn kt cu thép bên di, gây r
t cu ô tô cn c bo dng thng xuyên, khi các lp ph phn xe chy và va hè
bong bt, nt, cn sa cha kp thi, tránh tình trng các ch h hng lan rng nhanh chóng
vì không c sa ngay. Các b phn khác thng phi sa là khu vc ng thoát nc và khe
bin dng.
i vi cu ng st dùng loi mt cu trn (không máng ba lát trên cu thép) nên công
vic sa cha ch yu là thay th các tà vt hng, các bu lông hng, các ray mòn. Công tác
a cha phi làm nhanh chóng trong phm vi thi gian trng, ít tàu chy và áp dng mi bin
pháp an toàn tàu chy cn thit. Khi thay tà vt mi cn lu ý vic ct khc m bo
ng cn thit ca trc dc ray trên cu. Phi dn v sinh bn cánh trên ca dm dc, sn
phòng r dm thép trc khi t tà vt mi.
5.1.2. THAY TH CÁC INH TÁN VÀ BU LÔNG HNG
Các inh tán b lng ã c phát hin cn phi cht ra và tán inh mi. Tuy nhiên do
vic tán mt s ít inh không li v mt t chc công tác nên nhiu nc thng thay bng
bu lông cng cao. Vic này có u m là gim tình trng ng sut cc b quanh linh,
u ó có vt nt thì vic thay bng bu lông cng cao càng có tác dng. Mi inh cht
ra phi c thay ngay bng 1 bu lông cng cao. tuy nhiên tng s bu lông cng cao
công ln hn 10% tng sinh tán trong liên kt. ng kính bu lông cng cao ly nh
n 1 - 3 mm so vi ng kính ca inh hng.
Khi thay th, trc tiên phi khoan l minh hng hoc dùng m ct ô xy - axetylen
ct minh nhng không c t nóng quá mc phn thép ca cu kin. L khoan m
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 49/72
inh thng có ng kính nh hn 4 - 5 mm so vi ng kính inh và sâu hn 1 - 3 mm so
i chiu cao minh. Sau ó dùng chm cht t minh và t b phn thân inh còn li.
ôi khi phi doa thêm l cho rng ra lun c bu lông cng cao vào. Chiu dài
a bu lông cng cao c chn sao cho phù hp vi chiu dày tp bn thép và không
phi dùng quá nnhiu chng loi bu lông. Trc ó các bu lông phi c ty sch du m r,
các ê cu phi c xoay th cho i ht n chiu dài ren rng thân bu lông. Lp gá xong phi
dùng c lê xit cht bu lông. Sau ó dùng c lê o lc xit n lc cng thit k tu theo
ng kính bu lông. Xit xong bu lông phi kim tra các inh tán còn li xung quanh. Nu
thy inh tán nào lng phi thay tip.
công nhân làm vic này cn có 3 ngi
d
1
2
2
1
3
Hình 5.1: S khoan ct b phn inh tán hng.
a) ng cách khoan l; b) Bng cách dùng m ct;
1 – Phn s b cht bng chm st
2 – Phn b khoan l;
b/: 1 - inh tán; 2 – M ct; 3 – Ming t.
3
δ>10
2
4
3
Hình 5.2: p ph vt nt thanh xiên ca giàn.
1 – Thép góc p ph;
2 – Bulông cng cao trong các l khoan mi;
3 – L khoan chn u vt nt;
4 – Bulông cng cao trong l khoan c.
5.1.3. SA VT NT
Các vt nt trên bn thép kt cu không c hàn vá mà phi ph lên bng các bn
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 50/72
thép m và liên kt bu lông cng cao. Trc ó phi khoan chn hai u vt nt bng l
khoan ng kính 14÷18mm (hình 5.2) gim ng sut tp trung. Trên thc t, vt nt có
th vn tip tc phát trin, vì th bn m ph phi bao trùm toàn b mt ct ch không phi
ch ph qua vùng có vt nt, c bit là i vi cu kin mt ct hàn. Din tích tng cng phi
n hn din tích mt ct cu kin c sa cha. S lng bu lông mt bên ca vt nt tu
thuc vào din tích làm vic ca bn m.
Trong mt s trng hp c bit ã c nghiên cu thit k k lng và hp lý thì
có th hàn vá vt nt nhng phi theo úng công ngh hàn quy nh trong án sa cha.
Các mép vt nt phi c mài vát góc 60
0
– 80
0
, ri hàn na t ng di lp thuc hàn.
u vt nt các bn cánh ca dm thép hoc thép góc cánh phi c t lên bn m thép
ph qua toàn b b rng cánh dm hoc b rng thép góc ( hình 5-3). Thép góc m mi phi
có cùng mt ct vi thép góc b nt và phi mài vát sng t sát c vào thép góc cánh b
t.
80-100>4080-100 >40
a)
VÕt nøt
lç khoan chÆn
δ>10
b)
Hình 5.3: p ph vt nt trong thép góc cánh ca dm
c bng bn ph phng (a) và bng thép góc (b).
Các bn cá b h hng cùng có th sa theo nh trên hoc thay bn cá mi. Chiu dày
n cá mi phi ít nht là 12mm và không mng hn cá c.
Các vt nt trong bn bng ca dm dc ch ni nó vi dm ngang (hình 4-4) phi
c áp hai bn m hai bên dày ít nht 10mm và xit bulông cng cao ép cht li. Bn
m phi c t trên toàn chiu cao dm dc cho n áp sát vào cánh nm ngang ca thép
góc cánh. Nh vy, có th phi t ít nht 2 hàng bu lông cng cao bên ngoài u vt nt.
Hình 5.4: p ph vt nt bn bng ca
m dc
1. n m
2. n p ph
3. Bu lông cng cao trong l khoan c
4. ng vy, trong l khoan mi.
1
2
4
3
5.1.4. SA CH MÓP MÉO.
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 51/72
Các b phn kt cu b phng hay b móp nên c sa cha nh sau:
Các ch phng, móp nên ct khoét b, ln tròn các mép tránh ng sut tp trung.
Sau ó t hai bn ph hai bên và dùng các bu lông cng cao liên kt.
Nhng cu kin ph b h hng nh ging liên kt, bn nút giàn liên kt v.v . có th
thay th ln lt theo nguyên tc bo m mt ct có mt ct nh c. an toàn, không
c thay thng thi hai khoang giàn cnh nhau.
i vi cu ng st chc thay th các b phn khi không có tàu qua cu m
o an toàn.
5.1.5. SA CONG VÊNH.
i vi các b phn b cong vênh nh thanh giàn do va qut xe nu ng tên ch
cong vênh quá 1/7 bán kính quán tính mt ct thì phi tính toán li kt cu. Có th sa tm
ng cách t các np g ép sát hai bên. sa cong vênh nên dùng các b np và kích ép.
n lu ý là khi nn ngui nh vy thì trong thép ã phát sinh bin dng do khin cho tính
cht c lý ca thép ó b thay i ( hình 5.5).
Hình 5.5: Nn sa các ch
cong móp
1. Van
2. Thanh ép
3. m thép
4. Kích
5. Ch kê kích
6. Thanh cng
7. kê
b)
7
5
6
3
2
4
4
3
6
2
a)
c)
Các cu thép c làm bng loi thép có do thp thì trong lúc nn sa có th xut
hin các vt nt. Còn nu t nóng ch hng lên d nn sa thì có th làm gim cng
thép. Vì vy, ch nên t nóng thép n 750 – 850
0
C ri nn sa. Sau ó phi làm ngui t t.
Trng hp c bit có th phi kê kích kt cu cho an toàn ri thay hn cu kin thép mi.
Trong thi gian chin tranh, nhiu cu thép k c cu ng st ã c sa cha bng
cách hàn vá mt cách vi vã, vì vy, có th sau quá trình khai thác lâu dài n nay s phát
sinh nt mi hàn. Trong trng hp này cn kho sát k lng, có th tng cng bng các
bu lông cng cao.
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 52/72
Hình 5.6:p ph và vá p
n bng dm thép
1.Bu lông
2.n m ( nét gch chéo )
thay cho phn b hng
3.Thép góc p m
4.m p ph bn bng
5.m p ph nm ngang
liên kt bng bu lông
6.Ming vá liên kt bng hàn
7.i hàn
A
A - A
A
1 2 3
4
6
7
2
α
4
7
6
δ
3020
a) b)
4
3
5
5.1.6. SN LI CU THÉP.
u kin khí hu Vit Nam thun li cho sn mòn kt cu thép. Các cu thép trên
các tuyn ng st và ng b ven bin cng nh các khu vc công nghip thng bn
mòn e do nng n. Do ó vic sn cu nh k và úng k thut là rt quan trng. áng tic
là do khó khn kinh phí, phn ln các cu thép ít c quan tâm sn li úng mc. Nhiu cu
n nh: à Rng, Long Biên cng b r nghiêm trng.
Các loi sn c bit dùng cho kt cu thép vùng n mòn nng nh giàn khoan bin ã
c sn xut ngay trong nc và có cht lng cao, có th bn nht 20 nm. Tuy nhiên, áng
tic là các cu thép hin nay chc sn bng các loi sn thng, sau 3 tháng sn ã có th
h hng và thép li b r. u này cn c xem xét thay i cho tt hn.
Mun sn tt, trc tiên phi chun b làm sch b mt thép cho tt. Pháp chi phí
cho làm sch b mt hoc phun ht gang chim khong 70% chi phí cho vic sn li cu.
nc ta nhiu công trng vn co r bng phng pháp th công do ó cht lng
công tác chun b b mt không cao do ó màng sn bám dính kém và mau chóng b h hng.
i nhiu nc công nghip phát trin ã cm áp dng vic phun cát ty r tránh ô
nhim. Ngi ta dùng các ht gang nh ly ty do công nghip luyn kim to ra phun ty và
chun b b mt cho vic sn.
Vit Nam, ngay vic phun cát cng cha c áp dng rng rãi. K thut phun cát
dùng các ht cát thch anh khô, sch, c ht 1÷2mm phun vi áp lc khí nén u vòi phun ít
nht 20kG/cm
2
vào b mt thép. Góc phun khong 45
0
.
ng có th ty r bng phng pháp phun la t m ct ôxy – xêtylen làm nóng b
t thép n 200
0
– 400
0
nhng có hi là làm cho thép chóng già và dòn hn trc.
Phng pháp dùng cht hoá hc ty ít c áp dng.
thng sn thông dng sn cu nc ngoài thng gm 3÷4 lp. Lp trong
cùng là lp nn có tác dng bám chc vào b mt thép ã làm sch chng r, sau ó là hai
p sn du hoc sn pôlime. Chiu dày tng cng ca các lp sn không ít hn 100 – 200
µkm. mt s nc ngoài, các h thng sn cu thép c tiêu chun hoá thành quy nh
chung cho c nc.
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 53/72
sn phi dùng súng phun sn mi m bo cht lng cao. Nu dùng chi sn nh
nc ta hin nay thì rt khó to c chiu dày ng u ca lp màng sn, các si ca
chi sn tt ra s dính lên b mt thép và ó s là ch hng lp sn sau này.
Súng phun sn nên có công sut 10 – 30 m
3
/gi vi áp lc khí nén 3 ÷ 4 kG/cm
2
.
c ngoài còn dùng phng pháp tnh n sn bám chc hn vào thép.
5.2. CÁC GII PHÁP KT CU CÔNG NGH SA CHA KT CU NHP CU
BTCT.
5.2.1. GII PHÁP CHUNG:
Tu theo mc ích ca vic sa cha là kéo dài tui th ca kt cu cu hay khôi phc
i kh nng chu lc nh kt cu ban u ca kt cu mà la chn loi vt liu, thit b và
phng pháp sa cha.
Nói chung công ngh sa cha (Phng pháp và vt liu, thit b) c chn tu theo c
m ca h hng. Có th phân loi các h hng nh sau:
+ Nhóm h hng loi 1
: Nhng h hng không làm gim cng và tui th ca kt cu.
→ Ch cn sa cha khi bo dng nh k và làm khôi phc vp ca kt cu
+ Nhóm h hng loi 2
: Nhng h hng làm gim tui th ca kt cu.
→ Phi dùng các vt liu sa cha có tính bo v tt cho kt cu
+ Nhóm h hng loi 3
: Nhng h hng làm gim cng ca kt cu.
→ Cn phi dùng các vt liu và công ngh thích hp sa cha nhm m bo cng
cho kt cu
Các vt liu dùng sa cha cu c chia thành 2 nhóm
+ Nhóm vt liu 1
: Gm các hp cht cng, có kh nng àn hi nh: Va xi mng cát, va
Polyme, va dùng keo tng hp.
+ Nhóm vt liu 2
: Là nhng vt liu do kiu cao su, không b hng khi có bin dng ln.
5.2.2. CHUN B KT CU TRC KHI SA CHA.
Công tác chun b b mt kt cu rt quan trng và quyt nh cht lng sa cha.
Công tác này thng gm mt hay vài vic sau ây:
- c b phn bê tông yu ã b suy thoái hoc nt v nhiu.
- ra b mt bê tông, phun khí nén thi sch bi t trên b mt bê tông
- o mép các vt nt, làm khô b mt bê tông.
- Khoan, chôn các u tiêm tiêm va hoc keo.
- o r, ty sch ct thép ã b l ra…
5.2.3. TIÊM VA XI MNG HOC KEO EPOXI
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 54/72
- Phng pháp này áp dng khi các vt nt rng ≤ 10 mm.
- S lng u tiêm và c ly gia chúng ph thuc vào c m vt nt. Nói chung c ly
không quá 50 cm.
- u tiêm cm sâu 7-10 cm vào bê tông.
- n dài ca vt nt gia các u tiêm c trám kín b mt bng keo Epoxi.
5.2.4. DÙNG BÊ TÔNG POLIME VÀ VA C BIT VÁ CÁC CH V VÀ BT
T NT.
Vt liu này có u m bn lâu, chu kéo cao, dính bám rt tt vi bê tông, cng
nhang nên không cn ngng thông xe qua cu lúc ang sa cha.
Nguyên tc sa cha nh keo Epoxy
5.2.5. PHUN BÊ TÔNG.
Phng pháp bê tông phun có th to c lp áo dy bo v b mt bê tông c, cùng tham
gia chu hot ti, các ct thép cã l ra cng sc che ph bo v.
Phng pháp này c dùng kt hp vi vic t thêm ct thép có th tng cng c sc
chu ti ca kt cu c.
5.2.5.1. Phun bê tông khô:
Các ct liu nhm t nhiên c trn vi xi mng trong máy trn ri nh áp lc khí
nén a hn hp n u vòi phun. Ti ó nc c a n t mt ng khác và cùng c
phun ra. Tc phun nhanh n 80-100m/s.
i cách phun này có tht vòi cách xa máy bm n 500m nm ngang và 150 m thng
ng.
5.2.5.1. Phun bê tông t:
n hp bê tông trn xong máy trn c rót vào máy bm. Tó hn hp c khí nén
y n u vòi phun và phun ra.
c phun chm. Khong 10-40 m/s, có th phun vi lu lng ln
Thng dùng các ph gia hoá do cho bê tông.
5.3. CÁC GII PHÁP KT CU CÔNG NGH SA CHA M TR CU.
Các m tr cu bng á xây lâu ngày thng b h hng các mch va, hoc b xói
gây ra v, bong á xây. Khi ó cn c b va xu c, trát mch xây li bng va xi mng
– cát vi t l pha trn 1:1 n 1:2.
Các vt nt v ca m tr bê tông và bê tông ct thép (BTCT) cng có th trát li
ng t nhng hiu qu không cao vì dính bám kém gia bê tông c và va mi. Nên dùng
các loi va sa cha ã c c bit ch sn cho mc ích này. Loi va ó không co nhót,
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 55/72
hoá cng nhanh và t dính bám cao, cng cao(xem ph lc).
Các vt nt ca m tr BTCT cng có thc tiêm hoc bt vá bng bê tông pôlyme
và keo epôxy. Trong nhiu trng hp, nên t thêm ct thép và bê tông to ai vòng
quanh thân tr hoc bê tông mt lp ngoài dy ít nht 12 cm bc ngoài thân tr c. i vi
xà m cng sa cha nh vy.
Có th dùng bê tông phun thay cho vic bê tông vi ván khuôn thông thng.
Hình 5.10: Cu to ai bê tông
t thép bao quanh thân tr c
1- kê gi
2-Vành ai bê tông ct thép
3-t thép neo
4-t thép vành ai
5-t thép ai
6-Thân tr c
40
150
150
150
1
2
50
6
4
150
5
3
Trên hình 5.10 gii thiu cu to ai bê tông ct thép bao quanh thân tr c, bê tông
M250.
Hình 5.11 nêu vài ví d cu to các b gông gi sa cha m cu ã b nt. Các
gông này bng thép nên phi chú ý sn ph bo v chng r. Nu cn làm lp áo bc ngoài bê
tông có chiu sâu xung di mc nc thì phi dùng các phng pháp thi công vòng vây
c ván ngn nc hoc bê tông di nc.
u t p nn ng sát ngay sau m b lún st hoc vì lý do nào ó có lc y
ngang ln sau m thì có thào bt p c thay bng cát thô m cht, á dm hay xp
chèn á hc á dm. Khi ó thng kt hp làm li bn quá sau m.
1
3
a)
4
2
3
A
1
b)
A
1
5
AA
Hình 5.11: B gông thép gia c m c
a) Tng cánh ; b) Gi tng trc ; 1- Các vt nt ; 2- Dm phân b lc ;
3- Thanh cng ; 4- Tng ; 5- Các dm phân bt thng ng
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 56/72
Hình 5.12: Thay t p sau m
1- ào sau m
2- Chng n tà vt
3- m kê tm xe i qua
4- ng ván chng vách hào
5- t
6- m gi kê
7- Thanh chng
150 150150
7
6
4
7
4
3
21
230
350
210cm
MÆt cÇu
5.4. CÁC GII PHÁP KT CU CÔNG NGH TNG CNG M RNG KT
U CU THÉP.
5.4.1. NGUYÊN TC CHUNG
Khi cu thép không còn kh nng chu các hot ti phát trin nng hn hoc cu ã
tr nên hp không áp ng lu lng xe qua cu nhiu hn trc, cn phi tng cng và m
ng cu.
t cu cu, c bit là cu thép, gm nhiu b phn chu lc khác nhau, không phi
i b phn u có ng cng vì vy có th ch cn tng cng b phn nào yu nht.
c cn thit tng cng cu tu theo yêu cu phát trin giao thông và quy hoch
chung ca c tuyn ng. Phng pháp tng cng có rt nhiu và áp dng cho nhng tình
hung khác nhau tu trng thái thc t ca cu và mc ích ca vic tng cng, kh nng
n u t và công ngh sn có.
Các phng pháp ó có th lit kê nh sau:
- Tng cng mt ct ngang các b phn kt hp cùng chu lc vi các b phn c.
- Làm thêm các b phn mi trong h thng kt cu, ví d thêm thanh giàn, thêm các
n tng cng, thanh liên kt.
- Thay i s tnh hc ca kt cu giàn hay dm bng cách t h tng di áy
m, làm thêm mt biên giàn na, chuyn kt cu nhp gin n thành kt cu nhp
liên tc.
- Làm thêm các tr tm
- Bin i kt cu nhp thép thành kt cu liên hp thép-bn BTCT.
- o dng lc ngoài b xung cho kt cu nhp thép.
Vic tng cng mt ct cho các b phn ca kt cu nhp bng cách thêm thép và
dùng liên kt inh tán, bu lông cng cao hoc hàn là dng thng gp nht.
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 57/72
u mun tng cng kh nng chu mi ca các b phn kt cu tán inh thì nên thay
các inh tán hàng ngoài cùng trong các liên kt bng bu lông cng cao.
n lu ý là khi mun dùng liên kt hàn tng cng cu c phi cân nhc k vì có
th gp loi thép c không chu hàn và d xy vt nt do ng sut tp trung, do trình hàn
kém v.v…
Trên th gii ngi ta chú trng nhiu n vic áp dng phng pháp dng lc ngoài
xung tng cng cu. Vit Nam, cu Tân Thun thuc TP HCM ã c tng cng
nh vy tng ti trng toàn xe H13 lên oàn xe H30. Tuy nhiên mun áp dng phng
pháp này phi có thit b, vt tc bit là trình k thut cao mi m bo cht lng.
n tng cng phi thc hin theo án thit k tng cng. c bit chú ý vic
m bo an toàn giao thông lúc ang thi công.
5.4.2. TNG CNG PHN XE CHY
Trên hình 5.14 là các cách n hình tng cng bn cánh dm dc hoc dm
ngang. Liên kt bn táp mi vào dm có th bng inh tán, bu lông cng cao hoc mi
hàn. Trc khi ghép bn thép tán cn làm sch các b mt tip xúc vi nhau bng cách phun
cát hoc ca ht sn, r c. Thông thng va sa cu va thông xe nên vic chun b các bn
thép, khoan l, phân làm chu áo t trc. n lúc cm cu sa ch cn cht inh c, lp
n táp và xit li bng bu lông cng cao ngay. Nu thi gian gia hai t có tàu qua cu
t ngn thì có th ct ôi bn táp, lp dn tng na bn táp ó m bo thi gian thi công
nh hình 5.13b.
Các bu lông cng cao phi c xit làm hai t. Lúc ang vi ch cn xit cht
ng clê thng nhm lp bn táp cho nhanh. Sau khi lp xong an toàn s xit t 2 bng c
lê o lc cho mc cn thit.
u do u thông xe liên tc mà không th táp thêm bn cánh trên ca dm thì có th
táp thêm 2 thép góc nh hình 5.13c. Lúc ó có th b vng vào sn tng cng ng ca
ng dm. Cn phi khoét rãnh sn ó.
Phng pháp hiu qu nht là t ct thép dng lc ngoài dc theo áy dm
Nói chung nu ã tng cng dm thì cng phi tng cng liên kt gia dm dc vi
m ngang và liên kt gia dm ngang vi giàn ch. Mun vy có thay các inh tán liên kt
ng bu lông cng cao hc t inh tán to hn nhng mc tng cng chc không
nhiu. Tt hn c là t thêm nhiu inh tán và bu lông cng cao hn trc, nh vy phi
thêm bn m rng nh hình 5.14a. Nu không mun làm bn m mi thì có th hàn vào
nhánh st góc nh hình 5.14b. Tuy vy có tht mi hàn.
c)a)
b)
Hình 5.13: Tng cng dm dc
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 58/72
Có nhng cu c mà ch ni dm dc vi dm ngang không có bn cá nên thng b
t và dt u inh tán liên kt. Trên hình 5.15 gii thiu mt cách t các thanh tng
ng thêm làm nhim v bn cá. Các thanh này c lun qua l khoan sn bng dm
ngang. u các thanh hàn vào bn thép, bn này c liên vi cánh dm dc bng bu long
ng cao
3
12
1
a) b)
Hình 5.14: Tng cng liên kt dm dc vi dm ngang bng cách thêm bn m
(a) hoc hàn rng cánh thép góc (b).
1- Bn m ; 2- Bn ni ; 3- Mi hàn
t s ít cu c có dm ngang kiu giàn rt khó khn cho vic tng cng. Tt nht là
thay bng các dm ngang c bng.
ng có th áp dng dng lc ngoài ây. Thông thng vic tng cng h dm
t cu kt hp vi vá sa các ch h hng, r nát v.v…
1
2
3
d=19
2
3
1
AA
A - A
102
Hình 5.15: Dùng các thanh ni làm thay nhim v bn cá
1- Thanh ni ; 2- Bn ni ; 3- Mi hàn
5.4.2. TNG CNG DM CHC BNG
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 59/72
u mc tng cng không cn nhiu thì i vi dm cng có th làm thêm các
n táp cánh và thép góc táp nhi vi dm dc và dm ngang. Mun hp lý hn thì nên áp
ng các bin pháp u chnh ni lc cho phn thép mi thêm cng tham gia tnh ti. Ví
tháo d tm h bn BTCT mt cu trc lúc táp thêm thép hoc t h tng áy dm
m thi gây ra mômen ngc du vi mômen tnh ti. Sau khi táp thêm thép thì tháo d h
ng tm thi ó.
ng có th li vnh vin h tng . Nh vy ta có mt h thng dng lc ngoài
tng cng dm ch. Thanh chu dng lc kéo ca h này có th bng thép tròn cng
cao hoc bó cáp cng cao nh các cu BTCT dng lc. Khó khn nht là liên kt
neo vào kt cu thép c ( Hình 5.16).
6x80138
180
6x80
II
I
2np.200x6x600
20
L100x100x12x1640
L100x100x12x80
1250
6X80
T¸n l¹i
®inh
80
7X1007X100200
L90x90x10x1300
L90x90x10x1500
Hình 5.16: Tng cng dm bng h tng
a) Các s tng cng b) Cu to bn nút
bin các dm thép có các bn BTCT t trên thành các dm thép liên hp, bn
BTCT cùng chu lc phi to ra các neo liên kt gia dm thép và bn BTCT. Có th dùng
loi neo cng, bulông cng cao nh hình 5.17.
Cùng vi vic tng cng dm ch, cng phi tng cng các liên kt và các mi ni
trên nó. Bin pháp thông dng là thay các inh tán c bng các bulông cng cao có
ng kính ln hn (nh vy phi doa rng thêm các linh c). Vic này c thc hin
làm dn nhiu t, sao cho trong mi t ch thay th 10% tng sinh c. Nu bin pháp
này cha tng cng thì có th thay c bng ni dày hn và to hn.
Lúc tng cng nh vy cng kt hp sa các ch r, nt… trên dm ch.
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 60/72
2
1
3
2
4
1
Hình 5.17: Liên kt bn BTCT vi dm thép c to ra kt cu thép liên hp
BTCT.
5.4.3. TNG CNG GIÀN CH
Cách làm thông thng nht tng cng giàn ch là tng mt ct thép cho các thanh
giàn và thay i s tnh hc ca giàn.
Bin pháp u chnh ni lc nhân to bng cách thay i s tnh hc, to dng
c ngoài, thay i v trí các gi ta, thêm gi ta, gim bt tnh ti mt cu u t ra hu
hiu.
Trên hình 5.18 là vài dng tng cng bng cách thay i s tnh hc ca giàn ch.
Trên hình 5.19 gii thiu nhng st cáp dng lc ngoài tng cng giàn
thép. ây là bin pháp tt nht vì tng c nhiu sc chu ti ca cu mà không cn tr vic
thông xe qua cu lúc thi công. Khó khn là òi hi trình công ngh cao và các gii pháp
u to an toàn chng n mòn cáp dng lc cng nh liên kt các neo vào thanh giàn c.
5.19 a, b ch tng cng dng lc cho mt s thanh riêng l. Các thanh khác
a giàn không có dng lc nén.
5.19 c, d ã làm thay i s tnh hc ban u ca giàn, dng lc b xung ã
nh hng n hu ht các thanh giàn.
5.19 e gây ra dng lc cho mi thanh giàn, tuy nhiên các thanh biên chu kéo
c to dng lc nén mnh mc cn thit.
Khi thay i s giàn nh trên, cng phi tng cng cc b cho các liên kt, các
n tip m … bng cách táp thêm thép, thêm inh, dùng bulông cng cao.
Trên hình v 5.20 là các s t thêm thép cho các loi dng mt ct thanh dài.
Nguyên tc chung là phi gây ra các lch tâm b xung trên các mt ct ó cng nh trên
các liên kt ca thanh giàn.
Vì va thi công tng cng, va m bo cho xe qua cu nên không thng thi táp
n thép rng bng c b rng mt ct mà phi làm dn tng di nh hình 5.20 a.
liên kt phn thép mi táp thêm vào thanh vi bn nút giàn có th làm nh hình 5.21.
t thép dng lc ngoài tng cng giàn có th là dng thanh tròn cng cao
hoc cáp thép cng cao. V trí ca ct thép này trên mt ct trên giàn c t sao cho
gây ra dng lc nén úng tâm trên thanh ó.
ôi khi cng có trng hp c tình to dng lc nén lch tâm cho thanh giàn, u
này tu thuc vào tính toán và cu to c th ca giàn.
giúng v trí ct thép dng lc ngoài phi t các tm ngn ngang có khoét
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 61/72
rãnh hoc khoan l thích hp cho ct thép i qua.
Các thanh giàn chu nén di ti trng có thc tng cng kh nng chu nén và
n nh bng cách thêm các thép góc b xung vào mt ct hoc các bin pháp khác nhm làm
gim chiu dài t do ca thanh.
Hình 5.18: Vài ví d thay i s giàn c.
c)
b)
e)
a) d)
Hình 5.19: Ví d các s tng cng cu giàn c bng cách to dng lc ngoài.
a, b – Ch to dng lc ngoài cho vài thanh riêng l.
c, d – Thay i s hình hc.
e – Tng cng cho giàn liên tc.
c)
a)
b)
Hình 5.20: Các st thêm thép cho mt ct các thanh giàn
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 62/72
Hình 5.21: Liên kt
phn thép mi tng cng
vào bn nút giàn nh bn
i (a) và thép góc (b).
1 – Bn ni;
2 – Thép góc ni
§inh t¸n cò
Bu l«ng c-êng ®é cao
1
2
Hình 5.22: Các st cáp dng lc ngoài trên mt ct thanh giàn
5.4.4. TÍNH TOÁN TNG CNG KT CU NHP THÉP
ây là vn rt phc tp và nhiu khi da vào kinh nghim ca ngi thit k. V
t pháp lí, cách tính toán phi theo Quy trình 1979 ca B GTVT, nhng ni dung ca Quy
trình này nhiu ch không phù hp tình hình sa cha cu c. Vì vy phi da thêm vào các
nguyên lí c bn ca môn hc: C hc xây dng, Sc bn vt liu và kt cu thép tính
toán. ôi khi phi ra và chp nhn mt s gi thit tính toán nhm n gin hoá nhng
phi t chc th ti cu có quyt nh sát thc t.
Nhng câu hi luôn luôn cn t ra và tìm cách gii áp trong lúc tính toán tng cng
u:
- phân chia trách nhim chu ti gia phn kt cu c ca mt ct và phn thép mi
thêm vào mt ct nh th nào?
- u to liên kt nào hp lí ni gia phn kt cu c và các b phn thép mi thêm
vào.
- Sau mt thi gian tip tc khai thác, liu các bin pháp u chnh ng lc nhân to
nh to dng lc nhân to, to dng lc ngoài b xung, u chnh theo gi
có gi nguyên hiu qu ban u không, din bin ni lc theo thi gian nh th nào.
- Tình trng ng sut tp trung và ng sut d do hàn?
- Kh nng bo v các dng lc ngoài b xung.
- làm vic thc t ca các bulông cng cao mi t thêm trên cu c nh th
nào?
- Cách xét n nhng khuyt tt và h hng ca kt cu thép c.
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 63/72
c bit khi dnh dùng dng lc ngoài b xung tng cng cu thép phi chn
p lí c các tham s sau:
r – t s các c trng cng ca vt liu thép c và vt liu thép dng lc
ngoài b xung.
β
2
– h s hiu qu tp trung ng sut ca thép dng lc ngoài b xung
δ
2
- mm àn hi ca các liên kt ca thép dng lc nh neo, t neo, …
s r càng ln thì càng tit kim vt liu tng cng cu nhng òi hi trình công
ngh cao. gim h s hiu qu tp trung ng sut nu dùng thép thanh dng lc thì các
ren rng c gia công bng cách cán ren và tng bán kính vut tròn ca ren rng. mêm
àn hi ca liên kt thép dng lc càng cao thì bn mi ca thép ó càng cao.
t u áng chú ý là hiu qu tng cng cu càng ln nu phn tnh ti chim t l
càng ln. Vì vy vic tng cng các b phn ca giàn ch nhp ln s hiu qu hn khi tng
ng nhp ngn.
Trong thit k tng cng bng dng lc ngoài b xung cn c bit lu ý thit k liên kt
gia neo và kt cu thép c. Sau mt thi gian s xy ra trt trên các b mt tip xúc ã
c liên kt bi inh tán hoc bulông cng cao khin cho sm xy ra h hng liên kt.
an toàn hn nên bulông cng cao phía hàng l ngoài cùng ca liên kt và trong tính
toán không nên ly h s ma sát cao
5.5 TNG CNG KT CU NHP CU BTCT, BÊTÔNG VÀ Á XÂY
u BTCT, bêtông và á xây có tnh ti rt ln, so vi hot ti, vì vy khi hot ti phát
trin nng thêm thì nhng cu c bo dng tt vn có th chu ti mà không cn tng
ng. Trong mi trng hp phi so sánh kinh t gia vic tng cng cu BTCT c vi
vic phá b nó và thay bng kt cu mi. Giá thành d toán tng cng cu nu ch bng 1/2
giá xây cu mi thì lúc thi công xong giá thc t có th cng xp x bng giá xây cu mi vì
có rt nhiu vn ny sinh thêm trong quá trình thi công sa cha tng cng mà lúc thit
án tng cng thì cha phát hin ra.
Trên tuyn ng st Hà Ni – Sài Gòn có n xp x 600 chic cu BTCT c vi tui
p x 60 ÷ 70 nm. Nhiu cu ã hng n mc không th tng cng sa cha mt cách
kinh t mà phi thay dm mi. Trên các tuyn ng ôtô c min Trung và min Nam còn rt
nhiu cu BTCT c do Pháp xây dng t nm 1930 kh hp nhng vn còn khai thác. Rt
nhiu cu dm BTCT dng lc kéo trc sn xut theo án mu ca Mang b h hng
do hin tng t dn cáp dng lc ngang.
Nh vy yêu cu thc t ca vic tng cng cu BTCT nc ta là rt ln. Các cu
bêtông và cu á c nói chung còn rt ít và vn tng cng chúng thng không c t
ra Vit Nam lúc này.
Nói chung công vic tng cng cu BTCT c ch yu là tng kh nng chu ng sut
pháp và ng sut kéo ch.
5.5.1 THÊM CT THÉP
u ch cn tng kh nng chu lc không nhiu, chng 10 ÷ 15%, thì nên t thêm ct
thép ch chu kéo áy dm. Các ct này c hàn ni vào hàng ct thép ch c di dng
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 64/72
cùng ca dm. Mun vy phi p b tng bêtông bo háy hm n lô mt na ng
kính ca ct thép ch hàng di cùng. Các mi hàn liên kt ct thép mi và ct thép
bêtông phn áy dm che ph bo v ct thép mi thêm. nc ngoài thng dùng bêtông
phun mà không dùng ván khuôn bêtông kiu thông thng.
Chiu cao dm s tng lên chút ít làm gim chiu cao kh gii hn gm cu. Sc chu
i ca dm cu c tng lên ch yu là nh ct thép mi thêm nhng ct thép này ch
tham gia chu hot ti.
u mun tng sc chu ti ca kt cu nhp lên t 15% ÷ 35% thì phi tìm cách tng
chiu cao dm kt hp tng thêm ct thép chu kéo. Khi ó phi thêm c các ct ai ngn.
Nhng công tác cn làm s là:
- c b lp bêtông bo h ct thép ch hàng di cùng
- Hàn các n ct thép xiên ngn
- c b lp bêtông bo h ca mt s ct ai
- Hàn ghép ct ai ni vào ct ai c cho dài xung phía áy dm mc cn thit
- t các ct thép ch ni thêm liên kt chúng vi các ai ã ni dài vào ct xiên b
xung.
- Gia công b mt bêtông c
- bêtông hoc phun bêtông to ra phn di b xung thêm ca dm, bao ph các
t thép mi thêm.
1
A
3
1
3
B
5
1
6
2
4
2
A
A A
4
2
2
B
6
3
B B
Hình 5.23: Tng cng dm cu BTCT bng cách thêm ct thép hàn vào ct
thép c nh mu ct thép ngn (a) và nh các ai ngn (b)
1 – Vùng c tng cng
2 – Ct thép c
3 – Ct thép thêm
4 – Mi hàn
5 - ai ngn xiên
6 - ai ngn
Mun sa cha tt phi dùng vt liu bêtông tt có pha các ph gia hoá do, ph gia
ng cng nhanh hoc dùng bêtông pôlyme. tng dính bám gia bêtông c và bêtông mi
n quét lên b mt ã c làm sch ca bêtông c mt lp va trên c s nha êpôxy.
Không nhng ch tng cng ct thép chu kéo áy dm, nhiu cu có th phi thêm
t thép xiên và ct ai ri m rng sn dm tng kh nng chu lc ct.
5.5.2 DÁN BN THÉP NGOÀI B SUNG
nm 1992, b môn Cu HGTVT ã phi hp vi vin nghiên cu thit kng
t tin hành tng cng bn cu BTCT c trên ng Hà Ni – Sài Gòn bng phng pháp
dùng bêtông pôlyme kt hp dán bn thép ngoài thêm áy dm, t thêm ct ai ngoài
ng dm. Kt qu thc t s dng hn 10 nm qua n nay (2003) rt tt. u m c bn
a phng pháp dán bn thép ngoài là vic sa cha không nh hng gì n vic thng tàu
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 65/72
qua cu thng xuyên.
n thép có dày 6 ÷ 10 mm c dán bng keo êpôxy vào mt áy dm cã c
gia công sa cha cho phng bng bêtông pôlyme. Khi dán phi to áp lc ép u 0,4 kg/m
2
cho n lúc keo hoá cng hoàn toàn trong khong 1h.
ng có th dán bn thép vào mt bên ca dm tng kh nng chu ct và chng
t.
5.5.3 TO DNG LC NGOÀI B SUNG
t s cu nc ta ã c tng cng bng dng lc ngoài t kt qu tt nh
u ch Y, cu Tân Thun Thành Ph H Chí Minh, cu Nim, cu An dng Hi Phòng.
t thép dng lc ngoài b sung thng c t sao cho to ra dng lc nén
úng tâm hoc dng lc nén lch tâm trên mt ct tu theo ý thit k. Ct thép này bao
m các cáp thép xon 7 si cng cao ghép li, c t trong ng bo v bng
pôlyêtylen mt cao. Các hãng xây dng Quc t ln u có các h thng dng lc ngoài
riêng vi cht lng cao bao gm: Cáp, ng chiu cáp, mu neo, mi ni cáp và các kích kéo
cáng ct thép.
liên kt ct thép này vào dm c cn phi to ra các neo ngoài b xung bng thép
hoc bê tông ct thép. An toàn nht là làm các neo BTCT úc bêtông ti ch dính vào b
t bêtông sn dm hoc áy dm c. Các thanh này t nm ngang ngang cu và c kéo
ng bng loi kích c bit. nhng v trí chuyn hng ca cáp dng lc ngoài phi làm
các chuyn hng có cu to tng t neo.
t thép dng lc ngoài thng c cng bng loi kích c bit sau ó neo li và
m va lp lòng ng cha cáp bo v cáp chng r.
c dng lc ngoài c to ra ph thuc kt qu tính toán v s chu ng lc
chung ca kt cu c và ct thép mi.
ây là phng pháp tng cng cu BTCT mt cách hiu qu nht nhng òi hi trình
công ngh cao ã c áp dng rng rãi trên th gii.
5.5.4 V CÁCH TNG CNG CU VÒM BÊTÔNG VÀ CU Á.
n tng cng cu vòm bêtông và cu vòm á c ít khi c t ra vì s cu này
còn rt ít. Nói chung bin pháp tng cng là làm thêm vòm BTCT bên di cu c nu
tr còn kh nng chu lc.
ôi khi có th bêtông mt tm bn dày 20 ÷ 25 cm có chiu rng cho xe chy và
dài sut kt cu nhp, è lên trên kt cu vòm c.
5.5.5 TÍNH TOÁN TNG CNG CU BTCT C
n này còn phc tp hn c vic tính toán tng cng cu thép c. Phi kho sát
và tính toán t m, thm chí phi th ti cu c trc khi thit k tng cng.
i vi cu c bng BTCT, vic tính toán t thêm ct thép thng hoc t ct
thép dng lc ngoài có th theo nhng gi thit nào ó phù hp và thiên v an toàn.
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 66/72
Nhng i vi các kt cu nhp c BTCT dng lc, vic tng cng d ng lc
ngoài rt phc tp vì khó xác nh c chính xác tình trng dng sut còn li trong kt cu
. cu Nim ã phi chn gii pháp loi b hoàn toàn dng lc c bng cách ct t các
cáp c ln lt. Sau mi t t và kéo cùng mt s lng nht nh các cáp dng lc ngoài
i.
Sau khi tng cng cu xong, nên tin hành th ti xác nh c chính xác mc
ng cng c kh nng chu ti ca cu, bi vì nói chung các tính toán u da trên nhng
gi thit nhiu khi khác xa thc t do không th kho sát k lng c cu c.
Nhìn chung, vn lí thuyt tính toán tng cng cu c BTCT là cha hoàn chnh và
không nc nào có quy trình thit k quy nh cht ch v vic này. Mi trng hp c th
u phi c xem xét cân nhc mi mt bi các chuyên gia nhiu kinh nghim.
5.6. CÁC GII PHÁP KT CU CÔNG NGH TNG CNG M TR CU.
5.6.1 TNG CNG TR
Tr nhng trng hp b h hng do bom n chin tranh hoc các tai nn cháy n,
các kt cu tr c bng ã xây và bêtông khi lng ln thng vn kh nng chu lc khi
hot ti tng lên.
Các tr BTCT dng thân ct có xà m hoc dng khung BTCT (thng gp min
Nam) thng phi c tng cng.
Phng pháp chung là to ra lp áo BTCT dày 10 ÷ 15 cm bao quanh thân tr c trên
sut chiu cao thân tr hoc to ra các ai BTCT bao quanh nhã nói phn gii thiu v
a cha m tr. tng cng xà m có tht ct thép và bêtông b xung phn bên
i xà m c to ra xà m có chiu cao ln ln và ct thép.
t s tr dng hai ct c tng cng bng cách bêtông tng ni lin hai ct ó
trên sut chiu cao cho n sát áy xà m. Nh vy tnh ti s tng và có th móng tr bnh
ng.
Khó khn nht là tng cng móng tr. Có th làm thêm và h lu tr c. Sau ó t
hai bên thng lu và h lu tr c. Sau ó t ct thép và bê tông b cc mi bao trùm c
cc c và các cc mi b xung. Nh vy phn cc ni thân ch tham gia chu hot ti và
t phn tnh ti b xung ca thân tr và kt cu nhp. B tr tr nên rt ln, s làm vic
chung gia phn c và mi không th tính toán mt cách chính xác c.
Nhiu cu c min Nam có móng cc thép do công binh M xây dng trong chin
tranh. n nay các cc thép b r nghiêm trng. Rt khó khn tng cng các móng này. Tt
nht là phá b nu ã h hng nghiêm trng và làm tr mi.
Sau khi tng cng tr xong nên th ti cu.
Các tr cu t trên móng ging chìm tng không cn tng cng móng vì kh nng
chu lc ln.
5.6.2 TNG CNG M CU
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 67/72
Các phng pháp thông dng tng cng m cu là:
- Thay t p c sau m bng á dm, á hc gim áp lc y ngang ca
ng th trt sau m (hình 5 – 24)
- Làm thêm hoc làm li bn quá có dài 3 ÷ 6 m và dày 20 ÷ 30 cm bng
BTCT.
- Làm thêm kt cu chng lc y ngang phía trc m ti cao móng m
(xem hình 5 – 25).
- Làm thêm h thng neo trt bng thép tng cng cho tng trc m
và gin nh chng lt, trt
- Kéo dài thêm mt nhp cu na vào phía b. Nh vy m mi phía trong b.
- Xây m cho to thêm và dày thêm bng BTCT hoc á xây.
- i vi cu nh mt nhp có th làm thêm các thanh chng gia hai b móng
bng BTCT chôn trong t áy sông. Nh vy s gim c mômen un trong
thân m.
- Vic tng cng móng m cng có th áp dng các bin pháp tng t nh khi
ng cng móng tr. Bin pháp n gin nht là óng các cc b xung ri làm b
c mi.
Nhng trng hp mt trên nn yu, có th b trt sâu khi tính toán tng cng
phi xét vic tng cng c vùng t lân cn m ch không ch tng cng kt cu m.
u u kin thu vn thay i, lu lng dòng l tng lên nhiu so vi trc, có
nguy c xói mòn và lt m thì phi xét kh nng kéo dài cu, thêm nhp m rng khu
thoát nc hoc các bin pháp gia c lòng sui, gia c chng sói cho nón m, ng u
u, làm thêm công trình u chnh dòng nc.
4
3
A
100cm
60
°
A
i=0.1
135cm
100cm
2
1
A A
Hình 5.24: Tng cng m bng cách xp xp á sau m thay cho t c
1 – Kt cu nhp dm tm xe chy qua lúc sa cha
2 – Khi á mi xp sau m gim áp lc y ngang
3 – Tng trc m
4 – Kt cu nhp
a)
b)
2
3
c)
4
Giáo trình Kim nh cu
Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 68/72
Hình 5.25: Tng cng m bng cách làm thêm thanh chng (a) thêm chn phía
trc m (b), (c).
1 – Thanh chng gia móng ca hai m;
2 – chn
3 – Thanh chng
4 – chn.