MộT Số VấN Đề Về kiểm định CầU

MéT Sè VÊN §Ò VÒ kiÓm ®Þnh CÇU


Ph¹m Sanh
Së GTCC. TP.HCM

tình hình thiết kế xây dựng cầu tại việt nam
KIểM ĐịNH CầU tại việt nam
bệnh học công trình: Phân tích xác định các nguyên nhân HƯ HỏNG và các giải pháp khắc
phục
nội dung trình bày

T×nh h×nh x©y dùng cÇu t¹i viÖt nam
• tiªu chuÈn vµ quy tr×nh thiÕt kÕ
• t×nh h×nh thiÕt kÕ vµ x©y dùng cÇu
• vËt liÖu
• qu¶n lý, kiÓm tra, b¶o d ìng, söa ch÷a

Tiêu chuẩn thiết kế
tiêu chuẩn 22tcn272-05 (thay cho 22tcn18-79) dựa theo aashto lrfd 1998
chỉ thay đổi một ít về tổ hợp tảI trọng, hệ số xung kích, thiết kế động đất và
kháng gió theo đk. vn.
bao gồm: 1) giới thiệu chung; 2) tảI trọng và hệ số tảI trọng; 3) phân tích và
đánh giá kết cấu; 4) cầu bê tông; 5) cầu thép; 6) kết cấu d ới; 7) kết cấu khác (t
ờng chắn, khe co dản, gối )
áp dụng cho thiết kế cầu đ ờng bộ, các loại cầu bt th ờng và bt nhẹ, btct và btct
dự ứng lực trong đó c ờng độ chịu nén bt thay đổi từ 16mpa đến 70mpa, btct. D l
đ ợc tk với tảI trọng khai thác, sau đó kiểm tra lại với tảI trọng hệ số
hoạt tảI hl93 (t ơng đ ơng hs20-44) gồm tổ hợp của 1)xe tảI thiết kế hoặc xe 2
trục thiết kế; và 2)tảI trọng làn xe thiết kế.

Tiªu chuÈn thiÕt kÕ
145 kN 145 kN 35 kN
4.3 to 9.0 m 4.3 m
9.3 N/m
DESIGN TRUCK
110 kN 110 kN
9.3 N/m
1.2 m
DESIGN TANDEM

Tiêu chuẩn thiết kế
cầu trên đ ờng cấp 4 trở xuống , tảI trọng trục *0,5/0.65
tiêu chuẩn thiết kế động đất cho các cần bản, cầu dầm, cầu hộp, cầu dàn có
chiều dài nhịp không quá 150m. Hệ số gia tốc nền đ ợc sử dụng từ các biểu đồ đ
ờng đồng mức, cần nghiên cứu đặc biệt 1)gần đứt gảy; 2)khả năng động đất xảy
ra trong một thời gian dài; 3)cầu đặc biệt quan trọng. Không phân tích động
đất đối với cầu giản đơn. ph ơng pháp phân tích dao động bậc một đ ợc sử dụng
phổ biến, trừ các kết cấu phức tạp phảI phân tích dao động đa bậc
thiết kế kháng gió áp dụng thiết kế tảI trọng gió ngang cho các cầu thông th
ờng, với các cầu nhịp dài và nhạy cảm với gió (nh cầu dây) phảI có nghiên cứu
riêng và thí nghiệm hầm gió. TảI trọng Gió thiết kế với chu kỳ 100 năm cho
khai thác sử dụng và 20 năm cho giai đoạn đang thi công
ch a có tiêu chuẩn thiết kế cầu phân đoạn (nh aashto)
ch a quy định rõ khi thiết kế các cầu nhịp lớn, cầu dây.

Thực tế thiết kế và xây dựng cầu
rất khó xác định %cầu thép %cầu bt? Sau khi đổi mới, hầu hết các cầu làm bằng btct
d l, chỉ một số l ợng nhỏ liên hợp thép btct nhịp d ới 30m làm ở đồng bằng sông cửu long. u
điểm Cầu bt so với cầu thép: giá nhân công vn thấp, bt sử dụng các loại vật liệu địa ph

ơng, bền rẽ và chi phí bảo d ỡng thấp. Th ờng các dầm btct d l đổ tại công tr ờng, căng sau
bằng các tao cáp 12,7/15,2mm. ít sử dụng dầm căng tr ớc do tại vn ít nhà máy và chi phí
vận chuyển lớn. Miền bắc a dùng dầm chữ t giản đơn định hình nhịp 21, 24. 33m (40,6m)
cao từ 1,2 đến 1,8m. Miền nam a dùng dầm i nhịp d ới 30m, super t nhịp d ới 45m
thông dụng dầm btct d l căng sau sử dụng các bó cáp d l trong. Hiện tại công nghệ căng
ngoài ch a áp dụng do biện pháp bảo vệ các bó cáp ch a phát triển tại vn, trừ các bó cáp
căng ngoài tạm khi thi công đúc đẩy
sau khi thành công cầu phú l ơng 1996, nhiều dự án lớn sử dụng cầu dầm hộp btct d l
nhiều nhịp liên tục thi công đúc hẩng. Tuy nhiên tùy tình hình mà sử dụng nhiều công
nghệ, nh cầu quán hầu vừa đúc hẩng vừa đúc đẩy, cầu kiền vừa lấp hẩng cân bằng vừa
lao dầm cầu dẫn
các cầu dầm đơn giản btct/btct d l nhịp nhỏ vẫn phát triển khá nhiều do phù hợp với các
dự án nhỉo và tay nghề thi công các đơn vị địa ph ơng

Thùc tÕ thiÕt kÕ vµ x©y dùng cÇu
• sau sù cè cÇu rµo (1980), hÇu nh ngµnh cÇu viÖt nam kh«ng •thÝch•thi c«ng
c«ng nghÖ l¾p hÈng mµ chØ thi c«ng ®óc hÈng. Míi ®©y cã cÇu kiÒn thi c«ng
theo c«ng nghÖ l¾p hÈng ®Ó ®Èy nhanh tiÕn ®é

Thùc tÕ thiÕt kÕ vµ x©y dùng cÇu

Thực tế thiết kế và xây dựng cầu

Ngành xây dựng cầu việt nam bắt đầu từ những năm 1960 nh ng
do chiến tranh kéo dài và kinh tế trì trệ thời hậu chiến, mới phát
triển trong những năm gần đây, đặc biệt sau thời kỳ đổi mới đã
xây dựng nhiêu cầu nhịp lớn

Tuy một số dự án cầu lớn do các nhà thầu n ớc ngoài (nhiều
nhất là nhật và úc) đã đ ợc thực hiện, nh ng các công nghệ tiên

tiến và kết cấu mới vẫn ch a đ ợc ứng dụng tại việt nam. Thiết kế và
thi công vẫn thích theo ph ơng pháp truyền thống, thiếu đầu t
công nghệ thiết bị hiện đại. Cả n ớc chỉ có mỗi tedi !!!

Vật liệu
nhìn chung bt th ờng đ ợc sử dụng cho cầu btct d l, c ờng độ chịu
nén 40mpa cho kết cấu phần trên và 35mpa cho kết cấu phần d ới,
th ờng dùng xm portland ít tỏa nhiệt
gần đây, bt c ờng độ cao và bt tự đầm đ ợc quan tâm nhiều do có
rất nhiều cầu cần đ ợc sửa chữa hoặc nâng cấp do tảI trọng xe
tăng, hơn nữa bt th ờng khó đảm bảo chất l ợng khi thi công sửa
chữa
cáp c ờng độ cao sử dụng trong công nghệ d l trong đều phảI nhập
từ n ớc ngoài
thép sử dụng thép thông th ờng, ch a sử dụng thép cđc (do giá
thành cao). Hiện nay vẫn ch a có biện pháp đặc biệt nào bảo vệ sự
ăn mòn cốt thép đ ợc áp dụng, ngay cả đối với các cầu nằm trong
môI tr ờng có tiềm năng ăn mòn cao

Quản lý, kiểm tra, bảo d ỡng
cục đ ờng bộ và các sở giao thông địa ph ơng đ ợc giao nhiệm vụ quản lý hệ
thống cầu trên cả n ớc. Hàng năm đều có kế hoạch kiểm tra bảo d ỡng và có kế
hoạch kinh phí thực hiện các công việc này. Dữ liệu cầu trên ql do cục đ ờng bộ l
u trữ, còn dữ liệu cầu trên tỉnh lộ do các sở giao thông l u trữ (quản lý phân tán,
thiếu hệ thống Gây khó khăn cho công tác thu thập số liệu)
th ờng chia ra 3 loại kiểm tra: 1)kiểm tra th ờng xuyên (hàng năm); 2)kiểm tra
chi tiết (5 đến 10 năm); và 3)kiểm tra đặc biệt (sau thiên tai, h hỏng lớn)
thực tế công việc kiểm tra không làm th ờng xuyên vì ngân sách thiếu kinh phí
và tần suất kiểm tra có thể thay đổi rất lớn phụ thuộc vào tình trạng của cầu.
điều này Dẫn đến tăng giá thành bảo d ỡng và sữa chữa khi các h hỏng nghiên

trọng của kết cấu đ ợc phát hiện sau này
một số l ợng lớn cầu xuống cấp do không bảo d ỡng kịp thời và tảI trọng giao
thông tăng lên, tạo thành các nút cổ chai và ngăn chận kinh tế phát triển

Quản lý, kiểm tra, bảo d ỡng
thông th ờng, các cầu cũ giảm khả năng chịu tảI sẽ đ ợc lựa chọn để kiểm tra
bằng cách thử tảI, siêu âm và các ph ơng pháp đo đạc khác. từ kết quả kiểm tra
sẽ xác định khả năng chịu tảI còn lại của cầu để thiết lập ch ơng trình bảo d ỡng,
sửa chữa hay nâng cấp thích hợp
trong quá khứ, ch ơng trình kiểm tra cầu đã đ ợc thực hiện d ới sự trợ giúp của
v ơng quốc anh (dự án khôI phục và nâng cấp ql1a). Trong 1 năm, Hơn 100 cầu
từ vinh đI đông hà đã đ ợc kiểm tra th ờng xuyên và một số cầu đ ợc kiểm tra chi
tiết. Ng ời kiểm tra sử dụng mắt để kiểm tra biến dạng của gối cầu, nghiêng lệch
hay lún các trụ cầu, độ võng quá mức của kết cấu trên, bề rộng vết nứt, vỡ bt,
rĩ cốt thép
gần đây, dự án của hà lan chuyển giao công nghệ nâng cao khả năng và chất l
ợng trong công tác kiểm tra và sửa chữa nhằm phát triển kinh tế vn thông
qua nâng cấp hệ thống cầu đ ờng


Quản lý, kiểm tra, bảo d ỡng
hệ thống cầu ch a đ ợc quản lý một cách hệ thống với một đội ngụ nhân viên
đủ trình độ bảo d ỡng và các nhà thầu thực hiện công tác sửa chữa, ch a có tiêu
chuẩn kiểm tra thống nhất và ng ời kiểm tra th ờng dựa vào kinh nghiệm là
chính (không dựa vào mô hình toán học hay các chỉ số đo đạc rõ ràng nào)
trong những năm gần đây, một số l ợng lớn cầu ở vn bị h hỏng nghiêm trọng
do tảI trọng và số l ợng ph ơng tiện tham gia giao thông tăng, vật liệu bị lão hóa.
Tuy nhiên việc sửa chữa cầu chỉ mang tính chất đối phó, việc sửa chữa chỉ bắt
đầu khi h hỏng đe dọa an toàn các ph ơng tiện qua cầu, kết quả là giá thành sẽ
tăng lên để phục hồi chức năng của cầu

bài học cầu ch ơng d ơng (xd 1985), phảI làm thêm cầu phao khuyến l ơng do sợ
không an toàn. Bài học cầu nguyễn văn trỗi đà nẳng cho thấy nếu không bảo d
ỡng tốt thì chi bằng làm thêm cầu mới còn hơn sửa chữa kéo dài 10 năm !!!



khái niệm kiểm định cầu
MụC ĐíCH:

Đánh giá hiện trạng công trình đang đ ợc khai thác, làm cơ sở khuyến cáo việc tiếp
tục sử dụng công trình

Công trình có nguy cơ xảy ra sự cố (không thể thi công, khai thác sử dụng nh thiết kế
ban đầu), biểu hiện ở sự v ợt quá giới hạn của một vài trạng thái làm việc (c ờng độ, ổn
định, biến dạng, sử dụng, ) của chính công trình (bộ phận) đang xây dựng, đang khai
thác sử dụng hoặc của các công trình hiện hữu liền kề trong phạm vi ảnh h ởng của
tác nhân gây sự cố.
YÊU CầU:

Thu thập, nghiên cứu kỹ tất cả hồ sơ kỹ thuật liên quan đến công trình còn đ ợc l u trử
tr ớc khi tiến hành kiểm tra

Việc kiểm tra cần đ ợc tiến hành đối với tất cả bộ phận công trình nhằm thu thập các
số liệu tin cậy về sự làm việc của công trình

Trên cơ sở số liệu kiểm tra (chẩn đoán kỹ thuật), phải đánh giá đ ợc hiện trạng chất l
ợng công trình, xác định đ ợc khả năng chịu tảI, khả năng tiếp tục sử dụng cũng nh đề
xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ hoặc đ a ra các chế
độ thay đổi việc khai thác công trình

QUY TR×nh kiÓm ®Þnh cÇu
• quy ®Þnh chung
• kiÓm tra cÇu ®ang khai th¸c
• thö nghiÖm cÇu
• ®¸nh gi¸ c«ng tr×nh theo c¸c sè liÖu kiÓm tra vµ thö
nghiÖm
• tp.hcm


QUY định chung

Quy trình bao gồm các quy định về kiểm tra hiện trạng và xác định
năng lực chịu tảI của cầu trên đ ờng ô tô, đồng thời đánh giá đ ợc mức độ
có thể khai thác đối với các bộ phận kết cấu đã kiểm tra nhằm bảo đảm
an tòan cho ng ời và xe cộ qua cầu.

Việc kiểm tra cầu đ ợc tiến hành đều đặn, theo kế họach, với định kỳ
đã quy định trong các văn bản h ớng dẩn hay trong quy chế duy tu bảo d
ỡng cầu hiện hành. Việc kiểm tra có thể tiến hành độc lập không có thử
nghiệm. Ph ơng pháp tính tóan đ ợc thực hiện theo quy trình hiện hành.
Đối với các cầu thiết kế theo các quy trình khác, có thể kiểm tra theo
các quy trình đó.

Đối với các cầu trên những tuyến đ ờng có sự gia tăng đột biến về l u l
ợng xe làm ảnh h ởng xấu đến kết cấu công trình, đe dọa tình trạng an
tòan giao thông thì có thể đ a vào kiểm định đột xuất tại thời điểm do cơ
quan quản lý cầu đề nghị và đ ợc cấp có thẩm quyền thông qua.

QUY định chung

Việc thử nghiệm cầu đang khai thác đ ợc tiến hành trong những tr ờng
hợp không thể đánh giá tình trạng cầu theo các số liệu kiểm tra thu thập
đ ợc. Việc cần thiết phảI tiến hành thử nghiệm cầu là do cơ quan quản lý
cầu đề xuất và đ ợc cấp có thẩm quyền quyết định.

Đề c ơng kiểm định do các đơn vị chuyên ngành lập và đ ợc cấp quản
lý có thẩm quyền phê duyệt. Đề c ơng phảI nêu rõ mục đích, nội dung,
khối l ợng công tác kiểm định, vấn đề an tòan lao động

Đơn vị kiểm định cầu phảI có đầy đủ t cách pháp nhân theo quy định.

Những công việc chuẩn bị có liên quan tới việc kiểm tra và thử nghiệm
cầu phảI đ ợc lập trong kế họach chi tiết.

Việc kiểm tra và thử nghiệm cầu cần đ ợc tiến hành trong điều kiện thời
tiết thuận lợi để kết quả kiểm tra đạt chất l ợng tốt.

Khi kiểm tra cầu cần chấp hành đầy đủ các quy định hiện hành về bảo
hộ lao động và kỹ thuật an tòan.

kiểm tra cầu đang khai thác

Mục đích nhiệm vụ:
- Nhằm xác định hiện trạng và rà sóat các bộ phận của công trình để đối chiếu với các
yêu cầu đặt ra đối với tảI trọng đang khai thác; ngòai ra, việc kliểm tra cầu đang khai
thác còn để đề ra các ph ơng án sửa chữa, cảI tạo cho công trình, xác định chính xác
năng lực chịu tảI của công trình.
- Một số công việc cần thực hiện khi kiểm tra cầu:
+ Tìm hiểu, nghiên cứu hồ sơ kỹ thuật
+ Thị sát công trình

+ Đo đạc kiểm tra và lập bản vẽ hiện trạng cầu
+ Kiểm tra chất l ợng vật liệu bằng các ph ơng pháp không phá hủy
+ Lấy mẫu vật liệu để thử nghiệm (tại những vị trí không quan trọng của công
trình và phảI bít, vá lại hoặc gia c ờng).
+ Nghiên cứu thực trạng dòng chảy
+ Tổ chức quan trắc lâu dài bằng máy móc
+ Kiểm tra lớp phủ mặt cầu
- Khi kiểm tra cầu phải ghi rõ và đánh giá đúng những sai sót phát hiện đ ợc ở công trình.

kiÓm tra cÇu ®ang khai th¸c

Néi dung chñ yÕu c«ng t¸c kiÓm tra cÇu:
a. Tìm hiểu, nghiên cứu hồ sơ kỹ thuật
- Tùy theo nhiệm vụ đề ra trong đề cương kiểm định, người kiểm tra cầu cần xác
định mức độ chi tiết trong việc xem xét hồ sơ kỹ thuật.
- Xem xét hồ sơ kỹ thuật của cầu bao gồm cả việc nghiên cứu các tư liệu, số liệu
của những lần kiểm tra và thử nghiệm trước đó, đặc biệt là những chỉ dẫn cần sửa chữa
trước đây đã đề ra. Ngoài ra còn phải nghiên cứu các tài liệu liên quan đến công tác
duy tu, bảo dưỡng, quan trắc thường xuyên.
b. Thị sát công trình
- Khi thị sát công trình phải phát hiện được những hư hỏng ở các bộ phận và cấu
kiện của cầu (các vết nứt, chỗ vỡ, cong vênh, han gỉ. sạt lở mái taluy …). Cần chú ý
những chỗ tích tụ của bụi, rác, nước … làm các hiện tượng bất lợi (sắt gỉ, gỗ mục, …)
có khả năng phát triển mạnh.
- Những hư hỏng phát hiện được phải được mô tả đầy đủ trong tài liệu kiểm tra về
vị trí, kích thước các khuyết tật, thời gian xuất hiện, nguyên nhân. Những hư hỏng và
khuyết tật nguy hiểm và đặc trưng nhất phải được phản ánh bằng phác họa hoặc chụp
ảnh.

kiÓm tra cÇu ®ang khai th¸c

Néi dung chñ yÕu c«ng t¸c kiÓm tra cÇu:
c. Đo đạc kiểm tra và lập các bản vẽ
- Đo đạc kích thước tổng thể của công trình, kích thước mặt cắt ngang, những chỗ tiếp giáp và các mối
liên kết được tiến hành nhằm đánh giá mức độ phù hợp của các đặc trưng hình học thực tế của công trình với
các đặc trưng đã ghi trong các hồ sơ thiết kế, hoàn công, khai thác.
- Đo vẽ bằng các dụng cụ trắc đạc phải được tiến hành theo các mốc cố định và thực hiện trong điều kiện
thời tiết thuận lợi.
- Việc lập các bản vẽ khi kiểm tra cầu nhằm mục đích:
+ Đánh giá điều kiện giao thông trên cầu, xác định sự phù hợp với yêu cầu đặt ra.
+ Định vị chính xác vị trí các bộ phận và cấu kiện của công trình để lần kiểm tra sau có thể phát hiện
những thay đổi nảy sinh trong quá trình khai thác.
+ Đánh giá biến động dòng chảy khu vực cầu và hiện tượng xói lở dưới cầu.
- Các bản vẽ cần lập khi đo đạc kiểm tra cầu:
+ Mặt cắt dọc, mặt cắt ngang cầu.
+ Mặt cắt dọc dầm, dàn chính của kết cấu nhịp.
+ Bình đồ các dàn, dầm chính của kết cấu nhịp.
+ Hình dạng mố, trụ cầu.
+ Mặt cắt dọc và ngang của đường chui dưới cầu.
- Khi phát hiện thấy trụ cầu bị lún, nghiêng, kết cấu nhịp bị chuyển vị, các vết nứt phát triển, … cơ quan
quản lý cầu cần đặt các mốc lâu bền để tiến hành quan trắc lâu dài. Các dạng quan trắc lâu dài cũng như thời
gian quan trắc phải được lập dựa trên đặc điểm, tốc độ tiến triển dự đoán của các hiện tượng nguy hiểm cho
công trình. Việc quan trắc này tùy mục đích, nội dung sẽ do đơn vị quản lý hoặc thử nghiệm cầu đảm nhiệm.

Thö nghiÖm cÇu

Thö nghiÖm cÇu

Môc ®Ých
- Nhằm làm rõ các đặc điểm làm việc thực tế của toàn công

trình cũng như các bộ phận riêng lẻ của công trình so với các giả
thiết tính toán.
- Kết quả thử tải cầu còn được dùng để nghiên cứu hoàn
thiện phương pháp tính và phương pháp đánh giá năng lực chịu
tải của cầu.
- Trong quá trình khai thác cầu thì điều kiện làm việc của
cầu, tính chất các vật liệu làm cầu cũng có những thay đổi theo
thời gian. Việc thử tải cầu sẽ giúp chúng ta hiểu rõ ảnh hưởng
của những thay đổi đó đến sự làm việc thực tế của cầu.

Thö nghiÖm cÇu

Các trường hợp cần thử nghiệm cầu
- Sau đại tu hay cải tạo, gia cường cầu.
- Khi có hư hỏng, sai lệch ở từng phần hay các chi
tiết.
- Khi cần khẳng định chính xác tải trọng đã tính toán.
- Khi cần đánh giá hiệu quả các biện pháp đã thực
hiện để đảm bảo an toàn cho các tải trọng đặc biệt đi
qua.
- Các trường hợp có căn cứ khác.