Cầu dầm gia cố

1. Tổng quan dự án

Cầu Longyu nằm trên đường cao tốc vành đai Tế Nam, chiều rộng mặt cầu dao động từ 28m đến 37m. Kết cấu phần trên là dầm hộp bê tông cốt thép liên tục (7×22)+(5×22)+(5×22)m, chiều cao dầm là 1,3m.

2. Có một căn bệnh ở cầu

2.1 Các vết nứt ở đáy dầm

Cầu có các vết nứt nhỏ ở đáy dầm hộp. Độ rộng vết nứt trong vòng 0,1mm, chủ yếu phân bố ở nhịp 1/3, nhịp giữa và nhịp 2/3 của mỗi lỗ. Chiều dài vết nứt khoảng 35-120cm, một số vết nứt dài hơn. Thậm chí có vết nứt xuyên qua.

2.2 Các vết nứt ở giữa nhịp lưới

Có nhiều vết nứt thẳng đứng trong phạm vi 2-5m tính từ mỗi lỗ hổng của dầm hộp trên và dưới cầu. Chiều rộng vết nứt thường là 0,15-0,2mm, điểm rộng nhất là 0,35mm. Hầu hết các vết nứt đều bị xuyên thẳng đứng.

3. Phân tích sơ bộ kết cấu kiểm tra và nguyên nhân nứt

Phần trên của cầu Longyu là kết cấu bê tông cốt thép thông thường. Trong trường hợp tổ hợp I, giá trị tính toán của vết nứt lớn nhất tại mô men uốn âm trên đỉnh trụ là 0,13mm, và giá trị tính toán của vết nứt lớn nhất tại vùng mô men uốn dương ở giữa nhịp là 0,15mm. Trong trường hợp tổ hợp II, giá trị tính toán của vết nứt lớn nhất tại vùng mô men uốn âm trên đỉnh trụ là 0,14mm, và giá trị tính toán của vết nứt lớn nhất tại vùng mô men uốn dương ở giữa nhịp là 0,18mm.

4. Kế hoạch điều trị

Theo kết quả khảo sát tại hiện trường, phương án xử lý được áp dụng như sau: xử lý vết nứt bằng phương pháp bơm vữa cho các vết nứt trên tấm đáy, bản bụng và bản cánh dầm hộp đúc tại chỗ có chiều rộng ≥ 0,15mm. Đối với các vết nứt có chiều rộng < 0,15mm, bề mặt được bịt kín. Đối với các vết nứt có chiều rộng ﹥ 0,2mm, ngoài việc bơm vữa, cần sử dụng hai lớp vải sợi carbon để gia cố. Vải sợi carbon phải che phủ hoàn toàn diện tích vết nứt và chừa lại chiều dài neo.

5. Xây dựng cầu gia cường bằng vải sợi carbon

5.1 Ưu điểm của việc gia cường cầu bằng vải sợi carbon

5.1.1. Không làm tăng tải trọng tĩnh và kích thước tiết diện

Trọng lượng của vải sợi carbon chỉ 200-300g/m², độ dày thiết kế 0,111-0,167mm. Ngoài ra, trọng lượng riêng của vật liệu liên kết nhựa epoxy cũng rất nhẹ, ảnh hưởng đến trọng lượng của toàn bộ kết cấu và khoảng hở dưới cầu là không đáng kể. Đồng thời, vải sợi carbon có thể được dán thành nhiều lớp. Theo yêu cầu gia cố, vải sợi carbon có thể được chồng lên nhau và dán thành một phần để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu gia cố.

5.1.2. Có thể thích ứng với nhiều hình dạng thành phần khác nhau và rất thuận tiện để tạo hình.

Do vải sợi carbon có tính thích nghi cực kỳ cao nên có thể chế tạo theo ý muốn theo sự thay đổi hình dạng kết cấu, do đó giảm độ khó thi công, giảm chi phí thi công, rút ngắn thời gian thi công và tạo ra lợi ích kinh tế xã hội to lớn.

5.1.3, xây dựng đơn giản

Phương pháp này có quy trình đơn giản, không yêu cầu thiết bị, khuôn mẫu, đồ gá và giá đỡ quy mô lớn, đồng thời đơn giản và dễ vận hành nên diện tích làm việc cần thiết trong quá trình thi công nhỏ.

5.1.4. Sử dụng vải sợi carbon để gia cố và gia cường, không tạo ra hư hại mới cho cấu trúc ban đầu

Hệ thống gia cố vải sợi carbon sử dụng vật liệu liên kết nhựa epoxy để dán, không cần lắp bu lông neo và đào bê tông. Do đó, sẽ không gây ra hư hỏng mới cho kết cấu bị hư hỏng, đồng thời có thể tránh xung đột với thanh thép và cáp dự ứng lực ban đầu trong kết cấu khi khoan và phát sinh các vấn đề mới.

5.1.5, có thể đóng các vết nứt bê tông một cách hiệu quả

Tấm vải sợi carbon (tấm) được dán trên bề mặt bê tông, không chỉ có tác dụng bịt kín các vết nứt trong bê tông mà còn hạn chế sự phát sinh và mở rộng các vết nứt trong kết cấu bê tông do đặc tính cường độ cao và mô đun đàn hồi cao, thay đổi hình dạng của các vết nứt và biến các vết nứt rộng và sâu thành các vết nứt nhỏ rải rác, do đó cải thiện độ cứng tổng thể của các thành phần bê tông.

5.1.6. Vải sợi carbon (tấm) có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời. Vải sợi carbon (tấm) là vật liệu tổng hợp gần như không bị ăn mòn và từ tính, có khả năng chịu nhiệt tốt. Không chỉ chịu được kiềm xi măng, tuổi thọ của vải còn được kéo dài khi sử dụng trong môi trường ăn mòn như xói mòn muối.

6 Lời kết

Cầu Longyu đã đi vào hoạt động được 2 năm sau khi xử lý, và không phát hiện thêm vết nứt nào lan rộng. Thực tế đã chứng minh rằng vải sợi carbon có thể hạn chế hiệu quả sự lan truyền vết nứt, cải thiện khả năng chống nứt của bê tông, giảm biến dạng do co ngót, cải thiện rõ rệt các tính chất vật lý và cơ học của cấu kiện bê tông, đồng thời nâng cao khả năng chống mỏi của cấu kiện, là giá trị tham khảo cho việc bảo trì và gia cố các dự án tương tự khác.