Quan trắc chuyển vị mố cầu là đo đạc để phát hiện sớm những mối nguy hiểm đối với công trình cầu, đưa ra những biện pháp khác phục kịp thời. Có những phương pháp quan trắc chuyển vị mố cầu nào được sử dụng hiện nay?
Quan trắc chuyển vị mố cầu để làm gì?
Công trình cầu là một kết cấu bất kỳ vượt khẩu độ không quá 6m tạo thành một phần của giao thông bộ. Các bộ phận của cầu gồm có cầu, đường dẫn vào cầu, các công trình điều chỉnh dòng chảy và gia cố bờ song. Kết cấu của cầu gồm kết cấu phần trên (kết cấu nhịp, kết cấu bề mặt) và kết cấu phần dưới (mố, trụ cầu và phần móng). Kết cấu phần dưới đảm bảo đỡ kết cấu phần trên và truyền tải trọng phần trên xuống đất nền.
Kết cấu cầu.
Mố cầu thuộc kết cấu phần dưới trực tiếp chịu tải trọng lớn từ kết cấu phần trên trong quá trình khai thác sử dụng. Các chuyển vị và biến dạng của mố sẽ ảnh hưởng lớn đến kết cấu còn lại. Vì vậy quan trắc chuyển vị mố cầu trong quá trình vận hành là rất cần thiết nhằm phát hiện sớm các hiểm họa làm giảm khả năng làm việc của cầu. Thêm nữa quan trắc mố sẽ giúp giảm thiểu các rủi ro có thể xảy ra đồng thời tối ưu hóa công tác duy tu, bảo dưỡng công trình hợp lý, kéo dài tuổi thọ của công trình cầu.
>>> Xem thêm: Giải pháp quan trắc cầu của Trimble
Các phương pháp quan trắc chuyển vị mố cầu hiện nay
(Các thuật ngữ “đo đạc chuyển vị” hay “quan trắc chuyển vị” đều có ý nghĩa là đo đạc để phát hiện sớm những mối nguy hiểm đối với công trình, tài sản nhằm phục vụ đưa ra những biện pháp khác phục kịp thời, chỉ khác ở khía cạnh về thời gian thu thập dữ liệu. Khi sử dụng từ “quan trắc” người ta sẽ dùng với phương pháp thu thập dữ liệu một cách liên tục. Còn “đo đạc chuyển vị” thì hay dùng cho phương pháp thu thập định kỳ.Trong phạm vi bài này sẽ thống nhất dùng cụm từ “quan trắc chuyển vị”.)
Có nhiều loại quan trắc chuyển vị mố cầu như chuyển vị theo phương đứng (lún đều), chuyển vị góc theo hai phương-bên cạnh và phía trước, chuyển vị dọc song song với trắc dọc của cầu, chuyển vị ngang vuông góc với trắc dọc của cầu, chuyển vị tổng hợp.
Các phương pháp quan trắc chuyển vị mố cầu:
– Phương pháp đo lún mố cầu:
Có nhiều phương pháp đo lún mố cầu khác nhau như phương pháp địa kỹ thuật, trắc dọc, phương pháp đồng hồ, phương pháp áp dụng chênh lệch áp suất, phương pháp laser. Trong đó:
- Phương pháp địa kỹ thuật là phương pháp thường được dùng nhiều nhất. Phương pháp này thường được thực hiện từ khi bắt đầu khảo sát thiết kế công trình để tính toán được mức độ lún của công trình thông qua chỉ số cơ lý của đất nền.
- Phương pháp trắc dọc là đo cao độ lún của công trình cũng được áp dụng nhiều.
- Phương pháp định vị bằng vệ tinh (GNSS) để xác định độ lún của công trình. Trong phương pháp này người ta phải đặt các máy thu vệ tinh (GNSS) tại các trạm cần đo đạc (Trạm Rover) và trạm tham chiếu đóng vai trò là trạm được cho là không có biến động về vị trí (Trạm Base). Chúng ta có thể thực hiện phương pháp GNSS để quan trắc liên tục trong bất kỳ thời tiết nào.
Sử dụng phương pháp GNSS để đo lún (chuyển vị dọc) mố cầu.
Ngoài những phương pháp đo lún trên còn có các phương pháp khác như phương pháp đo chênh lệch áp suất và phương pháp quét laser. Trên đây là tất cả các phương pháp đo đạc lún đều của mố cầu. Trường hợp cần đo đạc lún không đều để xác định các chuyển vị góc người ta thường dùng các cảm biến tiltmeter và inclinometer.
– Phương pháp đo chuyển vị ngang của mố cầu:
Mố cầu chịu áp lực ngang của đất sau mố, áp lực của hoạt tải chất thêm sau mố. Nếu các áp lực này gây nên chuyển vị ngang lớn về phía dầm cầu sẽ làm giảm độ mở của khe co giãn. Để sớm phát hiện người ta thường dùng các cảm biến đo độ mở của khe co giãn (lắp giữa phần mố và dầm cầu) hay cảm biến đo áp lực của đất đắp lên kết cấu (lắp ở mặt sau của tường thân mố và lắp trong giai đoạn thi công).
Sự khác nhau giữa thu thập dữ liệu định kỳ (đo đạc định kỳ) và liên tục (quan trắc liên tục).
Để kéo dài tuổi thọ của cầu thì việc quan trắc chuyển vị mố cầu liên tục là phương pháp hiệu quả nhất hiện nay để phát hiện sớm các hiểm họa. Hệ thống quan trắc công trình cầu liên tục 24/7 (The 24/7 Real-time Monitoring System) hiện nay được đánh giá là giải pháp tối ưu cho công tác duy tu bảo trì công trình một cách hợp lý, kéo dài tuổi thọ công trình cầu nói riêng và công trình xây dựng, tài sản nói chung.
Nguồn tham khảo: Các giải pháp đo đạc và quan trắc chuyển vị mố cầu
Từ khóa: Mố cầu, chuyển vị, chuyển dịch, quan trắc, đo đạc, BHMS (Bridge Health Monitoring System), Hệ thống quan trắc liên tục (24/7 Real-time Monitoring System)
>>> Xem thêm: Quan trắc công trình sử dụng những thiết bị nào?
