Cải tạo và gia cố cầu

1. Tổng quan dự án

Cầu siêu lớn Vân Tuyền là cầu vòm hình hộp, nhịp chính dài 160m. Tải trọng thiết kế của cầu là ô tô siêu lớn 20 tấn, rơ moóc 120 tấn. Kết cấu mặt cầu trên vòm là bản rỗng bê tông cốt thép 13x13m, vòng vòm chính làm bằng bê tông C40. Mặt cầu bê tông cốt thép trên vòm làm bằng bê tông C25. Bản 13m trên vòm không liền mạch, khe co giãn giữa các bản và các bản được lấp đầy bằng nhựa đường lanh.

Tháng 5 năm 2014, khi Công ty TNHH Viện Khảo sát và Thiết kế Đường cao tốc số 1 CCCC kiểm tra cầu, phát hiện kết cấu phần trên và phần dưới của cầu bị nứt, lộ gân, thấm nước, bề mặt bê tông rỗ tổ ong, hư hỏng, bong tróc và các vấn đề thông thường khác. Do cường độ bê tông của bản mặt cầu trong vòng cung chính của toàn bộ cầu là C25, nên theo "Quy chuẩn Thiết kế Gia cố Cầu Đường bộ", việc sử dụng tấm sợi carbon ứng suất trước để gia cố là không phù hợp, mà nên sử dụng giải pháp dán tấm sợi carbon.

2. Phân tích ngắn gọn về bệnh

Nứt là một trong những bệnh phổ biến nhất ở cầu bê tông cốt thép, và rất ít cầu không có vết nứt. Bản rỗng của cầu bê tông cốt thép trên vòm xuất hiện các vết nứt phân bố theo chiều ngang, chiều dài chủ yếu từ 0,5m đến 8m, chiều rộng từ 0,02mm đến 0,20mm, và các vết nứt chủ yếu xuất hiện trong phạm vi 1/4L đến 3/4L. Có 1-3 vết nứt dọc ở tấm đáy với nhịp lớn hơn 2/3, chiều dài từ 1m đến 5m, chiều rộng từ 0,05mm đến 0,22mm, chủ yếu nằm ở đường tim của nửa cầu. Có năm vết nứt thẳng đứng trên bản bụng, chiều dài của các vết nứt từ 0,1m đến 0,4m, chiều rộng từ 0,02mm đến 0,18mm, chủ yếu trong phạm vi 1/4L đến 3/4L. Có nhiều điểm canxi hóa thấm nước ở tấm đáy của hơn 2/3 nhịp, kết tủa các tinh thể canxi. Diện tích thấm nước và canxi hóa khoảng 0,5m x 0,5m, kèm theo hiện tượng bê tông cốt thép bị ăn mòn rơi ra.

3. Công nghệ thi công gia cố tấm sợi carbon của cầu Vân Tuyền

3.1 Công tác gia cố tấm sợi carbon sơ bộ

(1) Khoan và thoát nước cho tấm rỗng có vẻ đơn giản, nhưng đòi hỏi sự tỉ mỉ. Trước tiên, hãy tìm vị trí lỗ khoan, thường cách mép tấm 0,2-0,3m ở phía dốc dọc thấp hoặc nơi có hiện tượng rò rỉ nước và canxi hóa rõ ràng. Để tránh vị trí của thanh thép và sợi thép, hãy sử dụng búa điện để khoan các lỗ có đường kính 12mm. Cuối cùng, khoan các lỗ cách mép tấm 0,2-0,3m ở phía dốc dọc cao, sau đó sử dụng máy nén khí để khoan sâu vào tấm để thoát nước phụ. Sau khi nước đọng được xả hết, lắp đặt ống PVC tại vị trí lỗ thoát nước. Ống PVC phải kéo dài ít nhất 5cm tính từ lỗ khoan.

(2)

Xử lý vết nứt bao gồm trám vết nứt và bơm vữa. Đối với các vết nứt có chiều rộng nhỏ hơn 0,15mm, sử dụng nhựa epoxy để xử lý bịt kín.

1) Để xử lý bề mặt vết nứt, trước tiên hãy dùng bàn chải sắt hoặc các dụng cụ khác để loại bỏ các vật thể rời rạc như bụi, tro trắng, cặn bẩn, v.v. trên bề mặt vết nứt dọc theo các vết nứt.

2) Quét một lớp nhựa epoxy lỏng lên cả hai mặt của vết nứt, sau đó quét một lớp xi măng nhựa epoxy để ngăn ngừa các lỗ rỗng nhỏ và bọt khí.

3) Quét hai lớp nhựa epoxy lỏng lên bề mặt. Các vết nứt có chiều rộng 0,15mm được bơm vữa bằng nhựa epoxy.

(3) Sửa chữa khuyết tật bê tông chủ yếu bao gồm loại bỏ rỉ sét và san phẳng vữa. Loại bỏ rỉ sét là làm sạch lớp oxit của thanh thép. Sử dụng vữa epoxy để sơn lên bề mặt thanh thép lộ ra hoặc bề mặt bê tông bị rỉ sét, và thoa đều lên chân bê tông. San phẳng vữa là làm sạch bề mặt bê tông, ẩm và không đọng nước, sau đó dùng dao trát vữa để trát vữa epoxy đã trộn vào các phần lõm và bong tróc của bê tông, tạo độ kết dính chặt chẽ với bê tông mà không tạo bọt. Việc sửa chữa được thực hiện theo từng lớp để đảm bảo sự chuyển tiếp trơn tru giữa khu vực được sửa chữa và khu vực chưa sửa chữa..

3.2 Quy trình dán và gia cố tấm sợi carbon

Các bước chính của quy trình dán tấm sợi carbon bao gồm:

Vệ sinh bề mặt, sau khi sửa chữa khuyết tật bê tông, sử dụng máy thổi hoặc chổi để thổi sạch bụi trên bề mặt cho đến khi bề mặt sạch;

Apply primer. Determine the ratio of the main agent of the primer and the curing agent, stir and mix well, and evenly apply the primer to the bonding surface with a roller or brush. The adjusted primer should be used up within the specified time. Generally, the construction temperature is above 5℃ and the humidity is below 85%. It is suitable for the next construction when the fingers are dry. The concave part of the base surface must be repaired and flattened with repairing glue to ensure that there are no edges or corners. The corners should be repaired to a smooth arc with a radius> 2cm. The convex surface should be smoothed with sandpaper. The primer should be able to withstand the disturbance of passing vehicles.

Sơn nhựa epoxy. Sau khi vật liệu san phẳng khô, dùng cọ lăn hoặc cọ quét. Dùng gạt cao su phủ nhựa epoxy lên lớp sơn lót, độ dày lớp phủ phải đồng đều và không bị chảy xệ.

Dán tấm sợi carbon và dán đều tấm sợi lên bề mặt liên kết. Dùng con lăn chuyên dụng lăn nhiều lần theo hướng sợi để loại bỏ bọt khí và thúc đẩy keo thẩm thấu.

4 Kết luận

Việc gia cố cầu Vân Tuyền đã hoàn thành vào cuối tháng 9 năm 2015. Khả năng chịu lực uốn và khả năng chống nứt của phần trước dầm chính đã được cải thiện đáng kể. Đã vượt qua kiểm tra cầu và đạt được mục đích gia cố cầu. Thông qua việc ứng dụng tấm sợi carbon trong dự án gia cố cầu Vân Tuyền, so với công nghệ mở rộng tiết diện bê tông hoặc công nghệ gia cố thép liên kết truyền thống, quy trình thi công đơn giản hơn, chất lượng xây dựng dễ dàng, đảm bảo tải trọng tĩnh và diện mạo của cầu về cơ bản không bị ảnh hưởng. Khả năng chống ăn mòn và độ bền tốt, tuổi thọ của kết cấu được kéo dài, chi phí gia cố giảm, do đó được ưa chuộng trong các dự án gia cố cầu.