Giáo trình khai thác, kiểm định, gia cố, sửa chữa cầu cống Phần 3 ppt

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

Page 33/152

Mũ ñinh bị lệch tâm VIII 15da
≤
0,1d Ep búa không ñúng khi tán ñinh
Mũ ñinh quá bé IX a+b
≤
0,1d
c
≤
0,5d
Chiều dài phôi ñinh thiếu
Lực ép búa yếu
Có gờ quanh mũ ñinh X a
≤
3mm
δ = 1-3mm
Chiều dài phôi ñinh quá thừa
Vết rạch mặt kim loại XI
δ
≤
5mm
Kỹ thuật tán ñinh kém
Mũ ñinh bị rách vết XII
δ
≤
2mm
Kỹ thuật tán ñinh kém
1.6.4. ðIỀU TRA LIÊN KẾT HÀN.

Trên ñường sắt có nhiều cầu cũ mà trong chiến tranh ñã ñược sữa chữa khôi phục
tạm thời bằng các liên kết hàn. Nhiều cầu mới làm cũng có sử dụng liên kết hàn. Nhưng do
công nghệ hàn và kiểm tra mối hàn chưa tốt nên có thể xuất hiện các vết nứt mối hàn. Khi
ñiều tra cầu thép cũ có liên kết hàn cần ñặc biệt chú ý các vết nứt hàn nói trên.
Các vị trí thường xuất hiện vết nứt moitr các mối hàn cầu thép là:
- Mối hàn liên kết các sườn tăng cứng với bản bụng của dầm ñặc.
- Các mối hàn ñối ñầu.
- Các mối hàn chồng, mối hàn có bản hẹp nối 2 phía.
Cần ñặc biệt ñiều tra các dầm thép hình I, ñã ñược dùng làm dầm liên hợp, dầm I
chồng và thép bản ñã dùng ñể hàn vá cấu kiện cầu. Có thể chúng ñược chế tạo bằng loại
thép sôi, không chịu hàn, dễ bị phá hoại dòn ở mối hàn. Hư hỏng này nguy hiểm bởi vì nó
xuất hiện ngay khi biến dạng còn nhỏ trong phạm vi làm vieevj ñàn hồi.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 34/152

a)
b)
c)
d)
e)

Hình 1.12. Các dạng hư hỏng mối hàn
Trên hình vẽ 1-12 là các dạng hư hỏng ñiển hình của mối hàn cần phát hiện và phân
loại khi ñi ñiều tra.
1.6.4.1. Các vết nứt trong mối hàn và trong thép kết cấu quanh ñó có thể xuất hiện do chất
lượng xấu của thuốc hàn, do bẩn các mép chuẩn bị hàn với nhau, do xỉ hàn lẫn vào mối
hàn. Các vết nứt thường ở gần rãnh cắt, gần chỗ mà mối hàn không thấu, ở các chỗ thay
ñổi mặt cắt ñột ngột. Khi ñiều tra thấy vết nứt ỏ mối hàn phải ñánh dấu sơn và yêu cầu mài
tẩy mối hàn ñi rồi hàn lại cho ñảm bảo chất lượng.

1.6.4.2. Những chỗ mối hàn không ngấu (hình 1-12c ), là nơi có hiện tượng không nóng
chảy cục bộ.
Giữa mối hàn và thép kết cấu hoặc giữa các lớp mối hàn lần lượt nhiều lớp. Hư hỏng
này có thể làm giảm yếu mặt cắt mối hàn ñến hơn 50% và ñiều tra kỹ lấy số liệu cho việc
tính toán lại kết cấu cũng như kiến nghị việc sửa chữa. Một nguyên nhân của hư hỏng này
là do không làm sạch kỹ các mép chuẩn bị hàn hoặc do hàn quá nhanh.
1.6.4.3. Các rìa xờn mối hàn ( hình 1-12d).
Nguyên nhân là do kim loại nóng chảy bị tràn ra khỏi vị trí mối hàn rồi lan ra phần
thép kết cấu chưa bị nung nóng lên quanh mối hàn. Cần kiểm tra kỹ các ria xờm mối hàn vì
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 35/152

chúng thường thường kèm theo hiện tượng hàn không thấu và các rãnh cắt. Khi que hàn
nóng chảy quá nhanh thì một vài chỗ thép kết cấu chưa kịp nóng chảy và bị các ria xờm
mối hàn cho lấp các chỗ hàn không thấu ở mép cấu kiện. Hiện tượng này cũng có thể do
que hàn di ñộng lệch ra trục mối hàn, lượng kim loại nóng chảy thừa và xỉ hàn sẽ lẫn vào
mối hàn.
Khi ñiều tra phát hiện và yêu cầu hàn lại cần nhắc nhở việc chọn ñúng nhiệt ñộ khi
hàn. ðể tạo ra sự chuyển biến ñều ñặn phải rà hết các ria xờm mối hàn, khi nó dày hơn
3mm phải yêu cầu ñục ñi ma quan sát tiếp phía dưới.
1.6.4.4. Các rãnh cắt (Hình 1-12e)
Chúng xuất hiện khi hàn với dòng ñiện quá mạnh và ñiện áp quá cao khiến cho thép
kết cấu ñốt quá nóng. Các rãnh cắt này nguy hiểm vì gây ra ứng suất tập trung và giảm yếu
mặt cắt.
Khi ñiều tra thấy rãnh cắt không quá 0.5mm ñối với bản thép kết cấu dày ñến 10mm,
không quá 1mm ñối với bản thép dày hơn 10mm, thì chỉ ñánh dấu sơn và ghi lại trong sổ
ñiều tra theo dõi tiếp. Nếu thấy rãnh cắt sâu hơn nữa phải yêu cầu hàn lại ngay.
1.6.4.5. Các lỗ rỗng và các chỗ lẫn xỉ hàn với mối hàn ñều làm giảm mặt cắt mối hàn, gây
ra ứng suất tập trung cục bộ.

Khi ñiều tra cần tìm nguyên nhân. Có thể lỗ rỗng là do dùng que hàn chất lượng xấu,
do mép chuẩn bị hàn bẩn, do hàn quá mạnh và do thép kết cấu là loại thép sôi, không chịu
hàn.
Nguyên nhân lẫn xỉ hàn là do chọn sai chế ñộ hàn, sai loại que hàn và thuốc hàn, tay
nghề thợ hàn thấp.
1.6.4.6. Cách phát hiện và kiểm tra.
ðể phát hiện chỗ mối hàn không ngấu thường phải quan sát những chỗ mặt cắt mối
hàn không ñều và có vảy hàn rõ rệt. Các mối hàn tốt thường có chiều rộng không ñổi và
các vảy hàn nhỏ mịn, bề mặt ñều ñặn, không có ria xờm và vết cháy.
ðể kiểm tra kích thước mối hàn, lấy số liệu cho việc tính toán lại kết cấu phải dùng
các bộ thước thép lá và bộ thước ño ñặc biệt.
Trong các mối nối cấu kịên chịu kéo hoặc chịu kéo-nén thì chiều cao lồi lên của mối
hàn không ñược lớn hơn 10% chiều rộng mối hàn và không ñược lớn hơn 3mm. Còn trong
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 36/152

các cấu kiện chịu nén thì phần lồi lên của mối hàn không ñược quá 1/5 chiều rộng mối hàn
và không quá 4mm.
Khi ñiều tra cần nhận xét dạng mối hàn góc. Chúng phải có bề mặt cong lồi lên. Bề
mặt lồi là cho phép trong phạm vi 1,5 mm khi mối hàn dày 8mm, ở trong phạm vi 3mm khi
mối hàn dày 13-16mm, nếu thấy mối hàn có phần kim loại thừa ra quá nhiều phải yêu cầu
mài ñi ñể ñảm bảo chuyển tiếp êm thuận từ mối hàn sang thép kết cấu quanh nó.
1.7. ðIỀU TRA GỐI CẦU.
1.7.1 NGUYÊN TẮC CHUNG
Trôc däc cÇu
Tim trô
y1
y2
x1

x3
1
2
3
4
b
a
y4
a) b)
Trôc thít duíi
cña gèi
Trôc cña khèi
c©n b»ng

Hình 1.13. ðo ñạc hiện trạng gối cầu

Các loại gối ñược ñề cập ở ñây bao gồm gối thép, gối cao su-thép
Khi ñiều tra cần phải xem có các dạngiữa hư hỏng ñiển hình sau ñây hay không :
- Các bề mặt tựa không chặt khít
- Sai vị trí của các bộ phận chi tiết trong gối cầu( nghiêng lệch các con lăn, con quay
bị lệch khỏi vị trí thiết kế)
- Gỉ mòn các con lăn và bề mặt tiếp xúc với chúng của các thớt gối của con quay.
- Các vết nứt trong các bộ phận gối cầu
- Các liên kết giữa các bộ phận của gối bị yếu hoặc hư hỏng.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 37/152

- Hộp sắt che bảo vệ gối bị hư hỏng.
1.7.2 CÁC CHỈ DẪN CƠ BẢN

Công tác ñiều tra gối cầu bắt ñầu bằng việc kiểm tra vị trí các thớt gối trên mặt bằng,
cần phải ño khoảng cách từ tim dọc cầu và tim ngang của mố cọc trụ ñến các ñiểm ñặc
trưng của thớt gối (các góc, các ñiểm giao giữa các trục của thớt gối )
Vị trí con quay cũng ñược kiểm tra bằng cách tương tự. Cao ñộ các bề mặt thớt gối
ñược kiểm tra bằng máy ño ñạc.
Căn cứ vào nhận xét vị trí tương ñối giữa các bộ phận của gối có thể phát hiện ñộ xê
dịch của các tâm của chúng, sự nghiêng lệch và các ñặc ñiểm khác nữa. Trong bản báo cáo
ñiều tra cần ghi rõ các ñiều kiện ño: nhiệt ñộ không khí
Nên ño kiểm tra các gối cầu vào lúc thời gian mát vì lúc ñó các bộ phận kết cấu nhịp
có nhiệt ñộ gần giống nhau.
Sơ ñồ xác ñịnh ñộ xê dịch của con quay so với thớt gối dưới theo hướng dọc cầu
ñược vẽ trên hình 1-13 chuyển vị ∆
n
ở nhiệt ñộ t là:
α
−
=
∆
*l*)tt(
on

Trong ñó :
α: Hệ số nở dài, bằng 0.0000118 ñối với thép, bằng 0.00001 ñối với bê tông
l : Nhịp tính toán nhiệt ñộ của kết cấu nhịp.
t
o
: Nhiệt ñộ ứng với lúc trục con quay và trục thớt gối cần phải trùng nhau:
α
∆
±=

.b.2
tt
K
tbo

t
tb
: Nhiệt ñộ trung bình ñại số giữa nhiệt ñộ cao nhất và thấp nhất trong năm.
∆
K
Chuyển vị dọc do hoạt tải( ñối với kết cấu nhịp thép lấy
α
≈∆
∆
.l.2
K
K
).
Dấu của số hạng thứ hai trong công thức trên ñược lấy tuỳ theo hướng chuyển vị
của con quay do hoạt tải (dấu + khi chuyển vị về phía ñầu nhịp - khi chuyển nhịp về phía
giữa nhịp).
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 38/152

Khi tính toán t
tb
thì nhiệt ñội hàng năm ñược xét với dấu của nó. Mức ñộ lệch bình
thường của tâm các con quay so với trục thớt gối dưới lấy bằng ∆
n

/2.
Hiệu số giữa các chuyển vị ño ñược thực tế và chuyển vị tính toán của trục con quay
ñối với trục thớt gối lấy bằng chuyển vị phụ, có thể xảy ra do hậu quả của sai sót thi công
ñặt gối do chuyển vị của mố trụ trong quá trình khai thác cầu.
ðối với các kết cấu nhịp dàn nằm dọc theo hướng Bắc Nam như trên tuyến ñường sắt
Hà Nội - TP Hồ Chí Minh cần lưu ý là chuyển vị của gối cầu và các hư hỏng của gối cầu
ñều chịu ảnh hưởng của hiện tượng nung nóng không ñều các dàn chủ do bức xạ mặt trời.
Do ñó toàn kết cấu nhịp dàn bị uốn cong trong mặt phẳng nằm ngang. Hởu quả là các gối
cầu cản trở sự chuyển quay của kết cấu nhịp dàn trong mặt bằng làm xuất hiện các hiện
tượng xô lệch, cong vênh, các vết nứt trong khối xây trụ mố và các hư hỏng khác nữa.
ðể tìm ra nguyên nhân thực tế của các hư hỏng gối cầu phải phân tích tài liệu ñiều
tra. ðôi khi phải theo dõi quan sát lâu dài và ñịnh kỳ ño lại vị trí các gối cầu, các mố trụ và
kết cấu nhịp, so sánh với các số liệu của các lần ño với nhau.
Khi phát hiện thấy con lăn bị xô lệch phải ñề nghị kích nâng kết cấu nhịp lên một ñầu
ñể rà lại cho phẳng.
Cần phát hiện xem có tình trạng gối bị cập kênh và gối không chặt khít lên bệ kê gối
hay không. Hư hỏng loại này sẽ làm tăng tác ñộng xung kích lên kết cấu khi tàu chạy qua
cầu, bệ kê gối có thể bị nứt, thớt gối và khối xây thêm mố trụ cũng có thể bị nứt.
Khi phát hiện hư hỏng loại này cần kiến nghị sửa chữa bằng cách chêm chèn các bản
ñệm chì hoặc bơm ép vữa xi măng vào khe hở v.v
ðối với các gối cao su- thép cần ño kiểm tra chiều cao và diện tích tựa so với ñồ án.
Phải kiểm tra vết nứt trong phần cao su và sự bong dán của bản thép khỏi cao su cũng như
kiểm tra sự trượt của cả gối so với bệ kê gối.
Cũng cần phát hiện tình trạng lún không ñều giữa các gối cao su - thép trên cùng một
ñầu kết cấu nhịp. Khi ñó kết cấu nhịp phải chịu xoắn phụ.
1.8. ðIỀU TRA MỐ TRỤ VÀ MÓNG.
Khi ñiều tra mố trụ cần lưu ý phát hiện các dạng hư hỏng ñiẻn hình gồm:
- Các vết nứt.
- Sút vỡ khối xây ñá.
- Chuyển vị và biến dạng của bản thân mố trụ như lún, nghiêng lệch, trượt.

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

Page 39/152

- Hiện tượng trượt sâu của cả mố trụ cùng với nền.
Cần phân biệt các dạng vết nứt như sau:
- Vết nứt bề mặt.
- Vết nứt sâu.
- Vết nứt xuyên
a) b) c)
Hình 1.14. Các dạng vết nứt ở mố trụ
1.8.1 ðIỀU TRA VẾT NỨT.
Căn cứ dạng bề ngoài của vết nứt có thể xác ñịnh nguyên nhân xuất hiện và phát
triển của nó.
Nguyên nhân các vết nứt nhỏ ngẫu nhiên phân bố trên bề mặt bê tông thường là ứng
suất nhiệt ñộ, xuất hiện khi thay ñổi ñột ngột nhiệt ñộ khí quyển, hoặc do ñặc ñiểm của quá
trình hoá học diễn ra khi bê tông ñang hoá cứng. Các vết nứt thẳng ñứng, rộng ở phía dưới
và hẹp dần ở phía trên thường là dấu hiệu của tình trạng mố hoặc trụ bị lún không dều hoặc
tình trạng chịu lực của ñất nền không ñủ.
Nếu gối cầu bị không ñảm bảo ñược cho kết cấu nhịp chuyển vị theo sự tính toán thì
xuất hiện sự ñẩy ngang lún có thể gây ra các vết nứt thẳng ñứng phân tán phần tường trước
mố với phần tường cách, vết nứt này to ở phía trên và hẹp dần ở phía dưới bắt ñầu từ mép
trên của mố. Nếu áp lực ñất sau mố tăng lên do ñất bị no nước hoặc hoạt tải tăng có thể gây
ra các vết nứt thẳng ñứng như trên và các vết nứt nằm ngang ở tường trước hay tường
cánh mố.
Các khối xây ñá của mố trụ cũ có thể bị nứt vỡ ở vùng ñặt ñá kê gối. Khi ñiều tra
nên dung búa gõ nhẹ ñể kiểm tra các chỗ mạch vữa xây bị hở và hư hỏng.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 40/152

Trên các con sông có nước chảy mạnh thường có hiện tượng mài mòn và làm hỏng
mạch vữa xây ñá, ăn mòn mố trụ bị ngập nước,có thể tạo ra các hốc lõm nguy hiểm làm
giảm yếu mặt cắt thân mố trụ.
Trên ñinh tường ñầu của mố nếu chất lượng bê tông hay khối xây ñá kém và trên ñó
lại ñặt mối nối ray thì có thể xuất hiện các vết nứt thẳng ñứng ñi từ ñinh tường ñầu mố
xuống.ư
Trong mố trụ bằng bê tông ñôi khi có thể thấy vết nằm ngang do lỗi thi công khiến
cho các khe nối giữa các ñợt ñổ bê tông không ñược liên kết tốt. Các mố trụ khối lớn cũng
có thể thấy các vết nứt thẳng phân bố ngẫu nhiên do nhiệt toả ra không ñều trong quá trình
bê tông hoá cứng.
ðối với các thân trụ mố kiểu cột tròn hay lăng trụ cần ñiều tra các vết nứt thẳng ñứng
cũng như tình trạng rỉ cốt thép nặng làm vỡ bung lớp bê tông bảo hộ ở ñoạn có ñộ ẩm ướt
thay ñổi do mức nước lên xuống.
ðối với các xà mũ bê tông cốt thép của mố trụ trên tìm các vết nứt thẳng ñứng và vết
nứt xiên do các yếu tố lựch gây ra ( do lún mố trụ không ñều, do bố trí các cọc, cột không
ñúng vị trí cần thiết, do hư hỏng gối cầu v.v ). Cũng cần ñiều tra kỹ ở chỗ nối cột thân vào
xà mũ là nơi có thể bị nứt vòng quanh.
1.8.2 ðIỀU TRA VỀ CHUYỂN VỊ.
Các nguyên nhân gây chuyển vị quá mức ở mố trụ có thể là :
- Xói quá sâu ở móng mố trụ.
- Khả năng chịu lực của ñất nền không ñủ.
- Áp lực ngang của ñất tăng lên.
- Hiện tượng trượt sâu.
Khi ñiều tra cần nhận xét sự xê dịch của các gối di ñộng, sự mở rộng hay co hẹp lại
của khe hở giữa ñầu kết cấu nhịp với mố ñể phát hiện các chuyển vị quá mức. Nếu phát
hiện ñược và nghi ngờ cần phải tiến hành ño ñạc chi tiết bằng máy cao ñạc và máy kinh vĩ.
Cần nhận xét hiện trạng nối tiếp cầu với ñường. Nếu mái dốc nón mố quá dốc thì dễ
xảy ra sụt lở, lún tà vẹt, lún ray, biến dạng và ứng suất trong ray tăng tăng lên có thể ñến
mức nguy hiểm.

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

Page 41/152

1.9. ðIỀU TRA ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĂN MÒN ðỐI VỚI CÔNG
TRÌNH CẦU.
Công tác ñiều tra này chủ yếu nhằm ñánh giá ảnh hưởng của môi trường nước và khí
quyển ñến sự ăn mòn thép, cốt thép, bê tông khối xây ñá, vữa xây.
Phần ñiều tra về thuỷ lực, thuỷ văn ñược nêu riêng trong chương 3.
Khi ñiều tra về các cầu ở vùng ven biển, vùng công nghiệp tập trung mang các yếu tố
ăn mòn cần áp dụng các qui ñịnh tiêu chuẩn Việt Nam TCVN3994-85 về phân loại môi
trường xâm thực.
1.9.1 -ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG ðẾN HIỆN TƯỢNG RỈ THÉP VÀ CỐT THÉP.
ðể ñánh giá ảnh hưởng môi trường cần ñiều tra các số liệu sau:
- Nồng ñộ các chất mòn có trong nước :
Mg
2+
(ñơn vị ño mg/1)
NH
4
2+
(ñơn vị ño mg/1)
SO
4
2-
(ñơn vị ño mg/1)
CO
2
(ñơn vị ño mg/1)
+ Tổng hàm lượng các muối khi có bề mặt hay hơi(g/l).

+ ðộ pH của nước.
+ ðộ cứng của nước.
- Nồng ñộ các chất ăn mòn trong khi quyển, (chia làm 3 nhóm khí, theo
TCVN3994- 85).
- Nồng ñộ các chất ăn mòn có trong ñất (sunfát SO
4
2-
) tính bằng mg trong 1 kg ñất.
- ðộ ẩm bình quân hàng năm ở khu vực cầu, số tháng có ñộ ẩm lớn hơn 70%.
- Hướng gió chủ yếu trong năm.
- Nhiệt ñộ bình quân hàng tháng, hàng năm.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 42/152

- Tốc ñộ rỉ thép bình quân hàng năm ñối với mẫu thép của cầu cũng như của các
công trình xây dựng khác trong cùng khu vực có cầu.
- Nhận xét chung về tình trạng rỉ thép và cốt thép của cầu cũng như của các công
trình xây dựng khác trong cùng khu vực có cầu.
Cần ñặc biệt ñiều tra ñối với công trình có cọc thép ñóng trong vùng có mức
nước lên xuống và gần biển.
1.9.2. TÌNH TRẠNG CÁC BÔ NÁT HOÁ BÊ TÔNG VÀ ĂN MÒN ðỐI VỚI BÊ TÔNG.
1.9.2.1. Hiện tượng các bô nát hoá.
Cần phải ñiều tra, mô tả vị trí và mức ñộ các bô nát hoá bê tông của kết cấu nhịp và
của mố trụ.
Dùng phênoltalêin làm chất chỉ thị mầu ñể bôi lên bề mặt bê tông cần ñiều tra. Nếu
ñộ pH > 8,3 thì bề mặt vết bôi dung dịch sẽ có màu ñỏ, chứng tỏ bê tông còn khả năng bảo
vệ cốt thép chống rỉ.
Có thể dùng máy khoan, hoặc máy mài tròn cầm tay ñể tạo ra một lỗ sâu hay vết rách
sâu 1-3cm trên bề mặt bê tông, sau ñó nhỏ dung dịch phênoltalêin vào vết ñó rồi nhận xét

màu sắc suy ra mức ñộ các bô nát hoá theo chiều sâu từ bề mặt bê tông vào phía trong. Cần
phân biệt rõ 1 vùng có mầu sắc khác nhau. Vùng ñã bị các bô nát hoá và vùng còn nguyên.
ðường mép ranh giới này không ñều ñặn mà nhấp nhô răng cưa, vị trí ñỉnh răng cưa gần
cốt thép chính là nơi có nguy cơ xuất hiện rỉ cốt thép.
Khi ñiều tra cần nhận xét tình trạng bề mặt của bê tông. Chất lượng bề mặt xấu, gồ
ghề là một trong các nguyên nhân chính làm tăng quá trình các bô nát hoá (các cầu cũ
thường thi công bằng ván khuôn gỗ không ñược bào nhẵn, không bôi trơn, phép ván khuôn
không phảng ñều ).
1.9.2.2. Hiện tượng kiềm hoá bê tông.
Biểu hiện của hiện tượng này là các nhũ vôi trắng xuất hiện trên bề mặt bê tông. Nơi
thường gặp nhũ vôi này là ñáy bản máng ba lát ñã bị nước thấm qua bê tông bản.
Nguyên nhân là do axit silic (SiO
2
) có trong không khí khi gặp mưa ñọng trong máng
ba lát sẽ tác dụng hoá học với xi măng có chứa các chất kiềm.
Sản phẩm của phản ứng này ñược nước mưa thấm qua bản bê tông cốt thép ñưa ra
theo bề mặt ñáy bản tạo ra các nhũ vôi khi ñó chứng tỏ bê tông bản ñã bị rỗng xốp, có thể
giảm cường ñộ.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 43/152

1.9.2.3. Dự báo.
Việc ñiều tra mức ñộ các bô nát hoá bê tông và kiểm hoá bê tông nhằm ñưa ra những
nhận xét sau:
- Nhận xét chung về tình trạng ăn mòn bê tông và ảnh hưởng của nó ñến mức ñộ ăn
mòn cốt thép trong bê tông (nhận xét ñịnh hình).
- Nhận xét chung về mức ñộ giảm cường ñộ bê tông trong lòng kết cấu ñã bị rỗng
xói nếu phát hiện thấy nhũ vôi ở bề mặt ngoài.
- Tính toán ñịnh lượng về số năm mà quá trình các bô nát hoá diễn ra sâu ñến sát

cốt thép và ñoán thời ñiểm bắt ñầu rỉ cốt thép. Từ ñó kết hợp với các biện pháp
khác về ñánh giá tốc ñộ rỉ cốt thép và mức giảm diện tích chịu lực cốt thép.
1.10. ðIỀU TRA HẬU QUẢ CỦA ðỘNG ðẤT, CHÁY, NỔ, LỞ NÚI.
Khi ñiều tra về lịch sử khai thác cầu, cần ñặc biệt lưu ý ñiều tra về các tai nạn nói
trên; thời gian xảy ra, nguyên nhân, diễn biến, hậu quả hư hỏng, các công tác khắc phục ñã
làm.
Trên cơ sở ñó ñể kết hợp phân tích các nguyên nhân hư hỏng của những phần quan
sát ñược và ngoại suy về các hư hỏng có thể có của những phần ẩn dấu trong ñất, trong
nước do hậu quả của các tai nạn nói trên và ñịnh hướng ño ñạc tiếp hoặc kiến nghị về ñiều
kiện khai thác tiếp cầu. ðối với các cầu ở gần ñường ống dẫn xăng dầu cần lưu ý ñiều tra
về tai nạn cháy nổ.
ðối với các cầu qua dòng chảy thường xuyên cần chú ý ñiều tra tình hình dân cư
quanh vùng dùng mìn ñánh cá ở gần cầu có thể gây nguy hiểm cho phần dưới nước và
dưới ñất của mố trụ cầu. ðối với cầu nằm trong vùng ñã từng xảy ra ñộng ñất cần ñiều tra
về hậu quả ñộng ñất ñối với cầu và các công trình gần ñó. Nếu cầu thuộc loại lớn cần kết
hợp tham khảo các cơ quan chuyên môn sâu như Viện khoa học trái ñất v.v
Khi ñiều tra thấy có nghi ngờ cần thu thập thêm các số liệu ñặc biệt phục vụ việc
kiểm toán dưới tác dụng của ñộng ñất, sụt lở núi lớn theo các yêu cầu ñặc biệt của cấp có
thẩm quyền.
1.11. SƠ BỘ PHÂN CẤP HẠNG TRẠNG THÁI KỸ THUẬT CẦU.
Sau khi ñiều tra thị sát cũng như sau khi ñiều tra chi tiết cần thiết phải phân cấp hạng
trạng thái kỹ thuật của cầu ñể ñịnh hướng cho công tác sửa chữa gia cố nếu cần thiết.
ðề nghị cấp hạng như sau:
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 44/152

Cấp 0: Công trình không cần sửa chữa và chỉ có các hư hỏng nhỏ, cá biệt.
Cấp I: Công trình có hư hỏng nhưng có thể khắc phục hoặc ngăn ngừa phát triển
bằng việc bảo dưỡng thường xuyên hoặc bằng việc sửa chữa ñơn giản (sơn, sửa, lớp phòng

nước, sửa mặt cầu).
Cấp II: Công trình có những hư hỏng ở mức ñộ phải tiến hành công tác sửa chữa
vừa và sửa chữa lớn.
Cấp III: Công trình có các hư hỏng không thể khai thác bình thường ñược nữa,
yêu cầu phải sửa ngay lập tức.
Việc phân cấp hạng trạng thái kỹ thuật cần ñược ñề nghị tương ứng với các hư
hỏng theo bảng 1-2 sau.
1.12. YÊU CẦU VỀ HỒ SƠ ðIỀU TRA CÁC HƯ HỎNG CẦU KHUYẾT TẬT.
Mọi kết quả ñiều tra hư hỏng và khuyết tật ñược thể hiện bằng các hình vẽ sơ hoạ về
vị trí, hình dạng, ñộ lớn các hư hỏng khuyết tật, bằng các ảnh chụp và bản thuyết minh mô
tả của từng hư hỏng, bằng cách xếp loại hư hỏng theo thứ hạng ñã qui ñịnh.
ðối với từng kết cấu nhịp, từng mố trụ, các kết quả ñiều tra ñược tập hợp riêng. Sau
khi ghép lại thành bộ phận hồ sơ có phần quan nhận xét và các ñề nghị chung với toàn cầu.
Biểu mẫu ñiều tra ñược ghi ở phụ lục của các Qui trình khai thác, kiểm ñịnh cầu.







Bảng 1.2
Cấp hạng
kỹ thuật
CÁC HƯ HỎNG ðẶC TRƯNG
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 45/152

0

I

II

III
Kết cấu nhịp thép:
- Lớp sơn các cấu kiện dàn chủ bị hỏng ở vài chỗ riêng lẻ, cấu kiện hệ liên kết
bị cong cục bộ.
- Rỉ ít ở các cấu kiện dàn chủ, phần xe chạy bản nút, cấu kiện liên kết, một số
ñinh tán bị lỏng yếu một cách các biệt, một số cấu kiện riêng lẻ bị biến dạng
- Rỉ nặng phần xe chạy, bản nút cấu kiện liên kết. Rỉ ít ở cấu kiện chính của
dàn, cả nhóm ñinh nối các cấu kiện chính bị lỏng yếu. Một vài liên kết cá biệt
bị ñứt.
- Rỉ nặng ở các cấu kiện dàn chủ, phần xe chạy, bản nút và cấu kiện hệ liên kết,
gây ra giảm yếu mặt cắt thép chịu lực quá 10%, lỏng ñinh tán, có vết nứt mới ở
cấu kiện dàn chủ, biến dạng và ñứt thanh chéo dàn do hư hỏng cơ học vì tàu xe
ñâm va.

0

I


II


III
Kết cấu nhịp bê tông cốt thép:

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

0


I


II



III
Mố trụ cầu ñá, cầu bê tông:
- Hư hỏng vữa xây trong vài mạch xây các biệt. Vỡ sứt bề mặt khối xây tại vài
chỗ cá biệt sâu ñến 3 cm trong vài mố trụ khối nặng. ðộ rộng các vết nứt các
biệt lên ñến 0,5 mm trong mố trụ khối.
- Hư hỏng vữa xây ở phần lớn các mạch xâu của mố trụ. Sứt vỡ khối xâu bề
mặt sâu ñến 3cm có chỗ các biệt sâu ñến 10cm. Nhiều vết nứt rộng ñến 0,5 mm,
cá biệt rộng ñến 2mm trong mố trụ khối nặng hoặc ñạt ñến các trị số tương ứng

0,2 mm và 0,5 mm trong kết cấu bê tông cốt thép của mố trụ.
- Hư hỏng vữa xây trong các mạch xây, cá biệt có chỗ ñá xây ñã bị trượt. Sứt vỡ
sâu ñến 10 cm trong khối xây, các biệt xâu hơn 10 cm. Hư hỏng phần lớn lớp
bảo vệ của kết cấu bê tông cốt thép và cốt thép ñẵ bị rỉ ñến 10% mặt cắt. Nhiều
vết nứt quá 2 mm, cá biệt nứt ñến 5 mm trong khối xây, hoặc ñạt ñến các trị số
0,5 mm và 1mm trong kết cấu BTCT của mố trụ.
- Hư hỏng vữa trong các mạch xây, cả hàng ñá xây hoặc nhóm viên ñá xây bị
trượt, khối xây có chỗ vỡ sâu quá 10cm. Kết cấu BTCT có cốt thép rỉ quá 10%
và bị biến dạng cốt thép. Các vết nứt xuyên tách kết cấu thành các phần.





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

Page 46/152

1.13. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1
1/- Các hư hỏng ñiển hình của cầu BTCT
2/- Các hư hỏng ñiển hình của cầu thép
3/- Các hư hỏng ñiển hình của cầu dầm thép liên hợp bản BTCT
4/- Các hư hỏng ñiển hình của Mố và Trụ
5/- Trình tự và nội dung kiểm tra cầu bằng mắt và ác dụng cụ ñơn giản
6/- Nội dung ño ñạc kiểm tra cầu và lòng sông dưới cầu
7/ - ðiều tra về ảnh hưởng môi trương, ñộng ñất, cháy nổ
8/ sơ bộ phân cấp hạng kỹ thuật cầu

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

Page 47/152

CHƯƠNG 2
THỬ NGHIỆM CẦU
2.1. CÁC VẤN ðỀ CHUNG
2.2.1. MỤC ðÍCH THỬ TẢI CẦU VÀ CÁC TRƯỜNG HỢP CẦU THỬ TẢI
Mục ñích chính của việc thử tải cầu là làm rõ các ñặc ñiểm làm việc thực tế của toàn
công trình cầu nói chung cũng như các bộ phận riêng lẻ của cầu.
Trong khi thiết kế cầu thường phải dùng những sơ ñồ tính toán ñơn giản hóa và
những tính chất vật liệu ñại diện. Vì vậy tất nhiên sự làm việc thực tế của các kết cấu cầu
sẽ khác với các giả thiết tính toán.
Kết quả công tác thử tải cầu còn ñược dùng ñể nghiên cứu nhằm hoàn thiện phương
pháp tính và phương pháp ñánh giá năng lực chiụ tải của cầu.
Mặt khác trong quá trình khai thác cầu thì ñiều kiện làm việc cảu cầu cũng có những
thay ñổi, tính chất các vật liệu làm cầu cũng thay ñổi theo thời gian. Việc thử tải cầu sẽ
giúp chúng ta hiểu rõ ảnh hưởng của những thay ñổi ñó ñến sự làm việc thực tế của cầu.
Cần tiến hành thử tải cầu trong những trường hợp sau :
1 - Khi nghiệm thu cầu mới xây dựng xong. Việc này nhằm thu nhập các số liệu
ban ñầu về các biến dạng chung và biến dạng cục bộ, các ñộ võng, các chuyển vị của các
gối cầu, các chu kì và biên ñộ của dao ñộng thẳng ñứng và dao ñộng nằm ngang, trạng thái
ứng suất ở những chỗ ñặc trưng nhất của kết cấu và công trình v.v các số liệu này sẽ
ñược so sánh với các số liệu tính toán tương ứng. Chúng ñược lưu trữ ñể sau này khi có dịp
thử tải lần khác sẽ so sánh tìm ra những thay ñổi ñã xẩy ra trong quá trình khai thác cầu.
2 - Khi có nhu cầu cần phải chính xác hoá kết quả tính toán năng lực chịu tải
của một cầu thực nào ñó trong một tình huống ñặc biệt nào ñó.
3 - Sau khi kết thúc việc tăng cường sửa chữa một cầu cũ. Mục ñích ñể ñáng giá
hiệu quả của việc tăng cường sửa chữa vừa thực hiện xong.
4 - Thực hiện thử tải dịnh kỳ trong quá trình khai thác cầu, phát hiện các thay
ñổi trong sự làm việc của các bộ phận kết cấu cầu.
5 - Trong các trường hợp ñặc biệt nhằm mục ñích nghiên cưú hoàn thiện lý

thuyết và phương pháp tính toán kết cấu cầu.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 48/152

2.1.2 NỘI DUNG CÔNG TÁC THỬ TẢI CẦU
Công tác thử tải cầu bao gồm việc thử cầu dưới hoạt tải ñứng yên trên cầu (thử tải
tĩnh) và việc thử cầu dưới hoạt tải chạy qua cầu (thử tải ñộng). Có thể thử tải ñộng với các
loại ñoàn xe ô tô, ñoàn tàu thông thường hàng ngày qua cầu hoặc thử tải với các ñoàn xe ô
tô, ñoàn tàu ñặc biệt.
ðôi khi, nếu cần thiết, công tác thử tải câù ñược kết hợp với công tác nghiên cứu
trong phòng thí nghiệm (về vật liệu, trên mô hình,v.v ).
Nói chung cần ño các thông số kỹ thuật sau :
-Khi thử tải tĩnh :
+ ðộ võng, ñộ vồng của dầm (dàn,vòm) chủ.
+ ðộ lún của mố trụ, gối.
+ Chuyển vị nằm ngang của ñầu trên của mố,trụ,gối.
+ Ứng suất lớn nhất ở các mặt cắt cần kiểm tra.
+ Ứng suất tập trung, ứng suất cục bộ (ñối với công trình có yêu cầu ñặc biệt)
+ Biến dạng ñàn hồi và biến dạng dư.
- Khi thử tải ñộng :
+ ðộ võng ñộng của kết cấu nhịp.
+ ðộ lún của mố,trụ,gối.
+ Chuyển vị ngang ñầu trên của mố,trụ,gối.
+ Ứng suất lớn nhất.
+ Biên ñộ và tần số dao ñộng tự do theo phương thẳng ñứng.
+ Biên ñộ và tần số dao ñộng tự do theo phương nằm ngang (ñặc biệt ñối với
cầu cong, cầu ñường sắt).
+ Biến dạng ñàn hồi và biến dạng dư.
Trước tiên cần phải lập ñề cương thử tải cầu bao gồm các nội dung chủ yếu sau:

- Khái quát về tính chất, ñặc ñiểm công trình.
- Mô tả thực trạng công trình.
- Những hiện tượng cần lưu ý về chất lượng thi công công trình.
- Yêu cầu và mục ñích công tác thử tải.
- Các nội dung cần quan sát, ño ñạc lúc thử tải.