CHƯƠNG II
CÔNG TÁC KIỂM ĐỊNH VÀ GIA CỐ CẦU

I. Công tác kiểm định cầu:
1. Mục đích của công tác kiểm định cầu
Các công trình sau một thời gian sử dụng thường có những thay đổi nhất định, có thể làm
ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của công trình. Những thay đổi này có thể do các nguyên
nhân như: môi trường, thời gian khai thác, do tác động của hoạt tải và tĩnh tải và có thể do
nhiều nguyên nhân khác nữa.
Những thay đổi bao gồm:Thay đổi về hình dạng bên ngoài và thay đổi về bản chất như:
tính chất cơ lý của vậ
t liệu, sự liên kết, dính kết của các bộ phận kết cấu
Công tác kiểm định cầu cần thiết phải xem xét sự an toàn của toàn công trình khi cho
những hoạt tải vượt cấp tải trọng thiết kế đi qua hoặc tiến hành thiết kế gia cố và cải tạo côn
g

trình.
- Làm sáng tỏ những đặc điểm làm việc thực tế của toàn công trình nói chung cuãng như
các bộ phận riêng lẻ của cầu.
- Trong thiết kế cầu thường phải dùng những sơ đồ tính toán đơn giản hoá và những tính
chất vật liệu đại diện. Do đó sự làm việc thực tế của kết cấu cầu sẽ khác với giả thiết tính
toán.
- Kết quả
thử tải cầu còn được dùng để nghiên cứu nhằm hoàn thiện phương pháp tính toán
và phương pháp đánh giá năng lực chịu tải của cầu.
- Thử tải cầu còn giúp chúng ta hiểu rõ ảnh hưởng của những thay đổi đến sự làm việc thực
tể của cầu.
2. Nội dung công tác kiểm định cầu

- Đo đạc lại thật chi tiết các kích thước hình học của các ohân tố kết cấu và các bộ

t
ần
g
số
g
iao độn
g

t
ự do theo phươn
g
thẳn
g
đứn
g
- Đo biên độ và tầng số giao động tự do theo phương ngang (đặc biệ
t

đối với cầu cong, cầu đường sắt)
Các trường hợp cần tiến hành thử tải:
- Khi nghiệm thu cầu mới xây dựng
- Khi có nhu cầu phải chính xác hoá kết quả tính toán năng lực chịu tải
của một cầu nào đó.
- Khi kết thúc việc tăng cường sửa chữa cầu cũ. Mục đích để đánh giá
hiệu quả
của việc tăng cường sửa chữa của việc vừa tăng cường.
- Thực hiện thử tải định kỳ trong quá trình khai thác cầu nhằm phát
hiẹn các thay đổi trong sự làm việc của các bộ phận kết cấu cầu.
- Trong những tình huống đặc biệt nhằm mục đích nghiên cứu để hoàn
thiện lý thuyết và phương pháp tính toán kết cấu cầu.

1. Biên dầm ; 2 Bản thép n
g
an
g
Vách (sườn
d
ầm
)
Biên dầm(hay
cánh dầm)

Việc gia cường các loại dầm dọc với biên trên chỉ có hai thép góc thò ra được tiến hành theo
trình tự như sau:(Hình 43a)

+ Khoan các lỗ trên cánh nằm ngang của thép góc.
+ Làm vệ sinh bề mặt và đặt tấm thép tăng cường (có lỗ khoan sẵn trùng với lỗ khoan
trên thép góc)

+ Tán đinh hoặc xiết chặt bulông cường độ caotheo thứ tự từ giữa đến đầu dầm bằng clê
chuyên dụng có đồng hồ đo lực.

Trường hợp biên dầm có bản thép ngang, việc gia công sẽ phức tạp hơn (Hình43b )
Cách làm:
+ Tiến hành chặt mũ đinh ở một phía sao cho các đinh vẫn được giữ nguyên

+ Tìm cách tăng cường số lượng đinh tán hoặc bulông liên kết.
+ Tìm cách đặt thêm bản nối phụ ở cánh thép góc, làm tăng số mặt tiếp xúc của
liên kết (số mặt cắt)- Hình 44a

+ Giữa bản mới và sườn dầm phải đặt các bản đệm.
K
hi khôn
g
muốn làm bản đệm mới thì có thể hàn vào nhánh sắt góc (Hình 44b)
+ Hàn thêm bản nối vào cánh thép góc liên kết (lưu ý khi hàn không được để đường hàn
ăn vào sườn dầm).

+ Khoan lỗ
b
ắt các liên
k
ết bằn
g
bulôn
g
cườn
g
độ cao.
)
Phương pháp gia cố này có độ tin cậy thấp và khu vực đường hàn dễ phát sinh nhiều vế
t

nứt. (Hình 44b)
ia c
ố

2.1.2 Gia cố
k
ết cấu nhịp dầm đặc
Khi có yêu cầu gia tăng không lớn khả năng chịu tải của của các nhịp dầm đặc, có thể
áp dụng các biện pháp như gia cố dầm dọc (táp thêm các bản thép hoặc thép góc vào biên
dầm).

Trong quá trình gia cố phải dùng các biện pháp điều chỉnh nội lực như:
+ Dỡ bớt tải do trọng lượng bản thân kết cấu nhịp.

+ Tạo ra các trạng thái nội lực ngược với nội lực do tải trọng khai thác
bằng cách dùng các thanh căng trước hoặc dùng trụ tạm…

Trong trường hợp cần thiết để tăng khả năng chịu tải của kết cấu nhịp, người ta tạo ra
hệ thanh căng đơn giản hoặc ứng suất trước.
Biện pháp này đơn giản hơn so với các biện pháp khác vì không yêu cầu phải ngừng xe khi
gia cố (Hình46) Hình 46: Gia cố dầm bằng thanh căng
a) Sơ đồ gia cố b) Cấu tạo nút
Khi tạo các thanh căng có thể dùng các loại thép tròn cường độ cao hoặc thép hình. Đối
với thanh dự ứng lực ở biên dưới cũng có thể dùng các bó thép cường độ cao được bảo vệ
chống rỉ. Việc tạo ứng suất trước bằng các kích kéo thép hoặc hệ tăng đơ (vít ngượ

thế đinh tán bằng các bulông cường độ cao có đường kính lớn hơn. Mỗi đợt thay phải đảm
bảo số lượng đinh tán thay thế không quá 10% tổng số. Nếu phương pháp gia cố này không
đảm bảo khả năng chịu tải yêu cầu thì phải thay thế các bản nối mới với số lượng
đinh nhiều
hơn.
Hình 47: a) Liên kết bản bêtông cốt thép với dầm bằng neo cứng
b) Bulông cường độ cao ; c) Trụ đỡ
1. Neo cứng 2. Vữa ximăng hoặc epôxy
3. Bu lông cường độ cao 4. “ Trụ đỡ ”
2.1.3 Gia cố giàn chủ
Chủ yếu dùng phương pháp gia tăng mặt cắt thanh hoặc thay đổi sơ đồ giàn.
K
hi gia cố thường áp dụng các biện pháp như: điều chỉnh nội lực trong các cấu kiện bằng
cách:

+Thay đổi sơ đồ tính toán,
+ Tạo ứng suất trước các thanh
+ Thay đổi vị trí gối đỡ trong sơ đồ giàn liên tục
+ Dỡ hoặc chất tải khi gia cố…
Khi cần thiết có thể :
+ Tăng cường khả năng chịu lực các thanh biên dưới.

+ Tăng độ cứng của dàn theo phương pháp thẳng đứng
+ Tạo thêm các thanh hệ thanh căng (hoặc thanh biên thứ ba)
Việc thay đổi sơ đồ dàn đơn giản thành liên tục hoặc dựng thêm các trụ đỡ phụ trong
điều kiện nhất định sẽ làm tăng đáng kể khả năng chịu lực của dàn. Khi đó nội lực trong các
thanh của dàn bị thay đổi, do đó cần phải phân bố lại nội lực cho hợp lý người ta có thể tạo d


Việc thay đổi sơ đồ tính toán luôn dẫn đến sự cần thiết phải gia cố các thanh cục bộ và liên
kết của chúng. Do vậy phải gia cố giàn chủ để tăng mặt cắt từng thanh riêng rẽ cũng nh
ư

tăng cường liên kết của chúng theo các bước như sau:

+ Bổ sung vào đó một lượng thép mới được liên kết với thép cũ bằng bulông
cường độ cao.(Hình 50)
+ Khi gia cố tránh tạo ra độ lệch tâm trên mặt cắt thanh và liên kết của
chúng.

+ Chặt các đầu đinh tán trước, sau đó đặt bản thép vào và lần lượt tháo
bỏ phần thân đinh nằm trong các lỗ .

Để giảm bớt khối lượng công việc, người ta chỉ ốp thêm các bản đứng vào khu vực
bên ngoài thép góc.

Khi trong các thanh chịu nén, khoảng cách giữa các bản giằng hay thép góc >12 lần bề dày
bản thép thì phải đặt thêm các thép góc giằng Hình 50a

Đối với thanh xiên, thanh đứng hoặc thanh treo có thể lựa chọn cách gia cố như hình
Hình 50b,c tuỳ theo hình dạng mặt cắt thanh.

Hình 50: Bố trí thép gia cố trên mặt cắt thanh dàn chủ
a) Thanh biên b) Thanh xiên c) Thanh đứng và thanh treo


Ở nước ta gia cố cầu thường xảy ra đối với nhịp dầm hoặc dàn được thiết kế và ch
ế

tạo từ thời Pháp với tải trọng thấp hoặc đã bị ít nhiều hư hỏng trong thời gian kháng chiến.
Để gia cố kết cấu nhịp thường phải tăng cường tiết diện của nhịp hoặc thay đổi sơ đồ
tĩnh học bằng cách bổ sung các cấu kiện khác.

Khi gia cố nhỏ (10 – 15% lực) có thể dùng phương pháp bổ sung thêm cốt thép vào
vùng biên chịu kéo bằng cách:

+ Đập bỏ lớp bêtông bảo vệ cho đến ½ đường kính cốt thép hàng dưới cùng.
+ Thêm thanh thép mới bằng cách liên kết chúng vào thanh cốt thép hàng dưới
cùng.

+ Đổ bê tông mới dưới đáy

Hình 56: Gia cố kết cấu nhịp bêtông cốt thép bằng các cốt thép bổ sung tạo nên từ thanh cố
t

thép hàn (a) , hoặc khung cốt thép hàn (b).K
hi cần tăng khả năng chịu tải lên 15- 35% có thể làm như sau:
+ Tăng chiều cao của dầm bằng cách hàn bổ sung các sườn cốt thép. ( sườn cố
t

thép bao gồm: cốt thép dọc và các cốt đai) - Hình56b

+ Đập bỏ lớp bêtông bảo vệ, liên kết sườn cốt thép cũ và mới với nhau bằng
Hình 57: Gia cố kết cấu
nhịp dầm bêtông cốt thép (trên hình vẽ chỉ thể hiện các cốt thép được gia cường)

2.2.2 Gia cố cầu đá
Nội dung bao gồm:
+ Khôi phục lớp cách nước của vành vòm và kết cấu trên vòm.

+ Sửa lại các mạch vữa cũ đã hỏng .
+ Trát bịt các vết nứt
+ Sửa chữa các chỗ sứt vỡ.
+ Sửa lại nón mố, chân khay, gia cố taluy đầu cầu.
+ Làm vệ sinh tổng thể bề mặt kết cấu.
Để bảo vệ bề mặt bêtông và đá cũ có thể phụ lớp áo bêtông bọc ngoài
Các cầu vòm đá cũ tuy còn ít ở Việt Nam nhưng nếu sửa chữa tốt vẫn kéo dài thời
gian khai thác.

Các viên đá bị bong bật, các mạch vữa xây bị bong bật cần được sửa chữa ngay, có thể đặt
cốt thép và đổ bêtông cục bộ để sửa chữa.

Bêtông và vòm nên có hàm lượng ximăng 320 kg/m
3
. Tỷ lệ pha trộn X:C:=1:3

lượng nước: 10-18% lượng ximăng. nớp bảo vệ này nên phun làm hai đợt. mỗi đợt chiều dày
khoảng 10-20mm. Nên trộn phụ gia vào bêtông.

2.3. Gia cố mố và trụ cầu
Các mố trụ bằng đá xây lâu ngày thường bị hư hỏng các mạch vữa, hoặc bị sói lở gây

trước. (Hình 63b)

Hoặc tạo ra các thanh chống phụ. (Hinh 63c)
Trong điều kiện đặc biệt có thể gia tăng khả năng chịu lực bằng phương pháp phun
hoá chất hoặc điện thấm, ximăng hoặc bitum hoá.
Hình 63: a) Gia cố mố bằng thanh chống
b) mở rộng phía
trước c) hoặc thanh chống phía trước

1. Thanh chống giữa 2 mố ; 2. Phần mở rộng 3. Thanh chống ; 4- Bệ tỳ

2.3.2 Gia cố trụ
Các trụ cũ thường có thân đặc:do đó khả năng chịu lực của móng có thể được gia tăng
bằng cách thay thế phần thân đặc (phía trên mực nước cao) bằng các kết cấu nhẹ hơn như: kế
t

cấu khung hoặc cột.
Việc gia cố móng trụ trên nền thiên nhiên theo điều kiên ổn định nền có thể thực hiện
được bằng cách mở rộng móng như sau:( Hình 64)

Hình 64: Tăng cường ổn định mố
1. Công son bêtông; 2.Neo ; 3. Kích ; 6. bản bê tông

+ Dùng thùng chụp hoặc vòng vây ngăn nước.