SỰ PHÁT TRIỂN GẦN ĐÂY TRONG CÔNG TÁC SỬA CHỮA VÀ GIA CỐ CẦU BÊ TÔNG Ở NHẬT BẢN

Một số lượng lớn các cây cầu đã được xây dựng trong những năm 60, 70 là thời kỳ kinh tế bùng nổ tại Nhật Bản, chiếm khoảng 40% tổng số cầu, bao gồm cả các công trình đường dẫn đi kèm. Số lượng các công trình đường quá hạn sử dụng sẽ tăng lên sau 10 đến 20 năm. So với hiện nay, số cầu đã quá 50 năm sử dụng (tính từ ngay sau khi xây dựng xong) sẽ tăng khoảng ba lần sau 10 năm và sáu lần sau 20 năm (hình 1). Việc tính toán đo lường đối với sự xuống cấp nhanh chóng của các cây cầu bị xuống cấp sẽ là một vấn đề đặc biệt quan trọng trong tương lai. Báo cáo này giới thiệu những hoạt động bảo trì cầu ở Nhật Bản đang được xúc tiến hiện nay: (1) kỹ thuật khảo sát kiểm định và dự đoán thiệt hại, (2) vật liệu sửa chữa và gia cố, (3) phương pháp quan trắc.

SỰ PHÁT TRIỂN GẦN ĐÂY TRONG CÔNG TÁC SỬA CHỮA VÀ GIA CỐ

CẦU BÊ TÔNG Ở NHẬT BẢN

Yoshihiko TAIRA1 và Masamichi YOSHINO1

TÓM TẮT: Một số lượng lớn cầu bê tông ở Nhật Bản được xây dựng trong giai đoạn tăng

trưởng kinh tế cao của thập niên 1960 đến thập niên 1970 đang đối mặt với sự xuống cấp, và làm nảy sinh mối quan ngại rằng chi phí bảo trì, sửa chữa và gia cố cho các cầu này sẽ tăng nhanh chóng trong tương lai gần Báo cáo này giới thiệu các hoạt động và các ứng dụng gần đây để bảo trì, sửa chữa và gia cố cho những cây cầu bê tông, cũng như các phương pháp quan trắc đã được phát triển ở Nhật Bản

TỪ KHOÁ: bảo trì, sửa chữa, gia cố, kỹ thuật khảo sát kiểm định, dự báo thiệt hại, quan trắc

1 GIỚI THIỆU

Một số lượng lớn các cây cầu đã được xây dựng trong những năm 60, 70 - là thời kỳ kinh tế bùng nổ tại Nhật Bản, chiếm khoảng 40% tổng số cầu, bao gồm cả các công trình đường dẫn đi kèm Số lượng các công trình đường quá hạn sử dụng sẽ tăng lên sau 10 đến 20 năm So với hiện nay, số cầu đã quá 50 năm sử dụng (tính từ ngay sau khi xây dựng xong) sẽ tăng khoảng

ba lần sau 10 năm và sáu lần sau 20 năm (hình 1) Việc tính toán đo lường đối với sự xuống cấp nhanh chóng của các cây cầu bị xuống cấp sẽ là một vấn đề đặc biệt quan trọng trong tương lai Báo cáo này giới

thiệu những hoạt động

bảo trì cầu ở Nhật Bản

đang được xúc tiến hiện

nay: (1) kỹ thuật khảo sát

kiểm định và dự đoán

thiệt hại, (2) vật liệu sửa

chữa và gia cố, (3)

phương pháp quan trắc

2 HOẠT ĐỘNG BẢO TRÌ Ở NHẬT BẢN

Việc bảo trì các cây cầu ở Nhật Bản đã được tăng tốc từ thế kỷ 21 Quản lý cơ sở vật chất, một

ví dụ về công tác bảo trì bao gồm các bước sau Trước hết, sau khi đánh giá tình trạng cấu trúc của công trình, độ vững chắc của nó sẽ được dự đoán Sau đó xác định thời gian thích hợp, và vấn đề cốt lõi của việc sửa chữa và gia cố sẽ được lựa chọn và áp dụng Cuối cùng, việc duy tu bảo dưỡng được thực hiện, với cách đó chi phí cho vòng đời của cây cầu trở nên thấp nhất Bộ

1 Công ty tư vấn SumitomoMitsui

53%

2031

28%

2021

9%

2011

53%

2031

Hình 1 Tỷ lệ % số lượng cầu trên 50 năm sử dụng

Đất đai, Cơ sở hạ tầng và Giao thông vận tải (MLIT) đã duyệt bộ quy tắc "Quy định về kiểm tra cầu định kỳ" năm 2004 Quy định này mô tả từng thành phần hợp thành cây cầu và các dạng thiệt hại mà mỗi phần có thể có, đồng thời quy định này cũng đề xuất nên thường xuyên kiểm tra 5 năm một lần

3 KỸ THUẬT CHẨN ĐOÁN VÀ DỰ BÁO HƯ HỎNG

3.1 KỸ THUẬT CHẨN ĐOÁN

Khi khảo sát một cấu trúc cầu, hàng loạt các phương pháp và thiết bị kiểm tra cũng như quan sát trực quan được sử dụng Các thí nghiệm đánh giá độ bền cơ học thông thường ở Nhật Bản được thể hiện trong bảng 3.1 Ngày nay các phương pháp khác nhau được phát triển kết hợp với thiết bị máy bay không người lái có gắn camera giám sát giúp cho việc kiểm tra trực quan được chi tiết, cụ thể

Bảng 3.1 Các thí nghiệm đánh giá độ bền cơ học

Các đặc tính

độ bền cơ học được

đánh giá

Phương pháp và thiết bị thí nghiệm được sử dụng

Các khía cạnh thí nghiệm chính

và phương pháp thực hiện

Sức chịu nén

Phương pháp khoan lấy mẫu Lấy mẫu bằng đường kính lớn nhất của khối được lấy từ lõi của khối bê tông đem đi thí nghiệm trên 3 lần Phương pháp khoan lấy

mẫu đường kính nhỏ

Mẫu có đường kính 20 mm được lấy từ lõi của khối bê tông được kiểm tra Độ chính xác của thí nghiệm đạt được sau khi các lõi đã được kiểm tra nhiều lần

Súng bật nẩy Pit tông búa nẩy ép lên bề mặt bê tông Pit tông nẩy trở lại và độ dài nẩy trở lại được coi là tương ứng với cường độ

nén của bê tông (hình 3.2)

Độ sâu trung hòa và

thẩm thấu

chloride-ion

Phương pháp lõi Tìm độ sâu của clorua-ion bằng cách kiểm tra phần lõi bê tông Phương pháp khoan Độ sâu Clorua-ion được xác định bởi bột thu được từ việc

khoan lõi bê tông

Phản ứng kiềm -

silic

Thí nghiệm độ giãn nở của lõi

Độ giãn nở của bê tông được xác định bằng độ giãn nở của lõi khi thí nghiệm

Kiểm định tổng thể Kiểm định bằng cách kiểm tra trực quan, kính hiển vi phân cực và phương pháp nhiễu xạ tia X Thí nghiệm hàm lượng

kiềm Khả năng phản ứng kiềm-silic được xác định bởi sự có mặt của hàm lượng kiềm Thí nghiệm silic dạng

keo Sự có mặt của canxi silicat hydrat (CSH) dạng keo được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X

Thí nghiệm bề mặt

bê tông

Thí nghiệm Trent Sự truyền khí gas được đo bằng một máy thí nghiệm và chất lượng của bề mặt bê tông được đánh giá Thí nghiệm phun nước Quá trình làm ướt và sấy khô làm thay đổi màu sắc bề mặt bê tông được đo bằng máy và đánh giá chất lượng Phương pháp thăm dò 4

điểm Hằng số khuếch tán chloride ion và sự ăn mòn thép được đo bằng điện trở suất của bề mặt bê tông Vết nứt Máy ảnh kỹ thuật số

Thường được dùng để hỗ trợ trong việc kiểm tra các vết nứt gãy bằng thị giác đặc biệt là trong trường hợp ở nơi không có giàn giáo và những vùng khó khăn mà con người không thể tiếp cận (hình 3.2)

Máy quay kỹ thuật số

Hình 3.1 Súng bật nẩy Ảnh 3.2

Kiểm tra các vết nứt, gãy bằng máy ảnh kỹ

thuật số 3.2 DỰ BÁO HƯ HỎNG

Thực trạng của các công trình cầu được ước tính dựa trên dữ liệu và kết quả khảo sát Theo Hiệp hội xây dựng Nhật Bản (JSCE), việc thẩm định thực trạng của các công trình được phân loại thành 6 tiêu chí dưới đây

- Độ an toàn - Mức độ sử dụng - Khả năng phục hồi

- An toàn xã hội - Diện mạo bề ngoài - Độ bền

Sau khi kiểm tra từng hạng mục, kết quả khảo sát được đánh giá Theo bộ quy tắc "Quy định

về kiểm tra cầu định kỳ", các tiêu chí đánh giá và các biện pháp cần thiết cho kết quả khảo sát được biểu thị trong bảng 3.2

Bàn 3.2 Tiêu chí đánh giá và các biện pháp cần thiết Tiêu chí đánh giá Nội dung chi tiết và các biện pháp

A Hư hại nhẹ hoặc không có thiệt hại, không phải sửa chữa

B Cần thiết phải sửa chữa dựa trên những hư hại đã được đánh giá

C Cần thiết phải sửa chữa nhanh chóng

E1 Cần phải xử lý khẩn cấp để đảm bảo an toàn

E2 Cần có thêm các biện pháp xử lý khẩn cấp

M Cần thiết phải duy tu bảo dưỡng công trình

S Cần phải khảo sát chi tiết

Tình trạng hiện tại của một cây cầu bê tông có thể được đánh giá bằng giả định điều kiện thiệt hại từ các yếu tố gây suy giảm ảnh hưởng đến nó Khi một công trình bị hư hại bởi một số yếu

tố gây suy giảm, thì việc đánh giá tình trạng của nó trong tương lai cũng như hiện tại là cần thiết Bởi vì hiệu suất cấu trúc của một cây cầu thay đổi theo thời gian khi sự xuống cấp diễn

ra Có nhiều phương pháp đánh giá khác nhau được sử dụng, bao gồm khảo sát định lượng và đánh giá điều kiện trên cơ sở các giai đoạn suy giảm Đánh giá sơ bộ về tình trạng của cầu thường được sử dụng gần đây Ví dụ, giai đoạn suy giảm do ảnh hưởng của muối (chia thành các cấp độ) được hiển thị trong bảng 3.3

Bảng 3.3 Các giai đoạn suy giảm và các biện pháp đối phó (hư hỏng do muối)

Đánh giá tình trạng công trình Giai đoạn suy giảm

tiềm ẩn

Giai đoạn chính thức suy giảm

Giai đoạn suy giảm nhanh

Giai đoạn suy giảm hoàn toàn (hư hỏng nặng) Thường xuyên kiểm tra kỹ lưỡng ○ ○ ◎ －

Tháo dỡ và xây dựng lại － － ○ ◎

◎ : Biện pháp tiêu chuẩn được đề nghị ○ : Biện pháp tùy trường hợp

（○）: Biện pháp phòng ngừa

4 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU SỬA CHỮA VÀ GIA CƯỜNG

4.1 MỘT SỐ KỸ THUẬT SỬA CHỮA

Kỹ thuật sửa chữa chính đối với cầu bao gồm phục hồi chức năng bằng cách thay thế giá, trụ

đỡ và các điểm nối bị giãn ra, làm cho lưu lượng giao thông tốt hơn bằng cách lót những tấm sàn Hơn nữa, các kỹ thuật này bao gồm những chỉ định cụ thể cho cầu như phun thêm vữa PC, các kỹ thuật chung có liên quan đến kết cấu bê tông, như đã được giới thiệu bao gồm các kỹ thuật trong các lớp phủ bề mặt chống lại cacbonat, muối ăn mòn và ASR (phản ứng kiềm silic); bảo vệ bằng tia âm cực và khử muối chống lại sự ăn mòn, kiểm soát phản ứng kiềm silica ASR

và sửa chữa dầm Kỹ thuật sửa chữa chính trong cầu được hiển thị trong bảng 4.1

Bảng 4.1 Các kỹ thuật sửa chữa chính đối với cầu

Loại hình

sửa chữa Kỹ thuật và phương pháp sửa chữa chính

Thay thế gối cầu Nâng dầm chính lên trong quá trình thay thế gối cầu, thay cho biện pháp không

nâng, dùng một gối cầu phù hợp với gối cầu được thay thế Thay thế khe co giãn Giảm tác động của nước rò rỉ trong cầu bằng các biện pháp thích hợp về chống thấm và ngăn nước Bản nối Sử dụng các vật liệu composite có độ bền cao để kết nối các tấm lót sàn

Phun thêm vữa PC Phun thêm vữa PC vào phần cầu mà khối lượng vữa còn thiếu (ảnh 4.1)

Sơn phủ bề mặt

Sử dụng lớp phủ bảo vệ bề mặt để giảm sự suy giảm do cacbonat, muối ăn mòn hoặc phản ứng kiềm silic ASR gây nên; Sửa chữa những chỗ hư hỏng; Phương pháp bao phủ dành cho bảo trì dự phòng, kiểm soát việc bê tông bị nứt

Bảo vệ bằng tia âm cực

và khử muối

Bảo vệ dùng tia âm cực bằng cách dùng một hệ thống cung cấp điện bên ngoài

để cung cấp điện cho một cực dương và khử muối bằng dòng điện Sửa chữa bề mặt bê

tông Sửa chữa bề mặt bê tông bị hỏng bằng cách tróc vỏ bê tông và sử dụng vật liệu phục hồi Các kỹ thuật khác Ngăn không cho phản ứng kiềm silic ASR lan rộng bằng cách phun lithium ion và kiểm soát việc bê tông bị nứt bằng liên kết tấm

4.2 MỘT SỐ KỸ THUẬT GIA CƯỜNG

Kỹ thuật gia cố chính đối với cầu bao gồm ứng dụng dự ứng lực như đã được chỉ ra ở phần trước với việc sử dụng các dây cáp bên ngoài trong gia cố dầm cầu, sàn cầu và trụ cầu; các kỹ thuật để phục hồi hoặc cải thiện kháng tải của cầu bê tông cốt thép (RC) và cầu bê tông dự ứng lực (PC) bằng liên kết tấm hoặc bằng cách tăng độ dày của tấm sàn lót ở bề mặt dưới cùng và

bằng cách thay thế chính những tấm sàn đó Phương pháp dự ứng lực thường được áp dụng trong PC, nhưng cũng có thể áp dụng cho cầu bê tông cũng như cầu thép đều tốt Kỹ thuật gia

cố chính đối với cầu được biểu thị trong bảng 4.2

Bảng 4.2 Các kỹ thuật gia cố chính đối với cầu

Các phương

pháp gia cố Vật liệu Các phương pháp xây dựng và kỹ thuật chính

Dự ứng lực

Tấm chằng sợi carbon xi măng polyme bên ngoài

Loại bỏ nhu cầu sử dụng những chỗ lồi ra làm điểm lắp đặt bằng cách lắp đặt vật liệu trên cầu hoặc trực tiếp vào cấu trúc

bê tông, tăng cường phần giàn bởi một đĩa lệch tâm, và liên kết bằng tấm sợi carbon được căng ra

Liên kết bởi các

tấm sợi

Tấm sợi carbon

và tấm sợi aramid

Tấm sàn gia cố bằng liên kết sợi carbon và sợi aramid (được

áp dụng cho bề mặt dưới của dầm và tấm lưới.) Tăng độ dày của

bề mặt đáy

Vữa xi măng polyme

Tăng độ dày của bề mặt đáy của tấm sàn bằng phun ướt hoặc khô

Thay thế tấm lót

sàn

Tấm xi măng polyme đúc sẵn

Thay thế các tấm sàn bằng cách sử dụng các tấm xi măng polyme đúc sẵn thông thường hoặc tấm sàn với trọng lượng thấp hơn, do đó làm giảm tải trọng của dầm chính (ảnh 4.2)

Thiết bị quan trắc

địa chấn

Van điều tiết, dây chằng bên ngoài xi măng polyme

Ứng dụng các thiết bị quan trắc địa chấn như giá trượt và bộ giảm xóc theo phương ngang; sự biến dạng được kiểm soát bởi các nhánh kết nối, sự gia cố cho cáp bên ngoài và các bộ phận theo trình tự lắp đặt

Lót vải Tấm sợi, bê tông

Phương pháp gia cố chống địa chấn bởi tấm lót bằng thép tấm hoặc lưới thép, FRP/tấm aramid, vữa xi măng polyme, gia bố cho bê tông cốt thép và xi măng polyme cốt thép

Các phương pháp

khác -

Đệm cao su, đệm có chức năng phân tách, đệm cao su cách ly

có chức năng tích hợp, gia cố dịch chuyển, dự ứng lực sử dụng cho các kết nối

Ảnh 4.1 Bơm vữa xi măng polyme Ảnh 4.2 Thay thế tấm lót sàn bằng tấm xi

măng polyme đúc sẵn

5 PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC

Một cách để quan trắc cầu là sử dụng các dữ liệu đo được vào công tác quản lý hợp lý việc bảo trì Các ứng dụng của kỹ thuật quan trắc được sử dụng như một phương tiện để đảm bảo hiệu quả sử dụng công trình và đòi hỏi sửa chữa cần thiết và các kỹ thuật gia cố trong trường hợp xuống cấp Hiện nay, đã có những tiến bộ trong việc nghiên cứu và phát triển của kỹ thuật quan trắc và đã được áp dụng để sử dụng thực tế Một vài ví dụ sẽ được giới thiệu dưới đây

(1) Cảm biến từ elasto (EM: Elasto Magnetic)

Cảm biến áp dụng chiều hướng của lực từ và đo

áp lực (sức căng) của dây chằng PC Khi một

công trình được hoàn thành, sự đo đạc dài hạn và

bảo trì là có thể Các thiết bị cảm biến có độ bền

lâu năm Nó được lắp đặt trực tiếp với một dây

chằng PC và áp lực chứ không phải là chiều

hướng được đo trực tiếp

(2) Cảm biến âm thanh AE (AE: Acoustic

Emission)

Thiết bị này được cài đặt trong dây chằng PC và

âm thanh ở vị trí đứt gãy của dây chằng được phát

hiện Có thể quan sát từ một nơi xa nhờ sử dụng

máy tính nối mạng Nó có hiệu quả trong việc

phát hiện ngay lập tức những bất thường trong

cấu trúc công trình mà nó quan trắc

(3) Cảm biến sợi quang

Kỹ thuật này sử dụng sợi quang học đã cài đặt và các biện pháp đo sức căng áp dụng cho công trình trong thực tế và có hiệu quả trong việc bảo đảm hoạt động của nó Nguyên lý làm việc phía sau là một thiết bị giám sát truyền ánh sáng vào sợi từ một tần số laser có thể điều hướng được hoặc nguồn băng thông rộng Đặc điểm của ánh sáng chuyển động trong sợi được thay đổi như hàm số của biến dạng Những thay đổi được phát hiện trong ánh sáng trở lại rải rác, đó sau đó được thu thập bởi thiết bị giám sát, được phân tích và chuyển thành dạng dữ liệu về biến dạng

6 KẾT LUẬN

Những cây cầu bê tông được sử dụng trong một khoảng thời gian dài như những tài sản xã hội Khi một cây cầu sụp đổ, hậu quả có thể rất thảm khốc Vì vậy, điều quan trọng là thực hiện công việc bảo trì để kéo dài tuổi thọ của những cây cầu ngay từ khi nó còn đang trong tình trạng tốt Các kỹ thuật bảo trì khác nhau được phát triển ở Nhật bản, và điều quan trọng là hãy chia

sẻ thông tin này để những tiến bộ xa hơn có thể được giới thiệu trong hiện tại cũng như trong tương lai gần

7 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 JPCI , “Diagnosis Technology on Concrete Structures”2015

Ảnh 5 Cảm biến từ

RECENT DEVELOPMENTS ON REPAIR AND STRENGTHENING

OF CONCRETE BRIDGES IN JAPAN

Yoshihiko TAIRA2 and Masamichi YOSHINO1

ABSTRACT: A large number of concrete bridges that have been constructed during the high

economic growth period of the 1960s to 1970s have been facing aging in Japan, and it is of concern that the cost of maintenance, repair and strengthening for these bridges will increase rapidly in the near future This report introduces recent activities and applications for the maintenance, repair and strengthening of concrete bridges, as well as the monitoring methods developed in Japan

KEYWORDS: maintenance, repair, strengthening, investigation diagnostic technique, damage

prediction, monitoring,

1 INTRODUCTION

A number of structures have been constructed during the economic boom in the 1960s~1970s

in Japan These account to about 40% of all bridges which comprise road structures The number of superannuated road structure will increase after 10 and 20 years At present, the number of bridges more than 50 years in service (right after construction) will be about three times the present number 10 years later and six times 20 years later (Fig 1) The measurement

of the rapid degradation of aging

bridges will be a serious problem in

the future This report introduces

bridge maintenance activities in

Japan that are currently being

tackled; (1) investigation

diagnostic techniques and damage

prediction, (2) materials repair and

strengthening, (3) monitoring

method

2 MAINTENANCE WORK IN JAPAN

Maintenance work of bridges in Japan have been accelerated since the 21st century Asset management, an example of maintenance work includes the following First, after assessment

of the structural state of the structure, its soundness is predicted Then appropriate time is decided and the nature of repair and strengthening will be selected and then applied Lastly, maintenance management is conducted, so that the life cycle cost becomes the least The Ministry of Land, Infrastructure and Transportation (MLIT) revised the "Bridge regular inspection (manual)" in 2004 This describes each component part of the bridge and the kind of damage each part may acquire, and this also suggests regular inspection every 5 years

1 Sumitomo Mitsui Construction Co.,Ltd.

53%

2031

28%

2021

9%

2011

53%

2031

Fig 1 Percentage of the number of bridges

more than 50 years

3 INVESTIGATION DIAGNOSTIC TECHNICS AND DAMAGE PREDICTIONS

3.1 Investigation Diagnostic Techniques

When investigating a structure, various methods and equipment as well as visual inspections are used Common mechanical and durability assessment tests in Japan are shown in Table 3.1 Various ways have been developed nowadays with the combination of ‘Drones’ equipped with cameras for assisted visual inspection in particular

Table 3.1 Mechanical and Durability Assessment Tests

Assessed

Durability and

Mechanical

Properties

Test method and/or equipment used Test outline and methodology Compressive

strength Core-method More than three times the diameter of the maximum aggregate size is cored from concrete and is tested

Small diameter core-method Twenty millimeter diameter of cored concretes are tested Test precision is attained by several testing of cores Rebound hammer The plunger of the rebound hammer is pressed against the concrete

surface The plunger rebounds and the extent of the rebound is presumed to correspond to the compressive strength of concrete (Photo 3.2)

Chloride-ion

penetration and

neutralizing depth

Core-method Chloride-ion depth detection is through concrete core inspection Drill-method Chloride-ion depth is determined by the collected powder from

drilled concrete cores

Alkali-silica

reaction Core expansibility test The degree of expansion of concrete is determined by the increased expansion of the test core

Aggregate determination Determination by visual inspection, polarized microscopy and X-ray diffraction method Alkali content

test The possibility of alkali-silica reaction is determined by the presence of alkali content

Silica gel test Presence of calcium silicate hydrates (CSH) gel is determined by

X-ray diffraction method

Concrete Surface

Test Trent test Gas transmission is measured by a testing machine and the quality of concrete surface is assessed

Water spray test Surface color change of concrete during wetting g and drying

process is measured with a machine and the quality of concrete surface is presumed

Four point probe method Diffusivity constant of chloride ion and corrosion of steel are measured by electric resistivity of concrete surface Cracking Digital Camera Occasionally used to aide in the quantitative visual inspection of

cracks especially in cases where scaffolding are not available and in difficult parts where human entry is not possible (Photo 3.2) Digital Video

Photo 3.1 Rebound hammer Photo 3.2 Inspection of cracks by digital

camara

3.2 Damage Predictions

The performance of structures are estimated based on surveyed data and results According to The Japan Society of Civil Engineers launches (JSCE), the performance verification of structures is classified into the following six items

- Safety performance - Usability performance - Reparability

- Public safety - Appearance - Durability performance

After verifying each item, surveyed results are assessed According to "Bridge regular inspection (manual)", the assessment criteria and the necessary measures for the surveyed results are indicated in Table 3.2

Table 3.2 Assessment Criteria and Necessary Measures

Assessment Criteria Details and Necessary Measures

A Slight damage or absence of damage, repair is not

necessary

B Repair is necessary based on assessed damages

C Prompt repair is necessary

E1 Emergency response is necessary to attain safety

E2 Additional emergency response is necessary

M Maintenance construction is necessary

S Detailed survey is necessary

The current condition of a concrete structure can be assessed by presuming the damage condition based from degradation factors that influences it When a structure is damaged by certain degradation factors, it’s necessary to predict its future condition as well as assess its present condition This is because the structural performance of a structure changes over time once degradation takes place There are various evaluation methods used, this includes quantitative investigations and assessment of condition based from degradation stages Simple assessment of the structure’s condition is often used lately For example, deterioration stages under the influence of salt damage (scaling) are shown in Table 3.3

Table 3.3 Deterioration stages and countermeasures (salt damage)

Assessed condition of the

structure

Incubation stage

Degradation stage

Accelerated degradation stage

Degraded (damaged) stage Frequent and careful check ○ ○ ◎ －

Removal and Reconstruction － － ○ ◎

Improvement of landscape － － ◎ ○

◎ : Recommended standard measure, ○ : Case dependent measure,

（○）: Preventive measure

4 INTRODUCTION TO MATERIAL REPAIR AND STRENGTHENING

4.1 Repair techniques

Major repair techniques in bridges include function recovery by replacing the bearing and expansion joints, and improvement of traffic experience by connection of deck slabs Further, these techniques include those specified for bridges such as re-injection of PC grout, and the general techniques related to concrete structures, as exemplified these include techniques in surface coating against carbonation, salt scaling and ASR (alkali silica reaction); cathodic protection and or desalination against salt damage (scaling), ASR control and girder repair Major repair techniques in bridges are shown in Table 4.1

Table 4.1 Major repair techniques in bridge

Type of repair work Major repair techniques and methods

Bearing replacement Jacking-up of the main girder during bearing replacement, replacing the

reaction without jacking-up, and using a bearing that is suited for the bearing being replaced

Replacement of

expansion joints Minimizing the impact of water leakage in bridges by the proper application of waterproofing and waterstops Deck slab connection The use of highly durable composite materials for deck slab connection

Re-injection of PC

grout Re-injection of PC grout to sections of existing PC bridges where the volume of the injected grout is insufficient (Photo 4.1) Surface coating Use of surface protection coating for minimizing the deterioration caused by

carbonation, salt damage or ASR; repair of deterioration and damages; coating method intended for preventive maintenance, concrete separation control Cathodic protection

and desalination Cathodic protection by using an external power supply system to provide current to an anode and desalination by electrophoresis

Concrete surface

repair Repair of damaged concrete surfaces by chipping and application of restoration materials Others Non-expansion of ASR by injection of lithium ion and concrete separation

control by sheet bonding

4.2 Strengthening techniques

The major strengthening techniques in bridges include the application of prestressing as exemplified with the use of external cables in reinforcing beam bridges, deck slab bridge and hinged bridge; the techniques for recovering or improving the load resistance of reinforced