Đánh giá kết cấu nhịp cầu đường ô tô đang khai thác dự án cầu đường quy nhơn nhơn hội theo các tiêu chuẩn hiện hành,luận văn thạc sĩ xây dựng cầu hầm

Hiên nay công tác kiểm tra và ựánh giá cầu ở nước ta chủ yếu dựa trên cơ sở các quy trình, tiêu chuẩn nêu trên, ngoài ra còn có các quy trình kiểm tra, ựánh giá cầu khai thác khác ựang ự

Trường đại học giao thông vận tải

Nguyễn Văn Hòa

ĐáNH GIá KếT CấU NHịP CầU ĐƯờNG Ô TÔ

ĐANG KHAI THáC - Dự áN CầU ĐƯờNG QUY NHƠN - NHƠN HộI THEO CáC TIÊU CHUẩN HIệN HàNH

cHUYÊN NGàNH: xÂY DựNG CầU HầM

Trường đại học giao thông vận tải

-



-Nguyễn Văn Hòa

ĐáNH GIá KếT CấU NHịP CầU ĐƯờNG Ô TÔ

ĐANG KHAI THáC - Dự áN CầU ĐƯờNG QUY NHƠN - NHƠN HộI THEO CáC TIÊU CHUẩN HIệN HàNH

MỤC LỤC

MỞ ðẦU 1

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ ðÁNH GIÁ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP 6

1.1 Tổng quan về kiểm tra, ñánh giá các cầu BTCT trên thế giới 6

1.1.1 Tình hình nghiên cứu các phương pháp kiểm tra kết cấu nhịp cầu BTCT: 6

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ñánh giá kết cấu nhịp cầu BTCT trên thế giới 7

1.2 Hiện trạng hệ thống cầu trên mạng lưới GTðB Việt Nam 11

1.2.1 Hiện trạng hệ thống cầu ñường bộ ở Việt Nam 11

1.2.2 Hiện trạng hệ thống cầu ñường bộ ở khu vực vùng Quy Nhơn 13

1.3 Hiện trạng công tác kiểm tra, ñánh giá cầu ở Việt Nam 14

1.3.1 Giới thiệu chung 14

1.3.2 Phân loại công tác kiểm tra 16

1.3.3 Phương pháp ñánh giá 17

1.4 Phân tích các dạng hư hỏng và nguyên nhân gây ra các hư hỏng trong các cầu BTCT và BT DƯL ở Việt Nam 18

1.4.1 Hiện tượng hư hỏng vật liệu 18

1.4.2 Hiện tượng hư hỏng kết cấu: 21

1.4.3 Các nguyên nhân khác gây hư hỏng 22

1.5 Kết luận chương 22

CHƯƠNG 2: NHỮNG NỘI DUNG CHỦ YẾU ðÁNH GIÁ KẾT CẤU NHỊP CẦU BTCT THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN HIỆN HÀNH 24

2.1 Khái quát chung 24

2.1.1 Cơ sở lý thuyết chung 24

2.1.2 Tải trọng dùng ñể ñánh giá 24

2.2 Quy trình xác ñịnh sức chịu tải của kết cấu nhịp dầm BTCT cầu ñường bộ Liên bang Nga BCH 32-78: 25

2.2.1 Cơ sở lý thuyết của Quy trình BCH 32-78 25

2.2.2 Kiểm tra thu thập số liệu hiện trạng cầu: 27

2.2.3 Xác ựịnh nội lực cho phép do hoạt tải gây ra trong các tiết diện của các cấu kiện trong kết cấu nhịp: 28

2.2.4 Xác ựịnh mô men uốn và lực cắt trong tiết diện các cấu kiện của kết cấu nhịp 32

2.2.5 Xác ựịnh nội lực trong các cấu kiện chịu lực của kết cấu nhịp do hoạt tải thẳng ựứng tiêu chuẩn và xe nặng 34

2.2.6 Thử nghiệm cầu 37

2.2.7 Nhận xét 38

2.3 Quy trình kiểm ựịnh cầu trên ựường ôtô 22 TCN 243-98 38

2.3.1 Tổng quan Quy trình TCN 243-98 38

2.3.2 đánh giá kết cấu nhịp dầm BTCT 40

2.3.3 đánh giá kết cấu nhịp dầm BT dự ứng lực: 43

2.3.4 Nhận xét 48

2.4 Nghiên cứu ựánh giá cầu dầm BTCT theo tiêu chuẩn Anh BD 21-93 48

2.4.1 Kiểm tra phục vụ ựánh giá 48

2.4.2 Mục tiêu và phương pháp 49

2.4.3 Tắnh chất của vật liệu 53

2.4.4 Tải trọng 54

2.4.5 Phân tắch kết cấu 60

2.4.6 Nhận xét 61

2.5 đánh giá cầu BTCT theo AASHTO 62

2.5.1 Giới thiệu chung 62

2.5.2 Các phương pháp ựánh giá 65

2.5.3 Phương trình ựánh giá 65

2.5.4 Tình trạng của các bộ phận cầu 67

2.5.5 Các tải trọng 67

2.5.6 đánh giá cầu theo hệ số sức kháng và hệ số tải trọng (LRFR): 72

2.5.7 So sánh LRFR và LFR: 80

2.5.8 Nhận xét 84

2.6 Kết luận chương 85

CHƯƠNG 3: đÁNH GIÁ TRẠNG THÁI KẾT CẤU CẦU TRÊN TUYẾN QUY NHƠN Ờ NHƠN HỘI THEO 22TCN 243-98 VÀ

AASHTO (LRFR) 87

3.1 Giới thiệu khái quát về Dự án cầu ựường Quy Nhơn Ờ Nhơn Hội 87

3.1.1 Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật 89

3.1.2 Kết cấu nền mặt ựường 89

3.1.3 Kết cấu công trình cầu 90

3.2 Giới thiệu công trình cầu Thị Nại 91

3.2.1 đặc ựiểm thủy văn ựầm Thị Nại 91

3.2.2 đặc ựiểm ựịa hình, ựịa chất công trình 91

3.2.3 Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật 92

3.2.4 Phương án kết cấu 92

3.3 Các nội dung ựánh giá 95

3.3.1 Khái quát chung các nội dung ựánh giá 95

3.3.2 Giới thiệu về kết cấu nhịp ựược ựánh giá 96

3.4 đánh giá trạng thái cầu theo Tiêu chuẩn 22TCN 243-98 102

3.4.1 Tắnh toán tĩnh tải 102

3.4.2 Tắnh toán nội lực do hoạt tải: 102

3.4.3 Tắnh toán khả năng chịu lực của mặt cắt: 104

3.5.4 Kết quả ựánh giá: 106

3.5 đánh giá trạng thái kết cấu theo AASHTO (LRFR) 107

3.5.1.Tắnh toán nội lực do tĩnh tải 108

3.5.2 Tắnh toán nội lực do hoạt tải 109

3.5.3 Tắnh toán sức kháng của tiết diện: 111

3.5.4 Kết quả ựánh giá: 113

KẾT LUẬN 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

MỞ ðẦU

Trên hệ thống cầu ñường bộ Việt Nam hiện nay có nhiều loại cầu ñược xây dựng qua nhiều thời kỳ với các giai ñoạn lịch sử khác nhau Chúng ñược thiết kế và thi công theo các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm khác nhau Có thể phân loại cầu theo thời kỳ thiết kế và thi công như sau:

- Trước năm 1954: theo quy phạm của cộng hoà Pháp

- Từ năm 1955 - 1974:

+ Tại miền Bắc theo quy phạm của Liên Xô (cũ), Trung Quốc và Việt Nam

+ Tại miền Nam theo quy phạm của Mỹ (AASHO)

- Từ năm 1979 ñến nay trong cả nước thường thiết kế theo quy trình thiết kế cầu cống theo trang thái giới hạn (22TCN 18-79), trên các Quốc lộ thường ñược thiết kế với tiêu chuẩn 22TCN18-79, tải trọng H30, XB80, các Tỉnh

lộ và ñường nông thôn thiết theo các tải trọng H18 ñến H10

- Thời gian gần ñây nhiều cầu của nước ta ñã ñược xây dựng trên cơ sở các quy trình của nước ngoài như tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO (các dự án cầu trên QL 2, QL 1A ), của Nhật (cầu Kiền, cầu Bính, cầu Bãi Cháy, cầu Cần Thơ… ), của Australia (cầu Mỹ Thuận ), Từ thực trạng này mà công tác quản lý, khai thác, ñánh giá và sửa chữa càng thêm phức tạp Do sự phát triển kinh tế của ñất nước, hiện nay các cầu trên phải ñảm ñương một khối lượng vận tải lớn, nhiều khi lâm vào trạng thái quá tải Ngoài ra các cầu của nước ta cũng chịu ảnh hưởng rất lớn của môi trường Những ñiều kiện trên dẫn ñến việc hư hỏng trên các cầu cũ rất nhiều và rất ña dạng, ảnh hưởng và ñe doạ ñến sự an toàn của kết cấu công trình và các phương tiện vận tải Khối lượng cầu hiện có là một tài sản rất lớn của quốc gia, việc ñầu tư cho công tác kiểm tra, quản lý, ñánh giá và duy tu sửa chữa rất cần ñược quan tâm

để tăng tuổi thọ của công trình cầu cũng như ựể khai thác một cách an toàn các công trình cầu cũ việc thường xuyên phải kiểm tra, ựánh giá lại khả năng chịu tải của cầu là rất quan trọng và cần thiết Mục tiêu của việc kiểm tra

và ựánh giá cầu là nhằm phát hiện các hư hỏng, ựề ra giải pháp xử lý và xác ựịnh chế ựộ tải trọng cho phép khai thác trên cầu (tải trọng, tốc ựộ, khoảng cách xe , ) ựảm bảo an toàn cho người, phương tiện

Cho ựến nay công tác kiểm tra, ựánh giá và quản lý chất lượng cầu ựã

và ựang nhận ựược quan tâm ngày càng nhiều từ các cơ quan quản lý Bộ Giao thông Vận tải ựã ban hành quy trình thử nghiệm cầu 22TCN-170-87, tiêu chuẩn Kiểm ựịnh cầu trên ựường ôtô 22TCN-243-98, tiêu chuẩn bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên ựường bộ, Hiên nay công tác kiểm tra và ựánh giá cầu ở nước ta chủ yếu dựa trên cơ sở các quy trình, tiêu chuẩn nêu trên, ngoài ra còn có các quy trình kiểm tra, ựánh giá cầu khai thác khác ựang ựược tham khảo và sử dụng ở nước ta như: Quy trình xác ựịnh sức chịu tải của kết cấu nhịp dầm BTCT cầu ựường bộ BCH 32-78 (Liên xô cũ) đánh giá cầu ựường bộ và kết cấu BD 21/93 (Vương quốc Anh), ựánh giá cầu theo tiêu chuẩn AASHTO (Mỹ) Do công trình cầu ở nước ta ựược thiết kế theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau nên việc áp dụng tiêu chuẩn ựánh giá cầu này ựể ựánh giá cầu ựược xây dựng theo hệ thống tiêu chuẩn khác sẽ gặp khó khăn như các quan ựiểm tắnh toán khác nhau, lựa chọn các hệ số tắnh toán, tải trọng ựánh giá, mà nếu không ựược xem xét cẩn thận có thể dẫn tới các kết quả khác nhau ựáng kể

để góp phần khắc phục tình trạng trên, ựề tài nghiên cứu: đánh giá kết

cấu nhịp cầu ựường ô tô ựang khai thác _ Dự án cầu ựường Quy Nhơn Ờ

Nhơn Hội theo các tiêu chuẩn hiện hành ựược ựặt ra nhằm mục tiêu sau:

Tìm hiểu và nghiên cứu một số tiêu chuẩn ựánh giá kết cấu nhịp cầu rầm BTCT cũ trên ựường ôtô của Việt Nam và một số nước trên thế giới Áp dụng ựánh giá kết cấu một công trình cầu cụ thể tiêu biểu ựã xây dựng tại ựịa phương, so sánh kết quả ựánh giá và rút ra kết luận và kiến nghị

Trên cơ sở mục tiêu nghiên cứu trên nhiệm vụ nghiên cứu chính của ñề tài là:

- Tìm hiểu một số tiêu chuẩn ñánh giá kết cấu nhịp cầu rầm BTCT trên ñường ôtô của một số nước trên thế giới (Mỹ, Anh, Nga, Việt Nam)

- Tiến hành ñánh giá một công trình cầu cụ thể, áp dụng tính toán cho công trình cầu Thị Nại trong dự án cầu ñường Quy Nhơn - Nhơn Hội tại ñịa phương theo hai tiêu chuẩn khác nhau (22 TCN 243-98 của Việt Nam

và AASHTO của Mỹ), từ ñó so sánh và rút ra kết luận của ñề tài

Nội dung của ñề tài

PHẦN MỞ ðẦU:

Nêu hiện trạng vấn ñề và xác lập mục tiêu và nội dung nghiên cứu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ ðÁNH GIÁ KẾT CẤU NHỊP CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP TRÊN ðƯỜNG ÔTÔ

Trình bày về hiện trạng và công tác kiểm tra, ñánh giá cầu BTCT ở Việt Nam, tình hình nghiên cứu ñánh giá kết cấu nhịp cầu BTCT trên thế giới

và các vấn ñề sẽ ñược giải quyết trong luấn án

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ðÁNH GIÁ CẦU

Trình bày phương pháp ñánh giá kết cấu nhịp cầu dầm BTCT theo tiêu chuẩn Việt Nam (22TCN 243-98), phương pháp ñánh giá chất lượng kết cấu nhịp cầu dầm BTCT theo tiêu chuẩn Liên xô cũ (BCH 32 - 78), phương pháp ñánh giá chất lượng kết cấu nhịp cầu dầm BTCT theo tiêu chuẩn của Vương quốc Anh (BD 21/93) và phương pháp ñánh giá chất lượng kết cấu nhịp cầu dầm BTCT theo các hướng dẫn của AASHTO (Mỹ) tương ứng với các thế hệ tiêu chuẩn thiết kế khác nhau

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN ðÁNH GIÁ CHO CÔNG TRÌNH CẦU BTCT THỰC TẾ ÁP DỤNG CHO CẦU THỊ NẠI TRONG DỰ ÁN CẦU ðƯỜNG QUY NHƠN – NHƠN HỘI TỈNH BÌNH ðỊNH THEO 22TCN 243-98 VÀ HƯỚNG DẪN CỦA AASHTO (LRFR)

Lựa chọn một công trình thực tế ñã xây dựng tại ñịa phương ñể ñánh giá kết cấu nhịp cầu dầm BTCT theo tiêu chuẩn Việt Nam (22TCN 243-98)

và theo các hướng dẫn của AASHTO Trên cơ sở ñó so sánh cách ñánh giá theo hai phương pháp

Bê tông cốt thép

Bê tông cốt thép dự ứng lực Quốc lộ

Tải trọng ngày ñêm Trạng thái giới hạn Ứng suất cho phép

Hệ số tải trọng Load Factor Rating (Phương pháp ñánh giá hệ số tải trọng)

Load Resistance Factor Rating (Phương pháp ñánh giá theo hệ số tải trọng và sức kháng)

American Association of State Highway and Transportation Officials (Hiệp hội các viên chức ñường bộ

và vận tải Mỹ) Bristish Standard (Tiêu chuẩn Anh)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ ðÁNH GIÁ

CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1 Tổng quan về kiểm tra, ñánh giá các cầu BTCT trên thế giới

1.1.1 Tình hình nghiên cứu các phương pháp kiểm tra kết cấu nhịp cầu BTCT:

Cùng với sự ra ñời của công trình xây dựng nói chung và kết cấu nhịp cầu BTCT, BTCT DƯL nói riêng, người ta ñã quan tâm ñến việc kiểm tra ñánh giá nó nhằm duy trì ñiều kiện khai thác an toàn và thuận lợi Các công trình nghiên cứu và các quy trình kiểm tra ñánh giá ra ñời và liên tục ñược cập nhật cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, sự tích luỹ kiến thức thực tiễn và yêu cầu ngày càng cao của công tác quản lý Hiện nay khó

có thể liệt kê hết các thư mục tóm tắt các công trình nghiên cứu trên thế giới

về ñánh giá, xử lý hư hỏng của kết cấu BTCT và BTCT DƯL, ở ñây chỉ ñề cập ñến một số quy trình sẽ ñược xem xét trong luận án

Tại Mỹ và các nước phát triển vấn ñề ñánh giá khả năng chịu tải của cầu ñang khai thác ñã ñược quan tâm và thực hiện rất bài bản, các nghiên cứu và quy trình do các tổ chức như Cục ðường bộ Liên bang Mỹ [16, 17], AASHTO [9, 10, 11, 12] ñều ñặn ñược cập nhật, xuất bản và ñược nhiều nước trên thế giới (trong ñó cóViệt Nam) áp dụng Các quy trình và các kết quả nghiên cứu của Anh [13, 14, 15] cũng là những quy trình ñược chấp nhận và

áp dụng ở nhiều nước

Kiểm tra và ñánh giá cầu ở các nước như Liên bang Nga [1], ðức [18],, cũng rất ñược coi trọng Các quy trình của LB Nga trong ñó có quy trình kiểm tra cầu là một trong những cơ sở ñể xây dựng quy trình kiểm tra và ñánh giá cầu ở Việt Nam Trong quy trình của LB Nga việc ñánh giá kết cấu nhịp cầu BTCT và BTCT DƯL dựa trên việc khảo sát, ñánh giá hư hỏng tại từng

bộ phận của công trình ñể xây dựng mô hình thực trạng của cầu, mô hình này

ựược ựiều chỉnh ựể có sự phù hợp với các kết quả thử nghịêm (tĩnh, ựộng) Trên cơ sở mô hình thực trạng sẽ tiến hành tắnh toán ựể xác ựịnh tải trọng khai thác thực tế cho cầu

Qua các tài liệu ựã công bố, có thể phân loại tóm tắt những yếu tố gây

hư hỏng công trình BTCT và BTCT DƯL thành 4 nhóm chắnh là chất lượng

bê tông, môi trường, thời tiết và các tác ựộng cơ học

Trong ựó ảnh hưởng của môi trường, ựặc biệt là của các tác nhân hóa học như sunfat, clo và cacbonat ựược ựặc biệt quan tâm đã có nhiều công trình nghiên cứu về quá trình xâm thực, cơ chế phá hoại bê tông và gỉ cốt thép, ngưỡng ăn mòn cốt thép của các tác nhân trên ựã ựược công bố

Từ những kết quả nghiên cứu về nguyên nhân bản chất và hậu quả của các hư hỏng khuyết tật thường gặp trong vật liệu cũng như trong kết cấu, các nghiên cứu tập trung tìm cách phát hiện xác ựịnh các hư hỏng khuyết tật ựó Qua các nghiên cứu ựã công bố có thể phân loại các số liệu cần thu thập và xử

lý trong chẩn ựoán và ựánh giá cầu BTCT thành 3 nhóm chắnh: các số liệu về

bê tông, các số liệu về cốt thép và các số liệu về kết cấu để thu thập và xử lý ựược những số liệu ựó phải sử dụng rất nhiều các phương pháp kỹ thuật khác nhau, kể từ những phương pháp ựơn giản nhất là tiếp cận và ựo ựạc kiểm tra bằng các thiết bị ựơn giản như thước, kắnh lúp ựến những phương pháp và kỹ thuật NDT với những trang thiết bị hiện ựại Những phương pháp và kỹ thuật thông dụng có tắnh hiệu quả cao thường thấy trong các tài liệu ựược lập thành Tiêu chuẩn như các Tiêu chuẩn thắ nghiệm của AASHTO [10, 11, 12] và

ASTM (Mỹ)

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ựánh giá kết cấu nhịp cầu BTCT trên thế giới

Giới thiệu chung

Trước khi tiến hành ựánh giá kết cấu nhịp cầu (cầu BTCT nói riêng) cần phải xây dựng mô hình thực trạng của nó Mô hình thực trạng là sơ ựồ kết cấu

và tiết diện có tắnh ựến những hư hỏng suy thoái của vật liệu và các suy giảm kết cấu của chúng Các hư hỏng suy thoái của vật liệu bao gồm các hư hỏng

khuyết tật bề mặt có thể phát hiện khi kiểm tra trực tiếp tại hiện trường Các

hư hỏng bên trong kết cấu hoặc suy thoái các ựặc trưng vật liệu có thể phát hiện bằng các phương pháp NDT Các suy thoái kết cấu có thể ựược nhận biết qua ựánh giá các trạng thái cơ học nhận ựược khi thử tải ở hiện trường

Nhiệm vụ của ựánh giá kết cấu nhịp cầu BTCT là từ các số liệu trong Hồ

sơ công trình (nếu có), các số liệu ựo ựạc kiểm tra, thử tải ở hiện trường ựể

xây dựng và ựiều chỉnh mô hình thực trạng của nó, cuối cùng từ mô hình thực trạng ựó tiến hành các tắnh toán ựánh giá ở mức ựộ cao hơn như xác ựịnh khả năng chịu lực, ựộ tin cậy, tuổi thọẦ

Xác ựịnh mô hình thực trạng vật liệu dựa trên Cơ sở dữ liệu của cầu

Cơ sở dữ liệu của một công trình cụ thể thường gồm hai phần:

Ớ Phần thứ nhất: Gồm tập hợp các Hồ sơ thiết kế, thi công, hoàn công của công trình, hồ sơ trạng thái của công trình trước khi ựưa vào khai thác sử

dụng (trạng thái 0), hồ sơ các ựợt kiểm tra hàng năm, kiểm tra chi tiết,

kiểm tra ựặc biệtẦdựa vào ựó có thể biết ựược những thông tin cơ bản của cầu về quá trình thiết kế, thi công và khai thác

Ớ Phần thứ hai: Gồm các phương pháp, thuật toán trong lĩnh vực chẩn ựoán công trình đó là các tri thức về hư hỏng vật liệu, về hư hỏng kết cấu, về tác ựộng môi trường, về ảnh hưởng của các hư hỏng khuyết tật ựến sự làm việc của công trình mà con người ựã biết chắnh xác hoặc chưa chắnh xácẦCó những tri thức ựã ựược ựưa vào các Tiêu chuẩn, Quy trình ựánh giá công trình, nhưng cũng có các tri thức chỉ là các kinh nghiệm của các chuyên giaẦTùy theo từng loại công trình (loại vật liệu, loại kết cấuẦ) mà vận dụng cho phù hợp Một hư hỏng có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra và nó cũng có thể gây ra nhiều hậu quả khác nhau ựối với cầu

Tổng quan về các phương pháp ựánh giá KCN cầu BTCT

Hiện nay các phương pháp ựánh giá kết cấu nhịp cầu BTCT phần lớn vẫn dựa trên triết lý thiết kế theo phương pháp trạng thái giới hạn (TTGH), Triết

lý này dựa trên các khái niệm về TTGH là:

- TTGH về phá huỷ do bộ phận công trình ựạt tới giới hạn về cường ựộ, về mỏi hay mất ổn ựịnh khiến công trình không sử dụng ựược nữa Phương trình

cơ bản của TTGH biểu diễn dưới dạng:

Q ≤ R (1.1) Trong ựó Q là hiệu ứng tải lớn nhất lên bộ phận công trình do tác ựộng của tải trọng ngoài ở tổ hợp bất lợi nhất R ựặc trưng cho khả năng chịu tải tối ựa (sức kháng) của bộ phận công trình ở trạng thái hiện tại của nó (các tắnh chất

cơ lý hiện có)

- TTGT mất an toàn cho việc sử dung bình thường như biến dạng, dịch chuyển quá lớn, kết cấu BTCT bị nứt khiến công trình phải hạn chế mức ựộ khai thác hay phải sửa chữa

Về nguyên tắc ựiều kiện (1,1) ựược áp dụng trong ựánh giá cho mọi kết cấu và mọi trường hợp kiểm toán, tuy nhiên trong các tiêu chuẩn kiểm tra và ựánh giá cầu người ta phát triển và cụ thể hoá ựể thuận lợi hơn trong áp dụng

đánh giá trên cơ sở hiệu ứng của hoạt tải xe:

Gọi Q = QD + QL

Trong ựó QD là hiệu ứng tải trên kết cấu do tải trọng tĩnh gây ra, QL là hiệu ứng do hoạt tải xe dùng ựể ựánh giá gây ra

Tương tự biểu diễn R = RD + RL

Với RD=QD khi ựó RL sẽ là phần năng lực chịu tải mà bộ phận kết cấu

có thể tiếp nhận ựược tác ựộng của hoạt tải một cách an toàn Rõ ràng ựiều kiện kiểm toán sẽ là

QL ≤ RL (1.2)

Tiêu chuẩn ựánh giá cầu của Liên Xô (cũ) với dẫn xuất là hiệu ứng của tải trọng chuẩn ựơn vị, các ựại lượng QL và RL ựược biến ựổi tương ứng thành cấp của tải trọng KL (theo tác ựộng) và cấp của bộ phân kết cấu KR (theo khả năng chịu tải) Như vậy ựiều kiện ựánh giá sẽ là:

KL ≤ RR (1.3)

Tại Mỹ, song hành với các tiêu chuẩn thiết kế cầu, Hiệp hội đường bộ Hoa kỳ (AASHTO) đã ban hành đồng bộ các tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn đánh giá năng lực chịu tải của cầu cũ (thường gọi là đánh giá tải trọng - Load rating) Thực chất của nguyên lý đánh giá tải trọng cầu theo AASHTO cũng dựa trên điều kiện đánh giá (1.2), thay cho so sánh trực tiếp hiệu ứng của hoạt tải xe với năng lực cịn lại của kết cấu, người ta đưa ra chỉ tiêu là hệ số đánh giá tải trọng RF (Rating Factor)

RF = RL/ QL (1.4)

Từ ý nghĩa của RLvà QL ta cĩ thể biểu diễn

RF= (C-A1.D)/(A2L(1+I) (1.5) Với RF – hệ số đánh giá tải trọng cho bộ phận kết cấu đang xét

C - khả năng chịu tải (sức kháng) của bộ phận kết cấu ứng với từng trường hợp chịu tải và hiện trạng cơng trình

D – Hiệu ứng lực gây ra do tác động của tĩnh tải

L – Hiệu ứng lực gây ra do tác động của hoạt tải xe (là hoạt tải sử dụng

để đánh giá)

A1, A2 là các hệ số tải trọng ứng với từng phương pháp đánh giá (ASR, LFR hay LRFR) hay từng điều kiện đánh giá

I – hiệu ứng động lực của đồn xe

Như vậy giá trị RF luơn biểu thị khả năng chịu tải, mức độ dự trữ hay thiếu hụt khả năng chịu tải của bộ phận kết cấu RF càng lớn hơn 1 thì bộ phận kết cấu cĩ độ dự trữ càng lớn và ngược lại, ngồi ra theo thời gian tốc độ thay đổi của RF cũng cho phép đưa ra nhận định về sự an tồn khai thác của kết cấu

Từ năm 2001 đến nay chúng ta hiện đang dùng tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-01 song hành 2 năm cùng với tiêu chuẩn 22TCN 18-79 Tháng 6 năm 2005 Bộ GTVT đã cĩ quyết định đưa vào sử dụng tiêu chuẩn 22TCN 272-05, trước đây cĩ giai đoạn chúng ta đã sử dụng AASHTO spec Xuất phát

từ yêu cầu thống nhất hố tiêu chuẩn ngành và để phù hợp với thơng lệ quốc

tế hiện nay việc tìm hiểu ñể áp dụng các chỉ dẫn ñánh giá theo AASHTO là cần thiết

1.2 Hiện trạng hệ thống cầu trên mạng lưới GTðB Việt Nam

1.2.1 Hiện trạng hệ thống cầu ñường bộ ở Việt Nam

Hệ thống cầu ñường bộ nước ta rất phong phú, ñến nay mới chỉ thống

kê ñược số cầu trên hệ thống quốc lộ (QL) và tỉnh lộ (TL) Tình trạng của hệ thống cầu còn nhiều yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng ñến công tác quản lý và khai thác Việc phân loại cầu còn ñang trong giai ñoạn nghiên cứu xây dựng tiêu chí ñánh giá Trong bảng 1.1 trình bày phân loại cầu theo thời gian khai thác khi thiết kế ñược trình bày

Bảng 1.1: Phân loại cầu trên hệ thống ñường QL và TL

Tổng cộng Phân loại theo tỷ lệ % so với tổng chiều dài

Chiều dài (m)

Số cầu (%) Số cầu (%) Số cầu (%)

QL 4239 144539 3097 73,1 998 23,5 144 3,4

TL 3640 79279 1879 51,6 1117 30,7 644 17,7

Tổng cộng 7879 223828 4976 63,2 2115 26,8 788 10,0

Qua số liệu trên bảng 1.1, có thể nhận thấy số lượng cầu ñược phân loại

là vĩnh cửu chỉ chiếm 73,10% số lượng cầu trên hệ thống QL; loại bán vĩnh cửu chiếm tới 23,5% và loại cầu tạm chiếm 3,40% Số lượng cầu vĩnh cửu trên tỉnh lộ còn thấp hơn nữa chỉ chiếm 51,60%; còn lại là cầu bán vĩnh cửu

và cầu tạm

ðể có một cái nhìn chi tiết về hiện trạng cầu hiện có trên hệ thống QL, trong hình 1.1 và hình 1.2 ñã trình bày thống kê chi tiết về các loại cầu hiện

có trên các tuyến QL Cầu ñược phân thành 5 loại chính theo vật liệu sử dụng

trong kết cấu nhịp, bao gồm cầu bê tông cốt thép (BTCT) thường; BTCT dự

ứng lực (BTCT DƯL), thép-BTCT liên hợp; cầu dầm dàn thép; còn lại là các

loại khác Có thể nhận thấy cầu BTCT DƯL chiếm tới 13% về số lượng và 31% về chiều dài

H×nh 1.1 : Ph©n lo¹i cÇu trªn QL theo sè l−îng.

BTCT th−êng 62%

BTCT D¦L 13%

ThÐp-BTCT liªn hîp

17%

C¸c lo¹i kh¸c 3%

Dµn thÐp 5%

H×nh 1.2 : Ph©n lo¹i cÇu trªn QL theo chiÒu dµi.

BTCT th−êng 39%

BTCT D¦L 31%

C¸c lo¹i kh¸c 3%

Dµn thÐp 7%

ThÐp-BTCT

liªn hîp

20%

Một số ñặc ñiểm của hệ thống cầu ở Việt Nam:

Các ñặc ñiểm chung của hệ thống cầu ở Việt Nam ñược trình bày khá tỉ

mỉ trong một số công trình ñã công bố Trong phần này chỉ trình bày một số ñặc ñiểm cơ bản cho hệ thống cầu ở Việt Nam như sau:

Có số lượng và chiều dài tương ñối lớn

ða dạng về chủng loại: Cầu cống Việt Nam ñược xây dựng từ nhiều loại

vật liệu khác nhau như bê tông (BT), bê tông cốt thép (BTCT), bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DUL), thép, thép-BTCT liên hợp, gạch, ñá Có

nhiều dạng kết cấu nhịp ñã ñược xây dựng: kết cấu nhịp dạng giản ñơn, kết

cấu nhịp dạng liên tục, kết cấu nhịp dạng khung hẫng chốt giữa, kết cấu nhịp dạng khung T-dầm treo, kết cấu nhịp dạng dàn, kết cấu nhịp dạng vòm, kết cấu nhịp cầu treo dây võng

Có thời gian xây dựng khác nhau, theo nhiều cấp ñộ tải trọng khác nhau ðặc ñiểm này không chỉ mang tính phổ biến trong phạm vi toàn lãnh thổ

mà còn trong phạm vi miền vùng, thậm chí ngay cả trên cùng một tuyến

ðược thi công và thiết kế theo các Tiêu chuẩn và Quy trình khác nhau

(Pháp, Mỹ, Trung quốc, Liên xô (cũ), Việt Nam )

Nhiều cầu ñã tồn tại qua hai cuộc chiến tranh, là mục tiêu ñầu tiên bị ñánh phá trong chiến tranh

Hiện nay rất nhiều cầu ñang bị xuống cấp trầm trọng do nhiều nguyên nhân

1.2.2 Hiện trạng hệ thống cầu ñường bộ ở khu vực vùng Quy Nhơn

Hệ thống cầu ñường bộ ở tỉnh Bình ðịnh nói chung và ở thành phố Quy Nhơn nói riêng cũng rất phong phú, ñến nay ở khu vực vùng Quy Nhơn

có 02 tuyến quốc lộ chạy qua, ñó là Quốc lộ 19 và Quốc lộ 1D (Quy Nhơn – Sông Cầu) 02 tuyến quốc lộ qua khu vực này mới ñược ñầu tư xây dựng từ năm sau năm 1990 ñến nay, do ñó hiện trạng hệ thống các cầu ñang ñược khai thác rất tốt, kết cấu cầu chủ yếu là nhịp giản ñơn L≤33m, bằng BTCT thường

và BTCT dự ứng lực, thép-BTCT liên hợp Sở Giao thông Vận tải Bình ðịnh là cơ quan quản lý nhà nước quản lý hệ thống cầu ñường trên ñịa bàn toàn tỉnh, theo thống kê của Sở GTVT Bình ðịnh thì ở khu vực Quy Nhơn hiện trạng các cầu ñang khai thác ñược khái quát ñánh giá theo bảng sau:

Tổng cộng Phân loại theo tỷ lệ % so với tổng chiều dài

Một số ñặc ñiểm của hệ thống cầu ở khu vực vùng Quy Nhơn:

Có số lượng tương ñối lớn, vì qua nhiều kênh rạch (ñầm Thị Nại) và các khe suối.tuy nhiên kết cấu nhịp tương ñối ñơn giản, chiều dài nhịp ngắn

Về chủng loại: Cầu cống Việt Nam ñược xây dựng từ nhiều loại vật liệu

khác nhau như bê tông (BT), bê tông cốt thép (BTCT), bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DUL), thép, thép-BTCT liên hợp…Chủ yếu là kết cấu

nhịp giản ñơn

Có thời gian xây dựng khác nhau, theo nhiều cấp ñộ tải trọng khác nhau, ñây, là tình trạng chung của chệ thống cầu ở Việt Nam hiện nay

ðược thi công và thiết kế theo các Tiêu chuẩn và Quy trình khác nhau

(Mỹ, Liên xô (cũ), Việt Nam )

Chủ yếu ñược xây mới từ sau năm 1990 ñến nay

Hiện nay còn một số ít cầu ñang bị xuống cấp trầm trọng do nhiều nguyên nhân

Một ñặc ñiểm rất quan trọng, là tác nhân chính ảnh hưởng ñến khả năng chịu tải và tuổi thọ của công trình cầu ở khu vực Quy Nhơn: ñó là trình trạng xâm thực mạnh của môi trường nước biển, làm giảm cường ñộ bê tông, an mòn cốt thép,làm giảm tuổi thọ của công trình rất nhanh chóng

1.3 Hiện trạng công tác kiểm tra, ñánh giá cầu ở Việt Nam

1.3.1 Giới thiệu chung

Trong những năm của hai cuộc chiến tranh giải phóng dân tộc, chúng ta hầu như không có ñiều kiện ñể quản lý khai thác và bảo dưỡng hệ thống cầu theo quan ñiểm tuổi thọ Mục tiêu của quản lý khai thác thời kỳ này là ñảm bảo giao thông, giữ vững sự thông suốt các tuyến ñường bị ñánh phá ác liệt ñể ñảm bảo cung cấp sức người và sức của cho tiền tuyến

Trong khoảng thời gian từ khi ñất nước hoàn toàn thống nhất (1975)

cho ñến ñầu những năm 90, do ñiều kiện khách quan, việc quản lý khai thác

và bảo dưỡng hệ thống cầu ở Việt Nam cũng vẫn chưa ñược quan tâm ñúng mức Sau chiến tranh, với một cơ sở hạ tầng bị hư hỏng nghiêm trọng, việc

xây dựng và khai thác các công trình mới ựược quan tâm hơn Ngoài một số

các Tiêu chuẩn ngành về thử tải cầu ỘQuy trình thử nghiệm cầu 22TCN

1703-87Ợ, hầu như chưa có một nghiên cứu nào ựược tiến hành đã có hàng loạt

các sự cố về hư hỏng của cầu ựã xảy ra như sự cố sập cầu Rào (Hải Phòng), cầu Phong Quang (QL 46), cầu Diên Khánh (QL 1A)Ầ

Cho ựến ựầu những năm 90, nhận thấy tầm quan trọng và hiệu quả của công tác quản lý khai thác các công trình cầu, các nghiên cứu về lĩnh vực này mới ựược triển khai Một trong những kết quả ựáng chú ý là kết quả nghiên

cứu của ựề tài KC-10-11 ỘLựa chọn công nghệ thắch hợp kiểm ựịnh các

công trình GTVTỘ thuộc chương trình khoa học công nghệ KC 10 trong thời

kỳ 1991-1995 đề tài ựược thực hiện tại Viện Khoa học và Công nghệ GTVT Các kết quả của ựề tài ựã ựược áp dụng trong công tác kiểm tra và ựánh giá cầu thiết thực phục vụ công tác quản lý khai thác, nâng cấp cải tạo các công trình cầu

Năm 1995, dự án ODA ỘKiểm tra và ựánh giá cầu ở Việt NamỢ do

Vương Quốc Anh tài trợ ựược thực hiện tại Viện Khoa học và Công nghệ GTVT Kết quả thực hiện Dự án là sự chuyển giao công nghệ kiểm ựịnh cầu

của Vương quốc Anh (có sửa ựổi bổ sung cho phù hợp với ựiều kiện cụ thể

của Việt Nam) đồng thời một số trang thiết bị trong kiểm ựịnh cầu cũng ựược

trang bị cho ựơn vị kiểm tra và ựánh giá cầu trong Viện Khoa học và Công

nghệ GTVT - BTAU (Bridge Testing and Assessement Unit)

Trong chương trình giảng dạy của các Trường đại học cho các chuyên ngành Cầu - Hầm, Cầu - đường ựã ựưa môn học Kiểm ựịnh và tăng cường cầu vào dạy cho sinh viên Môn học này thực sự ựã trang bị những kiến thức cần thiết giúp sinh viên có nhận thức về công tác quản lý, kiểm tra và ựánh giá cầu Nhiều giáo trình, tài liệu cũng ựã ựược biên soạn [8]

Ngoài ra việc nghiên cứu kiểm tra và ựánh giá cầu cũng còn ựược tiến

hành ở một số Viện nghiên cứu và Trường đại học như Viện Cơ học (Viện

Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia), đại học GTVT, đại học Xây

dựng, đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chắ Minh

Các cơ quan quản lý cũng ñã quan tâm ñến việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu quản lý khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa cầu vào thực tế nhằm ñảm bảo hoạt ñộng và ngăn chặn sự xuống cấp của hệ thống cầu Một loạt các Tiêu chuẩn, Quy trình, Quy ñịnh trong quản lý, khai thác ñược ban hành như

“Quy trình kiểm ñịnh cầu trên ñường ôtô 22TCN 243-98 Cục ðường bộ Việt Nam là cơ quan quản lý ñường bộ cao nhất cả nước Từ 1993 Cục ñã thành lập Trung tâm kỹ thuật ñường bộ thuộc Cục và sau ñó là các Trung tâm kỹ thuật ñường bộ thuộc các Khu quản lý ñường bộ Các Trung tâm kỹ thuật ñường bộ và các cơ quan làm công tác kiểm ñịnh khác (như Viện KHCN GTVT, Trường ðại học GTVT, Trường ðại học Xây dựng, ) này ñã ñảm ñương một khối lượng công việc kiểm tra và ñánh giá cầu rất lớn, cho ñến nay

về cơ bản ñã ñáp ứng ñược yêu cầu của công tác quản lý khai thác cầu

1.3.2 Phân loại công tác kiểm tra

Theo Tiêu chuẩn kỹ thuật bảo dưỡng ñường bộ [5] trong kiểm tra cầu hiện nay có 5 mức ñộ kiểm tra:

Kiểm tra thường xuyên: Tiến hành bằng cách tiếp cận, quan sát và ghi nhận tình trạng của những bộ phận công trình chính, cấp kiểm tra là cấp hạt Tuỳ theo tình trạng cầu có thể tiến hành kiểm tra theo tuần, tháng hoặc thường xuyên hơn, số liệu kiểm tra ñược ghi chép và lưu trữ ở cấp Hạt Khi kiểm tra nếu có gì bất thường thì phải báo cáo lên cấp quản lý cao hơn

Kiểm tra ñịnh kỳ: là hình thức kiểm tra toàn diện công trình cầu do cấp Công ty hoặc cấp Khu/ Sở GTVT thực hiện hai lần trong năm (trước và sau mùa lũ) Kiểm tra bằng thị sát và sử dụng các thiết bị kiểm tra ñơn giản như thước, búa… cho tất cả các bộ phận của cầu ñặc biệt chú trọng kiểm tra các bộ phận cầu có thể bị ảnh hưởng do mưa lũ Số liệu kiểm tra ñược báo cáo lên cơ quan quản lý cấp trên có liên quan

Kiểm tra ñột xuất: tiến hành khi có sự cố, hư hỏng xảy ra với cầu do cấp Công ty kết hợp với Khu QLðB/ Sở GTVT hoặc Cục ðường bộ thực hiện tuỳ theo mức ñộ sự cố Mục tiêu của kiểm tra là ñánh giá tình trạng hư hỏng, xác ñịnh nguyên nhân và ñề ra giải pháp xử lý

Kiểm tra ñặc biệt: do cấp Khu/ Sở hoặc Cục ðường bộ thực hiện khi các kiểm tra nêu trên phát hiện có sự cố kỹ thuật phức tạp

Kiểm ñịnh: là hình thức kiểm tra rất kỹ lưỡng ñối với tất cả các bộ phận công trình cầu ñể có thể phân tích ñược mức ñộ suy thoái của chúng theo hai phương diện kết cấu và vật liệu Kiểm ñịnh do Tư vấn thực hiện theo

ñề cương do cấp có thẩm quyền phê duyệt Kiểm ñịnh có các nội dung sau:

♦ Kiểm tra chi tiết lần ñầu tiên (lập trạng thái “0“-trạng thái “zêro”):

ðối với công trình mới xây dựng, các công trình mới ñược nâng cấp, khôi phục thì kiểm tra chi tiết lần ñầu tiên ñể xác lập trạng thái ban ñầu của cầu ñược tiến hành cùng lúc nghiệm thu bàn giao cho ñơn vị quản

lý

♦ Kiểm ñịnh: ñược tiến hành theo chu kỳ 5-7 năm hoặc 10 năm một lần ñối với cầu ñang khai thác hoặc ñã có những dấu hiệu hư hỏng nghiêm trọng Các tư vấn kiểm ñịnh cầu phải thu thập số liệu về tình trạng của cầu, thử tải (tĩnh và ñộng)… và tiến hành tính toán lại kết cấu nhằm ñánh giá hiện trạng và xác ñịnh năng lực chịu tải của cầu, trên cơ sở ñó quy ñịnh ñiều kiện khai thác Kết quả kiểm ñịnh ñược lưu trữ Khu/ Sở

Việc ñánh giá tính toán lại kết cấu ñể xác ñịnh khả năng chịu tải của

cầu chủ yếu dựa theo một số Tiêu chuẩn ñánh giá của Liên Xô (cũ) như “Quy

trình xác ñịnh sức chịu tải của kết cấu nhịp dầm BTCT cầu ñường bộ BCH

32-78” và các Tiêu chuẩn ngành của Việt Nam “Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-1979”, “Quy trình kiểm ñịnh cầu trên ñường ôtô 22TCN 243-98”,“Quy trình thiết kế cầu trên ñường ôtô 22TCN 272-05 ” Về thực chất là kiểm toán lại các trạng thái giới hạn có kể ñến các khuyết tật phát hiện trong quá trình kiểm tra Các Tiêu chuẩn ñánh giá của

Liên Xô (cũ) và Tiêu chuẩn ngành của Việt Nam ñều dựa trên Quy trình thiết

kế cầu của Liên Xô (cũ) ban hành năm 1967 Việc tính toán phân tích kết cấu

cầu có thể sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu thông dụng như SAP, STAAD III hoặc các chương trình khác

1.4 Phân tích các dạng hư hỏng và nguyên nhân gây ra các hư hỏng trong các cầu BTCT và BT DƯL ở Việt Nam

Dựa trên các kết quả nghiên cứu và kiểm tra cầu BTCT và BTCT DƯL

ở Việt Nam, ñã cho những ñánh giá ban ñầu về dấu hiệu hư hỏng và nguyên nhân gây hư hỏng, có thể tóm tắt như sau:

1.4.1 Hiện tượng hư hỏng vật liệu

Hiện tượng Vỡ bê tông:

Hiện tượng này xảy ra khi các phần bê tông bị tách lớp ra khỏi khối bê tông chính có thể do bị tác ñộng quá mạnh hoặc do cốt thép bị gỉ

Có nhiều nguyên nhân gây vỡ, ví dụ như:

• Gỉ của cốt thép trong bê tông

• Một số bộ phận của kết cấu không làm việc theo chức năng (kẹt gối,

khe co dãn không làm việc ñúng chức năng…)

Hiện tượng Nứt bê tông:

structural crack) có thể thấy ở hầu hết các bề mặt bê tông ñã ñông cứng Các

vết nứt này hình thành trong quá trình ñông cứng bê tông, thường có bề rộng vết nứt dưới 0.05 mm và phân bố không theo quy luật ðây là một ñặc ñiểm thuộc về bản chất của bê tông do hàng loạt các phản ứng trong quá trình ñông cứng bê tông

Một loại vết nứt khác là các vết nứt có cấu trúc (structural crack) Các

vết nứt này thường có thể nhận biết bằng mắt thường và có bề rộng từ 0.10

mm trở lên Các vết nứt này kéo dài và phân bố theo một quy luật nào ñó

Vết nứt ñược ñặc trưng bởi 3 thông số chính: chiều dài, bề rộng và ñộ sâu vết nứt Kiểu và dạng vết nứt sẽ cung cấp những thông tin giải thích về nguyên nhân Các vết nứt có thể là vết nứt vuông góc với trục dầm, các vết nứt xiên góc tại khu vực gần gối, các vết nứt dọc theo vị trí thanh cốt thép Vết nứt

là một cửa ngõ ñể các tác nhân gây xâm thực phá hoại cốt thép và bê tông

Các vết nứt có thể ñược phân loại theo nhiều cách:

• Các vết nứt hình thành khi ñổ bê tông

• Các vết nứt do nhiệt

• Các vết nứt do co ngót

• Các vết nứt do tác ñộng của môi trường

• Các vết nứt do các nguyên nhân khác như hỏa hoạn, vượt tải, chênh lún, va chạm, các tải ñộng phụ của cốt thép dự ứng lực…

Hậu quả có thể của các vết nứt cần ñược xem xét một cách tổng quát dựa trên các ñặc ñiểm như nguyên nhân, vị trí, số lượng, ñiều kiện môi trường

và ñiều kiện khai thác của cầu ðặc biệt các vết nứt có cấu trúc trong kết cấu BTCT DƯL cho thấy ñã có những vấn ñề nghiêm trọng về khả năng chịu lực của cầu

Hư hỏng bê tông và cốt thép do các xâm thực hóa học và ñiện hóa:

Có một số dạng xâm thực chính có thể gây hư hỏng bê tông:

• Xâm thực dưới dạng hoà tan một số thành phần của bê tông

• Xâm thực dưới dạng trương nở do một số thành phần của bê tông

• Xâm thực hóa học có thể gây ra bởi axít, sulphates, alkalis, phản ứng alkali-silica, nước mềm, clo và cacbonnat

• Xâm thực ñiện hóa gây gỉ cốt thép và hư hỏng bê tông

Thạch nhũ và sản phẩm hư hỏng trên bề mặt bê tông:

Hiện tượng này thường xảy ra tại các khe co giãn, ở phần bê tông mặt cầu nơi không có hệ thống chống thấm hoặc hệ thống chống thấm bị hỏng Nước sẽ thấm xuống các gối cầu hoặc các khu vực bị rỗ, ñặc biệt là những vị trí kết cấu bê tông mỏng Do bị rò và thấm nước, các hợp chất tạo nên ñộ rắn chắc của bê tông bị phân hoá Tác ñộng của hiện tượng này rất dễ thấy dựa vào những vết ố, sự tích lũy của các sản phẩm gỉ cốt thép tại các vết nứt, và việc xuất hiện những thạch nhũ trên bề mặt bê tông

ðây có thể là do hậu quả của nhiều nguyên nhân:

• Hiện tượng xâm thực hóa học ñã xảy ra trong bê tông

• Trong thành phần của bê tông có chứa clo và các dẫn xuất của của nó

• Bê tông bị rỗ, rỗng và nước ñã lưu thông trong bê tông

Hiện tượng Gỉ cốt thép thường:

Gỉ cốt thép là hiện tượng thường gặp trong kết cấu BTCT nói chung và kết cấu BTCT DƯL nói riêng Một trong những nguyên nhân chính là các tác nhân xâm thực làm thay ñổi tính chất của bê tông trong vùng chứa cốt thép Ở giai ñoạn ñầu rất khó phát hiện ra gỉ, song dần dần sẽ xuất hiện những vết ố trên bề mặt bê tông và ñôi khi xuất hiện những vết rạn nứt dọc theo cốt thép

do chịu lực của khối lượng thép gỉ ngày càng tăng lên làm trương nở thể tích

bê tông Cuối cùng những vết nứt như vậy sẽ làm cho bê tông bị vỡ và làm cho cốt thép bị lộ ra, tốc ñộ gỉ tăng nhanh hơn và làm vỡ vật liệu kết cấu Trong một số trường hợp những vết ố do gỉ có thể bắt nguồn từ những thanh cốt thép cấu tạo bị ăn mòn Trong một số cầu mới, cốt thép bị gỉ vì ñã bị phơi

lộ quá lâu trước khi ñổ bê tông

Tình trạng của các cáp dự ứng lực:

cốt thép DƯL nằm trong bê tông hoặc là chúng ñược lồng vào những ống ñặt trong bê tông Các cốt thép DƯL có thể bị gỉ, ñứt và ảnh hưởng ñến khả năng khai thác của cầu Sự suy giảm tiết diện cốt thép DƯL, sự mất mát DƯL trong cốt thép DƯL là nguyên nhân gây ra các sự cố nghiêm trọng ñối với các cầu BTCT DƯL Hiện nay ñây vẫn là một vấn ñề lớn trong ñánh giá cầu BTCT DƯL

Hiện tượng mài mòn:

Các tác ñộng cơ học gây ra bởi con người, thời tiết hoặc dòng nước gây

ra mài mòn bề mặt kết cấu BTCT, gây hư hỏng trên bề mặt ðây là hiện tượng lớp vữa bề mặt hoặc cấp phối bị bong dần từng lớp một

1.4.2 Hiện tượng hư hỏng kết cấu

Chuyển vị và biến dạng lớn

Các nguyên gây ra gồm:

• Do vượt tải

• Do các hư hỏng của bê tông, của cốt thép…

• Hệ thống thoát nước thường bị tắc, vỡ gây ra ñọng nước trên mặt cầu hoặc nước xối vào bề mặt của các rầm biên gây hư hỏng bề mặt bê tông, ẩm mốc và hơi nước thấm qua các vết nứt gây gỉ cốt thép

• Lớp phòng nước mặt cầu kém, không làm ñúng chức năng, nước mưa trên bề mặt thấm qua lớp phòng nước xuống bề mặt cầu gây ra các dạng xâm thực như ñã trình bày ở trên ðặc biệt là trong các kết cấu nhịp BTCT không rầm ngang có mối nối bản cánh thực hiện ở hiện trường

Những sai sót trong thiết kế

Những sai sót trong thiết kế thường là nguyên nhân gây ra các hư hỏng

ñã trình bày ở trên Những sai sót thường gặp là:

• Chọn dạng kết cấu không phù hợp:

+ Sử dụng kết cấu nhịp BTCT lắp ghép không rầm ngang có mối nối bản cánh thực hiện tại hiện trường

+ Sử dụng kết cấu nhịp bê tông tiền áp lắp ghép có cáp DUL liên kết ngang theo Tiêu chuẩn AASHTO (AASHO)

+ Lớp phòng nước không có hiệu quả hoặc bỏ lớp phòng nước…

• ðồ án thiết kế có những ñiểm vi phạm Tiêu chuẩn, Quy trình thiết kế

về kích thước mặt cắt, lượng cốt thép tối ña hoặc tối thiểu, chiều dày lớp bê tông bảo vệ, mối nối cốt thép, chủng loại cốt thép…không thỏa mãn các ñiều kiện của Tiêu chuẩn, Quy trình

• Có những vấn ñề còn ñang nghiên cứu, chưa hoàn thiện như hiệu ứng của tải trọng ñộng hoặc mỏi, những vấn ñề về bê tông cường ñộ cao, hiện tượng co ngót và từ biến của bê tông cường ñộ cao, ảnh hưởng của các phụ gia tăng cường ñộ và ñộ sụt…

Những sai sót trong thi công:

• Dùng loại vật liệu không ñúng quy cách thiết kế (loại xi măng, loại

ñá, loại cốt thép, nước có chứa clo, sulphates…)

• Bảo quản vật liệu kém

• Ván khuôn, dàn giáo thi công không ñúng thiết kế

• Không ñảm bảo cấp phối bê tông, trình tự ñổ bê tông, vị trí cốt thép…

• Không tuân thủ các quy ñịnh trong quá trình căng kéo cốt thép DƯL

• Bảo dưỡng kém

1.4.3 Các nguyên nhân khác gây hư hỏng

• Quá trình vận hành khai thác công trình không ñúng theo quy ñịnh và không phù hợp với ñiều kiện cụ thể

• Không tiến hành kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa công trình theo ñịnh

kỳ quy ñịnh

1.5 Kết luận chương

Các cầu BTCT và BTCT DƯL chiếm một tỉ lệ tương ñối lớn trong hệ thống các cầu trên hệ thống giao tông ñường bộ của Việt Nam Các cầu BTCT và BTCT DƯL ở Việt Nam có nhiều loại kết cấu nhịp khác nhau,

nhiều loại mặt cắt ngang khác nhau ðược thiết kế và thi công theo nhiều thời kỳ khác nhau dựa trên các Tiêu chuẩn thiết kế khác nhau

Công tác kiểm tra ñánh giá cầu ñang khai thác ñược nghiên cứu từ lâu trên thế giới và ñã thu ñược nhiều kết quả quan trọng Hiện nay công tác này ñang ngày càng ñược quan tâm ở Việt Nam và bước ñầu ñã có những kết quả nhất ñịnh Việc tìm hiểu, nghiên cứu so sánh một số tiêu chuẩn ñánh giá kết cấu nhịp cầu dầm BTCT ñang khai thác trên ñường ôtô của Việt Nam và một số nước trên thế giới là cần thiết

Trong chương này cũng ñã tiến hành hệ thống hoá các dấu hiệu hư hỏng ñiển hình và nguyên nhân gây ra các hư hỏng trong các cầu BTCT và BTCT DƯL ở Việt Nam

CHƯƠNG 2 NHỮNG NỘI DUNG CHỦ YẾU ðÁNH GIÁ KẾT CẤU NHỊP CẦU

BTCT THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN HIỆN HÀNH

2.1 Khái quát chung

2.1.1 Cơ sở lý thuyết chung

Như ñã ñề cập ở 1.1.2.3, xuất phát từ yêu cầu ñảm bảo khả năng chịu lực, ñể kết cấu làm việc bình thường, ñiều kiện ñánh giá chung biểu diễn dưới dạng bất ñẳng thức:

Q ≤ R (2.1) Trong ñó:

Q- biểu thị hiệu ứng lớn nhất mà bộ phận kết cấu sinh ra do tác ñộng của tải trọng dùng ñể ñánh giá ở tổ hợp bất lợi nhất

R- biểu thị khả năng chịu tải tối ña (sức kháng) của bộ phận kết cấu tương ứng với tình trạng kỹ thuật hiện tại của nó

Nếu (2.1) thoả mãn thì bộ phận kết cấu ñó ñược xem là ñủ khả năng chịu tải, ngược lại thì bộ phận kết cấu ñó không ñủ khả năng chịu tải và ñòi hỏi phải có biên pháp xử lý

Về nguyên tắc ñiều kiện (2.1) ñược áp dụng cho mọi kết cấu, tải trọng

và tất cả các trường hợp kiểm toán Trong các quy trình ñánh giá từ ñiều kiện (2.1) người ta phát triển và ñưa ra một số ñiều kiện ñánh giá tương ñương nhưng cụ thể và tiện dụng hơn Ngoài ra các quy trình cũng quy ñịnh ñưa ra các nguyên tắc cụ thể về kiểm tra, tính toán lại kết cấu nhằm xác ñịnh giá trị của Q

2.1.2 Tải trọng dùng ñể ñánh giá

Hiệu ứng do hoạt tải ô tô theo phương thẳng ñứng gây ra trong các bộ phận kết cấu nhịp cầu phụ thuộc các yếu tố sau:

* Tải trọng danh định của hoạt tải ơ tơ theo tiêu chuẩn, quy trình và cách triết giảm hệ số làn xe, cách xác định hệ số xung kích,

* Cách xếp tải theo phương dọc cầu

* Cách tính hệ số phân phối ngang của tải trọng ơ tơ

* Tổ hợp tải trọng và các hệ số tải trọng trong từng tổ hợp

Các hoạt tải ơtơ đưa vào tính tốn theo quy trình của Liên bang Nga cũng như trong các tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 18-79 và quy trình kiểm định cầu trên đường ơtơ 22TCN 243-98 là đồn xe H10, H13, H18, H30 xe nặng X60 và XB80, tải trọng đồn người là 300 kg/m2 Việc tính tốn theo trình tự: xác định hệ số phân bố ngang theo phương pháp gối đàn hồi, xếp tải tính nội lực (mơmen uốn và lực cắt) tại dầm biên và dầm trong Nội lực được tính gồm tải trọng tiêu chuẩn và tải trong tính tốn (cĩ xét hệ số vượt tải và xung kích)

Các hoạt tải ơ tơ theo AASHTO đưa vào tính tốn là đồn xe H 15-44,

HS 15-44, H 20-44, HS 20-44 hoặc các tải trọng làn tương ứng tuỳ trường hợp nào gây bất lợi hơn

Các hoạt tải ơ tơ theo 22TCN 272-05 đưa vào tính tốn là đồn xe HL93 hoặc các tải trọng làn tương ứng tuỳ trường hợp nào gây bất lợi hơn Ngồi ra theo yêu cầu khai thác cần cấp phép cho một xe bất kỳ qua cầu với tải trọng và kích thước xác định ta sử dụng tải trọng đĩ để tính tốn

2.2 Quy trình xác định sức chịu tải của kết cấu nhịp dầm BTCT cầu đường bộ Liên bang Nga BCH 32-78

Quy trình BCH 32-78 do Viện Nghiên cứu và Khảo sát thiết kế đường quốc gia Liên bang Nga và Viện nghiên cứu đường Bê la rut lập

2.2.1 Cơ sở lý thuyết của Quy trình BCH 32-78

a Các bài tốn được giải quyết trong quy trình bao gồm:

Xác định khả năng chịu hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn của kết cấu nhịp Trị số này được sử dụng làm cơ sở để cắm các biển báo tải trọng cho cầu

Xác định khả năng thơng qua của kết cấu nhịp với một xe nặng

Sức chịu tải của kết cấu nhịp biểu thị qua hoạt tải thẳng đứng tiêu

chuẩn (đồn xe) và tải trọng xe nặng đơn chiếc

Khả năng chịu tải của kết cấu nhịp được lấy theo khả năng chịu tải

của bộ phận kết cấu yếu nhất (dầm chủ, dầm ngang, bản mặt

Thử nghiệm kết cấu nhịp nhằm hồn chỉnh sơ đồ tính tốn của kết cấu nhịp trong những trường hợp cần thiết

Tính tốn với các hoạt tải bất lợi trên sơ đồ tính đã hồn chỉnh để xác định nội lực Sht do hoạt tải đĩ gây ra trong các tiết diện lựa chọn Khả năng chịu tải của kết cấu nhịp được lựa chọn phải thoả mãn điều kiện Sht ≤ [s]cp

Trong trường hợp cĩ đầy đủ hồ sơ kỹ thuật, cĩ thể xác định được tồn bộ kích thước, tình trạng hư hỏng của cơng trình thì được phép xác định sức chịu tải bằng khảo sát và tính tốn mà khơng cần thử nghiệm

Khi xây dựng mơ hình tính tốn cần xét đến kích thước, tình trạng thực tế của các bộ phận kết cấu và sự phân bố tải trọng thực tế do

hoạt tải giữa các cấu kiện Các hệ số vượt tải, xung kích, hệ số làn

xe ứng với đồn xe và xe đơn chiếc lấy theo quy trình thiết kế

Với kết cấu BTCT sức chịu tải của kết cấu nhịp được tính tốn từ điều kiện cường độ và độ bền chống nứt của các cấu kiện của nĩ Khi cĩ

cơ sở cho phép khơng cần tính theo độ bền chống nứt (chẳng hạn cầu cũ

trong kết cấu nhịp đã cĩ vết nứt rộng hơn 0,2 mm hay cầu tạm) ðối với xe

nặng đơn chiếc chỉ kiểm tốn theo điều kiện cường độ

2.2.2 Kiểm tra thu thập số liệu hiện trạng cầu

Khi khảo sát, thu thập số liệu về cầu cần xác định các thơng số sau:

Xác định năm thiết kế, xây dựng và hoạt tải thiết kế theo hồ sơ kỹ thuật hay tài liệu lưu trữ

Cấu tạo hình học đầy đủ của kết cấu nhịp

Thiết kế điển hình đã dùng để xây dựng cầu (nếu cĩ)

Các tài liệu, hồ sơ quản lý khai thác, hồ sơ kiểm định các lần trước

Bố trí cốt thép, số lượng và chủng loại theo hồ sơ thiết kế, hồ sơ hồn cơng hay chụp ảnh xuyên

Mác bê tơng thiết kế và thực tế

Những hư hỏng ảnh hưởng đến khả năng chịu tải và cách điều chỉnh mơ hình tính tốn trình bày trong bảng 2.1 Những hư hỏng này thu thập bằng cách đo trực tiếp trên cầu

Bảng 2.1 Dạng hư hỏng điển hình và cách mơ hình hố

TT Dạng hư hỏng Cách mơ hình hố

1 Vỡ, rỗ ở vùng chịu nén của bê tơng

3 Cốt thép gỉ hay huỷ hoại do tác

thép DƯL và bê tông

Tính toán dầm như thanh căng cứng

6 ðứt mối hàn cốt thép ở kết cấu BT

lắp ghép, vết nứt rộng hơn 0,2 mm,

chất lượng thấp của bê tông chèn

trong các cấu kiện BTCT lắp ghép

Trong tính toán sử dụng ñường ảnh hưởng ngang thực tế của các

hệ số phân bố nội lực giữa các dầm chủ

2.2.3 Xác ñịnh nội lực cho phép do hoạt tải gây ra trong các tiết diện của các cấu kiện trong kết cấu nhịp

Nếu sức chịu tải ñược tính cho xe ñơn chiếc (xe xích hay xe bánh) thì

nội lực do hoạt tải gây ra tính theo các công thức sau:

• Theo ñiều kiện cường ñộ:

S - Nội lực giới hạn (mômen uốn, lực cắt ) mà tiết diện của cấu kiện

phải chịu theo ñiều kiện cường ñộ;

Sg - Nội lực tiêu chuẩn trong tiết diện cấu kiện, gây ra do tĩnh tải thực tế của kết cấu

nk - Hệ số vượt tải của tải trọng đơn chiếc

Trị số tính tốn [S] sẽ là trị số nhỏ nhất trong hai trị số tính tốn trên

Nếu sức chịu tải được tính cho đồn xe thì nội lực cho phép do hoạt tải gây ra tính theo các cơng thức sau:

• Theo điều kiện cường độ:

[ ] . .

.(1 ).

I

gh d d t t a

nt, St – Hệ số vượt tải và nội lực tiêu chuẩn trong các tiết diện của cấu

kiện do tải trọng người đi trên lề bộ hành

na, (1+µ), ε – Hệ số vượt tải, hệ số xung kích và hệ số làn xe đối với đồn

xe Các giá trị này được lấy tương tự như quy định trong tiêu chuẩn thiết kế cầu CH 200-62

Các ký hiệu khác như phần trên

Trong các cấu kiện BTCT thường, giá trị mơmen uốn giới hạn trong tiết diện xác định theo cơng thức:

Mu – mơmen uốn tồn phần trong tiết diện cấu kiện, tính theo tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành;

Ru – cường độ tính tốn của cốt thép theo tiêu chuẩn thiết kế sử dụng;

mf – Hệ số xét đến hư hỏng của tiết diện cấu kiện, nếu khơng cĩ hư hỏng

nf=1,0;

[σa] – ứng suất cho phép trong cốt thép theo tiêu chuẩn của năm thiết kế;

mv - hệ số làm việc ñối với cấu kiện của hệ lưới dầm của cầu ñổ tại chỗ có

xét ñến hiệu ứng vòm (bảng 2.2);

Bảng 2.2 Hệ số làm việc của cấu kiện

Bản mặt cầu với tỉ số giữa các cạnh 2/3 < a/b < 3/2 1,25 Bản mặt cầu với tỉ số cạnh ngắn trên cạnh dài 2/3 < a/b < 3/2 1,10 Các nhịp giữa của các dầm phụ nhiều nhịp ngang và dọc 1,20 Dầm ngang một nhịp và các dầm biên của dầm phụ nhiều nhịp

ma.tx, ma.d - Hệ số ñiều kiện làm việc ñối với thanh xiên và cốt ñai

Ra.tx, Ra.d – cường ñộ tính toán của cốt thép ñối với thanh xiên và cốt ñai

Ru – cường ñộ chịu nén thực tế của bê tông khi uốn

[σa]tx, [σa]d – ứng suất cho phép ñối với thanh xiên và cốt ñai theo tiêu chuẩn của năm thiết kế

h, b – chiều cao tiết diện ngang của cấu kiện và bê tông bản bụng

α - Góc, tính bằng radian, lấy bằng π/4 với dầm và π/6 với bản

c = γ.h – chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng tới hạn

về cốt thép ñược xác ñịnh theo công thức:

• ðối với thép trơn:

M n

Lực cắt ñối với các cấu kiện BTCT thường theo ñiều kiện giới hạn trị

số ứng suất kéo xác ñịnh theo công thức:

III .

gh cko bh

Q =R b z m (2.10) Trong ñó:

Rcko = ứng suất kéo chính giả ñịnh của bê tông lấy theo tiêu chuẩn

z = 0,765h – tay ñòn của ngẫu nội lực

b, h – chiều rộng bản bụng và chiều cao dầm

mbh – hệ số lấy theo (2.5)

Các hệ số xét ñến hư hỏng thực tế của kết cấu, xác ñịnh theo công thức:

m f = m ab m bh (2.11) Trong ñó:

m ah = (1 - 4δ/d) – hệ số xét ñến hư hỏng của cốt thép

m bh = z’ 1 / z 1 – hệ số có xét ñến sự thay ñổi của mác bê tông so với mác

thiết kế hoặc có sự nứt vỡ của bê tông ở mặt chịu nén

δ - chiều sâu gỉ ăn mòn cốt thép

d - ñường kính cốt thép

z = 0,765h – tay ñòn của ngẫu nội lực

z ’ 1 , z 1 – cánh tay ñòn nội ngẫu lực ứng với hai trường hợp:xét giá trị thực

tế và xét giá trị thiết kế của các ñại lượng: mác bê tông, chiều rộng mặt chịu nén, diện tích cốt chịu lực và chiều cao chịu lực của tiết diện

2.2.4 Xác ñịnh mô men uốn và lực cắt trong tiết diện các cấu kiện của kết cấu nhịp

Mômen uốn Mu và lực cắt Q ñược xác ñịnh bằng trị số nội lực lớn nhất trong tất cả các tổ hợp chính của hoạt tải và tĩnh tải thẳng ñứng theo tiêu chuẩn thiết kế tương ứng

Sơ ñồ và kích thước của hoạt tải thẳng ñứng, quy tắc bố trí hoạt tải, hệ

số làn xe, hệ số ñộng lực lấy theo tiêu chuẩn thiết kế tương ứng

Nội lực trong bản mặt cầu ñược xác ñịnh cho một ñơn vị chiều rộng của tiết diện ngang Tải trọng do lực tập trung P tác dụng lên một ñơn vị diện tích a x b ñược phân bố qua lớp mặt có chiều dày H trên bề mặt bản xuống

Các bản tựa trên các dầm dọc và dầm ngang có tỉ lệ chiều dài bản trên chiều rộng bản lớn hơn 2 ñược xem như bản dầm với nhịp dọc theo cạnh ngắn

Khi tính toán mô men uốn giữa nhịp lb hoặc la, chiều rộng làm việc a hoặc b của bản dầm lấy như sau: nếu trên bản có một tải trọng hoặc nhiều tải trọng mà chiều rộng tác dụng của chúng không ñè lên nhau, thì khi bản làm việc với nhịp lb lấy a = a1+l3/h nhưng không bé hơn 2/3 lb Còn khi bản làm việc với nhịp la (hình 1.2b) lấy b = b1+l3/3 nhưng không bé hơn 2/3 la, còn nếu trên bản có một số tải trọng và chiều rộng tác ñộng của chúng ñè lên nhau thì khi bản làm việc với nhịp lb (hình 1.2.b) lấy b=c1+b1+la/3 nhưng không bé hơn c+c1; ñồng thời trong tính toán lấy tổng trọng lượng các tải trọng trong phạm vi chiều rộng làm việc

Khi tính toán lực cắt ở các tiết diện gối, chiều rộng làm việc a hoặc b của bản dầm lấy riêng cho từng tải trọng tuỳ theo vị trí của nó dọc theo nhịp tính toán, sau ñó lấy tổng các nội lực của các tải trọng này (hình 1.4 a,b): a = e nhưng không bé hơn 2/3 lb; a = a1+lb/3 nhưng không bé hơn 2/3 lb; b= c+c1

nhưng không bé hơn 1/3 lb; b= c1+b1+la/3 nhưng không lớn hơn c+c1

Chiều rộng làm việc của bản công xôn với tải trọng ñặt cách chân công xôn một ñoạn c (hình 1.5) lấy bằng a = a1+0,8 c nhưng không bé hơn 1,5 c

Nội lực trong các bản dầm (trừ bản công xôn) xác ñịnh theo bảng 2.3

Bảng 2.3 Nội lực trong các bản dầm

Mômen uốn ðặc trưng của kết cấu

Mô men uốn do tải trọng rải ñều trên khắp mặt bản theo các bảng tương ứng tuỳ theo năm xây dựng cầu

Khi tỉ số giữa chiều dài các cạnh của bản bé hơn 2 thì tính như bản ngàm trên toàn bộ chu vi

2.2.5 Xác ñịnh nội lực trong các cấu kiện chịu lực của kết cấu nhịp do hoạt tải thẳng ñứng tiêu chuẩn và xe nặng

Nội lực trong các cấu kiện chịu lực của kết cấu nhịp ñược xác ñịnh có xét ñến sự làm việc không gian của kết cấu Tại các vị trí

có hư hỏng nội lực trong các tiết diện ñược xác ñịnh theo các biểu

ñồ bao mômen và lực cắt

Nội lực trong các tiết diện tính toán chủ yếu do hoạt tải thẳng ñứng ñược xác ñịnh bằng tính toán và kết quả thử nghiệm hiện trường Khi nội lực tính toán và nội lực thử nghiệm sai lệch nhau trên 15% thì lấy trị số thử nghiệm ñể tính toán có xét ñến sai số ño ñạc,còn nếu ñộ sai lệch nhỏ hơn 15% thì lấy giá trị nội lực lớn hơn

K - hệ số phân bố ngang ñối với mômen uốn ở giữa nhịp của dầm i

m0 = 1,0 ñối với tải trọng người ñi

m = 1,05 với tải trọng xe

Lực cắt ở tiết diện giữa của dầm i do tải trọng đồn xe tính theo cơng thức:

( )i

db

K - hệ số phân bố ngang đối với dầm i tính theo nguyên tắc địn bẩy

l - chiều dài tính tốn của nhịp

j = 1, 2, m số hiệu của các trục tải trọng trên nửa nhịp bên trái theo đường ảnh hưởng tương ứng của lực cắt đối với điểm giữa nhịp

Fj - áp lực trên trục j của tải trọng (với 1 đồn xe)

xj - khoảng cách từ gối trái đến trục j của tải trọng

Lực cắt ở tiết diện giữa của dầm i do tải trọng xe xích tính theo cơng thức:

2 ( )

Lực cắt ở tiết diện giữa của dầm i do người đi xác định theo cơng thức trên với x0=0 và thay