luận chứng lựa chọn biện pháp gia cường lực kháng uốn của cầu dầm bê tông cốt thép thường dựa vào kết quả thực nghiệm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------------------------

NGỤY QUANG MINH

LUẬN CHỨNG LỰA CHỌN BIỆN PHÁP GIA CƯỜNG SỨC
KHÁNG UỐN CỦA CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
THƯỜNG DỰA VÀO KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông
Mã số: 60.58.02.05

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT XÂY
DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Đà Nẵng – Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Cao Văn Lâm

Phản biện 1:
Phó Giáo sư. Tiến sĩ. Nguyễn Phi Lân
Phản biện 2:
Phó Giáo sư. Tiến sĩ. Hoàng Phương Hoa

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên
ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông họp tại trường Đại học Trà Vinh vào

ngày 14 tháng 10 năm 2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa
- Thư viện Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
LỜI CẢM ƠN
Lần đầu tiên, cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến quý Thầy Cô giáo trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà
Nẵng nói chung và quý Thầy Cô trong Khoa Xây dựng Cầu
Đường, trong bộ môn Cầu Hầm nói riêng. Cảm ơn Thầy Cô đã tận
tình dạy dỗ và chỉ bảo tôi trong suốt 2 năm học vừa qua.
Tôi xin bày tỏ sự kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến Thầy
giáo hướng dẫn Tiến sĩ Cao Văn Lâm – người đã định hướng,
giúp đỡ tận tình tôi trong suốt thời gian hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp.
Tôi cũng xin cảm ơn đến quý Thầy Cô làm việc tại phòng Thí
nghiệm Cầu đường và Xây dựng Dân dụng - Công nghiệp đã quan
tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành bài
nghiên cứu.
Trong quá trình thực hiện, do nhiều nguyên nhân khác nhau
nên những thiếu sót là điều khó tránh khỏi. Tôi rất mong sự đóng
góp ý kiến của quý Thầy Cô để đề tài được hoàn thiện hơn và để
tôi vững vàng hơn khi tiếp xúc với công việc sau này.
Lời cuối cùng, tôi xin kính chúc quý Thầy Cô luôn mạnh khỏe.
Trà Vinh, ngày

tháng năm 2017

Học viên thực hiện

Ngụy Quang Minh


2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp do tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn của Tiến sĩ Cao Văn Lâm là đề tài làm mới, không sao
chép hay trùng với đề tài nào đã thực hiện, chỉ sử dụng những tài
liệu tham khảo đã nêu trong báo cáo.
Các số liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Nếu sai, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Học viên thực hiện

Ngụy Quang Minh


3

LUẬN CHỨNG LỰA CHỌN BIỆN PHÁP GIA CƢỜNG
SỨC KHÁNG UỐN CỦA CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT
THÉP THƢỜNG DỰA VÀO KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Học viên: Ngụy Quang Minh.
Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông
Mã số: 60.58.02.05. Khóa: K31.XGT. Trường Đại học Bách
khoa - ĐH Đà Nẵng
Tóm tắt - Để giải quyết vấn đề giữ vững hoặc nâng cấp trạng
thái kỹ thuật của mạng lưới cầu bê tông cốt thép thường trên hệ

thống đường bộ của tỉnh Trà Vinh nói riêng hoặc cả nước nói
chung trong điều kiện nguồn ngân sách hạn hẹp như hiện nay
thì việc nghiên cứu các biện pháp gia cường cầu đang là nhu
cầu rất cấp thiết. Trong thực tế thì hiện nay cũng đã sử dụng
nhiều biện pháp để gia cường cầu như: sử sụng cáp dự ứng lực
căng ngoài, dán các vật liệu tăng cường khả năng kháng uốn,
mở rộng tăng cường tiết diện chịu uốn…Tuy nhiên, biện pháp
tăng cường thì có nhiều nhưng sử dụng biện pháp nào là tối ưu
nhất: hiệu quả về kinh tế, hiệu quả về sức kháng hay ưu điểm
về biện pháp thi công cũng như khả năng bảo dưỡng trong
tương lai… thì chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Cho nên với sự
phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay (các loại vật liệu mới
được chế tạo (tấm sợi composite, keo, công nghệ thi công
mới…)) thì tác giả thực hiện nghiên cứu về các biện pháp gia
cường trên mô hình thực nghiệm nhằm đánh giá được biện
pháp gia cường nào là hiệu quả nhất, tối ưu nhất…Để trong
tương lai khi cần gia cường kết cấu thì ta sẽ có ngay kết quả
nên sử dụng biện pháp nào là phù hợp, là đạt hiệu quả cao nhất.
Từ khóa - biện pháp gia cường; bê tông cốt thép thường; tấm


4
sợi composite; thực nghiệm; cầu.
SUBSTANTIATION CHOOSES THE METHOH OF
STRENGTHENING BENDING RESISTANCE ABILITY
FOR REINFORCED CONCRETE BEAM BRIDGES
GENERALLY BASE ON EXPERIMENTAL RESULTS
Abstract - To maintain or upgrad technical status of reinforced
concrete beam bridge generally network of the road system in
Tra Vinh Province in particular and nationwide in general in

the current limited budget conditions, it is very urgent to study
bridge reinforcement measures. In fact, a number of measures
have been taken to strengthen the bridge, such as, the use of
external pre-stressed cables, insertion of materials to improve
bending resistance ability, expansion to increase bending
section, etc. However, the question “what is the most effective
measure for economic efficiency, resistance efficiency or
advantages of method statement as well as maintenance ability
in the future?” has not been thoroughly studied and answered.
Therefore, to find the solution to the problem, based on the
development of current engineering technology (new materials
have been made (composite fiber glasses, glue, new
construction technologies, etc)), The author undertakes this
study on strengthening measure in experimental models to
evaluate which is the most effective and optimal method. The
purpose of this study is that when it is necessary to strengthen
the structure in the future, we will immediately find the most
appropriate and effective measure.
Key words - Reinforcement measures; Reinforced concrete;
Composite fiber; experiment; bridge.


5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTCT
: Bê tông cốt thép
DƯL
: Dự ứng lực
TCTD
: Tăng cường tiết diện

FRP
: Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu Polime)
GFRP
: Glass Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu Polime sợi
thủy tinh)
CFRP
: Cacbon Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu Polime
sợi cacbon)
AFRP
: Aramid Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu Polime
sợi aramid)
TCN
: Tiêu chuẩn ngành
TTGH CĐ : Trạng thái giới hạn Cường độ
TTGH SD : Trạng thái giới hạn Sử dụng


6
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Với việc phát triển nhanh chóng hiện nay của các ngành khoa
học kỹ thuật, công nghệ dẫn đến những nhu cầu về kinh tế, văn
hóa, xã hội… cũng tăng theo. Bên cạnh việc đáp ứng kịp những
nhu cầu đó thì việc xây dựng, phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật,
giao thông, vận tải… là hết sức cần thiết.
Để phát triển mạng lưới hạ tầng giao thông, song song với việc
xây dựng mới thì việc duy trì sửa chữa các công trình cũ phải
được chú trọng phù hợp với định hướng phát triển hạ tầng giao
thông. Hằng năm, luôn có rất nhiều nguồn ngân sách để phục vụ
cho việc này, tuy nhiên vẫn chưa đủ để đáp ứng cho số lượng lớn

cầu cũ ở nước ta.
Trước thực trạng đó, việc nghiên cứu lựa chọn biện pháp gia
cường sức kháng uốn của cầu dầm bê tông cốt thép thường dựa
vào kết quả thực nghiệm nhằm nâng cao khả năng chịu tải của
cầu cũ đặc biệt là cầu bê tông cốt thép thường ở nước ta hiện nay
là rất cần thiết bởi số lượng cầu bê tông cốt thép thường chiếm tỉ
lệ khá lớn và giải quyết được bài toán giữ vững trạng thái kỹ
thuật của mạng lưới cầu trên đường ô tô trong điều kiện nguồn
ngân sách hạn hẹp như hiện nay.
2. Đối tƣợng nghiên cứu:
- Các công trình cầu bê tông cốt thép thường.
- Các loại tấm sợi composite, keo Sikadur, keo Epoxy.
- Các công nghệ gia cường công trình cầu.
3. Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu biện pháp và công nghệ gia cường.
- Tính toán gia cường sức kháng uốn.
- Kiểm chứng bằng thực nghiệm khi gia cường bằng sức kháng


7
uốn.
- Giá thành của các biện pháp gia cường.
4. Mục tiêu nghiên cứu:
- Tính toán sức kháng bằng lý thuyết tính toán.
- Nghiên cứu sự làm việc đồng thời của vật liệu gia cường và
bê tông cốt thép.
- Kiểm chứng hiệu quả gia cường bằng mô hình thực nghiệm.
- Đánh giá hiệu quả về kinh tế, hiệu suất, điều kiện phát triển
trong tương lai.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu:

Tính toán gia cường cho công trình cầu bê tông cốt thép thường
thực tế, sau đó quy đổi về mô hình dầm thực nghiệm tương đương
thông qua độ cứng. Trên mô hình dầm thực nghiệm này, tác giả
tiến hành:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết.
- Nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm.
- So sánh, đánh giá hiệu quả nghiên cứu.
6. Kết cấu của đề tài:
Chƣơng 1: Tổng quan về các biện pháp gia cƣờng sức
kháng uốn
1.1. Tổng quan về cầu bê tông cốt thép thường
1.2. Các biện pháp gia cường của cầu cũ hiện nay
1.3. Xu hướng áp dụng của các biện pháp gia cường
1.4. Những vấn đề còn gặp phải của công tác sửa chữa, gia
cường cầu
1.5. Lý do chọn đề tài, mục tiêu của đề tài
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết
2.1. Phương pháp tính toán truyền thống
2.2. Bài toán quy đổi và tính toán dầm thực tế


8
2.3. Tính toán gia cường dầm thực tế
2.4. Tính toán dầm thực nghiệm bằng phương pháp truyền
thống
2.5. Kết luận
Chƣơng 3: Luận chứng lựa chọn biện pháp gia cƣờng từ
kết quả thực nghiệm
3.1. Kết quả thực nghiệm
3.2. So sánh và đánh giá hiệu quả các phương pháp gia cường

3.3. Kết luận
Kết luận và kiến nghị


9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC BIỆN PHÁP GIA
CƢỜNG
SỨC KHÁNG UỐN
1 1 Tổng quan về cầu bê t ng cốt th p thƣờng:
1 2 Các biện pháp gia cƣờng của cầu c hiện nay:
1.2.1. Gia cường bằng căng cáp DƯL ngoài:
1.2.2. Gia cường bằng bản thép:
1.2.3. Gia cường bằng vật liệu Composite:
1.2.4. Gia cường bằng tăng cường tiết diện:
1 3 Xu hƣớng áp dụng của các biện pháp gia cƣờng:
Hiện nay có nhiều biện pháp gia cường như căng cáp DƯL
ngoài, công nghệ dán bản thép, công nghệ dán vật liệu composite
hay gia cường bằng phương pháp dùng trụ tạm, tăng cường tiết
diện…Song nhìn chung trên hệ thống giao thông đường bộ ở nước
ta, các công trình cầu đã, đang và sắp sửa chữa, gia cường thì xu
hướng áp dụng các biện pháp gia cường như sau: biện pháp gia
cường bằng cách TCTD hiện nay ít được áp dụng trong cầu BTCT
thường bởi những nhược điểm của nó. Biện pháp gia cường bằng
cách sử dụng bản thép vẫn còn được sử dụng tương đối. Song để
đáp ứng công nghệ ngày càng hiện đại và yêu cầu ngày càng cao
thì 2 biện pháp gia cường bằng sử dụng vật liệu composite và
căng cáp DƯL được sử dụng ngày càng nhiều.
1 4 Những vấn đề còn gặp phải của c ng tác sửa chữa, gia
cƣờng cầu:
- Tình trạng quản lý các công trình cầu cũ, đặc biệt là các

công trình cầu yếu, hư hỏng chưa rõ ràng, thiếu tính hệ thống,
trách nhiệm của các đơn vị quản lý chồng chéo với nhau. Nhiều
địa phương quản lý lỏng lẻo, kiểm tra không thường xuyên, không


10
có tiêu chuẩn để đánh giá công trình cầu, phương pháp kiểm tra và
kỹ thuật chẩn đoán còn lạc hậu.
- Tình trạng thiếu hụt kinh phí và vốn đầu tư cho công tác duy
tu, sửa chữa.
- Trình độ, kỹ thuật thi công các biện pháp gia cường, sửa
chữa còn nhiều hạn chế, bằng phương pháp thủ công là chủ yếu.
- Lựa chọn các giải pháp gia cường, sửa chữa chưa thực sự
hiệu quả.
1 5 Lý do chọn đề tài, mục tiêu của đề tài:
Trước thực trạng có nhiều biện pháp gia cường như trên
nhưng việc sử dụng biện pháp gia cường nào để đạt hiểu quả tốt
nhất thì chưa có sự nghiên cứu kỹ. Trước đây cũng có nhiều đề tài
nghiên cứu về hiệu quả khi tăng cường cầu bằng các biện pháp
nhưng chỉ xem xét trong việc hiệu quả trước và sau khi được gia
cường (chủ yếu về tính toán hiệu quả kỹ thuật qua các thông số
mà chưa xem xét nhiều đến yếu tố kinh tế). Nên tác giả đã thực
hiện nghiên cứu việc sử dụng các biện pháp để gia cường trên mô
hình thực nghiệm, so sánh giữa kết quả thực nghiệm với kết quả
tính toán lý thuyết, kết hợp với giá thành (tác giả xem giá thành
đầu tư là yếu tố then chốt của việc lựa chọn biện pháp gia cường)
tương ứng của các biện pháp, ưu, nhược điểm trong quá trình thi
công, bảo dưỡng của các biện pháp... Từ đó kết luận được biện
pháp gia cường nào là hiệu quả nhất, tối ưu nhất về: kinh tế, hiệu
suất, công nghệ...Cho nên đề tài Luận chứng lựa chọn biện pháp

gia cường sức kháng uốn của cầu dầm bê tông cốt thép thường
dựa vào kết quả thực nghiệm được tác giả thực hiện nghiên cứu
nhằm trả lời câu hỏi được đặt ra như trên.


11
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2 1 Phƣơng pháp tính toán truyền thống:
2.1.1. Các giả thiết:
2.1.2. Tính toán dầm chưa gia cường:
2.1.3. Tính toán gia cường bằng dán bản thép [2]:
2.1.4. Tính toán gia cường dán tấm FRP [3]:
2.1.5. Tính toán gia cường bằng tăng cường tiết diện [2]:
2 2 Bài toán quy đổi và tính toán dầm thực tế:
2.2.1 Cơ sở quy đổi:
2.2.2 Tính toán kích thước dầm thực nghiệm:
2 3 Tính toán gia cƣờng dầm thực tế:
2.3.1. Sức kháng uốn dầm chưa gia cường [2]:
2.3.2. Tính toán gia cường kháng uốn bằng bản thép [2]:
2.3.3. Tính toán gia cường bằng tấm CFRP [3]:
2.3.4. Tính toán gia cường bằng tấm GFRP [3]:
2.3.5. Tính toán mở rộng tiết diện [2]:
2 4 Tính toán dầm thực nghiệm bằng phƣơng pháp truyền
thống:
2.4.1. Sức kháng uốn dầm chưa gia cường [2]:
2.4.2. Tính toán gia cường kháng uốn bằng dán bản thép [2]:
2.4.3. Tính toán gia cường bằng dán tấm CFRP [3]:
2.4.4. Tính toán gia cường bằng dán tấm GFRP [3]:
2.4.5 Tính toán mở rộng tiết diện [2]:
2 5 Kết luận:

Tác giả đã áp dụng từ cơ học cổ điển đến các tiêu chuẩn tính
toán (22 TCN 272-05, ACI 440) để tính toán lý thuyết về sức
kháng của dầm trước và sau khi gia cường (với các biện pháp dán
bản thép, dán tấm sợi FRP, tăng cường tiết diện). Và do với cầu


12
thực tế thì rất khó đánh giá hiệu quả gia cường thật sự như thế nào
(chỉ qua tính toán) nên tác giả vận dụng lý thuyết mô hình mà chế
tạo dầm thực nghiệm có kích thước, cấu tạo tương đương về độ
cứng với dầm thực tế. Sau đó thực nghiệm trên dầm mô hình này
và đánh giá hiệu quả.
Sau khi thực hiện tính toán ta có được khối lượng vật liệu
cần thiết sử dụng để gia cường trên các dầm mô hình. Kết quả của
việc thực nghiệm sẽ phản ánh được hiệu quả sau khi gia cường
của từng biện pháp. Tác giả sẽ đánh giá, so sánh giữa hiệu quả về
sức kháng của dầm được tăng thêm giữa những biện pháp với
nhau và cũng với nhiều tiêu chí khác như về công nghệ thi công,
về tính kinh tế, về khả năng ứng dụng… để lựa chọn biện pháp gia
cường tối ưu nhất.
Quá trình thực nghiệm đo đạc kết quả, tính toán hiệu quả về
kinh tế, so sánh, đánh giá hiệu quả của các biện pháp gia cường
được tác giả thực hiện ở chương 3.
CHƢƠNG 3: LUẬN CHỨNG LỰA CHỌN BIỆN PHÁP GIA
CƢỜNG TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
3 1 Kết quả thực nghiệm:
3.1.1. Đánh giá hiệu quả gia cường sức kháng uốn:
Bảng 3.1: Momen giới hạn lý thuyết và thực nghiệm
Hiệu
Hiệu quả

Momen
Lý
quả
Thực
Thực
Dự trữ
(Nmm)
Thuyết
Lý
Nghiệm
nghiệm
thuyết
Dầm đối
15241133
18667500
chứng
Gia cường
23396255 53,51 % 27667500 48,21 % 18,26 %
bản thép


13
Gia cường
CFRP (keo
24279916 59,31% 27667500 48,21% 13,95%
Sikadur
330)
Gia cường
CFRP (keo
24279916 59,31 % 25667500 37,50% 5,71%

Epoxy TCK
1400)
Gia cường
GFRP (keo
19747882 29,57 % 21667500 16,07 % 9,72 %
Sikadur
330)
Gia cường
GFRP (keo
19747882 29,57 % 21667500 16,07 % 9,72 %
Epoxy TCK
1400)
Gia cường
21286602 39,67 % 22667500 21,43 % 6,49 %
TCTD
3.1.2. Đánh giá quan hệ tải trọng - độ võng, tải trọng - ứng suất
giữa lý thuyết và thực nghiệm:
a) Ứng suất, độ võng quá trình nén tạo nứt:

Hình 3.1: Quan hệ tải trọng - độ võng quá trình nén tạo nứt dầm


14

Hình 3.2: Quan hệ tải trọng - ứng suất quá trình nén tạo nứt dầm
b) Ứng suất, độ võng dầm đối chứng:

Hình 3.3: Quan hệ tải trọng - ứng suất dầm đối chứng

Hình 3.4: Quan hệ tải trọng - độ võng dầm đối chứng

15
c) Ứng suất, độ võng dầm gia cường mở rộng tiết diện:

Hình 3.5: Quan hệ tải trọng - ứng suất dầm gia cường mở rộng
tiết diện

Hình 3.6 : Quan hệ tải trọng - độ võng dầm gia cường mở rộng
tiết diện
d) Ứng suất, độ võng dầm gia cường bản thép:

Hình 3.7: Quan hệ tải trọng - ứng suất dầm gia cường bản thép


16

Hình 3.8: Quan hệ tải trọng - độ võng dầm gia cường bản thép
e) Ứng suất, độ võng dầm gia cường CFRP:

Hình 3.9: Quan hệ tải trọng - ứng suất dầm gia cường CFRP

Hình 3.10: Quan hệ tải trọng - độ võng dầm gia cường CFRP


17
f) Ứng suất, độ võng dầm gia cường GFRP:

Hình 3.11: Quan hệ tải trọng - ứng suất dầm gia cường GFRP

Hình 3.12: Quan hệ tải trọng - độ võng dầm gia cường GFRP
3 2 So sánh và đánh giá hiệu quả các phƣơng pháp gia cƣờng:
3.2.1. Khối lượng vật liệu sử dụng gia cường:
3.2.2. Kết quả về hiệu quả sau khi gia cường từ thực nghiệm:
3.2.3. Giá trị dự toán của các biện pháp gia cường:


18
Bảng 3.11: Bảng đánh giá về hiệu quả kinh tế của các biện pháp
gia cường
Đơn
PA1
PA2
PA3
PA4
PA5
PA6
vị
Kinh
Đồng 296.923 276.053 262.604 210.528 189.326 126.347
phí
Hiệu
%
48,21
48,21
37,50
16,07
16,07
21,43
quả

5.726
7.003 13.101 11.781 5.896
KP/1% Đồng 6.159
3
4
6
5
2
Hạng
1
3.2.4. Đánh giá theo tiêu chí về thi công:
3.2.5. Tham khảo kết quả của những nghiên cứu trước đây:
3 3 Kết luận:
- Đánh giá lại về hiệu quả tối ưu của việc lựa chọn các biện
pháp gia cường. Ta sẽ xem xét theo các tiêu chí như sau: tiêu chí
về kỹ thuật (hiệu quả sức kháng uốn được tăng cường), tiêu chí về
kinh phí, tiêu chí về biện pháp, công nghệ thi công cũng như tiêu
chí về khả năng ứng dụng trong tương lai.
+ Tiêu chí về kỹ thuật (hiệu quả tăng cường sức kháng uốn):
dựa vào kết quả thực nghiệm ta sắp xếp được thứ tự ưu tiên của
các biện pháp gia cường như sau: sử dụng tấm sợi CFRP kết hợp
với keo Sikadur 330 (48,21%), dán bản thép (48,21%), tấm sợi
CFRP kết hợp với keo Epoxy TCK 1400 (37,50%), tăng cường
mở rộng tiết diện (21,43%), tấm sợi GFRP kết hợp với keo Epoxy
TCK 1400 (16,07%), tấm sợi GFRP kết hợp với keo Sikadur 330
(16,07%).
+ Tiêu chí về kinh phí (giá thành dựa trên khối lượng vật liệu
gia cường trên dầm thực nghiệm): dựa vào bảng tổng hợp kinh phí
của các biện pháp gia cường ta sắp xếp được thứ tự ưu tiên của

19
các biện pháp gia cường như sau: tăng cường mở rộng tiết diện
(126.347 đồng), tấm sợi GFRP kết hợp với keo Epoxy TCK 1400
(189.326 đồng), tấm sợi GFRP kết hợp với keo Sikadur 330
(210.528 đồng), tấm sợi CFRP kết hợp với keo Epoxy TCK 1400
(262.604 đồng), tấm sợi CFRP kết hợp với keo Sikadur 330
(276.053 đồng), dán bản thép (296.923 đồng).
+ Tiêu chí về công nghệ thi công: từ các phân tích ưu nhược
điểm của các biện pháp gia cường trong mục 1.2. Các biện pháp
gia cường của cầu cũ hiện nay và mục 1.3. Xu hướng áp dụng của
các biện pháp gia cường đối với hiện trạng cầu ngoài thực tế kết
hợp với quá trình thi công gia cường các dầm thực nghiệm, ta thấy
rõ sự phức tạp của việc thi công biện pháp gia cường bằng mở
rộng tiết diện cũng như dán bản thép là khó khăn hơn rất nhiều so
với việc gia cường bằng sử dụng tấm sợi composite (CFRP,
GFRP) kết hợp với các loại keo (Sikadur 330, Epoxy TCK 1400).
+ Tiêu chí về khả năng ứng dụng trong tương lai: với xu
hướng áp dụng của các biện pháp gia cường như hiện nay và hiệu
quả của việc sử dụng tấm sợi composite từ tính toán cũng như
thực nghiệm, sự phát triển về công nghệ chế tạo vật liệu mới dẫn
đến việc những loại vật liệu này (tấm sợi composite) ngày càng có
chất lượng (các thông số kỹ thuật) được nâng cao mà giá thành sẽ
ngày càng giảm. Nên sự ưu tiên trong việc lựa chọn theo tiêu chí
này là rất rõ ràng: sử dụng tấm sợi kết hợp với keo, bản thép với
keo và cuối cùng là mở rộng tăng cường tiết diện.
- Với các phân tích trên ta thấy nếu xem xét ở từng góc độ
riêng biệt thì thứ tự ưu tiên khi lựa chọn các biện pháp gia cường
có sự chưa thống nhất với nhau. Ứng với mỗi tiêu chí xem xét thì
từng biện pháp có thế mạnh khác nhau. Nhưng để xem xét ở mức

độ tổng quát nhất từ các tiêu chí trên thì chỉ có hiệu quả về giá


20
thành đầu tư chính là quyết định then chốt nhất để lựa chọn biện
pháp gia cường. Hiệu quả nhất về giá thành đầu tư ở đây chính là
kết quả kinh phí phải bỏ ra tương ứng với một phần trăm hiệu quả
sức kháng được tăng cường. Như ở Bảng 3.11: Bảng đánh giá về
hiệu quả kinh tế của các biện pháp gia cường đã thể hiện.
- Từ kết quả tham khảo của những nghiên cứu trước đây với
những phân tích trên của tác giả thì khi lựa chọn biện pháp gia
cường sức kháng uốn cho kết cấu (nếu hạn chế về nguồn vốn mà
vẫn tăng cường sức kháng theo mong muốn) ta xem xét ưu tiên
theo thứ tự các biện pháp gia cường sau:
+ Gia cường bằng tấm sợi CFRP sử dụng keo Sikadur 330.
+ Gia cường bằng bản thép sử dụng keo Sikadur 330.
+ Gia cường bằng tấm sợi CFRP sử dụng keo Epoxy TCK
1400.
+ Gia cường bằng tấm sợi GFRP sử dụng keo Epoxy TCK
1400.
+ Gia cường bằng tấm sợi GFRP sử dụng keo Sikadur 330.
+ Gia cường bằng tăng cường mở rộng tiết diện (kiến nghị
không sử dụng).
- Việc tính toán gia cường khi quy đổi theo độ cứng là có kết
quả chính xác cao, phù hợp giữa lý thuyết cũng như thực nghiệm.
Các loại keo sử dụng không có hiện tượng tách lớp, làm việc đồng
nhất, liên tục.
- Hiệu quả của việc sử dụng tấm sợi composite trong tương lai
sẽ ngày càng tăng cao. Do điều kiện khoa học công nghệ ngày
càng phát triển, việc chế tạo các loại keo, tấm sợi ngày càng đạt

được cường độ cao mà chi phí ngày càng giảm.
Kết luận và kiến nghị
- Từ chương 1 tác giả đánh giá được sự cần thiết của việc


21
nghiên cứu lựa chọn biện pháp gia cường sức kháng uốn cho cầu
dầm bê tông cốt thép thường thông qua việc tiến hành thực
nghiệm.
- Từ chương 2 tác giả đã vận dụng các lý thuyết tính toán để
thực hiện việc tính toán khối lượng vật liệu gia cường cho dầm
thực tế cũng như dầm thực nghiệm.
- Từ chương 3 tác giả đã tiến hành thực nghiệm, đo đạc các
thông số về kỹ thuật mà dầm thực nghiệm đạt được trước và sau
khi gia cường, tác giả sử dụng kết quả này cộng với việc so sánh
thêm với những tiêu chí về tính kinh tế, công nghệ thi công, khả
năng ứng dụng… để kết luận được biện pháp gia cường tối ưu
nhất nên được ưu tiên lựa chọn sử dụng là: gia cường bằng việc sử
dụng tấm sợi CFRP kết hợp với keo Sikadur 330.
- Thực tế từ biến dạng đo được khi dán tấm sợi với sự phá hoại
của bê tông trong quá trình thực nghiệm, ta thấy được sự dính
bám tuyệt đối giữa vật liệu gia cường – keo – dầm bê tông cốt
thép.
- Với những nội dung đã được đánh giá như trên thì luận văn đã
hoàn thành được những mục tiêu nghiên cứu đề ra ban đầu: tính
toán sức kháng bằng lý thuyết, nghiên cứu sự làm việc đồng thời
của vật liệu gia cường và bê tông cốt thép, kiểm chứng hiệu quả
gia cường bằng mô hình thực nghiệm, đánh giá được về hiệu quả
kinh tế, hiệu suất, điều kiện phát triển trong tương lai của biện
pháp gia cường được chọn.

- Từ những kết luận trên thì tác giả có một số kiến nghị sau:
+ Bên cạnh việc sử dụng tấm sợi composite để gia cường sức
kháng uốn cầu dầm bê tông cốt thép thường thì nên nghiên cứu sử
dụng thêm vào việc gia cường sức kháng cắt cho các cấu kiện
khác. Có thể tính toán sử dụng cho các kết cấu của cầu (chú trọng


22
đến việc môi trường làm việc của tấm sợi).
+ Trong tương lai nếu có điều kiện thì nên nghiên cứu thêm
về hiệu quả kinh tế của việc sử dụng tấm sợi so với các biện pháp
khác làm việc trong thời gian dài (cần duy tu bảo dưỡng) thì
phương án gia cường nào mới đạt hiệu quả cao nhất.
+ Cũng như việc tính toán khối lượng vật liệu gia cường
càng thêm chính xác thì nên nghiên cứu sâu hơn về cấu kiện được
gia cường (trên mô hình thực nghiệm) càng có sự làm việc giống
với cấu kiện thực tế (độ cứng của hệ kết cấu thực và độ cứng của
hệ mô hình thực nghiệm).


23
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Giao thông Vận tải, Báo cáo
Tổng hợp Quy hoạch tổng thể phát triển Giao thông vận tải tỉnh
Trà Vinh đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030, Sở Giao
thông Vận tải tỉnh Trà Vinh.
[2]. Bộ GTVT (2005), 22TCN 272-05, Tiêu chuẩn thiết kế cầu, Hà
Nội.
[3]. ACI 440.2R-02 Guide for the Design and Construction of
Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete

Structure.
[4]. Nguyễn Thanh Bình, Trần Thanh Diệu, Đánh giá hiệu quả
của các biện pháp gia cường đối với cầu bê tông cốt thép thường
bằng phần mềm Abaqus và thực nghiệm, Hội nghị sinh viên
nghiên cứu khoa học Khoa Xây dựng Cầu đường lần thứ XII –
2015.
[5]. TS. Cao Văn Lâm, TS. Nguyễn Văn Thiên Ân, Đánh giá hiệu
quả của các biện pháp gia cường sức kháng uốn đối với cầu bê
tông cốt thép thường kết quả thực nghiệm và mô phỏng số, Tạp
chí Giao thông Vận tải, trang 4.
[6]. GS.TS. Nguyễn Viết Trung, Khai thác, kiểm định, gia cố, sửa
chữa cầu cống, Đại học Giao thông Vận tải năm 2008.
[7] PGS. TS. Hoàng Phương Hoa; Phan Duy Minh. Nghiên cứu
gia cường dầm bê tông cốt thép bằng tấm vật liệu Composite sợi
Cacbon, Tạp chí Khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng- Số
3(76). Trang 28-31. Năm 2014.