Phân tích nguyên nhân hư hỏng và đề xuất giải pháp kết cấu khe co giãn trong ác cầu tại tỉnh quảng ngãi

Có rất nhiều lo i khe co giãn, có thể phân lo i thành khe co giãn dùng cho các chuyển v nh , vừa, lớn và rất lớn; các lo i khe co giưn th ng dùng nh : Khe co giưn cao su d ng tấm, thép b

TR NGăĐ I H C BÁCH KHOA

PH M H U HÀ NAM

PHỂNăTệCHăNGUYểNăNHỂNăH ăH NGăVÀăĐ XU T

GI I PHÁP K T C U KHE CO GIÃN TRONG CÁC C U

T I T NH QU NG NGÃI

K ỹ thuật xây dựng công trình giao thông

ĐƠăNẵng ậ Nĕmă2018

TR NGăĐ I H C BÁCH KHOA

PH M H U HÀ NAM

PHỂNăTệCHăNGUYểNăNHỂNăH ăH NGăVÀăĐ XU T

GI I PHÁP K T C U KHE CO GIÃN TRONG CÁC C U

T I T NH QU NG NGÃI

Chuyên ngành: K thu t xây d ng công trình giao thông

Mã s : 85 80 205

K ỹ thuật xây dựng công trình giao thông

TS NGUY N LAN

ĐƠăNẵng ậ Nĕmă2018

H c viên xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Nguy n Lan đư tận tình d y bảo,

h ớng dẫn trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn

Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Tr ng Đ i h c Bách hoa - Đ i h c Đ

N ng đư t o điều kiện cho h c viên đ ợc tham gia lớp h c và thực hiện luận văn t t

nghiệp Cảm ơn Ban đ o t o Sau đ i h c qu Thầy Cô, tập thể cán bộ, giảng viên

Khoa Xây dựng Cầu đ ng Tr ng Đ i h c Bách hoa - Đ i h c Đ N ng đư t o điều

kiện v giúp đỡ cho h c viên trong th i gian h c cao h c v ho n th nh uận văn t t

nghiệp này

Do năng ực bản thân và th i gian nghiên c u còn h n chế, luận văn chắc chắn

không tránh kh i những thiếu sót, t n t i H c viên rất mong nhận đ ợc những ý kiến đóng góp từ phía quý thầy cô và b n bè đ ng nghiệp để luận văn đ ợc hoàn thiện hơn

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các kết quả, số liệu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Ph m H u Hà Nam

C U KHE CO GIÃN TRONG CÁC C U T I T NH QU NG NGÃI

H c viên: Ph m Hữu Hà Nam

Chu ên ng nh: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mư s : 85 80 205 Khóa: 33 Tr ng Đ i h c Bách hoa – ĐHĐN

Luận văn trình b t ng quan các lo i he co giưn th ng dùng cho công trình

cầu và ph m vi sử dụng c a các lo i khe co giãn: cao su d ng tấm, thép bản tr ợt,

d ng ra răng ợc mô đun bằng vật liệu Aspha t đ n h i Đư t ng hợp v đánh giá

thực tr ng h h ng khe co giãn trong các cầu trên đ a bàn tỉnh Quảng Ngưi đ ng th i

nêu ên đ ợc thực tr ng thiết kế các khe co giãn cho các công trình cầu đang đ ợc áp

dụng trên đ a bàn tỉnh Quảng Ngưi Trình b cơ s tính toán, thiết kế các lo i khe co

giãn, từ đó đã xây dựng bài toán thiết kế khe co giãn cho công trình cầu Cửa Đ i, tỉnh

Quảng Ngãi ( he co giưn răng ợc v mô đun), trong đó đư tính toán iểm toán theo

tr ng thái giới h n c ng độ, tr ng thái giới h n m i, tính toán bu lông neo Luận văn

cũng khuyến ngh đề xuất việc lựa ch n các khe co giãn phù hợp cho các cầu trên đ a

bàn tỉnh Quảng Ngưi trên cơ s các chỉ tiêu kỹ thuật c a các lo i khe co giãn

T khóa:

Phân tích nguyên nhân hư hỏng và đề xuất giải phải kết cấu khe co giãn trong

các cầu tại tỉnh Quảng Ngãi

ANALYZE THE CAUSE OF THE FAILURE ANH PROPOSE A SOLUTION

TO THE EXPANSION JOINTS IN THE BRIDGE IN

QUANG NGAI CITY

Thesis presents an overview of the types of expansion joints commonly used for bridges and the range of joints used: Botl-down Panel Joint, Steel Sliding Plate Joint, Strip Seal Joint, Steel Finger Joint, Modular Expansion Joint, Asphalt Plug Joints Synthesize and assess the actual condition of the fracture joints in the bridges in Quang Ngai province, and at the same time, state the design of expansion joints for bridges currently being applied in Quang Ngai province Presented the basis for calculating and designing the expansion joints, since then, the design of expansion joints for Cua Dai bridge, Quang Ngai province (Steel Finger Joint and Modular Expansion Joint) Calculated by the intensity limit, fatigue limit, and anchor bolt calculation Thesis also recommends the selection of suitable expansion joints for bridges in Quang Ngai province based on the technical specifications of the expansion joints

Keywolds:

Analyze the cause of the failure and propose a solution to the expansion joints in

M CăL C

M Đ U 1

1 Tính c p thi t c ủaăđ tài 1

2.ăĐ iăt ng nghiên cứu 1

3 Ph m vi nghiên c ứu 1

4 M c tiêu nghiên c ứu 1

5.ăPh ngăphápănghiênăcứu 2

6 B c c c ủa lu năvĕn 2

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI KHE CO GIÃN DÙNG TRONG KẾT CẤU NHỊP CẦU……… …3

1.1 KHÁI NI M CHUNG V KHE CO GIÃN (Expansion joint) 3

1.2 CÁC LO Iă KHEă COă GIẩNă TH NG DÙNG VÀ PH M VI S D NG 3

1.2.1 Khe co giãn cao su d ng t m (Botl-down Panel Joint) 3

1.2.2 Khe co giãn thép b nătr t (Steel Sliding Plate Joint) 4

1.2.3 Khe co giãn d ng ray (Strip Seal Joint) 4

1.2.4.ăKheăcoăgiƣnărĕngăl c (Steel Finger Joint) 5

1.2.5.ăKheăcoăgiƣnămôăđună(ModularăExpansionăJoint) 6

1.2.6 Khe co giãn b ằng v t li uăAsphaltăđƠnăh i (Asphalt Plug Joints-APJ) 7 1.3 YÊU C U THI T K KHE CO GIÃN CHO CÔNG TRÌNH C U 8

1.3.1 Khái quát chung v yêu c u thi t k khe co giãn 8

1.3.2 Thi t k k t c u khe co giãn 8

1.3.3 Thi t k hình h c khe co giãn 9

1.3.4 S l ng khe co giãn 9

1.3.5 V trí khe co giãn 9

1.3.6 V t li u chính cho khe co giãn 10

1.3.6.1 Các bộ phận thép 10

1.3.6.2 Các bộ phận đàn hồi 11

1.3.7 Xây d ng khe co giãn 14

1.4 TH C TR NG CÁC D NGăH ăH NG KHE CO GIÃN TRÊN CÁC C U T NH QU NG NGÃI 23

1.4.1 K t qu th ng kê hi n tr ng các lo i khe co gi n 23

1.4.2 K t qu đánhăgiáăth c tr ng các khe co giãn 24

1.4.2.1 Khe co giãn cao su dạng tấm 24

1.4.2.3 Khe co giãn ray thép 27

1.4.2.4 Khe co giãn răng lược 29

1.4.2.5 Khe co giãn bằng vật liệu Asphalt đàn hồi 30

1.5 TH C TR NG THI T K KHE CO GI N CHO CÁC CÔNG TRÌNH C UăTRểNăĐ A BÀN T NH QU NG NGÃI 31

1.6 K T LU NăCH NGă1 32

1.6.1 Ch tiêu k thu t khe co giãn cao su d ng t m ầầầầầầầầầ 33

1.6.2 Ch tiêu k thu t khe co giãn thép b nătr tầầầầầầầầầầ.34 1.6.3 Ch tiêu k thu t khe co giãn d ng ray ầầầầầầầầầầầầ 34

1.6.4 Ch tiêu k thu tăkheăcoăgiƣnărĕngăl cầầầầầầầầầầầầ.37 1.6.5 Ch tiêu k thu tăkheăcoăgiƣnămôăđunầầầầầầầầầầầầầ.39 1.6.6 Ch tiêu k thu t khe co giãn b ằng v t li uăAsphaltăđƠnăh iầầầầ42 CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC LOẠI KHE CO GIÃN…44 2.1 TÍNH TOÁN CHUY N V KHE CO GIÃN 44

2.1.1 Chuy n v ngangătheoăh ng d c c u u x 45

2.1.2 Chuy n v ngangătheoăh ng ngang c u u y 47

2.1.3 Chuy n v t nh ti nătheoăh ng thẳngăđứng u z 48

2.1.4 Xoay quanh tr c d c c uăφ x 49

2.1.5 Xoay quanh tr c ngang c uăφ y 49

2.1.6 Xoay quanh tr c th ẳngăđứngăφ z 49

2.2 PHÂN TÍCH VÀ THI T K M T S KHE CO GIÃN PH BI N 50

2.2.1 Khe co giãn kín và khe co giãn b ằng v t li uăAsphaltăđƠnăh i 50

2.2.2 Khe co giãn d ng ray và k heăcoăgiƣnămôăđun 50

2.2.3 Khe co giãn cao su b n thép 60

2.2.4.ăKheăcoăgiƣnărĕngăl c 61

2.3 K T LU NăCH NGă2 62

CH NGă3 - THI T K KHE CO GIÃN C U C AăĐ I, T NH QU NG NGÃI 63

3.1 QUY MÔ C U C AăĐ I, T NH QU NG NGÃI 63

3.2 THI T K KHE CO GIÃN C U C AăĐ I, T NH QU NG NGÃIầ65 3 2.1 Thi t k kheăcoăgiƣnărĕngăl cầầầầầầầầầầầ.ầầầầ 65

3.2.1.1 Mô tả cấu tạo của khe co giãn răng lược……… 65

3.2.1.2 Tải trọng tác dụng……… 65

3.2.1.3 Tính toán kiểm toán……… 66

3.2.2 Thi tăkêăkheăcoăgiƣnămôăđunầầầầầầầầầầầầầầầầ 70

3.2.2.1 Mô tả cấu tạo của khe co giãn mô đun……… 70

ầm giữa……….70

3.2.2.3 Tải trọng thiết kế……….71

3.2.2.4 Phân tích nội lực dầm giữa………71

3.2.2.5 Phân tích nội lực dầm đỡ……… 75

3.3 NH N XÉT, K T LU N 78

3.3.1 Nh n xét 78

3.3.2 K t lu n 78

K T LU N VÀ KI N NGH 80

TÀI LI U THAM KH O 83

PH L C 1

he co giưn bằng vật iệu Aspha t đ n h i 13

1.9 Tiêu chuẩn kỹ thuật c a sơn bảo vệ ch ng ăn mòn he

1.10 Tiêu chuẩn kỹ thuật c a sơn bảo vệ ch ng ăn mòn he

1.11 Th ng kê hiện tr ng các lo i khe co giãn trên các cầu

thuộc các tuyến Qu c lộ trên đ a bàn tỉnh Quảng Ngãi 23

1.12 Chỉ tiêu kỹ thuật khe co giãn cao su d ng tấm 33 1.13 Chỉ tiêu kỹ thuật khe co giãn thép bản tr ợt 34

1.17 Chỉ tiêu kỹ thuật khe co giãn vật liệu Aspha t đ n h i 42 3.1 Bề rộng mặt cắt ngang cầu Cửa Đ i, tỉnh Quảng Ngãi 63

1.8 Các điều kiện về h n chế tiếng n và an toàn 15

1.13 Khe co giưn Aspha t đ n h i ết hợp với tấm cao su 17

1.14 Các giải pháp xây dựng các khe co giãn cho các chuyển v

1.18 Khe co giãn với tấm cao su ngăn n ớc hình chữ V 18

1.23 Ph ơng pháp xâ dựng các khe co giãn cho các chuyển

1.25 Khe co giãn mô đun đ ợc hỗ trợ b i m i n i ới xếp l i 20 1.26 Khe co giãn mô đun đ ợc hỗ trợ b i dầm Khoảng cách

Khe co giãn mô đun đ ợc hỗ trợ b i dầm Khoảng cách

1.34 Th ng kê hiện tr ng khe co giãn cao su d ng tấm 25

1.36 Th ng kê hiện tr ng khe co giãn thép bản tr ợt 27

1.42 Khe co giãn FEBA - cầu An Khê, Km1111+716,52/QL1 31

2.13 Tha đ i chiều cao c a g i cầu (do thay thế g i cầu) 49

2.35 Tải tr ng tác dụng c a bánh xe lên khe co giãn cao su d ng

2.36 Tải tr ng tác dụng c a bánh xe ên he co giưn răng ợc 62

3.2 Tải tr ng th ng đ ng bánh xe tác dụng lên khe co giãn theo

3.3 Tải tr ng th ng đ ng bánh xe tác dụng lên khe co giãn theo

3.6 Cấu t o he co giưn mô đun theo chiều d c cầu 70 3.7 Cấu t o he co giưn mô đun theo chiều ngang cầu 70

3.9 Tải tr ng bánh xe tiêu chuẩn theo chiều d c 71

3.28 Khe co giưn răng ợc cho cầu Cửa Đ i, tỉnh Quảng Ngãi 79 3.29 Khe co giãn mô đun cho cầu Cửa Đ i, tỉnh Quảng Ngãi 79

M ăĐ U

1.ăTínhăc păthi tăcủaăđ ătƠi

Khe co giãn tuy không phải là kết cấu ch u lực chính trong công trình cầu nh ng

là kết cấu đảm bảo sự êm thuận và an toàn cho xe qua l i trên cầu, hấp thụ chuyển v

co giãn do nhiệt độ c a cầu Việc thiết kế, sử dụng khe co giãn phải đảm bảo độ bền,

dễ dàng kiểm tra, bảo d ỡng và thay thế Có rất nhiều lo i khe co giãn, có thể phân

lo i thành khe co giãn dùng cho các chuyển v nh , vừa, lớn và rất lớn; các lo i khe co giưn th ng dùng nh : Khe co giưn cao su d ng tấm, thép bản tr ợt, d ng ra răng

ợc mô đun, bằng vật liệu aspha t đ n h i …

Việt Nam hiện nay, ngay từ công tác thiết kế lựa ch n he co giưn đến công

tác thi công cũng nh công tác du tu bảo d ỡng, sự quan tâm đến khe co giãn còn

ch a đ ợc chú tr ng Trong một s tr ng hợp, do công tác thiết kế lựa ch n lo i khe

co giãn không phù hợp với môi tr ng làm việc nh có nhiều tác động xung kích so xe

tải tr ng lớn đi qua hiến tu i th c a khe co giãn b giảm xu ng rất nhiều, cản tr sự

đi i êm thuận c a xe cộ, gây tiếng n lớn ảnh h ng đến cuộc s ng c a các hộ dân

lân cận

Thực tế khai thác cho thấy rằng tu i th khe co giãn khá thấp so với tu i th

chung c a cầu Nhiều cầu mới đ a vào khai thác 4-5 năm đư phải thay thế khe co giãn

gây t n kém và cản tr ho t động giao thông Việc thiết kế lựa ch n khe co giãn vừa đảm bảo chuyển v , ch u lực xung ích độ bền lâu phù hợp th ng hông đ ợc các kỹ

s thiết kế quan tâm đúng m c…

Trong ph m vi một luận văn th c sỹ ng dụng, h c viên ch n đề tài mang tên

Phân tích ngu n nhân hư hỏng và đề xuất giải pháp kết cấu he co giãn trong

c c cầu tại t nh uảng gãi là rất cần thiết và có tính ng dụng cao

2.ăĐ iăt ngănghiênăcứu

Các khe co giãn trong các cầu t i tỉnh Quảng Ngãi

3.ăPh măviănghiênăcứu

Trong ph m vi giới h n c a đề t i đư đánh giá hiện tr ng tất cả các khe co giãn

ph biến trong các cầu trên tu ến qu c ộ (Qu c ộ 24 Qu c ộ 24B Qu c ộ 24C v

Qu c ộ 1) t i tỉnh Quảng Ngưi Đâ những tu ến đ ng giao thông trục chính trên

đ a b n tỉnh Quảng Ngưi v hiện đang đ ợc sử dụng tất cả các d ng he co giưn ph biến nên việc nghiên c u đánh giá hả thi

4 M cătiêuănghiênăcứu

a Mục tiêu tổng quát

t i tỉnh Quảng Ngưi; ết hợp với cơ s thu ết tính toán thiết ế he co giưn để

hu ến ngh ựa ch n ết cấu he co giản phù hợp cho các cầu t i tỉnh Quảng Ngưi đảm bảo độ bền v tính bền vững hơn

b.ăM cătiêuăc ăth :

Nghiên c u t ng quan về các o i he co giưn th ng dùng trong ết cấu nh p cầu Nghiên c u thực tr ng các d ng h h ng các o i he co giưn ết cấu nh p cầu t i tỉnh Quảng Ngưi Nghiên c u cơ s tính toán thiết ế các o i he co giưn và tiến hành

tính toán thiết ế he co giưn (răng ợc và mô đun) cho công trình cầu Cửa Đ i tỉnh Quảng Ngưi

5.ăPh ngăphápănghiênăcứu

Nghiên c u lý thuyết

Nghiên c u thực nghiệm: T ch c kiểm tra, th ng kê, phân tích, đánh giá hiện

tr ng khe co giãn trong các cầu thuộc các tuyến Qu c lộ 24, Qu c lộ 24B, Qu c lộ

24C và Qu c lộ 1 đo n qua đ a bàn tỉnh Quảng Ngãi

6.ăB ăc căcủaălu năvĕn

B cục c a uận văn đ ợc t ch c th nh 3 ch ơng:

Chương 1 Tổng quan về các loại khe co giãn dùng trong kết cấu nhịp cầu

Chương 2 Cơ sở tính toán, thiết kế các loại khe co giãn

Chương 3 Thiết kế khe co giãn cầu Cửa Đại, tỉnh Quảng Ngãi

CH NGă1

T NGăQUANăV ăCỄCăLO IăKHEăCOăGIẩN DỐNGăTRONGăK TăC Uă

NH PăC U

Khe co giưn b trí trên cầu đảm bảo cho ết cấu nh p có thể chu ển v tự do d ới tác dụng c a ho t tải tha đ i nhiệt độ từ biến v co ngót c a bê tông; ngo i ra he co giưn phải ch u ực tác động iên tục t i chính v trí bề mặt do ho t động xe ch h ng

ng Ha nói cách hác he co giưn có tác dụng: đảm bảo chu ển v d c trục c a dầm đảm bảo chu ển v xoa c a mặt cắt ngang đầu nh p đảm bảo êm thuận cho xe

ch tránh gâ tiếng n v ngăn n ớc mặt tr n qua he xu ng g i cầu v ết cấu m trụ phía d ới

Việc lựa ch n và b trí các khe co giãn cần phải tính đến các biến d ng do nhiệt

độ và các nguyên nhân khác phụ thuộc vào th i gian và phải phù hợp với ch c năng

riêng c a cầu Các khe co giãn mặt cầu đ ợc thiết kế để ch u các tải tr ng và thích

nghi với các chuyển v tr ng thái giới h n sử dụng v c ng độ v để th a mãn các

yêu cầu c a tr ng thái giới h n m i v đ t gẫy Các tải tr ng phát sinh t i các khe co

giãn và các cấu kiện phụ thuộc v o độ c ng c a từng cấu kiện v các dung sai đ t

đ ợc trong cấu t o và lắp ráp Những ảnh h ng này phải xét đến trong tính toán các

tải tr ng thiết kế đ i với các cấu kiện Không cho phép có sự h h i do chuyển v c a

khe co giãn tr ng thái giới h n sử dụng và tr ng thái giới h n đặc biệt v c ng độ, hông đ ợc xả ta h h i không thể sửa chữa Trong thiết kế các khe co giãn phải xem

xét cả hai tác động lâu dài và t c th i

D NG

Khe co giưn cao su d ng tấm o i he co giưn ín d ng ch u ực có cấu t o

d ng tấm cao su tăng c ng bản thép đ ợc đặt bên trên m i n i m v iên ết c ng với cả hai bên bản mặt cầu Liên ết he co giưn với bản mặt cầu thông qua bu ông neo bắt v o bản mặt cầu v đ ợc giữ chặt bằng đai c Các tấm cao su đ ợc chế t o có ích th ớc d i 1000mm rộng 260mm, dày 50mm Lo i he n đ ợc áp dụng cho các chu ển v từ 15-20mm t ơng ng với các ết cấu nh p từ 15m đến 30m

Hỡnh 1.1: Khe co gión cao su dạng tấm [5]

Khe co giưn thộp bản tr ợt he co giưn h d ng ch u ực Cấu t o c a o i he

n g m một tấm thộp d 10-20mm ph trờn he h giữa hai đầu dầm một đầu tấm thộp đ ợc h n v o một thộp gúc v đầu ia tr ợc tự do trờn mặt thộp gúc đ i diện Cỏc thộp gúc đ ợc neo v o đầu dầm thụng qua cỏc bu ụng neo thanh neo ha đinh tỏn Để trỏnh n ớc rũ rỉ xu ng g i cầu phớa d ới cú đặt mỏng thoỏt n ớc bằng cao su hoặc

thộp hỡnh Lo i he n cú thể dựng cho cỏc chu ển v đến 40-50mm Nh ợc điểm c a

he co giản o i n mặt cầu xe ch hụng bằng ph ng v gõ tiếng n hi xe qua

i cỏc mặt tiếp xỳc c a thộp va đập v o nhau vỡ vậ trong cỏc cầu hiện đ i nú rất

đ ợc h n chế sử dụng

Bu lông hàn 1 đầu Thép góc

Máng cao su

Bản mặt cầu Bản thép tr-ợt

Bản thép cố định

Đầu kết cấu nhịp

Hỡnh 1.2: Khe co gión thộp bản trượt

Khe ra o i he co giưn đ ợc thiết ế theo ngu ờn tắc tớnh đ n h i Nú cú độ bền m i rất ớn Vỡ nú t o ra một s tiếng n nờn việc c i đặt chớnh xỏc rất cần thiết

để giảm xung ớch v tiếng n Nú đ ợc ỏp dụng cho tất cả cỏc o i cầu đặc biệt thớch hợp nhất cho cõ cầu d i v nú đ ợc sản xuất theo chiều rộng cầu để cú thể t o

ra sự thoát n ớc t t Với chiều cao t ơng đ i thấp o i he n đ ợc chế t o b i những tấm thép đư qua điều chỉnh hình d ng chỉ cao tới 50mm Lo i he n thiết ế với cấu trúc đơn giản để c i đặt dễ d ng độ tin cậ cao thoải mái v d o dai Nó phù hợp đ i với cầu mặt dầm hông d ới 80mm và độ giưn không ớn hơn 100mm, đ ng

th i nó dễ d ng để tha thế các khe co giãn mòn trong những cầu cũ v sử dụng trên câ cầu mới

líp BT NHùA

bul«ng m16

B3-D6

èng ren D20/22 v÷a kh«ng co ngãt C40

TÊM CAO SU NG¡N N¦íC

B¶N MÆT CÇU B1-D10

B2-D16-200

THÐP RAY

B¶N MÆT CÇU

Hình 1.3: Khe co giãn dạng ray

Khe co giưn răng ợc he co giưn h d ng ch u ực Khe co giưn răng ợc bằng thép ch u tải tr ng trực tiếp c a bánh xe Bản mặt ch u ực c a he co giưn g m các răng ợc xen ẽ nhau Bộ phận neo c a he co giưn răng ợc có thể có d ng bu ông neo bắt c đ nh xu ng bản mặt cầu v giữ c đ nh bằng các đai c Lo i he n

đ ợc áp dụng cho các chu ển v ớn hoảng 100-150mm Nh ợc điểm c a o i he

n hi xe ch qua i gâ tiếng n

Hình 1.4: Khe co giãn răng lược

Khe co giưn mô đun he co giưn h d ng ch u ực Cấu t o he co giưn o i

n th ng bao g m có: dầm đỡ dầm d c hình ra g i tr ợt ò xo tr ợt o so iểm tra v dải cao su Các dầm đỡ đ ợc đặt trong các h c chừa s n v ợt qua chiều rộng

khe Các dầm đỡ có thể tr ợt hai đầu trên g i tr ợt theo ph ơng chu ển động c a ết cấu nh p Trên dầm đỡ có bản h n s n để đặt dầm d c hình ra (d c theo he) t o

th nh m ng dầm Mỗi dầm d c đ ợc h n với một dầm đỡ để h ng chế hoảng cách bên trong c a các dầm d c nh nhau v đảm bảo chiều rộng to n bộ he Đầu dầm có

t o các ngo m để móc các dải cao su ín n ớc Các he h giữa các dầm d c có chiều rộng giới h n 80mm để đáp ng các chu ển v ớn hơn ng i ta t o th nh các xê ri

Lo i he n đ ợc áp dụng cho các chu ển v rất ớn hoảng 800-1200mm

1.2.6.ăKheăcoăgiƣnăbằngăv tăli uăAsphaltăđƠnăh i (Asphalt Plug Joints - APJ)

Khe co giưn APJ o i he co giưn iền bằng vật iệu aspha t đ n h i Đâ o i

he đ ợc sử dụng rộng rưi từ âu trên thế giới cho các cầu nh p nh v nh p trung bình

do các u điểm chính v n i trội sau: Khai thác rất êm thuận hông xung ích; tu ệt

đ i ín n ớc; thi công nhanh dễ ắp đặt v có thể hai thác nga sau hi thi công Việt Nam he co giưn APJ mới đ ợc đ a v o sử dụng trong v i năm gần đâ ch ếu giai đo n thử nghiệm Cấu th nh c a he APJ g m 4 o i vật iệu chính : Chất ết

dính aspha t (g c bi-tum po mer biến tính) c t iệu c ng thô ít/ hông cấp ph i (đều

h t) x p d o ch u nhiệt v thép tấm m ẽm Các o i he có bán trên th tr ng hiện

na đều nhập hẩu tr n gói từ n ớc ngo i nh he Feba (Anh) he APJ-150 (Mỹ)

Tùy theo cấu t o c a ớp ph mặt cầu v chiều d i nh p m có thể b trí ích th ớc v cấu t o c a he co giưn APJ để đảm bảo chu ển v v phù hợp với ớp ph mặt cầu

Tu nhiên ích th ớc th ng sử dụng cho chiều rộng 500-750mm v chiều d

50-100mm

Hình 1.6: Khe co giãn Feba

1.3.ăYểUăC UăTHI TăK ăKHEăCOăGIẩNăCHOăCỌNGăTRỊNHăC U 1.3.1 Khái quát chung v yêu c u thi t k khe co giãn

Việc lựa ch n và b trí các khe co giãn cầu phải tính đến các biến d ng do nhiệt

độ và các nguyên nhân khác phụ thuộc vào th i gian và phải phù hợp với ch c năng

riêng c a cầu Lo i khe co giãn và các khe h bề mặt phải thích nghi với sự chuyển động c a các ph ơng tiện và phải vừa không làm giảm một cách đáng ể t c độ các

ph ơng tiện trên đ ng vừa không gây ra sự h h ng cho các ph ơng tiện

Các khe co giãn mặt cầu phải đ ợc thiết kế để ch u các tải tr ng và thích nghi với

các chuyển v tr ng thái giới h n sử dụng v c ng độ v để th a mãn các yêu cầu

c a tr ng thái giới h n m i v đ t gãy Các tải tr ng phát sinh t i các khe co giãn và

các cấu kiện phụ thuộc v o độ c ng c a từng cấu kiện v các dung sai đ t đ ợc trong

chế t o v o lắp ráp Những ảnh h ng này phải xét đến trong tính toán các tải tr ng

thiết kế đ i với các cấu kiện Không cho phép có sự h h i do chuyển v c a khe co

giãn tr ng thái giới h n sử dụng và tr ng thái giới h n đặc biệt v c ng độ không

đ ợc xả ra h h i không thể sửa chữa

Các khe co giãn phải đ ợc cấu t o để ngăn ngừa sự h h ng cho kết cấu gây ra từ

n ớc và các bụi bẩn từ òng đ ng Các khe co giãn mặt cầu theo chiều d c chỉ phải

làm nơi cần thiết để điều chỉnh các tác động c a chênh lệch chuyển động ngang

và/hoặc th ng đ ng giữa kết cấu phần trên và kết cấu phần d ới Các khe co giãn và

các neo liên kết các kết cấu phần trên c a mặt cầu bản trực h ớng yêu cầu cấu t o đặc

biệt

Để xác đ nh các hiệu ng lực trong các khe co giãn và các cấu kiện kết cấu liền

kề phải xem xét ảnh h ng c a các độ c ng c a chúng và các dung sai dự tính đ t tới

trong khi chế t o và lắp ráp

Trong thiết kế các khe co giãn phải xem xét cả hai tác động lâu dài và t c th i

1.3.2 Thi t k k t c u khe co giãn

Các khe co giãn và các trụ đỡ c a chúng phải đ ợc thiết kế để ch u đ ợc các hiệu

ng lực tính toán trên ph m vi tính toán c a các chuyển động Trong thiết kế phải xét

các hệ s sau đâ trong việc xác đ nh các hiệu ng lực và các chuyển v :

- Các đặc tính c a vật liệu trong kết cấu, bao g m hệ s giãn n nhiệt mô đun

đ n h i và hệ s Poisson;

- Các tác động c a nhiệt độ, từ biến và co ngót;

- Các ích th ớc c a các thành phần kết cấu;

- Các dung sai trong quá trình thi công;

- Các ph ơng pháp v trình tự thi công;

- S c kháng c a các he co giưn đ i với các chuyển v ;

- Sự tăng c a mặt đ ng dẫn;

- Các chuyển v c a kết cấu phần d ới do thi công nền đắp;

- Các chuyển v c a móng liên quan tới sự c kết và n đ nh c a tầng đất nền;

- Các h n chế kết cấu

- Các đáp ng kết cấu tĩnh v động và sự t ơng tác c a chúng

Chiều dài c a kết cấu phần trên tác động đến chuyển v t i một trong các khe co

giãn c a nó phải là chiều dài từ he co giưn đang đ ợc xem xét đến điểm trung hòa

c a kết cấu

Đ i với kết cấu phần trên cong, không b kiềm chế ngang bới các gói có dẫn

h ớng thì ph ơng c a chuyển v d c t i khe co giãn có thể giả đ nh là song song với

dây cung c a đ ng tim c a mặt cầu lấy từ he co giưn đến điểm trung hòa c a kết

cấu

Khả năng về chuyển v d c không th ng theo tim và chuyển v quay c a kết cấu

phần trên t i khe co giãn cần đ ợc xem xét trong thiết kế các khe co giãn th ng đ ng

trong các bó vỉa và các rào chắn đ ợc nâng ên v trong xác đ nh v trí và sự đ nh

h ớng thích hợp c a m i hợp long hoặc các tấm liên kết cầu

1.3.3 Thi t k hình h c khe co giãn

Các bề mặt di chuyển c a khe co giãn phải đ ợc thiết kế để làm việc đ ng th i

với các g i để tránh bó giữ các khe co giãn và ảnh h ng ng ợc l i tới các hiệu ng

lực đặt trên các g i

S ợng khe co giãn mặt cầu di động trong một kết cấu cần đ ợc giảm đến

m c t i thiểu Phải u tiên sử dụng các hệ mặt cầu và các kết cấu phần trên liên tục và nơi n o thích hợp thì làm các cầu không có khe co giãn

Sự cần thiết về một khe co giãn có ch c năng đầ đ kh ng chế theo chu kỳ phải

đ ợc nghiên c u trên các đo n dẫn c a cầu toàn kh i

Các he co giưn di động có thể làm các m c a các cầu nhiejp giản đơn ch u

lún chênh lệch thấy rõ Cần xem xét các khe co giãn trung gian c a mặt cầu cho các

cầu nhiều nh p nơi m độ lún chênh lệch sẽ dẫn đến sự v ợt ng suất một cách đáng

kể

1.3.5 V trí khe co giãn

Cần tránh làm các khe co gián mặt cầu v ợt đ ng bộ đ ng sắt, vỉa hè, các khu

vực công cộng khác và điểm thấp nhất c a các đ ng cong lõm

ần đ ợc đ nh v đ i với các t ng bản cánh v t ng ng c a

đ ng trên bệ g i cầu

Các khe co giãn h c a mặt cầu chỉ đ ợc đặt nơi m hệ thoát n ớc có thể

h ớng tránh các g i v đ ợc xả trực tiếp d ới khe co giãn

Các khe co giãn kính hoặc không thấm n ớc c a mặt cầu cần đ ợc đặt nơi m các he co giưn đ ợc đặt trực tiếp trên các bộ phận kết cấu và các g i có thể b tác động bất lợi b i sự tích tụ các rác bẩn

Đ i với các cầu th ng, các cấu kiện d c c a các khe co giãn mặt cầu nh các tấm răng ợc, các tấm bó vỉa và tấm barie và các tấm đỡ m i b t he co giưn theo mô đun

cần đ ợc đặt song song với trụ d c cầu Đ i với các cầu cong và chéo phải cho phép

chuyển động c a đầu mặt cầu phù hợp với chuyển động do các g i

1.3.6 V t li u chính cho khe co giãn

Các vật iệu cho he co giưn phải đ ợc ựa ch n để đảm bảo t ơng thích về đ n

h i nhiệt v hóa nơi có các sự hác biệt quan tr ng các mặt tiếp giáp vật iệu phải

đ ợc tính toán chính xác để cung cấp các hệ ch c năng đầ đ

Các vật iệu hác với chất d o cần có tu i đ i sử dụng hông ít hơn 100 năm Chất d o cho các chất b t he co giưn v các móng cầu nên có tu i đ i sử dụng hông

ít hơn 25 năm

Các he co giưn ch u tải tr ng giao thông cần xử bề mặt ch ng tr ợt v tất cả phải ch u đ ợc sự m i mòn v sự va ch m c a các ph ơng tiện

Thông th ng các bộ phận đỡ nh các thanh góc, thanh ra v thanh chéo đ ợc

m bằng thép nhẹ đ ợc bảo vệ bằng ớp ph hoặc thép ch ng ăn mòn Kha huỷu

c a thanh c đ nh các thanh c t thép cong Thép hông gỉ đ ợc sử dụng cho các bộ phận di chu ển nh bu ông c a một m i n i ới gấp i v tấm tr ợt

Các bộ phận im o i sử dụng cho he co giưn cao su bản thép phải các cấu iện thép với tính chất căn bản theo tiêu chuẩn ASTM A709 Grade 36 hoặc t ơng

Đ giãn dài (%)

Phần ết cấu im o i c a he ra thép/răng ợc phải đ ợc m bằng thép đúc với các đặc tính cơ theo tiêu chuẩn ASTM A570 Grade 50 hoặc t ơng đ ơng:

Bảng 1.2: Các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu thép (ASTM A570 Grade 50)

Gi i h n ch y

(Mpa)

Gi i h n b n (Mpa)

Đ giãn dài (%)

Các thành phần im o i sử dụng m tấm mặt, bu lông, neo he co giưn răng

ợc hợp im nhôm với các chỉ tiêu ỹ thuật nh bảng d ới đâ hoặc t ơng đ ơng

Bảng 1.3: Các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu thép làm tấm mặt, bu lông, neo

Giới h n chảy: 124 MPa

Độ giưn d i hi đ t A%: min

1.5%

Hệ th ng

neo Phân b lực neo vào bê tông

Đế neo EN GIS 400-15 ASTM B148.9A

Chiều dày t i thiểu 1mm

Phần ết cấu im o i c a he co giản mô đun phải đ ợc m bằng thép đúc với các đặc tính cơ theo tiêu chuẩn ASTM A572 hoặc t ơng đ ơng:

Bảng 1.4: Các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu thép (ASTM A572)

Gi i h n ch y

(Mpa)

Gi i h n b n (Mpa)

Đ giãn dài (%)

Các bộ phận đ n h i phải ch u đ ợc các ảnh h ng c a môi tr ng mu i n ớc iềm v axit Phần cao su c a he co giưn cao su bản thép o i cao su với các tính

Bảng 1.5: Tiêu chuẩn kỹ thuật của cao su làm khe co giãn cao su bản thép

Yêu c u Tính ch t v t

lý

Phần cao su sử dụng cho he co giãn ray thép, he co giưn răng ợc, khe co giãn

mô đung phải o i cao su đúc đặc biệt o i EPDM với các tính năng chính nh các bảng d ới đâ hoặc t ơng đ ơng

Bảng 1.6: Tiêu chuẩn kỹ thuật của cao su làm khe co giãn dạnh ray / răng lược

ASTM D412 ASTM D412 ASTM D573 ASTM D412 ASTM D2628-67T

Bảng 1.7 Các yêu cầu với tấm cao su khe co giãn mô đun

ASTM D1149 ASTM D412 ASTM D573

- Độ c ng thang A : 60±5

- C ng độ kéo: min 8 MPa

- Độ giưn d i hi đ t A%: min400%

- Lão hóa: (168h 70°C)

Tha đ i độ c ng : ≤ ±10 điểm Tha đ i c ng độ : ≤ ±15%

Tha đ i độ giưn d i A%:≥ ±25%

chính: Chất ết dính aspha t (g c bi-tum, polymer biến tính) c t iệu c ng thô ít/ hông cấp ph i (đều h t) x p d o ch u nhiệt v thép tấm m ẽm Tiêu chuẩn ỹ thuật c a nhựa đ n h i sử dụng cho các he co giưn bằng vật iệu Aspha t đ n h i nh bảng d ới đâ hoặc t ơng đ ơng

Bảng 1.8: Tiêu chuẩn kỹ thuật của nhựa đàn hồi sử dụng cho các khe co giãn

bằng vật liệu Asphalt đàn hồi

Tính ch t v t lý

Tr ng ợng riêng 250

Bảng 1.9: Tiêu chuẩn kỹ thuật của sơn bảo vệ chống ăn mòn khe co giãn ray thép

1 Sandblasting SA2.5 Bắn cát t o bề mặt cấp SA2.5

2 Metallization Zn 100µm Phun kẽm bề dày 100µm

Th nh phần im o i sử dụng m he co giưn d ng mô đun thép sử dụng cho

ết cấu đ ợc áp dụng bảo vệ ch ng ăn mòn bằng sơn tuân theo tiêu chuẩn EN ISO

1 Sandblasting SA3 Bắn cát t o bề mặt cấp SA3

2 Metallization Zn 100µm Phun kẽm bề dày 100µm

1.3.7 Xây d ng khe co giãn

Việc xâ dựng các he co giưn cần phải đáp ng các êu cầu sau:

- Đáp ng hả năng chu ển v

- Khả năng ch u tải tĩnh v ho t tải

- Độ ín n ớc để tránh h h ng g i cầu, ết cấu bên d ới v dễ d ng tha thế hi

h h ng

- H n chế thấp nhất tiếng n

- Đảm bảo an toàn giao thông

Để h n chế thấp nhất tiếng n v đảm bảo an toàn giao thông thì việc b trí ít khe

co giãn trên cầu rất cần thiết Ngo i ra cần tránh b trí he co giưn có độ d c v ợt

quá 3% và chênh ệch chiều cao với mặt đ ng quá 8mm

Hình 1.8: Các điều kiện về hạn chế tiếng ồn và an toàn [4]

Tất cả các th nh phần đ n h i c a he co giưn phải đ ợc thiết ế để dễ d ng xây dựng v dễ d ng tha thế

Đ i với các chu ển v ên đến 15mm có thể xâ dựng mặt đ ng iên tục trên các

khe co giãn Lo i khe co giãn n còn đ ợc g i khe co giãn kín chôn trong bản mặt cầu (hình 1.9) Đ i với chu ển v ên đến 10mm thì cần một tấm im o i ph ng đ ;

đ i với những chu ển v trên 10mm, sử dụng tấm đệm đ n h i sẽ tránh đ ợc vết n t các c nh c a tấm đỡ Cần phải b sung i ớp ph bề mặt c a mặt đ ng để phân b

đ ng đều các biến d ng Độ d c a ớp mặt đ ng nên ≥80mm và phải bằng độ d

c a các phần t ơng ng c a ết cấu phần trên c a cầu Để đáp ng êu cầu về chiều

dày các khe th ng đ ợc m rộng th nh một ngách Các mặt đ ng nhựa th ng

không kín n ớc nên cần b sung tấm cao su để bảo vệ g i cầu v cấu trúc bên d ới

h i sự h h ng

Hình 1.9: Khe co giãn kín chôn trong bản mặt cầu [4]

Có các bộ phận bao ph phải đáp ng êu cầu về việc hỗ trợ phân b biến d ng

v độ ín n ớc m hông cần b sung các hộp ín ví dụ nh cách xâ dựng theo các

hình 1.10 và hình 1.11

Hình 1.10: Khe co giãn kín kết hợp tấm cao su [4]

Hình 1.11: Khe co giãn liên tục kết hợp tấm cao su [4]

Đ i với các chu ển v từ 15 đến 25 mm vật iệu nhựa đ ng phía trên khe co

giãn có thể đ ợc tha bằng vật iệu nhựa đ ng đặc biệt Các khe co giãn o i n

đ ợc g i các he co giưn Aspha t đ n h i (hình 1.12 và hình 1.13) Chiều d t i thiểu c a ớp Aspha t đ n h i phải 80mm và chiều rộng he hông đ ợc v ợt quá

700mm

Mặc dù các chu ển v trên 25 mm có thể đ ợc quản bằng các thí nghiệm

nh ng ảnh h ng c a nhiệt độ v t c độ biến d ng trong phòng thí nghiệm là không thể đánh giá một cách đầ đ hi đ a v o thực tế sử dụng Các vấn đề hác cần đ ợc

xem xét là tính đ n h i c a vật iệu nhựa đ ng d ới bánh xe theo chiều th ng đ ng,

ực phanh v gia t c ết hợp với nhiệt độ môi tr ng cao v sự phát triển c a vệt hằn

Hình 1.13: Khe co giãn Asphalt đàn hồi kết hợp với tấm cao su [4]

b i một bộ phận g i để hấp thụ các chu ển v gâ ra b i biến d ng cắt (hình 1.14)

Hình 1.14: Các giải pháp xây dựng các khe co giãn cho các chuyển vị trung bình [4]

Các tấm cao su ngăn n ớc c a he co giưn có thể đ ợc xâ dựng nh hình chữ V

(hình 1.15) hoặc có các phần rỗng (hình 1.17) Chu ển v đ ợc hấp thụ b i sự gấp nếp

c a các tấm cao su này

Các tấm cao su ngăn n ớc đặc biệt cho vỉa hè v hu vực d nh cho ng i đi xe

đ p để giảm chiều rộng hoảng tr ng và để tránh tai n n (hình 1.16) Các tấm ph im

o i có xu h ớng t o tiếng n b ăn mòn v cản tr tác dụng c a tấm cao su ngăn n ớc

nh ng chúng mang i sự thoải mái t t nhất cho ng i đi bộ bằng đôi gi cao gót

(hình 1.19)

Hình 1.15: Tấm cao su ngăn nước hình V

[4]

Hình 1.16: Tấm cao su ngăn nước đặc

biệt [4]

Hình 1.17: Tấm cao su ngăn nước có phần rỗng [4]

Hình 1.18: Khe co giãn với tấm cao su ngăn nước hình chữ V [4]

Hình 1.19: Khe co giãn với tấm phủ dành cho người đi bộ [4]

Hình 1.20: Khe co giãn cho vỉa hè [4]

Việc sử dụng tấm cao su ngăn n ớc làm từ vật liệu có ngu n g c từ cao su có

thuận lợi là một bề mặt xe ch đ ợc đóng ín Ngo i các ch c năng nh ín n ớc, nó

còn có tác dụng truyền tải tr ng giao thông Có thể sử dụng cho chuyển v đến 80mm

Hình 1.21: Khe co giãn cao su định hình [4]

Các khe co giãn cao su (hình 1.22) đ ợc m từ vật iệu cao su đ ợc gia c bằng thép tấm Do đó tải tr ng giao thông có thể đ ợc chu ển tải m hông có sự su giảm đáng ể hả năng m việc c a cao su Các chu ển v đ ợc hấp thụ bằng cách tăng v giảm độ rộng c a hai hoảng tr ng phía trên Chu ển v t i đa b giới h n b i chiều rộng hoảng cách khe Phần cao su có thể b mòn d ới tác dụng c a bánh xe hoặc có thể b h h ng m giảm tính ch ng tr ợt

Hình 1.22: Khe co giãn cao su bản thép [4]

Đ i với các chu ển v ớn phần ch ng thấm và các thanh ray thép đ ợc iên ết với nhau Ngo i các th nh phần c a một cấu trúc hoảng cách đơn cần phải có các bộ phận trung gian (còn g i thanh ra ) các bộ phận hỗ trợ v các bộ phận iên ết cần thiết (hình 1.23) Các bộ phận iên ết sẽ t o ra các hoảng cách giới h n để các bộ phận ch ng thấm h i b éo căng quá m c; đ ng th i chúng còn có tác dụng để duy trì t c độ xe ch và ch u đ ợc ực phanh xe

Hình 1.23: Phương pháp xây dựng các khe co giãn cho các chuyển động lớn [4]

Hình d ới đâ cho biết các hớp n i c a các th nh phần cao su Trong tr ng

c a các bộ phận đơn ho t động nh một m i iên ết đ n h i

Hình 1.24: Khe co giãn cao su dạng tấm đôi [4]

Một công trình tiêu biểu việc ghép n i các bộ phận ch ng thấm hình chữ V v rỗng Nó đ ợc g i he co giưn mô đun Những khe co giãn n có thể đ ợc phân

o i theo iểu hỗ trợ v iên ết Các m i n i ới gấp (hình 1.25) đáp ng tất cả các mục đích hỗ trợ v iên ết

Hình 1.25: Khe co giãn môđun được hỗ trợ bởi mối nối lưới xếp lại [4]

Một m i iên ết b sung cần thiết nếu thanh ra đ ợc hỗ trợ b i các dầm song

song Một hả năng iên ết đ n h i (hình 1.26) Bộ phận đ n h i đ ợc m bằng chất đ n h i Phần ực cản tr do ma sát phụ thuộc v o s dầm v dầm đỡ trong hi

ực ép đ n h i độc ập với s ò xo vì ết n i iểu n i tiếp Một bất ợi c a o i iên

ết n tăng t c v các ực ợng phanh gâ ra sự biến d ng đ n h i hông th ng nhất Nếu các hoảng tr ng đ ợc m gần với giá tr ớn nhất bộ phận ch ng thấm có thể b căng quá m c

ngang song song (hình 1.27)

Hình 1.26: Khe co giãn môđun được hỗ

trợ bởi dầm Khoảng cách được điều

khiển bởi bộ phận đàn hồi [4]

Hình 1.27: Khe co giãn môđun được hỗ trợ bởi dầm Khoảng cách được điều khiển bởi các liên kết ngang song song [4]

Hình 1.28: Các thanh ray được hỗ trợ bởi

các thanh định vị bản lề (hệ xoay) [4] Hình 1.29: Liên kết neo [4]

Nếu các thanh đỡ dầm đặt nghiêng (hệ th ng xoa hình 1.28) chúng điều hiển chiều rộng hoảng cách bằng các đặc tính động h c theo cơ chế nh hình 1.29 S ợng dầm đỡ hông phụ thuộc v o s thanh ra S ợng thanh ray c ng nhiều thì hiệu quả inh tế sẽ hơn cao hơn hi ng dụng thanh dầm đỡ bản ề

ợc hoặc các khe co giãn á ăn (còn g i he co giưn tấm ăn) đ ợc sử dụng Cả hai

khe co dãn răng c a / răng ợc hoặc các khe co giãn lá ăn là m i n i á xách không

ín n ớc do đó cần thêm hệ th ng thoát n ớc

Khe co dãn răng c a / răng ợc (hình 1.30) một cấu trúc rất chắc chắn nh ng

có nhiều nh ợc điểm Khả năng biến d ng theo chiều chéo h n chế nghiêm tr ng v

sự biến d ng d c c a m i n i có thể ảnh h ng đến an to n giao thông Để thích ng với các biến d ng d c theo chiều d c m hông gặp tr ng i các răng ợc sẽ đ ợc

làm tròn Khe co giãn với răng ợc đ ợc hỗ trợ (hình 1.31) t ra hông t t bằng răng

ợc

Các he co giưn iểu lá ăn (hình 1.32) bao g m một tấm ỡi một tấm cân bằng

v các tấm tr ợt Khả năng chu ển v phụ thuộc v o ích cỡ v s ợng tấm tr ợt

Các he co giưn iểu á ăn có thể có những nh ợc điểm sau:

- H h ng các điểm ch t (các tấm cửa trập rơi ra gâ ra hoảng tr ng trên

- Sử dụng g i đ ợc thiết ế đặc biệt cho các tấm

- Các cấu iện ch t chặt chẽ hơn với cấu iện đ n h i

- Sử dụng miếng cao su giữa các tấm (nó m cho m i n i ín n ớc đến một m c

độ ớn)

Hình 1.30: Khe co giãn răng cưa hoặc răng lược [4]

Hình 1.31: Khe co răng lược có hỗ trợ các răng lược [4]

Hình 1.32: Khe co giãn kiểu lá lăn [4]

C Uă ăT NHăQU NGăNGẩI

1.4 1.ăK tăqu th ngăkê hi nătr ng cácălo iăkheăcoăgi n

Qua hảo sát th ng kế hiện tr ng khe co giãn sử dụng trong 107 cầu thuộc các

tu ến Qu c ộ 24 Qu c ộ 24B Qu c ộ 24C v Qu c ộ 1 đo n qua đ a b n tỉnh Quảng Ngưi ết quả đ ợc th ng ê theo bảng sau:

Bảng 1.11: Thống kê hiện trạng các loại khe co giãn trên các cầu thuộc các

tuyến Quốc lộ trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi

đ ng

Chi uă dài (Km)

Lo iăkheăcoăgiƣnăs ăd ng Cao

su

D ng ray

1.4.2 K tăqu ăđánh giáăth cătr ngăcácăkheăcoăgiƣn

Qua hảo sát 66 he co giưn cao su d ng tấm trong các cầu trên các tu ến qu c ộ

t i tỉnh Quảng Ngưi cho thấ tr ớc tiên he co giưn cao su d ng tấm b h h ng phần iên ết neo sau đó các vết n t phần bê tông iên ết giữa he co giưn v bản mặt cầu v h h ng phần bộ phận chính c a he co giãn Đ i với tu ến Qu c ộ 1 việc h h ng he co giưn cao su d ng tấm xả ra th ng xu ên gâ t n ém v mất an

toàn trong quá trình tham gia giao thông

Những h h ng n gâ ra những tiếng n bất th ng hi xe cộ ch qua xe b xung ích ớn Ngo i ra qua hảo sát còn nhận thấ hiện t ợng rò rỉ n ớc v hiện

t ợng he b rỉ do ăn mòn há ph biến

Theo nh ết quả hảo sát bề mặt he co giưn cao su b m i mòn do ho t động

xe cộ qua i Ngo i ra nắp đậ bu ông neo b mất mát bong bật hiến cho bu lông

ch u ảnh h ng c a các ếu t ăn mòn Khi đư xuất hiện h h ng một s v trí bu ông neo phần chính c a he co giưn hông còn đ ợc c đ nh chắc chắn do đó dễ

d ng b xô ệch d ới tác dụng c a xe cộ qua i từ đó dẫn đến hiện t ợng h h ng các iên ết neo Ngo i ra các he h giữa he co giưn cao su v phần bê tông iên ết xuất hiện nhiều Ngu ên nhân c a hiện t ợng n đ ợc cho rằng do sự co giưn c a vật iệu cao su v vật iệu bê tông hông đ ng đều nên phần mép bê tông iên ết dễ b s t vỡ

hi ch u ực xung ích c a tải tr ng bánh xe Hơn nữa trong quá trình chế t o he co giưn hông thể chế t o một he co giưn có chiều d i bằng chiều d i cầu m sẽ chế t o các h i mô đun he co giưn có chiều d i nhất đ nh đặt iên tiếp nhau Do đó hi ch u tải tr ng c a các dòng ph ơng tiện u thông hác nhau ha hi ch u tác động c a ực hưm phanh xe t i v trí he co giưn các h i mô đun he co giưn n sẽ b xê d ch t o

th nh các he h bất th ng giữa các h i mô đun m cho he v phần iên ết sẽ hông ho t động đúng h ớng v dẫn đến h h ng Bên c nh đó hiện t ợng rò rỉ n ớc

xả ra há ph biến ch ếu xuất hiện t i phần tiếp giáp giữa he co giưn v bê tông iên ết do ết cấu he co giưn cao su d ng tấm có tính năng ch ng thoát n ớc trực tiếp qua he co giưn

Hình 1.33: Cầu Sông Đầm, Km1+243/QL24C

Hình 1.34: Thống kê hiện trạng khe co giãn cao su dạng tấm

Qua hảo sát 03 he co giưn thép bản tr ợt trong các cầu trên các tu ến qu c ộ

Hư hỏng liên kết neo

Hư hỏng phần bê tông

Tiếng ồn bất thường

Tí h tụ rá

ết neo v h h ng bộ phần chính c a he co giưn Những h h ng n gâ ra những tiếng n bất th ng hi xe cộ ch qua xe b xung ích ớn Bên c nh đó qua hảo sát còn nhận thấ hiện t ợng rò rỉ n ớc v hiện t ợng he b rỉ do ăn mòn há nghiêm

tr ng…

Ngu ên nhân chính gâ ra hiện t ợng n t vỡ phần bê tông iên ết do có he

h xuất hiện giữa phần he co giưn v bê tông iên ết Qua th i gian sử dụng do nhiều ếu t tác động về sự giưn n c a vật iệu ha sự cản tr tính năng c a he co giưn đư m xuất hiện he h Sau đó d ới tác dụng c a tải tr ng xe cộ bê tông b n t

vỡ

Bên c nh đó do cấu t o c a he co giưn thép bản tr ợt g m hai bản thép tr ợt

ên nhau nên hi có rác bẩn đất cát tích tụ d ới bản thép bản thép sẽ b cong vênh

m cho he co giưn hông ho t động êm thuận nữa đ ng th i tính năng c a he co giưn b mất đi Khi đó he co giưn sẽ nhanh chóng b h h ng Ngo i ra tải tr ng ặp

do xe cộ qua i cũng gâ tác động xấu tới hệ th ng iên ết neo bằng bu ông th ng

đ ợc sử dụng d ng he n Liên ết neo tr nên ng o ngu ên nhân gâ ra tiếng n bất th ng hi xe cộ u thông qua he co giưn Hiện t ợng n éo d i cũng

gâ nên sự n t gư do m i tới bộ phận bu ông neo Về mặt cấu t o các o i ết cấu

he co giưn n hông có hệ th ng ngăn thoát n ớc trực tiếp từ bản mặt cầu nên hiện

t ợng rò rỉ n ớc sẽ th ng xu ên xả ra gâ ảnh h ng đến các bộ phận bên d ới he

co giưn nh g i cầu

Hình 1.35: cầu Nước Mặn, Km1032+216/QL1

Hình 1.36: Thống kê hiện trạng khe co giãn thép bản trượt

1.4.2.3 Khe co giãn ray thép

Qua hảo sát 25 khe co giãn ray thép trong các cầu trên các tu ến qu c ộ t i tỉnh Quảng Ngưi cho thấ tr ớc tiên khe co giãn ray thép b h h ng phần iên ết neo sau đó các vết n t phần bê tông iên ết giữa he co giưn v bản mặt cầu v h

h ng phần bộ phận chính c a he co giưn Riêng đ i với cầu Ọng Vân (Km1102+211/QL1) he co giản ra thép b h h ng còn do ngu ên nhân các dầm ngang cầu b đ t gư gâ ra hiện t ợng xô ệch dầm d c dẫn đến h h ng phần bê tông iên ết giữa he co giưn v bản mặt cầu v h h ng phần bộ phận chính c a he co

giãn Ngo i ra o i he co giưn n còn đ ợc áp dụng ph biến m he co giưn d c cầu hi tiến h nh thi công nâng cấp m rộng các cầu trên tu ến Qu c ộ 1 theo qu

mô chung c a to n dự án tu nhiên qua quá trình sử dụng từ năm 2015 đến na đư xuất hiện nhiều v trí h h ng do việc iên ết giữa bản mặt cầu cũ v cầu mới

Hư hỏng liên kết neo

Hư hỏng phần bê tông

Tiếng ồn bất thường

Tí h tụ rá