Luận văn thạc sĩ đánh giá năng lực chịu tải kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép thông qua khảo sát hiện trạng và đo chuyển vị dưới tác dụng của tải trọng xe

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

TRẦN NHƯ CHINH

ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊTÔNG
CỐT THÉP THÔNG QUA KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ ĐO
CHUYỂN VỊ DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG XE

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG

Đà Nẵng - Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

TRẦN NHƯ CHINH

ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊTÔNG
CỐT THÉP THÔNG QUA KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ ĐO
CHUYỂN VỊ DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG XE

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
Mã số: 85.80.205

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. CAO VĂN LÂM

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Trần Như Chinh


TÓM TẮT LUẬN VĂN
ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG
CỐT THÉP THÔNG QUA KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ ĐO CHUYỂN VỊ
DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG XE
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
Học viên: Trần Như Chinh
cơng trình giao thơng
Mã số: 60.58.02.05; Khóa:
Trường: Đại học Bách Khoa K33.XGT.KH
ĐHĐN
- Tổng quan cơng tác quản lý cơng trình giao thông và những hư
hỏng phổ biến của các công trình cầu bê tơng cốt thép trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa.
- Nghiên cứu phương pháp đánh giá tải trọng cầu theo hệ số sức
kháng và hệ số tải trọng
- Trên cơ sở lý thuyết cơ học để dự đoán lực căng cịn lại của dầm bê

tơng cốt thép dự ứng lực làm cơ sở dự đoán sức chịu tải của cầu. Tiến hành thí nghiệm
đo chuyển vị của cầu dưới tác dụng của 2 xe tải thí nghiệm, làm cơ sở quan trọng cho
việc dự đốn lực căng cịn lại của cáp dự ứng lực.
- Kiểm toán lại dầm để kết cấu đảm bảo khả năng chịu lực theo trạng
thái giới hạn cường độ I và theo trạng thái giới hạn sử dụng.

CAPACITY ASSESSMENT TO DOWNLOAD THE STRUCTURE
OF CONCRETE STEEL BRIDGE THROUGH THE CURRENT
SITUATION AND MEASURE TRANSFER UNDER THE EFFICIENCY
OF LOADING VEHICLES
- Overview of traffic management and common damage of reinforced
concrete bridge projects in Khanh Hoa province.
- Studying the method of assessing the load of demand by the coefficient
of resistance and load factor
- Based on mechanical theory to predict the remaining tension of
prestressed reinforced concrete beams as a basis to predict the load capacity of the
bridge. Conduct a test to measure the displacement of the bridge under the effect of
two experimental trucks, as an important basis for predicting the remaining tension of
the prestressed cable.
- Re-audit beams to ensure structure bearing capacity according to the
intensity limit state I and according to the state of limited use.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG CẦU BÊTƠNG CỐT THÉP TRÊN
ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HỊA ..................................................................................... 4
1.1 Tổng quan chung về các cơng trình giao thơng và cơng tác quản lý cơng trình cầu ở
Khánh Hịa. ...................................................................................................................... 4
1.2.1 Hiện trạng các cơng trình cầu trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa .................................. 7

1.2.2 Những khó khăn, hạn chế trong cơng tác quản lý các cơng trình giao thông: ..... 10
1.2 Tổng quan về các biện pháp đánh giá khả năng khai thác sử dụng cơng trình cầu
BTCT trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa .............................................................................. 12
1.3 Những khó khăn trong cơng tác đánh giá khả năng chịu tải của cầu ...................... 13
1.4 Mô tả hư hỏng hiện trạng cầu Giăng Dây: .............................................................. 14
1.5 Mô tả hiện trạng cầu Bãi Giếng ............................................................................... 17
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .............................................................................................. 19
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI KẾT CẤU
NHỊP CỦA CẦU BTCT, CẦU BTCT DƯL ................................................................ 20
2.1 Cơ sở đánh giá khả năng chịu tải của kết cấu nhịp cầu dầm BTCT ........................ 20
2.1.1 Số liệu cần thiết để đánh giá cơng trình cầu: ........................................................ 20
2.1.2 Các phương pháp đánh giá tải trọng cầu: ............................................................. 20
2.1.3 Các bước đánh giá tải trọng theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng: ................. 21
2.1.4 Công thức đánh giá tải trọng: ............................................................................... 23
2.1.5 Hiệu ứng tải trọng ................................................................................................. 25
2.2 Cơ sở lý thuyết xác định lực căng còn lại trong dầm của cầu cũ BTCT DƯL ....... 27
2.2.1 Xác định độ vồng do cáp dự ứng lực trong dầm gây ra: (Theo lý thuyết) ........... 29
2.2.2. Xác định độ võng của cầu do tĩnh tải gây ra ....................................................... 29
2.2.3 Tính tốn lực kéo cịn lại thực tế trong cáp DƯL: (Trường hợp khơng có hoạt tải)
30
..... .................. ...... ............ ...... .................. ...... ............ ...... .................. ...... ............ ...... ....

2.2.4. Xác định độ võng của cầu khi có hoạt tải gây ra: ................................................ 30
2.2.5. Tính tốn lực kéo cịn lại thực tế trong cáp DƯL (Trường hợp có hoạt tải) ....... 31
2.3 Xác định chuyển vị kết cấu nhịp của cầu do tải trọng xe: ....................................... 31
2.3.1 Mục đích của việc thử tải đo chuyển vị kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép .......... 31
2.3.1 Tổ chức xác định chuyển vị dầm chủ tại mặt cắt giữa nhịp cầu Giăng Dây: ....... 32
2.3.2 Xác định chuyển vị dầm chủ tại mặt cắt giữa nhịp cầu Bãi Giếng ...................... 33

2.3.3 Kiểm tra cường độ bê tông dầm chủ b ng phương pháp kết hợp s ng bật n y và
siêu âm........................................................................................................................ 38
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2:........................................................................................... 37
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI CỦA KẾT CẤU NHỊP CẦU
GIĂNG DÂY VÀ CẦU BÃI GIẾNG.......................................................................... 38
3.1 Đánh giá năng lực chịu tải của kết cấu nhịp cầu Giăng Dây..................................38
3.1.1. Thông số kỹ thuật của cầu Giăng Dây............................................................... 38
3.1.2 Kích thước và đặc trưng hình học mặt cắt dầm chủ tại vị trí giữa nhịp:.............38
3.1.3 Tính nội lực tại mặt cắt giữa nhịp cầu Giăng Dây:............................................. 39
3.1.4 Tính tốn hệ số RF:............................................................................................ 40
3.1.5 Kiểm toán sức kháng uốn của dầm:.................................................................... 41
3.1.6 Kiểm toán chống nứt trong giai đoạn sử dụng.................................................... 42
3.1.7 Kiểm toán độ võng của dầm do tác dụng của hoạt tải HL93..............................43
3.2 Xác định lực căng còn lại trong dầm cầu Bãi Giếng.............................................. 44
3.2.1 Thông số kỹ thuật và đặc trưng hình học mặt cắt dầm chủ cầu Bãi Giếng:........44
3.2.2 Tổng hợp nội lực do tải trọng khai thác đối với cầu Bãi Giếng..........................45
3.2.3 Tính tốn lực căng cịn lại của cáp DƯL............................................................ 47
3.2.3.1 Tính mất mát ứng suất của cáp DƯL............................................................... 47
3.2.3.2 Độ vồng do cáp dự ứng lực theo lý thuyết....................................................... 48
3.2.3.3 Độ võng do tĩnh tải.......................................................................................... 49
3.2.3.4 Tính tốn lực căng cịn lại thực tế trong cáp DƯL........................................... 49
3.2.3.5 Độ võng do hoạt tải gây ra:.............................................................................. 49
3.2.3.6 Tính tốn lực kéo cịn lại thực tế trong cáp DƯL (Trường hợp có hoạt tải).....50
3.2.4 Kiểm tốn cầu với các trạng thái giới hạn.......................................................... 50
3.2.4.1 Kiểm toán sức kháng uốn của dầm tại vị trí giữa nhịp..................................... 50
3.2.4.2 Kiểm toán ứng suất của dầm............................................................................ 52
3.2.4.3 Kiểm toán độ võng của dầm............................................................................ 55
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3............................................................................................ 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................... 57
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................... 58

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTCT :

Bê tông cốt thép

BTCTDƯL : Bê tông cốt thép dự ứng lực


DUL:

Dự ứng lực

TCN :

Tiêu chu n ngành

AASHTO : American Association of State Highway and Transportation
Officials (Hiệp hội các viên chức giao thông và đường bộ Hoa Kỳ)
TCVN:

Tiêu chu n Việt Nam

TCN:

Tiêu chu n ngành

TTGH CĐ: Trạng thái giới hạn cường độ
DC:

Tĩnh tải giai đoạn 1

DW:

Tĩnh tải giai đoạn 2

LL:

Hoạt tải xe HL93

PL:

Hoạt tải người đi bộ


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1 Bản đồ quy hoạch giao thơng tỉnh Khánh Hồ.................................................... 5
Hình 1. 2 Cảnh quan cầu Trần Phú..................................................................................... 6
Hình 1. 3 Cầu Trần Phú bắc qua sơng Cái,.......................................................................... 6
Hình 1. 4 Cầu Bình Tân bắc qua sơng Qn Trường........................................................... 7
Hình 1. 5 Tỷ lệ cầu yếu trên các tuyến giao thơng tỉnh Khánh Hịa.................................... 8
Hình 1. 6 Hư hỏng dầm cầu do bị bong tróc lớp bê tơng..................................................... 8
Hình 1. 7 Hư hỏng đầu dầm................................................................................................ 8
Hình 1. 8 Hư hỏng gối cầu.................................................................................................. 9
Hình 1. 9 Hư hỏng trụ cầu................................................................................................... 9
Hình 1. 10 Thân trụ bị nước biển ăn mịn............................................................................ 9
Hình 1. 11 Cơng trình giao thơng nơng thơn hư hỏng do bão lũ trên tuyến ĐT652..........11
Hình 1. 12 Giao thông ùn ứ trên cầu Trần Phú vào những giờ cao điểm........................... 12
Hình 1. 13 Những khó khăn trong cơng tác đánh giá cầu cũ............................................. 13
Hình 1. 14 Mặt cắt ngang cầu Giăng Dây......................................................................... 14

Hình 1. 15 Cầu Giăng Dây................................................................................................ 15
Hình 1. 16 Dầm biên và lan can cầu Giăng Dây............................................................... 16
Hình 1. 17 Hiện trạng mố cầu Giăng Dây......................................................................... 16
Hình 1. 18 Vị trí lý trình cầu Bãi Giếng............................................................................ 18
Hình 1. 19 Hiện trạng mặt cầu Bãi Giếng......................................................................... 19
Hình 1. 20 Khe co giãn cầu Bãi Giếng.............................................................................. 19
Hình 2. 1 Xe chu n thực tế loại 3 (a); loại 3S2 (b) và loại 3-3 (c).....................................22
Hình 2. 2 Tải trọng trục của 3 loại xe chu n 3 (a), 3S2 (b) và 3-3 (c)................................22
Hình 2. 3 Các bước đánh giá tải trọng theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng:...............23
Hình 2. 4 Sơ đồ xếp xe theo phương dọc cầu.................................................................... 34
Hình 2. 5 Sơ đồ xếp tải ngang đ ng tâm........................................................................... 34
Hình 2. 6 Sơ đồ xếp tải lệch tâm....................................................................................... 35
Hình 2. 7 Kiểm tra cường độ bê tông b ng súng bật n y.................................................... 35
Hình 2. 8 Xếp xe thử tải tĩnh, sơ đồ lệch tâm.................................................................... 35
Hình 2. 9 Xếp xe thử tải tĩnh, sơ đồ đ ng tâm................................................................... 36
Hình 2. 10 Đo độ võng dầm.............................................................................................. 36
Hình 2. 11 Sơ đồ bố trí điểm đo độ võng.......................................................................... 36


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1 Hệ số tình trạng kết cấu.................................................................................... 24
Bảng 2. 2 Hệ số hệ thống.................................................................................................. 24
Bảng 2. 3 Hệ số sức kháng................................................................................................ 25
Bảng 2. 4 Hệ số tải trọng dùng trong đánh giá tải trọng.................................................... 26
Bảng 2. 5 Hệ số tải trọng của tải trọng hợp pháp.............................................................. 27
Bảng 2. 6 Kết quả đo độ võng của dầm chủ cầu Giăng Dây............................................. 32
Bảng 2. 7 Kết quả đo chuyển vị và hệ phân bố ngang cầu Bãi Giếng............................... 37
Bảng 2. 8 Kết quả kiểm tra chất lượng bê tông................................................................. 38
Bảng 2. 9 Kết quả kiểm tra cường độ bề mặt bê tông....................................................... 39
Bảng 3. 1 Đặc trưng hình học cầu Giăng Dây................................................................... 38

Bảng 3. 2 Nội lực do tĩnh tải tại mặt cắt giữa nhịp cầu Giăng Dây...................................39
Bảng 3. 3 Nội lực do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp cầu Giăng Dây.................................. 39
Bảng 3. 4 Đánh giá khả năng tải trọng cầu Giăng Dây..................................................... 40
Bảng 3. 5 Thơng số tính cho mặt cắt giữa nhịp cầu Giăng Dây........................................41
Bảng 3. 6 Thông số kỹ thuật cầu Bãi Giếng...................................................................... 44
Bảng 3. 7 Kích thước dầm chủ cầu Bãi Giếng.................................................................. 45
Bảng 3. 8 Bố trí cáp DƯL cầu Bãi Giếng.......................................................................... 45
Bảng 3. 9 Nội lực do tĩnh tải đối với dầm trong cầu Bãi Giếng........................................45
Bảng 3. 10 Nội lực do tĩnh tải đối với dầm ngoài cầu Bãi Giếng...................................... 46
Bảng 3. 11 Tổng hợp nội lực do hoạt tải cầu Bãi Giếng.................................................... 46
Bảng 3. 12 Hệ số tải trọng và hệ số điều chỉnh tải trọng................................................... 46
Bảng 3. 13 Tổ hợp nội lực ở TTGHCĐ I đối với dầm trong............................................. 46
Bảng 3. 14 Tổ hợp nội lực ở TTGHCĐ I đối với dầm ngoài............................................. 47
Bảng 3. 15 Tổ hợp nội lực ở TTGHSD đối với dầm trong................................................ 47
Bảng 3. 16 Tổ hợp nội lực ở TTGHSD đối với dầm ngoài............................................... 47
Bảng 3. 17 Tổng hợp mất mát ứng suất của cáp DƯL cầu Bãi Giếng...............................48
Bảng 3. 18 Kiểm toán ứng suất dầm trong........................................................................ 53
Bảng 3. 19 Kiểm toán ứng suất dầm ngoài....................................................................... 54


1
MỞ ĐẦU
1. Tên đề tài:
Đánh giá năng lực chịu tải kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép thông qua khảo
sát hiện trạng và đo chuyển vị dưới tác dụng của tải trọng xe

2. Tính cấp thiết của đề tài:
Trong những năm trở lại đây đời sống kinh tế xã hội tỉnh Khánh Hịa đã có
những bước tiến phát triển, đời sống nhân dân được cải thiện và nâng cao. Một trong
những đóng góp cho sự thành cơng đó là việc phát triển hạ tầng giao thông đường bộ

phát triển mở rộng, nhiều tuyến được mới được xây dựng, hệ thống đường xá cầu cống
không ngừng phát triển từ đô thị đến nông thôn.
Mạng lưới giao thông đường bộ hiện nay ngày càng mở rộng và phát triển để
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội. Trong đó tồn tại khá nhiều cơng trình cầu bê
tơng cốt thép, bê tông cốt (BTCT, BTCT DƯL) với trạng thái kỹ thuật của các cơng
trình này đã và đang xuống cấp bởi nhiều ngun nhân khác nhau. Bên cạnh đó các
cơng tác duy tu, sửa chữa trong quá trình khai thác, sử dụng vẫn còn nhiều vấn đề,
chưa triệt để dẫn đến chưa đạt được hiệu quả cao. Vì vậy cần có nhiều nghiên cứu,
đánh giá đưa ra biện pháp quản lý tối ưu nh m đảm bảo hiệu quả kinh tế, kĩ thuật.
Theo số liệu khảo sát đánh giá thì hầu hết các cầu được xây dựng theo định hình
được đưa vào khai thác sử dụng trên 15 năm trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa đã xuất hiện
những hư hỏng do tải trọng xe gây ra như dầm cầu bị nứt, bê tơng bị hao mịn làm làm
lộ cốt thép, dầm cầu bị võng mất ổn định, hư hỏng mặt cầu bêtông, gối cầu bị nứt bể…
chẳng hạn như các cầu Bình Tân tại Km1+038 đường ĐT657I (đại lộ Nguyễn Tất
Thành) , cầu Bãi Giếng tại Km1487+733 Quốc lộ 1, cầu Trần Phú, cầu Xóm Bóng, cầu
Hà Ra, cầu Cây Gạo tại Km1438+666 Quốc lộ 1, cầu Khánh Bình tại Km25+370
đường ĐT652H (Tỉnh lộ 8)….
Các biện pháp sửa chữa nâng cấp cầu cũ hiện nay phần lớn là dựa vào đánh giá
hiện trạng hư hỏng bên ngoài rồi b ng kinh nghiệm là chủ yếu. Do đó mà sau khi được
nâng cấp sửa chữa cầu nhiều khi chưa đáp ứng được yêu cầu ban đầu đề ra về sức chịu
tải của cầu hoặc các biện pháp thay mới không cần thiết gây lãng phí về kinh tế.
Việc nâng cấp, cải tạo cơng trình cần phụ thuộc vào hiện trạng cơng trình rất
nhiều, nhất là sức chịu tải của dầm kết cấu nhịp, nên tác giả đi sâu nghiên cứu việc này
để đáp ứng nhu cầu thực tế hiện nay.
Vì vậy việc đánh giá năng lực chịu tải kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép thông
qua khảo sát hiện trạng và đo chuyển vị dưới tác dụng của tải trọng xe là rất cần thiết
và có tính thực tiễn cao. Thơng qua việc tính tốn và dự đốn được sức chịu tải của


2

cầu sẽ gi p cho các đơn vị quản lý cơng trình khai thác sử dụng hợp lý b ng việc cắm
biển tải trọng chính xác hơn gi p cho việc nâng cao tuổi thọ cơng trình hoặc nếu có sửa
chữa thay mới các cấu kiện của cầu cũng sẽ chính xác đạt theo yêu cầu đề ra, đảm bảo
kỹ thuật và kinh tế.

3. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn:
- Đánh giá khả năng chịu tải của kết cấu nhịp cầu dầm BTCT thường
- Đánh giá khả năng chịu tải của kết cấu nhịp cầu dầm BTCT dự ứng lực

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đề tài tiến hành nghiên cứu tính tốn lức căng thực tế của dầm cầu. Đánh giá
năng lực chịu tải của một số cầu trên hệ thống đường tỉnh và Quốc lộ trên địa bàn tỉnh
Khánh Hòa. Đề xuất 2 cầu: 1 cầu BTCT và 1 cầu BTCT dự ứng lực.

5. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với lý thuyết. Trong đó:
- Phương pháp thực nghiệm: do tác giả khơng có điều kiện tham gia khảo sát
đo đạc thực tế nên các số liệu được áp dụng để phục vụ xác định năng lực chịu tải thực
tế được lấy từ kết quả kiểm định gần nhất của các cầu được chọn làm đối tượng nghiên
cứu.
- Phương pháp lý thuyết: xây dựng mơ hình tính tốn lý thuyết nh m đánh giá
năng lực của kết cấu cầu đáp ứng nhu cầu kinh tế - kỹ thuật.

6. Cấu trúc của luận văn:
Để đạt được mục tiêu nêu trên, luận văn trình bày trong 03 chương
Phần mở đầu
Chương 1: Tổng quan về hiện trạng cầu BTCT trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa
Chương 2: Cơ sở lý thuyết đánh giá năng lực chịu tải kết cấu nhịp của cầu
BTCT
Chương 3: Đánh giá năng lực chịu tải kết cấu nhịp của cầu Bãi Giếng và cầu

Giăng Dây
Kết luận và kiến nghị

7. Tổng quan tài liệu nghiên cứu:
- Các tài liệu nghiên cứu được tìm trên thư viện và mạng Internet về chuyển vị
của dầm cầu và lực căng còn lại của cáp DƯL


3

8. Ý nghĩa thực tế của đề tài
- Đề tài nghiên cứu thực trạng cầu Bãi Giếng và cầu Giăng Dây, đưa ra các biện
pháp khai thác sử dụng cầu hiệu quả, làm tăng tuổi thọ cơng trình.


4

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG CẦU BÊTÔNG CỐT
THÉP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HÒA
1.1 Tổng quan chung về các cơng trình giao thơng và cơng tác quản lý cơng
trình cầu ở Khánh Hịa.
Khánh Hịa là một trong những tỉnh có hệ thống giao thơng đường bộ, đường
sắt, đường thủy và hàng không phát triển. Về giao thông đường bộ, trên địa bàn tỉnh có
nhiều tuyến đường giao thơng huyết mạch, phải kể đến là quốc lộ 1A – trục giao thơng
chính ven bờ biển, nối liền các tỉnh phía Bắc với phía Nam. Bên cạnh là quốc lộ 26 và
Quốc lộ 27 kết nối, lưu thông đến khu vực Tây Nguyên và các tỉnh lân cận.
Về giao thông đường sắt, Khánh Hịa có hệ thống giao thơng đường sắt rất phát
triển và lâu đời. Thời Pháp thuộc đã lựa chọn Nha Trang là địa bàn bảo hộ và cho xây
dựng nhiều tuyến đường sắt. Đến tận ngày nay giao thơng đường sắt vẫn được duy trì
và được nâng cấp, cải tạo. Trên địa bàn tỉnh có 12 ga tàu lớn nhỏ khác nhau phân đố

đồng đều tại các huyện thành phố, thị xã.
Bên cạnh hệ thống giao thông đường sắt và đường bộ phát triển, Khánh Hịa
cịn có tiềm năng phát triển giao thông đường thủy. Vịnh Nha Trang tương đối kín gió,
nước sâu thích hợp cho việc xây dựng cảng lớn và neo đậu tàu thuyền có tải trọng lớn.
Hiện tại, Khánh Hịa có 5 cảng biển trong đó cảng Vân Phong và cảng Cam Ranh có
quy mô lớn nhất.
Về giao thông hàng không, sân bay quốc tế Cam Ranh đã được đầu tư và nâng
cấp từ nhiều năm về trước. Tính đến thời điểm hiện tại sân bay phục vụ hơn 8,5 triệu
lượt khách trong năm 2018 và dự kiến trong năm 2019 đạt hơn 10 triệu lượt khách.
Nhiều hãng hàng không đã đặt đường bay tại đây với nhiều chuyến bay nội địa và
quốc tế.
Trong khoảng 25 năm trở lại đây nhiều cơng trình cầu đã được xây dựng mới và
mở rộng đáp ứng các tiêu chu n kỹ thuật hiện đại trên các tuyến Quốc lộ và Tỉnh lộ.
Như cầu Sông Khế, Cầu Sông Cầu trên Quốc lộ 27C, Cầu Lùng, cầu vượt đường sắt
thị trấn Ninh Hòa, thị trấn Vạn Giã, cầu Rọ Tượng trên Quốc lộ 1, Cầu Sơn Bình trên
đường Tỉnh lộ 9, cầu Phú Cốc trên đường Hương lộ 39…. Kết nối giao thơng giữa
những vùng bị ngăn cách, góp phân th c đ y kinh tế xã hội những vùng này phát triển.
Nổi bật có thể kể ra đây là cầu Trần Phú bắc qua sông Cái n m trên tuyến đường
giao thông ven biển, kết nối giao thông từ Phía bắc vào trung tâm thành phố Nha
Trang. Từ khi được hoàn thành bàn giao đưa vào sử dụng cầu Trần Ph đã làm cho
tuyến giao thông ven biển của thành phố Nha Trang được xuyên suốt và là con đường
có nhiều cảnh quan đẹp, góp phần phát triển du lịch, th c đ y cho sự phát triển kinh tế,
xã hội tỉnh Khánh Hòa.


5

Hình 1. 1 Bản đồ quy hoạch giao thơng tỉnh Khánh Hồ
Nổi bật có thể kể ra đây là cầu Trần Phú bắc qua sông Cái n m trên tuyến đường
giao thơng ven biển, kết nối giao thơng từ Phía bắc vào trung tâm thành phố Nha

Trang. Từ khi được hoàn thành bàn giao đưa vào sử dụng cầu Trần Ph đã làm cho
tuyến giao thông ven biển của thành phố Nha Trang được xuyên suốt và là con đường
có nhiều cảnh quan đẹp, góp phần phát triển du lịch, th c đ y cho sự phát triển kinh tế,
xã hội tỉnh Khánh Hòa.


6

Hình 1. 2 Cảnh quan cầu Trần Phú

Hình 1. 3 Cầu Trần Phú bắc qua sông Cái, nằm trên tuyến đường ven biển nằm tại vị
trí cửa ngõ Phía Bắc thành phố Nha Trang

Cầu Bình Tân vị trí cửa ngõ phía Nam thành phố Nha Trang, n m trên
tuyến đường huyết mạch kết nối với sân bay quốc tế Cam Ranh, các Khu du lịch
ven Biển phía Nam thành phố Nha Trang.


7

Hình 1. 4 Cầu Bình Tân bắc qua sơng Qn Trường, tại vị trí cửa ngõ Đơng Nam TP
Nha Trang.
1.2 Hiện trạng các cơng trình cầu và những khó khăn trong cơng tác quản
lý các cơng trình cầu trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa
1.2.1 Hiện trạng các cơng trình cầu trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa
Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa gồm có 102 cầu trên các tuyến Tỉnh lộ
và 72 cầu trên các tuyến Quốc lộ. Các cầu xây dựng qua nhiều thời kỳ khác nhau. Các
cầu xây dựng từ 1975 - 1995 thường có tải trọng H13 khổ hẹp từ 4 - 6m. Các cầu xây
dựng từ 1995 đến nay có tải trọng lớn hơn và khổ lớn hơn. Hệ thống cầu trên địa bàn
tỉnh Khánh Hịa có số lượng tương đối lớn nhưng phân bố không đồng đều, được xây

dựng qua nhiều năm, kết cấu đơn giản, chủ yếu cầu bản BTCT và cầu dầm BTCT và
dầm thép liên hợp với bản BTCT. Qua quá trình khai thác sử dụng nhiều cầu đã hỏng,
xuống cấp cần phải được cải tạo sửa chữa nâng cấp để đảm bảo an tồn cơng trình, an
tồn giao thơng vận tải. Một số tuyến đường đã được thiết kế và thi cơng mới một số
cơng trình cầu với quy mơ tải trọng là HL93.
Đối với các tuyến Tỉnh lộ thì 83 cầu đánh giá là yếu, trong quá trình khai thác
phải cắm biển hạn chế tải trọng từ 8T-15T và 12 cầu đối với các tuyến Quốc lộ phải
tiến hành gia cố, sửa chữa nâng cấp cầu.
120
8
100


80
60
40
20
0
Tỉnh lộ Quốc lộ

Tổng số cầu

Cầu yếu

Hình 1. 5Tỷ lệ cầu yếu trên các tuyến giao thơng tỉnh Khánh Hịa
Do điều kiện địa hình kinh tế, xã hội trên đường sắt và đường bộ nước ta có
nhiều cầu với quy mơ khơng lớn, có đặc tính kỹ thuật thấp, đã được xây dựng từ khá
lâu, trải qua thời gian dài khai thác, chịu ảnh hưởng nhiều của thời tiết khắc nghiệt
cũng như do chiến tranh nên đã bị hư hỏng xuống cấp
Nhiều cầu BTCT cũ đã xuất hiện nhiều vết nứt, bị phá hủy lớp bảo hộ, hư hại

liên kết ngang Vì vậy thường xun khơng đảm bảo điều kiện an tồn cho vận tải.

Hình 1. 6 Hư hỏng dầm cầu do bị bong tróc lớp bê tơng

Hình 1. 7 Hư hỏng đầu dầm


9

Hình 1. 8 Hư hỏng gối cầu

Hình 1. 9 Hư hỏng trụ cầu

Hình 1. 10 Thân trụ bị nước biển ăn mịn
Việc quản lý và khai thác các cơng trình cầu trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa tương
đối hệ thống, Sở Giao thông Vận tải ủy quyền cho Công ty CP Quản lý & Xây dựng
giao thơng Khánh Hịa đối với các tuyến Tỉnh lộ và Cục quản lý đường bộ III.3 ủy
quyền cho Công ty CP Quản lý & Xây dựng đường bộ Khánh Hòa đối với các tuyến


10
Quốc lộ.
Việc kiểm tra cơng trình thơng thường chỉ b ng phương pháp b ng mắt và trên
bề mặt cầu, chỉ khi qua các đợt mưa lớn mới kiểm tra các cấu kiện phía dưới cầu như
dầm, mố, trụ…
Mục tiêu của công tác kiểm tra thường xuyên nh m duy tu cơng trình, phát hiện
những bộ phận khơng bình thường để xử lý hoặc báo cáo cấp trên tìm cách xử lý. Đây
là công việc phải làm thường xuyên.
Thời hạn kiểm tra thường xuyên: trong 2 năm đầu cứ 3 tháng cần kiểm tra 1 lần.
Những năm tiếp theo, cứ 6 tháng cần kiểm tra 1 lần. Trong kiểm tra thường xuyên,

phải ghi nhận những khuyết tật ảnh hưởng đến mức độ khai thác của cơng trình với
những dấu hiệu phát hiện được b ng mắt thường.
1.2.2 Những khó khăn, hạn chế trong cơng tác quản lý các cơng trình giao
thông:
Công tác bảo dưỡng thường xuyên chưa được quan tâm, nguồn kinh phí bảo
dưỡng thường xun hầu như khơng có. Hệ thống đường giao thông nông thôn tuy đã
được UBND tỉnh phân cấp quản lý nhưng những năm qua, ngân sách UBND huyện,
thị xã, thành phố phân bổ cho công tác quản lý, bảo dưỡng thường xun hầu như
khơng có, chủ yếu bố trí khắc phục bão lụt và sửa chữa trước Tết Nguyên đán hàng
năm.
Hàng năm, UBND huyện, thị xã, thành phố đều chỉ đạo Phòng Kinh tế và Hạ
tầng, Phịng Quản lý đơ thị phối hợp với UBND xã, thị trấn tiến hành kiểm tra và lập
kế hoạch bảo dưỡng các cơng trình giao thơng. Nhưng thực tế, nguồn ngân sách bảo
dưỡng trong những năm qua không được cấp, trong khi nguồn ngân sách cấp đầu tư
xây dựng cơ bản cịn hạn chế, nên việc bố trí kinh phí bảo dưỡng cơng trình chưa được
đảm bảo. Vì vậy, địa phương chưa thể chủ động trong việc thực hiện kế hoạch kiểm
tra, bảo dưỡng thường xun các cơng trình giao thông nông thôn. UBND huyện, thị
xã, thành phố hàng năm đều phải trích một phần ngân sách để sửa chữa các cơng trình
cầu bị hư hỏng nặng nh m đảm bảo nhu cầu thiết yếu nhất của nhân dân; sửa chữa các
cầu thép nh m kéo dài tuổi thọ cơng trình cầu.
Đối với các tuyến đường phân cấp về xã quản lý, hàng năm xã đều lập kế hoạch
sửa chữa và tự thực hiện đầu tư. Tuy nhiên có nhiều xã do trong q trình triển khai
khơng bố trí được nguồn kinh phí nên cũng khơng thực hiện được. Ngân sách tỉnh chỉ
hỗ trợ đột xuất cho những năm có lũ lụt lớn gây thiệt hại về hạ tầng giao thông nghiêm
trọng trên địa bàn huyện, thị xã, thành phố.
Việc sửa chữa khắc phục những hư hỏng nhỏ của cầu đường không kịp thời đã
dẫn đến những hư hỏng lớn làm tăng kinh phí sửa chữa, ảnh hưởng đến an toàn giao


11

thông và nhu cầu phục vụ sản xuất, đời sống của nhân dân. Mặt khác, cũng do chưa có
kinh phí cấp hàng năm cho công tác bảo dưỡng thường xuyên đường giao thông nông
thôn nên các địa phương chưa thể chú trọng đến cơng tác này mà chỉ có thể tập trung
vào đầu tư nâng cấp và xây dựng mới những tuyến đường bị hư hỏng nặng, có nhu cầu
thiết yếu; những tuyến đường thực hiện theo quy hoạch. Nhiều địa phương, việc bảo
dưỡng thường xuyên được lồng ghép cho cơng tác sửa chữa khắc phục bão lũ, kiên cố
hóa đường giao thông nông thôn.
Mặt khác, nhu cầu vận chuyển và phương tiện vận chuyển (đặc biệt là phương
tiện vận chuyển có tải trọng lớn) ngày càng tăng cao, thường xuyên hoạt động ảnh
hưởng lớn đến kết cấu mặt đường. Chưa kể đến các xe vận chuyển đất khai thác từ mỏ,
vận chuyển mía lưu thơng trên các tuyến đường đất chưa được cứng hóa, ngồi việc
làm hư hỏng nhanh nền mặt đường, cịn thường xun gây ơ nhiễm mơi trường sống
cho những người dân trong khu vực.
Trước nhu cầu bức xúc của nhân dân, các địa phương đã phải cố gắng tranh thủ
các nguồn vốn khác nhau để sửa chữa các cơng trình n m trên các tuyến đường trục
chính, có nhu cầu bức thiết nh m đảm bảo giao thơng thơng suốt, êm thuận.

Hình 1. 11 Cơng trình giao thông nông thôn hư hỏng do bão lũ trên tuyến ĐT652
Trong khi mạng lưới đường giao thông nông thôn trải ra trên phạm vi rộng, có
những tuyến đường dài vịng qua nhiều địa bàn, có những tuyến đường len lỏi đi vào
vùng sâu, vùng xa, vùng sản xuất canh tác phục vụ sản xuất nhưng hầu hết các huyện,
thị xã, thành phố do hạn chế về ngân sách, nguồn vốn nên vẫn chưa tổ chức được đơn
vị chuyên trách công tác quản lý, bảo dưỡng thường xuyên đường giao thông nông
thôn đã được phân cấp quản lý. Cán bộ quản lý đường giao thông nông thôn ở cấp xã


12
khơng có mà chỉ là cán bộ các lĩnh vực khác kiêm nhiệm, đa số chưa có trình độ
chun mơn về cầu đường, vì vậy khơng đáp ứng được các yêu cầu của công tác quản
lý và công tác đầu tư xây dựng đường giao thông. Công tác thống kê, cập nhật, báo cáo

kịp thời, đ ng biểu mẫu từ cơ sở là một trong những công tác quan trọng của việc quản
lý đường, mặc dù đã được hướng dẫn nhưng hiện nay vẫn chưa có được tính đồng bộ
và hệ thống.

Hình 1. 12 Giao thơng ùn ứ trên cầu Trần Phú, cửa ngõ Phía Bắc vào trung tâm TP
Nha Trang vào những giờ cao điểm
1.2 Tổng quan về các biện pháp đánh giá khả năng khai thác sử dụng cơng
trình cầu BTCT trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa
Việc đánh giá khả năng chịu tải của các cầu hiện nay tại tỉnh Khánh Hoà phần
lớn chỉ dựa vào những đánh giá hư hỏng bên ngồi có thể quan sát được b ng mắt,
khơng dựa vào việc quan trắc và tính toán cụ thể. Việc tiến hành kiểm tra phần nhiều
được thực hiện bởi những cán bộ hạn chế về năng lực chuyên môn và được thực hiện
sau khi các công trình đã xuất hiện những hư hỏng phát hiện hoặc chỉ khi xảy việc va
đập của xe lưu thông trên cầu hoặc trước mùa mưa bão.
Ch n đoán và đánh giá sức chịu tải của cơng trình là xác định tình trạng kỹ thuật
cơng trình dựa trên số liệu thu thập được qua khảo sát, kiểm tra tính tốn và thử
nghiệm trên cơng trình.
Những yếu tố chính gây hư hỏng cơng trình cầu BTCT là chất lượng bêtơng, cốt
thép, ảnh hưởng của môi trường, thời tiết và các tác động cơ học như tải trọng trục, lưu
lượng xe…. Số liệu cần thu thập để đánh giá cầu BTCT số liệu về bê tông, cốt thép


13
và kết cấu.
Xác định mơ hình thực trạng của cầu BTCT: Mơ hình thực trạng của cầu BTCT
là mơ hình tính tốn có xét đến sự suy thối của vật liệu và sự suy giảm khả năng làm
việc của kết cấu được phát hiện b ng các phương pháp kiểm tra khơng phá hủy và thử
tải hiện trường. Mơ hình thực trạng có thể được xác định dựa trên hồ sơ lưu trữ, tri
thức về các loại cầu và lý thuyết nhận dạng hệ cơ học, về thực chất là nhận thức đ ng
mơ hình thực của cầu dựa vào phản ứng của nó dưới một nhóm tác động nào đó.

Việc kiểm định đánh giá cầu BTCT cũ trên tuyến Quốc lộ chỉ mới thực hiện
trong thời gian gần đây, từ nguồn vốn kết dư từ dự án mở rộng Quốc lộ 1 do Bộ Giao
thông vận tải làm Chủ đầu tư.
Việc cắm biển giới hạn tải trọng đối với xe lưu thông qua cầu chỉ được thực
hiện khi kết cấu cầu xuất hiện hư hỏng nh m đảm bảo an tòan cho người và các
phương tiện.
Hiện nay phổ biến là việc giới hạn tải trọng từ 8T – 10T đối với cầu cũ xuất
hiện hư hỏng nặng và 15T đối với cầu cũ trên tuyến tỉnh lộ, Hương lộ
1.3 Những khó khăn trong cơng tác đánh giá khả năng chịu tải của cầu

Lưu trữ hồ sơ

Công tác quản

cầu cũ

lý chưa chặt
chẽ, khoa học

Khó khăn về
nguồn vốn
Khó khăn đánh
giá cầu cũ

Khơng có đơn vị

Sử dụng phương pháp,

tư vấn chun về

kỹ thuật lạc hậu

kiểm định cầu

Hình 1. 13 Những khó khăn trong cơng tác đánh giá cầu cũ

Vì lý do kinh phí hạn hẹp nên việc kiểm tra, kiểm định thường xun và duy tu
các cơng trình cầu khơng đảm bảo theo quy trình bảo dưỡng cầu. Đối với các tuyến


14
đường tỉnh lộ thì 10 năm gần đây khơng bố trí kinh phí khảo sát, kiểm tra kiểm định
cầu cũ. Cịn đối với các câu trên tuyến Quốc lộ thì khi nào có nhu cầu sửa chữa nâng
cấp mới tiến hành kiểm tra, đánh giá cầu cũ.
Đa phần là cầu cũ được thi công từ những năm 90 trở về trước nên hồ sơ không
được lưu trữ đầy đủ và liên tục. Hồ sơ tài liệu chỉ được lưu trữ dưới dạng các thơng tin
mang tính tổng hợp chung chung, chi tiết bố trí cốt thép bên trong của cấu kiện thi
khơng nắm được chính xác.
Cơng tác quản lý cịn chưa chặt, không rõ ràng, trách nhiệm các đơn vị chồng
chéo nhau. Việc kiểm tra không thường xuyên và thiếu tính hệ thống, phương pháp
kiểm tra và kỹ thuật ch n đốn cịn lạc hậu. Vì vậy càng làm cơng trình xuống cấp trầm
trọng gây trở ngại lớn cho vận tải (hạn chế tốc độ, hạn chế tải trọng).
Trên địa bàn tỉnh đơn vị tư vấn chuyên kiểm tra, kiểm định cầu chưa có. Đối
với các cơng tác kiểm định, đánh giá cơng trình cầu cũ hoặc thí nghiệm kiểm tra chất
lượng cơng trình cầu Chủ đầu tư thường mời các đơn vị tư vấn ở TP Hồ Chí Minh, Đà
Nẵng, TP Hà Nội hoặc các Trung tâm kiểm định chất lượng.
1.4 Mô tả hư hỏng hiện trạng cầu Giăng Dây:

1.4.1 Giới thiệu chung cầu Giăng Dây:
Cầu Giăng Dây chiều dài 11,3m n m tại Km1443+083, Quốc lộ 1, xã Vĩnh

Lương, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hịa.
Quy mơ thiết kế cầu:
+ Chiều dài cầu: Ltc = 11,3m;
+ Sơ đồ nhịp:

Ltt = 1x11,3m;

+ Khổ cầu:B = 0,5m + 11m + 0,5m = 12m.

Bê tông nhựa dày 5 cm
Bản mặt cầu tăng c-ờng dày 6 - 17 cm

Hỡnh 1. 14 Mt cắt ngang cầu Giăng Dây


15

 Kết cấu nhịp
- Cầu gồm một nhịp giản đơn chiều dài nhịp L=11,3m; mặt cắt ngang nhịp gồm
6 dầm chủ b ng BTCT, khoảng cách các tim dầm dọc @= 2,15m (đối với 4 dầm chủ),
@=2,25m (đối với 02 dầm mới), @=1,6m (khoảng cách tim dầm mới tới tim dầm cũ
cạnh nhau).
- Tồn nhịp có 03 dầm ngang b ng BTCT.
- Dầm ngang giữa nhịp kích thước BxH = 250×570mm, khoang 4 khơng có
dầm ngang.
- Dầm ngang đầu nhịp (khoang 5) có kích thước BxH = 200×570mm, dầm
ngang cách đầu dầm 300mm (tim dầm ngang đến đầu dầm). Còn ở khoang 1, 2, 3 dầm
ngang có kích thước B×H=200×870 và cách đầu dầm 100mm (tim dầm ngang đến đầu
dầm). Khoang 4 khơng có dầm ngang.
- Lớp phủ mặt cầu b ng BTN dày 5cm.

- Bản bê tông cốt thép tăng cường cho bản cánh dầm dày 6-17cm.
- Khe co giãn cao su.
- Lan can tay vịn b ng bê tông cốt thép. Gờ chắn bánh b ng bê tông cốt thép
B=500mm.
- Đường 2 đầu cầu được thảm BTN.
- Cầu gồm 2 mố nhẹ đặt trên hệ móng cọc b ng BTCT.

Hình 1. 15 Cầu Giăng Dây


16

Hình 1. 16 Dầm biên và lan can cầu Giăng Dây

Hình 1. 17 Hiện trạng mố cầu Giăng
Dây 1.4.2 Hiện trạng cầu Giăng Dây:
Dầm chủ xuất hiện nhiều vết nứt. Các dầm chủ ở vị trí giữa nhịp xuất hiện các
vết nứt ngang trục dầm có bề rộng >0.2mm ở đáy dầm kéo dài lên sườn dầm, đây là
các vết nứt do mô men, ở đầu dầm chủ xuất hiện các vết nứt xiên do lực cắt. Các vết
nứt này là vết nứt tiền phá hoại gây ra bởi ứng suất chính rất nguy hiểm cho kết cấu.
Bề mặt dầm không được b ng phẳng, chất lượng bê tông xấu, nhiều vị trí bị mất vữa xi
măng trơ cốt liệu lớn, một số vị trí xuất hiện hiện tượng om và bong vỡ bê tơng.
Ở vị trí nách dầm chủ, và bản cánh dầm chủ xuất hiện nhiều vệt can xi để lại do