Gia cố cầu

Tổng quan dự án

Dự án nằm trên đường Hoàn Thành, thành phố Thái Nguyên, với nhịp cầu vượt dài 726m. Bề rộng mặt cầu là 16,2m, kết cấu phần trên là dầm hộp dự ứng lực. Cầu được thông xe vào những năm 1990.

Sau đợt kiểm tra cầu gần đây, người ta phát hiện sức chịu tải của cầu đã suy giảm nghiêm trọng, bắt đầu đe dọa đến hoạt động bình thường của cầu. Chính phủ đã chỉ định đây là dự án cứu hộ khẩn cấp và cần được xử lý ngay lập tức, đồng thời yêu cầu mặt cầu phải được thông xe trong thời gian gia cố.

Do đó, dự kiến sẽ sử dụng công nghệ gia cố tấm sợi carbon ứng suất trước để hoàn thiện phần gia cố kết cấu.

Nguyên lý quy trình

(1) Bằng cách áp dụng ứng suất trước vào tấm sợi carbon, nó có thể tối đa hóa cường độ chịu kéo cao của vật liệu sợi carbon. Nguyên lý tương tự như kết cấu dầm ứng suất trước. Do ứng suất trước được áp dụng trước, vật liệu có một biến dạng ban đầu nhất định. Sau ứng suất thứ hai, nó có thể cải thiện khả năng biến dạng phối hợp của vật liệu sợi carbon và vật liệu bê tông, từ đó cải thiện chất lượng và hiệu quả gia cố.

(2) Bằng cách áp dụng ứng suất trước, có thể tạo ra mômen uốn giải nén, có thể bù đắp một phần lớn tải trọng ban đầu, cải thiện khả năng chịu lực của kết cấu trong giai đoạn sau, cải thiện đáng kể khả năng chống nứt của kết cấu và hạn chế sự xuất hiện của các vết nứt mới, cải thiện độ cứng và độ bền tổng thể của cấu kiện, giảm biến dạng của độ võng ổ trục.

(3) Biến dạng của tấm sợi carbon xuất phát từ hai khía cạnh: một là biến dạng do ứng suất trước gây ra, và hai là biến dạng dưới tác động của tải trọng bên ngoài. Biến dạng cắt của keo dính chia sẻ hai phần biến dạng được phân bổ đều trong các cấu kiện. Hai đầu và vị trí giữa nhịp của keo dính có thể phân bổ đều biến dạng cắt của keo dính, ngăn ngừa hư hỏng giòn của keo dính.

(4) Đối với kết cấu gia cường được đề xuất, theo hiệu suất cơ học và không gian lắp đặt của kết cấu công trình, vị trí gia cường phải được bố trí hợp lý và phải sử dụng tấm sợi carbon phủ keo epoxy đặc biệt để vuông góc trước lực căng, sửa chữa biến dạng và vết nứt kín của cấu kiện, sau đó dán tấm sợi carbon vào phần tấm đáy của cấu kiện để tối đa hóa khả năng chịu tải của kết cấu.

Vật liệu gia cố cầu

Tấm CFRP ứng suất trước HM

Keo dán tấm sợi carbon HM-120cp

Bu lông neo hóa chất HM-200

Quá trình xây dựng

Thiết kế sơ đồ - chuẩn bị thi công tại công trường - sửa chữa và mài đáy dầm - đo đạc - khoan và trồng cốt thép - lắp đặt neo - lắp đặt tấm sợi carbon - tấm sợi carbon kéo dài - lớp phủ tấm sợi carbon - lớp phủ bảo vệ tấm carbon bằng chổi, neo ở cả hai đầu của vùng neo.

Phần kết luận

Công nghệ gia cường tấm sợi carbon dự ứng lực có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều trường hợp, chẳng hạn như kết cấu bê tông bị hư hỏng, cốt thép bị ăn mòn, tải trọng nâng hạ, cải tiến tiêu chuẩn, thiết kế và thi công không đúng quy cách, thay đổi công năng sử dụng, v.v. Để kéo dài và cải thiện tối đa tuổi thọ và khả năng chịu lực của kết cấu cầu, nâng cao khả năng chịu lực của kết cấu và cho phép kết cấu cầu đáp ứng các yêu cầu sử dụng cao hơn, các cây cầu nói trên cần được gia cường và gia cường khi cần thiết. Do việc sử dụng công nghệ gia cường tấm sợi carbon dự ứng lực có ưu điểm là thi công đơn giản và ngưỡng kỹ thuật thấp, chỉ cần đội ngũ thi công có trình độ công nghệ ứng dụng dự ứng lực nhất định. Hơn nữa, toàn bộ quá trình thi công không cần sự hỗ trợ của các thiết bị cơ khí lớn, mà chỉ cần sử dụng các loại thiết bị nhỏ như máy khoan điện, máy mài và kích. Trong quá trình thi công gia cường cầu, do không cần phải chặn giao thông nên không ảnh hưởng đến việc lưu thông bình thường của mặt cầu và không gây áp lực tắc nghẽn cho giao thông địa phương. Bài viết này lấy phương pháp phân tích trường hợp làm phương pháp chính và tóm tắt các công nghệ liên quan đến gia cường tấm sợi carbon dự ứng lực. Thực tế đã chứng minh rằng việc sử dụng phương pháp gia cường sợi carbon ứng suất trước ở đáy dầm có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu lực của cầu, quá trình thi công có hiệu suất chi phí cao, đáng được phát triển hơn nữa.