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

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

Page 1/147

gs. ts. nguyễn viết trung





giáo trình
giáo trình giáo trình
giáo trình


khai thác, kiểm định,
khai thác, kiểm định,khai thác, kiểm định,
khai thác, kiểm định,




gia cố, sửa chữa
gia cố, sửa chữa gia cố, sửa chữa
gia cố, sửa chữa cầu
cầu cầu
cầu cống
cốngcống
cống

đại học giao thông vận tải
hà nội - 2008


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

Page 2/147







Chơng 1: Khai thác cầu 5

1.1.Tổ chức quản lý khai thác cầu 5

1.1.1. tổ chức 5

1.1.2. những tài liệu kỹ thuật cần thiết 6

1.1.3.Một số vấn đề cần lu ý 7

1.2- công tác đo đạc theo dõi cầu 8

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

1.2.2- đo đạc kích thớc hình học. 9

1.3. Bảo dỡng mặt cầu và đờng đầu cầu. 15

1.4. Điều tra h hỏng chung của kết cấu thép và kết cấu liên hợp thép - BTCT. 16

1.4.1. Nhận dạng các h hỏng. 17

1.4.2. Điều tra các h hỏng do mỏi. 18

1.4.3. Điều tra các h hỏng do rỉ. 22

1.4.4. Điều tra các h hỏng về mặt cơ học và phá hoại dòn. 24

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

1.5. Điều tra các h hỏng chung của các kết cấu nhịp bằng bê tông, đá xây, bê tông cốt thép. 25

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

1.6 - Điều tra các liên kết trong kết cấu thép và bê tông cốt thép. 29

1.6.1. Điều tra liên kết đinh tán. 30

1.6.4. Điều tra liên kết hàn. 33

1.7. Điều tra gối cầu. 36

1.7.1 Nguyên tắc chung 36

1.7.2 Các chỉ dẫn cơ bản 37

1.8. điều tra mố trụ và móng. 38

1.8.1 điều tra vết nứt. 39

1.8.2 điều tra về chuyển vị. 40

1.9. điều tra ảnh hởng của môi trờng ăn mòn đối với công trình cầu. 40

1.9.1 -ảnh hởng môi trờng đến hiện tợng rỉ thép và cốt thép. 41

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

1.10. điều tra hậu quả của động đất, cháy, nổ, lở núi. 43

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

1.12. yêu cầu về hồ sơ điều tra các h hỏng cầu khuyết tật. 44

CHƯƠNG 2 46

Thử nghiệm cầu 46

2.1. Các vấn đề chung 46

2.2.1. Mục đích thử tải cầu và các trờng hợp thử tải cầu 46

2.1.2 nội dung công tác thử tải cầu 47

2.1.3. tải trọng thử cầu 48

2.1.4. thử tải tĩnh 54

2.1.5. thử tải động 55

2.2. phơng pháp dùng ten-xơ-met để đo ứng suất 55

2.2.1. Các loại ten-xơ-mét co học 58

2.2.2. Ten-xơ-mét dây 60

2.2.3. Ten-xơ-mét đIện 62

2.2.4. Các phơng pháp đo ứng suất trong các bộ phận kết cấu cầu 64

2.3- các máy đo độ võng và đo chuyển vị thẳng. 67

2.3.1 máy đo độ võng mác-xi-môp. 67

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

Page 3/147

2.3.2 đồng hồ đo chuyển vị 68

2.3.3. đồng hồ đo biến dạng 69

2.3.4 dụng cụ đo góc xoay 70

2.4. nhận xét các kết quả thử tĩnh đối với cầu. 71

2.4.1. xét độ võng 71

2.4.2. xét ứng suất 73

2.5. các phơng pháp và thiết bị đo thử động đối với cầu. 73

2.5.1. những vấn đề chung 73

2.5.2. máy đo geiger 74

2.5.3. các máy đo dao động kiểu dùng đIện 78

2.6. xác định các đặc trng cơ lý và tính chất của vật liệu. 79

2.6.1. kim loại 79

2.6.2. bêtông 81

2.7- Phát hiện các khuyết tật và h hỏng ẩn giấu 84

2.7.1- Phơng pháp âm thanh 84

2.7.2. Phơng pháp từ trờng 87

2.7.3- phơng pháp tia rơn ghen và phơng pháp tia gama 88

2.8. Xử lý kết quả đo và phân tích kết luận 88

2.8.1. Hệ số phân bố ngang hoạt tải 89

2.8.2. xử lý số liệu do ứng biến 89

2.8.3. Xử lý kết quả đo động 91

2.8.4. - Đánh giá và nhận xét kết quả thử tải cầu 93

Chơng 3: 94

Đánh giá năng lực chịu tải 94

của cầu đ qua khai thác 94

3.1. Khái niệm chung 94

3.2. Công thức chung tính toán đẳng cấp cầu thép đờng sắt. 95

3.2.1. Xét kết cấu nhịp 95

3.2.2. Xét đoàn tàu. 96

3.3. Tính đẳng cấp dầm chủ và hệ dầm mặt cầu 96

3.3.1. Nguyên tắc chung 96

3.3.2. Tính toán cờng độ theo ứng suất pháp 97

3.3.3. Tính toán cờng độ theo ứng suất tiếp 100

3.3.4. Tính toán theo cờng độ của liên kết thép góc bản cánh với bản bụng ( bằng đinh tán, bu lông
hoặc hàn) 102

3.3.5. Tính toán theo ổn đinh chung 103

3.3.6. Tính toán theo điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng có sờn đứng tăng cờng ở mặt cắt gối
dầm. 105

3.3.7. Tính toán theo điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng dầm 105

3.3.8. Tính toán theo điều kiện mỏi 106

3.3.9. Tính toán dầm dọc cụt 107

3.3.10. Điều kiện tính toán liên kết dầm dọc với dầm ngang 109

3.3.11. Tính toán liên kết dầm ngang với dàn chủ. 110

3.4. Tính toán các bộ phận của dàn chủ 111

3.4.1 Tính thanh chịu nén theo cờng độ của bản giằn hay thanh giằng 111

3.4.2. Tính toán thanh biên trên của dàn khi tà vẹt đặt trực tiếp lên nó 112

3.4.3. Tính toán nút gối nhọn của dàn. 112

3.4.4. Tính toán hệ liên kết và giằng gió 112

3.5. Xét ảnh hởng của các h hỏng và khuyết tật các bộ phận. 113

3.5.1. ảnh hởng của sự giảm yếu bộ phận do gỉ 113

3.5.2. ảnh hởng của sự cong vênh của các cấu kiện 113

3.5.3. ảnh hởng của các lỗ thủng, các chỗ móp lõm và các vết nứt. 114

3.6. Tính toán các bộ phận đợc tăng cờng. 116

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

Page 4/147

3.6.1. Năng lực chịu tải các cấu kiện kết cấu nhịp đ đợc tăng cờng bằng cách thêm thép, đợc xác
định nh sau: 116

3.6.2. Năng lực chịu tải của cấu kiện bị nén, đ đợc tăng cờng bằng gỗ 116

3.7. Các chỉ dẫn thực hành tính toán 117



Chơng 4: 119

Sửa chữa và tăng cờng cầu 119

4.1. Các giải pháp kết cấu công nghệ sửa chữa kết cấu nhịp cầu thép. 119

4.1.1. Sửa chữa mặt cầu. 119

4.1.2. Thay thế các đinh tán và bu lông hỏng 119

4.1.3. Sửa vết nứt 121

4.1.4. Sửa chỗ móp méo. 122

4.1.5. Sửa cong vênh. 122

4.1.6. Sơn lại cầu thép. 123

4.2. Các giải pháp kết cấu công nghệ sửa chữa kết cấu nhịp cầu BTCT. 125

4.2.1. Giải pháp chung: 125

4.2.2. Chuẩn bị kết cấu trớc khi sửa chữa. 126

4.2.3. Tiêm vữa Xi măng hoặc keo Epoxi 127

4.2.4. Dùng bê tông Polime và vữa đặc biệt để vá các chỗ vỡ và bịt vết nứt. 129

4.2.5. Phun bê tông. 129

4.3. Các giải pháp kết cấu công nghệ sửa chữa mố trụ cầu. 130

4.4. Sửa chữa cầu đá, cầu vòm bê tông, cống 131

4.4.1. Sửa chữa cầu đá và cầu bê tông 131

4.4.2.Sửa chữa cống 132

4.5. Các giải pháp kết cấu công nghệ tăng cờng mở rộng kết cấu cầu thép. 133

4.5.1. Nguyên tắc chung 133

4.5.2. Tăng cờng phần xe chạy 134

4.5.2. Tăng cờng dầm chủ đặc bụng 136

4.5.3. Tăng cờng dàn chủ 138

4.5.4. Tính toán tăng cờng kết cấu nhịp thép 141

4.6. Tăng cờng kết cấu nhịp cầu BTCT, bêtông và đá xây 142

4.6.1 Thêm cốt thép 142

4.6.2 Dán bản thép ngoài bổ sung 144

4.6.3 Tạo dự ứng lực ngoài bổ sung 144

4.6.4 Về cách tăng cờng cầu vòm bêtông và cầu đá. 145

4.6.5 Tính toán tăng cờng cầu BTCT cũ 145

4.7. Các giải pháp kết cấu công nghệ tăng cờng mố trụ cầu. 145

4.7.1 Tăng cờng trụ 145

4.7.2 Tăng cờng mố cầu 146

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

Page 5/147

Chơng 1: Khai thác cầu

1.1.tổ chức quản lý khai thác cầu
1.1.1. tổ chức
Trong lĩnh vực đờng bộ hiện nay, các quốc lộ và cầu cống trên đó chủ yếu do Cục
đờng bộ Việt Nam quản lý khai thác.Các cấp quản lý đợc phân từ cao xuống thấp nh
sau:
- Cục đờng bộ Việt Nam.
- Các khu quản lý đờng bộ:
+ Khu QLĐB - 2 (Phạm vi trong các tỉnh miền bắc )
+ Khu QLĐB -4 (Phạm vi từ Thanh Hoá đến Thừa Thiên Huế )
+ Khu QLĐB -5 (Phạm vi từ Quảng Nam đến Khánh Hoà)
+ Khu QLĐB -7 (Phạm vi từ Ninh thuận trở vào và toàn miền Nam bộ )
- Các Phân khu quản lý đờng bộ

- Các hạt QLĐB
- Các Cung QLĐB, các cung quản lý cầu
Các cầu nhỏ và cống đợc các Cung đờng quản lý cùng với tuyến.Riêng các cầu
lớn và cầu trung có thể do các Cung quản lý cầu chịu trách nhiệm phụ trách. Những cầu
Thăng Long, cầu Chơng Dơng do xí nghiệp quản lý của cầu đó phụ trách.
Các sở giao thông công chính thuộc các tỉnh có nhiệm vụ quản lý mạng lới tỉnh lộ
và huyện lộ và một số đoạn quốc lộ trong phạm vi tỉnh,nh vậy các cầu nhỏ và cầu trung
trong mạng lới đó do Sở GTCC quản lý khai thác.
Trong ngành đờng sắt Việt Nam, cao nhất là Liên hiệp đờng sắt Việt Nam, bên
dới là các cấp thấp dần theo trình tự liệt kê nh sau:
- Các liên hiệp đờng sắt khu vực:
+ Khu vực 1 (phạm vi từ miền bắc đến Quảng Bình).
+ Khu vực 2 (phạm vi từ Đồng Hới (Quảng Bình) đến Diêu Trì tỉnh Qui Nhơn).
+ Khu vực 3 (phạm vi từ Diêu Trì đến ga Sài Gòn ).
- Các xí nghiệp quản lý từng đoạn tuyến.
- Các hạt quản lý đờng sắt
- Các cung quản lý đờng và Các cung quản lý cầu.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 6/147

Đối với cầu lớn nh cầu Long Biên có xí nghiệp quản lý khai thác cầu riêng.
Các đơn vị quản lý cấp dới nói chung có nhiệm vụ quản lý khai thác cầu đờng,
kiểm tra kỹ thuật của cầu đờng hàng ngày và định kỳ để phát hiện kịp thời các h hỏng và
sửa chữa ngay. Trong các trờng hợp đặc biệt về kỹ thuật sẽ có sự hỗ trợ của các đơn vị kỹ
thuật với chuyên môn sâu của các cấp quản lý cao nh Sở GTCC,Cục đờng bộ,liên hiệp
đờng sắt và các cơ quan khác của Bộ GTVT.
Vài năm gần đây, đối với một số cầu lớn nh cầu Thăng Long, Chơng Dơng, Bến
Thuỷ, các xí nghiệp quản lý cầu có thêm nhiệm vụ thu lệ phí qua cầu.
Cũng từ năm 1990 việc áp dụng máy tính điện tử trong các công tác quản lý kỹ thuật

cầu đờng dần dần phát triển. Cục đờng bộ, liên hiệp đờng sắt đ có nhiều hệ thống máy
tính và các chơng trình thích hợp để quản lý thống nhất các hồ sơ và kế hoạnh, trạng thái
kỹ thuật hệ thống cầu đờng của mình.Riêng các Sở GTVT thì việc này còn cha đợc thực
hiện đông đều ở các tỉnh.
1.1.2. những tài liệu kỹ thuật cần thiết
Công tác quản lý khai thác cầu trong các ngành đờng sắt vẫn giữ đợc nề nếp và hệ
thống từ ngày mới thành lập nên các văn bản pháp lý, các tài liệu kỹ thuật và tài liệu nghiệp
vụ cho các cán bộ đều đợc thống nhất và chặt chẽ.
Đối với các ngành đờng bộ tuy cha có luật đờng bộ Việt Nam nhng các tài liệu
kỹ thuật và các hớng dẫn có tính pháp lý nh các qui trình, qui phạm đều đ có. Tuy nhiên
do công tác quản lý còn phân tán nên nói chung các tài liệu có tính pháp lý trong quản lý
đờng bộ đ thất lạc nhiều, không còn đủ ở các cấp cơ sở trực tiếp quản lý cầu đờng. Đây
là một khó khăn trong việc nâng cao chất lợng quản lý khai thác cầu đờng nói chung.
Hiện nay trong phạm vi quản lý của Cục đờng bộ Việt Nam, đối với các cầu cống
nói chung đ đề ra một số chỉ tiêu chính chính cần quản lý kỹ thuật và đa vào hệ thống
thông tin trên máy nh sau:
- Tên cầu
- Tỉnh
- Tên tuyến
- Lý trình
- Năm xây dựng
- Chiều dài toàn cầu
- Chiều rộng:
+Của phần xe chạy.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 7/147

+Của lề đi bộ
- Chiều cao khóng chế trên cầu :Cao độ mật cầu,cao độ đáy cầu.

- Tải trọng:
+ Theo thiết kế ban đầu
+ Theo thực tế hiện nay
- Đặc tính kỹ thuật :
+Mô tả loại kết cấu nhịp, sơ đồ, chiều dài mỗi nhịp.
+Đặc điểm mặt cầu (gỗ,bê tông,BTCTT,đá xây )
+Mô tả cấu tạo hai mố :Vật liệu, kiểu mố, kiểu móng.
+ Mô tả cấu tạo các trụ : Vật liệu, kiểu, chiều cao, kiểu móng.
- Đặc điểm về địa chất
- Các mực nớc:
+ Mức nớc cao nhất.
+ Mức nớc thấp nhất.
- Chiều cao và chiều rộng khống chế nhỏ nhất dới cầu do nhu cầu thông thuyền
hay thuỷ lợi.
Các chỉ tiêu này chỉ là các chỉ tiêu tổng quát, đợc đến trong hệ thống quản lý ở cấp
cao nh Cục đờng bộ và các Khu QLĐB. ở các Cung quản lý cầu phải lập các hồ sơ riêng
cho từng cầu để theo dõi lâu dài.
Trong ngành đờng sắt, chỉ tiêu kỹ thuật cần quản lý mỗi cầu có nhiều chỉ tiêu hơn
nữa.
1.1.3.Một số vấn đề cần lu ý
Nhìn chung, công tác bảo dỡng duy trì định ký đối với các cầu đờng đ đợc chú ý
nhiều, đặc biệt trên tuyến đờng sắt Hà Nội -TP Hồ Chí Minh, các cầu dù to nhỏ đều có sổ
sách theo dõi và đợc dọn dẹp vệ sinh, có kế hoạch sửa chữa, nâng cao hay thay thế nếu
cần thiết.
Trái lại, trong ngành đờng bộ, các cầu nói chung không đợc làm vệ sinh. Do đó
hiện tợng h hỏng hệ mặt cầu khe biến dạng, nớc ngấm xuống thân dầm gây rỉ thép v.v
có thể gặp ở khắp nơi. Rất ít cầu thép đợc chăm sóc đúng mực và sơn lại, ngoại trừ các cầu
lớn nh cầu Thăng Long.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 8/147

Cần lu ý rằng việc làm vệ sinh cho cầu thờng xuyên bằng cách quét dọn, thông
cống thoát nớc, dùng máy bơm nớc với áp lực mạnh xói rửa các vị trí khe biến dạng, đầu
nhịp và toàn bộ kết cấu nhịp là công việc không đòi hỏi nhiều thiết bị, vật t, nhân lực
nhng có tác dụng hết sức quan trọng để kéo dài tuổi thọ và giữ tốt tình trạng kỹ thuật của
cầu.
1.2- công tác đo đạc theo dõi cầu
1.2.1- theo dõi tình hình lòng sông dới cầu.
Do điều kiện lịch sử để lại, các sông ở miền Bắc thờng có đê viền hai bên bờ, các
sông ở miền Nam và miền Trung thờng không có đê nên nớc chảy tràn bờ khi có lũ. Điều
kiện này ảnh hởng đến chế độ dòng chảy và các hiện tợng xói mòn, bồi đắp ở các khu
vực cầu với các đặc điểm khác nhau ở mỗi miền đất nớc. Ngời quản lý cầu cần lu ý vấn
đề này.
Bình thờng lòng sông dới cầu ít có biến động, nhng những năm gần đây do nạn
phá rừng bừa bi và các biến động thời tiết khiến cho các điều kiện thuỷ văn ở các miền
đều khác trớc, gây ra những thay đổi tình hình lòng sông dỡi cầu. Vì vậy sau hoặc trong
những mùa lũ cần phải theo dõi những biến đổi của lòng sông dỡi cầu, đặc biệt đối với cầu
lớn và cầu trung.
Những nguyên nhân làm thay đổi trạng thái lòng sông dỡi cầu là :
- Khẩu độ cầu không đủ khả năng thoát lũ.
- Công trình điều chỉnh lòng sông không có hoặc không đáp ứng yêu cầu.
- Mái dốc đờng vào cầu, nón mố đầu cầu không đợc gia cố đủ mớc cần thiết để chống
xói lở.
- Có những công trình nào đó mới đợc xây dựng ở thợng lu hoặc hạ lu gây ảnh
xấu đến chế độ dòng chảy.
Để phát hiện đúng nguyên nhân cần phải có các tài liệu thống kê nhiều năm về số
liệu đo đạc mặt cắt lòng sông và chế độ thuỷ văn cầu (các mực nớc, các lu tốc, hớng
dòng chảy chính v.v ).
Để đo đạc mặt cắt ngang sông dới cầu thờng cách 25m về phía thợng lu cũng

nh hạ lu cầu và chính trục dọc cầu cần phải đo vẽ. Thời điểm đo nên ở trớc và sau mỗi
mùa lũ. Nếu phát hiện có tình trạng xói cục bộ nhiều ở quanh trụ thì phải đo nhiều điểm ở
đó. Nói chung nếu cầu dài quá 50m thì các điểm đo thờng cách nhau chừng 10m. Nếu
cầu ngắn hơn 50m thì đo cách qung 5m. Nếu cầu có kết cấu nhịp dàn nên thả các dây đo
từ các điểm nút dàn cho thụân tiện đo và vẽ.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 9/147

Có thể đo từ kết cấu nhịp hay từ thuyền bằng phơng pháp nào thuận tiện, đủ chính
xác. Nói chung ở Việt Nam thờng đo bằng cách buộc vật nặng. Nếu có máy đo sâu bằng
thuỷ âm thì hiện đại hơn và nhanh hơn. Loại máy này đo thời gian phản hồi của sóng âm
thanh phát ra hớng xuống đáy sông, từ đó suy ra độ sâu của lòng sông. Nếu dùng dây đo
thì nên đánh dấu cách qung 20cm trên dây. Để định đúng vị trí điểm đo khi đo từ thuyền
có thể căng một dây thẳng ngang sông nếu sông nhỏ hoặc dùng phép đo kiểu toàn đạc với
máy kinh vĩ trên bờ và mía dựng trên thuyền.
Kết quả đo sẽ đợc vẽ theo dạng mẫu nh hình vẽ (trang bên).
1.2.2- đo đạc kích thớc hình học.
Mục đích công tác này là đo và lập lại các bản vẽ mặt bằng, trắc dọc cầu, các mặt cắt
ngang đặc trng thực tế của cả cầu nói chung cũng nh của từng bộ phận trong kết cấu
nhịp, mố trụ, móng, đờng đầu cầu, các công trình phụ khác
Phải căn cứ vào các tài liệu mới đo vẽ này các tài liệu thiết kế hoặc hoàn công cũng
nh các tài liệu kiểm định cũ để đánh giá vị trí chính xác của các bộ phận cầu trong không
gian và chất lợng cầu. Từ đó nhận xét các nguyên nhân h hỏng, sự chuyển vị hay biến
dạng của các bộ phận cầu theo thời gian.
1.2.2.1- Đo cao độ.
Phải cao đạc bằng các máy cao đạc có độ chính xác trung bình, sai số trung phơng
4mm trên 1km.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 10/147

Lp=55.0Lp=55.0
MNCN
MNTN
Cự ly lẻ
Cao độ
lòng sông
Mực nớc
TN CN

Hình 1.1. Mặt cắt ngang lòng sông dới cầu
Đối với những cầu mà qua điều tra phát hiện đang biến dạng lớn và có nhiều nghi vấn
cần dùng loại máy cao đạc độ chính xác cao nh Ni - 004 với sai số trung phơng 5mm
trên 1 km.
Phải đo ít nhất 2 lần từ các cọc mốc khác nhau để giảm sai số. Trong số đo đạc cần
ghi rõ điều kiện đo: thời tiết, nhiệt độ khí quyển v.v
Các vị trí đặt mia đợc đánh dấu sơn đỏ và ghi chú trong bản vẽ cũng nh bản thuyết
minh công tác cao đạc.
Các dàn chủ đợc cao đạc ở mạ dàn thợng lu cũng nh dàn hạ lu. Mia phải đợc
đặt tại các vị trí tơng ứng của mọi nút đ đợc đánh dấu trớc bằng sơn. Ví dụ: cùng đặt
mia lên các tấm nằm ngang của bản cách các dầm ngang sát bản nút dàn.
Các tấm bê tông cốt thép đợc cao đạc ít nhất tại 3 mặt cắt đặc trng (giữa nhịp, trên
gối). Trong mỗi mặt cắt phải cao đạc 2 điểm bên phía thợng lu và phía hạ lu.
Nếu tại các chỗ dự định dặt mia trên kết cấu nhịp thép mà số lợng tấm bản thay đổi
khác nhau hoặc có bản đệm khác nhau thì phải ghi chú để xử lý kết quả đo sẽ qui đổi theo
cùng một mức chuẩn.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 11/147

Phải cao đạc mọi dàn chủ, dầm phần xe chạy, bệ kê gối, đỉnh 2 ray chính ở các điểm
đặc trng đ chọn trớc.
Kết quả cao đạc phải đợc vẽ thành bản vẽ trắc dọc. Có thể vẽ chập từng cặp các bộ
phận giống nhau của phía hạ lu và phía thợng lu để phân biệt nhận xét sự biến dạng của
kết cấu.
Căn cứ vào trắc dọc và mặt bằng đ đo vẽ đợc có thể đa ra các nhận xét trên cơ sở
những gợi ý sau đây:
- Hình dạng đều đặn của trắc dọc có độ vồng xây dựng chứng tỏ là kết cấu nhịp có
chất lợng tốt.
- Hình dạng nhấp nhô, gy khúc của trắc dọc có thể do sai sót lúc thi công, chế tạo và
lúc lắp dựng kết cấu nhịp, hoặc do biến dạng quá mức trong quá trình khai thác cầu.
- Nếu có các tài liệu đo vẽ cũ tơng tự thì phải so sánh để xem có sự chênh lệch quá
lớn giữa các lần đo thì cần tìm nguyên nhân và đề xuất cách khắc phục. Nếu chênh lệch ít
cũng cần phân tích nguyên nhân và đánh giá khả năng khai thác cầu liên tục.
1.2.2.2 Đo vẽ mặt bằng.
1.2.2.2.1 Đo vẽ mặt bằng kết cấu nhịp.
Để đo vẽ mặt bằng kết cấu nhịp và đờng ray trên đó cũng nh của mố trụ và đờng
đầu cầu, phải dùng máy kinh vĩ có sai số không quá 15, thớc thép, máy đo dài kiểu ánh
sáng
Quy ớc đo trục dọc kết cấu nhịp là đờng đi qua điểm của hai dầm ngang hai đầu
nhịp.
Mặt bằng của kết cấu nhịp thờng đợc vẽ theo các vị trí tâm nút dàn ở độ cao có mặt
phẳng phần xe chạy. Khi có điều kiện nên đo cả mặt bằng của hai mặt phẳng biên trên và
biên dới của dàn. Từ đó sẽ phân tích mức độ biến dạng ngang của kết cấu dới tác dụng
cuả tĩnh tải.
Sau khi đo vẽ mặt bằng dàn chủ nếu phát hiện thấy các lỗ sai lệch đột ngột của các
nút dàn riêng lẻ nào đó có với vị trí thiết kế của nó thì cần kiểm tra kỹ bổ sung ngay về tình
trạng hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang của dàn chủ.
Khi kiểm tra phát hiện các sai lệch lớn của vị trí các bộ phận kết cấu nhịp trên mặt

bằng thì cần kiểm toán ảnh hởng của các sai lệch đó đến điều kiện chịu lực (sự quá tải)
của các bộ phận kết cấu. Riêng đối với cầu dàn có đờng xe chạy dới thì phải kiểm tra
thêm về khổ giới hạn thông xe.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 12/147

1.2.2.2.2 -Đo vẽ mặt cắt mố trụ, đờng đầu cầu.
Yêu cầu đo vị trí các điểm đặc trng để có thể vẽ đúng hình dạng thực tế cơ bản của
từng mố trụ trên mặt bằng.
Khi đo vẽ cần đối chiếu với các hồ sơ lu trữ để nhận xét. Đối với đờng đầu cầu chỉ
cần vẽ sơ hoạ và mô tả nếu có đờng cong.
1.2.2.3 - Đo vẽ các mặt cắt ngang của các bộ phận kết cấu.
Đối với các bộ phận kết cấu bằng thép, đặc biệt là dàn thép, phải đo đạc kích thớc
mặt cắt ngang thực tế của các bộ phận chịu lực: các thanh dàn chủ, dầm dọc, dầm ngang,
hệ liên kết, gối cầu v.v Chú ý ghi rõ chiều dày thép còn lại sau khi bỏ phần rỉ.
Trờng hợp có đủ hồ sơ cũ thì chỉ cần đo đạc một số bộ phận nghi ngờ hoặc bị rỉ
nặng cần kiểm tra xem xét kết cấu thực có giống với kích thớc trong hồ sơ cũ hay không.
Nếu chúng giống nhau về cơ bản thì không cần đo tỉ mỉ.
Dụng cụ đo là thớc thép, thớc cặp, các thớc đo khe hở, dây dọi, ê-ke thép.
Đối với kết cấu nhịp bằng bê tông, đá xây, bê tông cốt thép chỉ cần đo tại các mặt cắt
đặc trng đại diện,nhng ít nhất cũng phải đo ở mặt cắt giữa nhịp, mặt cắt 1/4, mặt cắt gối.
Ngoài ra cần phải đo ở mặt cắt nào đó h hỏng đến mức có thể ảnh hởng xấu đến năng lực
chịu tải của kết cấu.
Đối với bộ phận bằng thép đ bị cong phải dùng 1 dây thép căng thẳng giữa 2 đầu bộ
phận đó rồi đo khoảng cách từ điểm đặc trng trên đoạn cong vênh đến dây thép căng đó.
Kết quả đo để phục vụ cho việc tính toán lại bộ phận này.
Sai số đo cho phép nh sau:
+ Đối với kết cấu thép 0,5mm.
+ Đối với kết cấu đ xây, bê tông cốt thép 0,5cm.

Phải đo ít nhất hai lần lặp, nếu không đạt sai số nói trên thì phải đo lại lần ba theo xác
suất thống kê.
Kết quả đo phải đợc thể hiện trên các bản vẽ chi tiết, có kèm theo lời chú thích cần
thiết.
Những chỗ sai lệch lớn về kích thớc cong vênh phải đợc đánh dấu bằng sơn đỏ lên
kết cấu và ghi rõ trên bản vẽ.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 13/147

1.2.2.4. Nội dung cơ bản của các bản vẽ kết quả đo đạc.
1.2.2.4.1. Bản vẽ bố trí chung mặt đứng cần thể hiện rõ.
- Dạng kết cấu nhịp thép, bê tông cốt thép, đá xây, bê tông v.v
- Dạng mố trụ.
- Mặt cắt lòng sông có thể hiện lỗ khoan địa chất( nếu có ).
Các kích thớc chủ yếu:
- Chiều dài toàn cầu
- Chiều dài kết cấu nhịp của mỗi nhịp.
- Chiều dài nhịp tính toán của mỗi nhịp.
- Khẩu độ thoát nớc.
- Chiều cao các thanh đứng của dàn.
- Cao độ đỉnh dầm dọc ở 2 đầu, sát với dầm ngang của mỗi khoan dàn chủ.
- Cao độ tại các điểm mạ hạ (hoặc mạ thợng ) của dàn thợng lu và dàn hạ lu
(ở hai đầu dầm ngang sát bản nút dàn).
- Cao độ đỉnh ray tại các điểm phía trên các dầm ngang.
- Cao độ tìm gối ở cao độ kê gối.
- Cao độ các đỉnh mũ mối, trụ, độ dốc ở đó.
- Cao độ đỉnh tờng trớc và đỉnh tờng cách mố.
- Cao độ vai đờng hai đầu cầu.
- Cao độ định chóp nón hai mố.

- Chiều dài mố.
- Độ dốc nón hai mố, vị trí chân nón mố.
- Cao độ mức nớc cao nhất, thấp nhất trong ngày điều tra.
- Cao độ mức nớc lũ cao nhất lịch sử.
- Loại ray, loại tà vẹt trên cầu.
- Ghi chú về mốc cao đạc và các cọc mốc định vị đ dùng để đo đạc.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 14/147

6000
5x500
1290
7x500
1210
Điểm đầu đoạn cong Điểm cuối đoạn cong
Hình 1.2. Ví dụ cách đo thanh bị cong vênh
1.2.2.4.2. Bản vẽ bố trí chung mặt bằng.
Yêu cầu thể hiện:
- Sơ họa đờng ray hai đầu cầu, trên cầu, đờng công hay đờng thẳng.
- Đờng tim dọc hai mố.
- Đờng tim gốc ( dọc cầu ) lấy đờng tim hai mố làm chuẩn để so sánh.
- Đờng tim các dầm dọc.
- Đờng tim các dàn chủ (mạ hạ và mạ thợng ).
- Đờng tim hai ray.
- Sơ hoạ dàn chủ, dầm dọc, dầm ngang, dầm dọc cụt, hệ liên kết dọc.
1.2.2.4.3. Bản vẽ mặt cắt ngang các kết cấu nhịp.
Yêu cầu thể hiện:
- Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp ở vị trí đầu kết cấu nhịp và giữa kết cấu
nhịp, vị trí có chốt của nhịp đeo.

- Khoảng cách hai dàn chủ, bề rộng thanh đứng, bề rộng các thanh biên dàn,
khoảng cách các dầm dọc.
- Đối với kết cấu nhịp bê tông cốt thép, đá xây, bê tông cũng phải vẽ mặt cắt đại
diện đ nêu ở mục 2.4.3.2.
1.2.2.4.4. Các bản vẽ cấu tạo và kích thớc chi tiết của các bộ phận kết cấu nhịp.
Cần vẽ riêng biệt dàn nhủ thợng lu và dàn nhủ hạ lu, bao gồm: Mọi thanh dàn, qui
cách các thép hình, thép bản, dạng mặt cắt tổ hợp của chúng,vị trí các chi tiết thép bị cắt
đứt, vị trí và qui cách kích thớc các bản phủ nối( thép góc nối ),cự ly kết quả điều tra
bằng cách đục rnh thăm dò hoặc dùng máy nội soi, nếu có hồ sơ lu trữ cũng cần ghi rõ).
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 15/147

Cần thể hiện đủ các hình vẽ trên mặt chiếu đứng, mặt bằng và mặt cắt ngang của các
bộ phận sao cho đủ cần hco tính toán và đánh giá năng lực chịu tải của chúng.
Đối với các thanh trong hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang cũng cần đo vẽ nh đối
với các thanh dàn chủ nhng có thể với mức độ sơ sài hơn.
1.2.2.4.5 Bản vẽ gối.
Yêu cầu thể hiện:
- Kích thớc chi tiết mặt bằng các thớt gối
- Chiều dày của thớt gối.
- Chiều dài và đờng kính thớt gối
- Chiều dài và đờng kính các con lăn.
- Số lợng và khoảng cách giữa các con lăn, bề rộng con lăn cắt vát ( nếu có ).
- Cấu tạo gối cao su - thép ( nếu có ).
- Các kích thớc của các bệ kê gối.
1.3. Bảo dỡng mặt cầu và đờng đầu cầu.
Quy ớc coi việc kiểm tra bảo dỡng mặt cầu có liên quan đến các bộ phận kết cấu
sau:
- Các lớp phủ phần xe chạy cầu ô tô.

- Các kết cấu, ray, tà vẹt, phụ kiện, ba lát của cầu đờng sắt.
- Các hệ thống thoát nớc mặt cầu ( ống nớc ).
- Vỉa hè, lan can, rải phân cách, rải bảo vệ.
- Các cột đèn trên cầu và đờng đầu cầu.
- Các khe biến dạng.
- Các bản quá độ
- Các biển báo cho giao thông trên cầu và giao thông đờng thuỷ dới cầu.
Hầu hết các cầu ở Việt Nam đều có h hỏng ở ống thoát nớc và khe biến dạng. Tình
trạng đất, rác làm tắc ống và bịt kín khe biến dạng là nguyên nhân chính, mặt khác về thiết
kế vẫn cha chú ý đúng mức. Do ống nớc hỏng nên nớc ngấm đọng gây ra suy thoái bê
tông mặt cầu và bê tông dầm, gây rỉ nặng cho các bộ phận dầm thép làm giảm độ bền và
tuổi thọ cầu. Đặc biệt ở các cầu BTCT cũ của đờng sắt, nớc đọng trong máng ba lát lâu
ngày suy thoái nặng cho bê tông.
H hỏng phổ biến nữa trên các cầu đờng bộ và các lớp phủ mặt cầu bị bong tróc,
mất hết độ dốc ngang thoát nớc mặt cầu, gây ra các hóc lóm chứa nớc mà không đợc
sửa chữa kịp thời khiến cho các h hỏng ngày càng phát triển rộng ra và nặng thêm đến lúc
buộc phải sửa chữa thì chi phí sửa chữa cao.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 16/147

Do cấu tạo không hợp lý và không đợc bảo dỡng thờng xuyên nên các khe biến
dạng thờng bị đất lấp kín khiến cho không thể hoạt động bình thờng đợc nữa. Mặt khác,
nớc ma ngấm qua khe biến dạng xuống đầu kết cấu nhịp gây rỉ nặng cho các đầu dầm
thép và bộ phận gối cầu bên dới nó.
H hỏng chủ yếu ở các vỉa hè trên cầu là vỡ các bản BTCT lắp ghép quá mỏng, h
hỏng lớp phủ trên mặt vỉa hè. ở những cầu cho nớc thoát qua dới gầm vỉa hè còn có tình
trạng nớc ngấm tràn lan gây ẩm và suy thoái bê tông của bản cánh trên của dầm chủ, thậm
chí có cây cỏ mọc dới gầm vỉa hè.
Các cột lan can ở các cầu cũ thuộc phạm vi miền Bắc thờng đợc thiết kế có kích

thớc nhỏ nhẹ. Vì vậy, không chịu đợc các lực đẩy ngang lớn do xe va quệt. Loại cột lan
can lắp ghép có liên kết hàn ở chân cột vào bản thép chờ có thể bị gy do rỉ ở liên kết đó.
Hệ lan can ở cầu cũ miền Nam do đợc thiết kế to hơn theo tiêu chuẩn của Mỹ nên
thờng bền vững hơn.
H hỏng chủ yếu ở lan can là gy, hở cốt thép, rỉ nặng các phần thép lộ ra đặc biệt ở
các vùng gần biển.
Công việc bảo dỡng mặt cầu nói chung đơn giản là làm vệ sinh, thông và sửa các
ống nớc, và sửa kịp thời các ổ gà trên mặt cầu ô tô, siết lại các ốc và phụ kiện liên kết ray
của cầu ô tô, siết lại các ốc và phụ kiện kết các kết ray của đờng sắt v.v
Cần chú ý phát hiện các vết nứt có quy luật và dài dọc cầu trên lớp phủ nhựa của cầu
ô tô với các nhịp dầm BTCT dự ứng lực kiểu Mỹ có mới nối bằng cốt thép dự ứng lực
ngang. Đó là biểu hiện của tình trạng đứt cáp dự ứng lực ngang. Cần xem xét kỹ và sửa
chữa kịp thời.
1.4. Điều tra h hỏng chung của kết cấu thép và kết cấu liên
hợp thép - BTCT.
Công tác điều tra bao gồm các công việc sau:
+ Kiểm tra hoặc đo vẽ lại bản vẽ các bộ phận cầu (nếu đ mất tài liệu gốc) bằng các
máy trắc đạc.
+ Phát hiện và ghi lại các h hỏng, khuyết tật hiện có, nhận xét đặc điểm, kích thớc,
vị trí của chúng, đánh giá tình trạng chịu lực chung của cả cầu theo kinh nghiệm và kiến
thức của ngời điều tra.
+ Xác định cờng độ thực tế của bê tông ở từng bộ phận đặc trng của thép, của cốt
thép.
+ Tìm hiểu cách bố trí cốt thép thực tế trong bê tông.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 17/147

Các h hỏng, khuyết tật của kết cấu nhịp thép đợc phân nhóm theo các dấu hiệu sau:
- Dạng bề ngoài của h hỏng.

- Tốc độ phái triển h hỏng cho đến lúc phái hiện kết cấu.
- Mức độ nguy hiểm của h hỏng.
- Vị trí của h hỏng.
- Sự phân bố các h hỏng (mật độ xuất hiện của chúng).
1.4.1. Nhận dạng các h hỏng.
Theo dạng bề ngoài của h hỏng, cần phân biệt:
- Sự lỏng các đinh tán, đứt đầu mũ đinh tán
- H hỏng mỏi, thể hiện qua các vết nứt trong các bộ phận.
- Rỉ thép.
- Mất ổn định cục bộ hoặc ổn định chung của các bộ phận riêng lẻ hoặc các phần
của chúng.
- Các vết nứt.
- Cong vênh, biến dạng về hình dạng các bộ phận kết cấu.
Theo tốc độ phát triển đến giai đoạn nguy hiểm, cần phân biệt:
- Các h hỏng phát triển 1 cách tức thời đột ngột ( các vết nứt khi phá hoại dàn;
sự mất ổn định và v.v )
- Các h hỏng phát triển nhanh( ví dụ các vết nứt do mỏi).
- Các h hỏng phát triển dần dần (lỏng bu lông, lỏng đinh tán, rỉ ).

Theo mức độ nguy hiểm của h hỏng, cần phân biệt rỗ các loại:
- H hỏng rất nguy hiểm: đó là các h hỏng có thể gây ra ngừng khai thác cầu
hoặc phá hoại cầu (các vết nứt, mất ổn định các bộ phận riêng lẻ của kết cấu
nhịp v.v ).
- H hỏng cơ bản:các h hỏng mà có thể đột ngột thay đổi tình trạng khai thác
bình thờng của cầu : ví dụ lỏng đinh tán, rỉ nặng v.v ).
- H hỏng ít nguy hiểm: Các h hỏng này làm xấu đi các điều kiện khai thác của
kết cấu, có ảnh hởng xấu ở mức đọ nào đó đến sự phát triển của các h hỏng
khác( ví dụ : sự nghiêng lệch của các con lăn gối cầu ).
Theo tầm quan trọng của bộ phận có h hỏng: Cần điều tra xem h hỏng là ở
bộ phận nào.

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

Page 18/147

- Dầm dọc, dầm ngang.
- Dầm chủ hoặc dàn chủ.
- Hệ liên kết dọc, hệ liên kết ngang.
Theo mức độ phổ biến của h hỏng : cần phân biệt phát hiện.
- H hỏng có tính chất hàng loạt.
- H hỏng thờng xuyên gặp.
- H hỏng ít khi gặp.
Khi điều tra và phân tích h hỏng phải dựa theo các gợi ý sau đây về các
nguyên nhân h hỏng.
- Chất lợng thép xấu.
- Chất lợng chế tạo cấu kiện xấu.
- Các lõi về mặt thiết kế cấu tạo.
- Sự không phù hợp giữa các giả thiết tính toán và điều kiện làm việc thực tế.
- Công tác duy trì bảo dỡng không đợc thực hiện tốt.
- Điều kiện khí hậu khắc nghiệt bất lợi.
- Tải trọng quá tải qua cầu.
- Khổ giới hạn trên cầu cầu không đủ.
- Đặc điểm tác động bất lợi của hoạt tải đoàn tàu.
1.4.2. Điều tra các h hỏng do mỏi.
Phá hoại mỏi xảy ra do sự phát triển dần dần các vết nứt trong thép.
Cần chú ý phát hiện các vết nứt mỏi ở các vùng chịu lực cục bộ, nơi có ứng suất tập
trung lớn nhất.
1.4.2.1. Đối với thanh dàn.
Các h hỏng mỏi nặng nhất thờng xuất hiện trong các thanh chéo gần giữa nhịp của
các loại dàn chủ đinh tán. Tại đó cần tìm vết nứt mỏi đầu từ vùng ứng suất tập trung cao
nhất ở hai mép lỗ hàng đinh thứ nhất và hàng đinh thứ hai đếm từ giữa thanh chéo của dàn.

Thông thờng vết nứt sẽ phát triển theo hớng ngang tới trục dọc của thanh dàn, vết nứt sẽ
qua các lỗ đinh. Đôi khi đầu vết nứt ỏ vị trí khoảng 1/5 đờng kính lỗ đinh dọc theo trục
của thanh chéo, hớng về đầu thanh.
Để điều tra vết nứt mỏi phải kết hợp với việc phát hiện các đinh tán bị hỏng. Sự xuất
hiện vết nứt mỏi luôn luôn đợc báo trớc bằng hiện tợng lỏng đinh tán nối các cấu kiện
đó. Cần chú ý là trong các thanh chéo và thanh đứng có các đinh tán chịu cắt hai mặt thì ít
phát hiện thấy h hỏng mỏi ở liên kết.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 19/147

1.4.2.2. Đối với các thanh của hệ liên kết giữa các dàn chủ nên tìm vết nứt mỏi tại các mép
lỗ đinh liên kết chúng vào bản nút. Lu ý là các h hỏng này làm cho giao động của hệ liên
kết tăng thêm rõ rệt khi tàu chạy qua cầu và ngời điều tra có thể dễ dàng phát hiện.
1.4.2.3. Đối với các dầm hệ mặt cầu cần lu ý rằng h hỏng do mỏi là một trong các h
hỏng phổ biến nhất và phát triển mạnh nhất trong dầm dọc, dầm ngang và hớng liên kết
của chúng với nhau.
Vết nứt thờng gặp là vết nứt ở cánh nằm ngang của thép góc cánh trên của dầm dọc,
nó xuất hiện lúc đầu ở bên dới vệt gần sống thép góc này và phát triển theo sống đó rồi
thay đổi hớng đi ngang với dầm dọc. Hiệu quả là cánh thép góc dới tà vẹt bị cong vênh
rõ rệt. Cần phát hiện các h hỏng nh vậy ở thép góc phía trong và phía ngoài của dầm dọc
có tà vẹt đè lên trên (loại dầm dọc không có tấm bản thép cánh nằm ngang, chỉ có các thép
góc cánh) và ở các thanh biên trên cuả những dàn mà tà vẹt kê trực tiếp lên thanh đó.
Loại vết nứt mỏi cũng xuất hiện ở bản bụng dầm dọc theo hớng nghiêng đi từ mép
lỗ đinh của các hàng đinh thứ 2, thứ 3, thứ 4 (đếm từ đinh dầm dọc xuống) của liên kết dầm
bụng với thép góc nối thẳng đứng. ở đó là hậu quả sự lỏng đinh tán ở liên kết bụng dầm với
thép góc liên kết gây ra ứng suất tập trung cao ở mép lỗ đinh. Khi tải trọng lặp tác dụng
nhiều lần, ở mép lỗ xuất hiện các vết nứt mỏi trong bụng dầm. Do đó, yêu cầu khi đi điều
tra phải lu ý phát hiện.
Đối với kiểu cấu tạo dầm dọc xếp chồng lên trên dầm ngang nên chú ý phát hiện vết

nứt mỏi ở cánh của thép góc cánh trên trong đoạn tựa của dầm dọc lên dầm ngang và đoạn
tựa của dầm ngang lên dầm chủ ( nh ở dàn VN64 ). Cần lu ý đây là kiểu cấu tạo có tuổi
thấp và độ chịu mỏi thấp.
Đối với các dàn liên kết bằng bu lông cờng độ cao cũng nên chú ý phát hiện vết nứt
ở liên kết của dầm dọc với dầm ngang, đặc biệt là khi cấu tạo không có bản gá. Các đinh
tán và bu lông cờng độ cao có thể bị phá hoại ở các hàng đinh, bu lông phía trên và phía
dới của thép góc liên kết với bụng dầm ngang, ở đó đinh bị nhô đầu do mô men uốn tác
dụng trong liên kết.
1.4.2.4. Khi điều tra các kết cấu nhịp hàn và kết cấu nhịp đ đợc tăng cờng bằng hàn
(đặc biệt là hàn và tán trong thời gian chiến tranh) cần lu ý tìm vết nứt do mỏi xuất hiện
trong các mối hàn và trong thép cơ bản quanh đó, đặc biệt là mối hàn ở vùng ứng suất tập
trung cao do ngoại tải và nơi có ứng suất d do hàn gây ra.
Cũng nên tìm vết nứt mới ở các chỗ có thay đổi đột ngột mặt cắt nh do cắt bớt tập
bản thép, do hàn táp thêm bản thép, do hàn sờn tăng cờng đứng, hàn dầm ngang.
Các vị trí có lỗ thủng, lỗ khoét, các đầu mối hàn là nơi có thể tìm thấy các vết nứt
mỏi
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 20/147

Vết nứt

2
3
1

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

2
3
41

Hình 1.5
.
Vết nứt do mỏi ở thép góc cánh của
dầm dọc
Hình 1.
6
.
Vết nứt do mỏi ở bản cá
1. Bản cá; 2. Dầm ngang;
3. Dầm dọc; 4. Vết nút
1.4.2.5. Đối với bản gá cần tìm vết nứt mỏi do ứng suất pháp quá lớn gây ra bởi mô men
uốn trong liên kết dầm dọc với dầm ngang. Các vết mỏi này thờng gặp ở mép lỗ đinh hàng
thứ nhất hay hàng thứ hai, đếm từ dầm ngang. Biểu hịên báo trớc sự xuất hiện của chúng
là sự lỏng các đinh tán lên bản gá. Nh vậy lúc điều tra cần xem xét toàn diện kết hợp với
việc kiểm tra đinh tán.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 21/147

Hình 1.7. Vết nứt
do mỏi ở thép góc
cánh dới của dầm
ngang
Vết nứt

Hình 1.8. Vết nứt do mỏi ở thép góc đứng liên kết dầm dọc với dầm ngang
1. Dầm dọc; 2. Dầm ngang; 3. Vết nứt
1.4.2.6. Đối với thép góc cánh dới và giữa bụng dầm dọc cũng cần phát hiện vết nứt mỏi
từ mép lỗ đinh hoặc ở vùng tập trung ứng suất pháp mà có hiện tợng rỉ rõ rệt hoặc các h
hỏng về mặt cơ học.
1.4.2.7. Đối với thép góc đứng liên kết dầm dọc với dầm ngang nên tìm vết nứt mỏi ở góc
của nó, đặc biệt là không có bản gá hoặc bản gá quá yếu. Nguyên nhân vết nứt mỏi này là
do thép góc liên kết bị truyền lực dọc quá lớn từ các dầm dọc đến trong khi các dầm dọc
làm việc chung với các thanh biên của dàn chủ. Một nguyên nhân khác là do mô men uốn
lớn ở chỗ liên kết với dầm ngang.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 22/147

Đối với kết cấu nhịp dài trên 80m nên tìm thêm các vết nứt mỏi trong thép góc cánh
dới của dầm ngang nhiều nhịp. Nguyên nhân cơ bản của nứt là do quá tải về mức độ làm
việc chung của dầm hệ mặt cầu với thanh biên dàn chủ. Hiện tợng này thờng gặp ở các
kết cấu nhịp nào không có chỗ cắt đứt dầm dọc.
Khi điều tra cần lu ý là trong các thanh đứng của dàn và các cấu kiện khác chịu tải
trọng cục bộ thì mức tăng của các h hỏng mới sẽ nhanh hơn so với dầm ngang. Nh vậy,
khi điều tra xét khả năng cho đoàn tàu nặng qua cầu cần phải lu ý rằng càng tăng tải trọng
trục xe thì càng làm giảm tuổi thọ của các cấu kịên chịu tải trọng cục bộ.
1.4.2.8. Dấu hiệu bề ngoài để dễ nhận biết về nút mỏi là các dấu hiệu rỉ màu nâu đen và lớp
rạn nứt của lớp sơn phủ.
Có thể dùng máy dò siêu âm, máy Rơn ghen và máy dò kiểu từ điện để dò các vết nứt
rạn này.
Trong điều kiện thì sát có thể dùng các dụng cụ đơn giản: Trên đoạn mà quan sát
thấy nghi ngờ thì cần cạo sạch hơn vào vết rỉ, đánh sạch bằng giấy nhám rồi bôi nhanh
dung dịch 10-15% axit nitoric lên bề mặt, sau đó rửa bề mặt bằng nớc, làm khô rồi dùng

kính lúp phóng đại để tìm và dò vết nứt. Đôi khi có thể dùng đục nhỏ, sắc để bạt đi một lớp
phôi mỏng trên bề mặt dọc theo đờng nứt lờ mờ để phát hiện kỹ hơn. Cũng có thể dò theo
đờng nứt với một mũi kim nhọn cứng.
Có thể dùng dung dịch chất nhờn màu đỏ dò vào vùng nghi ngờ, dung dịch này sẽ
thấm sâu vào và đi lan theo vết nứt, giúp cho ngời điều tra dễ phát hiện vết nứt hơn.
1.4.3. Điều tra các h hỏng do rỉ.
1.4.3.1. Cần phân biệt hai dạng rỉ là :
- Rỉ bề mặt: Vết rỉ phân bố tơng đối đồng đều trên bề mặt cấu kiện thép.
- Rỉ cục bộ: Vết rỉ xuất hiện cục bộ và thờng phát triển sâu.
Loại rỉ bề mặt thờng có chủ yếu ở thanh biên dàn chủ và bản cánh các dầm dọc,
dầm ngang, các thanh của hệ liên kết giữa các dàn chủ hoặc giữa các dầm dọc.
Cần phát hiện các vết rỉ cục bộ ở các cấu kiện phần xe chạy. Đối với dầm dọc nên tìm
vết rỉ cục bộ ở bản nằm ngang cánh trên hoặc cánh nằm ngang của thép, góc cánh trên tại
chỗ chúng tiếp xúc với tà vẹt. Nơi đó lớp sơn thờng bị hỏng sớm và có độ ẩm lu cữu.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 23/147

1.4.3.2. Đối với các kết cấu nhịp có đờng xe chạy trên: Các thanh và nút dàn này thờng
bị nhiễm rác bẩn và bị rỉ nặng hơn so với các kết cấu nhịp có đờng xe chạy dới( cùng có
mặt cầu trần).
Trong kết cấu nhịp chạy dới có mặt cầu trần thì các bộ phận ở thấp hơn mặt xe chạy
thờng bị rỉ nặng hơn và phải kiểm tra kỹ.
1.4.3.3. Trong các nút của hệ liên kết dọc nối với thanh biên dàn chủ và với dầm dọc
thờng bị rỉ do bẩn rác đất. Cần điều tra mức độ rỉ của các dầm ngang theo các vị trí thờng
xuất hiện là:
- ở bản cánh và bản cánh dới trên đoạn nối dầm ngang với bản nút nằm ngang của
hệ liên kết dọc giữa hai dàn chủ.
- ở bên dới vị trí ống nớc thải từ toa tàu.
Đôi khi tại các vị trí đó có vết rỉ ăn thủng hết độ dày bản thép.

1.4.3.4. Trong kết cấu có bớc đinh tán liên kết lớn hơn 160-200 mm thì giữa các bộ phận
không đợc liên kết chặt chẽ khiến cho rỉ dễ dàng xuất hiện và phát triển, đôi khi rỉ nặng
đến mức các sản phẩm rỉ trơng nở ra làm cong phình một số đoạn chi tiết thép góc, làm
đứt đầu đinh tán.
Khi điều tra cần tìm và mô tả loại h hỏng nói trên.
1.4.3.5. Trong các kết cấu nhịp dàn chạy dới cấn xem xét phát hiện các vết rỉ ở các thanh
của hệ liên kết dọc trên giữa hai dàn chủ. Nguyên nhân có thể là do khói của đầu máy có
chứa các chất ăn mòn.
Cần lu ý sự phát triển của rỉ trên các bề mặt tiếp xúc có thể ăn mòn làm mủn các cấu
kiện đợc nối với nhau. Nguyên nhân là do các sai sót về cấu tạo ở các loại dàn cũ nh các
khe hở quá nhỏ, có các hốc lóm chứa rác bẩn và đọng nớc, bớc đinh quá dài.
Đối với các loại dàn cũ có các thanh chéo bằng thép hoặc thép góc mà đầu của chúng
kép hai bên sờn đứng của thanh biên dàn thờng bị rỉ ở chỗ nối vào sờn đứng đó.
H hỏng rỉ loại này có thể tìm thấy ở các thanh biên dới của dàn chủ, ở đó trong các
tập bản thẳng đứng có các đinh tán cách xa nhau và trong thanh chéo của hệ liên kết dọc
gồm hai thép góc cũng thờng có bớc đinh quá dài. Các dàn Pigcau cũ do Pháp để lại
thờng có vết rỉ này.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 24/147

1.4.3.6 Ghi chép mô tả.
Yêu cầu khi điều tra các chỗ rỉ phải ghi chép, mô tả, thể hiện trên bản vẽ sơ họa, đo
chiều dày bản thép còn lại sau khi đập bỏ lớp rỉ để lấy số liệu phục vụ việc tính lại kết cấu.
Khi cần thiết có thể lấy mẫu sản phẩm rỉ đem về phòng thí nghiệm để phân tích hoá
học.
1.4.4. Điều tra các h hỏng về mặt cơ học và phá hoại dòn.
Các h hỏng cơ học thờng xuất hiện trong thời gian khai thác cầu do tàu xe chạy va
quệt vì khổ giới hạn thiếu. Cũng có thể do lỗi chế tạo và lắp dựng. Có rất nhiều h hỏng cơ
học do bom đạn gây ra trong chiến tranh.

Khi điều tra cần phân biệt các dạng h hỏng cơ học sau đây:
+ Đứt các bộ phận đơn lẻ
+ Cong vênh, méo cục bộ
Các lỗ thủng, vết lóm, vết dập
Phải điều tra kỹ mọi bộ phận có h hỏng cơ hoc. Mức độ nguy hiểm của chúng đợc
đánh giá tuỳ trờng hợp cụ thể theo kích thớc h hỏng, trạng thái ứng suất và sự thay đối
trạng thái ứng suất đó do có h hỏng.
1.4.4.1. Đối với các bộ phận bị va đập phải điều tra kỹ tìm vết nứt ở vùng bị va đập trực tiếp
và vùng bị biến dạng cỡng bức. Trong các bộ phận bị cong vênh thờng có ứng suất d,
nếu có là bộ phận chịu nén mà lại cong vênh thì khả năng chịu lực sẽ giảm nhiều do bị uốn
dọc.
Các chỗ cong vênh đợc đo theo chỉ dẫn ở mục 1.2.2.4.
Nếu đờng tên của chỗ cong vênh ỏ cấu kiện bị nén lớn hơn 1/7 bán tính quán tính
mặt cắt trong mặt phẳng cong vênh, còn trong cấu kiện bị kéo mà đại lợng nói trên lớn
hơn 1/10 chiều cao mặt cắt thì phải tính toán lại xem có cho phép để nguyên sự công vênh
mà vẫn cho thông xe hay không. Nếu không đợc thì cần kiến nghị về việc tăng cờng sửa
chữa và theo đặc biệt ngay.
1.4.4.2. Cần đặc biệt lu ý các thanh bị nén ở mặt cắt tổ hợp mà bị h hỏng cong vênh đồng
thời ở hệ thanh giằng, bản giằng giữa các nhánh của cấu kiện. Phải tính toán lại ngay và
nếu phải gia cố ngay.
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm định, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 25/147

1.4.4.3. Các h hỏng do phá hoại dòn rất ít gặp ỏ nớc ta vì không có nhiệt độ ẩm nhng
khi điều tra các kết cấu thép đợc hàn nối hoặc hàn vá có thể phát hiện vết nứt do công
nghệ hàn kém chất lợng, đặc biệt là do dùng thép hình, thép bản chế tạo từ loại thép sôi
của Liên Xô (cũ ). Loại thép này không chịu hàn. Sự phá hoại dòn xảy ra là do phát triển
tức thời các biến dạng dẻo không thể hiện rõ rệt.
1.4.5. Đối với dầm thép liên hợp bản bê tông cốt thép.

Khi điều tra dầm thép liên hợp bê tông cốt thép, ngoài ra các vấn đề giống nh đối
với dầm thép, cần điều tra trạng thái liên kết giữa bản bê tông cốt thép với thép, các chỗ nứt
vỡ, nhũ vôi ở bề mặt đáy bản bê tông cốt thép và các h hỏng khác.
Đối với các dầm có chiều cao lớn, có thể xuất hiện các chỗ phình cong ở bản bụng do
biến dạng hàn khi chế tạo. nếu điều tra thấy đờng tên của phình này lớn qua 15-20mm thì
làm thêm các sờn tăng cờng ngang.
1.5. Điều tra các h hỏng chung của các kết cấu nhịp bằng bê
tông, đá xây, bê tông cốt thép.
Các dạng h hỏng thờng gặp cần phải điều tra là: Các vết nứt rạn, sứt vỡ bê tông,
bong lớp bê tông bảo hộ cốt thép, rỗ bề mặt bê tông, hỏng lớp cách nớc v.v
Trong kết cấu bê tông cốt thép thờng, cần tìm vết nứt ở vùng chịu kéo khi ứng suất
lón hơn cờng độ tính toán của bê tông, lu ý rằng độ rộng vết nứt là 0,2mm là đ đợc qui
trình thiết kế cho phép.
Các vết nứt trong dầm bê tông cốt thép dự ứng lực cần lu ý hơn, đặc biệt dầm có cốt
thép dự ứng lực dạng bó sợi thẳng, bó sợi xoắn, sợi đơn hoặc cáp.
Nói chung vết nứt dầm bê tông cốt thép đều làm giảm năng lực chịu tải. Ví dụ các vết
nứt xiên trong bụng dầm hay vết nứt dọc ở chỗ tiết giáp bụng dầm với đáy bản ngang ba
lát.
Phải phân tích các vết nứt đ phát hiện đợc để xác định ảnh hởng đến năng lực chịu
tải và tuổi thọ của kết cấu có xét đến khuynh hớng phát triển của chúng.
1.5.1. Phân loại các vết nứt ( hình 1.9)
1.5.1.1.Vết nứt co ngót.
- Thờng xuất hiện trong lớp bề mặt của bê tông do quá trình co gót không đều.