Thi công và khai thác - Cơ sở quan trắc công trình cầu: Phần 1

Nhằm tạo cơ sở cho việc hiểu rõ thêm và có thể áp dụng hệ thống quan trắc kết cấu nhịp cầu thép ở Việt Nam một cách hợp lý và khoa học, Tài liệu Cơ sở quan trắc công trình cầu trong thi công và khai thác đã được biên soạn. Phần 1 Tài liệu trình bày tổng quan hệ thống cầu quan trắc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thi công và khai thác - Cơ sở quan trắc công trình cầu: Phần 1 GS. TS. NGUYỄN VIẾT TRUNG (Chủ biên) Cơ SỞ QUAN TRẮC CỒNG TRÌNH CẦU TRONG THI CỒNG VÀ KHAI THÁC NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỒI -2011 LỜI NÓI ĐẦU Vấn đề quan trắc cầu là vấn đề mới ở Việt Nam. lĩnh vực nghiên cím hệ thống quan trắc kết cấu cầu rất rộng và mang khái niệm khá mới chưa có tài liệu tiếng Việt giới thiệu. Cuốn sách này chỉ giới hạn thảo hiận vê nguyên lý quan trắc cầu nói chung và những áp dụng cụ thê cho loại kêt cáu nhịp câu thép, mà chủ yếu là dựa trên các thông số đặc trưng quan trắc được như sự thay đôi vê tán sô tự nhiên, ứng siiát. Nội dung sách chưa để cập được hết cơ sở lý thuyết áp dụng cho tất cả các loại kết cấu nhịp cũn^ như két cáu mo trụ cầu và móng, mồ chỉ mới tập trung bàn đến việc phái hiện các hư hỏtìg cơ bản. Các nội dung được trình bày trong sách này dựa trên cơ sở ỉý thuyêt được nghiên cihi ỏ' nước níĩoài, còn cần được kiêm chứng thực tế nhiều năm nữa trong điêu kiện và môi trurmíỊ ìàni việc của kêt câu cáu tại Việt Nam. Một vài ví dụ về khả nâng áp dụng thiết lập hệ thổng quan trắc kết cầu nhịp cầu thép điên hình ỏ- Việt Num tại một số cầu dâv của Việt Nam được đưa ra chi đê minh họa (hệ íhoiiiỉ >^ày chưa được lắp đặt) nham tạo cơ sở cho việc hiêu rỗ thêm và cỏ ihê áp dụng hệ thong này một cách hợp lỷ và khoa học. Sách được biên soạn lần đầu, chắc không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong bạn đọc góp ý, thư góp ỷ xin gừi về Nhà xuất bản Xây dựng hoặc email của các tác giả: viettrungngí^vcihoo.com. Xin chán ihành cám ơn. Tác giả MỞ ĐẨU 1. ĐẶT VÂN ĐỂ Hệ thống giao thông là một trong nhŨTig hệ thống rất quan trọng của nền kinh tế quốc gia. Trong mối quan hệ tổníỉ hòa với nền kinh tế, hệ thống giao thông được ví như mạch máu trong cơ thổ sống, ớ nước ta, trong điều kiện hội nhập và phát triển kinh tế hiện nay, mạng lưới eiao thông không ngừng được xây dựng mở rộng từ thành thị đến nông thôn và vùng sâu, vùng x a ... Hiện nay, các công trình giao tliông tại Việt Nam đang được xây dựng với số lưọng lớn nhằm đáp ứng kịp ihời với nhịp độ phát triển của nền kinh tế. Do đó, chất lượng khai thác của công trình cũng phủi được xem xét một cách thỏa đáng. Việc nghiên cứu hệ thống theo dõi sự làm việc của công trình trong giai đoạn khai thác mang ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Kcl quá thu thập được là một bức tranh tồng ihế về ứng xử của công trình trong giai đoạn làiiì Việc, là cơ sớ quan irọng cho việc đưa ra các đánh giá về khả năng khai thác phục vụ của công trình. Với nhu cầu thực tế hiện nav, các công trình xây dựng nói chung và công trình cầu nói riêng cần phải được theo dõi, đánh giá một cách liên tục. Sự theo dõi, quan sát kết cấu một cách liên tục và tự động có thể chỉ ra sự cần thiết cần phải sửa chữa, lăng cường hoặc thay thế tùy thuộc vào tình trạng sức khỏe của chúng. Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật và côiiíi nghệ mà việc theo dõi tình trạng của kết cấu cầu ngày càng chính xác hơn. Mỗi kết cấu cầu trone thực tế thường có sự khác biệt rất lớn so với dự đoán trong giai đoạn thiết kế. Nó phụ thuộc vào rất nhiều vào các yếu tố bất định, kế cả yéu tố nội tại và tác động bên ngoài. MỘI số yếu tố phát sinh riRay trong quá trình thi công làm cho các ứng xử về kết cấu khác với các ứng \ử dir kiến hoặc được mô hình trong bước thiết kế. Khi được đưa vào sử dụng, kết cấu cầu còn chịu sự tác động trực tiếp của tải trọng xe cộ và các tác động khác nliư gió. giãn nở nhiệt... thông thường các tác động này khá khác biệt và trontĩ rất nhiều trưòng họp không thể biết được nguvên nhân xuất liiện và cường độ của chúng. Một vcu cầu được đặt ra là phải có một hệ thống theo dõi ihườne xuyên để đánh siá các tác dộng này và kịp thời đưa ra các cảnh báo trong trường hợp cần thiết. Hiện nay ở Việt Nam, số lượng các cầu đang trong giai đoạn khai thác rất lớn bao gồm cả những cầu được xây dựng cách đày rất lâu, cũng như những cầu mới đưa vào khai thác sử dụng. Xét riêng về kết cấu nhịp cầu thép đang được áp dụng có thể thấy như sau: - Kết cấu nhịp cầu dầm thép đã và đang được áp dụnc với ti lệ tương đối lớn và đang tồn tại các khuyết tật khó có thể nhận biết được: - Xu hướng sử dụng cầu thép tăng lên vỉ những ưu điểm cùa nó; Trong khi đó các yếu tố chi phối tác độns lên kết cấu nhịp cầu thép vô cùng phức tạp như: - Tải trọng luu thông qua cầu càng ngày càng tăng lên cả về số lượng và trọng lượng vì vậy cần phải có hệ thống theo dõi để đánh giá tác động của tải trọng này; - Luôn có một số lượng lớn các khuyết tật tồn tại trong kết cấu. các khuyết tật này khó nhận biết bằng các quan sát thông thường trước khi các sự cố công trình cầu xảy ra, kết cấu cần phải được theo dõi liên tục để đưa ra các cảnh báo sớm khi cần thiôt; - Việc đánh giá cầu bằng các phương pháp truyền thống gặp rất nhiều khó khăn như công tác phải phân luồng giao thông, dừng xe, (đặc biệl là dối với các hệ ihống cầu nằm trên các tuyến đường giao thông quan trọng như Q U ). Các số liệu thu được thì ít, không liên tục và mang tính chủ quan của người đo nên dễ dẫn dến sai sót. các kỳ thuật do dạc hiện đại giúp khắc phục hạn chề này; - Trong công tác quản lý cầu việc kiem tra định kỳ cũng có Ihê làm giảm dirợc các rủi ro, tuy nhiên công việc này cũng chi có giới hạn về độ an toàn do vẫn có các khoảng thời gian kết cấu không được theo dõi kiểm tra (không liên tục), sẽ dẫn dến tình trạng chủ đầu tư không đưa ra được các quyết định kịp thời, do vậy cần phải cỏ một hệ thống theo dõi liên tục và giúp chủ đầu tư kịp thời đưa ra các cảnh báo: - Tuổi thọ của kết cấu cầu thường có sự khác biệt rất lớn so với dự đoán trong eiai đoạn thiết kế, nó chịu sự tác động của nhiều yếu tố cả trong giai đoạn thi công và khai thác mà không thể đoán trước được, đây là thách thức lớn cho các kỳ sư và cơ quan quản lý ...