Cải tạo và sửa chữa vết nứt cầu

1 Giới thiệu về dự án

Sau khi một tuyến đường cao tốc nào đó được đưa vào khai thác một thời gian, do lưu lượng giao thông địa phương tăng nhanh và tải trọng xe cộ lớn, trong quá trình sử dụng cầu đã xuất hiện nhiều vết nứt trên mặt cầu và đáy cầu. Thiết kế cầu sử dụng hai khung trái và phải, mỗi khung có 19 nhịp. Cả hai khung trái và phải đều là cầu mới xây dựng, kết cấu trên được làm bằng kết cấu bản rỗng bê tông cốt thép, kết cấu dưới được làm bằng trụ cầu cọc. Tải trọng thiết kế của cầu là hơi nước - 20 tấn, treo - 100 tấn; góc nghiêng cầu trái là 12°, góc nghiêng cầu phải là 0°; tổ hợp nhịp cầu là 19 × 15,4m; tổng chiều rộng mặt cầu là 21m.

2. Khảo sát bệnh tật

(1) Phát hiện nhiều vết nứt trên mặt cầu và đáy bản, chủ yếu nứt theo chiều dọc theo mối nối bản lề, có xu hướng tiếp tục mở rộng, cần gia cố.

(2) Ở giữa cầu, đầu bê tông bị hư hỏng một phần, thanh thép bị ăn mòn, xuất hiện nhiều vết nứt, ảnh hưởng lớn đến độ ổn định của kết cấu cầu.

3. Gia cố polyme gia cường sợi carbon (CFRP)

Vải sợi carbon và bê tông được tích hợp thành một khối thống nhất, giúp gia cố kết cấu cầu. Vải sợi carbon có độ bền và mô đun đàn hồi cao, có thể bù đắp hiệu quả cho độ bền kéo yếu của kết cấu bê tông cốt thép. Hơn nữa, khi vải sợi carbon chịu ứng suất nhiệt, ứng suất nhiệt sinh ra nhỏ hơn nhiều so với độ bền cực đại của nó và hầu như không có tác dụng. Vải sợi carbon được dán trên bề mặt chịu kéo của kết cấu bản rỗng bê tông cốt thép của cầu, tạo thành một bộ phận không thể tách rời với kết cấu cầu, cùng với ngoại lực, có thể giảm ứng suất của thanh thép, ngăn chặn hiệu quả các vết nứt và đóng vai trò gia cố kết cấu cầu.

4. Phần kết luận

Dựa trên sợi carbon được sử dụng trong xây dựng kết cấu gia cố cầu đường bộ hiện có, các thử nghiệm tải trọng động và tĩnh của cầu gia cố và phân tích dữ liệu thu được từ thử nghiệm, đã đưa ra các kết luận sau:

(1) Thông qua thử nghiệm tải trọng tĩnh đối với độ võng giữa nhịp cầu trước và sau khi gia cố, giá trị độ võng giữa nhịp cầu sau khi gia cố lớn nhất là -1,96mm, nhỏ hơn giá trị tính toán lý thuyết, dự phòng an toàn đủ lớn và hiệu quả gia cố rõ ràng.

(2) Thông qua thử nghiệm tải trọng tĩnh đối với biến dạng của cầu trước và sau khi gia cố, giá trị biến dạng giữa nhịp cầu sau khi gia cố lớn nhất là 63,6, nhỏ hơn giá trị tính toán lý thuyết, dự phòng an toàn đủ lớn và hiệu quả gia cố rõ ràng.

(3) Gia cố bản rỗng bê tông cốt thép của cầu bằng công nghệ gia cố sợi carbon, và phân tích hiệu quả gia cố kết hợp với kết quả thử nghiệm tải trọng động và thử nghiệm tải trọng tĩnh. Kết quả cho thấy sau khi gia cố, hiệu suất động của cầu được cải thiện hiệu quả, các vết nứt trên cầu được sửa chữa hiệu quả.