NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DỰ ỨNG LỰC NGOÀI
TĂNG CƯỜNG CÁC CẦU BÊTÔNG DỰ ỨNG LỰC
TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO GIAO THÔNG ThS. NGUYỄN VĂN HẬU
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC LONG
Bộ môn Cầu - Hầm
Khoa Công trình
Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài viết này giới thiệu việc ứng dụng của dự ứng lực ngoài trong tăng cường
cầu mà đã được áp dụng ở quốc lộ 60 tỉnh Bến Tre. Mục tiêu của bài viết là cung cấp giải
pháp cụ thể của việc tăng cường càu bê tông trong điều kiện giao thông bình thường cũng như
đánh giá tính hiệu quả của phương án tăng cường
Summary: This article demostrates the application of the external prestressed tendon in
bridge strengthening, which was applied in National Highway No.60 in BenTre province. The
aims of this paper are to provide the specific solution of strengthening existing concrete bridge
while the normal traffic flow is not disturbed as well as evaluate the efficiency of this method. CT 2
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Các công trình cầu cũ, sau một thời gian dài khai thác đã xuất hiện một số hư hỏng, thậm
chí có những hư hỏng có thể ảnh hưởng đến năng lực chịu tải của kết cấu công trình. Sau một
thời gian dài, cùng với sự phát triển giao thông, nhu cầu nâng cấp tải trọng khai thác là cần thiết.
Tải trọng trong các tiêu chuẩn thiết kế mới thường gây ra hiệu ứng tải lớn hơn các tiêu chuẩn cũ
trước đó. Với thực trạng các công trình cầu hiện nay, nhu cầu sửa chữa và nâng cấp rất lớn. Bài
viết này nêu ra vấn đề sửa chữa cầu bằng giải pháp dự ứng lực ngoài trong điều kiện vẫn đảm

công cần phải đảm bảo chịu lực tuy nhiên vẫn một phần bị hạn chế do tổng mức đầu tư vì vậy
các phương án thiết kế có một sự khó khăn nhất định và đòi hỏi phải thi công hết sức cẩn thận
và ngặt nghèo.
CT 2
Để đạt được những tiêu chí trên, cần phải có các biện pháp thi công đặc thù và các phương
án kết cấu tăng cường sửa chữa phù hợp. Nói chung, thi công sửa chữa và tăng cường khó khăn
hơn nhiều so với thi công mới.
Từ kết quả thực nghiệm này có thể áp dụng một cách rộng rãi cho các cầu trên các tuyến
Quốc lộ, tỉnh lộ khác có sử dụng các nhịp dầm định hình cũ của Mỹ trong khu vực phía Nam.
Hoàn thiện công nghệ thi công nhất là trong điều kiện cầu vẫn đang khai thác.
Giảm chi phí xây dựng khi so sánh với các công nghệ tương tự của nước ngoài đã được áp
dụng tại Việt Nam như của Pháp…
III. HIỆN TRẠNG CÁC CẦU
Trước khi cầu được đưa vào sửa chữa có kiểm định thử tải cầu nhằm xác định năng lực
chịu tải thực tế của công trình. Quá trình kiểm định được thực hiện vào năm 2004. Trên cơ sở
nghiên cứu hiện trạng của các cầu ở trên, có thể nhận xét chung là tất cả các kết cấu nhịp của
các cầu nói trên đều sử dụng các dầm chế tạo định hình của công ty bê tông Châu Thới. Các
nhịp được sử đụng là các loại nhịp 12.5m; 18.6m và 24.7m. Do các nhịp này có tải trọng thiết
kế ban đầu không lớn bằng tải trọng thiết kế tăng cường của tiêu chuẩn hiện hành. Về cơ bản,
các kết cấu nhịp cầu đều còn tương đối tốt, một số hư hỏng nhỏ như bong, vỡ bê tông, ăn mòn
đã bắt đầu xuất hiện. Một số nhịp cầu đã được tăng cường sửa chữa nhưng mang tính nhỏ lẻ và
không có tính chất nâng cấp khả năng chịu tải để đáp ứng yêu cầu nâng cấp theo tải trọng thiết
kế hiện tại.
IV. TỔNG QUÁT CÔNG NGHỆ ÁP DỤNG NÂNG CẤP KHẢ NĂNG CHỊU TẢI KẾT
CẤU NHỊP [5]
Bố trí phương án là tăng cường kết cấu nhịp bằng biện pháp dự ứng lực ngoài. Để đảm bảo
sơ đồ kết cấu phù hợp với quan điểm thiết kế và tính toán, kết cấu nhịp sẽ được bổ sung thêm
V. KẾT QUẢ THỬ TẢI TRƯỚC VÀ SAU KHI SỬA CHỮA
Sau khi công tác sửa chữa, tăng cường kết cấu nhịp có tiến hành thử tải để đánh giá sự làm
việc của các cầu. Một số các hình ảnh khi tiến hành thử tải và đo đạc cầu, (xem hình 1 và 2).
(a) (b)
Hình 1. Bố trí thử tải cầu tại hiện trường
a. Xếp xe thử tải cầu - Tải trọng 80% hiệu ứng tải thiết kế
b. Gắn các Tenxơ đo biến dạng và Indicator đo chuyển vị của kết cấu nhịp sau khi tăng cường
CT 2
Hình 2. Bố trí thiết bị đo thử tải cầu tại hiện trường
- So sánh kết quả thử tải trước và sau khi tăng cường cho thấy độ võng đã được giảm đáng
kể từ 15 - 25% (hình 3, 4, 5, 6, 7).
- Đối với cầu Ba Lai:
3.455
4.097
4.898
5.638
6.053
5.765
6.017
3.98
3.483
4.185
5.373
6.803
7.862

8.323
7.527
6.933
5.985
4.552
3.577
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
123456789
Kết quả đo lần 2
Kết quả đo lần 1
Hình 3. Kết quả đo độ võng sơ đồ
đúng tâm nhịp 12,50m
Hình 4. Kết quả đo độ võng sơ đồ
lệch tâm nhịp 12,50m
4.895
6.118
6.663
6.975

7.18
6.893
6.445
6.17
5.467
3.99
8.970
8.947
8.448
8.233
7.893
7.383
7.097
6.563
5.777
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
123456789
Kết quả đo lần 2
Kết quả đo lần 1



Hình 7. Kết quả đo độ võng sơ đồ đúng tâm nhịp 18,60m
Ghi chú: Trên các biểu đồ, đường nét đứt là đường của các kết quả thử tải trước khi tăng cường.
Đường nét liền thể hiện kết quả thông số thử tải sau khi tăng cường bằng phương án dự ứng lực ngoài.
+ Kết quả đo dao động
CT 2
Bảng 2
f(Hz) T(s) y
max
(mm) y
min
(mm)
(1+μ)
Nhịp
Phương
đo dao
động
Lần
1
Lần
2
Lần
1
Lần
2
Lần
1
Lần
2
Lần

ngang
dọc cầu
3,1 3,55 0,3226 0,2817

Số liệu đo đạc của các nhịp tương ứng tại một số cầu khác (Cái Cấm, Chợ Xếp, Mỏ Cày và
Hòa Lộc) đều cho kết quả tương tự với sự sai khác so với thông kê nêu trên không đáng kể.
Nhận xét: Thông qua kết quả đo, có thể thấy rõ là các thông số chịu lực của kết cấu nhịp
cầu được cải thiện rõ rệt. Các kết quả về độ võng và dao động là các kết quả rõ nét nhất mà có
thể cảm nhận bằng cảm giác chủ quan về sự cải thiện rõ rệt năng lực kết cấu nhịp cầu và được
chứng minh bằng các số liệu đo thí nghiệm (bảng 2).
Việc tăng cường cầu cải thiện rõ rệt năng lực đáp ứng của cầu thông qua các nội dung sau:
 Việc bổ sung thêm các dầm neo và dầm neo chuyển hướng làm sự phân phối lực giữa
các dầm chủ tốt hơn, các dầm kết hợp chịu lực tốt hơn.
 Tác dụng của dự ứng lực ngoài có thể thấy ngay làm tăng mức độ dự trữ nén trong bê
tông và giảm nguy cơ nứt khi tăng tải trọng khai thác.
VI. KẾT LUẬN
Qua các kết quả thử nghiệm cầu trên cho thấy:
6.1. Giải pháp dự ứng lực ngoài áp dụng để nâng cấp các cầu cũ đang khai thác đáp ứng tốt
yêu cầu nâng cấp tải trọng theo tải trọng thiết kế của tiêu chuẩn thiết kế. Sau khi gia cường dự
ứng lực ngoài, năng lực chịu tải của kết cấu nhịp đều tăng và đáp ứng yêu cầu so với thiết kế thể
hiện qua hệ số đáp ứng của kết cấu tốt.
6.2. Công nghệ thi công dự ứng lực ngoài trong điều kiện phải đảm bảo giao thông mà vẫn
đảm bảo chất lượng kết cấu công trình do đó thể hiện tính khả thi của công nghệ.
CT 2
6.3. Có thể áp dụng công nghệ dự ứng lực ngoài khi sửa chữa, gia cường các kết cấu nhịp
cầu cũ, cầu yếu hay có năng lực thiết kế thấp.
Giải pháp dự ứng lực ngoài trong việc tăng cường cầu ở khu vực đồng bằng Sông Cửu