Nứt kết cấu cầu

Cầu đường cao tốc sông Hoàng Hà Fenglingdu

Cầu

Cầu có tổng chiều dài 1410 mét, rộng 12 mét, chiều cao trụ cầu 20 mét, nhịp cầu chính 114 mét. Cầu được khởi công xây dựng vào tháng 4 năm 1992, hoàn thành và đưa vào sử dụng vào tháng 11 năm 1994.

Cấu trúc trên của cầu chính sử dụng dầm hộp liên tục tiết diện biến thiên bê tông cốt thép dự ứng lực ba chiều, cấu trúc dưới sử dụng trụ rỗng thành mỏng, và móng được khoan và đổ vào móng. Chiều cao tịnh của mặt cầu là 8m và chiều rộng tịnh là 44m. Cầu siêu lớn đã hoàn thành và thông xe vào cuối năm 994. Kể từ khi đưa vào sử dụng, cầu đã được sửa chữa và gia cố nhiều lần. Phần dầm bên trong của thanh dầm ở đầu dầm đã được gia cố bằng bê tông, nứt và ứng suất trước ở thân. Vòm hộp thép được sử dụng để cải thiện độ cứng của nhịp bên.

Trong quá trình vận hành và sử dụng cầu, đã tiến hành điều tra kết cấu cầu, phát hiện mặt cầu có nhiều vết nứt ngang, mối nối dọc, lún cục bộ, các bệnh khác, hư hỏng mối nối cầu, các gờ lộ ra của trụ cầu và các bệnh khác. Trong đó, kết cấu cầu bị nứt tương đối, cần gia cố kết cấu cầu.

Bệnh cầu

a) Trên mặt cầu, mặt cầu có nhiều vết nứt ngang, nứt dọc, các vết nứt khối phân bố cục bộ, xuất hiện nhiều vết lõm ở nhiều vị trí.

b) Các bệnh về kết cấu phần trên của cầu chủ yếu bao gồm 5 hư hỏng tích lũy ở các mối nối dầm hộp, 1,35 m2 cốt thép lộ ra ở đáy dầm hộp, 14 m chiều dài tích lũy thấm nước và trắng, và 0,55 m2 bê tông rơi vãi ở giữa nhịp dầm hộp.

c) Các bệnh về kết cấu ở phần dưới của cầu bao gồm tích tụ 1,05 m2 gân lộ ra từ dầm che và hư hỏng do thời tiết của khối trụ cầu. Ngoài ra, một phần dầm chính và dầm che của cầu bị hư hỏng và mất tích, một số thân dầm hộp bị hư hỏng do xói mòn do mưa, các thành phần bê tông cốt thép riêng lẻ bị ăn mòn và một số lượng lớn các vết nứt phân bố ở phần trên của thân dầm.

Phân tích nguyên nhân gây nứt cầu

a) Vị trí mối nối của thân dầm bị hư hỏng do tải trọng xe, và hư hỏng nứt xảy ra tại vị trí mối nối. Do các vết nứt không được sửa chữa kịp thời, nước mưa đã thấm vào kết cấu cầu, gây ra thêm vết nứt và hư hỏng cho kết cấu cầu.

b) Tần số tự nhiên của cầu gần với tần số do rung động của một số phương tiện giao thông tạo ra, gây ra hiện tượng cộng hưởng của các phương tiện giao thông cùng loại trên cầu và làm hỏng kết cấu cầu.

c) Sau khi các vết nứt dọc cầu được hình thành, khả năng chịu nén của kết cấu cầu bị giảm đi và quá trình hình thành các vết nứt ngang được đẩy nhanh dưới tác động của tải trọng xe.

Kế hoạch bảo trì và gia cố cầu

Kết hợp với điều tra bệnh lý của Cầu đường bộ Hoàng Hà Fenglingdu, một kế hoạch gia cố đã được lập ra để gia cố các vết nứt trên mặt cầu và phần trên của dầm hộp. Trong quá trình điều tra, người ta phát hiện ra rằng một số mối nối cầu đã bị hư hỏng, dẫn đến các vết nứt xuyên dọc. Để đảm bảo an toàn cho kết cấu cầu, mặt cầu đã được tháo dỡ, cốt thép được trồng trong kết cấu mặt cầu, lưới thép được sắp xếp lại, bê tông cốt sợi thép C40 được xây dựng xung quanh và cuối cùng là một lớp mài mòn bê tông nhựa hạt mịn 3 ~ 4 cm đã được trải.

Kết hợp với thực hành bảo dưỡng phòng ngừa cầu, sẽ có một số vết nứt lớn hơn 0,15mm trên mỗi nhịp dầm hộp cầu hàng năm và các vết nứt có xu hướng phát triển liên tục. Các vết nứt mới thường được sửa chữa bằng các phương pháp bảo dưỡng như phun vữa và bịt kín, nhưng các vết nứt mới hoặc vết nứt ban đầu bị hư hỏng hàng năm. Phân tích này là do cường độ kéo và mô đun đàn hồi của dầm không đủ. Để cải thiện tuổi thọ của dầm hộp cầu, sau đó cải thiện khả năng chịu lực chung của cầu, đáy dầm hộp được phủ vải sợi carbon để gia cố.