Giáo trình khai thác, kiểm định, gia cố, sửa chữa cầu cống Phần 8 pps

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

Page 113/152
θ - Hệ số chuyển ñổi.
3.3.9.6. ðẳng cấp của dầm dọc cụt theo cường ñộ ñinh tán ở bụng dầm dọc cụt là:
- Khi có bản cá trên
2
ε








+
=
'
k
1
k
o
7
h
l
8,41a
0,13RF
K

- Khi không có bản cá trên

2
ε








+
=
'
k
1
k
o
8
h
l
211a
0,13RF
K

Trong ñó:
F
o
- Diện tích tính toán tính ñổi của các ñinh tán trong bản thẳng ñứng của dầm dọc
cụt, lấy theo sự làm việc của ñinh tán chịu cắt 2 mặt hay chịu ép ñập (m
2

)
h’
k
- Khoảng cách giữa các ñinh tán biên trong bụng dầm dọc cụt (m).
3.3.9.7. ðẳng cấp của dầm dọc cụt ñã xác ñịnh theo các công thức trên ñược so sánh
với ñẳng cấp của tải trọng:
K
o
= 0,15 P
o
(1 + µ
o
)
Trong ñó:
P
o
- Tải trọng do trục nặng nhất của ñoàn tàu ñè lên ray (T)
( 1 + µ
o
) - Hệ số xung kích của tải trọng ñó ñược tính với λ = 0.
3.3.10. ðIỀU KIỆN TÍNH TOÁN LIÊN KẾT DẦM DỌC VỚI DẦM NGANG
- Theo cường ñộ ñinh tán liên kết thép góc với dầm dọc (nếu dùng bu lông thường
hoặc bu lông cường ñộ cao thì cũng tính toán như ñối với ñinh tán có xét ñến diện tích tính
toán tính ñổi tương ñối của bu lông.
- Theo cường ñộ ñinh tán nối thép góc với dầm ngang
- Theo ñộ mỏi của ñinh tán nối thép góc với dầm ngang khi không có bản cá.
- Theo cường ñộ và ñộ mỏi của bản cá và theo cường ñộ của liên kết của bản cá
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 114/152

Các công thức ñể tính toán kiên kết dầm dọc và dầm ngang só xét ñến tính liên tục
của dầm dọc, ñộ ñàn hồi thẳng ñứng của dầm ngang, ñộ biến dạng ñàn hồi góc của liên kết
và ñộ dãn dài của thanh treo.
Mối nối các dầm dọc kiểu ñặt chồng lên các dầm ngang, theo kiểu liên kết mặt bích
ñược tính toán cũng giióng như liên kết dầm dọc với dầm ngang ñặc.
ðẳng cấp theo liên kết dầm dọc với dầm ngang và ñẳng cấp tương ứng của tải trọng
trong mọi trường hợp nói dưới ñây ñược tính với λ = d và α = 0
3.3.11. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT DẦM NGANG VỚI DÀN CHỦ.
A
a)
B
b) c)

Hình 3.1. Cấu tạo nối ghép dầm ngang với dàn chủ
a. Kiểu nối chắp; b. Có bản hình thang; c. Có bản nối tam giác
A. Bản nối chắp; B. Bản nối hình thang

3.3.11.1. Nếu mối nối cấu tạo như trên hình vẽ 3.1a thì hoát tải cho phép (T/m ñường)
là:
(
)
ppo
kkk
pΩε(mRF
Ωnε
1
k −=

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

Page 115/152
Ω
k
= Ω
p
Diện tích ñường ảnh hưởng lực cắt trong mặt cắt dầm ngang, nằm trên giữa
dầm dọc và dàn chủ (m
2
)
m = 1 Hệ số ñiều kiện làm việc
o
o
n
F
µ
3
=
Diện tích tính toán tính ñổi của các ñinh tán n
3
chịu cắt hoặc chịu ép mặt
dùng ñể liên kết bản nối ñầu dầm ngang với hai nhánh của thanh ñứng của dàn chủ (m
2
).
Ngoài ra cần kiểm toán cường ñộ mối nối bản nối ñầu dầm ngang với tấm thẳng
ñứng của dầm ngang
3.3.11.2. Khi trong mối nối dầm ngang vào dàn chủ có các thép góc nối và bản hẫng
thẳng ñứng như hình 3.1b thì tính toán như công thức sau:
(
)

ppo
kkk
pΩε(mRF
Ωnε
1
k −=

với m = 1,0
Khi xác ñịnh diện tích tính toán tính ñổi F
o
ñược phép xét ñến các ñinh tán liên kết
théo góc nối với dàn chủ (không kể các ñinh tán trong phạm vi chiều cao thanh biên của
dàn) hoặc nối với dầm ngang (không kể các ñinh tán trong phạm vi chiều cao bản nối hẫng
thẳng ñứng nói trên). Trong các tính toán sẽ lấy trị số nào nhỏ hơn
3.3.11.3. Khi có bản tam giác tăng cường như trên hình 3.1c cũng như khi liên kết
dầm ngang bằng các thép góc ñặt chỉ trong phạm vi chiều cao dầm ngang thì tính
toán theo công thức
(
)
ppo
kkk
pΩε(mRF
Ωnε
1
k −=
Hệ số ñiều kiện làm việc m = 0,85. Diện tích làm việc tính ñổi của ñinh tán cũng
ñược xác ñịnh giống như trường hợp có bản nối hẫng ở hình vẽ 3.1b.
3.4. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA DÀN CHỦ
3.4.1 TÍNH THANH CHỊU NÉN THEO CƯỜNG ðỘ CỦA BẢN GIẰN HAY
THANH GIẰNG

Năng lực chịu tải của thanh dàn chịu nén theo ñiều kiện cường ñộ của bản giằng hoặc
thanh giằng ñược kiểm toán ñối với trường hợp mặt cắt ghép hình hộp hoặc hình H gồm
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 116/152
các nhánh ñược nối ghép với nhau trên suốt chiều dài bằng một hay hai mặt phẳng thanh
giằng hoặc bản giằng.
3.4.2. TÍNH TOÁN THANH BIÊN TRÊN CỦA DÀN KHI TÀ VẸT ðẶT TRỰC
TIẾP LÊN NÓ
Xác ñịnh hoạt tải cho phép (T/m) ñối với các thanh biên trên (chịu nén) của dàn có tà
vẹt ñặt trực tiếp lên chúng trong hai trường hợp
Khi tính về cường ñộ
Khi tính về ổn ñịnh
ðẳng cấp ñể tính toán năng lực chịu tải của các thanh biên trên của dàn chủ khi có tà
vẹt ñặt trực tiếp lên chúng ñược xác ñịnh như phần 3.1.6 khi λ = l; α = a
o
/l.
3.4.3. TÍNH TOÁN NÚT GỐI NHỌN CỦA DÀN.
Nút gối nhọn là nút ñầu dàn, chịu uốn
ðẳng cấp của nút gối nhọn của dàn chủ kết cấu nhịp ñược xác ñịnh:
Theo ứng suất pháp ñược xác ñịnh tại các mặt cắt
a)

Mặt cắt 1-1 tại chỗ bắt ñầu của thanh biên
b)

Mặt cắt 2-2 ở cách mặt cắt 1-1 một khoảng bằng 0,4 – 0,5 m
c)

Mặt cắt ñứt các tấm nằm ngang

Theo ứng suất tiếp ở gối theo ñiều kiện cường ñộ của các tập bản thảng ñứng, ở vị trí
trục trung hoà và theo ñiều kiện cường ñộ của các ñinh tán nằm ngang liên kết bản cánh.
Tất cả các mặt cắt tính toán ñều thẳng ñứng.
3.4.4. TÍNH TOÁN HỆ LIÊN KẾT VÀ GIẰNG GIÓ
Hệ liên kết dọc của dàn chủ kết cấu nhịp ñược kiểm toán theo ñộ mảnh λ
o
= l
o
/r
-

ðối với cấu kiện của hệ liên kết dọc nằm ở mặt phẳng của thanh biên chịu kéo, lấy
bằng 200.
-

ðối với cấu kiện của hệ liên kết dọc, nằm ở mặt phẳng các thanh biên chịu nén,
cũng như ñối với hệ liên kết ngang và dầm hẫng lấy bằng 150.
-

Chiều dài tự do của các cấu kiện hệ liên kết l
o
, ñược xác ñịnh cũng như tính toán
các thanh của dàn chủ. ðối với các thanh biên có hai thành ñứng thì chiều dài hình học của
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 117/152
các cấu kiện ñược lấy bằng chiều dài của chúng giữa các thành ñứng bên trong của các
thanh biên dàn
ðối với hệ liên kết có các thanh bắt chéo nhau làm bằng các thép góc giống nhau thì
kiểm toán theo hai giả thiết:

-

Bán kính quán tính mặt cắt r ñược lấy ñối với trục ñi qua trọng tâm mặt cắt và song
song với mặt phẳng của hệ liên kết, còn chiều dài tự do lấu ñối với dạng dàn phức tạp
-

Bán kính quán tính mặt cắt ñược lấy là nhỏ nhất, còn chiều dài tự do lấy bằng nửa
khoảng cách của tâm liên kết của thanh chéo
3.5. XÉT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC HƯ HỎNG VÀ KHUYẾT TẬT CÁC BỘ
PHẬN.
3.5.1. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIẢM YẾU BỘ PHẬN DO GỈ
Khi trong kết cấu nhịp có những bộ phận bị gỉ ñáng kể thì ngoài việc tính toán mặt
cắt mà ở ñó có ứng lực lớn nhất tác ñộng, cần phải tính toán phân cấp thêm cả những mặt
cắt ñăc bị giảm yếu do gỉ.
ảnh hưởng của gỉ kim loại ñược xét ñến bằng cách ñưa vào trong công thức tính toán
các ñặc trưng hình học thực tế của mặt cắt ñược xét ñến có kể ñến sự giảm yếu do chúng bị
gỉ. Trong mỗi mặt cắt như thế cần xác ñịnh các ñặc trưng hình học tương ứng ñối với phần
mặt cắt còn lại chưa bị gỉ.
Khi tính toán về ñộ mỏi của các cấu kiện ñã bị giảm yếu do gỉ thép thì cần phải xét
hệ tập trung ứng suất.
3.5.2. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ CONG VÊNH CỦA CÁC CẤU KIỆN
Khi cấu kiện chịu nén có ñộ cong vênh với ñường tên f > 0,0025 l
o
ñối với kết cấu
mặt cắt tổ hợp hoặc mặt cắt thép hình H có bản tấm nằm ngang ñặc hoặc có f > 0,143 ρ ñối
với cấu kiện có mặt cắt ngang Π (l
o
- chiều dài tự do; ρ - bán kính lõi của mặt cắt) ảnh
hưởng của dộ cong vênh cần phải ñược kể ñến khi xác ñịnh hệ số uốn dọc ϕ. Hế số uốn
dọc ϕ trong trường hợp ñó lấy tuỳ thuộc vào ñộ mảnh λ

o
và ñộ lệch tâm tương ñối i.
Nếu trong một cấu kiện tổ hợp mà ñộ cong vênh của nhánh là f > 0,004 l
o
thì trong
diện tích tính toán của cấu kiện khi tính toán chỉ ñược dựa vào diện tích của nhánh không
bị cong vênh.
Các cấu kiện chịu nén có các chỗ cong vênh cục bộ của các tấm bản thép hoặc của
thép góc khi mà ñường tên do uốn lớn hơn trị số ρ ñã ñược tính toán mà không xét ñến các
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 118/152
tấm bản thép góc ñó (ρ - bán kính lõi của phần bị hư hỏng của mặt cắt, bao gồm mọi bộ
phận ñã bị hư hỏng - các bản thép, các thép góc theo hướng ngược với hướng của ñộ lệch
tâm)
Dầm có thành bụng ñặc bị cong vênh trong mặt bằng giữa các nút của hệ giằng liên
kết sẽ ñược kiểm toán về ổn ñịnh chung có xét ñé ñộ cong vênh của bản cánh chịu nén.
3.5.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LỖ THỦNG, CÁC CHỖ MÓP LÕM VÀ CÁC
VẾT NỨT.
Tất cả các lỗ thủng, các chỗ lõm và các vết nứt làm giảm yếu mặt cắt, ñều phả ñược
xét ñến khi xác ñịnh các ñặc trưng hình học tính toán của mặt cắt ñược xét. Ở mỗi mặt cắt
bị giảm yếu càn phải ñược xác ñịnh vị trí tương ứng của trọng tâm có kể ñến các hư hỏng.
ðối với mặt cắt bị giảm yếu do lỗ thủng và vết lõm thì khi tính ñặc trưng hình học mặt cắt
phải xét phần chưa bị hỏng của kim loại và vị trí bắt ñầu của phần ñó ở cách 3-5 mm kể từ
mép biên vết lõm hoặc mép lỗ thủng.
Khi có vết nứt ñã ñược khoan lỗ chặn hai ñầu vết nứt thì mặt cắt tính toán ñược lấy
từ mép lỗ.
Nếu vết nứt hoặc lỗ thủng làm giảm yếu ở một mặt bên của thanh chịu nén hoặc
thanh chịu kéo với các hư hỏng ở mép thanh thì khi tính toán, ngoài việc xét sự giảm yếu
của mặt cắt còn phải xét ñến mức ñộ lệch tâm truyền ứng lực lên phần còn nguyên lành của

mặt cắt.
Muốn vậy diện tích tính toán ñược xác ñịnh như sau:
- ðối với cấu kiện chịu nén:
p
'FG
=
ϕ
- ðối với cấu kiện chịu kéo:
p'
po
0
W
'Fe
1
1
'FG
+
=

Trong ñó:
F’
p
, W’
p
- Diện tích (m
2
) và mô men kháng uốn (m
3
) của phần nguyên lành của mặt
cắt bị giảm yếu nhất.

Trên hình vẽ 3.1 các vùng hư hỏng của dầm thép ñặc. Những hư hỏng vùng 1 không
có ảnh hưởng lớn ñến năng lực chịu tải của kết cấu nhịp và nếu thép góc tăng cường cứng
không bị hư hỏng thì có thể bỏ qua không xét ñến các hư hỏng. Nếu hư hỏng ở vùng 3 thì
phải kiểm toán mặt cắt bị giảm yếu theo ứng suất tiếp.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 119/152
l
2/3 l
h/2
1 3 1 13
2
2
h
Hình 3 - 1
: Các vùng hư hỏng của dầm ñặc
Phải kiểm toán về cường ñộ và về mỏi ñối với dầm ñã hư hỏng theo ứng suất pháp
tại mặt cắt giảm yếu bằng các công thức giống như ñối với dầm không bị hư hỏng. Trong
tính toán sẽ lấy trị số nào nhỏ hơn của mô men kháng uốn tính toán của phần nguyên lành
của mặt cắt ñã ñược tính toán hai lần, ñối với:
-

Trục ñi qua trọng tâm của mặt cắt chưa bị hỏng
-

Trục ñi qua trọng tâm của phần mặt cắt còn lại sau khi hư hỏng
Mô men kháng uốn tính toán trong cả hai trường hợp ñược tính ñối với thớ biên trên
và thớ biên dưới của mặt cắt. Các mép phần chưa hư hỏng của mặt cắt dầm chịu uốn ñược
lấy cũng như ñới với cấu kiện của dàn.
ðể tính gần ñúng, có thể tính hoạt tải hoạt tải cho phép (T/m ñường), khi tính toán

theo ứng suất pháp có kể ñến hư hỏng nằm trong vùng 3 là:






−
−
= p5,0
l
)h∆h(δR15,1
nε
1
k
kk

Trong ñó:
R - Cường ñộ tính toán cơ bản (T/m
2
)
δ - Chiều dày bản bụng dầm (m)
h - Chiều cao toàn bộ của bụng dầm trên gối (m)
∆h - Chiều cao phần hư hỏng của bụng dầm (m)
l - Nhịp tính toán của dầm (m)

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

Page 120/152
3.6. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN ðƯỢC TĂNG CƯỜNG.

3.6.1. NĂNG LỰC CHỊU TẢI CÁC CẤU KIỆN KẾT CẤU NHỊP ðà ðƯỢC
TĂNG CƯỜNG BẰNG CÁCH THÊM THÉP, ðƯỢC XÁC ðỊNH NHƯ SAU:
Hoạt tải cho phép theo cường ñộ và ổn ñịnh của cấu kiện dàn chủ sau khi gia cố ñược
xác ñịnh theo các công thức (T188-189, Quy trình kỹ thuật kiểm ñịnh cầu ñường sắt) phụ
thuộc vào phương pháp gia cố, dấu của nội lực và tải trọng ( Tính toán theo cường ñộ, tính
toán theo ổn ñịnh)
Hoạt tải cho phép khi tính toán theo mỏi ñối với cấu kiện sau khi gia cố ñược xác
ñịnh theo các công thức:
-

Khi tính các cấu kiện ñược gia cố có dỡ trọng lượng bản thân
(
)
ppy
kk
B
Ωp'εRG(m
θΩε
1
k −=
γ

-

Khi tính các cấu kiện ñược gia cố không dỡ trọng lượng bản thân:
(
)
pycpy
kk
B

Ωp'εRG(m
θΩε
1
k
γγ
−=
Trong ñó γ
yc
Hệ số tính toán khi cấu kiện ñược gia cố mà không có dỡ trọng lượng
bản thân
o
Ho
yc
G
Gmρ
1γ +=
3.6.2. NĂNG LỰC CHỊU TẢI CỦA CẤU KIỆN BỊ NÉN, ðà ðƯỢC TĂNG
CƯỜNG BẰNG GỖ
ðược xác ñịnh theo công thức
(
)
∑
−=
p
pn
ppo
kk
'
k
Ωε(mRCW

Ωnε
1
k về cường ñộ
theo diện tích nguyên của phần chưa bị hư hỏng của bộ phận F, còn về ổn ñịnh thì theo
diện tích tính toán F
o
=1,1 ϕ F’
p
(m
2
)
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 121/152
ϕ - Hệ số uốn dọc ñược xác ñịnh theo ñộ mảnh quy ước λ
o

F’
d
- Diện tích mặt cắt nguyên của phần chưa bị hư hỏng của bộ phận (m
2
)
ðộ mảnh quy ước: λ = l
o
/r
l
o
- Chiều dài tự do của bộ phận
r - Bán kính quán tính (m)
'

1,1
p
p
F
I
r =
I
p
- Mô men quán tính tính ñổi của mặt cắt nguyên (m
4
)
I
p
= I’
p
+ 0,05 ΣI
d

I’
p
- Mô men quán tính của phần không bị hư hỏng của mặt cắt ngang thép ñối với
trục bản thân
ΣI
d
- Tổng các mô men quán tính của các bộ phận bằng gỗ ñối với trục bản thân (m
4
)
3.7. CÁC CHỈ DẪN THỰC HÀNH TÍNH TOÁN
Tính toán ñẳng cấp của các bộ phận, các mối nối, các cấu kiện và các liên kết của
chúng nên ñược làm dưới dạng bảng. Nếu có các tính toán ñặc biệt khác bổ sung thì tập

hợp trong phần mục lục của hồ sơ. Khi các hư hỏng (do rỉ, do lực, cong vênh ) chỉ ở các
bộ phận riêng lẻ của kết cấu nhịp, thì nên tính toán ñẳng cấp của mọi bộ phận kết cấu nhịp,
không kể ñến hư hỏng, sau ñó sẽ xác ñịnh năng lực chịu tải của các bộ phận hư hỏng. ðiều
ñó cho phép ñánh giá cụ thể ảnh hưởng của hư hỏng bộ phận ñến năng lực chịu tải của nó.
Trong bảng kết luận về ñẳng cấp của kết cấu nhịp cần phải chỉ rõ ñẳng cấp của các
bộ phận có ñến các hư hỏng kèm theo các chú thích tỉ mỉ. Trong các trường hợp các bộ
phận kết cấu nhịp bị rỉ ñáng kể hoặc bị hư hỏng thì việc xác ñịnh năng lực chịu tải của các
bộ phận ñó cần ñược ưu tiên làm ngay lập tức trong ñó có kể ñến rỉ và các hư hỏng ñể có
quyết ñịnh về chế ñộ khai thác cầu
Khi tính toán cấu kiện chịu nén của dàn, năng lực chịu tải của nó cần phải xác ñịnh
theo cường ñộ và ổn ñịnh, ñể giảm khối lượng tính toán cần xác ñịnh trước các diện tích
tính toán quy ước của các bộ phận khi tính toán về cường ñộ - mF
th
và khi tính toán về ổn
ñịnh - mϕF
p
. Sau ñó chỉ cần tính toán, hoặc về cường ñộ, hoặc về ổn ñịnh tuỳ theo trị số
diện tích tính toán quy ước nào bé hơn.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 122/152
Khi tính toán các mối nối và các liên kết (kể cả bản nút dàn) của các cấu kiện chịu
kéo và cấu kiện chịu nén thì cần xác ñịnh diện tích tính toán quy ước tính ñổi của các ñinh
tán (bu lông) mF
o
và diện tích quy ước của bản nút chịu xé rách mF’
o
. Nếu trị số mF
0
hay

mF’
o
lớn hơn trị số tương ứng của diện tích tính toán quy ước của bộ phận (mF
th
, hay
mϕF
p
) năng lực chịu tải của bộ phận và cường ñộ mối (liên kết) hay bản nút cáo thể không
ñược xác ñịnh.
Trong trường hợp năng lực chiu tải của các bộ phận dàn về mỏi là không ñủ thì cần
xác ñịnh lượng tích tuỹ hư hỏng mỏi (ñộ dự trữ) theo lý thuyết hư hỏng tính luỹ (thuộc
phần tính toán ñặc biệt của hồ sơ kiểm ñịnh cầu). Theo kết quả của tính toán ñó mà lập
ñiều kiện khai thác mà chọn biện pháp tăng cường kết cấu nhịp phù hợp

3.8. CÁC CÂU HỎI ÔN TẬP
1/- Công thức chung tính toán ñẳng cấp cầu thép ñường sắt
3.2.1. Xét kết cấu nhịp
3.2.2. Xét ñoàn tàu.
2/- Cách tính ñẳng cấp dầm chủ và hệ dầm mặt cầu
3/- Cách tính ñăng cấp các bộ phận của giàn chủ
4/- Cách xét ảnh hưởng của các hư hỏng và khuyết tật các bộ phận
5/- Cách tính toán các bộ phận ñược tăng cường

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

Page 123/152
CHƯƠNG 4:
SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG CẦU

4.1. CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA KẾT CẤU NHỊP
CẦU THÉP.
4.1.1. SỬA CHỮA MẶT CẦU.
Công tác sửa chữa mặt cầu phải ñược thực hiện thường xuyên nhất so với các dạng
sửa chữa khác vì, mặt cầu là bộ phận chịu sự tác ñộng trực tiếp của tải trọng và sự tác ñộng
bất lợi của môi trường. Hơn nữa nếu các hư hỏng mặt cầu không ñược sử lý kịp thời thì nó
dẫn ñến nước mưa có thể ngấm xuống phần kết cấu thép bên dưới, gây rỉ
Mặt cầu ô tô cần ñược bảo dưỡng thường xuyên, khi các lớp phủ phần xe chạy và vỉa
hè bị bong bật, nứt, cần sửa chữa kịp thời, tránh các chỗ hư hỏng lan rộng nhanh chóng vì
không ñược sửa ngay. Các bộ phận khác thường phải sửa là khu vực ống thoát nước và khe
biến dạng.
ðối với cầu ñường sắt thường dùng loại mặt cầu trần không máng ba lát trên cầu thép
nên công việc sửa chữa chủ yếu là thay thế các tà vẹt hỏng, các bu lông hỏng, các ray mòn.
Công tác sửa chữa phải làm nhanh chóng trong phạm vi thời gian trống, ít tàu chạy và áp
dụng mọi biện pháp an toàn tàu chậy cần thiết. Khi thay tà vẹt mới cần lưu ý việc cắt khấc
ñể ñảm bảo ñộ vồng cần thiết của trắc dọc ray trên cầu. Phải dọn vệ sinh bản cánh trên của
dầm dọc, sơn phòng rỉ trước khi ñặt tà vẹt mới.
4.1.2. THAY THẾ CÁC ðINH TÁN VÀ BU LÔNG HỎNG
Các ñinh tán bị lỏng ñã ñược phát hiện cần phải chát ra và tán ñinh mới. Tuy nhiên
do việc tán một số ít ñinh không lợi về mặt tổ chức công tác nên ở nhiều nước thường thay
bằng bu lông cường ñộ cao. Việc này có ưu ñiểm là giảm tình trạng ứng suất cục bộ quanh
lỗ ñinh, nếu ở ñó có vết nứt thì việc thay bằng bu lông cường ñộ cao càng có tác dụng. Mỗi
ñinh chặt ra phải ñược thay ngay bằng 1 bu lông cường ñộ cao. tuy nhiên tổng số bu lông
cường ñộ cao công lớn hơn 10% tổng số ñinh tán trong liên kết. ðường kính bu lông

cường ñộ cao lấy nhỏ hơn 1 - 3 mm so với ñường kính của ñinh hỏng.
Khi thay thế, trước tiên phải khoan lỗ ở mũ ñinh hỏng hoặc dùng mỏ cắt ô xy -
axetylen ñể cắt mũ ñinh nhưng không ñược ñốt nóng quá mức phần thép của cấu kiện. Lỗ
khoan mũ ñinh thường có ñường kính nhỏ hơn 4 - 5 mm so với ñường kính ñinh và sâu
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 124/152
hơn 1 - 3 mm so với chiều cao mũ ñinh. Sau ñó dùng chạm chặt ñứt mũ ñinh và ñột bỏ
phần thân ñinh còn lại.
ðôi khi phải doa thêm lỗ cho rộng ra ñể luồn ñược bu lông cường ñộ cao vào. Chiều
dài của bu lông cường ñộ cao ñược chọn sao cho phù hợp với chiều dày tập bản thép và
không phải dùng quá nnhiều chủng loại bu lông. Trước ñó các bu lông phải ñược tẩy sạch
dầu mỡ rỉ, các ê cu phải ñược xoay thử cho ñi hết ñoạn chiều dài ren răng thân bu lông.
Lắp gá xong phải dùng cờ lê xiết chặt bu lông. Sau ñó dùng cờ lê ño lực ñể xiết ñến lực
căng thiết kế tuỳ theo ñường kính bu lông. Xiết xong bu lông phải kiểm tra các ñinh tán
còn lại xung quanh. Nếu thấy ñinh tán nào lỏng phải thay tiếp.
Tổ công nhân làm việc này cần có 3 người
d
2
1
1
2
3

Hình 4.1:
Sơ ñồ khoan cắt bỏ phần ñinh tán hỏng.
a) Bằng cách khoan lỗ;
1 - Phần sẽ bị chặt bằng chạm sắt 2 - Phần bị khoan lỗ;
b) Bằng cách dùng mỏ cắt;
1 - ðinh tán; 2 – Mỏ cắt; 3 – Miếng ñệ tỳ.

Hình 4.2:
Ốp phủ vết nứt ở thanh
xiên của dàn.
1 – Thép góc ốp phủ;
2 – Bulông cường ñộ cao trong
các lỗ khoan mới
3 – Lỗ khoan chặn ñầu vết nứt;
4 – Bulông cường ñộ cao trong lỗ
khoan cũ.
δ
>
1
0
2
3
4
3

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

Page 125/152

4.1.3. SỬA VẾT NỨT
Các vết nứt trên bản thép kết cấu không ñược hàn vá mà phải phủ lên bằng các bản
thép ñệm và liên kết bu lông cường ñộ cao. Trước ñó phải khoan chận hai ñầu vết nứt bằng
lỗ khoan ñường kính 14÷18mm (hình 4.2) ñể giảm ứng suất tập trung. Trên thực tế, vết nứt
có thể vẫn tiêp tục phát triển, vì thế bản ñệm phủ phải bao trùm toàn bộ mặt cắt chứ không

phải chỉ phủ qua vùng có vết nứt, ñặc biệt là ñối với cấu kiện mặt cắt hàn. Diện tích tổng
cộng phải lớn hơn diện tích mặt cắt cấu kiện ñược sửa chữa. Số lượng bu lông ở một bên
của vết nứt tuỳ thuộc vào diện tích làm việc của bản ñệm.
Trong một số trường hợp ñặc biệt ñã ñược nghiên cứu thiết kế kỹ lưỡng và hợp lý thì
có thể hàn vá vết nứt nhưng phải theo ñúng công nghệ hàn quy ñịnh trong ñồ án sửa chữa.
Các mép vết nứt phải ñược mài vát góc 60
0
– 80
0
, rồi hàn nửa tự ñộng dưới lớp thuốc hàn.
Nếu vết nứt ở các bản cánh của dầm thép hoặc thép góc cánh phải ñược ñặt lên bản ñệm
thép phủ qua toàn bộ bề rộng cánh dầm hoặc bề rộng thép góc ( hình 4-3). Thép góc ñệm
mới phải có cùng mặt cắt với thép góc bị nứt và phải mài vát sống ñể ñặt sát ñược vào thép
góc cánh bị nứt.
a) b)
80-100 >40 80-100 >40
δ>10
lç khoan chÆn
VÕt nøt

Hình 4.3: ốp phủ vết nứt trong thép góc cánh của dầm
dọc bằng bản phủ phẳng (a) và bằng thép góc (b).

Các bản cá bị hư hỏng cùng có thể sửa theo như trên hoặc thay bản cá mới. Chiều
dày bản cá mới phải ít nhất là 12mm và không mỏng hơn cá cũ.
Các vết nứt trong bản bụng của dầm dọc ở chỗ nối nó với dầm ngang (hình 4-4) phải
ñược áp hai bản ñệm hai bên dày ít nhất 10mm và xiết bulông cường ñộ cao ép chặt lại.
Bản ñệm phải ñược ñặt trên toàn chiều cao dầm dọc cho ñến áp sát vào cánh nằm ngang
của thép góc cánh. Như vậy, có thể phải ñặt ít nhất 2 hàng bu lông cường ñộ cao bên ngoài
ñầu vết nứt.

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

Page 126/152

Hình 4.4: Ốp phủ vết nứt ở bản bụng của
dầm dọc
1.

Bản ñệm
2.

Bản ốp phủ
3.

Bu lông cường ñộ cao trong lỗ khoan cũ
4.

Cũng vậy, trong lỗ khoan mới.

32
1
4
4.1.4. SỬA CHỖ MÓP MÉO.
Các bộ phận kết cấu bị phồng móp nên sửa chữa như sau:
Các chỗ phồng, móp nên cắt khoét bỏ, lượn tròn các mép ñể tránh ứng suất tập trung.
Sau ñó ñặt hai bản phủ hai bên và dùng các bu lông cường ñộ cao ñể liên kết.
Những cấu kiện phủ bị hư hỏng như giằng liên kết, bản nút dàn liên kết v.v…có thể
thay thế lần lượt theo nguyên tắc bảo ñảm ñủ mặt cắt có mặt cắt như cũ. ðể an toàn, không
ñược thay thế ñồng thời ở hai khoang dàn cạnh nhau.
ðối với cầu ñường sắt chỉ ñược thay thế các bộ phận khi không có tàu qua cầu ñể

ñảm bảo an toàn.
4.1.5. SỬA CONG VÊNH.
ðối với các bộ phận bị cong vênh như thanh dàn do va quệt xe nếu ñường tên chỗ
cong vênh quá 1/7 bán kính quán tính mặt cắt thì phải tính toán lại kết cấu. Có thể sửa tạm
bằng cách ñặt các nẹp gỗ ép sát hai bên. ðể sửa cong vênh nên dùng các bộ nẹp và kích ép.
Cần lưu ý là khi nắn nguội như vậy thì trong thép ñã phát sinh biến dạng dẻo khiến cho
tính chất cơ lý của thép ở ñó bị thay ñổi ( hình 4-5).
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 127/152
Hình 4.5: Nắn sửa
các chỗ cong móp
1.

Van
2.

Thanh ñỡ ép
3.

Dầm thép
4.

Kích
5.

Chỗ kê kích
6.

Thanh căng

7.

ụ kê
6
2
3
4
2
3
4
6
7
5
a)
b)
c)

Các cầu thép cũ làm bằng loại thép có ñộ dẻo thấp thì trong lúc nắn sửa có thể xuất
hiện các vết nứt. Còn nếu ñốt nóng chỗ hỏng lên ñể dễ nắn sửa thì có thể làm giảm cường
ñộ thép. Vì vậy, chỉ nên ñốt nóng thép ñến 750 – 850
0
C rồi nắn sửa. Sau ñó phải làm nguội
từ từ. Trường hợp ñặc biệt có thể phải kê kích kết cấu cho an toàn rồi thay hẳn cấu kiện
thép mới.
Trong thời gian chiến tranh, nhiều cầu thép kể cả cầu ñường sắt ñã ñược sửa chữa
bằng cách hàn vá một cách vội vã, vì vậy, có thể sau quá trình khai thác lâu dài ñến nay sẽ
phát sinh nứt mối hàn. Trong trường hợp này cần khảo sát kỹ lưỡng, có thể tăng cường
bằng các bu lông cường ñộ cao.
Hình 4.6:
ốp phủ và vá ñắp bản

bụng dầm thép
1.

Bu lông
2.

Bản ñệm ( nét gạch chéo ) thay
cho phần bị hỏng
3.

Thép góc ốp ñệm
4.

Tấm ốp phủ ở bản bụng
5.

Tấm ốp phủ nằm ngang liên
kết bằng bu lông
6.

Miếng vá liên kết bằng hàn
7.

Mối hàn

4.1.6. SƠN LẠI CẦU THÉP.
ðiều kiện khí hậu Việt Nam thuận lợi cho sự ăn mòi của kết cấu thép. Các cầu thép
trên các tuyến ñường sắt và ñường bộ ven biển cũng như ở các khu vực công nghiệp
thường bị ăn mòn ñe doạ nặng nề. Do ñó việc sơn cầu ñịnh kỳ và ñúng kỹ thuật là rất quan
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 128/152
trọng. ðáng tiếc là do khó khăn kinh phí, phần lớn các cầu thép ít ñược quan tâm sơn lại
ñúng mức. Nhiều cầu lớn như: ðà Rằng, Long Biên cũng bị rỉ nghiêm trọng.
Các loại sơn ñặc biệt dùng cho kết cấu thép vùng ăn mòn nặng như dàn khoan biển
ñã ñược sản xuất ngay trong nước và có chất lượng cao, có thể bền nhất 20 năm. Tuy
nhiên, ñáng tiếc là các cầu thép hiện nay chỉ ñược sơn bằng các loại sơn thường, sau 3
tháng sơn ñã có thể bị hư hỏng và thép lại bị rỉ. ðiều này cần ñược xem xét thay ñổi cho tốt
hơn.
Muốn sơn tốt, trước tiên phải chuẩn bị làm sạch bề mặt thép cho tốt. Ở Pháp chi phí
cho làm sạch bề mặt hoặc phun hạt gang chiếm khoảng 70% chi phí cho việc sơn lại cầu.
Ở nước ta vẫn cạo rỉ bằng phương pháp thủ công do ñó chất lượng công tác chuẩn bị
bề mặt không cao do ñó màng sơn bám dính kém và mau chóng bị hư hỏng.
Tại nhiều nước công nghiệp phát triển ñã cấm áp dụng việc phun cát tẩy rỉ ñể tránh ô
nhiễm. Người ta dùng các hạt gang nhỏ ly ty do công niệp luyện kim tạo ra ñể phun tẩy và
chuẩn bị bề mặt cho việc sơn.
Ở Việt Nam, ngay việc phun cát cũng chưa ñược áp dụng rộng rãi. Kỹ thuật phun cát
dùng các hạt cát thạch anh khô, sạch, cỡ hạt 1÷2mm phun với áp lực khí nén ở ñầu vòi
phun ít nhất 20kG/cm
2
vào bề mặt thép. Góc phun khoảng 45
0
.
Cũng có thể tẩy rỉ bằng phương pháp phun lửa từ mỏ cắt ôxy – xêtylen làm nóng bề
mặt thép ñến 200
0
– 400
0
nhưng có hại là làm cho thép chóng già và dòn hơn trước.
Phương pháp dùng chất hoá học ñể tẩy ít ñược áp dụng.

Hệ thống sơn thông dụng ñể sơn cầu ở nước ngoài thường gồm 3÷4 lớp. Lớp trong
cùng là lớp nền có tác dụng bám chắc vào bề mặt thép ñã làm sạch ñể chống rỉ, sau ñó là
hai lớp sơn dầu hoặc sơn pôlime. Chiều dày tổng cộng của các lớp sơn không ít hơn 100 –
200 µkm. ở một số nước ngoài, các hệ thống sơn cầu thép ñược tiêu chuẩn hoá thành quy
ñịnh chung cho cả nước.
ðể sơn phải dùng súng phun sơn mới ñảm bảo chất lượng cao. Nếu dùng chổi sơn
như ở nước ta hiện nay thì rất khó tạo ñược chiều dày ñồng ñều của lớp màng sơn, các sợi
của chổi sơn tụt ra sẽ dính lên bề mặt thép và ñó sẽ là chỗ hỏng lớp sơn sau này.
Súng phun sơn nên có công suất 10 – 30 m
3
/giờ với áp lực khí nén 3 ÷ 4 kG/cm
2
. Ở
nước ngoài còn dùng phương pháp tĩnh ñiện ñể sơn bám chắc hơn vào thép.