Công trình cầu là một trong những hệ thống công trình quan trọng sự phát triển của hệ thống giao thông đường bộ, là thước đo về tiềm năng phát triển và năng lực kỹ thuật của khu vực đô thị của thành phố hay của một quốc gia. Do đó, việc quan trắc công trình cầu nhận được nhiều sự quan tâm của cả Nhà nước và chủ đầu tư.
Công trình Cầu là gì?
Theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 11823:2017, Công trình cầu là công trình xây dựng để vượt qua dòng nước, thung lũng, đường bộ, các khu vực sản xuất, khu thương mại, khu dân cư…, cầu là một kết cấu bất kỳ vượt khẩu độ không dưới 6m tạo thành một phần của một con đường. Ngoài ra, các bộ phận của công trình cầu bao gồm: Cầu, đường dẫn vào cầu, các công trình điều chỉnh dòng chảy và gia cố bờ sông.
Một kết cấu của cầu bao gồm: Kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới. Kết cấu phần trên có kết cấu nhịp và phụ trợ, là phần tạo ra bề mặt cho các phương tiện giao thông hoạt động trên cầu, giúp cho xe chạy an toàn. Kết cấu phần dưới gồm mố, trụ cầu, nền móng, đảm bảo đỡ kết cấu phần trên và truyền tải trọng từ kết cấu phần trên xuống đất nền.
Các thành phần của công trình cầu.
Chuyển dịch công trình cầu là gì?
Trong quá trình thi công xây dựng và vận hành, các thành phần kết cấu công trình sẽ có sự thay đổi vị trí trong không gian, thời gian so với vị trí ban đầu dưới tác động của tải trọng công trình và ngoại lực tác động. Giá trị chuyển dịch được xác định qua sự thay đổi tọa độ, độ cao các điểm quan trắc gắn trên công trình. Các giá trị này được gọi là giá trị chuyển dịch công trình cầu và có thể thay đổi chuyển dịch theo phương đứng hoặc chuyển dịch theo phương ngang. Trong đó:
- Chuyển dịch công trình theo phương đứng là sự thay đổi độ cao của các mốc quan trắc theo thời gian.
- Chuyển dịch ngang là sự thay đổi vị trí của công trình trong mặt phẳng nằm ngang. Chuyển dịch có thể được xác định theo phương của hệ tọa độ công trình hoặc theo phương áp lực.
Các nguyên nhân có thể gây ra chuyển dịch công trình cầu có thể kể đến như:
- Sự thay đổi điều kiện tự nhiên: Chế độ thủy văn, xói lở, lũ lụt, động đất…
- Sự thay đổi địa chất ở nền móng cầu: Thay đổi độ ẩm, áp lực nước lỗ rỗng…
- Sự thay đổi áp lực: Ảnh hưởng của xây dựng công trình xung quanh, các phương tiện giao thông gây ra sự rung động, tăng tải trọng sau nâng cấp sửa chữa, tàu thuyền va chạm làm hư hỏng các bộ phận của cầu.
- Không đảm bảo về mặt chất lượng công trình: Do chất lượng xây dựng cầu không đạt yêu cầu.
Sự cần thiết phải quan trắc công trình cầu trong giai đoạn thi công xây dựng và vận hành
Có thể thấy, có rất nhiều nguyên nhân có thể gây ra chuyển dịch công trình cầu, có thể ít hoặc nhiều tùy thuộc vào nhiều yếu tố. Vì vậy, quá trình quan trắc công trình cầu phải được thực hiện ngay từ khi bắt cầu thi công xây dựng công trình cho tới trong giai đoạn vận hành, liên tục theo suốt vòng đời của cầu.
Các giá trị quan trắc được sẽ được các chủ đầu tư, nhà quản lý khai thác, chuyên gia, kỹ sư có thể theo dõi, phân tích và cảnh báo các nguy cơ có thể sắp diễn ra hoặc đã xảy ra. Ví dụ như chuyển dịch mố cầu, độ lún, mức độ dao động, vết nứt, khe hở, tải trọng, tuổi thọ…
Dưới tác động của các yếu tố gây ra chuyển dịch công trình cầu, theo thời gian nếu không xử lý kịp thời có xảy ra các sự cố nguy hiểm như sập cầu.
Công trình cầu sẽ luôn chuyển dịch, tùy mức độ nhiều hay ít, vậy chúng ta cần quan tâm quan trắc giá trị nào phù hợp?
Đối với từng giá trị chuyển dịch công trình cầu, có thể dùng các phương pháp cụ thể để thực hiện quan trắc. Có các dạng điển hình như sau:
- Chuyển dịch: Thiết bị quang học như toàn đạc điện tử, thủy bình, GNSS, thiết bị quét laser 3D, cảm biến đo chuyển vị…
- Độ nghiêng: Cảm biến đo nghiêng…
- Độ căng: Cảm biến sức kéo căng, ứng suất – biến dạng…
- Rung động: Cảm biến đo độ rung, chấn động…
- Tải trọng: Cảm biến đo tải trọng…
- Tác động của môi trường: Đo gió, đo nhiệt độ không khí, đo độ ẩm tương đối của không khí, đo lượng mưa, đo chấn động địa chấn…
Đối với một số trường hợp cụ thể có thể ứng dụng các thiết bị cụ thể như sau:
| Trường hợp quan trắc công trình cầu cụ thể | Hình ảnh minh họa |
|---|---|
| Quan trắc hệ thống trụ tháp cầu bằng hệ thống GNSS |  |
| Quan trắc khoảng cách hai trụ cầu bằng cảm biến đo khoảng cách điện tử, cảm biến đo nghiêng hoặc thiết bị quang học |  |
| Đo sức căng của cáp bằng cảm biến đo tải trọng hoặc cảm biến ứng suất – biến dạng |  |
| Đo độ hở khe nứt bằng cảm biến đo vết nứt |  |
| Đo độ lún (phương thẳng đứng) bằng giãn kế đa điểm hố khoan (MPBX) hoặc sử dụng thiết bị toàn đạc điện tử, máy thủy bình |  |
| Đo khe co giãn bằng cảm biến đo độ giãn |  |
| Đo độ võng của dầm bằng hai cảm biến đo độ nghiêng hoặc thiết bị quang học |  |
Nếu quan tâm đến các giải pháp quan trắc công trình cầu, bạn hãy liên hệ ngay đến Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125 chúng tôi sẽ giải đáp nhanh nhất!
>>> Xem thêm: Khi nào cần sử dụng GNSS để quan trắc công trình?
