Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Kiểm định cầu
Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 1/72 GS.TS. NGUYN VIT TRUNG GIÁO TRÌNH KHAI THÁC, KIM NH, A CHA, NG CNG CU Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 2/72 I NÓI U Giáo trình môn hc: Khai thác, Kim inh, sa cha, tng cng cu có ni dung tng ng i 60 tit ging trên lp Tiêu chun mi v thit k cu 22 TCN 272-05 tuy ã ban hành tháng 8-2005 nhng phn ln các cu c hin có ã c thit k trc ây theo các Tiêu chun c nên các kin thc v tính toán trong Giáo trình này ch yu vn c vit theo Tiêu chun kim nh cu ng và Tiêu chun th nghim cu cng nh theo Quy trình c v tính tóan cu 22 TCN 18- 79 ban hành nm 1979 ca B Giao thông Vn ti. Tác gi mong nhn c s phê bình góp ý ca c gi hoàn thin giáo trình này trong n xut bn sau. Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 3/72 C LC CHNG 1: NHNG VN CHUNG 5 1.1 . K há i quát v m ôn hc : 5 1.2. Tình hình khai thác cu Vit Nam. 5 1.2.1. Tình trng cu cng nc ta hin nay. 5 1.2.2. Tình trng qun lý và khai thác: 5 1.2.3. Kt lun: 6 1.3. Yêu cu chung ca công tác qun lý khai thác 6 1.4. T chc bo dng và sa cha. 7 1.4.1. Bo dng thng xuyên 7 1.4.2. Sa cha ln 7 CHNG 2: 8 KIM TRA VÀ ÁNH GIÁ PHÂN LOI 8 CHT LNG K THUT CÔNG TRÌNH 8 2.1. Khái nim chung 8 2.2. Nguyên tc chung trong vic kim tra, ánh giá cht lng k thut công trình 8 2.2.1. Khái nim 8 2.2.2. Nhng tiêu chun và trình tánh giá phân loi cht lng k thut công trình: 8 2.2.3. Phân loi công tác kim tra 10 2.3. Kim tra dòng nc chy và các công trình u chnh dòng 12 2.4. o c kim tra bin dng và mt bng kt cu nhp cu 12 2.5. Các dng h hng và nguyên nhân xut hin trong các b phn kt cu cu (Cu thép, Cu BTCT, m, tr, gi) 13 2.5.1. i vi kt cu nhp cu thép 13 2.5.2. i vi kt cu nhp cu Bê tông ct thép và Bê tông 14 2.5.3. i vi m tr cu và gi: 17 CHNG 3: 18 TH NGHIM CU 18 3.1. Mc ích, yêu cu 18 3.2. Th ti cu vi ti trng tnh và ti trng ng 18 3.2 .1. Ti trng th c u : 20 3.2.2. Th ti tnh 22 3.2.3. Th ti ng. 23 3.2.4. Phng pháp dùng ten-x-met o ng sut 23 3.3. Thí nghim xác nh các c trng c hc và cht lng ca vt liu kt cu cu 25 3.3.1. i vi kt cu bê tông và kt cu bê tông ct thép 25 3.4. Các thit bo và cách b trí chúng khi th nghim cu 25 3.4.1. Tenxmé t o ng sut 25 3.4.2. Các máy o võng và o chuyn v thng: 26 3.4.3. Dng co góc xoay: 2 6 3.5. X lý, phân tích kt qu th nghim và ánh giá, kt lun v cht lng k thut ca cu. 26 3.5.1. Xét võng 26 3.5.2. Xét ng sut 28 CHNG 4: 29 ÁNH GIÁ NNG LC CHU TI CA CU C 29 4.1. Khái nim chung 29 4.2. Công thc chung tính toán ng cp cu thép ng st. 29 4.2.1. Xét kt cu nhp 29 4.2.2. Xét oàn tàu 30 4.3. Tính ng cp dm ch và h dm mt cu 31 4.3.1. Nguyên tc chung 31 4.3.3. Tính toán cng theo ng sut tip 34 4.3.4. Tính toán theo cng ca liên kt thép góc bn cánh vi bn bng ( bng inh tán, bu lông hoc hàn) 35 4.3.5. Tính toán theo n inh chung 36 4.3.6. Tính toán theo u kin n nh cc b ca bn bng có sn ng tng cng mt ct gi dm. 38 4.3.7. Tính toán theo u kin n nh cc b ca bn bng dm 38 4.3.8. Tính toán theo u kin mi 39 4.3 .9. Tính toán d m dc c t 39 4.3.10. u kin tính toán liên kt dm dc vi dm ngang 41 Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 4/72 4.3.11. Tính toán liên kt dm ngang vi giàn ch 42 4.4. Tính toán các b phn ca giàn ch 43 4.4.1 Tính thanh chu nén theo cng ca bn gin hay thanh ging 43 4.4.2. Tính toán thanh biên trên ca giàn khi tà vt t trc tip lên nó 43 4.4.3. Tính toán nút gi nhn ca giàn 43 4.4.4. Tính toán h liên kt và ging gió 43 4.5. Xét nh hng ca các h hng và khuyt tt các b phn 44 4.5.1. nh hng ca s gim yu b phn do g 44 4.5.2. nh hng ca s cong vênh ca các cu kin 44 4.5.3. nh hng ca các l thng, các ch móp lõm và các vt nt 44 4.6. Tính toán các b phn c tng cng 46 4.6.1. Nng lc chu ti các cu kin kt cu nhp ã c tng cng bng cách thêm thép, c xác nh nh sau: 46 4.6.2. Nng lc chu ti ca cu kin b nén, ã c tng cng bng g 46 4.7. Các ch dn thc hành tính toán 47 CHNG 5: 48 A CHA VÀ TNG CNG CU 48 5.1. Các gii pháp kt cu công ngh sa cha kt cu nhp cu thép 48 5.1.1. Sa cha mt cu (SCMC) 48 5.1.2. Thay th các inh tán và bu lông hng 48 5.1.3. Sa vt nt 49 5.1.4. Sa ch m óp méo 50 5.1.5. Sa cong vênh. 51 5.1.6. Sn li cu thép 52 5.2. Các gii pháp kt cu công ngh sa cha kt cu nhp cu BTCT 53 5.2.1. Gii pháp chung: 53 5.2.2. Chun b kt cu trc khi sa cha 53 5.2.3. Tiêm va Xi mng hoc keo Epoxi 53 5.2.4. Dùng bê tông Polime và va c bit vá các ch v và bt vt nt. 54 5.2.5. Phun bê tông 54 5.3. Các gii pháp kt cu công ngh sa cha m tr cu 54 5.4. Các gii pháp kt cu công ngh tng cng m rng kt cu cu thép 56 5.4.1. Nguyên tc chung 56 5.4.2. Tng c ng ph n xe ch y 57 5.4.2. Tng cn g dm chc bng 58 5.4.3. Tng cng giàn ch 60 5.4.4. Tính toán tng cng kt cu nhp thép 62 5.5 Tng cng kt cu nhp cu BTCT, bêtông và á xây 63 5.5.1 Thêm ct thép 63 5.5.2 Dán bn thép ngoài b sung 64 5.5.3 To dng lc ngoài b sung 65 5.5.4 V cách tng cng cu vòm bêtông và cu á. 65 5.5.5 Tính toán tng cng cu BTCT c 65 5.6. Các gii pháp kt cu công ngh tng cng m tr cu. 66 5.6.1 Tng cng tr 66 5.6.2 Tng cng m cu 66 CHNG 4: ÁNH GIÁ NNG LC CHU TI CA CU Ã QUA KHAI THÁC (B SUNG) 69 4.1. Khái nim chung 69 4.2. ánh giá nng lc chu ti ca kt cu nhp cu thép 70 4.3. ánh giá nng lc chu ti ca kt cu nhp cu BTCT và m tr cu 71 4.3.1. Kt cu nhp bê tông ct thép 71 4.3 .2. M, tr c u và móng 72 Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 5/72 CHNG 1: NHNG VN CHUNG 1.1. KHÁI QUÁT V MÔN HC: i dung chính ca môn hc Cung cp kin thc và s hiu bit kim tra, khc phc nhng h hng, khuyt t ca công trình giao thông. Trình by các phng pháp o c, th nghim ánh giá nng lc chu ti cng nhánh giá nng lc công trình Trình by nhng phng pháp sa cha, ci to, tng cng nhm khôi phc nhng hi và nâng cao nng lc chu ti 1.2. TÌNH HÌNH KHAI THÁC CU VIT NAM. 1.2.1. TÌNH TRNG CU CNG NC TA HIN NAY. Do u kin a hình, kinh t, xã hi trên ng st và ng b nc ta có rt nhiu u vi quy mô không ln, có c tính k thut thp, ã c xây dng t khá lâu, tri qua thi gian khai thác dài, chu nh hng nhiu ca thi tit khc nghit cng nh chin tranh. Trong khong 10 nm gn ây(t 1995), nhiu cu mi ã c xây dng và m rng áp ng các tiêu chun k thut hin i trên các tuyn Quc l. Nhn xét chung: - i vi cu c xây dng t 1891 - 1927: Quy mô bé, cng vn ti thp nên không áp ng c nhu cu khai thác hin nay. - Nhiu cu BTCT cã xut hin nhiu vt nt, b phá hu tng bo h, h hi liên t ngang. Vì vy thng xuyên không m bo u kin an toàn cho vn ti 1.2.2. TÌNH TRNG QUN LÝ VÀ KHAI THÁC: - Vic qun lý và khai thác i vi ngành ng st tng i h thng, do Ban qun lý công trình ca Ban C s h tng Tng công ty ng st Vit nam chu trách nhim - Vic qun lý và khai thác i vi ngành ng b do Cc qun lý ng b và các GTVT ca các tnh,các S GTCC ca các Thành phm nhim. Tình trng qun lý cho n nay là thiu tính h thng, không rõ ràng, trách nhim các n v chng chéo vi nhau. Trên mng li ng st cng nhng b nc ta u có th nhn xét chung: + Cht lng công trình không ngng suy gim và xung cp → giá thành vn ti không th h thp, cha áp ng c yêu cu v giao thông. + Tình trng thiu ht kinh phí và vn u t cho công tác khôi phc sa cha. + Nhiu a phng qun lý lng lo, kim tra không thng xuyên và thiu h thng, không có tiêu chun ánh giá công trình, phng pháp kim tra và k thut chn oán rt c hu. Vì vy càng làm cho tình trng công trình xung cp trm trng và gây tr ngi ln cho vn ti (hn ch tc , hn ch ti trng) Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 6/72 1.2.3. KT LUN: i vi h thng cu c, nhng vn mà ngành GTVT cn quan tâm là: + i mi t chc, c ch và phng pháp làm vic ca h thng Qun lý công trình + Nâng cao trình , k thut kim tra, ánh giá cht lng CT, áp dng nhng công ngh tiên tin và có hiu qu chn oán h hng và khuyt tt ca công trình. + xut các gii pháp sa cha, ci to hoc tng cng mt cách hp lý có hiu qu. 1.3. YÊU CU CHUNG CA CÔNG TÁC QUN LÝ KHAI THÁC Công tác qun lý khai thác cu trong các ngành ng st vn gic n np và h thng t ngày mi thành lp nên các vn bn pháp lý, các tài liu k thut và tài liu nghip cho các cán bu c thng nht và cht ch. i vi các ngành ng b tuy va mi có lut ng b Vit Nam nm 2004 nhng các tài liu k thut và các hng dn có tính pháp lý nh các qui trình, qui phm u ã có t nhiu nm ri. Tuy nhiên do công tác qun lý còn phân tán nên nói chung các tài liu có tính pháp lý trong qun lý ng bã tht lc nhiu, không còn các cp c s trc tip qun lý cu ng. ây là mt khó khn trong vic nâng cao cht lng qun lý khai thác cu ng nói chung. Hin nay trong phm vi qun lý ca Cc ng b Vit Nam, i vi các cu cng nói chung ã ra mt s ch tiêu chính chính cn qun lý k thut và a vào h thng thông tin trên máy nh sau: - Tên cu - Tnh - Tên tuyn - Lý trình - Nm xây dng - Chiu dài toàn cu - Chiu rng: + Ca phn xe chy. + Ca li b - Chiu cao khng ch trên cu: Cao mt cu, cao áy cu. - Ti trng: + Theo thit k ban u + Theo thc t hin nay - c tính k thut : + Mô t loi kt cu nhp, s, chiu dài mi nhp. + c m mt cu (g,bê tông,BTCTT,á xây ) + Mô t cu to hai m :Vt liu, kiu m, kiu móng. + Mô t cu to các tr : Vt liu, kiu, chiu cao, kiu móng. - c m va cht - Các mc nc: + Mc nc cao nht. + Mc nc thp nht. - Chiu cao và chiu rng khng ch nh nht di cu do nhu cu thông thuyn hay thu li. Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 7/72 - Các ch tiêu này ch là các ch tiêu tng quát, c xét n trong h thng qun lý p cao nh Cc ng b và các khu QLB. các Xí nghip qun lý cu phi lp các h s riêng cho tng cu theo dõi lâu dài mãi. - Trong nghành ng st, qun lý mi cu có nhiu ch tiêu hn na. 1.4. T CHC BO DNG VÀ SA CHA. Công tác bo dng do các Xí nghip qun lý cu ng m nhim bao gm 2 ni dung: + Bo dng thng xuyên. + Sa cha ln 1.4.1. BO DNG THNG XUYÊN - Làm sch rác và cht bn các chi tit, b phn ca kt cu cu (liên kt, hc tit m, bu dm, rãnh, ng thoát nc. - a cha ti ch nhng h hng và khuyt tt nh nhng thanh riêng bit và không yêu cu chi phí ln: + Thay tà vt cu + Sn li nhng ch b tróc sn cc b + Xit li các bu lông lng hoc thay các inh tán lng. 1.4.2. SA CHA LN Công tác này c tin hành sau khi có kt qu kim tra, chn oán k thut và ã có án thit k chi tit cho vic sa cha, có k hoch và d toán. Công tác sa cha ln bao gm: + Thay th h thng balat, tà vt, ray ca cu ng st, làm li toàn b lp ph mt u ca cu ô-tô + Tin hành tng cng các b phn dm, giàn và các b phn không nng lc chu i. + Tin hành sn li toàn cu. + M rng kh gii hn và ci to kh gii hn. + Xây dng li tng phn ca m tr Trong khi tin hành sa cha ln vn tip tc công tác bo dng thng xuyên. t c các s liu c trng ca công trình trc và sau khi sa cha cn c ghi chép y và lu vào trong h s. Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 8/72 CHNG 2: KIM TRA VÀ ÁNH GIÁ PHÂN LOI CHT LNG K THUT CÔNG TRÌNH 2.1. KHÁI NIM CHUNG * Mc ích: ánh giá hin trng ca công trình ang c khai thác. Trên c só xây dng các khuyn cáo ( ngh) v vic tip tc s dng công trình. * Yêu cu: - Cn phi nghiên cu k tt c các h s k thut ca công trình còn c lu tr trc khi tin hành kim tra. - Vic kim tra cn c tin hành i vi tt c các b phn công trình nhm thu thp các s liu tin cy v s làm vic ca công trình. * Tác dung ca công tác kim tra: Trên c s các s liu kim tra (chn oán k thut công trình) ngi ta có thánh giá c hin trng cht lng công trình, xác nh c nng lc chu ti, kh nng tip tc s dng ng nh xut các gii pháp k thut nhm nâng cao tin cy và tui th hoc a ra nhng ch thay i vic khai thác công trình. 2.2. NGUYÊN TC CHUNG TRONG VIC KIM TRA, ÁNH GIÁ CHT LNG THUT CÔNG TRÌNH. 2.2.1. KHÁI NIM. t c các công trình nói chung là khác nhau v: S kt cu, s nhp, vt liu, u kin c th nh thi tit, khí hu , Thi gian thi công, ch khai thác, s tn ti các loi h hng Các dng tn ti này ph thuc rt nhiu vào các yu t khác nhau. thun tin cho vic qun lý và khai thác, xu th chung ca tt c các nc trên th gii hin nay (c bit là các nc ang phát trin) là xây dng hoàn chnh mt h thng tiêu chun phân loi cht lng k thut ca công trình, nhm qun lý và ánh giá công trình t cách thng nht. 2.2.2. NHNG TIÊU CHUN VÀ TRÌNH TÁNH GIÁ PHÂN LOI CHT LNG THUT CÔNG TRÌNH: a. Trình tánh giá và phân loi cht lng k thut công trình: trên hình II-1 là trình t chính phân loi, ánh giá cht lng k thut công trình Giỏo trỡnh Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 9/72 Thực hiện việc kiểm tra H- hỏng? KhôngCó Nhẹ ảnh h-ởng đến khả năng công trình Mức độ diễn biến Chức năng bị xuống cấp ? Không, hiện tại không Không, hiện tại không Không, hiện tại không ảnh h-ởng bất lợi chức năng của công trình có thể bị suy yếy do hoạt không bình th-ờng bất lợi trong ảnh h-ởng tải có thể bị Hiện tại ảnh h-ởng bị không h-ởng bị ảnh Không h-ởng bị ảnh Không Mức độ diễn biến ? đ-ợc xác định Không rõ ràng Không ảnh h-ởng vận tải bị An toàn nào đó phải pháp sửa chữa Một số biện yêu cầu Không yêu cầu Không yêu cầu Không sửa chữa khi có yếu cầu) những biện Tiến hành ở thời điểm thích hợp ngay lập tức thực hiện sớm cần tiến hành Những biện pháp sửa chữa AA A1 A2 B C S bị xuống cấp Chức năng chủ yếu độ Mức h- hỏng đến an Mức độ ảnh h-ởng toàn vận tải sửa chữa Thời điểm tiến hành Loại Có Hỡnh II-1: Trỡnh tỏnh giỏ phõn loi cht lng k thut cụng trỡnh b. Tiờu chun ỏnh giỏ phõn loi cht lng k thut: - Tu theo mc h hng v tỡnh trng suy gim cỏc chc nng lm vic ca cụng trỡnh m cht lng k thut cụng trỡnh c sp xp vo mt trong cỏc loi c bn nh sau: + Loi A: cỏc cụng trỡnh bnh hng bt li do nhng h hng v khuyt tt gõy ra. + Loi C: cỏc cụng trỡnh khụng b suy yu v chc nng lm vic nhng cú cỏc h hi nh. + Loi B: cỏc cụng trỡnh cú cỏc h hng v khuyt tt m mc suy gim chc nng ca nú m gia A v C. + Loi S: cỏc cụng trỡnh thuc loi S núi chung khụng cú h hng cú h hng hoc khuyt t, khụng lm nh hng ti chc nng lm vic ca kt cu. Mc h hng v khuyt tt khụng ỏng k. n quan trng t ra l phi phõn loi nhng cụng trỡnh thuc loi A. Cụng trỡnh loi ny chia thnh 3 loi: AA, A1, A2 nhm xem xột k s suy yu chc nng lm vic v thi m tin hnh bin phỏp sa cha ca kt cu mt cỏch phự hp. + AA: Cụng trỡnh khụng cú kh nng s dng bỡnh thng v phi tin hnh khụng chm tr cỏc bin phỏp sa cha hoc tng cng. + A1: L cụng trỡnh hin ti cha cú vn gỡ v an ton nhng i hi mt s bin phỏp nht nh thc hin sa cha sm. Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 10/72 + A2: Là công trình hin ti không có vn gì v an toàn, nó có th bnh hng nhng cha cp thit, chc nng an toàn vn ti có th bnh hng trong tng lai. òi hi phi có kin các bin pháp sa cha nhng thi m thích hp. 2.2.3. PHÂN LOI CÔNG TÁC KIM TRA. a. Công tác kim tra công trình c chia thành 3 loi Công tác kim tra tng quát ( kim tra nh k): cp n toàn b công trình, thng tin hành khong 2 nm mt ln Công tác kim tra chi tit (không nh k): c tin hành khi có nhng du hiu không bình thng hoc tu theo u kin thc t ca công trình. Công tác kim tra toàn din: Xem xt c công trình và môi trng xung quanh b. Mc ích và loi kim tra: Loi kim tra c ích kim tra ng quát Chi tit Toàn din 1. xác nh các công trình thuc loi A bng nhng chn oán kt cu s b. * * 2. Thc hin vic chn oán công trình mt cách chi tit vi chính xác cao hn * 3. chn la v phng pháp, thi gian tin hành a cha * 4. u tra nhm phát hin nhng thay i ch yu nn t và xác nhn công trình thuc loi A. * * 5. u tra nhm phát hin nhng u kin môi trng ch yu bng vic kho sát trên không và xác nhn công trình thuc loi A. * * * 6. Hp tác vi nhng t chc bên ngoài * c. Trình t tin hành công tác kim tra [...]...Giỏo trỡnh Ki m nh c u Tất cả các công trình Kiểm tra tổng Đánh giá, phân loaị B.C.S Lập biên bản và hồ sơ kết quả kiểm tra thông th-ờng A Kiểm tra chi tiết Lập hồ sơ về h- hỏng của công trình Thông báo tới tổ chức bảo d-ỡng sửa chữa Xác định ph-ơng pháp sửa chữa Thông báo tới trung tâm kiểm tra Tổ chức thi công theo ph-ơng pháp sửa chữa Lập ph-ơng pháp sửa chữa-yêu cầu thời gian Lập kế hoạch thi công . Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 1/72 GS.TS. NGUYN VIT TRUNG GIÁO TRÌNH KHAI THÁC, KIM NH, A CHA, NG CNG CU Giáo trình Kim nh cu Printed:. k thut ca công trình, nhm qun lý và ánh giá công trình t cách thng nht. 2.2.2. NHNG TIÊU CHUN VÀ TRÌNH TÁNH GIÁ PHÂN LOI CHT LNG THUT CÔNG TRÌNH: a. Trình tánh giá và. độ diễn biến ? đ-ợc xác định Không rõ ràng Không ảnh h-ởng vận tải bị An toàn nào đó phải pháp sửa chữa Một số biện yêu cầu Không yêu cầu Không yêu cầu Không sửa chữa khi có yếu cầu) những biện Tiến