Bài giảng Khai thác cầu đường - Chương I: Công tác khai thác, bảo quản và sửa chữa cầu

à 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 ÷700 (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. 
 Dùng bản thép hoặc thép góc táp vào cấu kiện tại các vị trí có vết nứt, lỗ thủng hay tiết hiện giảm yếu. 
 Bản thép đựoc táp ở hai phía và phủ kín toàn bộ tiết diện của cấu kiện và đựoc liên kết bằng bulông cường độ cao 
(H13b,c,d) 
Hình 13: Sửa chữa vết nứt và khuyết tật 
a) Hàn phủ vết nứt ; 
b,e) Phủ kín vết nứt bằng táp thép bản với liên kết bulông cường độ cao 
1. Bản đệm 2. Thép bản táp 
 3. Bulông cường độ cao 4. Bulông cường độ cao mới 
c,d) Phủ vết nứt bằng táp thép góc với liên kết bulông cường độ cao 
g) Khắc phục khuyết tật bằng tán thép bản với liên kết hàn 
3.3/ Công tác thay thế đinh tán 
Các đinh tán hư hoảng được thay thế bằng bulông cường độ cao. Khi bulông cường độ cao được lắp ở những vị trí chịu 
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 
của tải trọng. Nguyên nhân gây ra vết nứt 3 là do làm sai quy trình công nghệ chế tạo kết cấu nhịp 
 Vết nứt 4 ở cánh dầm phát sinh chủ yếu do cốt thép dọc ở phía dưới bị kéo quá căng và do tác dụng của mô men trong 
quá trình lao dầm.Đối với dầm giản đơn vết nứt này khép lại trong quá trình khai thác dưới tác dụng của tải trọng tĩnh tải 
và hoạt tải. 
 Vết nứt 5 ở bầu dầm cho thấy công tác căng cốt thép chư đạt yêu cầu (lực căng chưa đủ), có sự mất mát ứng suất lớn 
(do co ngót, từ biến của bêtông) và do không đảm bảo sự làm việc bình thường của cơ cấu neo (vết nứt này thúc đẩy sự 
phát triển gỉ). 
 Vết nứt dọc ở bầu dầm nén trước 6 xuất hiện chủ yếu trong những năm đầu của quá trình khai thác (tạo điều 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 như 
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). 
 Việc bảo dưỡng bêtông và tháo dỡ dàn giáo, ván khuôn phải tuân thủ theo quy trình kỹ thuật). 
3. Kiểm tra và sửa chữa mố trụ cầu 
3.1 Công tác kiểm tra mố trụ cầu và những hư hỏng chủ yếu 
 Nhằm xác định thực trạng của từng cấu kiện nói riêng và tổng thể công trình nói chung. Cần xem kỹ để xác định vị trí, 
kích thước, các hư hỏng và dấu hiệu xuất hiện của chúng. 
 + Phương tiện và thiết bị: giống như cầu bêtông. 
 + Kết quả điều tra được ghi lại đầy đủ trong hồ sơ khai thác cầu. 
 + Đối với phần mố, trụ nằm trong nước và đất thì công tác kiểm tra gặp nhiều khó khăn đòi hỏi cần phải có thợ nặn. 
Những hư hỏng hay gặp: 
 + Hiện tượng phong hóa và xâm thực bề mặt 
 + Hiện tượng nứt nẻ, sứt rỗ và vỡ mặt 
 + Bản thân trụ bị chuyển vị do lún, trượt, nghiêng. 
 Trong quá trình khai thác, bề mặt trụ thường xuyên chịu tác động phong hoá. Quá trình này diễn ra đặc biệt mạnh ở 
phần có mực nước thay đổi. Biểu hiện ở bề mặt của trụ: + Hiện tượng bong tróc, long lở bề mặt 
 Các công trình cầu ở vị trí sông gần các nhà máy, khu công nghiệp thì ohần trụ chìm dưới nước dễ bị ophá hoại bởi 
xâm thực hoá học của nước từ các phế thải đổ vào sông.(Hình 18) 
Các vết nứt ở gần trụ: 
 + Nứt mặt 
 + Nứt sâu 
 + Nứt xuyên thấu 
Nguyên nhân và sự phát triển của vết nứt có thể xác định thông qua bề mặt ngoài của chúng. 
 Ví dụ: + Khi các vết nứt có độ mở rộng lớn ở phần dưới và thu hẹp ở phần trên cho thấy trụ có thể bị lún không đều và 
khả năng chịu tải của đất nền không đủ. (Hình 19a) 
 + Khi gối tựa không đảm bảo biến dạng tự do cũng xẽ 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 ... 
 Những 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 của 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 trựơt của trụ đựơc xác định bằng máy kinh vĩ (khi đo người ta thường gắn vào trụ các mốc đặc biệt tại 
vị trí đặt mia). 
 3.2 Sửa chữa mố trụ cầu 
 Nguyên tắc sửa chữa mố trụ cầu tương tự như sủă chữa kết cấu nhịp bêtông cốt thép. Khác biệt, ở mố trụ thường lớn 
hơn và có những phần việc phải thực hiện ở dưới nước. 
 Đối với những vết nứt có độ mở rộng và chiều sâu lớn thì việc chét vữa ximăng không mang lại hiệu quả như mong 
muốn. Trường hợp này ta phải dùng đai thép hoặc đai bêtông cốt thép để khắc phục khuyết tật. 
 Đai bêtông cốt thép thường được dùng để sửa chữa hư hoảng của phần trụ ở trên cạn. 
 Đai thép được dùng cả ở trên cạn lẫn dưới nước. 
Các đai thép và bulông liên kết phải có lớp bảo vệ để tránh hiện tượng ăn mòn, đặc biệt khi công trình ở vùng nước mặn 
hoặc sông có phế thải công nghiệp đổ vào. 
 Trước khi tiến hành sửa chữa, phần mặt trụ phải được làm sạch bằng bàn chải sắt hoặc vòi sói... 
 Phương pháp “áo” bêtông hoặc “áo” bêtông cốt thép cũng được áp dụng rộng rãi 
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) 
Hình 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