Tăng cường sức bền mỏi để kéo dài tuổi thọ cho cầu thép đường bộ

Nhật Bản là nước xây dựng nhiều cầu thép vì sức chống khá cao đối với động đất và thi công nhanh, nên đã trải qua nhiều kinh nghiệm xử lý mỏi do hoạt tải chu kỳ tác động lên cầu thép đường bộ

Bắt đầu từ thập niên 1980, tại nước này đã phát hiện nhiều hư hại về mỏi ở các mối hàn cầu thép trên các tuyến đường bộ chạy xe nặng và cầu vượt đô thị. Qua cải tiến, đã soạn thảo Quy phạm thiết kế năm 2002 để bảo đảm tăng cường sức bền mỏi nhằm kéo dài tuổi thọ cầu thép tới 100 năm. Các bộ phận chịu lực và liên kết của cầu thép được tính toán để chịu hoạt tải tương lai với số chu kỳ chịu lực sao cho suốt thời gian khai thác không xảy ra nứt rạn dẫn đến đổ sập bất thình lình. Việc định kỳ kiểm tra phải tiến hành chặt chẽ với phương tiện hoàn hảo. Xác định sớm rạn nứt do mỏi và sửa chưa kịp thời, đặc biệt chú trọng các mối hàn, ngăn chặn các vết nứt ngầm phát triển âm thầm trong vật liệu thép, mà muốn thế phải bố trí đủ so cảm biến để theo dõi ứng suất và biến dạng tại những bộ phận cần thiết của kết cấu

Việc quản lý chạy xe trên cầu là rất hệ trọng, đặc biệt là nghiêm cấm ôtô tải nặng hơn thiết kế cho phép. Xe nặng không chỉ gây bất lợi cho dầm chủ mà còn phá hoại dữ dội hệ mặt cầu, tấm đan bê tông, áo đường nhựa,v.v… Đã theo dõi ở một số tuyến trọng điểm số xe tải nặng, số trục xe tải từng ngày trong tuần để nắm vững số chu kỳ tích luỹ. Nhiều trường hợp xe tải nặng qua cầu vượt hẳn sức chịu tải tính toán, như trên quốc lộ R23, hàng ngày có tới 2500 trục xe nặng, trong khi ở xa lộ thu phí giao thông chi có 1500 trục. Rất cần bố trí các trạm đếm xe, cân xe, các thiết bi cân xe đang chạy bố trí trong kết cấu áo (WIM .Weight in motion).

Nhiều tuyến đường bộ Châu Á cũng có tình trạng xe tải nặng quá mức hạn chế lăn bánh trên cầu gây tổn thất cho sức bền mỏi và tuổi thọ còn lại của cầu thép. Đó là các hành vi bất hợp pháp, cẩn bố trí thiết bị thích hợp để phát hiện và xử lý theo pháp luật.

Nguồn: Bản tin KHCN - GTVT; www.mt.gov.vn