Ứng Dụng Tấm Polyme CFRP Trong Sửa Chữa Và Tăng Cường Cầu Bê Tông Cốt Thép

LỜI CẢM ƠN

PHẦN MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: CÁC DẠNG HƯ HỎNG KẾT CẤU NHỊP CẦU BTCT Ở KHU VỰC PHÍA NAM VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA

1.1. Các dạng cầu BTCT ở khu vực phía Nam

1.2. Cầu BTCT được xây dựng trong thời gian trước 1954

1.2.1. Cầu dầm hẫng và dầm hẫng nhịp đeo

1.2.2. Cầu có dàn biên song song

1.2.3. Cầu có dàn biên cong

1.3. Cầu BTCT được xây dựng từ 1954 đến 1975

1.4. Cầu BTCT được xây dựng từ 1975 đến nay

1.5. Các dạng hư hỏng kết cấu nhịp cầu BTCT

1.5.1. Hư hỏng loại 1

1.5.2. Hư hỏng loại 2

1.5.3. Hư hỏng loại 3

1.6. Nguyên nhân gây hư hỏng cầu BTCT

1.7. Các biện pháp sửa chữa, tăng cường cầu BTCT

1.7.1. Các biện pháp sửa chữa cầu BTCT thường sử dụng

1.7.2. Các biện pháp tăng cường cầu BTCT thường sử dụng

1.7.3. Phương pháp dán sợi cacbon polyme CFRP gia cường kết cấu

1.7.4. So sánh ưu nhược điểm của phương pháp dán sợi cacbon polyme CFRP và các phương pháp khác

2. CHƯƠNG 2: SỬA CHỮA - TĂNG CƯỜNG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG TẤM POLYME CỐT SỢI CACBON (CFRP)

2.1. Đặc tính của tấm Polyme cốt sợi cacbon (CFRP)

2.2. Thông số kỹ thuật và các ứng dụng của tấm dán CarboDur

2.3. Chất kết dính Epoxy Sikadur và tấm vải dệt bằng sợi Cacbon - Carbodur Wrap

2.4. Tính chất vật lý/ Cơ học

2.5. Thiết kế sửa chữa, tăng cường cầu BTCT bằng tấm Polyme cốt sợi cacbon (CFRP)

2.5.1. Nguyên tắc gia cường bằng tấm polyme cốt sợi cacbon

2.5.2. Tính toán chống uốn trong cấu kiện được gia cường bằng tấm polyme cốt sợi cacbon

2.5.3. Tính toán chống cắt trong cấu kiện được gia cường bằng tấm polyme cốt sợi cacbon

2.6. Thi công tấm Polyme cốt sợi cacbon (CFRP) và tấm Carbodur Plate

2.6.1. Điều kiện về bề mặt cấu kiện được dán và chuẩn bị bề mặt thi công

2.6.2. Chuẩn bị chất kết dính và phương pháp thi công

2.6.3. Kiểm soát chất lượng và các yếu tố ảnh hưởng đến tính cơ học

2.6.4. Các dụng cụ thi công và chú ý trong quá trình thi công

2.7. Thi công tấm CarboDur Wrap

2.7.1. Điều kiện về bề mặt cấu kiện được dán và chuẩn bị bề mặt thi công

2.7.2. Chuẩn bị chất kết dính Sikadur-330 và phương pháp thi công

2.8. Kết luận và kiến nghị

3. CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG TẤM POLYME CỐT SỢI CACBON (CFRP) ĐỂ SỬA CHỮA, TĂNG CƯỜNG CẦU BTCT TRONG PHẠM VI QUẢN LÝ CỦA KHU QUẢN LÝ ĐƯỜNG BỘ VII

3.1. Giới thiệu về Khu QLĐB VII

3.2. Chức năng và nhiệm vụ

3.3. Hệ thống đường quốc lộ trong phạm vi quản lý của Khu QLĐB VII

3.4. Các công trình cầu trên hệ thống đường quốc lộ trong phạm vi quản lý của Khu QLĐB VII

3.5. Đặc điểm các công trình cầu

3.5.1. Các công trình cầu bằng BTCT

3.6. Triển khai sửa chữa cầu Rạch Gòi Lớn (cũ), Km56+550, QL 91, Tỉnh An Giang bằng công nghệ dán tấm polyme cốt sợi cacbon (CFRP)

3.6.1. Hiện trạng cầu

3.6.2. Đặc điểm công trình và tình trạng hư hỏng

3.6.3. Các công nghệ sửa chữa và tăng cường được sử dụng

3.6.4. Sử dụng vật liệu bê tông xi măng thông thường trám vết nứt, vỡ bê tông lan can

3.6.5. Sử dụng vật liệu Polyme trám vết nứt vỡ, bong tróc bê tông đáy bản lề bộ hành

3.6.6. Bơm keo epoxi lấp vết nứt dọc theo nách dầm và nứt ngang bụng dầm

3.6.7. Dán tấm polyme cốt sợi cacbon tăng cường kết cấu nhịp

3.6.8. Kết quả sửa chữa tăng cường

3.7. Kết luận và kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Luận văn tập trung vào ứng dụng tấm polyme CFRP trong sửa chữa và tăng cường cầu bê tông cốt thép (BTCT) tại khu vực phía Nam, đặc biệt là trong phạm vi quản lý của Khu Quản Lý Đường Bộ VII. Đồng bằng Nam Bộ là khu vực kinh tế trọng điểm, nơi hệ thống cầu BTCT đóng vai trò quan trọng trong giao thông. Tuy nhiên, nhiều cầu đã xuống cấp do tuổi thọ cao, tải trọng khai thác vượt mức và ảnh hưởng từ chiến tranh. Việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ mới như tấm CFRP nhằm nâng cao chất lượng và tiến độ sửa chữa cầu là cấp thiết.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là đánh giá các hư hỏng cần sửa chữa và tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT. Nghiên cứu đặc tính của tấm CFRP và ứng dụng trong tính toán thiết kế, thi công để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, kinh tế và mỹ quan công trình.

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các loại tấm CFRP như Carbodur Plate và Carbodur Wrap, cùng các vật liệu liên quan. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong việc sửa chữa các hư hỏng như nứt, giảm yếu tiết diện và thoái hóa bê tông trên kết cấu nhịp cầu BTCT.

II. Các dạng hư hỏng kết cấu nhịp cầu BTCT

Luận văn phân tích các dạng hư hỏng phổ biến của cầu BTCT tại khu vực phía Nam, bao gồm hư hỏng do quá trình phá hủy vật liệu, sai sót trong thiết kế, thi công và khai thác. Các hư hỏng được phân loại thành ba mức độ: nhẹ, trung bình và nặng, tùy thuộc vào mức độ ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và tuổi thọ của kết cấu.

2.1. Hư hỏng do vật liệu xuống cấp

Các hư hỏng như bê tông bị cacbonat hóa, cốt thép bị ăn mòn là nguyên nhân chính làm giảm tuổi thọ và khả năng chịu lực của cầu. Đặc biệt, các cầu xây dựng trước năm 1954 đã xuống cấp nghiêm trọng do tuổi thọ cao và tải trọng khai thác vượt mức.

2.2. Hư hỏng do thiết kế và thi công

Sai sót trong tính toán thiết kế và thi công dẫn đến các vết nứt, vỡ bê tông và hở cốt thép. Các hư hỏng này thường xuất hiện ở các cầu xây dựng từ 1954 đến 1975, khi tiêu chuẩn thiết kế chưa được hoàn thiện.

III. Ứng dụng tấm CFRP trong sửa chữa và tăng cường cầu BTCT

Luận văn đề xuất sử dụng tấm CFRP như một giải pháp hiệu quả để sửa chữa và tăng cường cầu BTCT. Tấm CFRP có ưu điểm nhẹ, độ bền cao và dễ thi công, giúp khôi phục và nâng cao khả năng chịu lực của kết cấu mà không làm gián đoạn giao thông.

3.1. Đặc tính của tấm CFRP

Tấm CFRP có độ bền kéo cao, khả năng chống ăn mòn tốt và dễ dàng thi công trên các bề mặt phức tạp. Các loại tấm như Carbodur Plate và Carbodur Wrap được sử dụng phổ biến trong các dự án sửa chữa cầu.

3.2. Phương pháp thi công

Quy trình thi công tấm CFRP bao gồm chuẩn bị bề mặt, dán tấm và kiểm soát chất lượng. Phương pháp này đảm bảo hiệu quả cao và tiết kiệm thời gian so với các phương pháp truyền thống như dán bản thép hoặc căng cáp dự ứng lực.

IV. Kết luận và kiến nghị

Luận văn kết luận rằng ứng dụng tấm CFRP là giải pháp hiệu quả và kinh tế trong sửa chữa và tăng cường cầu BTCT. Các kiến nghị bao gồm việc áp dụng rộng rãi công nghệ này trong các dự án cầu tại khu vực phía Nam và tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng tấm CFRP.

Ứng Dụng Tấm Polyme CFRP Trong Sửa Chữa Và Tăng Cường Cầu Bê Tông Cốt Thép Tại Khu Quản Lý Đường Bộ VII