PHẦN I: KHAI THÁC VÀ KIỂM ĐỊNH CẦU
CHƯƠNG I :
CÔNG TÁC KHAI THÁC, BẢO QUẢN VÀ SỬA CHỮA CẦU I. Tổ chức bộ máy quản lý khai thác các công trình
*/ Đối với đường bộ.
Trong lĩnh vực đường bộ hiện nay, các quốc lộ và cầu cống trên đó chủ yếu do Cục đường bộ Việt Nam quản lý khai
thác. Các cấp quản lý khai thác được phân chia từ cao xuống thấp như sau:
- Cục đường bộ Việt Nam

- Các khu quản lý đường bộ bao gồm:
+ Khu QLĐB 2 (phạm vi các tỉnh miền bắc)
+ Khu QLĐB 4 (phạm vi từ Thanh hoá đến Thừa thiên huế)
+ Khu QLĐB 5 (phạm vi từ Đà nẵng đến Khánh hoà)
+ Khu QLĐB 7 (phạm vi từ Ninh thuận trở vào và toàn miền Nam bộ)
- Các phân khu quản lý đường bộ
- Các hạt QLĐB
- Các cung QLĐB, các cung quản lý cầu.
Các cầu và cống nhỏ được các “Cung đường” quản lý cùng với tuyến.
Các cầu lớn và cầu trung (chiều dài cầu 25 ÷ 100m) có thể do các “Cung quản lý cầu” chịu trách nhiệm quản lý.
Các cầu đặc biệt lớn (chiều dài cầu >100m) như: Cầu Thăng Long, cầu Chương Dương do “xí nghiệp quản lý” của cầu
đó quản lý.

Các sở giao thông công chính thuộc các tỉnh có nhiệm vụ quản lý mạng lưới tỉnh lộ và huyện lộ và một số đoạn quốc lộ
trong phạm vi tỉnh, do vậy các cầu nhỏ (L

25m ) và cầu trung trong mạng lưới đó cũng do Sở GTCC quản lý khai thác.

*/ Đối với đường sắt.
Trong ngành đưòng sắt Việt Nam, cao nhất là Liên hiệp đường sắt Việt Nam, bên dưới là các cấp thấp dần theo trình t

chuyên dụng hiện đại như kính hiển vi có độ phóng đậi cao, siêu âm,

Việc kiểm tra cần được coi trọng đối với những bộ phận hư hoảng nặng, độ tin cậy thấp. Trong những trường hợp thật
cần thiết, phải xác định tính chất cơ lý, thành phần hoá học của vật liệu, kích thước hình học của cấu kịên nói riêng và tổng
thể công trình nói chung.

Những hư hỏng đặc trưng cần được chụ ảnh để lưu giữ.
Công việc kiểm tra cầu phải được thực hiện thường xuyên và định kỳ dựa theo đề cương kỹ thuật và kết quả của nó cần
p
hải được
g
hi đ
ầ
y
đủ tron
g
h
ồ
sơ khai thác c
ầ
u.
≤
Các cơ quan chức năng căn cứ vào số liệu kiểm tra để xác định khả năng chịu tải của cầu và có biện pháp sửa chữa, gia
cố kịp thời đối với những bộ phận hư hỏng, khi cần thiết có thể kiểm chứng bằng cách thử tải cầu.

2.2. Các hư hỏng và khuyết tật của kết cấu nhịp cầu thép
Các nguyên nhân gây hư hỏng, khuyết tật trong cầu thép bao gồm: chất lượng thép và gia công kết cấu chưa đạt yêu
cầu, những khiếm khuyết về mặt cấu tạo, sai lệch giữa giả thiết tính toán và sự làm việc thực tế của kết cấu, công tác duy
tu bảo dưỡng kém, tác động của môi trường, đặc điwmr của hoạt tải qua cầu.


1. Hở đầu đinh 2. Đầu đinh bị nứt 3. Đầu đinh bị lệch 4 Đầu
đinh có gờ
5. Dầu đinh bị nhỏ 6. Đầu đinh bị lệch 7.Đầu đinh bị xiên 8.Đầu
đinh có rãnh
9. Rãnh ở thép phân tố 10. Đầu đinh có vết 12. Thân đinh không
khớp
13. lỗ đinh vẹo 14. Lỗ đinh ôvan 15. Hàn không thấu. 16.Vết nứt trong
17.Vết nứt mặt 18.Rãnh ở thép cơ b
ản. 19. Vết nứt ở mặt thép.

Những khuyết tật của liên kết hàn:
+ Do hàn không thấu: do không có sự nấu chảy thép que hàn cùng với thép cơ bản.
+ Do thép cơ bản bị quá nhiệt cục bộ tạo ra các rãnh trên bề mặt của nó ở cạnh mối hàn, các lỗ rỗng nhỏ trong mối
hàn, các vết nứt trên bề mặt và trong liên kết.

+ Do không đảm bảo kích thước thiết kế.

2.2.2/ Những hư hỏng do hiện tượng mỏi của thép
Hiện tượng mỏi của vật liệu: là quá trình tích góp những hư hỏng dưới tác dụng thường xuyên của tải trọng lặp và tới
mức độ nhất định thì xảy ra sự phá huỷ kết cấu.
65

Phá hoại do mỏi là hậu quả của quá trình phát triển vết nứt trong cấu kiện. Những vết nứt này thường xuất hiện
ở

những vị trí có ứng suất tập trung lớn.

Trong cầu dàn, những vết nứt này xuất hiện ở các thanh xiên và thanh treo. Các vết nứt được phát triển theo phương
vuông góc với trục thanh và xuất phát từ điểm giao nhau giữa mép lỗ đinh với mặt phẳng đi qua tâm lỗ và vuông góc với
trục thanh.(Hình 4 & 5)

tham gia cùng làm việc vớ
i các biên của dàn chủ. (Hình9)
Trong kết cấu nhịp cầu dàn, phá hoại mỏi có thể xảy ra ở những vùng tập tung ứng suất kéo do tác động của ngoại lực
hoặc ở những nơi có ứng suất dư ho hàn gây ra.

Các vết nứt hỏi có thể xuất hiện trong mối hàn hoặc trong kết cấu khi tiết diện thay đổi đột ngột.
2.2.3/ Hư hỏng do hiện tượng ăn mòn kim loại

Mức độ hư hỏng do ăn mòn phụ thuộc vào biện pháp bảo vệ thép và công tác duy tu bảo dưỡng.
Thép rỉ làm cho tiết diện của phân tố giảm yếu và mức chịu tải cũng giảm. Đặc biệt có sự tác dộng đồng thời của tải
trọng lặp theo chu kỳ làm xuất hiện các vết nứt rỉ-mỏi trong kết cấu.

Tốc độ phát triển gỉ phụ thuộc vào:
+Thành phần hoá học của thép
+ Công nghệ chế tạo cấu kiện, biện pháp chống rỉ
+ Điều kiện khí hậu.
+ T
r
ạn
g
thái ứn
g
su
ấ
t
Sự ô nhiễm môi trưòng tạo điều kiện thuận lợi cho rỉ xuất hiện và phát triển. gỉ tồn tại ở hai trạng thái bề mặt và cục
bộ

Sự rỉ bề mặt là do việc thoát nước trên mặt kết cấu kém hoặc do hiện tượng rác bẩn đọng lại gây ra.
Sự rỉ cục bộ: thường xuất hiện tại các liên kết, mối nối và nút dàn.

Những biến dạng lớn đựoc làm phẳng bằng kích có sự hỗ trợ của thanh căng và dầm hãm.(Hình 12c)
Trong trưòng hợp cần thiết có thể hàn thêm sườn tăng cường phụ tại vi trí biến dạng và bọc bêtông cục bộ phần sườn
dầm bị biến dạng là biện pháp đơn giản để tăng cường.
Những biến dạng cục bộ của các thanh dàn chủ có thể được làm phẳng bằng kích.(Hình 12d)

Hệ thanh dằng, bản dằng có thể được tháo bỏ trên đoạn thanh uốn cong trước khi nắn thẳng và sau đó lại được thay
mới. Nhũng cấu kiện của dàn chủ có biến dạng lớn cần được thay mới hoàn toàn hay từng bộ phận.

2.3.2/ Sửa chữa vết nứt, lỗ thủng và tiết diện giảm yếu
Vết nứt trong kim loại thường đươc khắc phục bằng cách hàn phủ kín hoặc dùng bản thép táp lên bề mặt cấu kiện
Để phòng ngừa vết nứt tiếp tục phát triển, cần phải khoan lỗ với đưòng kính 8 ÷ 12 mm ở hai đầu vết nứt(chỉ dùng đối
với điều kiện thép cho phép hàn được).

Ngoài ra trước khi hàn, các mép vết nứt phải được gia công vát một góc 60 ÷70
0
(H13)

Mối hàn đựoc thực hiện ở cả hai mặt của bản thép và theo từng đợt để giảm biến giạng nhiệt, đồng thời tránh nung
nóng thép cơ bản.

Dùn
g
bản thé
p
hoặc thé
p

g
óc tá
p

lực nhiều hơn để tăng đáng kể khả năng chống mài mòn và mỏi của liên kết.
Đinh tán được thay thế đồng thời cùng một lúc không quá 10% tổng số lượng đinh trong liên kết.

Các đinh thay thế được tiến hành theo hai giai đoạn:
+ Dùng mũi khoan rỗng để cắt đầu đinh hoặc cắt đầu đinh bằng mỏ cắt hơi(H15).
+ Dùng đột đóng bật đinh ra
3. Kiểm tra và sửa chữa cầu BTCT
3.1 Công tác kiểm tra đối với kết cấu nhịp cầu BTCT
Công tác kiểm tra kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép được thực hiện giống cầu thép. Riêng cường độ bêtông được xác
định bằng súng bắn bêtông ở nhiều tư thế theo đúng chỉ dẫn kèm theo tường loại súng.
3.2 Các hư hỏng và khuyết tật của cầu BTCT

Hư hỏng phổ biến nhất là xuất hiện các vết và hiện tượng bong, rộp bêtông.
+ Đối với bêtông cốt thép thường:
Các vết nứt xuất hiện ở ở miền chịu kéo. Nếu độ mở rộng vết nứt không vượt quá 0,2mm thì cốt thứp trong kết cấu
không bị rỉ, không gây ảnh hưởng đến công trình.

+Đối với BTCTDƯL: nguy hiểm nhất là các vết nứt xuất hịên trong kết cấu bêtông cốt thép ứng suất trước, hơi nước
thông qua các vết nứt sẽ xâm nhập làm gỉ và ăn mòn cốt thép, tiết diện thép nhanh chóng bị giảm yếu (trong BTCTDƯL
thì không cho xuất hiên vết nứt).

Khi đánh giá mức độ nguy hiểm của các loại vết nứt khác nhau, cần phân tích đường ảnh hưởng hưởng của chúng đến
các đặc điểm khai thác kết cấu, đồng thời phải chue ý đến khuynh hướng phát triển vết nứt.

Hình15 biểu hiện các dạng vết nứt điển hình thường gặp trong kết cấu nhịp bêtông cốt thép.
Vết nứt co ngót 1 xuất hiện ở các bề mặt bêtông do quá trình co ngót không đều.
Vết nứt xiên 2 ở sườn dầm là do tác dụng của ứng suất kéo chính và của các biến dạng do nhiệt độ (truờng hợp này cần
phải được kiểm toán).

Các vết nứt 3 tại vị trí tiếp giáp giữa cách dầm và sườn dầm ảnh hưởng xấu đến sự làm việc của kết cấu dưới tác dụng

u kiện cho gỉ
phát triển)
Vết nứt ngang7 ở phần đầu dầm phát sinh dưới tác dụng của ứng suất cục bộ do căng cốt thép.
Vết nứt 8 trong khu vực gối thường là do những khiếm khuyết về cấu tạo (tập trung neo, thớt gối nhỏ) gây ra.
Vấn đề thoát nước mưa và chống thấm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với kết cấu bêtông cốt thép.
Hiện tượng rỗ bề mặt bêtông cũng được coi là khuyết tật của kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép.
3.3 Sửa chữa các khuyết tật của kết cấu nhịp cầu BTCT

Sửa chữa các khuyết tật của kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép nằm trong phạm vi sửa chữa vừa và nhỏ nhằm mục đích
kéo dài thêm tuổi thọ của công trình. Việc phục hồi hoặc nâng cao sức chịu tải của cầu tuộc phạm vi sửa chữa lớn.

3.3.1/ Khôi phục các vết nứt trong bê tông
Vết nứt trong bêtông, tuỳ thuộc vào độ mở rộng phải được chét kín bằng vữa ximăng với cốt liệu phù hợp.
Hiện nay người ta dùng những hoá chất xây dựng được sử dụng rộng rãi để chét các vết nứt trong bêtông.
Cách làm:
+ Trước hết ta tẩy bỏ và làm sạch bề mặt bêtông, cốt thép tại vị trí chét vữa.
+ Phần long lở trên bề mặt bêtông được tải sạch, làm vệ sinh bằng rửa nước và khí nén.
+ Những vết nứt với độ mở rộng.1mm phải được tạo khe dạng hình nêm hoặc hình chữ nhật. (Hình 17)
+ Vữa được nhồi vào vết nứt thông qua các ống có độ sệt quy định và được nhồi chặt trên suốt chiều dài cũng nh
ư

chiều sâu của vết nứt
3.3.2/ Sửa chữa phần bê tông long lở bong rộp hoặc rỗ mặt

Phần bêtông long lở, bong rộp hoặc rỗ mặt đựơc sửa chữa bằng cách phủ lại bằng một lớp vữa bêtông với bề dày tương
ứng và cốt liệu phù hợp (có thể đựoc sử dụng bêtông polime hoặc hoá chất xây dựng phù hợp, có thể dùng thêm phụ gia
hoá dẻo).

Cần chú ý đến sự dính kết giữa bêtông mới và bêtông cũ (có thể được đảm bảo bằng râu cốt thép hoặc bằng keo dính
kết).

làm phát sinh những lực ngang lớn tác động lên trụ và gây ra
vết nứt (
hình 19 b,c)
+ Đối với mố trụ có tường cánh nếu đắp đất không đạt yêu cầu và thoát nước kém có thể xuất hiện áp lực hông lớn
gây nứt tách tường cánh (các vết nứt phía trên)
(Hình 19a)

Chuyển vị của cầu thường xảy ra do nhiều nguyên nhân như:
+ Sói trụ
+ Nền không đủ khả năng chịu tải
+ Áp lực ngang của đất đắp tăng, hiện tượng trượt
Nhữ
ng chuyển vị của đáng kể của trụ được nhận biết một cách thông qua những dấu hiệu bề ngoài.
Ví dụ: + Khi mố dịch chuyển về phía nhịp thì gối tựa di động cũng di chuyển theo và kết quả là đầu mút của kết cấu
nhịp có thể đụng vào tường đỉnh hoặc đụng vào kết cấu nhịp kế tiếp.
+ Hiện tượng nghiêng hay chuyển vị c
ủa trụ giữa theo phương dọc cầu đựoc phát hiện thông qua sự thay đổi
khoảng cách giữa các đầu mút của các nhịp liền kề nhau.
+ Sự dịch chuyển của mố còn kéo theo hiện tượng lở khối đất đắp sau mố. Độ lún của trụ được xác định bằng máy thuỷ
bình (các số liệu đo được bằng máy thuỷ bình được ghi lại thông qua cọc mốc).
Độ nghiêng và t
r
ự
ơ
t của t
r
ụ đự
ơ
c xác định b
ằ

để khắc phục hư hỏng của mố trụ cầu.

Việc thi công lớp “áo” này ở phần trụ ngập nước có thể được thực hiện bằng
phương pháp đổ bêtông dưới nước hoặc hút hết nước rồi mới đổ bêtông (để hút nước
nguời ta sử dụng vòng vây cọc ván).(Hình 21a)

H
ình 21: Sửa chữa phần trụ ngập nước bằng phương pháp “áo” bêtông cốt thép
a) Có hút nước b) Không hút nước
1. Trụ ; 2. Cọc ván ; 3. Bêtông bịt đáy ;
4. “áo bêtông cốt thép” ; 5. Đá hộc ;
6. Vỏ bêtông cốt thép; 7. Bêtông