MO t SO NO i DUNG m i CA n XEM XE t BO

Nợi dụng phần này sẽ giới thiệu các quy định chính của hai quy trình nêu trên... Cần xác định biểu đồ dao động theo phương thẳng đứng, riêng cầu đường sắt cần xác đị

Trang 1

Asia_Link Project

“Introduction and Adoption of International Systems and Standards

for Inspection and Supervision of Bridges for Vietnam and Laos”

MỢT SỚ NỢI DUNG MỚI CẦN XEM XÉT BỞ SUNG

CHO TIÊU CHUẨN KIỂM ĐỊNH CẦU CỦA VIỆT NAM

Ts.PHÙNG MẠNH TIẾN & Tập thể Phòng Cầu Cảng

Phân Viện Khoa Học Cơng Nghệ Giao Thơng Vận Tải Phía Nam

84 Nguyễn Thị Minh Khai, F.6 Q.3, Tp Hồ Chí Minh

Tóm tắt: Nợi dung bài báo giới thiệu các nợi dung chính của quy trình thử nghiệm cầu 22 TCN

170-87 và Quy trình kiểm định cầu trên đường ơtơ (yêu cầu kỹ thuật) 22 TCN 243-98, thơng qua chương trình Asia_Link “Giới thiệu và chuyển giao các tiêu chuẩn quớc tế về kiểm định và giám sát cầu cho Việt Nam và Lào” bài báo nêu mợt sớ nợi dung mới cần xem xét bở sung cho tiêu chuẩn kiểm định cầu của Việt Nam

1.ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong thời gian gần đây nhiều cầu mới được xây dựng, tuy nhiên sớ lượng cầu cũ được xây dựng từ nhiều năm trước đây theo nhiều tiêu chuẩn thiết kế khác nhau vẫn chiếm mợt tỷ lệ rất lớn Qua mợt thời gian khai thác với lưu lượng giao thơng ngày càng tăng, nhiều hư hỏng và khuyết tật xuất hiện trên hầu hết các cơng trình cầu dưới tác dụng của tải trọng khai thác, của mơi trường và sự xuớng cấp của cơng trình … Tình trạng kỹ thuật của nhiều cầu thuợc loại nguy hiểm và đang trong tình trạng báo đợng đỏ như cầu Đồng Nai, cầu Bến Lức, cầu Bình Triệu, cầu Tân An … Việc đánh giá đúng tình trạng kỹ thuật của cơng trình sẽ giúp các cơ quan quản lý cầu có thể quyết định về tình trạng khai thác của cầu, quyết định sự cần thiết phải thiết kế sửa chữa nâng cấp hay đầu tư xây dựng mới nhằm đảm bảo an toàn cho cơng trình, đảm bảo nhu cầu lưu thơng và an toàn giao thơng trên tuyến trong điều kiện tiết kiệm được kinh phí đầu tư Cơng tác kiểm định cầu là mợt trong những cơng việc quan trọng cần được xem xét mợt cách nghiêm túc trên cơ sở khoa học

Chính vì vậy, với mục tiêu thực hiện tớt chương trình Asia-Link ‘Giới thiệu và chuyển giao các tiêu chuẩn quớc tế về kiểm định và giám sát cầu cho Việt Nam và Lào” nợi dung bài báo đề cấp đến nợi dung quy định trong tiêu chuẩn kiểm định cầu hiện đang có hiệu lực, những vấn đề cần xem xét bở sung nhằm hoàn thiện quy trình kiểm định cầu ở Việt Nam

2.NỢI DUNG CHÍNH CỦA QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH CẦU Ở VIỆT NAM

Do đánh giá được tầm quan trọng của cơng tác kiểm định cầu nên Bợ Giao thơng vận tải đã ban hành Quy trình thử nghiệm cầu 22 TCN 170-87 và Quy trình kiểm định cầu trên đường ơtơ (yêu cầu kỹ thuật) 22 TCN 243-98 Nợi dụng phần này sẽ giới thiệu các quy định chính của hai quy trình nêu trên

2.1 Quy trình thử nghiệm cầu 22 TCN 170-87

Quy trình do Bợ Giao thơng vận tải và bưu điện ban hành, có hiệu lực từ 01/01/1988 Nợi dung gồm 6 phần như sau:

Trang 2

a) Quy định chung:

Quy định việc tổ chức thử nghiệm cầu mới xây dựng hoặc cầu cũ đang khai thác, các cầu thuộc loại bê tông cốt thép thường và ứng suất trước, cầu thép, cầu thép –

bê tông liên hợp, cầu dầm đặc, cầu dầm dàn, cầu vòm, cầu có kết cấu nhịp tĩnh định, siêu tĩnh, mút thừa …dùng cho giao thông đường sắt, đường ôtô và kết hợp Ngoài ra có thể vận dụng từng phần cho cầu treo dây văng hoặc dây võng

Công tác thử nghiệm cầu nhằm mục đích nghiệm thu bàn giao công trình mới thuộc loại lớn và có quy mô vĩnh cửu, kết cấu mới và đặc biệt; đánh giá cấp tải trọng của cầu cũ cần mở rộng và nậng cấp, đánh giá công tác sửa chữa lớn các công trình cầu cũ, phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học, kiểm tra sản phẩm trước khi sản xuất hàng loạt

Quy định thành phần, trách nhiệm của Hội đồng thử tải: Cơ quan thiết kế,

cơ quan trực tiếp thi công, cơ quản quản lý công trình, cơ quan thực hiện thử nghiệm,

cơ quan quản lý cấp trên và chủ đầu tư, cơ quan quản lý cấp nhà nước về kỹ thuật

Nhiệm vụ cơ bản của việc thử nghiệm cầu nhằm đánh giá tổng thể trạng thái công trình và khả năng chịu tải bằng việc so sánh sự làm việc thực tế của công trình với những giả thuyết tính toán thông qua những thông số kỹ thuật cơ bản như: biến dạng và ứng suất của kết cấu, độ lún và chuyển vị của mố trụ đối với tải trọng xếp tĩnh; biên độ và tần số dao động theo phương thẳng đứng và phương ngang cầu đối với tải trọng động

b) Chuẩn bị thử nghiệm cầu

Thu thập hồ sơ, tài liệu có liên quan: Hồ sơ thiết kế đựơc duyệt, mức độ hoàn thành công trình, hồ sơ nghiệm thu và tài liệu theo dõi công trình Xem xét khả năng đáp ứng của thiết bị đo đạc, cán bộ thực hiện thử nghiệm, hiện trường công trình, yêu cầu đảm bảo an toàn giao thông và an toàn lao động trong quá trình thử tải

Khảo sát chi tiết các mặt cắt bất lợi, thu thập và xem xét các số liệu thiết kế về biến dạng và ứng suất, đánh giá sơ bộ về chất lượng công trình, về những sự cố xảy

ra và những sai lệch so giữa thực tế với hồ sơ thiết kế

Xây dựng đề cương thử nghiệm cầu với các nội dung chủ yếu như tính chất, thực trạng và các điểm cần lưu ý về công trình, yêu cầu và mục tiêu thử nghiệm, nội dung cần quan sát và đo đạc, tải trọng thử nghiệm, sơ đồ bố trí các điểm đo, thiết bị đo đạc, lực lượng thực hiện thử nghiệm, thời gian thử nghiệm, an toàn lao động …

c) Những thí nghiệm cơ bản dưới tác dụng của tải trọng tĩnh

Tải trọng thử: không được nhỏ hơn tải trọng thực tế năng nhất thông qua tuyến hoặc > 80% hoạt tải tiêu chuẩn nhân hệ số xung kích tính toán Sơ đồ bố trí tải trọng thử theo sơ đồ khống chế trong hồ sơ thiết kế hoặc theo sơ đồ gây tác dụng bất lợi nhất cho công trình Số liệu đo đạc tối thiểu là 3 lần

Đo độ võng: Tại tiết diện có độ võng lớn nhất, tiết diện giảm yếu hay thay đổi Đối với mặt cầu có từ 2 làn xe trở lên, đo cả hai phía thượng và hạ lưu để xác định độ nghiêng của mặt cầu Cần phải đo 3 trị số tương ứng với 3 trường hợp (khi xe chưa vào cầu, khi xe đang trên cầu và khi xe ra khỏi cầu) để xác định được biến dạng dư của công trình

Đo ứng suất trong kết cấu: thông qua việc đo biến dạng tương đối khi kết cấu chịu lực

Trang 3

d) Những thí nghiệm cơ bản dưới tác dụng của tải trọng động

Sau khi thử nghiệm an toàn dưới tác động của tải tĩnh, mới được phép thử nghiệm đưới tác dụng của tải trọng động Tải trọng thử có thể dùng xe có tải trọng thích hợp chạy đúng tim cầu với vận tốc từ 5km/h đến tốc độ quy định theo thiết kế và được thắng đột ngột, tải trọng chấn động hoặc tải trọng va chạm tác động vào những

vị trí quy định Khi thử động cần thu thập được số liệu liên quan đến độ võng, ứng suất và dao động của các kết cấu chính của công trình Cần xác định biểu đồ dao động theo phương thẳng đứng, riêng cầu đường sắt cần xác định cả theo phương ngang

e) Xử lý số liệu đo đạc và trình bày kết quả thử nghiệm cầu

Tiến hành xử lý số liệu đo đạc theo giá trị bình quân của 3 lần đo nếu sai số giữa 3 lần đo không quá 15% Nếu 1 trong 3 số liệu đo vượt quá 15% thì lấy bình quân của 2 số liệu gần nhau Cần chú ý đến các hệ số hiệu chỉnh và các sai số do ảnh hưởng của thiết bị đo

Cán bộ phụ trách chung có trách nhiệm xem xét và phân tích sơ bộ các kết quả phi lý không phù hợp với đặc điểm làm việc của kết cấu

Trên cơ sở kết quả thử nghiệm, cơ quan thử nghiệm phải phân tích khả năng làm việc của kết cấu, đánh giá chất lượng công trình, xác định những tồn tại và nêu ý kiến giải quyết Lập báo cáo kết quả thử nghiệm cầu bao gồm những nội dung chính như: mô tả công trình; tóm tắt số liệu thiết kế; các trường hợp đặc biệt xảy ra trong quá trình thi công; các khiếm khuyết và hư hỏng trên công trình; yêu cầu, nội dung, thiết

bị, trình tự và các hiện tượng phát sinh trong quá trình thử nghiệm, kết quả đo đạc với tải trọng tĩnh và động, phân tích và đánh giá kết quả đo dạc, kết luận về trạng thái chất lượng công trình, kiến nghị về quản lý và duy tu bảo dưỡng công trình, các tài liệu khác có liên quan được đính kèm với báo cáo kết quả thử nghiệm cầu

f) An toàn lao động

Phải chấp hành những quy định có liên quan đến an toàn lao động, an toàn giao thông Khi thử tải phải có cán bộ chuyên trách về vấn đề an toàn lao động Phải có các biện pháp an toàn khi làm việc trên sông nước, khi làm việc ở độ cao trên 1,5m, khi làm việc ở khu vực có đường dây cao thế Phải kiểm tra mức độ an toàn của các dụng cụ như đà giáo, thang treo …

2.1 Quy trình thử nghiệm cầu trên đường ôtô 22 TCN 243-98

Quy trình do Bộ Giao thông vận tải ban hành, có hiệu lực từ 13/02/1998 Nội dung gồm 5 chương:

a) Quy định chung:

Quy định việc kiểm tra hiện trạng và xác định năng lực chịu tải của cầu thuộc loại bê tông cốt thép thường và ứng suất trước, cầu thép trên đường ôtô nhằm đảm bảo an toàn khi khai thác

Cầu đang khai thác: kiểm tra đều đặn, định kỳ theo quy chế duy tu và bảo dưỡng Thử tải cầu chỉ thực hiện khi không giải quyết được các vấn đề liên quan đến khai thác chỉ bằng cách tính toán hoặc trong các trường hợp như: sau đại tu, sau gia cường nâng cấp cầu, khi có hư hỏng, khi cần khẳng định chính xác tải trọng đã tính toán, khi cần đánh giá hiệu quả của các phương pháp đã thực hiện để đảm bảo tải trọng đặc biệt, các trường hợp đặc biệt khác Việc thử nghiệm phải được cơ quan quản lý cầu

Trang 4

đề xuất và cấp có thẩm quyền phê duyệt Đề cương kiểm định do các cơ quan chuyên ngành có tư cách pháp nhân thực hiện và được cấp có thẩm quyền phê duyệt

b) Kiểm tra cầu đang khai thác

Nhiệm vụ chính nhằm xác định hiện trạng công trình để đối chiếu với các yêu cầu khai thác Các công việc chính gồm: Tìm hiểu hồ sơ kỹ thuật, thị sát công trình, đo đạc kiểm tra và lập bản vẽ hiện trạng cầu Trong tài liệu kiểm tra phải mô tả đầy đủ các thông tin liên quan đến vị trí, kích thước, qui mô các hư hỏng và khuyết tật

c) Công tác thử nghiệm cầu

Nội dung trình bày các yêu cầu chung cho công tác thử nghiệm cầu, các yêu cầu cụ thể đối với công tác thử nghiệm tĩnh và thử nghiệm động

Việc thử nghiệm chỉ được thực hiện sau khi hoàn thành việc kiểm tra với khối lượng đủ để xác định được khả năng chịu tải của cầu theo tải trọng thử nghiệm, xác định được trị số giới hạn cho phép của tải trọng thử nghiệm Ngoài ra cần tuân theo Quy trình 22 TCN 170-87

Thử nghiệm tĩnh:

 Trong quy trình quy định giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của nội lực do tải trọng thử gây ra Không được vượt quá nội lực do hoạt tải thiết kế nhân hệ số động theo trạng thái giới hạn, 120% hoạt tải thiết kế nhân hệ số động khi tính theo ứng suất cho phép hoặc nội lực do hoạt tải tức thời gây ra Không được nhỏ hơn 70% của nội lực do các hoạt tải như trên gây ra hoặc nội lực do hoạt tải nặng nhất gây ra

 Việc chất tải thử cần tiến hành 2 đến 3 lần

 Cần đo các chuyển vị và biến dạng chung, các biến dạng cục bộ, các ứng suất trong các mặt cắt bất lợi

Thử nghiệm động: xác định các đại lượng đặc trưng như tần số và chu kỳ dao động riêng của các hạng mục kết cấu Xe thử tải chạy trên cầu với tốc độ 20~60 km/h Mỗi loại tốc độ chạy ít nhất 2 lần

d) Đánh giá công trình theo các số liệu kiểm tra và thử nghiệm

Tiến hành so sánh các số liệu đo được sau khi kiểm tra với các sai số cho phép khi chế tạo và lắp ráp Đánh giá ảnh hưởng của các sai lệch này đối với khả năng chịu lực và chất lượng khai thác cầu Đề xuất các biện pháp nhằm đảm bảo khai thác

an toàn, biện pháp sửa chữa và gia cường nếu cần thiết

e) Trình bày các kết quả kiểm tra và thử nghiệm: Dạng báo cáo, biên bản và

kết luận, bản vẽ, sơ đồ, ảnh chụp, các bảng tính và phụ lục có liên quan

f) Phụ lục 1: Trình bày các qui tắc bảo hộ lao động và kỹ thuật an toàn khi tiến

hành kiểm tra và thử nghiệm cầu Tiêu chuẩn qui định chỉ những cán bộ được học và đã qua sát hạch về kiến thức bảo hộ lao động mới được phép tham gia công việc Cán bộ phụ trách có trách nhiệm hướng dẫn về các biện pháp an toàn loa động và kiểm tra việc chấp hành Cơ quan quản lý công trình bắt buộc phải thực hiện các biện pháp đảm bảo an toàn lao động, đảm bảo an toàn giao thông Lưu ý khi làm việc gần đường điện cao thế, trong phạm vi 2m cần phải ngắt đường dây điện Công nhân phải có tay nghề tương ứng khi xử dụng các thiết bị về tời, kích, thiết bị chuyên dụng …Phải có phương tiện cứu hộ khi làm việc trên sông nước Nhóm thử tải phải đựơc trang bị túi cứu thương với các phương tiện sơ cứu ban đầu, quần áo và kính bảo hộ lao động cần thiết

Trang 5

Cấu tạo dàn giáo phải có lan can nếu cách mặt đất hay mặt nước trên 1m Một số lưu ý khác khi tiến hành thử nghiệm về dao động, thử nghiệm với tải trọng xung

g) Phụ lục 2: Các khuyết tật và hư hỏng đặc trưng thường gặp ở các kết cấu

khác nhau của cầu và các phương pháp phát hiện

Kết cấu bê tông, bê tông cốt thép và đá xây: khuyết tật và hư hỏng chính phát sinh ở giai đoạn chế tạo, vận chuyển, lắp ráp và khai thác Rỗ, vỡ bê tông, các dạng vết nứt, rỉ sét của cốt thép, hư hỏng của các lớp chống thấm, tại vị trí có liên kết bằng keo

Kết cấu thép, thép-bê tông liên hợp: Rỉ sét, cong vênh, bulông không siết chặt, khuyết tật của các mối hàn; xác định tốc độ ăn mòn thép, tình trạng sơn phủ, các vết nứt của kim loại do tập trung ứng suất, do hàn, do mỏi; hư hỏng trong kết cấu đinh tán, bulông Đối với kết cấu thép-bêtông liên hợp cần xem xét các vị trí liên kết …

Mố và trụ cầu: tương tự như kết cấu nhịp, tuy nhiên cần lưu ý các hư hỏng

do va đập, do ảnh hưởng của mực nước, lún nghiêng và biến dạng

Các gối tựa: phân biệt các hư hỏng của gối tựa bằng thép (sơ đồ bố trí gối di động có xem xét đến ảnh hưởng nhiệt độ, hiện trạng mặt trượt, mặt lăn, hiện tượng các chi tiết hãm) và gối cao su (vết nứt, biến dạng, vị trí tiếp xúc …)

Hư hỏng và khuyết tật trên mặt đường trên cầu và các thiết bị phục vụ khai thác Vết nứt, ổ gà, độ gồ ghề của mặt đường; chất lượng của hệ thống thoát nước, sự làm việc của khe co giãn, độ an toàn và chắc chắn của lan can …

Khu vực gầm cầu và đường vào cầu: tình trạng lòng sông, sự thay đổi dòng chảy, hiện trạng xói lỡ, các tác động khác, hiện trạng đường chui dưới cầu, đường đắp đầu cầu (độ lún, độ ổn định, độ bằng phẳng …)

h) Phụ lục 3: Hướng dẫn phương pháp kiểm toán các bộ phận kết cấu

Nhịp dầm thép: quy định chung về vật liệu (loại thép, cường độ tính toán cơ bản, mô đuyn đàn hồi, hệ số giãn nở và các hệ số chiết giảm), cách xác định khả năng chịu lực của dầm chủ và hệ dầm mặt cầu (trên cơ sở độ bền ứng suất pháp, độ bền ứng suất tiếp, ứng suất tính đổi, độ bền mỏi, độ bền liên kết cánh dầm với sườn dầm, độ bền mối nối bản thân, điều kiện cứng, điều kiện ổn định chung và dao động) Phương pháp xác định khả năng chịu lực của giàn chủ, hệ liên kết dọc, cổng cầu và gối cầu, xem xét đến ảnh hưởng của các hư hỏng và khuyết tật

Kết cấu nhịp bê tông cốt thép thường: nhằm xác định khả năng chịu tải của cầu đối với tải trọng đoàn xe tiêu chuẩn, cho một xe cụ thể đi qua, tính toán các trị số ứng suất và biến dạng để so sánh với kết quả thử tải Trong tính toán có xem xét đến ảnh hưởng của khuyết tật

Nhịp bê tông cốt thép dự ứng lực: chỉ áp dụng cho kết cấu nhịp giản đơn, hẫng và liên tục Không áp dụng cho kết cấu dự ứng lực ngoài, có thể tham khảo vận dụng cho kết cấu khung Tính theo trạng thái giới hạn về cường độ, vết nứt, độ võng và chuyển vị đối với các mặt cắt chủ yếu Chỉ kiểm toán dao động cho kết cấu dầm chủ và khung chủ Trong qui trình qui định cách xác định các đặc trưng vật liệu bê tông và cốt thép

Kết cấu mố trụ cầu: xác định theo năng lực của bộ phận chịu tải yếu nhất Khi kiểm toán cần xem xét ảnh hưởng của hư hỏng và khuyết tật, tính toán theo trạng thái giới hạn Khi kết luận về khả năng chịu tải của cầu cần kết hợp số liệu thống kê theo dõi tình trạng khai thác cầu và kết quả thử tải Ngoài ra quy trình còn quy định

Trang 6

một số nội dung cụ thể cho công tác khảo sát, việc xem xét hư hỏng trong tính toán, việc xác định ứng lực và chuyển vị của mố trụ, kiểm toán mố trụ cầu cũ có xem xét đến việc đất nền đã có thời gian nén chặt nhất định Không cần kiểm toán lún và chuyển vị đỉnh mố trụ nếu không có nghi ngờ Kiểm toán chống trượt và chống trượt sâu trong trường hợp mố trên sườn dốc lớn hoặc trên nền đất yếu, hoặc đất đắp sau mố

>12m (6m khi đặt trên lớp á sét hoặc cát bão hòa nước) Từ số liệu đo được về dao động của mố trụ có thế đánh giá tình trạng kỹ thuật của mố trụ

Kiểm toán thủy lực và thủy văn của cầu: phải tiến hành khảo sát, thu thập số liệu và tài liệu có liên quan, kiểm tra cao độ cầu, xác định lưu lượng khi dòng chảy ngập cầu tràn đường, kiểm toán xói lỡ và khẩu độ cầu

i) Phụ lục 4: Khuyến nghị về phân tích và đánh giá các kết quả chủ yếu khi

kiểm tra và thử nghiệm cầu

Khuyến nghị về đánh giá hư hỏng và khuyết tật: Quy trình đề cập đến

 Kết cấu thép: vết nứt ở các chi tiết liên kết hàn hoặc đinh tán, giảm yếu đinh tán, rỉ sét kim loại, các chi tiết chịu nén bị cong và các thành bị cong cục bộ ở vùng tác động của lực tập trung

 Kết cấu bê tông cốt thép: độ mở rộng vết nứt và các vết nứt ngoài dự kiến (phân tích nguyên nhân, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của cấu kiện và rỉ cốt thép); vết nứt dọc vùng bê tông chịu nén hoặc vết nứt ngang có độ mở rộng lớn trong vùng chịu kéo; vết nứt nằm ngang cốt thép chủ có độ mở rộng >0,5mm (cốt có gờ) và 0,7mm (cốt trơn); vết nứt và chỗ vỡ dọc thanh cốt thép thường, khuyết tật khi đổ bê tông (rỗ, hổng …); các vết ngấm và rò rỉ nước liên quan đến việc chống thấm; keo dán không khô tại các mối nối

 Kết cấu bê tông dự ứng lực: vết nứt ở các mối nối trong kết cấu dự ứng lực, vết nứt nằm ngang cốt thép chủ

 Mố trụ bằng bê tông nguyên khối và lắp ghép: biến dạng của mố trụ, các vết nứt do co ngót hoặc do nhiệt có độ mở rộng >1,5mm; độ hao mòn của tiết diện có tốc độ >1mm/năm

Khuyến nghị về phân tích và đánh giá kết quả thử nghiệm cầu: dựa trên việc so sánh sự phù hợp của số liệu đo đạc và số liệu tính toán dưới tác dụng của tải trọng thử nghiệm

 Thử nghiệm với tải trọng tĩnh, thông qua các giá trị sau:

 Hệ số kết cấu K (tỷ lệ giá trị đo được trên giá trị tính toán) Cấu kiện chịu lực chủ yếu có trị số K=0,7~1,0; các chi tiết khác của kết cấu nhịp K=0,5~0,7 Khi K>1 cần tìm nguyên nhân và có giải pháp để các chi tiết làm việc được chắc chắn Cần xem xét đến sự làm việc không gian của kết cấu nhịp thông qua việc so sánh hệ số phân bố ngang của hoạt tải xác định được khi đo và khi tính toán thiết kế

 Chỉ số làm việc của kết cấu α (tỷ lệ độ võng dư trên độ võng đàn hồi), với cầu mới xây dựng xong α=0,15 và cầu đang khai thác α=0,05

 Thử nghiệm với tải trọng động: so sánh các trị số của hệ số động lực, chu kỳ dao động riêng giữa đo đạc và tính toán, phát hiện các dạng dao động bất lợi, đặc điểm tắt dần của dao động

Trang 7

3.MỘT SỐ NỘI DUNG CẦN XEM XÉT BỔ SUNG

Nhằm đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy trong công tác kiểm định cầu, cần

xem xét thống nhất biên soạn và ban hành qui trình mới phục vụ công tác kiểm định

thử tải cầu ở Việt Nam dựa trên cơ sở của hai quy trình hiện hữu có xem xét bổ sung kiến thức từ việc chuyển giao các tiêu chuẩn quốc tế về kiểm định và giám sát cầu, cập nhật triết lý thiết kế theo quy trình 22 TCN 272-05 và các kiến thức mới trong lãnh vực cầu Một số góp ý chi tiết như sau:

3.1 Phần Quy định chung

Phạm vi áp dụng: Cần bổ sung cho các loại cầu mới xây dựng cũng như các

cầu cũ đang khai thác có sơ đồ kết cấu chưa được đề cập đến trong quy trình (như cầu sử dụng dự ứng lực ngoài, cầu treo dây văng, cầu treo dây võng) trên đường ôtô, đường sắt và kết hợp

Đối tượng áp dụng: cần có các quy định cụ thể hơn đối với cầu mới xây dựng

phục vụ nghiệm thu đưa vào khai thác và cầu cũ đang khai thác

Thời hạn kiểm tra cầu: Khi quy định thời hạn kiểm tra cầu cần xem xét đến

tổng thời gian khai thác cầu và tình trạng kỹ thuật của cầu kể cả quá trình duy tu bảo dưỡng và sửa chữa cầu

Năng lực của cá nhân và tổ chức tham gia: cơ quan có chức năng, cán bộ có

trình độ chuyên môn cao và kinh nghiệm trong đánh giá ảnh hưởng của hư hỏng Cơ quan phải được trang bị máy móc và thiết bị phục vụ công tác kiểm tra, đo đạc một cách an toàn với độ chính xác yêu cầu

3.2 Công tác kiểm tra cầu

Trong quy trình cần xem xét bổ sung một số vấn đề sau:

 Phạm vi và khối lượng công việc cụ thể cần phải thực hiện trong trường hợp còn hoặc không còn hồ sơ thiết kế và tài liệu tham khảo Trong trường hợp có hồ

sơ thiết kế hay hoàn công của công trình thì các số liệu về chất lượng vật liệu và kích thước các kết cấu sẽ được sử dụng để so sánh với kết quả kiểm tra tại hiện trường Trong trường hợp không còn tài liệu thiết kế và hoàn công thì cần tiến hành thực hiện kiểm tra chi tiết và thí nghiệm mẫu tại hiện trường

 Phạm vi và khối lượng công việc cụ thể đối với trường hợp lập hiện trạng lần đầu tiên và trường hợp cho các lần khảo sát tiếp theo có yêu cầu về mức độ chính xác của số liệu khảo sát và kiểm tra để có thể theo dõi sự phát triển của hư hỏng nhằm đánh giá đúng khả năng chịu tải của công trình

 Phân loại hư hỏng và khuyết tật thành các nhóm có xét đến ảnh hưởng của hư hỏng đến khả năng chịu tải của công trình, đến an toàn khi khai thác và đến độ tin cậy cũng như tuổi thọ của công trình từ đó có quy định các phương pháp kiểm tra thích hợp và đánh giá mức độ ảnh hưởng của hư hỏng đối với các yêu cầu trên

 Quy định về công tác lưu trữ hồ sơ, tài liệu, hình ảnh, các đoạn phim và báo cáo kết quả kiểm tra công trình dưới dạng các tập tin trên đĩa CD nhằm mục tiêu định hướng cho việc hệ thống hóa khi áp dụng kỹ thuật tin học trong công tác quản lý

hồ sơ dữ liệu về cầu

 Tất cả các số liệu kiểm tra cần phải được lưu giữ trong hồ sơ lý lịch của công trình theo các mẫu thống nhất nhằm định hướng cho việc hệ thống hóa sau này khi áp dụng kỹ thuật tin học trong công tác quản lý hồ sơ dữ liệu về cầu

Trang 8

3.3 Công tác thử nghiệm cầu

Trong quy trình cần xem xét bổ sung một số vấn đề sau:

 Cơ sở quyết định thực hiện thử nghiệm cầu cần xem xét đến kết luận đánh giá và báo cáo của công tác kiểm tra cầu

 Phạm vi và khối lượng công việc đối với việc thử nghiệm cầu mới và cầu cũ đang khai thác phải xem xét đến các hư hỏng và hiện trạng kỹ thuật của công trình

 Phạm vi và khối lượng công việc đối với trường hợp thử nghiệm đánh giá công trình mới nhằm kiểm tra khả năng chịu tải đối với tải trọng thiết kế và trường hợp công trình cũ đang khai thác nhằm đánh giá đúng khả năng chịu tải đối với tải trọng cần khai thác để từ đó có quyết định sửa chữa, nâng cấp hoặc xây dựng mới

3.4 Phương pháp xác định khả năng chịu tải của cầu

Hầu hết các khuyết tật, hư hỏng trên cầu đều ảnh hưởng ít nhiều đến khả năng chịu tải (LCC) của công trình Tuy nhiên, các phương pháp xác định khả năng chịu tải của cầu đang sử dụng hiện nay chỉ mới xem xét ảnh hưởng hư hỏng khi đánh giá khả năng chịu của tiết diện chứ chưa xem xét ảnh hưởng của hư hỏng đến sự phân bố nội lực ứng suất và biến dạng Do đó nhằm nâng cao tính khách quan trong công tác kiểm định cần bổ sung các vấn đề nêu dưới đây trong phương pháp đánh giá:

 Có xem xét đến kết quả và các báo cáo của công tác kiểm tra chi tiết mà các

cơ quan có chức năng thực hiện trong quá trình tồn tại của cầu; công tác kiểm tra chi tiết này phải được thực hiện trước khi tính toán xác định khả năng chịu tải của cầu;

 Đưa vào mô hình tính toán ảnh hưởng của các hư hỏng tồn tại trên cầu: Đối với các khuyết tật không gây ảnh hưởng đến công trình cần được xử lý theo kế hoạch duy tu và bảo dưỡng công trình định kỳ Đối với các khuyết tật có ảnh hưởng đến LCC thì cần mô hình hoá dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn và công nghệ tin học cùng với các thông số khác để xem xét ảnh hưởng của chúng đến khả năng chịu tải của cầu Theo các kết quả nghiên cứu đã được báo cáo, các hư hỏng và khuyết tật tồn tại trên cầu không chỉ ảnh hưởng đến các khả năng chịu tải của từng tiết diện mà còn ảnh hưởng rất rõ đến việc phân bố nội lực giữa các cấu kiện của công trình, và cuối cùng thì các khuyết tật sẽ gây ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của cầu Các ảnh hưởng này sẽ rất khác nhau tùy theo loại, độ lớn và vị trí của khuyết tật và quy mô cũng như sơ

đồ kết cấu của công trình Trong sơ đồ không gian từng kết cấu của công trình cần được mô hình hoá cụ thể ứng với tình trạng kỹ thuật hiện hành của các phần tử đó Nói khác đi, các đặc trưng về vật liệu và kích thước của các phần tử có khuyết tật sẽ khác

so với các phần tử không có khuyết tật

 Ứng dụng công nghệ tin học vào tính toán với mô hình tính toán không gian nhằm có mô phỏng hư hỏng và tình trạng kỹ thuật của cầu nhằm xác định được ảnh hưởng của các hư hỏng tồn tại trên cầu đến khả năng chịu tải của cầu Cần thống nhất phương pháp mô phỏng hư hỏng nhằm loại bỏ ảnh hưởng của con người

 Kiểm tra so sánh kết quả tính toán với kết quả thử nghiệm cầu trong trường hợp cần thiết và được quy định trong phần thử nghiệm cầu

Quá trình xác định khả năng chịu tải của cầu có hư hỏng, được mô tả theo sơ

đồ 1 gồm năm bước như sau:

Trang 9

 Bước 1: Nghiên cứu và kiểm tra các hồ sơ có liên quan đến công trình, lập đề cương và thực hiện công tác kiểm tra cầu

 Bước 2: Phân tích và mô hình hóa các hư hỏng và khuyết tật phát hiện trong quá trình kiểm tra nhằm mô phỏng đúng thực trạng của công trình

 Bước 3: Xác định biến dạng cho phép và khả năng chịu tải của tiết diện nguy hiểm của các hạng mục kết cấu chính có xem xét đến ảnh hưởng của hư hỏng

 Bước 4: Tính toán biến dạng và nội lực trong các tiết diện xem xét bằng cách phân tích mô hình mô phỏng hiện trạng của cầu

 Bước 5: Xác định LCC của cầu cũ: Trong tất cả các giá trị tính toán đều đã xem xét đến ảnh hưởng của độ lớn, vị trí của tất cả các hư hỏng tồn tại trên cầu do đó giá trị LCC tính toán sẽ là giá trị biểu diễn khả năng chịu tải của cầu một cách khách quan và chính xác

3.5 Đánh giá tình trạng kỹ thuật của cầu

Kết quả tính toán LCC theo phương pháp nêu trên phản ánh ảnh hưởng của các

hư hỏng trên cầu Tình trạng kỹ thuật của công trình lại phụ thuộc vào số lượng, loại và vị trí của các hư hỏng Chính vì vậy thông qua giá trị LCC, tình trạng kỹ thuật của công trình có thể được đánh giá một cách khá chính xác theo bốn bước như sau:

 Bước 1: Khảo sát công trình,

 Bước 2: Xác định LCC của công trình theo các bước nêu trong phần 3.4,

 Bước 3: Tính toán hệ số đánh giá tình trạng công trình K theo công thức (1) Giá trị LCCR phản ánh khả năng chịu tải hiện tại của công trình có xem xét đến ảnh hưởng của các hư hỏng Giá trị LCCp là giá trị tải trọng cần khai thác

P

R

LCC

 Bước 4: Đánh giá tình trạng kỹ thuật của công trình theo giá trị K

 Nếu K > 1 hay K > 100% thì công trình có tình trạng kỹ thuật tốt, đáp ứng được tải trọng yêu cầu, công trình có thể khai thác tốt

 Nếu K < 1 hay K < 100% thì tình trạng kỹ thuật của công trình ở mức báo động Cần phải có biện pháp sửa chữa, nâng cấp để công trình có khả năng đáp ứng được yêu cầu giao thông trên tuyến

4 KẾT LUẬN

Công tác kiểm tra và thử nghiệm cầu nhằm mục đích xác định khả năng chịu tải của cầu để có biện pháp đảm bảo khai thác an toàn với hiệu quả cao Khả năng chịu tải của công trình chỉ được đánh giá đúng khi xem xét được ảnh hưởng của hư hỏng và tình trạng kỹ thuật thực tế của cầu

Chính vì vậy, quy trình kiểm tra và thử nghiệm cầu cần được xem xét và bổ sung thêm các ý kiến nêu trên nhằm tránh được ảnh hưởng mang tính chủ quan của cán bộ thực hiện công tác kiểm tra và thử nghiệm cầu

Trang 10

Tài liệu tham khảo

[1] ON 73 6220 „Evidence mostů na dálnicích, silnicích a místních komunikacích“ + zmena b

[2] Allen D.E.: Safety criteria for the evaluation of existing structures

[3] Yuanchang Lao, Duyuan Shen a col.: Method for evaluating the load carrying capacity of existing bridges, Remaining structural capacity, IABSE Colloquium Copenhagen 1993

[4] Phùng Mạnh Tiến: Phương pháp xác định khả năng chịu tải của cầu cũ, Hội nghị kết cấu và công nghệ xây dựng năm 2000

[5] Tien P.M., Moravcík M.: Effects of reinforcement corrosion on the load carrying capacity of the highway concrete girder bridge, TRANSCOM 95, European conference of young scientific workers in transport and communications, page

303-306, 28-30.6.1995, ŽZilina, Slovak republic,

[6] Tien P.M., Zemko S., Moravcík M., Cepela V.: Load carrying capacity of reinforced concrete girder bridges with failures, Studies of UTC volume 18, ZŽilina, Slovak republic 1995

[7] Tien P.M.: Metodika výpoctu zatazitelnosti zelezobetónových mostov s poruchami, dizertacna práca, VSDS ŽZilina, 1995

[8] Tài liệu của chương trình Asia-Link “Giới thiệu và chuyển giao các tiêu chuẩn quốc tế về kiểm định và giám sát cầu cho Việt Nam và Lào”

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	308 KB