Luận văn thạc sĩ dự báo tuổi thọ cầu giàn thép tại KM2+250, quốc lộ 14e theo chỉ số độ tin cậy, xét đến sự thay đổi tiết diện do ăn mòn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH QUANG

DỰ BÁO TUỔI THỌ CẦU GIÀN THÉP
TẠI KM2+250, QUỐC LỘ 14E THEO
CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY, XÉT ĐẾN SỰ
THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DO ĂN MỊN

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

Đà Nẵng - Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH QUANG

DỰ BÁO TUỔI THỌ CẦU GIÀN THÉP TẠI
KM2+250, QUỐC LỘ 14E THEO CHỈ SỐ ĐỘ
TIN CẬY, XÉT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TIẾT
DIỆN DO ĂN MỊN

Chun ngành
Mã số

: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
: 8580205

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN DUY THẢO

Đà Nẵng - Năm 2019


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

Huỳnh Quang


ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................................................... i
MỤC LỤC................................................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT...................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH.................................................................................................................. vii
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài........................................................................................................................ 1

2. Mục đích nghiên cứu................................................................................................................. 1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu....................................................................................... 1
4. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................................................ 1
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................................... 1
6. Cấu trúc của luận văn................................................................................................................ 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẦU GIÀN THÉP,
ÁC ĐẠI LƢỢNG NGẪU
NHIÊN ĐẦU VÀO KHI TÍNH TOÁN KẾT CẤU.................................................................. 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CẦU GIÀN THÉP...................................................................................... 3
1.1.1. Khái quát................................................................................................................................ 3
1.1.2. Cấu tạo chung kết cấu nhịp cầu giàn thép................................................................. 3
1.1.3. Cơ sớ lý thuyết tính tốn cầu giàn thép...................................................................... 8
1.2. CÁC ĐẠI LƢỢNG NGẪU NHIÊN ĐẦU VÀO TRONG BÀI TỐN PHÂN
TÍCH KẾT CẤU...................................................................................................................................... 10
1.2.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình...........................10
1.2.2. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình.................................. 10
1.2.3. Các yếu tố ngẫu nhiên ảnh hƣởng đến độ tin cậy của cầu giàn:....................11
1.2.4. Vấn đề ăn mòn kết cấu thép dƣới tác động của môi trƣờng............................11
Kết luận Chƣơng 1....................................................................................................................... 14
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA KẾT CẤU
CÔNG TRÌNH........................................................................................................................................ 15
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CƠNG TRÌNH........................15
2.1.1. Tổng quan về lý thuyết độ tin cậy của kết cấu cơng trình................................. 15
2.1.2. Q trình phát triển mơ hình đánh giá độ tin cậy theo phƣơng pháp lý
thuyết xác suất và thống kê toán học................................................................................................ 15
2.2. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CƠNG TRÌNH.................16
2.2.1. Chỉ số độ tin cậy β............................................................................................................ 16
2.2.2. Phƣơng pháp tuyến tính hóa xác định chỉ số độ tin cậy................................ 19
2.3. ĐỘ TIN CẬY CỦA KẾT CẤU GIÀN THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY..........24
2.3.1. Cách xác định sơ đồ độ tin cậy của kết cấu giàn dầm........................................ 24

iii
2.3.2. Xét ảnh hƣởng của một số yếu tố ngẫu nhiên đến độ tin cậy của kết cấu
giàn................................................................................................................................................................ 28
2.4. DỰ BÁO TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU CƠNG TRÌNH.................................................. 30
2.4.1. Mở đầu.................................................................................................................................. 30
2.4.2. Tính tuổi thọ cơng trình theo chỉ số độ tin cậy.................................................. 30
2.4.3. Tính tuổi thọ cơng trình theo quan điểm tổn thƣơng tích lũy.........................31
2.4.4. Tính tuổi thọ theo chỉ số mục tiêu.......................................................................... 32
Kết luận Chƣơng 2....................................................................................................................... 34
CHƢƠNG 3. DỰ BÁO TUỔI THỌ CỦA CẦU GIÀN THÉP TẠI KM2+250,
QUỐC LỘ 14E THEO CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY....................................................................... 35
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG.................................................................................................................. 35
3.2. PHÂN TÍCH TÍNH TỐN ỨNG SUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHAI
THÁC CỦA KẾT CẤU NHỊP............................................................................................................ 37
3.2.1. Phân tích tính tốn ứng suất của kết cấu nhịp........................................................ 37
3.2.2. Khảo sát sự suy giảm độ tin cậy của kết cấu nhịp cầu khi xét đến ăn mòn
theo thời gian............................................................................................................................................. 45
3.2.3. Đánh giá khả năng khai thác kết cấu nhịp cầu giàn thép tại Km2+250,
Quốc lộ 14E theo chỉ số độ tin cậy tại thời điểm hiện nay (2019):................................... 48
3.3. KHẢO SÁT SỰ SUY GIẢM ĐỘ IN CẬY DO ĂN MÒN KẾT CẤU NHỊP CẦU
KHI XÉT ĐỒNG THỜI BIẾN ĐỘNG ẢI TRỌNG................................................................ 55
3.3.1. Xét đối với hoạt tải 0.65HL93:.................................................................................... 55
3.3.2. Xét đối với hoạt tải 0.5HL93:...................................................................................... 59
3.4. DỰ BÁO TUỔI THỌ KHAI THÁC CỦA CẦU THEO CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY
MỤC TIÊU................................................................................................................................................. 64
3.4.1. Xét đối với hoạt tải 0.65HL93..................................................................................... 64
3.4.2. Xét đối với hoạt tải 0.5HL93........................................................................................ 65
Kết luận Chƣơng 3.................................................................................................................................. 66

KẾT LUẬN............................................................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)
PHỤ LỤC


iv

DỰ BÁO TUỔI THỌ CẦU GIÀN THÉP TẠI KM2+250, QUỐC LỘ 14E
THEO CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY, XÉT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DO ĂN
MÒN
Học viên: Huỳnh Quang Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
Mã số: 860580205 Khóa: K36 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Các phƣơng pháp tính tốn truyền thống nhƣ Ứng suất cho phép, trạng thái giới
hạn chƣa phản ánh sát với sự làm việc thực tế của cầu giàn thép. Các mơ hình tính tốn
này khơng trực tiếp xem xét các yếu tố ngẫu nhiên một cách đầy đủ. Với các cầu giàn
thép đã qua khai thác s dụng, ăn mòn kim loại và tải trọng khai thác thực tế là nh ng
yếu tố nổi trội. T đó, cần phải xem xét một mơ hình tính tốn thích hợp hơn để đánh giá
kết cấu khi các yếu tố đầu vào là không chắc chắn để phản ánh một cách xác thực sự làm
việc của kết cấu. Theo lý thuyết độ tin cậy, phƣơng pháp nghiên cứu khả năng chịu tải
thông qua chỉ số độ tin cậy và kết hợp với đánh giá tuổi thọ là rât cần thiết. Kết quả phân
tích đánh giá cầu giàn thép có xét đến sự thay đổi tiết diện do ăn mòn c ng với iến đổi tải
trọng là cơ sở cho việc tính tốn chỉ số độ tin cậy. Chỉ số độ tin cậy mục tiêu là cơ sở để
đánh giá khả năng khai thác và dự áo tuổi thọ của cơng trình cầu giàn thép. Qua đó,
chúng ta có thể tính tốn thời gian khai thác an tồn hiệu quả cịn lại và thời gian cần gia
cố s a ch a về sau.

Từ khóa – ăn mịn kim loại; iến động tải trọng; độ tin cậy; tuổi thọ; cầu giàn thép.

ESTIMATION OF LIFESPAN OF STEEL FRAME BRIDGE AT KM 2+250,

NATIONAL WAY 14E ACCORDING TO CONFIDENCE INDEX, CONSIDERING
THE SECTION VARIATION DUE TO METAL CORROSION

Abstract - The conventional calculation methods such as Permissible stress, Limit state
have not been closely reflected the real working state of the steel structure frame. These
calculation models do not direct to consider random factors adequately. On the used and
old steel frame bridges, outstanding factors are metal corrosion and real usable loads.
Thenceforth a more appropriate calculation model should be considered to assess the
structure while unsure input parameters for reflecting closely real working state of the
structure. In accordance with confidence theory, study method of load capacity via
confidence index and combination of life span estimation is very necessary. The result of
canalization and assessment of steel frame bridge which considerate section deviation
due to metal corrosion together with load fluctuation is basis for calculation of
confidence index. The objective confidence index is the basis for assessment of usable
capacity and estimation of life span of steel frame bridge. Thereby, we can calculate
remaining effective usable time and the time for maintenance and reinforcement in the
coming time
Key words - metal corrosion, load fluctuation, confidence index, lifespan, steel frame
bridge.


v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
CÁC KÝ HIỆU:
 Chỉ số độ tin cậy
[]

Chỉ số độ tin cậy mục tiêu

PS
Pf

Xác suất an toàn
Xác suất phá hoại
 Ứng suất

CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
BH
Biến hình
BBH Bất iến hình
ĐTC Độ tin cậy
KCCT Kết cấu cơng trình
QL14E Quốc lộ 14E
MC
Mặt cắt
XS
Xác suất
XSTK Xác suất thống kê


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số
hiệu
bảng

Tên bảng
2.1. Bảng tra hàm

3.1.

Bảng tổng hợp giá trị bao ứng suất trong cá
tiền định

3.2. Kết quả ăn mòn và chiều dày còn lại của cá

3.3. Kết quả ứng suất nội tại của thanh giàn ứng

3.4. Kết quả chỉ số về bền ứng với các mức độ
3.5.

Bảng tổng hợp giá trị bao ứng suất trong cá
tiền định đối với hoạt tải 0.65HL93

3.6. Kết quả chỉ số tƣơng ứng với t ng cấp tả

3.7. Bảng tổng hợp giá trị chỉ số theo thời điể

3.8. Bảng tổng hợp giá trị chỉ số theo thời điể
3.9.
3.10.

Bảng tổng hợp dự báo tuổi thọ khai thác
0.65HL93

Bảng tổng hợp dự báo tuổi thọ khai thác của


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số
hiệu
hình

Tê

1.1.

Các ộ phần cơ ản trong cầu già

1.2.

Các sơ đồ giàn thông thƣờng

1.3.

Sơ đồ tƣơng tác quản lý và các

2.1.

Các trạng thái của kết cấu

2.2.

Mơ hình giao thoa thể hiện xác

2.3.
2.4.

Ý nghĩa hình học của PS và Pf
Mơ hình tuyến tính hóa hàm phi

2.5.

Sơ đồ phƣơng pháp tính độ tin c

2.6.

Sơ đồ thuật tốn đánh giá độ tin

2.7.

Biểu diễn tuổi thọ dƣới dạng đồ

2.8.

Ý nghĩa hình học của tuổi thọ tr

2.9.

Chu trình ứng suất gây phá hủy

2.10.

Biểu đồ suy giảm chỉ số theo

3.1.

Chính diện mố cuối cầu

3.2.

Cắt ngang cầu nhịp 1 – nhịp 5.

3.3.

Cắt ngang cầu nhịp 6 – nhịp 7.

3.4.

Cấu tạp nút giàn chủ.

3.5.

Cấu tạo dầm ngang, dầm dọc

3.6.

Kết quả mơ hình kết cấu nhịp cầ

3.7.

Sơ đồ tên gọi các thanh giàn chủ

3.8.

Một số hình ảnh gỉ sét tại các th

3.9.

Biểu đồ quan hệ chỉ số - Độ lệ

3.10.

Biểu đồ quan hệ chỉ số - Độ lệ


3.11.
3.12.

3.13.

3.14.

Biểu đồ quan hệ chỉ số - Độ lệ

Biểu đồ quan hệ chỉ số - Độ lệ
trọng

Biểu đồ quan hệ gi a(t) và thờ
biến động hoạt tải (0.65HL93)

Biểu đồ quan hệ gi a(t) và thờ
biến động tải trọng (0.5HL93)

3.15.

Biểu đồ xác định tuổi thọ khai th

3.16.

Biểu đồ xác định tuổi thọ khai th


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Các phƣơng pháp tính toán cổ điển nhƣ ứng suất cho phép hay trạng thái giới
hạn chƣa phản ánh sát thực tế sự làm việc của kết cấu vì mơ hình tính chƣa xét trực
tiếp các yếu tố ngẫu nhiên này một cách đầy đủ. Với các cầu giàn thép cũ đã qua khai
thác s dụng, nổi trội trong các yếu tố không chắc chắn ăn mòn và tải trọng khai thác
thực tế. T đó đặt ra u cầu phải áp dụng mơ hình ph hợp hơn cho tính tốn, đánh giá
kết cấu trong điều kiện các thông số đầu vào là không chắc chắn để phản ánh sát thực
tế sự làm việc của kết cấu.
Việc xác định tuổi thọ gắn với độ tin cậy của cơng trình cầu hiện nay chƣa đƣợc
quan tâm đúng mức. Các cơng trình cầu cũ thƣờng phức tạp về mặt kết cấu, tiết diện
thép ị ăn mịn. Vì vậy, một phƣơng pháp nghiên cứu khả năng chịu tải thông qua chỉ
số độ tin cậy và kết hợp dự áo tuổi thọ kết cấu cơng trình là lý thuyết độ tin cậy.
2. Mục đích nghiên cứu
Phân tích khả năng chịu lực kết cấu cầu thép theo chỉ số độ tin cậy.
- Phân tích dự áo tuổi thọ cầu thép theo lý thuyết độ tin cậy, xét đến sự thay đổi
tiết diện do ăn mòn.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Cầu giàn thép tại Km2+250, Quốc lộ 14E đã qua q trình khai thác s dụng
Phân tích độ tin cậy kết cấu nhịp cầu giàn theo điều kiện về sức kháng kéo
hoặc
nén (điều kiện ền), xét đến sự thay đổi tiết diện do ăn mịn.

- Các đại lƣợng khơng chắc chắn ngẫu nhiên có phân ố chuẩn.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp nghiên cứu kết hợp gi a nghiên cứu thực nghiệm và nghiên cứu lý
thuyết:
Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành thu thập các số liệu hiện trạng cầu thép cũ
tại Km 2+250 – Quốc lộ 14E để phục vụ cho việc phân tích.
Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích trạng thái ứng suất kết cấu cầu giàn ằng
phƣơng pháp PTHH (phần mềm Midas, Sap...). Khảo sát ảnh hƣởng của tham số tải
trọng và suy giảm tiết diện do ăn mòn đến trạng thái làm việc, làm cơ sở cho việc tính
chỉ số độ tin cậy của các phần t kết cấu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Xác định mơ hình tính tốn thích hợp hơn để đánh giá kết cấu khi các yếu tố đầu
vào là không chắc chắn để phản ánh một cách xác thực sự làm việc của kết cấu.
Theo lý thuyết độ tin cậy, phân tích đánh giá cầu giàn thép có xét đến sự thay đổi
tiết diện do ăn mòn và iến đổi tải trọng. T đó, đánh giá khả năng khai thác và dự áo
tuổi thọ của cơng trình cầu giàn thép và thời gian cần gia cố s a ch a về sau.


2

6. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu

+ Lý do chọn đề tài;
+ Mục đích nghiên cứu;
+ Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu;
+ Phƣơng pháp nghiên cứu;
+ Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài;
Bố cục luận văn:
Chƣơng 1. Tổng quan về Cầu giàn thép, các đại lƣợng ngẫu nhiên đầu vào khi

tính tốn kết cấu.
1.1. Tổng quan về cầu giàn thép.
1.1.1. Khái quát
1.1.2. Cấu tạo chung kết cấu nhịp cầu giàn thép
1.1.3. Cơ sở lý thuyết tính toán cầu giàn thép
1.2. Các đại lƣợng ngẫu nhiên đầu vào trong ài tốn phân tích kết cấu
1.2.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình.
1.2.2. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình
1.2.3. Các yếu tố ngẫu nhiên ảnh hƣởng đến độ tin cậy của cầu giàn
1.2.4. Vấn đề ăn mòn kết cấu thép dƣới tác động của môi trƣờng
Chƣơng 2. Cơ sở lý thuyết đánh giá độ tin cậy kết cấu cơng trình
2.1. Cơ sở lý thuyết về
2.1.1. Tổng quan
2.1.2. Quá trình p
lý thuyết xác suất và thống kê toán học
2.2. Một số phƣơng ph
2.2.1. Chỉ số độ
2.2.2. Phƣơng p
2.3. Độ tin cậy của cầu
2.4. Dự áo tuổi thọ kết
Chƣơng 3. Dự báo tuổi thọ cầu giàn thép tại Km 2+250, Quốc lộ 14E theo chỉ số độ tin cậy.

3.1. Giới thiệu chung.
3.2. Phân tích tính tốn ứng suất kết cấu nhịp và đánh giá khả năng khai thác
của kết cấu nhịp.
3.3. Khảo sát sự suy giảm độ tin cậy do ăn mòn kết cấu khi xét đồng thời iến
động về tải trọng.
3.4. Dự áo tuổi thọ khai thác của cầu theo chỉ số độ tin cậy mục tiêu.
Kết luận và kiến nghị.
1.Kết luận.

2.Kiến nghị.


3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CẦU GIÀN THÉP, CÁC ĐẠI LƢỢNG NGẪU NHIÊN
ĐẦU VÀO KHI TÍNH TỐN KẾT CẤU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CẦU GIÀN THÉP
1.1.1. Khái quát
Cầu giàn thép đƣợc s dụng khá phổ iến ở Việt Nam trong các công trình đƣờng ộ hay
đƣờng ray tàu hỏa. Cầu giàn thép là loại cầu đƣợc xây dựng với giàn nhịp ằng khung
xƣơng thép đƣợc nối dài. Cấu tạo của cầu giàn thép gồm các dạng iên song song, iên
para ol, đa giác. Cầu giàn thép với các ƣu điểm cơ ản về độ ền cao, tính ổn định và
đồng nhất, trọng lƣợng ản thân nhỏ, dễ cơng nghiệp hóa chế tạo, cơ giới hóa vận
chuyển, đảm ảo thi cơng nhanh, khơng cần giàn giáo, không chịu ảnh hƣởng của địa
chất, thủy văn và thời tiết nên các cơng trình ằng thép hoặc thép ê tơng liên hợp đã có
mặt t rất sớm trong các cơng trình cầu đƣờng phục vụ giao thông đi lại trên khắp thế
giới. Ở Việt Nam, nh ng năm đầu thế kỷ 19 các cơng trình cầu đƣờng đƣợc xây
dựng chủ yếu ằng thép và vẫn đang đƣợc khai thác s dụng cho đến ngày hôm nay Về
mặt kỹ thuật, cầu giàn thép giúp tiết kiệm vật liệu ởi các thanh trong dàn chỉ
chịu lực dọc trục, thép là vật liệu đồng nhất đẳng hƣớng, làm việc hoàn toàn đàn hồi
trƣớc khi đạt trạng thái giới hạn chảy. Ngồi ra, các thanh giàn có trọng lƣợng nhẹ
giúp giảm ớt tĩnh tải xuống mố trụ, do đó yêu cầu về móng khơng cao nhƣ cầu dầm.
Diện tích chắn gió thực tế nhỏ và khoảng cách hai giàn chủ lớn giúp cho khả năng chịu
lực ngang của cầu giàn đƣợc đánh giá rất cao.
Ngoài nh ng ƣu điểm về kỹ thuật, cầu giàn thép có có hình dáng đẹp, tính thẩm
mỹ cao, cơng tác thi cơng đơn giản, có thể chế tạo hàng loạt trong xƣởng nên có thể
đảm ảo tiến độ thi cơng nhanh cho cơng trình. Đặc iệt, q trình thi cơng đƣợc đánh
giá là ít ảnh hƣởng tới môi trƣờng xung quanh, dễ dàng cẩu lắp, chủ yếu là nhờ tới

công nghệ lao kéo dọc cầu giàn thép. Thi cơng loại cầu này có thể thực hiện theo cách
lắp ráp ngang tại vị trí trên các giàn giáo, lắp hẫng kết cấu nhịp, lắp ráp ở ên ngồi rồi
lao kéo vào vị trí kết cấu nhịp, lắp ráp ở ên ngồi rồi đƣa vào vị trí kết cấu nhịp ằng
chở nổi nên có tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp và có tính cơng nghiệp hóa cao
do vật liệu hồn tồn sản xuất trong nhà máy.
Bên cạnh nh ng ƣu điểm kể trên, cầu giàn thép có nhƣợc điểm rất quan trọng là
hiện tƣợng gỉ do tác động của mơi trƣờng, gỉ ăn mịn kim loại, làm giảm tiết diện chịu
lực, phá hoại các liên kết và do đó làm giảm tuổi thọ cơng trình. Việc sơn mạ chống gỉ
có tác dụng trọng một thời gian nhất định nên cần có đánh giá chính xác về các hƣ
hỏng ảnh hƣởng đến tuổi thọ cơng trình t đó đề ra kế hoạch duy tu ảo dƣỡng ph hợp
để phát huy tối đa hiệu quả dự án.
1.1.2. Cấu tạo chung kết cấu nhịp cầu giàn thép


4

Cầu giàn thép thông thƣờng s dụng khi vƣợt nhịp lớp hơn so với cầu dầm thép, chiều
dài nhịp áp dụng phổ iển là 60m÷150m, và có thể đạt nhịp 550m. Cầu giàn thép tiết
kiệm vật liệu hơn cầu dầm thép vì thanh chịu lực dọc là chủ yếu, iểu đồ ứng suất phân
ố đều trên toàn tiết diện nên tận dụng tối đa khả năng làm việc của vật liệu. Đặc iệt các
thanh giàn nằm cách xa trục trung hòa của hệ nên tăng khả năng chị lực của cả
hệ thống lên gấp nhiều lần so với cầu dầm có c ng trọng lƣợng.
Cầu giàn chỉ truyền áp lực thẳng đứng lên mố và trụ nên kích thƣớc của mố trụ
tƣơng đối nhỏ.
Dễ tiêu chuẩn hóa và định hình hóa cho tồn ộ kết cấu cũng nhƣ cho t ng phân tố
kết cấu nên có thể sản xuất hàng loạt trong nhà máy rồi mang ra lắp ráp tại cơng
trƣờng, vì vậy giảm đƣợc chi phí.
1.1.2.1. Các bộ phận cơ bản của cầu giàn thép

Hình 1.1. Các bộ phần cơ bản trong cầu giàn thép

1. Giàn chủ; 2. Hệ dầm ngang; 3. Hệ dầm dọc; 4. Hệ liên kết dọc dƣới; 5. Hệ liên kết
dọc trên; 6. Cổng cầu; 7. Hệ liên kết ngang; 8. Mặt cầu đƣờng xe chạy; 9. Lan can và
đƣờng ộ hành.
1.1.2.1.1. Hệ thống dầm mặt cầu và mặt cầu
Bên trên hệ thống dầm mặt cầu là mặt cầu có tác dụng đỡ trực tiếp lớp phủ mặt
cầu và hoạt tải trên cầu.
Hệ thống dầm mặt cầu có thể ao gồm hệ dầm dọc và dầm ngang. Trong đó, hệ
dầm dọc dùng để đỡ mặt cầu và truyền tải trọng xuống các dầm ngang; hệ dầm ngang
d ng để đỡ hệ dầm dọc, tiếp nhận tải trọng t hệ dầm dọc và ản mặt cầu rồi truyền tải
trọng vào các nút của giàn chủ.
1.1.2.1.2. Giàn chủ
Thanh iên gồm có thanh iên trên và dƣới chịu lực nén và kéo gây ra do uốn.
Thanh vách ao gồm thanh xiên và thanh đứng. Trong giàn có biên song song,
thanh xiên chống lại lực cắt trong giàn, thanh đứng chịu các tải trọng trong khoang.
Thanh giằng gồm một cặp thanh xiên có dạng ch X trong khoang giàn mà khi
ố trí một thanh xiên đơn chịu ứng suất đổi dấu.


5

Cổng cầu đƣợc đặt ở hai đầu giàn để chịu tải trọng ngang và truyền t iên trên
xuống gối cầu. Với mục đích này, các thanh liên kết trong cổng cầu đƣợc ố trí ở mức
trên cùng.
Nút giàn là nơi giao nhau các thanh giàn. Các nút gi a các iên trên và iên dƣới
gi a đƣợc gọi là khoang giàn.
1.1.2.1.3. Hệ liên kết
Hệ liên kết dọc đƣợc ố trí trong mặt phẳng iên trên và iên dƣới gi a hai mặt
phẳng giàn. Chúng tạo ra độ cứng cho kết cấu và cũng truyền tải trọng ngang về hai
đầu giàn.
Hệ liên kết cổng cầu đƣợc ố trí ở hai đầu giàn trong mặt phẳng cổng cầu và

truyền tải trọng nằm ngang t hệ liên kết dọc trên xuống gói cầu.
Hệ liên kết ngang đƣờng đƣợc ố trí tại mức thanh iên trên ở các khoang trong để
tạo ra độ cứng chống xoắn cũng nhƣ phân ố tải trọng ngang lên hệ liên kết dọc.
1.1.2.1.4. Các bộ phận khác
Có thể ao gồm hệ thống lan can, đƣờng ộ hành, ó vỉa, chiếu sang, cấp thốt
nƣớc, điện dân dụng và cơng nghiệp, cáp quang…
1.1.2.2. Kết cấu nhịp cầu giàn thép
Cầu giàn nói chung tƣơng đối dễ lắp ráp ởi vì thƣờng dùng thiết ị nhẹ. Sự lắp ráp
các nút đƣợc liên kết ằng máy móc ở hiện trƣờng tƣơng đối nặng nhọc. Bởi vậy, đối
với cầu giàn ô tô chiều dài nhịp ít kinh tế nếu nhỏ hơn 35m. Tuy nhiên, đối với cầu
đƣờng sắt do tải trọng nặng hơn nên chiều dài nhịp kinh tế có thể lớn hơn 45m. Giới
hạn thực tế hiện nay đối với cầu giàn nhịp đơn giản khoảng 240m cho cầu ô tô và
230m cho cầu đƣờng sắt. Phạm vi giới hạn này có thể chấp nhận đƣợc nhờ cải thiện
đƣợc vật liệu và tính tốn; nhƣng khi yêu cầu nhịp tăng thì cầu giàn liên tục và cầu
giàn mút th a mang lại hiệu quả hơn.
Với cầu giàn có một số nhịp, khoảng cách trụ kinh tế nhất đƣợc xác định sau khi
hoàn thành thiết kế sơ ộ cho kết cấu thƣợng và hạ ộ. Có một nguyên tắc cho rằng giá
thành của một trụ ằng giá thành của một nhịp kể cả hệ dầm mặt cầu. Trong các tính
tốn th , số lƣợng trụ an đầu đƣợc giải thiết có thể tăng hay giảm đi một trụ tƣơng ứng
với sự giảm hoặc tăng chiều dài nhịp.
Có một số quy định về tỷ số gi a chiều cao và chiều dài nhịp đối với cầu giàn.
Tuy nhiện, tỷ số kinh tế phụ thuộc nhiều yếu tố nhƣ loại giàn, chiều dài nhịp, tải trọng,
yêu cầu s dụng…
Đối với giàn nhịp đơn giản, kinh nghiệm cho thấy tỷ lệ gi a chiều cao và chiều
dài nhịp t 1/5 đén 1/8 là kinh tế, một số thiết kế giới hạn tỷ lệ này là 1/10. Đối với giàn
liên tục, tỷ lệ này khoảng 1/12. Bởi vì cầu xe l a có tải trọng lớn hơn sơ với cầu ô tô
nên chiều cao giàn cao hơn. Tuy nhiên, các nhà thiết kế khơng có sự tự do hồn toàn
trong việc lựa chọn chiều cao giàn, t y thuộc vào mục đích, yêu cầu s dụng để đƣa ra
chiều cao giàn cho hợp lý.

6

Năm 1953, Waling đã đƣa ra kết luận: Các giàn Warren và Pratt đƣợc xem xét
với các nhịp t 50÷90m gồm 6÷10 khoang. Để có trọng lƣợng nhỏ nhất, chiều cao d của
giàn có iên song song nhịp L đƣợc cho ởi các công thức sau:
+ Giàn Pratt:
d=L(0.381-0.0185n)
+ Giàn Warren:
d=L(0.362-0.016n)
Với n là số khoang giàn

Hình 1.2. Các sơ đồ giàn thơng thường
Cầu giàn thép có thể làm cầu giàn đơn giản, liên tục, mút th a. Về đặc điểm cụ
thể nhƣ sau:
1.1.2.2.1. Cầu giàn đơn giản
Ưu điểm:
- Không phát sinh nội lực phụ do lún lệch của mố trụ cầu, do thay đổi nhiệt
độ…
Kết cấu đơn giản, dễ định hình hóa, tiêu chuẩn hóa có thể sản xuất hàng loạt
trong nhà máy, vì vậy giảm chi phí sản xuất.
- Hƣ hỏng cục ộ khơng ảnh hƣởng đến tồn cầu.
Nhược điểm:
- Kết cấu nặng nề và tốn kém hơn so với các loại cầu giàn liên tục và mút th
a
- Kết cấu trụ lớn hơn do trụ đỡ hai gối lệch tâm.
- Đƣờng đàn hồi không liên tục nên xe chạy qua cầu không êm thuận.


Phạm vi áp dụng:

7

- Tốt nhất nên áp dụng khi nhịp t 30m÷150m.
- Áp dụng cho mọi loại địa chất, nhƣng thƣờng dung nhiều trong điều kiện
đất yếu. 1.1.2.2.1. Cầu giàn liên tục: Ngƣợc lại so với cầu giàn đơn giản
Ưu điểm:
- Kết cấu thanh mảnh, gọn nhẹ và tiết kiệm thép hơn so với cầu giàn đơn
giản.
Kết cấu trụ nhỏ hơn so với cầu giàn đơn giản do trụ chỉ đỡ một hàng gối đúng
tâm.
- Đƣờng đàn hồi liên tục nên xe chạy qua cầu êm thuận.
Về phƣơng diện thi cơng: Có thể áp dụng công nghệ thi công tiên tiến nhƣ
công nghệ lắp hẫng t ng modul nên có thể xây dựng đƣợc cầu vƣợt nhịp lớn hơn cầu
giàn đơn giản.
Nhược điểm:
Phát sinh nội lực phụ do lún lệch của mố trụ cầu, thay đổi nhiệt độ, điều chỉnh
nội lực….
- Với cầu có
hóa hơn cầu giàn đơn giản nên chi phí sản xuất và lắp rắp cao hơn.
- Hƣ hỏng cục
Phạm vi áp dụng:
- Có thể áp dụng cho nhịp t 150m÷400m.
- Áp dụng ph
khơng tốt nhƣng phải s dụng móng sâu để hạn chế độ lún của mố trụ.
1.1.2.2.1. Cầu giàn mút thừa: Về cơ ản khắc phục đƣợc nh ng nhƣợc điểm của
cầu giàn đơn giản và cầu giàn liên tục, phát huy đƣợc ƣu điểm của hai hệ trên
Ưu điểm:
- Kết cấu thanh mảnh, gọn nhẹ và tiết kiệm thép hơn so với cầu giàn đơn

giản.
Kết cấu trụ nhỏ hơn so với cầu giàn đơn giản do trụ chỉ đỡ một hàng gối đúng
tâm.
- Không phát sinh nội lực phụ do lún lệch của mố trụ cầu, do thay đổi nhiệt
độ…
- Hƣ hỏng cục ộ của nhịp đeo khơng ảnh hƣởng đến tồn cầu.
Về phƣơng diện thi cơng: Có thể áp dụng cơng nghệ thi cơng tiên tiến nhƣ
cơng nghệ lắp hẫng t ng modul nên có thể xây dựng đƣợc cầu vƣợt nhịp lớn hơn cầu
giàn đơn giản.
Nhược điểm:
- Đƣờng đàn hồi không liên tục, đặc iệt ị gãy khúc tại vị trí nối tiếp gi a giàn đeo
và giàn chính gây xung kích lớn khi xe qua cầu. Đây là nhƣợc điểm lớn nhất của cầu
giàn mút th a, nó làm giảm khả năng ứng dụng trên các tuyến đƣờng cấp cao và
đƣờng cao tốc.
- Với cầu có iên thay đổi thì kết cấu phức tạp, khó định hình hóa và tiêu chuẩn


hóa hơn cầu giàn đơn giản nên chi phí sản xuất và lắp rắp hơi cao.
- Hƣ hỏng cục ộ của giàn chính ảnh hƣởng đến tồn cầu.
Phạm vi áp dụng:


8

- Có thể áp dụng cho nhịp t 250m÷550m.
- Hạn chế s dụng các tuyến đƣờng cấp cao và đƣờng cao tốc.
1.1.3. Cơ sớ lý thuyết tính tốn cầu giàn thép
Kết cấu nhịp giàn thép là một kết cấu không gian có nhiều thanh và nhiều nút,
hơn n a các nút đƣợc cấu tạo có tính chất là nút cứng. Do vậy việc tính tốn chính xác
sẽ gặp rất nhiều khó khăn.

Trong thực tế thiết kế, ngƣời ta giả thiết tính tốn nhƣ sau:
 Đơn giản hóa ằng cách coi kết cấu khơng gian đó là do các kết cấu phẳng ghép
lại, nh ng kết cấu phẳng này là các giàn chủ và các giàn liên kết.
 Xem liên kết nút là liên kết khớp.

Hệ dầm mặt cầu làm nhiệm vụ đỡ phần mặt cầu và hoạt tải rồi truyền lực cho
giàn chủ tại các nút.
Để thỏa mãn giả thiết trên, cần phải chú ý:
 Chiều cao thanh không > 1/15 chiều dài thanh.
 Trục các thanh iên của 2 khoang kề nhau không > 1.5% chiều cao thanh.
 Đối với giàn iên cứng, thanh iên có các thành phần nội lực M, Q, N.
1.1.3.1. Bài tốn khơng gian
Bài tốn khơng gian cho kết quả chính xác với sự làm việc thực tế của kết cấu. Việc
xác định nội lực kết cấu có thể tính tốn theo phƣơng pháp của cơ học kết cấu hoặc s
dụng các phần mềm chuyên dụng nhƣ SAP, MIDAS... Ta có thể xét riêng t ng ài toán
với t ng tác động của các tải trọng riêng iệt hoặc xét ài toán chung với
nhiều tải trọng, tổ hợp tải trọng.
1.1.3.2. Đưa mơ hình bài tốn khơng gian thành bài tốn phẳng và đưa bài
tốn khơng gian thành tập hợp các bài tốn phẳng [7]
Ví dụ: Thay thế sự làm việc của giàn không gian ằng sự làm việc của các kết cấu
hệ giàn phẳng
Bài toán 1: Mặt phẳng giàn chủ chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng (tĩnh tải
và hoạt tải).

Bài toán 2: Các hệ liên kết dọc chịu tác động của các lực nằm trong mặt phẳng
nằm ngang.


9

Bài toán 3: Hệ dầm mặt cầu chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng (tĩnh tải và
hoạt tải)

Yêu cầu :

S(

Trong đó

S(
* Cơ sở để xác định mơ hình giản lược:
- Khảo sát kết cấu giàn không gian, xác định độ nhạy với tác động tải trọng
của t ng ộ phận kết cấu. T đó đƣa ra sự làm việc của t ng loại kết cấu.
- Cần lƣu ý rằng các lực tác động chỉ gây nên hiệu ứng đáng kể đối với các ộ
phận kết cấu nằm trong mặt phẳng tr ng hoặc song song với mặt phẳng tác động. Điều
đó cho phép ta xây dựng đƣợc các sơ đồ tính tốn cho cầu giàn thép.
- Khi đƣa ài tốn khơng gian thành tập hợp các ài tốn phẳng, hiệu ứng lực
tổng cộng của một ộ phận thứ i đƣợc tính theo ngun lý cộng tác dụng:
I

S S
Trong đó:

i

S

i

: hiệu ứng lực của

phận đó tham gia.
- Việc tổng hợp nội lực phải tổng hợp sao cho không làm giảm tác động của
tải
trọng trong các ài toán thành phần.
- Nội lực của ộ phận thứ i đƣợc xác định theo các ƣớc:
+ Vẽ đƣờng ảnh hƣởng nội lực của ộ phận đang xét.
+ Xếp tải ất lợi lên đƣờng ảnh hƣởng.
+ Tính nội lực của ộ phận trong các ài toán thành phần.
+ Cộng tác dụng nội lực t các ài tốn mà ộ phận đó tham gia.
Tóm lại:
Phần trên đã nêu về tổng quan về các dạng, sơ đồ cầu giàn và phƣơng pháp
phân tích kết cấu giàn.


10

1.2. CÁC ĐẠI LƢỢNG NGẪU NHIÊN ĐẦU VÀO TRONG BÀI TỐN PHÂN
TÍCH KẾT CẤU
1.2.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình
T
sơ đồ hình 1.3, ta có thể nhận thấy các thiết sót thƣờng gặp trong các khâu
làm giảm độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình.
- Khơng thu thập đầy đủ các số liệu cần thiết cho đầu vào (thiếu thiết ị đo,
phƣơng pháp x lý thơ sơ…)
- Sai sót trong tổ hợp tải trọng, chọn sơ đồ tính cho kết cấu, phƣơng pháp giải
chƣa đủ chính xác.
- Chất lƣợng vật tƣ khơng đúng yêu cầu, thiết ị không chuẩn, sai thiết kế, ậc thợ
thấp so với yêu cầu…
- Thiết ị ảo trì khơng thƣờng xun, s dụng sai mục đích thiết kế Con ngƣời thiếu ý thức khi s dụng, cơ chế quản lý không ph hợp.

Tác động tiêu cực của môi trƣờng: ăn mòn, suy giảm cƣờng độ của vật
liệu,…

Số liệu
khảo sát

Hồ sơ
thiết kế

Hồ sơ
hồn cơng

Khai
thác

Ý thức ngƣời
s dụng

ĐTC
thiết kế

Độ tin cậy
Tuổi thọ CT

Hình 1.3: Sơ đồ tương tác quản lý và các giai đoạn đánh giá
ĐTC 1.2.2. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình
Lựa chọn các đơn vị tham gia cơng trình đủ năng lực và kinh nghiệm.
- Tăng cƣờng dự phòng các khâu yếu, các phần t nhạy cảm đảm ảo độ tin cậy các
phần t hệ thống đồng đều.
- Kết hợp thiết kế an đầu và ảo dƣỡng trong quá trình khai thác theo chế độ.

11

Thiết kế có dự phịng các tổn thất khi khai thác.
Hƣớng dẫn chi tiết các quy trình khai thác.
Tăng cƣờng kiểm tra chất lƣợng khi thi công.
- Tuyên truyền, giáo dục, x lý về ý thức nâng cao chất lƣợng và ồi dƣỡng tay
nghề cho ngƣời lao động.
S dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật mới trong các giai đoạn để tránh sai
sót.
Áp dụng quy trình quản lý chất lƣợng trong tất cả các khâu theo ISO.
1.2.3. Các yếu tố ngẫu nhiên ảnh hƣởng đến độ tin cậy của cầu giàn:
1.2.3.1. Ảnh hưởng của công tác khảo sát, thiết kế
Nhà thầu khảo sát thiết kế không đủ năng lực kinh nghiệm, thiếu thiết ị đo và
phƣơng pháp x lý thô sơ làm sai lệch số liệu đầu vào cho q trình tính tốn kết cấu cơng
trình. Bên cạnh đó, sai sót trong việc tổ hợp tải trọng, lựa chọn sơ đồ tính kết cấu, phƣơng
pháp tính chƣa đúng đắn cũng làm phản ánh sai trạng thái làm việc của kết cấu.
1.2.3.2. Ảnh hưởng của cơng tác thi cơng
Trình độ thi cơng của nhà thầu xây lắp, trình độ của công nhân, cán ộ kỹ thuật,
công nghệ thi công, chủng loại vật liệu... làm ảnh hƣởng đến trạng thái làm việc và
khả năng chịu lực của kết cấu cơng trình.
Lựa chọn thời điểm thi công chƣa hợp lý ảnh hƣởng đến chất lƣợng cơng trình
Các tác động trên có ảnh hƣởng trực tiếp đến độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình.
Các sai số về kích thƣớc, cƣờng độ vật liệu... làm thay đổi kết cấu cơng trình dẫn đến
sự thay đổi tuổi thọ của cơng trình.
1.2.3.3. Ảnh hưởng của quá trình quản lý, khai thác sử dụng
Thực trạng hiện nay ở Việt Nam ít chú trọng đến việc quản lý, khai thác s dụng
cơng trình cầu, nguồn kinh phí phục vụ cho công tác này hạn hẹp, việc thực hiện sai
quy trình kỹ thuật, mục đích s dụng sai khác so với thiết kế an đầu, khơng duy trì việc

ảo dƣỡng thƣờng xuyên và quản lý lỏng lẻo... sẽ làm thay đổi trạng thái làm việc của
kết cấu và giảm khả năng chịu lực dẫn đến thay đổi độ tin cậy và tuổi thọ cơng trình.
1.2.3.4. Ảnh hưởng yếu tố mơi trường
Tác động của khí hậu nhƣ mƣa, gió, ão, động đất, chênh lệch nhiệt độ, sự xâm
thực của các chất hóa học, các yếu tố ăn mịn... gây nên sự lão hóa vật liệu, làm suy
giảm tiết diện làm giảm khả năng chịu lực và phá hủy kết cấu.
Qua phân tích trên, ta thấy có rất nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy và tuổi
thọ kết cấu cầu giàn thép. Các nguyên nhân chủ quan của cơng tác thiết kế, thi cơng và
q trình khai thác s dụng đều có thể khắc phục đƣợc, riêng ảnh hƣởng của yếu tố mơi
trƣờng là khó lƣờng hơn cả. Do đó, trong phạm vi luận văn, học viên chọn yếu tố môi
trƣờng mà cụ thể là yếu tố ăn mòn kết cấu thép làm giảm khả năng chịu lực và tuổi
thọ của cơng trình để nghiên cứu.
1.2.4. Vấn đề ăn mịn kết cấu thép dƣới tác động của mơi trƣờng


12

Ăn mòn kết cấu thép là sự phá hủy ề mặt kim loại dƣới tác động hóa học hoặc
điện hóa của mơi trƣờng xung quanh. Kết cấu ị ăn mịn trong mơi trƣờng iển do có
-

chứa các chất ăn mịn thép nhƣ ion clo. Khí hậu iển có chứa muối gốc Cl làm cho kết
cấu thép ị ăn mịn tồn thể ề mặt trƣớc tiên. Sau đó ăn mịn kht sâu rất nguy hiểm
làm cho thép ị phá hủy dần. Thép ị ăn mòn dọc theo các tinh thể và xuyên qua các tinh
thể làm giảm độ ền cơ học. Khi chịu lực trong mơi trƣờng ăn mịn, kết cấu cịn ị phá
hủy dƣới một hình thức khác gọi là mỏi gỉ.
Tốc độ ăn mòn của thép chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khơng khí, hàm lƣợng
ion Cl , độ ẩm tƣơng đối của khơng khí.
Khả năng chịu lực của kết cấu giảm theo thời gian dƣới tác động của mơi trƣờng
ăn mịn. Có thể mơ tả khả năng chịu lực của kết cấu theo tiết diện đƣợc thể hiện ở

phƣơng trình sau:
A0 :
t:

trong đó:
Sự ăn mịn của kết cấu thép trong mơi trƣờng ăn mịn ln ắt đầu t lớp
Dƣới tác dụng của sự mòn gỉ, các phần t của kết cấu ị mất dần đi diện tích
và khi thời gian đủ dài kết cấu mất khả năng chịu lực.
Nghiên cứu của TS Lê Đức Vinh [13] đã đề cập đến việc xác định mơ hình mịn
gỉ của khí hậu ven iển miền Trung Việt Nam, t đó tính tốn và đánh giá chất lƣợng
cơng trình. Khi mơ hình hóa các q trình gỉ trong mơi trƣờng, có thể s dụng hai
phƣơng pháp tiếp cận hóa lý và toán học. Phƣơng pháp thứ nhất liên quan đến quy
luật phụ thuộc vào các thông số môi trƣờng nhƣ nhiệt đơ, độ ẩm,... các thành phần
hóa học của mơi trƣờng và đặc tính của q trình gỉ. Phƣơng pháp thứ hai liên quan
đến việc tìm ra quy luật phụ thuộc vào độ sâu của quá trình gỉ với thời gian trên cơ sở
thí nghiệm các mẫu. Các q trình ăn mòn đƣợc thể hiện dƣới dạng hàm số ngẫu
nhiên phụ thuộc theo thời gian.
Theo Panzep quy luật ăn mòn gỉ có thể iểu diễn dƣới các dạng sau:
+ Dạng tuyến tính :
(1.2)
 V0 .t
+ Dạng lũy th a :

  k.t n

(1.3)

  ln( k.t)

(1.4)

+ Dạng logarit :
+ Dạng hàm số mũ :

0 .et
trong đó :

k, : các hằng số ăn mòn, xác định ằng thực nghiệm;

(1.5)


13

V0 : tốc độ ăn mòn (mm/năm)
0,: chiều dày an đầu và chiều dày tại thời điểm t của kim loại
t:
thời gian của q trình ăn mịn.
Theo [13], trong các dạng quy luật nêu trên, dạng hàm số mũ là mơ hình ph hợp
nhất với thực nghiệm và đƣợc s dụng rộng rãi. Kết quả nghiên cứu theo dõi thống kê
các kết cấu thép s dụng dƣới 10 năm, tốc độ ăn mịn trung ình khoảng 0,2mm/năm,
trên 30 năm tốc độ ăn mòn chỉ còn 0.08mm/năm. Quy luật ăn mòn chiều sâu thép cac
on theo thời gian đƣợc iểu diễn dƣới dạng hàm số mũ:


(cm)
 .e (0.002
0.004)t 0

Do điều kiện khơng có số liệu khảo sát về ăn mịn tại v ng ven iển miền Trung, vì

vậy trong luận văn này, học viên chọn quy luật ăn mòn (1.6) để làm cơ sở nghiên cứu
về suy giảm độ tin cậy kết cấu cơng trình cầu giàn thép tại Km2+250, QL14E theo
thời gian và làm cơ sở để dự áo tuổi thọ theo độ tin cậy. Ngoài quy luật (1.6), để đơn
giản trong tính tốn, học viên s dụng thêm giả thiết tiết diện ị ăn mòn đều theo chu vi.