Đánh giá hiệu quả kỹ thuật và kinh tế của giải pháp polymer gia cường sợi trong sửa chữa và tăng cường cầu thép tại Việt Nam

• Tác giả: Nguyen Huu Hoe
• Người hướng dẫn: Associate Prof. Luong Xuan Binh
• Trường học: Vietnam Japan University
• Chuyên ngành: Infrastructure Engineering
• Đề tài: Đánh giá hiệu quả kỹ thuật và kinh tế của giải pháp polymer gia cường sợi trong sửa chữa và tăng cường cầu thép tại Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENT
• TABLE OF CONTENTS
• LIST OF FIGURES
• LIST OF CHARTS
• LIST OF TABLES
• LIST OF NOMENCLATURES AND ABBREVIATIONS
• UNIT OF SI SYSTEM
• ABSTRACT
• THE NECESSARY OF THE STUDY
• THE OBJECTIVE OF THE STUDY
• METHODOLOGY
• THE OBJECT AND SCOPE OF THE STUDY
• THE LAYOUT OF THE THESIS
• 1. CHƯƠNG 1: LITERATURE REVIEW
• 1.1. Since the 1980s, external adhesive fiber materials have been widely used in both Europe and Japan to enhance the bearing capacity of the structure being used
• 1.2. In Europe, FRP materials have been developed to replace structural reinforcement with steel plates
• 1.3. The method of gluing steel plates in the tensile zone is a feasible technique to increase bending resistance for structures
• 1.4. Application of using FRP materials to replace the steel plate method in strengthening structures
• 1.5. Research and development of technical standards and design guidelines for FRP materials
• 1.6. Popular methods for sheet and fabric FRP materials: dry lay-up and wet lay-up
• 1.7. Doctoral dissertation by Nguyen Chi Thanh on reinforced concrete irrigation works using FRP materials
• 1.8. Research by Ghadir Mehramiz and Kambiz Narmashiri on steel beams reinforcement
• 1.9. Limitations of previous studies and focus of this research
• 2. CHƯƠNG 2: OVERVIEW OF TECHNICAL ISSUES OF REPAIRING AND STRENGTHENING STEEL BRIDGE STRUCTURE IN VIETNAM
• 2.1. Typical forms of damages of steel bridge structure in Vietnam
• 2.2. Traditional solutions to repair and reinforce steel bridges
• 2.3. Some methods of reinforcing the steel span structure
• 2.4. Technical requirements of steel bridge repair and reinforcement
• 2.5. Develop criteria for selecting FRP materials for the repair and reinforcement of steel bridges
• 3. CHƯƠNG 3: SOME EXPERIMENTAL RESEARCHES USING FRP MATERIALS IN REPAIRING, STRENGTHENING STEEL STRUCTURE AND ANALYSIS OF TECHNICAL EFFICIENCY OF SOLUTIONS
• 3.1. Experiment 1: Experiment on glue resistance of TYFO WS
• 3.2. Processing experimental data
• 3.3. Comment and conclusion on experimental results
• 3.4. Experiment 2: Bending test of steel samples reinforced with FRP materials
• 3.5. Processing experimental data
• 3.6. Comment and conclusion on experimental results
• 3.7. Conclusion of technical efficiency
• 4. CHƯƠNG 4: EVALUATE THE ECONOMIC EFFICIENCY OF THE SOLUTIONS USING FRP MATERIALS ON REPAIRING STEEL BRIDGE STRUCTURE IN VIETNAM, CASE STUDY LONG BIEN BRIDGE
• 4.1. Causes and deterioration of Long Bien Bridge
• 4.2. Overview of history, operation of Long Bien Bridge
• 4.3. Damaged condition of the Long Bien bridge
• 4.4. Protection and reinforcement measures have been used
• 4.5. Use U-shaped steel plate to cover the collar beam
• 4.6. Use steel plates to compensate for corrosion, puncture with welding or rivets for bonding. Then use special paint to paint on
• 4.7. Replace collar beam by new one
• 4.8. Develop solutions for repairing and strengthening Long Bien Bridge
• 4.9. The advantages of repair and reinforcement with FRP materials
• 4.10. Select FRP materials following the criteria and technical requirements
• 4.11. Calculation and design of reinforcement solutions for Long Bien bridge collar beams using FRP-Tyfo materials
• 4.12. Estimate the unit price for methods of repairing and reinforcement collar beams of Long Bien bridge
• 4.13. Bases for calculation of repair and reinforcement prices
• 4.14. Volume of repair and reinforcement methods
• 4.15. Unit price for methods of repairing and reinforcement collar beams of Long Bien bridge
• 4.16. Analysis, evaluation of economic efficiency

Tóm tắt

I. Tổng quan về hiệu quả kỹ thuật của giải pháp polymer gia cường sợi

Giải pháp polymer gia cường sợi (FRP) đã trở thành một trong những phương pháp tiên tiến trong việc sửa chữa và tăng cường cầu thép tại Việt Nam. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp cải thiện độ bền của cầu mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì. Nghiên cứu cho thấy, FRP có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với các vật liệu truyền thống, từ đó kéo dài tuổi thọ của cầu thép.

1.1. Tại sao nên sử dụng giải pháp polymer trong sửa chữa cầu thép

Việc sử dụng giải pháp polymer trong sửa chữa cầu thép mang lại nhiều lợi ích. Đầu tiên, FRP có trọng lượng nhẹ, dễ dàng thi công và không làm tăng tải trọng lên cầu. Thứ hai, khả năng chống ăn mòn của FRP giúp bảo vệ cấu trúc thép khỏi các tác động của môi trường, từ đó giảm thiểu chi phí bảo trì.

1.2. Các nghiên cứu trước đây về hiệu quả của FRP

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng polymer gia cường sợi có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu lực của cầu thép. Ví dụ, nghiên cứu của Ghadir Mehramiz và Kambiz Narmashiri (2014) đã chứng minh rằng FRP có thể tăng cường khả năng chịu kéo và chịu uốn của các cấu kiện thép.

II. Vấn đề và thách thức trong việc sửa chữa cầu thép tại Việt Nam

Cầu thép tại Việt Nam đang đối mặt với nhiều vấn đề nghiêm trọng như ăn mòn, nứt gãy và giảm khả năng chịu lực. Những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến an toàn giao thông mà còn gây tốn kém cho việc bảo trì. Việc tìm kiếm giải pháp hiệu quả để khắc phục những thách thức này là rất cần thiết.

2.1. Nguyên nhân gây hư hỏng cầu thép

Nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng cầu thép bao gồm tác động của thời tiết, ô nhiễm môi trường và quá trình sử dụng lâu dài. Những yếu tố này làm giảm khả năng chịu lực và tuổi thọ của cầu, đòi hỏi phải có các biện pháp sửa chữa kịp thời.

2.2. Những thách thức trong việc áp dụng công nghệ mới

Mặc dù công nghệ polymer gia cường sợi đã được chứng minh là hiệu quả, nhưng việc áp dụng nó tại Việt Nam vẫn gặp nhiều thách thức. Thiếu hụt kiến thức và kinh nghiệm trong thi công, cũng như chi phí đầu tư ban đầu cao là những rào cản lớn.

III. Phương pháp áp dụng giải pháp polymer gia cường sợi trong sửa chữa cầu thép

Để áp dụng hiệu quả giải pháp polymer, cần có một quy trình rõ ràng từ việc đánh giá tình trạng cầu đến thiết kế và thi công. Việc lựa chọn vật liệu FRP phù hợp và thực hiện các bước thi công chính xác là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

3.1. Quy trình đánh giá tình trạng cầu

Quy trình đánh giá tình trạng cầu bao gồm việc kiểm tra các dấu hiệu hư hỏng như nứt, ăn mòn và biến dạng. Các chuyên gia cần sử dụng các thiết bị hiện đại để xác định mức độ hư hỏng và đưa ra giải pháp sửa chữa phù hợp.

3.2. Thiết kế và thi công giải pháp FRP

Thiết kế giải pháp FRP cần dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu cụ thể của từng cầu. Sau khi thiết kế, quy trình thi công cần được thực hiện bởi các đội ngũ có kinh nghiệm để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của giải pháp.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về FRP tại Long Biên Bridge

Cầu Long Biên là một trong những cầu thép nổi tiếng tại Việt Nam, đang cần được sửa chữa và tăng cường. Việc áp dụng giải pháp polymer gia cường sợi tại đây đã cho thấy những kết quả khả quan, giúp cải thiện khả năng chịu lực và kéo dài tuổi thọ của cầu.

4.1. Tình trạng hiện tại của cầu Long Biên

Cầu Long Biên hiện đang gặp phải nhiều vấn đề như ăn mòn và nứt gãy. Việc đánh giá tình trạng cầu cho thấy cần thiết phải áp dụng các biện pháp sửa chữa kịp thời để đảm bảo an toàn giao thông.

4.2. Kết quả từ việc áp dụng FRP

Kết quả từ việc áp dụng giải pháp polymer cho thấy khả năng chịu lực của cầu đã được cải thiện đáng kể. Các thử nghiệm cho thấy FRP có thể tăng cường khả năng chịu kéo và uốn, từ đó giúp cầu hoạt động an toàn hơn.

V. Kết luận và tương lai của giải pháp polymer gia cường sợi tại Việt Nam

Giải pháp polymer gia cường sợi đã chứng minh được hiệu quả trong việc sửa chữa và tăng cường cầu thép tại Việt Nam. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho ngành xây dựng cầu đường, đặc biệt là trong bối cảnh cầu thép đang ngày càng xuống cấp.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ FRP

Công nghệ FRP có tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng và độ bền của cầu thép. Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ này sẽ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng và giảm thiểu chi phí bảo trì.

5.2. Khuyến nghị cho các dự án tương lai

Các dự án sửa chữa cầu thép trong tương lai nên xem xét áp dụng giải pháp polymer như một lựa chọn ưu tiên. Việc đào tạo và nâng cao nhận thức về công nghệ này cho các kỹ sư và nhà thầu là rất cần thiết để đảm bảo thành công trong việc áp dụng.