ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHẠM QUANG HIỂN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ NÂNG

CẤP TẢI TRỌNG CẦU NAM Ô CŨ

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Đà Nẵng - Năm 2018

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. HOÀNG PHƯƠNG HOA

Phản biện 1: ……………………………………….

Phản biện 2: ……………………………………….

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp

thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông họp tại Trường Đại

học Bách khoa vào ngày …..tháng …… năm 2018.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học

Bách khoa

- Thư viện Khoa Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông - Đại

học Bách khoa

1

MỞ ĐẦU

1. Ly do chon đê tai:

Giai đoạn hiện nay, cung vơi sư mơ cưa cua nên kinh tê va tăng

trương nhanh cua nên kinh tê nươc ta đa thuc đây manh me tôc đô

phat triên cua nganh xây dưng noi chung va hê thông câu đương bô

noi riêng dân đên hệ thống cầu trên cac tuyên quôc lô được xây dưng

trong giai đoan trươc đây đều bị xuông câp va hư hỏng nặng do vấn

đề quá tải gây ra như hiện tượng nứt ngang bụng dầm khu vực gần

giữa nhịp do thiếu mô men kháng uốn, nứt xiên tại sườn dầm và nứt

dọc theo nách dầm khu vực đầu nhịp do thiếu sức kháng cắt và do

ứng suất kéo chủ gây ra.

Trong điều kiện nền kinh tế nước ta hiện nay còn nhiều khó khăn,

chưa đủ điều kiện kinh phí để đầu tư xây dựng cầu mới thay thế, việc

duy trì khả năng khai thác của cầu cũ vẫn phải được thực hiện. Vì

vậy vấn đề sửa chữa và gia cường cầu yếu để nâng cấp tải trọng

nhằm tháo biển hạn chế tải trọng hoặc để đồng bộ biển hạn chế tải

trọng trên tuyến đã trở nên hết sức cần thiết. Trong một vài năm trở

lại đây trên hầu hết các quốc lộ trong cả nước một số cầu yếu đã

được sửa chữa gia cố theo hướng chủ đạo là tăng khả chịu lực cho

kết cấu dầm chủ bằng giải pháp “Làm thêm bản BTCT liên hợp trên

đỉnh dầm chủ đồng thời bổ sung vật liệu chịu kéo cho cốt thép

thường (hoặc thép DƯL) bằng vật liệu polyme cốt sợi các bon dán

vào mặt bê tông khu vực đáy dầm chủ để tăng độ cứng và sức kháng

uốn cho dầm chủ”. Chính vì vậy, hướng nghiên cứu của đề tài về

“Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và nâng cấp tải trọng cầu Nam Ô

cũ” là thật sự cần thiết và có tính thực tiễn cao.

2. Muc tiêu nghiên cưu cua đê tai:

2

Tìm hiểu một số biện pháp gia cường cầu BTCT, BTCT DƯL và

áp dụng vật liệu polymer cốt sợi tăng cường khả năng chịu lực cho

cầu Nam Ô cũ nhằm nâng cấp tải trọng để tháo biển hạn chế tải trọng

hoặc để đồng bộ biển tải trọng trên toàn tuyến.

3. Đôi tương nghiên cưu:

Kêt câu dâm chu các cầu dầm bê tông cốt thép và bê tông cốt thép

dự ứng lực nhịp giản đơn trên các tuyên quôc lô thuôc đia phân Cuc

Quan ly đương bô III quan ly.

4. Pham vi nghiên cưu:

Nghiên cứu sử dụng vật liệu polyme cốt sợi để nâng cấp tải trọng

cho kết cấu dầm BTCT và BTCT DƯL.

5. Phương phap nghiên cưu:

- Phương pháp nghiên cứu cơ sở lý thuyết;

- Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu chủ yếu là thống kê,

tổng hợp, phân tích, đánh giá.

- Phương pháp quan sát, kiểm tra, đo đạc thu thập số liệu thực tế.

6. Y nghia khoa hoc va thưc tiên cua đê tai:

Đê tai đa tim hiêu vê khoa hoc môt sô vât liêu chuyên dung va

phương phap gia cương cho kêt câu nhip, tim hiêu phương phap tinh

toan, đanh gia kha năng chiu tai cua câu sau khi gia cương thông qua

thưc nghiêm. Qua đo gop phân hiêu qua cho công tac thiêt kê, gia

cương hê thông câu yêu nhăm nâng câp tai trong hoăc đông bô hoa

tai trong trên toan tuyên quôc lô thuôc đia phân Cuc Quan ly đương

bô III.

7. Bố cục của đề tài

Luận văn chia thành 04 phần:

Phần mở đầu: Trình bày tóm tắt lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội

dung và phương pháp nghiên cứu.

3

Chương I: Tổng quan về các công trình cầu và các biện pháp gia

cường cầu trên địa bàn Cục QLĐB III.

Chương II: Phân tích, đánh giá hiện trạng và cơ sở lý thuyết tính

toán gia cường nâng cấp tải trọng cầu Nam Ô cũ.

Chương III: Tính toán gia cường kết cấu nhịp cầu Nam Ô cũ bằng

vật liệu FRP.

Kết luận và kiến nghị: Trình bày kết quả thu được của đề tài, các

kiến nghị từ kết quả thu được trong đề tài nghiên cứu đồng thời trình

bày hướng phát triển tiếp theo của đề tài.

Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH CẦU VÀ

CÁC BIỆN PHÁP GIA CƯỜNG CẦU TRÊN ĐỊA BÀN CỤC

QLĐB III

1.1. Thực trạng hệ thống cầu:

1.1.1. Thông tin chung:

Trên hệ thống các tuyến Quốc lộ do Cục Quản lý đường bộ III

quản lý có cac tuyến Quốc lộ bao gồm QL1, QL1D, QL14, QL14G,

QL19, QL19C, QL26, QL26B, QL27C, đương Hai Vân - Tuy Loan,

đương Trương Sơn Đông và đường Hồ Chí Minh với tổng chiều dài

hơn 1.800Km trong đó có 628 cây cầu, trong đó cầu BTCT và BTCT

DƯL có 554 cầu. Hệ thống cầu đang khai thác trên các tuyến quốc lộ

này hầu hết được xây dựng trước năm 1979 (chủ yếu được Mỹ xây

dựng trước năm 1975 và một số cầu được Việt Nam xây dựng sau

giải phóng) sử dụng định hình sản xuất dầm chủ và sơ đồ kết cấu

nhịp chủ yếu của nhà máy bê tông Châu Thới (Công ty bê tông 620 -

Cienco 6). Trong giai đoạn này kết cấu nhịp chỉ được thiết kế với tải

trọng HS20-44 theo quy trình AASHTO92 của Mỹ. Giai đoạn hiện

nay, hệ thống cầu được thiết kế vơi tai trong H30-XB80 theo quy

4

trình 22TCN18-79. Trong những năm gần đây trong các dự án mở

rộng Quốc lộ 1, Quôc lô 14 đương Trương Sơn Đông, đương Hâm

Hai Vân - Tuy Loan cac câu đươc xây dựng mới với tải trọng HL93.

Tuy nhiên do nguồn vốn còn hạn chế nên các dự án này vân tân dung

hê thông câu cu sau khi đươc sưa chưa, nâng câp tai trong đông thơi

xây dưng thêm môt đơn nguyên mơi bên canh cac câu cu. Đó là các

tiềm ẩn mất an toàn sự cố cầu có thể xảy ra.

Hệ thống cầu đang dần được đầu tư nâng cấp cải tạo khả năng

chịu tải nhăm đap ưng nhu câu khai thac tuy nhiên chưa được đồng

bộ trên toan tuyên. Trong giai đoạn từ năm 2014 - 2017, Tổng cục

đường bộ Việt Nam đã có nhiều dự án nâng cấp, sửa chữa cầu trong

đó có Dự án sửa chữa gia cường cầu nhằm nâng cấp tải trọng đê tháo

biển hạn chế tải trọng hoặc để đồng bộ biển hạn chế tải trọng trên

tưng tuyên quôc lô trên ca nươc.

1.1.2. Các dạng hư hỏng, sự cố thường gặp:

1.2. Những vấn đề đặt ra cho hệ thống cầu trên địa bàn Cục

QLĐBIII:

Thực trạng hệ thống cầu yêu trên địa bàn Cục Quản lý đường

bộ III trải dài trên địa bàn 6 tỉnh Nam Trung bộ (từ Đà Nẵng -

Khánh Hòa) và 4 tỉnh thuộc khu vực Tây Nguyên (Kon Tum -

Đắk Nông) gồm 88 cầu nằm rải rác trên 17 Quốc lộ. Trong 88 câu

yêu trong đia ban Cuc III co 17 câu trung vơi cac dư an XDCB

hoăc dư an sưa chưa gia cương đa triên khai, cac câu con lai cân

đươc đâu tư sửa chữa, gia cường để nâng đồng bộ tải trọng trên

tuyến: Giữ nguyên khổ cầu cũ, sửa chữa, gia cường để đồng bộ

theo 2 cấp độ:

- Cấp độ 1: Tháo dỡ biển hạn chế tải trọng (Các cầu nằm trên

QL1 và QL19 có các cầu thiết kế với tải trọng H30-XB80 đang cắm

5

biển hạn chế tải trọng hoặc đã bị hư hỏng, xuống cấp).

- Cấp độ 2: Nâng tải trọng đồng bộ phù hợp với tải trọng khai

thác chung của tuyến và khả năng đáp ứng gia cường của các cầu

trên tuyến, tiếp tục cắm biển hạn chế tải trọng cho 3 loại xe hợp

pháp gồm xe [3], [3-S2] và [3-3].

Vấn đề cần đặt ra là: Trên cơ sơ nguôn kinh phi bao tri va hiên

trang hê thông câu phai đưa ra đươc giai phap sưa chưa, gia cương

hơp ly nhăm giúp hoàn thiện mạng lưới đường giao thông, đáp ứng

nhu cầu vận tải, đồng thời gúp cho các cơ quan quản lý quản lý tốt hạ

tầng cầu, đường bộ và các phương tiện qua lại trên tuyến.

1.3. Tổng quan các giải pháp áp dụng trong công tác sửa chữa,

gia cường cầu yếu:

1.3.1. Gia cường bằng phương pháp dán bản thép.

1.3.2. Gia cường bằng phương pháp căng cáp DƯL ngoài.

1.3.3. Gia cường bằng vật liệu composite cường độ cao (FRP).

1.4. Nghiên cứu công nghệ sử dụng vật liệu FRP trong sửa chữa

và tăng cường cầu BTCT DƯL:

1.4.1. Tổng quan:

Qua các nghiên cứu ở trên cho thấy, với đặc điểm cầu bê tông

hiện hữu ở Cục QLĐB III hiện nay, với đặc điểm áp dụng vật liệu

FRP trên kết cấu hiện hữu phục vụ mục đích tăng cường như đã kể

trên, triển vọng áp dụng vật liệu này rất lớn. Các ưu điểm chính của

vật liệu là:

Giá thành hiện nay không quá lớn, nhiều nhà cung cấp đã có sẵn

tại thị trường Việt Nam như Sika, Tyfo, VSL, Freyssinet... đảm bảo

tính khả thi trong thi công của phương án.

Việc thi công tương đối thuận tiện chỉ bằng các động tác chính là:

Vệ sinh bề mặt bê tông, quét keo epoxy, lắp neo và căng kéo (đối với

6

phương pháp tăng cường chủ động), liên kết tấm, thanh hay tao FRP

vào bề mặt bê tông hiện hữu. Không cần phải thực hiện các biện

pháp bảo vệ gì thêm.

Với các phân tích nêu trên cho thấy, việc áp dụng vật liệu FRP

hiện nay là điều cần thiết, đây là một phương án nghiên cứu thay thế

cho các phương pháp truyền thống hay phương pháp tương đối phổ

biến hiện nay trong kết cấu cầu là phương pháp dự ứng lực ngoài. Vì

vậy, cần thiết phải có một quy trình công nghệ để thực hiện công

việc tăng cường kết cấu nhịp dầm bê tông sử dụng vật liệu FRP hiện

nay.

1.4.2. Khảo sát, kiểm tra phương án tăng cường sử dụng vật liệu

FRP:

Mục đích khảo sát kết cấu nhằm cung cấp các thông tin ban đầu

liên quan đến kết cấu hiện hữu, kiểu và mức độ nghiêm trọng của các

hư hỏng. tính khả thi của phương án tăng cường. Ngoài ra, mục đích

của công tác khảo sát để làm cơ sở đánh giá kết cấu hiện hữu về năng

lực chịu tải và đề ra phương án thiết kế sơ bộ. Trên cơ sở thiết kế đó,

khảo sát tính khả thi của phương án, chi phí thực hiện phương án

tăng cường. Các nội dung khảo sát bao gồm:

- Các thông tin về phương án thiết kế hiện hữu.

- Lịch sử thi công công trình nếu có.

- Các thông tin về vật liệu: Bao gồm các thông tin trong quá trình

thi công về bê tông: các thành phần cấp phối bê tông, các kết quả nén

mẫu bê tông, thép, các kết quả thí nghiệm thép... Trong quá trình

khảo sát, nếu thiếu các thông tin nêu trên hoặc kết cấu bị xuống cấp

cần phải đánh giá mức độ xuống cấp thì cần phải tiến hành lấy mẫu

tại hiện trường để có số liệu sát với kết cấu.

7

Đối với việc kiểm tra kết cấu hiện hữu xem có phù hợp với

phương án tăng cường sử dụng CFRP bao gồm: Công tác kiểm tra

ngoài hiện trường và công tác đánh giá kết cấu nội nghiệp. Nhìn

chung, phương án sử dụng CFRP có tính khả thi cao vì lợi thế thi

công thuận tiện hơn nhiều phương án tăng cường khác do vậy sử

dụng phương án này khả thi cho hầu hết các kết cấu nhịp cầu hiện

hữu. Công tác nội nghiệp trong phòng nhằm mục đích kiểm tra xem

phương án sử dụng CFRP có hợp lý hay không thông qua kết quả

tính toán và đánh giá khả năng chịu tải của kết cấu trước và sau khi

tăng cường.

1.4.3. Lựa chọn dạng vật liệu FRP:

Vật liệu FRP có nhiều loại với nhiều tính năng khác nhau do vậy

lựa chọn vật liệu FRP phụ thuộc vào các yêu cầu:

- Yêu cầu về năng lực chịu tải kết cấu từ đó dẫn tới yêu cầu về

việc sử dụng

- Yêu cầu về điều kiện môi trường xung quanh kết cấu

- Yêu cầu về thi công

- Yêu cầu về giá thành

Có nhiều loại vật liệu FRP khác nhau phụ thuộc vào thành phần

sợi trong cấu thành vật liệu FRP. Mỗi loại sợi dẫn tới đặc trưng cơ lý,

tính bền, tính dẻo khác nhau như đã trình bày ở các mục trên.

- Vật liệu CFRP với cấu thành sợi các bon

- Vật liệu GFRP với cấu thành sợi thủy tinh

- Vật liệu AFRP với cấu thành sợi aramid

Dạng cấu tạo của vật liệu FRP cũng rất phong phú: Dạng tấm

đồng hướng, tấm dị hướng, dạng dải, dạng thanh...

Nhìn chung, đối với yêu cầu của công trình cầu, đặc biệt là cầu bê

tông dự ứng lực và nhu cầu nâng cấp tải trọng hiện nay thì ở Việt

8

Nam, loại FRP phù hợp với các yêu cầu tăng cường trên phổ biến

vẫn là loại CFRP dạng tấm và dạng thanh hoặc tao xoắn.

1.4.4. Công nghệ thi công.

1.5. Kết luận chương 1:

Hệ thống cầu trên địa bàn tỉnh Cục Quản lý đường bộ III được

xây dựng qua nhiều thời kỳ, kết cấu đa dạng nhưng tập trung chủ yếu

là vật liệu bê tông cốt thép, bê tông côt thep DƯL; tải trọng cầu

không đồng bộ trên các tuyến. Tốc độ phát triển kinh tế nhanh kéo

theo lưu lượng giao thông qua địa bàn ngày càng tăng cả về số lượng

lẫn tải trọng. Điều đó làm cho hệ thống cầu suy giam cương đô va

xuông câp nghiêm trong không đáp ứng được năng lực chịu tải.

Các hư hỏng chính tập trung vào sư suy giam cương đô va mât

ôn đinh tông thê cua kêt câu nhip, kêt câu mô tru câu. Các dạng

hỏng chính vê suy giam cương đô là: Đưt cap DƯL đôi vơi câu

BTCT DƯL, nứt thăng goc tai đay dầm ơ vi tri giưa nhip va nưt xiên

tai đâu nhip trên gôi, nưt doc nach dâm đôi vơi cac câu bê tông côt

thep DƯL dang bung ca, tróc vỡ bê tông, rỉ cốt thép gây rộp lớp bê

tông bảo vệ. Cac dang hư hong chinh vê mât ôn đinh tông kêt câu

nhip la: Nưt vơ bê tông môi nôi doc, ri đưt cap DƯL ngang đôi vơi

cac câu BTCT DƯL, hư hong liên kêt ngang hoăc thiêu liên kêt

ngang. Ngoai ra xuât hiên cac hư hong khac: hư hỏng khe co giãn,

gãy lan can cầu, phần tiếp giáp giữa cầu và đường....

Vì vậy vấn đề sửa chữa và gia cố cầu yếu nhằm đảm bảo an toàn

giao thông và kéo dài thời gian khai thác đã trở nên hết sức cần thiết.

Một số giải pháp sửa chữa cầu yếu (Công nghệ dán bản thép để tăng

sức kháng uốn & kháng cắt, Công nghệ căng cáp DƯL ngoài để tăng

sức kháng uốn) được sử dụng đã phát huy được tác dụng to lớn, tuy

nhiên với từng giải pháp trên vẫn còn tồn tại những mặt hạn chế cần

9

khắc phục. Cùng với sự phát triển của công nghệ tấm chất dẻo được

tăng cường bằng cốt sợi (Fiber Reinforced Polyme - FRP) được

nghiên cứu và phát triển ứng dụng trong thực tế đã mang lại sự lựa

chọn hấp dẫn hơn so với phương pháp dán bản thép hoặc tăng cường

dự ứng lực ngoài.

Trong phạm vi luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu giải

pháp gia cường kết cấu nhịp nhằm nâng cấp tải trong cho các cầu

dầm bê tông cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực bằng vật liệu

polyme cốt sợi các bon dán vào mặt bê tông khu vực đáy dầm chủ để

tăng độ cứng và sức kháng uốn cho dầm chủ góp phần nâng cao hiệu

quả khai thác, kéo dài tuổi thọ công trình cầu.

Chương 2 - PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ CƠ

SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN GIA CƯỜNG NÂNG CẤP

TẢI TRỌNG CẦU NAM Ô CŨ

2.1. Giới thiệu chung:

Cầu Nam Ô (cũ), Km917+198, Quốc lộ 1 thuộc địa phận quận

Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.

- Cầu gồm 13 nhịp giản đơn dầm BTCT DƯL, Lnhịp=24,7m.

- Chiều dài toàn cầu: Ltc=328,15m.

- Mặt cắt ngang nhịp gồm 10 dầm chủ dạng chữ “T” BTCT DƯL,

chiều cao dầm H=1.04m; chiều dày bản cánh 15cm, chiều dày sườn

dầm 16cm. Khoảng cách giữa tim các dầm chủ 0.96m.

- Khổ cầu: Nhịp N1 đến nhịp N3: B=8.54+2x0.5= 9.54m, hai bên

là gờ chắn bằng BTCT rộng 0.5m. Nhịp N4 ÷ N13: B = 7.6+2x1.26=

10.12m, hai bên là lề bộ hành rộng 1.26m khác mức với mặt cầu xe

chạy.

- Cầu được thiết kế với tải trọng HS20-44.

10

Cầu nằm ơ vi tri cửa biển, chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi

trường biển. Tư năm 1989 đên nay cầu đã được sửa chữa nhiều lân

để duy trì khả năng khai thác. Năm sửa chữa gần nhất vào năm 2013

đã thay thế hệ dầm chủ N1 đến N3.

Theo kết quả kiểm định mới nhất thực hiện tháng 5/2016 thuộc

Dự án tín dụng ngành GTVT để cải tạo mạng lưới đường Quốc gia

lần 2 cầu được cắm biển khai thác với tải trọng của 3 xe tải hợp phap

[3], [3-S2] và [3-3] lần lượt là: 18T:22T:25T.

Thời gian gần đây, công trình cầu tiếp tục xuất hiện nhiều hư

hỏng vì vậy cầu đang khai thác với xe tải có tổng số trục < 3trục. Đối

với xe tải có số trục > 3 trục thì được phân luồng qua 1 làn xe bên hạ

lưu cầu mới..

2.2. Hiện trạng cầu:

2.2.1. Kết cấu phần trên:

- Hệ dầm chủ xuất hiện các vết nứt tại đáy dầm và sườn dầm; các

vết nứt tập trung ở giữa nhịp, bề rộng vết nứt từ 0,05-0,2mm. Một số

dầm đã bị bong tróc bê tông đáy dầm lộ cốt thép; Theo kết quả khảo

sát có tổng cộng có 29 dầm hư hỏng nặng.

- Phạm vi đầu dầm các nhịp N4-N13 đã xuất hiện các vết nứt

thẳng đứng kéo dài từ đáy dầm lên cánh dầm. Bề rộng vết nứt từ 0.2-

0.5mm; một số vị trí bề rộng vết nứt lên đến 0.8-1mm.

- Hệ liên kết ngang: Mỗi nhịp có 05 dầm ngang BTCT gồm 02

dầm tại đầu nhịp và 03 dầm tại vị trí giữa nhịp. Mối nối giữa các dầm

ngang sử dụng mối nối khô. Hiện tại hệ liên kết ngang từ nhịp N4-

N13 đã bị hư hỏng bong tróc hoặc bong vỡ bê tông bảo vệ lộ cốt thép,

hư hỏng vỡ mối nối. Các cáp DƯL ngang đã bị gỉ đứt không còn tác

dụng làm lề bộ hành và dầm biên bị nghiêng lệch ra sông.

- Hệ gối cầu bằng gối cao su cốt bản thép, Theo kết quả khảo sát

11

hiện tại, toàn bộ gối cầu các nhịp N4-N13 đã lão hóa và bị bẹp hoàn

toàn; dầm chủ kê trực tiếp đá kê gối hoặc trực tiếp lên xà mũ trụ cầu.

- Mặt cầu xe chạy: Hiên tai lơp phủ BTN tại các nhịp có hiện

tượng bong tróc, trơ đá. Đặc biệt tại các nhịp N4-N7 mặt nhựa bị dồn

u, bong tróc từng mảng lớn gây xung kich va mất ATGT. Lớp BTCT

tăng cường bị bong vỡ tạo ổ gà trên cầu. Tại hầu hết các nhịp này

bản BTCT có hiện tượng nứt vỡ cục bộ gây thấm nước xuống khe

nối dọc giữa các dầm chủ.

2.2.2. Kết cấu phần dưới:

- Toàn cầu có 12 trụ dạng trụ thân cọc, xà mũ trụ bằng BTCT đặt

trên hệ các cọc ống thép đường kính D60cm bên trong nhồi BTCT.

- Các trụ T6-T11 đã được bọc bê tông cốt thép bảo vệ trong phạm

vi lên xuống mực nước thủy triều. Hiện tại phần bê bảo vệ đã bị nứt,

bong vỡ bê tông ở một số vị trí, phần cọc thép trên phạm vi bọc bị gỉ

nhẹ; phần cọc thép dưới mực nước bị gỉ nặng.

- Các trụ còn lại chưa được bọc BTCT, hiện phần vỏ thép nằm

trong mức thủy triều lên xuống bị rỉ nặng, thép bong thành từng lớp,

phần trên mực nước triều bị gỉ nhẹ.

2.3. Đánh giá tải trọng khai thác:

Thang 5/2016 câu Nam Ô - Km917+198 đươc cho phep thư tai va

kiêm đinh câu nhăm đưa ra tai trong khai thac thưc tê. Kêt qua kiêm

đinh, tinh toan nôi lưc (phụ lục tính) cho kêt câu dâm chu do hoat tai

như sau:

Loại xe RF Tải trọng

xe (Tấn)

Tải trọng kiến nghị

khai thác (Tấn)

Theo tính

toán Kiến nghị

HL93 0,50 HL93 0,5*HL93 0,5*HL93

12

Loại xe RF Tải trọng

xe (Tấn)

Tải trọng kiến nghị

khai thác (Tấn)

Theo tính

toán Kiến nghị

Xe tải đơn chiếc [3] 0,87 22,25 18,04 18,00

Xe tải đơn chiếc [3S-2] 0,79 32,04 22,32 22,00

Xe tải đơn chiếc [3-3] 0,80 35,60 25,67 25,00

2.4. Mô hình làm việc của vật liệu FRP trong kết cấu nhịp dầm

BTCT DƯL được tăng cường:

2.4.1. Bê tông.

Trong trạng thái giới hạn sử dụng, bê tông coi như vật liệu đàn

hồi với các thông số như sau:

Biêu đô quan hê Ưng suât - Biên dang cua bê tông

2.4.2. Cốt thép.

Cốt thép sử dụng trong kết cấu bê tông thông thường là loại AII

hay AIII theo TCVN 1651-1985 hoặc grade 420 theo tiêu chuẩn

22TCN272-05. Cốt thép thông thường có độ dãn dài tương đối lớn

13

trước khi bị kéo đứt vì vậy được coi là đạt tới TTGH khi đạt đến giới

hạn chảy fy.

2.4.3. Thép dự ứng lực.

Thép dự ứng lực được tính tới cường độ danh định. giả thiết là dù

đạt đến giới hạn kéo đứt danh định fps thì mô đun đàn hồi của thép

vẫn không đổi Ep=197,000 Mpa nếu không có các số liệu thí nghiệm

cụ thể. Khi đó biến dạng trong thép sẽ theo quan hệ p=fpsp

2.4.4. Vật liệu CFRP

Vật liệu FRP có nhiều dạng với các thông số có thể thay đổi

tương đối lớn. Đặc tính của vật liệu này phụ thuộc vào dạng vật liệu

sử dụng làm cốt sợi và phân bố của dạng sợi. Tùy theo mục đích sử

dụng mà có thể chọn loại vật liệu tương ứng căn cứ vào điều kiện thi

công, điều kiện có sẵn của vật liệu và điều kiện về giá thành.

Đặc tính của vật liệu được giả thiết là tuyến tính cho đến khi phá

hoại.

2.5. Thiết lập, xây dựng mô hình và tính toán nhịp cầu BTCT

DƯL khi được tăng cường vật liệu FRP.

2.5.1. Các giả thiết tính toán:

Các giả thiết sử dụng phổ biến trong tính toán kết cấu tăng cường

bằng CFRP đặt trong các trạng thái chịu lực của kết cấu. Ở trạng thái

chịu uốn, các giả thiết tính toán tương tự như đối với tính toán các

kết cấu bê tông thông thường. Các giả thiết cơ bản bao gồm:

- Việc tính toán kết cấu dựa trên hai giả thiết cơ bản là cân bằng

tĩnh mặt cắt và sự tương thích về biến dạng.

- Mặt cắt phẳng vẫn được duy trì sau khi chịu uốn, các biến dạng

trong thép và bê tông được giả thiết là tỉ lệ với khoảng cách tới trục

trọng tâm dẻo.

- Ứng biến lớn nhất trong bê tông chịu nén là =0.0035

14

- Ứng suất trong cốt thép được tính bằng mô đun đàn hồi Es nhân

với biến dạng s. Trường hợp ứng suất lớn hơn giới hạn chảy của

thép là fy thì giá trị lấy là fy.

- Không có sự trượt giữa CFRP và bê tông.

- Bỏ qua cường độ chịu kéo của bê tông trong tính toán chịu uốn.

- Quan hệ giữa sự phân bố ứng suất nén và biến dạng của bê tông

dựa trên giả thiết hình chữ nhật (ngoài ra có thể dựa trên giả thiết

phân bố dạng parabol hay dạng đa giác). Trường hợp lấy phân bố

dạng chữ nhật, các giả thiết cụ thể cần phải được tuân thủ như sau:

+ Ứng suất trong bê tông là 0.85f’c phân bố đều trong vùng chịu

nén trong phạm vi a=1c.

+ Chiều cao vùng chịu nén c được xác định bằng sự cân bằng

tĩnh của mặt cắt và được đo bằng từ chiều cao từ thớ chịu nén ngoài

cùng tới trọng tâm dẻo của mặt cắt theo hướng vuông góc với trục

cấu kiện.

+ Hệ số 1 được lấy bằng 0.85 đối với bê tông có f’c = 28Mpa

và giảm 0.07 ứng với cường độ f’c tăng 7Mpa nhưng không nhỏ hơn

0.65

- Quan hệ ứng suất - biến dạng của thép và bê tông như đã chỉ ra

trong các tính năng cơ học về vật liệu nêu trên.

- CFRP được giả thiết là có quan hệ ứng suất - biến dạng tuyến

tính cho đến khi phá hoại.Trạng thái giới hạn sử dụng:

2.5.2. Trạng thái giới hạn cường độ:

2.6. Mục tiêu và mức độ đồng bộ tải trọng của các giải pháp gia

cường.

Cac giai phap sưa chưa, gia cương câu yêu trên cac tuyên quôc lô

nhăm muc tiêu đam bao đông bô tai trong khai thac thưc tê hoăc thao

biên han chê tai trong đăc biêt la trên tuyên QL1. Đê xac đinh mưc

15

đô tai trong câu trên môt tuyên quôc lô sư dung cac phương phap

đanh gia như sau:

- Đánh giá theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFR) trên

cầu đường bộ. Lần đầu tiên có trong sổ tay AASHTO năm 2003 và

được ban hành vào các năm sau chẳng hạn 2011, mới đây nhất là

2013. Đánh giá theo phương pháp này phù hợp với tiêu chuẩn

22TCN 272-05.

- Đánh giá theo ứng suất cho phép - sổ tay AASHTO 1994.

- Đánh giá theo hệ số tải trọng - sổ tay AASHTO 1994.

Về nguyên tắc không ưu tiên cho phương pháp đánh giá nào

nghĩa là bất kỳ phương pháp nào cũng có thể dùng để đánh giá tải

trọng khai thác của cầu. Ở Việt Nam phù hợp với 22TCN 272-05 nên

dùng phương pháp đánh giá theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng.

Đánh giá cầu theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng bao gồm 3 nội

dung riêng biệt.

2.6.1. Đánh giá tải trọng thiết kế.

2.6.2. Đánh giá tải trọng hợp pháp.

2.6.3. Đánh giá tải trọng cấp phép.

2.6.4. Quy trình đánh giá tải trọng.

- Có 3 quy trình đánh giá tải trọng phù hợp với đánh giá theo hệ

số tải trọng và hệ số sức kháng:

+ Đánh giá tải trọng thiết kế (đánh giá cấp thứ nhất).

+ Đánh giá tải trọng hợp pháp (đánh giá cấp thứ hai).

+ Đánh giá tải trọng cấp phép (đánh giá cấp thứ ba).

- Mỗi quy trình có một tải trọng cụ thể với các hệ số tải trọng

được hiệu chỉnh đặc biệt nhằm đảm bảo mức độ tin cậy như nhau và

có thể chấp nhận được trong mọi đánh giá.

- Với một tải trọng cụ thể đánh giá tải trọng biểu thị qua hệ số

16

đánh giá (RF). Trình tự đánh giá:

+ Đánh giá theo tải trọng thiết kế HL93, khi đánh giá theo tải

trọng thiết kế được thể hiện qua hệ số đánh giá RF ≥ 1, tức là cầu

khai thác được với HL93 thì không cần đánh giá tải trọng hợp pháp

vì cầu đã khai thác được với HL93 sẽ khai thác được với tải trọng

hợp pháp. Cầu không cần cắm biển hạn chế tải trọng, cho phép tính

toán đánh giá với tải trọng cấp phép khi cần thiết. Nếu RF < 1

chuyển sang bước 2.

+ Đánh giá theo tải trọng hợp pháp:

Các cầu trên khắp cả nước sẽ cắm biển theo loại biển gồm có 3 xe

tải hợp phap [3], [3-S2] và [3-3].

Chỉ đánh giá tải trọng hợp pháp khi đánh giá HL93 có hệ số đánh

giá RF < 1 ở cấp độ OR.

Nếu đánh giá theo tải trọng hợp pháp có 0,3 ≤ RF < 1 thì phải tính

toán cắm biển hạn chế tải trọng.

Nếu đánh giá theo tải trọng hợp pháp có RF < 0,3 thì phải dừng

khai thác cầu.

+ Đánh giá theo tải trọng cấp phép: Công việc này chỉ được

thực hiện khi đánh giá theo HL93 có RF ≥ 1 hoặc đánh giá theo tải

trọng hợp pháp có RF ≥ 1.

- Mọi cầu đã cắm biển hạn chế tải trọng không đánh giá tải trọng

cấp phép.

17

- Trình tự đánh giá được thể hiện trên sơ đồ sau:

Công thức chung để đánh giá cầu:

Trong đó, RF là tỉ số giữa phần khả năng chịu lực dung cho hoạt

tải và hiệu ứng hoạt tải. Như vậy, khi RF ≥1 thì kết cấu an toàn.

Chi tiết công thức có thể được diễn giải:

- Có ba loại hoạt tải được xem xét đánh giá:

+ Tải trọng thiết kế HL93;

+ Tải trọng để cắm biển: sử dụng 3 xe tải hợp phap [3], [3-S2]

và [3-3];

+ Tải trọng đặc biệt: các xe siêu trường, siêu trọng cần đánh giá

đặc biệt.

18

Trong công thức trên, hệ số RF càng lớn thì khả năng thông xe

của cầu càng lớn. Tăng cường cầu có nghĩa là nâng cao khả năng

chịu tải của cầu, cũng có nghĩa là làm tăng hệ số RF. Như vậy, việc

tăng cường cầu sẽ đi vào hai xu hướng:

- Một là, tăng khả năng chịu tải C (tăng khả năng chịu mô men,

chịu lực cắt hay ứng suất)

- Hai là, giảm tĩnh tải mà cầu phải chịu, giảm CW (thay thế lan

can bằng bê tông bằng lan can bằng thép để giảm tĩnh tải, dùng DƯL

ngoài để chịu phần tĩnh tải của kết cấu nhịp thay vì để cho dầm chủ

chịu, …)

Vi vây, sưa chưa gia cương câu cu đươc thưc hiên trong nhưng

năm vưa qua thưc chât đê phân ra 2 cấp độ đồng bộ tải trọng:

- Cấp độ 1: Tháo dỡ biển hạn chế tải trọng các cầu đang cắm biển

hạn chế tải trọng hoặc đã bị hư hỏng, xuống cấp.

- Cấp độ 2: Nâng tải trọng đồng bộ phù hợp với tải trọng khai

thác chung của môt tuyến quôc lô và khả năng đáp ứng gia cường

của các cầu trên tuyến, cắm cùng một biển hạn chế tải trọng trên một

tuyến cho 3 loại xe hợp pháp gồm xe [3], [3-S2] và [3-3] trong

QCVN41:2016/BGTVT.

2.7. Kết luận chương 2.

Trong chương 2 đã đi sâu tìm hiểu các giải pháp sửa chữa gia

cường hiện tại nhằm mục tiêu nâng cấp tải trọng đối với hệ thống cầu

yếu hiện có. Nêu nguyên lý làm việc và trình tự tính toán của các giải

pháp gia cường, trong đó đi sâu phân tích khả năng tăng cường sức

kháng uốn và kháng cắt với giải pháp gia cường bằng vật liệu

composite cường độ cao cho dầm BTCT DƯL.

Trên cơ sở các giải pháp gia cường, tiến hành tính toán, đánh giá

cầu với tải trọng HL93.

19

Chương 3 - TÍNH TOÁN GIA CƯỜNG KẾT NHỊP CẦU NAM

Ô CŨ BẰNG VẬT LIỆU FRP

3.1. Số liệu thiết kế:

- Kích thước dầm chủ:

3.2. Tính toán hệ số phân bố ngang đối với hoạt tải.

Hệ số phân bố

ngang

Hoạt tải Người

Mômen Lực cắt Mômen Lực cắt

Dầm trong 0.289 0.459 0 0

Dầm ngoài 0.262 0.315 1 1

3.3. Tính toán nội lực trên các tiết diện của dầm

3.3.1. Nội lực do tĩnh tải.

- Đối với dầm trong:

Mặt cắt Kí

hiệu Gối L/8 L/4 L/2

Đơn

vị

Mômen do tĩnh tải I MttI 0.00 271.06 464.68 619.57 KNm

Lực cắt do tĩnh tải I QttI 102.41 76.81 51.20 0.00 KN

Mômen do tĩnh tải II MttII 0.00 98.94 169.62 226.16 KNm

Lực cắt do tĩnh tải II QttII 37.38 28.04 18.69 0.00 KN

20

- Đối với dầm ngoài:

Mặt cắt Kí

hiệu Gối L/8 L/4 L/2

Đơn

vị

Mômen do tĩnh tải I MttI 0.00 271.06 464.68 619.57 KNm

Lực cắt do tĩnh tải I QttI 102.41 76.81 51.20 0.00 KN

Mômen do tĩnh tải II MttII 0.00 46.44 79.61 106.15 KNm

Lực cắt do tĩnh tải II QttII 17.55 13.16 8.77 0.00 KN

3.3.2. Nội lực do hoạt tải HL93 và người:

Mặt cắt Kí

hiệu Gối L/8 L/4 L/2

Đơn

vị

Mômen do hoạt

tải HL93 MHL93 0.00 1031.35 1754.17 2260.06 KNm

Lực cắt do hoạt

tải HL93 QHL93 399.33 332.33 268.85 152.43 KN

Mômen do tải

trọng người Mng 0.00 19.22 32.94 43.92 KNm

Lực cắt do tải

trọng người Qng 36.30 27.79 20.42 9.08 KN

3.3.3. Tổ hợp nội lực: Tổ hợp tải trọng: Tĩnh tải + HL93 +Người

TRẠNG THÁI CƯỜNG ĐỘ I

Mặt cắt L/2 L/4 L/8 Gối

Mômen (kN.m) 2,606.64 1,995.50 1,169.58 0.00

Lực cắt (kN) 145.28 343.67 447.89 555.46

TRẠNG THÁI SỬ DỤNG

Mặt cắt L/2 L/4 L/8 Gối

Mômen (kN.m) 1,688.37 1,289.43 755.33 0.00

Lực cắt (kN) 83.01 212.82 280.59 350.28

3.4. Kiểm tra dầm chủ theo TTGH CĐ khi chưa gia cường:

3.4.1. Kiểm tra sức kháng uốn:

Điều kiện kiểm tra: Mu ≤ Mr = Mn

21

- Hệ số sức kháng: = 1

- Sức kháng uốn danh định được xác định theo công thức:

)2

h

2

a(h)βb(b0.85f')

2

a(dfAM f

f1wcppspsn −−+−=

Bảng kiểm tra sức kháng uốn trên dầm

Mặt cắt Kí hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị

Diện tích cáp dự ứng lực Aps 1,579.36 1,579.36 1,579.36 1,579.36 mm2

Khoảng cách từ thớ nén ngoài

cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL dp 558.75 690.42 822.08 953.75 mm

Chiều rộng bản cánh chịu nén b 900 900 900 900 mm

Chiều dày bản bụng bw 410 160 160 160 mm

Chiều dày cánh chịu nén hf 150 150 150 150 mm

Giả sử TTH đi qua cánh, tính

chiều cao trục trung hoà c 118.52 119.88 120.82 121.51 mm

Kết luận vị trí trục trung hoà

Cánh Cánh Cánh Cánh

Tính lại chiều cao TTH c 118.52 119.88 120.82 121.51 mm

Chiều dày khối ứng suất t/đ a 90.75 91.79 92.51 93.04 mm

Chiều dày bản bụng khi tính Mn bw 900 900 900 900 mm

Ứng suất trung bình trong cáp

DƯL fps 1476.83 1493.75 1505.47 1514.08 Mpa

Sức kháng uốn danh định Mn 1197.42 1520.54 1844.67 2169.43 KNm

Hệ số sức kháng 1.00 1.00 1.00 1.00

Sức kháng uốn tính toán Mr 1197.42 1520.54 1844.67 2169.43 KNm

Mômen tính toán với TTGHCĐ I MHL93 0.00 1,169.58 1,995.50 2,606.64 KNm

Kết luận

Đạt Đạt Không đạt Không đạt

Thiếu (%) - - 8 17

22

Biểu đồ kiểm tra sức kháng uốn

Qua bảng kết quả kiểm tra ở bảng 3.8 ta thấy tại các vị trí L/2 và

L/4 sức kháng Momen của dầm không đạt, thiếu 17% và 8%.

3.4.2. Kiểm tra sức kháng cắt:

Điều kiện kiểm tra: Vu ≤ Vr = Vn

- Hệ số sức kháng: = 0.9

- Sức kháng cắt danh định Vn là giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị:

Vn1 = Vc + Vs + Vp

Vn2 = 0.25fc'bvdv

Trong đó:

s

)sincotg(cotgθdfAV

dbf0.083βV

vyv

s

vv

'

cc

+=

=

Bảng kiểm tra sức kháng cắt trên dầm

Mặt cắt Kí hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị

Mômen tính toán với

TTGHCĐ I MHL93 - 1,169.58 1,995.50 2,606.64 KNm

Lực cắt tính toán với

TTGHCĐ I VHL93 555.46 447.89 343.67 145.28 KN

Chiều rộng mặt cắt bv 410.00 160.00 160.00 160.00 mm

Ứng suất cắt trong bê tông v =

Vu/(bvdv) 2.020 4.174 3.076 1.112

23

Mặt cắt Kí hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị

Tỷ số v/fc' v/fc' 0.0508 0.105 0.077 0.028

Ứng biến trong cốt thép ở

phía chịu kéo do uốn εx 0.00112 0.00200 0.00200 0.00200

θ 38.169 41.000 42.000 43.000 Độ

cotg θ 1.273 1.151 1.111 1.073

1.761 1.650 1.650 1.720

Sức kháng cắt của bê tông Vc 281.728 103.014 107.248 130.733 KN

Diện tích cốt thép chịu cắt Av 226.195 226.195 226.195 226.195 mm2

Góc nghiêng của cốt thép

với trục dọc α 90 90 90 90 Độ

sin α 1.00 1.00 1.00 1.00

cotg α 0.00 0.00 0.00 0.00

Sức kháng cắt của cốt thép đai Vs 536.82 109.91 110.48 124.75 KN

Góc nghiêng của cáp DƯL

0.043 0.043 0.043 - radians

Sức kháng cắt do dự ứng lực Vp 80.91 80.91 80.91 - KN

Sức kháng cắt danh định Vn1 Vn1 899.45 293.84 298.64 255.48 KN

Sức kháng cắt danh định Vn2 Vn2 3,040.04 1,186.36 1,235.12 1,444.31 KN

Sức kháng cắt danh định Vn 899.45 293.84 298.64 255.48 KN

Sức kháng cắt tính toán Vr 809.51 264.45 268.77 229.94 KN

Kết luận

Đạt 0 Đạt 0 Đạt Đạt

Thiếu (%) - 41 22 -

-

Biểu đồ kiểm tra sức kháng cắt

24

Qua bảng kết quả kiểm tra ở bảng 3.9 ta thấy tại các vị trí L/8 và

L/4 sức kháng cắt của dầm không đạt, thiếu 41% và 22%.

3.5. Tính toán gia cường dầm bằng vật liệu sợi FRP:

3.5.1. Tăng cường sức kháng uốn:

Tăng cường bằng tấm sợi Carbon SCH41 có các thông số vật liệu

Mặt cắt Kí

hiệu

Mặt cắt

L/8

Mặt

cắt L/4

Mặt cắt

L/2 Đơn vị

Số tấm sợi n 1 2 2

Chiều dày tf 1 1 1 mm

Chiều rộng bf 400 400 400 mm

Cường độ chịu

kéo ffu' 986 986 986 Mpa

Mô đun đàn hồi Ef 95,800 95,800 95,800 MPa

Độ giãn giới hạn εfu' 0.010 0.010 0.010

Bảng thông số vật liệu của tấm sợi TyFo SCH41

Mô hình tính toán: Sử dụng mô hình tính toán được nghiên cứu

trong chương 2, tính toán sức kháng uốn danh định tại các mặt cắt

1/8, 1/4 và 1/2 nhịp.

Mô hinh tính toán sức kháng uốn

khi gia cường vật liệu CFRP

- Sức kháng uốn của thép DƯL:

25

- Sức kháng uốn của tấm sợi:

- Sức kháng uốn của mặt cắt:

Mặt cắt Kí

hiệu

Mặt cắt

L/8

Mặt cắt

L/4

Mặt cắt

L/2

Đơn

vị

Sức kháng uốn của cáp

DƯL Mnp 1696.44 2014.05 2380.66 KNm

Sức kháng uốn của

tấm sợi Mnf 351.07 492.16 492.08 Mpa

1.00 1.00 1.00

f 0.85 0.85 0.85

Sức kháng uốn sau

tăng cường Mn 1994.85 2432.39 2798.93 MPa

Mômen tính toán với

TTGHCĐ I MHL93 1,115.13 1,903.34 2,490.52 MPa

Kết luận

Đạt Đạt Đạt

Bảng tính toán sức kháng uốn dầm chủ

Biểu đồ tăng cường sức kháng uốn

- Sau khi gia cường sức kháng uốn của dầm đạt kết quả như

bảng sau:

Mặt cắt Gối L/8 L/4 L/2

26

Mặt cắt Gối L/8 L/4 L/2

Mrt (kN.m) 1,340.99 1,702.85 2,065.85 2,429.55

Mrs (kN.m) 1,340.99 1,994.85 2,432.39 2,798.93

Tăng thêm

(%) - 15 15 13

Bảng so sánh sức kháng uốn tính toán của dầm

3.5.2. Tăng cường sức kháng cắt:

Tăng cường bằng tấm sợi TyFo SEH51 có các thông số vật liệu

Mặt cắt Kí

hiệu Gối L/8 L/4 L/2

Đơn

vị

Số tấm sợi Ntam 1.00 2.00 1.00 0.00

Chiều dày tf 1.30 1.30 1.30 1.30 mm

Cường độ chịu

kéo ffu' 460.00 460.00 460.00 460.00 Mpa

Mô đun đàn hồi Ef 20,900 20,900 20,900 20,900 MPa

Độ giãn giới hạn εfu' 0.0170 0.0170 0.0170 0.0170

Chiều cao tấm sợi

chịu cắt dfv 885.00 835.00 835.00 835.00 mm

Chiều rộng tấm

sợi chịu cắt wf 200.00 200.00 200.00 200.00 mm

Khoảng cách giữa

2 tấm sợi Sf 250.00 250.00 400.00 0.00 mm

Bảng tính toán các thông số tăng cường

- Sức kháng cắt sau khi gia cường của mặt cắt:

Mặt cắt Kí hiệu Gối L/8 L/4 Đơn

vị

Sức kháng cắt danh

định của cốt thép min(Vn1,Vn2) 994.36 318.52 314.29 KN

27

Mặt cắt Kí hiệu Gối L/8 L/4 Đơn

vị

Sức kháng cẳt của

tấm sợi fVf 130.81 246.83 77.14 KN

Sức kháng cắt sau

tăng cường Vn 1,012.65 508.82 352.28 KN

Lực cắt tính toán

với TTGHCĐ I Vu 568.24 457.47 350.05 KN

Kết luận Đạt Đạt Đạt

Bảng tính toán sức kháng cắt dầm chủ

Biểu đồ tăng cường sức kháng cắt

- Sau khi gia cường sức kháng cắt của dầm đạt kết quả như

bảng sau:

Mặt cắt Gối L/8 L/4 L/2

Vrt (kN.m) 894.92 286.67 282.86 229.94

Vrs (kN.m) 1,012.65 508.82 352.28 229.94

Tăng thêm (%) 12 44 20 -

Bảng so sánh sức kháng cắt tính toán của dầm

28

3.6. Kết luận chương 3:

Trong chương 3, đã tính toán lại khả năng chịu tải của cầu Nam Ô

cũ ứng với tải trọng thiết kế mới là HL93, các hệ số tính theo Tiêu

chuẩn 22TCN-272-05 của Việt Nam. Qua kết quả tính toán, sức

kháng uốn của cầu không đạt tại các vị trí L/2 (thiếu 17%), vị trí L/4

thiếu (8%). Sức kháng cắt của cầu không đạt tại các vị trí L/4 (22%),

L/8 (41%). Sau khi lựa chọn giải pháp gia cường kháng uốn bằng

dán sợi Carbon SCH41 và gia cường kháng cắt bằng dán sợi TyFo

SEH51 kết hợp với tăng cường ổn định tổng thể cho kết cấu nhịp (bổ

sung bản BTCT liên hợp với dầm chủ, bổ sung dầm ngang và căng

cáp ngang cầu) thì sức kháng uốn và kháng cắt của dầm tại các tiết

diện đều đạt. Cầu khai thác được với tải trọng HL93.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

- Phân tích, đánh giá hiện trạng và giải pháp tăng cường để nâng

cấp tải trọng nhằm tháo biển hạn chế tải trọng hoặc để đồng bộ biển

hạn chế tải trọng trên tuyến và phát huy hiệu quả khai thác hệ thống

cầu trên địa bàn thành phố Đà Nẵng là rất cần thiết trong giai đoạn

hiện nay nhằm phục vụ cho việc đảm bảo an toàn giao thông, phục

vụ nhu cầu đi lại của nhân dân, phát triển kinh tế xã hội của địa

phương.

- Luận văn tập trung phân tích nghiên cứu một số biện pháp gia

cường cầu cũ nhằm nâng cao năng lực, hiệu quả khai thác của hệ

thống cầu trong địa bàn Cục III quản lý.

- Công nghệ dán vật liệu FRP là công nghệ mới. Việc ứng dụng

vật liệu này trong xây dựng còn rất mới mẻ. Tận dụng tính năng bền

với môi trường và có cường độ cao, khả năng dễ dàng thi công đối

29

với các công trình sửa chữa. Tuy nhiên, việc ứng dụng loại vật liệu

này còn nhiều hạn chế do chưa có các tiêu chuẩn trong nước để áp

dụng loại vật liệu này. Hơn nữa, các sản phẩm FRP mang tính

thương mại chưa nhiều.

2. Kiến nghị

Để có thể nâng cấp, đồng bộ hóa tải trọng khai thác trên tuyến

QL1 thuộc địa bàn Cục quản lý đường bộ III quản lý luận văn có một

số kiến nghị như sau:

- Xây dựng hệ thống kiểm soát, quản lý các công trình cầu từ lúc

bắt đầu đưa công trình vào khai thác;

- Sử dụng đồng bộ nhiều giải pháp gia cường kết cấu nhịp, kết

cấu mố trụ cầu nhằm tháo biển tải trọng đối với các cầu cũ trên tuyến

quốc lộ.