Bài giảng Khai thác cầu đường - Chương II: Công tác kiểm định và gia cố cầu

ác nhip khác trong thời gian thời 
gian gia cố chúng. 
 Khi gia cố các dầm đặc tổ hợp tán thép, người ta gia cố các mối nối bằng cách thay 
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. 
Khi 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 dự 
ứng lực bằng cách: 
+ Làm thanh căng hoặc biên thứ 3 
+ Điều chỉnh biến dạng ở các gối (Hình48c,d) 
a)
c)
b)
d)
Hình 48: Gia cố thay đổi sơ đồ tĩnh học
a) Cấu tạo thanh căng b) Tạo thanh biên thứ ba 
c) Liên tục hoá các nhịp giản đơn d) Xây dựng các trụ đỡ phụ 
Biện pháp gia cố dàn hiệu quả nhất là dùng thép cường độ cao để tạo dự ứng lực (vì không 
phải ngừng xe trong thời gian gia cố) - Hình 49 
Hình 49: Sơ đồ gia cố bằng các thanh ứng suất trước 
a, b) Khi gia cường từng thanh 
c, d) Thay đổi sơ đồ tĩnh học 
e) Dàn liên tục 
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 như 
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 
Để lực ứng suất phân bố đều trên mặt cắt thanh cần bố trí các thanh thép cường độ cao đối 
xứng qua trọng tâm mặt cắt. 
Để giảm độ mảnh và những dao động của các bó thép, cách từng đoạn phải liên kết chúng 
với thanh. 
2.1.4. Gia cố hoặc làm lại hệ liên kết giữa các dàn chủ. 
 Nhược điểm của hệ thống liên kết giữa các dàn chủ của liên kết cấu nhịp cũ là không 
đủ độ cứng, làm cho các dao động lớn khi xe chạy. Chính dao động có hại này làm cho các 
nút liên kết thường phát sinh các vết nứt. 
 Khắc phục: 
+ Thường giảm độ mảnh của các thanh hệ liên kết đến trị số yêu cầu bằng cách tăng 
cường mặt cắt thanh hoặc giảm chiều dài tự do 
 + Giảm chiều dài tự do của thanh liên kết dọc dưới. người ta dùng biện pháp 
liên kết chúng với hệ dầm mặt cầu bằng các thép góc “treo” các liên kết dọc dưới vào hệ 
thống liên kết ngang của dầm dọc hệ mặt cầu, thanh chống giữa dầm dọc và hệ liên kết được 
nối vào điểm giao cắt các thanh liên kết của dầm dọc bằng théo góc 3. (Hình 54) 
Hình 54: Gia cố liên kết dọc dưới 
1. Thép góc 2. Thép góc tạo mối nối 3. Thép góc 
4. Các thanh chéo của hệ liên kết dọc 
2.2 Gia cố cầu bêtông cốt thép và cầu đá: 
2.2.1 Gia cố kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép 
 Kết cấu nhịp bêtông cốt thép có khả nằng chịu tải cao, do vậy ít cần phải gia cố. 
 Ở nước ta gia cố cầu thường xảy ra đối với nhịp dầm hoặc dàn được thiết kế và chế 
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 cốt 
thép hàn (a) , hoặc khung cốt thép hàn (b). 
Khi 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 cốt 
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 
cách hàn qua các thanh xiên và cốt đai. 
 + Đổ bêtông cốt liệu nhỏ hoặc vữa ximăng (mác bêtông ≥300) : Bêtông được 
đổ thông qua các ống dẫn và được đầm chặt bằng các đầm rung liên kết với ván khuôn. 
 Chú ý: để lớp bêtông cũ và mới liên kết tốt với nhau cần phải tạo độ nhám bề mặt 
bêtông cũ và quét lên chúng một lớp keo êpôxi hoặc pôlime với bề dày 1mm. 
Sử dụng phụ gia dẻo, đông cứng nhanh và không co ngót đối với phần bêtông mới đổ 
thêm. 
 Đối với dầm có sườn để tăng cường khả năng chịu lực của mặt cắt có thể dùng 
phương pháp đặt thêm cốt thép và bọc ra ngoài mặt cắt cũ một lớp “áo” bêtông với bề dày 
phía dưới 20cm và bề dày thành biên 5cm, cần bổ sung cả ba loại cốt thép: 
 + Cốt thép dọc trong vùng chịu nén đường kính đến 36mm 
 + Cốt thép xiên và cốt thép đai. 
 Trong khu vực sườn dầm đặt các cốt ngang đường kính 12mm và được đỡ bằng các 
cốt đai ôm cả các cốt chịu lực phía dưới. Khi gia cố dầm người ta thường dùng ván khuôn gỗ. 
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/m3 . 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 
ra vỡ, bong đá xây. 
Khi đó cần đục bỏ vữa xấu cũ, trát mạch xây lại bằng vữa ximăng- cát xây dựng với tỷ lệ: 
1:1 đến 1:2. Loại vữa đem dùng phải đảm bảo: không bị co ngót, hoá cứng nhanh và đạt độ 
dính bám cao, cường độ cao. 
 Các vết nứt của mố trụ BTCTcó thể được tiêm hoặc bịt bằng bêtông pôlime và keo 
êpoxy. Trong trường hợp cần thiết nên đặt cốt thép và đỡ bêtông tạo đai vòng quanh thân trụ 
hoặc đổ bêtông một lớp ngoài dày ít nhất 12cm bọc ngoài thân trụ cũ. 
 Đối với xà mũ cũng sửa như vậy. 
 Có thể dùng bêtông phun thay cho việc đổ bêtông với ván khuôn thông thường. 
2.3.1 Gia cố mố 
Nếu đất đắp nền đường sát ngay sau mố bị lún hoặc vì lý do nào đó có lực đẩy ngang lớn
có thể giải quyết bằng cách: 
+ Đào bỏ đất đắp cũ thay bằng các loại hạt thô (sỏi, cuội, hoặc đá hộc) 
+ Có thể làm lại bản quá độ sau mố: 
 - Làm lại bản quá độ có chiều dài 3-6 mvà dày 20-30cm bằng bêtông cốt thép.
 - Kéo dài thêm một nhịp cầu nữa vào phía bờ. Như vậy mố mới ở trong bờ. 
 Trong các cầu một nhịp với chiều dài nhịp không lớn có thể dùng các thanh chống 
ngang giữa hai mố để tăng cường ổn định. (Hình 63a) 
 Trường hợp cần gia cố phía trước mố vùi có thể dùng biện pháp mở rộng móng phía 
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: kết 
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. 
 + Hút nước rồi xử lý mở rộng móng. 
 + Phần bêtông gia cố móng được đổ cách đáy móng ít nhất 1m. Phía 
trên đúc sẵn lớp bêtông bọc quanh móng tạo nên một công xon cách lớp bêtông đáy khoảng 1 
- 1,5m. 
 + Để tăng hiệu quả gia cố, người ta dùng hệ thống kích thuỷ lực kích 
đạp ở hai lớp giữa bêtông sau đó đổ bêtông nhét đầy khoảng trống. 
 Đối với móng cọc, để làm tăng khả năng chịu lực phải đóng thêm cọc hoặc khoan nhồi 
bổ sung vào móng cũ. Tốt nhất là dùng biện pháp khoan nhồi vì chúng không gây ra mất ổn 
định đối với trụ và móng cũ.