Đối tượng nghiên cứu: Khai thác, kiểm định cầu là môn học nghiên cứu sự làm việc của các công trình cầu đang khai thác hoặc đã xây dựng xong chuẩn bị đưa vào khai thác nhằm đánh giá khả năng chịu lực của công trình phục vụ cho công tác quản lý, bảo dưỡng hoặc sửa chữa, gia cố tăng cường cầu. Như chúng ta đã biết, trong thiết kế cầu người ta lựa chọn các kích thước hình học của cầu trước sau đó tiến hành tính toán theo quy định của tiêu chuẩn hiện hành để xác định khả năng chịu lực của kết cấu công trình, trên cơ sở đó điều chỉnh lại các số liệu đầu vào để xác định kết cấu công trình phù hợp với công nghệ thi công và yêu cầu khai thác. Đối với công tác khai thác kiểm định cầu thì đối tượng nghiên cứu đã rõ ràng là các công trình cầu thực tế với đầy đủ đặc trưng hình học cũng như vật liệu. Người ta tiến hành đo đạc, tính toán trên các công trình cầu thực tế (cầu cũ đã qua sử dụng hoặc cầu mới hoàn thành chuẩn bị đưa vào khai thác) để xác định khả năng chịu lực thực tế của công trình cầu để từ đó đưa ra các giải pháp quản lý, khai thác, gia cố cầu hợp lý.
Nội dung của môn học: Nội dung môn học gồm 2 chương với nội dung chính là các nội dung: Quản lý khai thác cầu, bảo quản sửa chữa cầu, kiểm định thử nghiệm cầu, gia cố tăng cường cầu. Quản lý khai thác cầu: Phần này nghiên cứu nội dung và phương pháp quản lý khai thác cầu. Quản lý bao gồm các hồ sơ cầu và quan trọng hơn là quản lý tình trạng kỹ thuật của cầu. Một đơn vị quản lý phải nắm rõ các thông tin về cầu từ thiết kế, thi công, đến lịch sử khai thác cầu, các hư hỏng đã sửa chữa, nâng cấp,.
đề đề ra chế độ khai thác hợp lý cho công trình cầu như hạn chế tải trọng, tốc độ, số lượng xe qua cầu,. và đồng thời đề ra kế hoạch, chương trình sửa chữa cầu thường xuyên, định kỳ hay sửa chữa lớn theo nguồn kinh phí hàng năm. Bằng các nghiệp vụ quản lý khai thác cầu với các hình thức kiểm tra chặt chẽ để nắm rõ thông tin về các công trình cầu đề từ đó xây dựng kế hoạch sửa chữa, nâng cấp theo đúng nhu cầu thực tế khai thác. Bảo quản sửa chữa cầu: Bảo quản sửa chữa cầu là nhằm đảm bảo cầu trong suốt quá trình khai thác sử -1- dụng vẫn giữ được khả năng làm việc như thiết kế ban đầu mà không phải thay đổi bất kỳ chế độ khai thác nào.
Sửa chữa cầu có thể là những công việc rất nhỏ như siết bulông, trám rỗ bê tông,. đến những công việc rất lớn như thay thế dầm cầu, giàn thép, dây văng,. Công tác bảo quản sửa chữa cầu đề cập đến trong nội dung môn học sẽ là những kiến thức cơ bản, những phương pháp có thể sử dụng tại hiện trường, chỉ đỏi hỏi mức độ chuyên môn nhất định. Các sửa chữa mang tính chuyên gia, sữa chữa cao cấp chưa được nghiên cứu ở đây.
Kiểm định thử nghiệm cầu: Nội dung phần này là công tác đo đạc kiểm định và thử nghiệm cầu để nghiên cứu đánh giá khả năng chịu lực của cầu bằng thực nghiệm như: đo ứng suất, độ võng, dao động,. sử dụng kết quả đo để đánh giá khả năng chịu lực của cầu. Khoan lấy mẫu để kiểm tra đặc trưng vật liệu làm cầu, kiểm toán cầu khả năng chịu lực thực tế của công trình cầu. Một số nội dung liên quan đến kiểm định thử nghiệm cầu như thí nghiệm mô hình trong quá trình thi công, thí nghiệm phá hủy tổng thể,.
các em có thể tìm hiểu thông qua các công trình dự án thực tế có yếu tố nước ngoài. Gia cố tăng cường cầu Đây là công việc khác với công việc sửa chữa cầu, công tác gia cố tăng cường cầu là công việc nhằm làm tăng khả năng khai thác hoặc chịu lực của một công trình cầu. Việc tăng cường cầu có thể phải làm thay đổi sơ đồ làm việc của cầu, kết cấu cầu, dầm chủ, khổ cầu,. nhằm làm tăng khả năng chịu lực của công trình như bố trí thêm trụ đỡ, tăng chiều cao dầm chủ,.
hoặc làm tăng khả năng khai thác của cầu như thêm dầm, mở rộng xà mũ, tăng số làn xe trên cầu. Phương pháp nghiên cứu: Đây là môn học có yêu cầu tính thực tế cao, lý thuyết kết hợp với thực hành để nắm rõ quy trình kiểm định cầu. Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế không thể đáp ứng như cầu thực hành, người học cần chủ động tìm kiếm tài liệu thông qua mạng internet, đọc các tài liệu có liên quan, đặt các câu hỏi và chủ động thảo luận trao đổi với bạn bè hặc với giáo viên dạy môn học này. Có thể hiểu kiểm định cầu là công việc khám bệnh, chữa bệnh và tiếp thêm sức khỏe cho một công trình cầu do đó người học cần nắm rõ các cấu tạo cơ bản của công trình cầu và nguyên lý tính toán đã được học ở các môn học có liên quan.
CÔNG TÁC KHAI THÁC, BẢO QUẢN VÀ SỬA CHỮA CẦU 1. Khái niệm chung: Mục đích chính của việc xây dựng các công trình cầu là để đưa vào khai thác phục vụ kết nối hệ thống hạ tầng giao thông khi phải đi qua các khu vực khó khăn như sông, hẻm núi, thung lũng, giao cắt, … Khai thác cầu là công việc cuối cùng của quá trình đầu tư xây dựng dự án cầu gồm Khảo sát - Thiết kế - Xây dựng - Khai thác. Tuy nhiên, đây chưa phải là đã kết thúc mà bắt đầu một giai đoạn mới, do trong quá trình khai thác các công trình cầu bị suy giảm chất lượng theo thời gian, thậm chí là bị sụp đổ, vì thế cần thiết phải thực hiện công tác kiểm tra, duy tu, bảo quản, và sửa chữa công trình cầu. Các nguyên nhân làm suy giảm chất lượng công trình cầu gồm: Có những sai sót giữa thiết kế và thi công; Do tác dụng của hoạt tải luôn thay đổi; Ảnh hưởng của khí hậu, thời tiết, môi trường xung quanh; Tính chất của vật liệu xây dựng cầu; Thiên tai, địch họa.
Để hạn chế tối đa các nguyên nhân gây suy giảm chất lượng cầu ta cần kiểm tra, bảo quản để cầu luôn ở trạng thái phục vụ tốt, phát hiện kịp thời và khắc phục các hiện tượng hư hỏng khi nó mới hình thành, ngăn chặn không cho phát triển thành những tai nạn đáng tiếc. Công tác quản lý khai thác cầu là công việc thường xuyên, ghi chép nhật ký một cách đầy đủ như thống kê lý lịch cầu, đặc tính kỹ thuật, đặc điểm địa chất, địa hình, thủy văn, các loại tải trọng xe qua cầu và đặc điểm phương tiện giao thông dưới cầu. Trên cơ sở đó, tiến hành các công tác duy tu, bảo dưỡng thường xuyên, hoặc tiến hành sửa chữa theo các mức độ nhỏ, vừa và lớn. - Sửa chữa nhỏ: Là công tác khắc phục những hư hỏng nhỏ, những hư hỏng này chưa làm ảnh hưởng đến chế độ khai thác nhưng ảnh hưởng đến tuổi thọ và tính bền vững của công trình.
Khối lượng thi công ít và không cần phải đình chỉ giao thông trên cầu. - Sửa chữa vừa: Khắc phục những hư hỏng, mà những hư hỏng này chưa làm giảm khả năng chịu tải của kết cấu nhưng ảnh hưởng đến chế độ khai thác của công trình. Khối lượng thi công tương đối lớn, trong thời gian sửa chữa phải đình chỉ tạm thời hoặc hạn chế giao thông qua cầu. - Sửa chữa lớn (đại tu): Khắc phụ những hư hỏng, mà những hư hỏng này làm giảm khả năng chịu tải của kết cấu nhằm đưa kết cấu trở lại chế độ khai thác của công trình.
Khối lượng thi công lớn, trong thời gian sửa chữa phải đình chỉ giao thông trên cầu. Khi kết cấu không còn đủ khả năng chịu các hoạt tải phát triển nặng hơn hoặc -3- cầu đã trở nên hẹp không còn đủ lưu thông lượng phương tiện qua cầu thì cần thiết phải xem xét tăng cường, mở rộng cầu. Kết cấu cầu gồm nhiều bộ phần chịu lực khác nhau, không phải bộ phận nào cũng có cùng cường độ vì thế ta chỉ tăng cường bộ phần nào yếu nhất mà thôi, mức độ cần thiết tùy theo nhu cầu phát triển giao thông để xem xét, xử lý. Khai thác công trình cầu: 1.
Tổ chức bộ máy quản lý khai thác công trình: Trong sự nghiệp đổi mới đất nước, yêu cầu phát triển giao thông vận tải ở Việt Nam rất lớn. Nhiều tuyến đường mới với các công trình cầu thi công theo công nghệ tiên tiến đã và đang được hình thành, cùng với việc nâng cấp, cải tạo các hệ thống cầu, đường cũ. Xây dựng cơ bản trong giao thông vận tải và quản lý, khai thác tốt các công trình hiện có là hai nhiệm vụ lớn phải song song thực hiện. Để đáp ứng được yêu cầu này, Bộ Giao thông vận tải đã quy định các chức năng, nhiệm vụ về quản lý duy tu cho các đơn vị chuyên ngành.
Tổng Cục Đường bộ Việt Nam và Cục Đường sắt Việt Nam là hai cơ quan chủ yếu thực hiện chức năng quản lý khai thác hệ thống cầu - đường và các công trình khác trên mạng lưới giao thông đường bộ và đường sắt ở Việt Nam. Cơ cấu hình thành chính của Tổng Cục Đường bộ Việt Nam được mô tả như sau: dưới Tổng cục là bốn cục quản lý đường bộ phụ trách các vùng lãnh thổ khác nhau: Cục quản lý đường bộ 1 (các tỉnh phía Bắc từ Ninh Bình trở ra); Cục quản lý đường bộ 2 (các tỉnh Bắc miền Trung từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên Huế); Cục quản lý đường bộ 3 (các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên từ thành phố Đà Nẵng đến hết tỉnh Khánh Hòa); và Cục quản lý đường bộ 4 (các tỉnh Nam Trung Bộ và Nam bộ từ tỉnh Ninh Thuận, Lâm Đồng trở vào). Dưới các Cục quản lý đường bộ có các Chi cục làm nhiệm vụ khai thác và các công ty xây lắp thực hiện các nhiệm vụ xây dựng cơ bản, trung, đại tu công trình. Ngoài ra, cũng có một số công ty xây lắp trực thuộc cục để thực hiện nhiệm vụ xây dựng các công trình có vốn xây lắp lớn hàng năm.
Đối với Cục Đường sắt Việt Nam là cơ quan quản lý nhà nước về đường sắt, thực hiện chức năng nhiệm vụ quản lý nhà nước về mặt pháp lý.