Phương pháp quản lý - kiểm định sửa chữa và tăng cường cầu: Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:158

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 cuốn sách "Quản lý - kiểm định sửa chữa và tăng cường cầu" Cung cấp cho người đọc các kiến thức: Quản lý và kiểm tra cầu; đánh giá sức chịu tải cầu. Cuốn sách có thể dùng làm tài liệu giảng dạy cho học viên và sinh viên các trường đại học khối chuyên ngành Cầu - Đường, đồng thời cũng là tài liệu tra cứu, tham khảo thiết thực cho các cán bộ, kỹ sư hoạt động trong lĩnh vực quản lý, kiểm định, sửa chữa và tăng cường cầu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp quản lý - kiểm định sửa chữa và tăng cường cầu: Phần 1

TS. PHẠM VĂN THOAN CK.0000068073 QUẢN LÝ - KIỂM ĐỊNH SỬA CHỮA 8 TĂNG cưÒNG NHÀ XUẤT BẢN X ÂY DỰNG
TS. PHAM VĂN THOAN QUAN LỸ - KIÈM ĐỊNH SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỠNG NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ NỘI-2 0 1 3
LỜI NÓI ĐẦU Trên các tuyến giao thông đường bộ, đường sắt Việt Nam có rất nhiều công trình cầu được xây dựng. Đủ là các cầu thép, cầu bê tông cốt thép, cầu dây văng, cầu treo dây võng, cầu liên hợp V V... Trong quá trình khai thác sừ dụng do ành hưởng cùa môi . trường, do lão hóa cùa vật liệu, do khai thác liên tục trong thời gian dài... dan đến việc hir hỏng các công trình ớ những mức độ khác nhau. Vì vậy, việc theo dõi, kiểm tra phát hiện các hư hòng, khuyết tật trong các bộ phận cầu nhằm giúp cho công lác quan lý cú phương pháp duy lu, bàu dưỡng, sửa chữa và lăng cường càu thích hợp đàm bào năng lực thông hành cho các phương tiện vận tải trong điểu kiện an loàn nhai là công việc quan trọng. Cuốn sách “Quán lý - kiểm định- sửa chữa và tăng cường cầ u ” có thể dùng làm lài liệu giảng dạy cho học viên và sinh viên các trường đại học khối chuyên ngành Cầu - Đường, đồng thời cũng là tài liệu tra cứu, tham khảo thiết thực cho các cản bộ, kỹ sư hoại động trong lĩnh vực quàn lý, kiếm định, sửa chữa và tăng cường cầu. Với phần trình bày logic, khoa học, cụ thể, dễ hiếu và phong phú, hi vọng cuốn sách sẽ giúp độc giả các kiến thức chuyên ngành quàn lý, kiềm định, sửa chữa và tăng cường cầu trên đường ô tô được lốt hơn. Tác giá chân thành cảm ơn đến các bạn bè, đồng nghiệp trong khoa Công trình - Đại học Giao thông vận tài Hà Nội, khoa Công trình - Đại học Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh, khoa Công trình - b ạ i học Công nghệ Giao thông vận tài, Khoa Cầu đường - Đại học Xây dựng Hà Nội, Bộ môn c ầ u đường và Sân bay - Viện Kỹ thuật công trình đặc biệt (ITSE), Khoa Kiến trúc và Cóng trình - Đại học Phương Đỏng, Khoa Công trình - Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội, Tong cục Đường bộ Việt Nam, Tồng công ty Tư vẩn thiết kế Giao thông vận tài (TED1), Tồng công ty Xây dựng Thăng Long, Công ty c ầ u 12 đã giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều kiện hoàn thành tài liệu này. Xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc! Tác giả 3
MỎ ĐÀU 1. VỊ TRÍ Môn học “Quản lý, kiểm định, sứa chữa và tăng cường cầu” là một học phần bắt buộc trong chương trình đào tạo hệ đại học cho kỹ sư chuyên ngành c ầ u đường. Nó đtrợc học sau các môn học căn bàn thuộc chuyên ngành cầu như: Tổng luận cầu, thiết kế và thi công cầu bê tông cốt thép, cầu thép, móng mố và trụ cầu. 2. ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN cứu Môn học “Quản lý, kiềm định, sữa chữa và tăng cường cầu” là môn học nghiên cứu làm việc cùa các công trình cầu đang khai thác hoặc đã xây dựng xong sắp đưa vào sử dụng nhàm khai thác một cách có hiệu quả các công trinh cầu trên cơ sở nghiên cứu công tác quản lý, bảo trì, đánh giá, sứa chữa và tăng cường cầu. Hình 1: cầu cù đang khai thác Trong nội dung “Quản lý, kiểm định, sửa chữa và tăng cường cầu” trên những cầu đang khai thác hoặc sắp đưa vào khai thác, người kỹ su phải tiến hành đo đạc các tham số cần thiết từ đó xác định được khả năng chịu lực thực tế các bộ phận cầu và cùa toàn cầu từ đó đánh giá tình trạng kỹ thuật cầu hiện tại. Như vậy, đối tượng cùa môn học “Quản lý, kiểm định, sửa chữa và tăng cường cầu” là những cầu đã có với tình trạng kỹ thuật cùng các đặc trung hình học và cơ học thực ở thời điếm nhất định. 5
Hình 2: Thú tài trước khi Ihông xe cầu Bãi Cháy - Quáng Ninh 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u “Quản lý, kiểm định, sừa chữa và tăng cường cầu” là môn học có tính thục nghiệm, ngoài việc nghiên cứu lý thuyết thông qua bài giảng, giáo trình, tài liệu, học viên và sinh viên cần được tham gia thí nghiệm trong phòng (bố tri 3 tiết thí nghiêm trong phòng) và thí nghiệm tại hiện trường đề biết sứ dụng các thiết bị đo. Ở đó, người học được thực hành bố trí điểm đo, tồ chức đo đạc, lấy số liệu. Sau đó mô hình hoá hình học, tải trọng. Tính toán nội lực, ứng suất, biến dạng. So sánh với số liệu đo để rút ra kết luận. 4. ỨNG DỤNG TRONG THựC TÉ Đối với sinh viên chuyên ngành cầu đường: Môn học “Quản lý, kiểm định, sừa chữa và tăng cường cầu” cung cấp các kiến thức căn bản và tài liệu chuyên ngành để cho các kỹ sư cầu đường khi ra trường làm việc trong các hạt, phòng, phân khu, công ty quản lý đường bộ của các tình, thành phố hay vụ quản lý đường bộ, đường sắt thuộc Tổng cục đường bộ Việt Nam. Hình 3: Hình ánh công lác quàn lý và sứa chữa cầu Rạch Chiếc 6
Đối với học viên quân sự: Do quân đội không có chức năng quàn lý hệ thống cầu đường (trừ khu càn cứ quân sự) nên ứng dụng môn học trong thực tế công tác sau này hẹp hơn. Chúng ta chú yếu thực hiện nội dung đánh giá sức chịu tài câu khi có nhu câu vận chuyên quân sự hay nghiệm thu các hạng mục cầu càng quân sự. Ngày nay, các công ty xây dựng của Bộ Quốc Phòng cũng thực hiện thiết kê và thi công một sô cầu nhó. Cho nên kiến thức môn học "Quàn lý, kiểm định, sứa chữa và tăng cường cầu" cũng được áp dụng vào thực tế khi bàn giao sừ dụng cầu cho đơn vị sứ dụng. 5. NỘI DUNG Nội dung môn học “Quàn lý, kiềm định, sừa chữa và tăng cường cầu” gồm 3 phần: - Quàn lý và bảo trì cầu. - Đánh giá sức chịu tải cầu (còn gọi là kiểm định cầu). - Sứa chữa và tãng cường cầu. Quan lý và bào trì cầu: Quàn lý và bảo trì cầu nghiên cứu nội dung và phương pháp quàn lý và bào dưỡng cầu. Nội dung quàn lý bao gồm quàn lý hồ sơ cầu và quan trọng hơn là quản lý tình trạng kỹ thuật của cầu. Người quàn lý cần nắm được đầy đủ các thông tin về cầu, những hư hòng hiện có, nguyên nhân cùa các hư hỏng. Từ đó, ta đề ra chế độ khai thác (chảng hạn quy định khoảng cách tối thiểu giữa các xe, tốc độ tối đa cùa xe trên cầu...), chế độ bào dưỡng, tiến hành các sửa chữa nhỏ ngay khi hư hỏng mới xuất hiện theo kinh phí quản lý hàng năm hoặc lập kế hoạch xin sữa chữa lớn, tăng cường cầu. Bào trì pầu: là các công việc được tiến hành nhằm đảm bảo cho cầu thực hiện chức năng làm việc của nó trong suốt thời hạn khai thác (tuổi thọ thiết kế). Hình 4: Bào trì cầu thép và BTCT Kiếm định cầu: Kiềm định cầu là kiềm tra hiện trạng và xác định sức chịu tài của cầu trên đường ôtô (kết cấu nhịp thép, kết cấu nhịp bê tông cốt thép thường (BTCT), 7
kết cấu nhịp bê tông cốt thép ứng suất trước (ƯST), mố trụ và thủy văn thủy lực cầu), đồng thời đánh giá được mức độ có thể khai thác đối với các bộ phận kết cấu đã kiểm tra nhàm đảm bào an toàn cho xe cộ và người qua cầu. - Kiểm định cầu là một chương quan trọng nhất trong nội dung môn học ’’Quản lý và kiểm định cầu”. Không chi bời vị trí, tầm quan trọng và phức tạp cùa nó mà còn do khả năng áp dụng rộng rãi trong thực tế. Ở các đơn vị quản lý cầu đường, theo quy trình thì hầu hết các cầu phải được kiểm định sau khoảng thời gian sử dụng nhất định. Ở các đơn vị thi công cầu, các cầu mới xây dựng xong, muốn bàn giao đưa vào sừ dụng cũng phải kiểm định. Các loại cầu thường gặp trong kiểm định là: cầu thép (cầu dàn thép, cầu dầm thép, cầu dầm thép liên hợp bản BTCT), cầu BTCT. Phần này sẽ trả lời cho các bạn câu hỏi: Với cây cầu hiện tại, cho phép tài trọng nào qua cầu. Và nếu qua được cầu thì cần quy định cự ly, tốc độ bao nhiêu? cầ u đã qua kiểm định thì biết được tình trạng kỹ thuật. Trên các cầu yếu, chúng ta thường thấy các dòng thông báo: Hình 5: cầu yếu thuộc khu quản ìý đường bộ Và kèm theo các văn bản cùa đơn vị quản lý cầu đường gửi các đơn vị vận tải với nội dung ví dụ như: Để đảm bảo an toàn giao thông trên các tuyến, khu quản lý đường bộ yêu cầu các đom vị, doanh nghiệp vận tải, các chủ phương tiện vận tải hàng hóa, nhân dãn chấp hành quy định đổi với xe lưu thông qua cầu yếu: - Khi qua cầu, xe chạy đúng làn quy định với tổc độ chậm đều dể tránh gây xung kích và tránh gây ra sự lệch tâm làm tăng sự ảnh hưởng cùa tải trọng lên hệ thống dầm mặt cầu. Nghiêm cấm dừng, dỗ xe trên cầu. - Phải chịu sự kiểm tra, kiểm soát cùa các lực lượng kiểm soát giao thông trên đường. - Chấp hành biển báo hạn chế trọng lượng xe và các biển báo khác tại các cầu, hầm. phà và đường chui dưới gầm cầu, nếu tổng trọng lượng và kích thước vượt biển báo quy định phải xếp dỡ phù hợp khi qua cầu.
Các phương pháp đánh giá sức chịu tải cùa cầu. Tài liệu giới thiệu 3 phương pháp đánh giá sức chịu tải cùa cầu: - Phương pháp 1: Đánh giá sức chịu tải cầu theo công thức lý thuyết. Tính toán ứng suất, biến dạng, dao động tại một vị trí trong các bộ phận kết cấu quan trọng nhất do tải trọng thực tế (hoặc tài trọng tính toán) gồm tĩnh tài bản thân và hoạt tài cần qua gây ra rồi so sánh chúng với khả năng chịu lực cùa vật liệu (bằng thí nghiệm phá hủy hoặc không phá hủy hay cơ sở nội suy cường độ), so sánh với biến dạng và dao động của bộ phận đó theo tiêu chuẩn, trên cơ sờ đó kết luận về sự an toàn hay không khi hoạt tài qua cầu. - Phương pháp 2: Đánh giá sức chịu tải của cầu bằng thực nghiệm. Đo đạc các tham số ứng suất, biến dạng, dao động tại một vị trí trong các bộ phận kết cấu quan trọng nhất đo tải trọng thục tế (hoặc tải trọng tính toán) gồm tĩnh tải bản thân và hoạt tải cần qua gây ra rồi so sánh chúng với khả năng chịu lực của vật liệu (bàng thí nghiệm phá hùy hoặc không phá hùy hay cơ sờ nội suy cường độ), so sánh với biến dạng và dao động của bộ phận đó theo tiêu chuẩn, trên cơ sờ đó kết luận về sự an toàn hay không khi hoạt tải qua cầu. Hình 6: xếp xe khi thử tài cầu - Phương pháp 3: Phối hợp cả hai phương pháp. Đánh giá sức chịu tải của cầu theo lý thuyết trước và thực nghiệm sau. Vấn đề đặt ra là: Các cầu khi đánh giá sức chịu tải có thề là các cầu cQ được xây dựng từ rất lâu, thiết kế và thi công theo quy trinh cũ. Vậy khi đánh giá sức chịu tài cầu thì dùng quy trình nào? v ấn đề này, tài liệu sẽ nói rõ trong chương “ Đánh giá sức chịu tải cầu”. Sửa chữa và tăng cường cầu: Sửa chữa cầu nhàm khắc phục những hư hỏng xuất hiện Irên cầu để đưa cầu trở lại làm việc như đẫ được thiết kế mà không làm thay đồi chế độ làm việc chung của toàn bộ công trình. Sửa chữa cầu có thể là những công việc 9
rất nhò như trám vá chỗ vỡ bê tông, bơm keo vào vết nứt, nhưng cũng có thể là sửa chữa lớn như thay thế một thanh, một nút dàn. Trong nội dung chương trinh, giới thiệu các phương pháp sùa chữa thông thường các bộ phận cầu BTCT, cầu thép. Hình 7: Công tác sứa chữa cầu Tăng cường cầu không phải là sửa chữa cầu mà là những công việc được tiến hành để nâng cao khả năng chịu tải của cầu so với hiện tại hoặc so với thiết kế ban đầu. Tăng cường cầu có thể không hoặc có làm thay đổi sơ đồ làm việc cùa cầu, thí dụ một dàn giản đơn khi chi thêm vật liệu cho các thanh dàn thì sau khi tăng cường vẫn là dàn giản đom nhưng nếu thêm trụ đỡ thì tùy theo cách đặt gối trên trụ mà dàn trờ thành siêu tĩnh khi chịu hoạt tài hay khi chịu cả tĩnh tải và hoạt tải. Trên các cầu được tăng cường có những hư hòng, trước khi tăng cường hoặc trong lúc tăng cường người ta thường kết hợp sửa chữa các hư hỏng đó. Ờ phần này cũng chi đề cập đến các phương pháp tăng cường thông thường có thể thực hiện tại Việt Nam. Trong nội dung chương trình, tài liệu giới thiệu các phương pháp tăng cường các bộ phận cầu BTCT, cầu thép. Hình 8: Công lác tăng cường cầu 10
Chương 1 QUẢN LÝ VÀ KIÉM TRA CÀU 1.1. CÔNG TÁC QUẢN LÝ CÀU 1.1.1. Hệ thống quàn lý cầu Ờ nước ta sau nhiều lần thay đổi đến nay hiện có ba hệ thống quản lý cầu đường: - Hệ thống quàn lý các quốc lộ. - Hệ thống quàn lý cầu đường địa phương. - Hệ thống quàn lý cầu đường sắt. Các hệ thống quàn lý trên đều trực thuộc Bộ Giao thông vận tải hoặc Sở Giao thông vận tái các tinh thành. 1.1.1.1. Hệ thống quản lý các quốc lộ Ờ hệ ihống này cơ quan cao nhất là Tổng cục Đường bộ Việt Nam, dượi 1ong cục Đường bộ Việt Nam có bốn khu quàn lý đường bộ: - Khu Quản lý Đường bộ II, quản lý quốc lộ ở các tinh miền Bắc cho đến hết tỉnh Ninh Bình (điểm ranh giới với Khu Quản lý Đường bộ IV và Dốc Xây). - Khu Quản lý Đường bộ IV, quàn lý từ tình Thanh Hoá với điểm bảt dằu từ Dốc Xây đến hết tình Thừa Thiên Huế (điểm ranh giới là đinh đèo Hải Vân). Hình 1.1: Cóng lác kiếm Ira cầu đang khai thác 11
- Khu Quản lý Đường bộ V, quàn lý từ thành phố Đà Nằng với điềm đầu là đinh đèo Hài Vân đến hết tinh Khánh Hoà (điểm ranh giới là cầu Cây Đa). - Khu Quán lý Đường bộ VII. quàn lý từ tinh Ninh Thuận với điềm bắt đầu lá cầu Cây Đa đến hết miền Nam. v ề nguyên tắc tất cả các Quốc lộ trong phạm vi quàn !ý đều thuộc khu quán lý đường bộ, tuy vậy một số đoạn quốc lộ vẫn được giao cho các Sở Giao thông vận tài quản lý. Dưới khu quản lý cỏ các Công ty quản lý và sửa chữa đường bộ, mỗi công ty quàn lý từ 150 đến 400 km. số lượng Công ty quản lý và sừa chữa đường bộ ờ các khu cũng khác nhau. Khu Quàn lý Đường bộ II có 12 công ty, tên cùa các công ty đều bat đầu từ số 2, chẳng hạn 222, 224, 236. Khu Quản lý Đường bộ IV có 10 công ty, trong đó 8 công ty bất đầu từ số 4, chàng hạn 470, 472... và hai công ty có tên địa phương quản lý là Công ty Quản lý và Sừa chữa đường bộ Quảng Trị, Công ty Quán lý và Sửa chữa đường bộ Thừa Thiên Huế. Khu Quàn lý Đường bộ V có 10 công ty, tất cá các công ty đều cố tên tinh, thành công ty quán lý, chảng hạn Công ty Quán lý và Sứa chữa đường bộ Quảng Nam - Đà Năng, Công ty Quản lý và Sứa chữa đường bộ Quảng Ngãi... Khu Quản lý Đường bộ VII có 15 công ty, tất cà các công ty đều có tôn với số đầu là 7, chẳng hạn 71, 73, 717... trừ các công ty quản lý cầu, phà. Ngoài các công ty quản lý và sứa chữa đường bộ trong các khu quản lý còn có thể có công ty quàn lý cầu, công ty quản lý cụm phà, công ty quàn lý hầm. Dưới các công ty quàn lý và sửa chữa đường bộ còn có các hạt quản lý đường bộ, mỗi hạt quản lý xấp xi 50 km quốc lộ. Hiện nay có một số công ty quàn lý và sữa chữa đường bộ đã cổ phần hoá nên có tên là Công ty cồ phần Quản lý và sữa chữa đường bộ. 1.1.1.2. Hệ thống quản lý cầu đường địa phương Hệ thống quản lý này là các sở giao thông vận tải quàn lý đường địa phương trong phạm vi tỉnh, thành. Do tình hình cụ thể một số sở giao thông vận tải còn được giao quàn lý các đoạn quốc lộ nằm trong phạm vi địa phận hành chính của tỉnh, thành đó. Hiện tại ở nước ta có 67 sở giao thông vận tải tương ứng với các đơn vị hành chính tỉnh, thành phố độc lập. Dưới sở giao thông vận tải là các đoạn quản lý cầu đường bộ, hiện nay có một số đoạn đã đổi tên thành công ty quản lý và sửa chữa cầu đường bộ. Dưới đoạn là các hạt quàn lý đường bộ. ì. 1.1.3. Hệ thống quản lý cầu đường sắt Ngành đường sắt Việt Nam được tổ chức theo đơn vị công ty. Tồ chức cao nhất của ngành đường sẳt là Tổng công ty Đường sất Việt Nam. Dưới Tồng Công ty Đường sắt Việt Nam có ba Tổng công ty thành phần: - Tổng công ty Đường sắt I quàn lý các tuyến đường sẩt Hà Nội - Hái Phòng, Hà Nội. 12
- Lạng Sơn, Hà Nội - Thái Nguyên, Kép - Băi Cháy và Hà Nội - TP. Hà Nội đoạn từ Hà Nội đến Đồng Hới tinh Quảng Bình. - Tổng công ty Đường sat II quàn lý tuyến đường sắt Hà Nội - TP. Hồ Chí Minh, đoạn tuyến từ ga Đồng Hời đến ga Diêu Trì tinh Bình Định. - Tổng công ty Đường sắt III quản lý tuyến đường sát Hà Nội - TP. Hồ Chí Minh, đoạn tuyến từ ga Diêu Trì đến ga Hoà Hưng thành phố Hồ Chí Minh. Dưới các tồng công ty có các Công ty Quàn lý Đường sắt. Ngoài Tổng công ty Đường sắt Việt Nam còn một số tuyến đường sắt nội bộ cùa các ngành nhu khai thác than, gỗ, khoáng sản... do các đơn vị chủ quản quản lý. Có hai nội dung quàn lý chính: quản lý hồ sơ và quàn lý tình trạng kỹ thuật cùa cầu: 1.1.2. Nội dung quản lý cầu 1.1.2.1. Quản lý hồ sơ cẩu Hồ sơ quản lý cầu thường bao gồm: - Hồ sơ thiết kế. Hồ sơ thiết kế do Ban quản lý công trình bàn giao cho cơ quan quản lý khi công trinh đã được xây dựng xong. Trong hồ sơ bao gồm đầy đủ các số liệu từ căn cứ thiết kế, tài trọng thiết kế, tình hình địa chất, thủy văn, quy trình sừ dụng để thiết kế và toàn bộ các bản vẽ cấu tạo, thi công công trình. Đây là tài liệu rất quan trọng để làm cơ sở cho các quyết định về chế độ khai thác, duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa sau này. - Hồ sơ hoàn công và trạng thái ban đầu của công trình, v ề cơ bản hồ sơ bản vẽ hoàn công giống với thiết kế, tuy nhiên có thể có những sai khác, sửa đồi do thực tế thi công so với hồ sơ thiết kế ban đầu chẳng hạn chiều dài cọc đóng, cọc khoan nhồi ngắn hoặc dài hcm so với thiết kế do địa chất thực tế không giống như trong hồ sơ thiết kế, do những sai số xảy ra trong quá trình thi công. Nói chung một hồ sơ hoàn công và trạng thái ban đầu thường gồm những tài liệu sau: + Hồ sơ mặt bằng sau khi thi công. + Các bản vẽ công trinh sau khi thi công, phản ánh đúng thực tế tình trạng sau thi công (cao độ, kích thước, vật liệu...)- + Biên bản kết luận đánh giá cùa đơn vị thi công, của ban quàn lý công trinh. + Hồ sơ thừ tải nếu có. + Tài liệu tổng kết thi công công trình bao gồm quá trình thi công, những tồn tại chưa giải quyết hoặc giải quyết chưa triệt đề, nhũng khuyết tật, những dự kiến về sự diễn biến cùa công trình như lún của nền đất đắp đường đầu cầu. biến dạng IC thể của Ó kết cấu (những dự kiến này cần căn cứ vào kết quà tính toán và có Ibản tinh ktèm theo). + Những quy định về chế độ khai thác, duy tu và báo dưỡng cầu.. 13
- Hồ sơ kiểm tra cầu: Hiện nay có nhiều hình thức kiểm tra như: kiềm tra thường xuyên, kiểm tra đột xuất, kiểm tra chi tiết v.v... Sau mỗi lần kiểm tra bất kể là kiểm tra thường xuyên, đột xuất hay chi tiết v.v... đều có hồ sơ kiểm tra để bổ sung vào hồ sơ quản lý cầu. Bộ GTVT dă có mẫu hồ sơ kiểm tra, người hoặc đơn vị kiểm tra chi cần điền vào mẫu, những nội dung không có trong mẫu mới cần bồ sung thêm vào hồ sơ chẳng hạn ảnh chụp các hư hòng. - Hồ sơ sửa chữa hoặc tăng cường cầu nếu có. Với những cầu cũ có thể đã có những lần sửa chữa, tăng cường, mở rộng, khi đó cần có hồ sơ thiết kế sừa chữa, tăng cường, hồ sơ hoàn công sau sửa chữa, tăng cường. Ngày nay các hồ sơ quản lý thường được lưu giữ trên máy và tốt nhất có nối mạng từ cơ quan quản lý thấp nhất đến cơ quan quản lý cao nhất của mỗi hệ thống, cần phải coi việc quản lý hồ sơ là một nhiệm vụ quan trọng của cơ quan quản lý. 1.1.2.2. Quản lý tình trạng kỹ thuật của cầu Mục đích của quản lý tình trạng kỹ thuật là để nắm được những hư hỏng hiện có trên công trinh từ đó cỏ những quyết định về chế độ duy tu, bảo dưỡng, chế độ khai thác, tiến hành các sửa chữa hoặc tăng cường cầu và bổ sung vào hồ sơ công trình. Để nắm được tình trạng kỹ thuật của cầu cần tiến hành các công tác kiềm tra như đã nêu ờ trên, sau đây chúng ta nghiên cứu công việc kiểm tra cho các bộ phận chính của cầu. 1.2. CÔNG TÁC KIẺM TRA CÀU 1.2.1. Các nội dung kiểm tra Nhiệm vụ cơ bàn của việc kiểm tra cầu đang khai thác là xác định hiện trạng và rà soát các bộ phận của công trình để đối chiếu với các yêu cầu đặt ra đối với tải trọng đang khai thác. Kiểm tra cầu đang khai thác cũng có thề được tiến hành để giải quyết những vấn đề đặc biệt, ví dụ như: để đề ra phương án sứa chữa và cải tạo (gia cường) công trình, xác định chính xác thêm năng lực chịu tải, và các mục đích khác. Các công việc chủ yếu khi kiểm tra cầu, bao gồm: 1.2.1.1. Tìm hiểu, nghiên cứu hồ sơ kỹ thuật Khi tiến hành kiểm tra và thử nghiệm, xuất phát từ những nhiệm vụ đã đề ra trong đề cương được duyệt, người lãnh đạo công tác kiểm tra và thử nghiệm cầu cần xác định mức độ chi tiết cho việc xem xét hồ sơ kỹ thuật đối với mỗi công trình cụ thể. Việc cung cấp hồ sơ kỹ thuật cần thiết cho việc kiểm tra và thừ nghiệm do các đơn vị và cơ quan đang quản lý khai thác và cơ quan lưu trữ của Nhà nước (Cục Lưu trữ, Tổng cục Khí tượng, Thủy văn...) đảm nhiệm. 14
Hình 1.2: Kiếm tra gối cầu và đo dao động cầu Việc xem xét hồ sơ kỹ thuật cùa cầu đang khai thác bao gồm cà việc nghiên cứu các tư liệu và số liệu cùa những lần kiểm tra và thừ nghiệm trước, trong đó cần làm rõ những chi dẫn cần sứa chữa đề ra trirớc đây đã được thực hiện đến mức độ nào. Ngoài ra, còn phải nghiên cứu các tài liệu liên quan tới việc thực hiện các công việc thuộc bảo dưỡng thường kỳ (trong đó có cả việc phát hiện các hư hỏng), việc sửa chữa, việc theo dõi (quan trấc) lâu dài. 1.2.1.2. Thị sát công trình Khi thị sát công trình phải phát hiện được những hư hỏng ở các bộ phận và các cấu kiện cùa cầu (ví dụ: các vết nứt, các chỗ vỡ, các chỗ cong vênh, chỗ tiếp giáp và chỗ liên kết các bộ phận bị rời ra, những chỗ bị gỉ, những chỗ sạt lờ cùa ta-luy mố (1/4 nón), cùa kè hướng dòng, của gia cố bờ, các hư hòng cùa đường tháo nước, của lớp chống thấm, của khe co giãn, cùa lớp phù trên mặt cầu, và các bộ phận khác...), cầ n chú ý những chỗ do tích tụ không tránh khỏi cùa bụi, rác, nước... mà các hiện tượng bất lợi (sất gi, gỗ mục...) có khả năng phát triển mạnh. Những hư hòng được phát hiện phái được miêu tả đầy đù trong tài liệu kiềm tra như vị trí, kích thước các khuyết tật và hư hòng, chi rõ thời gian xuất hiện và những nguyên nhân có thê của chúng. 15
Những hư hỏng và khuyết tật nguy hiểm nhất cũng như những hư hòng và khuyết tật đặc trưng phải được phản ánh bằng các phác họa hay chụp ảnh. Hình 1.3: Đoàn đi thị sát cầu Trại Trâu - Khu quàn lý IV 1.2.1.3. Đo đạc kiểm tra và lập bản vẽ hiện trạng cầu Việc đo đạc kiểm tra kích thước tổng thể công trình và kích thước các mặt cắt ngang, những chỗ tiếp giáp và các mối liên kết phái được tiến hành nhàm đánh giá mức độ phù hợp cùa các đặc trưng hình học thực tế của công trình với các đặc trưng đã ghi trong các hồ sơ kỹ thuật khi thiết kế, hoàn công, khai thác (có xét đến các dung sai cho phép). Nội dung và khối lượng cần phải tiến hành của việc đo đạc kiểm tra là do người lãnh đạo công tác kiểm tra và thừ nghiệm cầu đề xuất sau khi đã nghiên cứu hồ sơ kỹ thuật và thị sát công trinh. Việc đo vẽ bàng dụng cụ trắc đạc phải được tiến hành theo các điểm cố định chắc chắn hay theo những mốc đặt lâu bền (trong trường hợp cần theo dõi đặc biệt lâu dài) và trong điều kiện thời tiết thuận tiện (tốt nhất là vào thời gian ít nắng gió). Những mốc độ cao thông thường phải được nối vói các hệ thống quốc gia. Trong các tài liệu đo vẽ trắc đạc cần ghi rõ thời gian tiến hành đo vẽ, điều kiện thời tiết, kiều loại và độ chính xác của dụng cụ trắc đạc đã dùng, các mốc chuẩn đã sử dụng. Khi kiểm tra cầu, việc lập các bản vẽ được tiến hành nhàm các mục đích sau: - Đánh giá điều kiện giao thông trên cầu (hay dưới cầu) và xác định các điều kiện đó có phù hợp với các yêu cầu đặt ra không. - Định vị chính xác bằng trắc đạc vị tri các bộ phận và các cấu kiện cùa công trình để các lần kiểm tra sau phát hiện được những thay đổi (chuyển vị, biến dạng) nảy sinh trong quá trình khai thác cầu. - Đánh giá biến động dòng chảy khu vực cầu và hiện tượng xói lờ dưới cầu. Cần đo đạc bằng dụng cụ trắc đạc và lập các bản vẽ sau: - Các mặt cắt dọc của phần xe chạy hay phần người đi (với cầu đi bộ). 16
- Các mặt cắt ngang của phần xe chạy hay phần người đi. - Các mặt cắt dọc các dàn (dầm) chính của kết cấu nhịp. - Bình đồ các dàn (dầm) chính cùa kết cấu nhịp. - Sự phân bố theo chiều cao các phần đặc trưng cùa trụ cầu. Ghi chú: Các dạng bàn vẽ cần thiết lập, các tuyển đo, các mặt cat ngang, và những vị trí cần lập bàn vẽ được ghi trong kế hoạch kiểm ư a và được người lãnh đạo cóng tác kiêm tra cầu quyết định chính xác hơn tại cho, cỏ chú ý đến những chì dân trong mục 1.2.1 trên đây, những nhiệm vụ đã để ra trong để cương, đặc điêm câu tạo cùa cẩu, các bủn vẽ đã có, những kết quả cùa các lan đo vẽ trước và các điểu kiện khác. Khi kiềm tra chiều cao (kích thước) gầm cầu cùa cầu vượt đường khác và cầu dẫn lên cầu chính, cần thiết lập các bản vẽ mặt cắt dọc và mặt cắt ngang cùa những tuyến đường chui qua bèn dưới. Trong những trường hợp cần thiết (như khi phát hiện thấy trụ cầu lún hoặc nghiêng, kết cấu nhịp bị chuyển vị, các vết nứt phát triển V. V...) cơ quan đang quàn lý khai thác cầu phải đặt các mốc lâu bền đặc biệt để tiến hành quan trác theo dõi lâu dài. Các dạng quan trắc thường xuyên cũng như định kỳ (theo dõi, đo đạc) phải dựa trên một kế hoạch chi tiết đặc biệt quy định tùy thuộc vào đặc điểm và tốc độ diễn biến dự đoán cùa các hiện tượng cần theo dõi, nghiên cứu. Kế hoạch này do các đơn vị có đủ tư cách pháp nhân xây dựng. Tùy thuộc vào mục đích và nội dung, các quan trẳc lâu dài này phải được đơn vị chuyên trách thử nghiệm cầu hoặc là cơ quan quản lý khai thác cầu đảm nhiệm. Tùy thuộc vào hiện trạng của cầu và các nhiệm vụ đặt ra khi kiểm tra, có thể có thêm các loại công việc sau: - Kiềm tra chất lượng vật liệu bàng các phương pháp không phá hủy (ví dụ, bàng siêu âm, đo độ cứng, bằng phương pháp phát xạ âm v.v...). - Lấy các mẫu vật liệu để tiến hành thí nghiệm trong phòng (khi phát hiện những sự không phù hợp cùa vật liệu được dùng với các yêu cầu đặt ra). - Nghiên cứu thực trạng dòng chảy. - Tổ chức quan trắc lâu dài bàng máy móc. - Kiểm tra lớp phù mặt cầu. - Những công việc khác có thể mời những đơn vị chuyên ngành tham gia đảm nhiệm. Lưu ý: I. Khi tiến hành kiểm tra chất lượng vật liệu bằng các phương pháp không phá huy, cũng như khi lay mẫu vật liệu đê thí nghiêm trong phòng, cần phải đáp ứng các xêu câu và tuân thù theo tiêu chuân hiện hành. 17
2. Việc lấy mẫu vật liệu chì được tiến hành ở những chỗ, những chi tiết không quan trọng (thứ yếu) cùa công trình. Những cho bị lấy mẫu trong kết cấu phải được bịt, và lại, và khi can, phải được gia cường. Khi kiêm tra cẩu can sứ dụng hệ thống ký hiệu và tính toán đã được thừa nhận trong các tài liệu kỹ thuật cho các bộ phận cùa công trình. Hệ thống này phải được sừ dụng không chi đối với các tài liệu ngoài hiện trường mà còn dùng trong báo cáo kiếm tra. Khi kiếm tra cầu phủi ghi rõ và đánh giá đúng những sai sót phát hiện được ờ công trình (những chỗ làm thiếu, các khuyết tật, những chỗ hư hòng). 1.2.2. Các hình thức và phương pháp kiểm tra Như đã nói ở trên, công tác kiểm tra cầu đang khai thác thuộc chức năng nhiệm vụ cùa các khu và phân khu quản lý cầu đường bộ thuộc bộ GTVT và sờ GTVT các tỉnh, thành phố. Hiện nay, ở nước ta vẫn còn tồn tại nhiều hình thức phân loại công tác kiểm tra cầu đang khai thác. Dưới đây, tài liệu nêu ra tất cả các hình thức kiểm tra đó: 1.2.2.1. Kiểm tra ban đầu Là công việc xem xét tình trạng kỹ thuật cùa cầu bàng trực quan (nhìn, gõ, nghe) hoặc bàng các phương tiện đơn giản và xem xét hồ sơ hoàn công đề phát hiện những khiếm khuyết, hư hỏng của công trình hay bộ phận công trình so với thiết kế. Kiểm tra ban đầu thực hiện đối với tất cả các loại hình công trình từ cầu mới xây dựng xong, cầu đang trong quá trình khai thác hoặc cầu mới sửa chữa xong. 1.2.2.2. Kiểm tra tổng quát Kiểm tra tổng quát bao gồm kiểm tra định kỳ được thực hiện hai năm một lần và kiềm tra bất thường được tiến hành khi có yêu. cầu cần thiết như lũ, lụt, dộng đất hay tai nạn. Kiểm tra tổng quát chủ yếu bàng mắt thường và các thiết bị giản đơn như kính lúp, dụng cụ đo độ mở rộng vết nứt, thước đo dài. Mục đích chính của kiểm tra tổng quát là phát hiện những hư hỏng trên công trinh, tìm nguyên nhân cùa các hư hỏng, lập hồ sơ kiểm tra sau đó tiến hành phân loại công trình. Sau mỗi lần kiểm tra tổng quát hồ sơ kiểm tra phải được lưu trữ trong hồ sơ công trinh. 1.2.2.3. Kiểm tra chi tiết Công tác kiểm tra chi tiết chỉ được tiến hành nếu qua kiểm tra tổng quát công trình được xếp loại D hoặc công trình có những yêu cầu riêng, chẳng hạn kiềm tra để tăng cường cầu, để mờ rộng cầu... Như vậy kiểm tra chi tiết không phái là kiểm tra thường xuyên. 18
Khi kiểm tra chi tiết, tùy theo yêu cầu có thể dùng các máy đo để đo ứng suất, độ võng, dao động cùa công trinh và tiến hành thí nghiệm vật liệu đề đánh giá chính xác khả năng chịu lực cùa công trinh từ đó tìm ra giải pháp sừa chữa nếu cằn hoặc trên cơ sở đó tiến hành thiết kế tăng cường, mỡ rộng cầu. Mục đích cùa kiểm tra chi tiết là đánh giá từng bộ phận và toàn bộ cầu về khả năng chịu lực về sự suy thoái cùa từng bộ phận ờ cả hai lĩnh vực vật liệu và kết cấu. Cơ quan thực hiện là những đơn vị có chức năng kiểm định mà không phải là cơ quan quản lý công trình. Công việc kiểm tra chi tiết phải tiến hành theo đề cương hay thiết kế (ở nước ta hiện nay gọi là báo cáo kinh tế kỹ thuật) đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt. Kiểm tra chi tiết có thể phân chia thành: kiềm tra chi tiết đầu tiên là kiểm tra khi công trinh vira hoàn thành đế thiết lập trạng thái ban đầu và đánh giá khá năng chịu tài cùa công trình so với thiết kế. Kiểm tra chi tiết thường xuyên là kiểm tra theo định kỳ 10 năm một lằn. Kiểm tra chi tiết ngoại lệ là kiềm tra công trình cỏ những hư hỏng do lũ lụt. động đất, tai nạn hay một nguyên nhân nào đó, cũng có thể kiểm tra phục vụ cho việc tăng cường, sửa chữa cầu. Kiểm tra chi tiết có thể thực hiện: - Theo định kỳ đổi với cầu lớn (5 năm hoặc 10 năm một lần). - Theo đề xuất của kiểm tra thường xuyên hay đột xuất khi công trình có những hư hòng cần kiềm tra đánh giá đầy đù và chi tiết hơn. - Phục vụ cho thiết kế sữa chữa hoặc tăng cường cầu. Cơ quan thực hiện: những đơn vị có chức năng quản lý cầu được sự chấp thuận của cơ quan quàn lý. Hình 1.4: Công tác kiếm tra và báo trì cầu thép và BTCT Có thể có hai hình thức kiểm tra chi tiết: kiểm tra chi tiết ban đầu đề lập trạng thái không và đánh giá khả năng khai thác so với thiết kế (có thể gọi là thừ tài và lập trạng 19
thái ban đầu) và kiềm tra chi tiết thông thường (có thể gọi là quàn lý cầu) để đánh giá khả năng chịu lực cùa cầu. 1.2.2.4. Kiểm tra toàn diện Kiểm tra toàn diện bao gồm cả việc kiểm tra đối với cầu, kiểm tra môi trường và kiêm tra các công trình xung quanh. Đây không phải là kiểm tra thường xuyên và chi kiểm tra khi công trình có những hư hòng do tác động cùa môi trường hoặc cùa các công trình xây đựng ờ gần cầu hoặc để tăng cường và mờ rộng cầu cũ mà việc tăng cường hay mờ rộng có thể gây tác động đến môi trường và các công trình xung quanh cầu. 1.2.2.5. Kiểm tra thường xuyên Kiểm tra thường xuyên được tiến hành theo thời hạn như sau: Trong hai năm đầu từ sau khi xây dựng xong cứ 3 tháng kiểm tra một lần, những năm tiếp theo cứ 6 tháng kiểm tra một lần. Mục đích cùa kiểm tra thường xuyên là phát hiện những hư hòng xuất hiện ờ tất cả các bộ phận cầu so với lần kiểm tra trước và so với trạng thái ban đầu từ đó có kế hoạch duy tu, bào dưỡng hoặc nếu cần thì đề xuất lập kế hoạch kiểm tra chi tiết hoặc sứa chữa cầu. Cơ quan kiểm tra: đơn vị quản lý, cụ thể là các công ty quàn lý và sửa chữa đường bộ, với cầu nhỏ có thể phân cấp cho hạt quàn lý đường bộ. Phương pháp kiểm tra: bàng cách quan sát và các dụng cụ thông thường như thang, xe kiểm tra cầu, kính lúp, dụng cụ đo độ mờ rộng vết nứt. Sau mỗi lần kiềm tra, hồ sơ kiểm tra phải lưu trong hồ sơ quản lý cầu. 1.2.2.6. Kiểm tra hàng năm Thời gian kiểm tra: mỗi năm một lần, nên tiến hành vào thời điểm hết mùa mưa lũ. Mục đích của công tác kiểm tra là phát hiện các hư hỏng, đánh giá khả năng khai thác và phân loại cầu, kết quả kiểm tra phải lun giữ trong hồ sơ quản lý cầu làm cơ sờ cho các lần sau, làm cơ sờ để lập kế hoạch sừa chữa nếu cần, công việc kiểm tra chủ yếu được tiến hành bằng quan sát. có thể dùng các dụng cụ thông thường như kính lúp, dụng cụ đo vết nứt, búa, thước. Cơ quan tiến hành kiểm tra: Đơn vị quàn lý, ở nước ta có thể là các công ty quàn lý và sửa chữa đường bộ, trừ các cầu lớn có cơ quan quản lý riêng. 1.2.2.7. Kiểm tra đột xuất Đây không phải là kiềm tra thường xuyên mà là kiềm tra sau lũ lụt, động đất, tai nạn ở thời điểm không trùng với kiểm tra thường xuyên. Nội dung kiểm tra: tất cà các bộ phận cầu. 20
Nếu không trùng với kiểm tra thường xuyên thì hồ sơ kiểm tra đột xuất cũng được lưu giữ trong hồ sơ quàn lý cầu. Hình 1.5: cầu Tông Ngoạn - Nghệ An sau lũ 1.2.2.8. Theo dõi, quan trắc Là quá trinh ghi chép thường xuyên về tình trạng cầu bằng hệ thống theo dõi đã đặt sẵn từ lúc thi công. Thông qua hệ thống theo dõi, quan trắc cỏ thể thu thập, lưu giữ, thống kê các số liệu về tình trạng kỹ thuật cùa KCCT, từ đó dự báo, phát hiện những hư hòng và các tình huống có thể xảy ra đối với công trình. Hình 1.6: Lắp thiết bị quan Irắc trên cầu cần Thơ Đối với các cầu thuộc nhóm quan trọng, cấp đặc biệt cần láp đặt hệ thống theo dõi, quan trắc nhằm thu thập các dữ liệu liên quan đến tình trạng kỹ thuật cùa công trinh theo yêu cầu. Hệ thống này thường được lắp đặt trong quá trình xây dựng cầu. Đơn vị quản lý cầu cần bố trí lực lượng để quản lý, vận hành hệ thống thiết bị theo dõi, quan trắc này. Người tham gia quản lý, vận hành công trình cần được tập huấn dể nám bát được công nghệ, quy trình hoạt động cùa hệ thống thiết bị theo dõi, quan trắc. Thiết kế bố trí lắp đật hệ thống thiết bị quan trắc cầu phái được cơ quan thiết kế có 21