GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 81/152 Khi sử dụng các dây căng như hình vẽ cần phải xét ảnh hưởng của biến dạng do nhiệt ñộ, còn trong trường hợp ño các chuyển vị lớn thì phải xét cả ñến các biến dạng có liên quan ñến sự thay ñổi ñộ căng dây trong quá trình ño vì dầm dao ñộng lên xuống. Người ta cũng có thể dùng các bộ cảm kiểu ñiện cảm ñể ño dao ñộng 2 3 1 4 5 T 2 T 1 R 4 R 1 R 2 3 R a) b) Π 3 1 4 T 2 T 1 T 1 T 4 T 3 2 T c) d) Π 1 T 2 T 4 T 3 T Hình 2-28. Các sơ ñồ dao ñộng có dùng các bộ cảm biến ñiện trở. a, b-Khi dùng dầm công xon ngắn có dán lá ñiện trở; c, d-Khi dùng vòng thép có gắn lá ñiện trở. 1-Dây nối xuống ñất; 2-Dầm công xon ngắn; 3-Lò so; 4-Cọc neo; 5-Cọc giữa dầm công xon; T1, T2, T3, T4-Các ten-xơ-mét kiểu lá ñiện trở. Π -Bộ ghi dao ñộng (oxyclograph). 2.6. XÁC ðỊNH CÁC ðẶC TRƯNG CƠ LÝ VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU. Khi tính toán ñánh giá khả năng chịu tải và trạng thái kĩ thuật của cầu cống cũ rất cần có các trị số ñặc trưng cơ lí của vật liệu trong kết cấu thực. Việc xác ñịnh các trị số này nói chung là khó ñạt ñộ chính xác cao. Thông thường trước tiên cần tham khảo hồ sơ thiết kế hay hồ sơ hoàn công cũ ñể biết các ñặc trưng ban ñầu của vật liệu. Tuy nhiên ở Việt Nam các hồ sơ này thường không ñủ hoặc không có. Các thí nghiệm vật liệu phải ñược kết hợp thực hiện ở cả trong phòng thí nghiệm và cả ở trên kết cấu thực. Các thí nghiệm trong phòng cho kết quả chính xác cao hơn nhưng lại phụ thuộc việc lấy mẫu thử từ kết cấu có làm ñược hay không. Số mẫu lấy ra cũng bị hạn chế. Các thí nghiệm ngay trên kết cấu thực sẽ cho các thí nghiệm trong phòng, có thể thực hiện nhanh chóng hơn, nhiều số liệu thu ñược hơn nhưng có thể là kém chính xác hơn. GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 82/152 ða số các thí nghiệm trong phòng thuộc loại thí nghiệm có phá hủy mẫu thử, ña số các thí nghiệm trên kết cấu thực thuộc loại thí nghiệm không phá huỷ mẫu và dùng các cách ño gián tiếp. 2.6.1. KIM LOẠI Trước khi thí nghiệm cần xác ñịnh rõ loại vật liệu bằng kim loại, ví dụ ñó là gang, sắt mềm (ñối với các cầu thép cũ do Pháp ñể lại), thép thường, thép hợp kim thấp v.v… Các thí nghiệm kim tương sẽ trả lời chính xác vấn ñề phân loại vật liệu kim loại. Khi lấy mẫu kim loại từ kết cấu cầu cũ phải có biện pháp hợp lí sao cho không làm suy yếu quá nhiều ñến sức chịu lực của kết cấu. Tại chỗ ñã cắt khoét lấy mẫu ra phải ñặt các bản thép bù và liên kết bằng hàn hoặc liên kết bulông cường ñộ cao ngay. Miếng mẫu kim loại ñã lấy ra phải ñược gia công sao cho mẫu thí nghiệm có các ñường biên lùi vào ít nhất 10mm so với mép vết cắt bằng nửa lúc lấy mẫu. Mẫu thử kim loại phải ñượcgia công theo ñúng các “Tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu” do Bộ GTVT và Bộ Xây dựng ban hành. Nói chung mẫu ñể thí nghiệm về giới hạn bền (cường ñộ phá hủy tức thời) giới hạn chảy, ñộ dãn dài tương ñối hay ñộ co ngắn tương ñối của kim loại thép có dạng như hình 2-29a, mẫu ñể xác ñịnh ñộ dai va chạm ñược cắt lõm như hình 2-29b. 41 61 φ 6 +0 R 1 ,5 φ 12 2+0,1 2 10+0,2 27,5 55 R 1 10+0,1 a) b) Hình 2-29. Ví dụ loại mẫu thử ñể xác ñịnh các ñặc trưng cơ học của thép. a) Mẫu thường; b) Mẫu thử ñộ dai va ñập. Mỗi loại thí nghiệm phải có ít nhất ba mẫu giống nhau các mẫu thử có thể ñược phân tích hoá học và phân tích phổ nếu thấy cần thiết. GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 83/152 Do ñặc ñiểm của công nghệ cán thép, ñặc trưng cơ lí của kim loại cán theo hướng dọc chiều cán và theo hướng ngang chiều cán sẽ không giống nhau. Vì vậy lúc lấy mẫu phải ñánh dấu rõ hướng tác ñộng chủ yếu của lực trên mẫu ñó như lúc nó ở trong kết cấu thực. ðể thí nghiệm nhanh chóng ñối với thép ở trên kết cấu thực người ta thường dùng phương pháp ñập bi tạo vết lõm trên bề mặt thép. Phương pháp này cho biết ñộ cứng của kim loại ñể từ ñó suy ra giới hạn cường ñộ của nó với ñộ tin cậy chấp nhận ñược. Tuy nhiên nếu muốn suy diễn ra trị số giới hạn chảy thì không ñủ tin cậy. Sai số xác ñịnh giới hạn cường ñộ dựa vào thí nghiệm xác ñịnh ñộ cứng bề mặt thép vào khoảng ±7%, còn nếu suy diễn từ giới hạn cường ñộ ñó ra giới hạn chảy thì sai số lớn ñến ±30%. Việc thí nghiệm ñộ cứng có thể làm theo thí nghiệm Brinell hoặc thí nghiệm Rockwell. Thí nghiệm Brinell: Tạo một tải trọng 3000kg cho vật liệu cứng và 1500kg hay 500kg cho các mặt cắt mỏng hay vật liệu mềm, tác dụng thông qua một viên bi cứng có ñường kính 10mm ñể gây ra vết lõm trên bề mặt vật liệu. ðường kính trung bình của vết lõm là cơ sở ñể tính ra ñộ cứng Brenell (HB) theo công thức: HB = P/[(π-D/2)(D- 22 dD − )] (2-16) Trong ñó: HB - Số ño cứng Brinell. P - Tải trọng tác dụng (kg). D - ðường kính viên bi thép. d - ðường kính trung bình của vết ấn, (mm). Tiêu chuẩn AASHTO T244-90 và ASTM A 370-88 của Mỹ cho sẵn các bảng tra ñã ñược tính sẵn theo công thức trên. Người ta ñã chế tạo máy ño ñộ cứng Brinell xách tay ñể làm thí nghiệm dễ dàng tại vị trí cầu. Thí nghiệm Rockwell: Trong thí nghiệm này, trị số ñộ cứng ñược ñọc trực tiếp từ máy ño. ðộ cứng ñược xác ñịnh căn cứ vào chiều sâu vết ấn của ñầu nhọn kim cương hoặc của viên bi thép vào vật liệu. Trước tiên gia tải bằng tải trọng phụ 10kg ñể tạo vết ấn ban ñầu và ñưa ñầu ấn lên rồi giữ nó ñúng vị trí trên mặt vật liệu. Tải trọng chính phụ thuộc vào thang ño ñược sử GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 84/152 dụng và ñược gia tải dần sẽ làm tăng dần ñộ sâu vết ấn. Sau ñó bỏ tải trọng chính nhưng vẫn duy trì tải trọng phụ, trên máy ño sẽ cho biết trị số ñộ cứng Rockwell. Dựa vào trị số ñộ cứng bề mặt, có thể theo công thức thực nghiệm suy ra hàm lượng Các bon trong kim loại một cách gần ñúng theo dãy số so sánh sau: -Hàm lượng C,% 0.05 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 -ðộ cứng kim loại, MPa 1100 1200 1350 1560 1650 1800 2.6.2. BÊTÔNG Nói chung ñộ chính xác của việc thí nghiệm cường ñộ bêtông trên kết cấu cũ thường không cao do bêtông không ñồng nhất và suy thoái theo thời gian một cách không ñồng ñều. Ngoài ra còn có ảnh hưởng của vết nứt, ñộ ẩm ướt, cốt thép trong bêtông v.v… ðể thí nghiệm trong phòng phải khoan lấy mẫu bêtông rồi gia công thành hình trụ tròn ñường kính 70-150mm từ kết cấu cầu thực. Như vậy lỗ khoan trên kết cấu khá lớn và nếu cầu ñang khai thác thì thường không ñược phép khoan trên dầm. Chỉ có thể lấy mẫu từ các khối xây to lớn của mố trụ. Do vậy người ta thường dùng các phương pháp không phá huỷ mẫu ñể ño cường ñộ bêtông ngay trên kết cấu thực. Hai phương pháp ñược dùng phổ biến nhất hiện nay là phương pháp siêu âm và phương pháp dùng súng bật nẩy kiểu Schmid. Bộ Xây dựng ñã ban hành tiêu chuẩn sử dụng kết hợp hai loại thiết bị ño này. Ngoài ra trong một số trường hợp ñặc biệt, có thể dùng phương pháp tia Gamma (ví dụ ñã áp dụng ño cường ñộ bêtông trong cọc khoan nhồi sâu 40m dưới lòng sông ở cầu Việt Trì 1993). 2.6.2.1 - Súng bật nẩy kiểu Schmidt (hình 2-30a). 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 Hình 2-30a. Súng bật nẩy kiểu Schmidt. 1-Bề mặt kết cấu bêtông; 2-Thanh va ñập; 3-Nắp bịt ñầu; 4-Lò so va ñập; 5-Cửa sổ nhìn thang ño vạch; 6-Con chạy chỉ thị; 7-Thanh dẫn hướng; 8-Vòng ñệm dẫn hướng; 9-Lò so nén; 10-Nắp vỏ thân súng; 11-Núm bấm giữ khi súng không hoạt ñộng; 12-Vỏ thân súng; 13-Quả búa; 14-ðá mài; 15-Hộp ñựng súng; 16-Dạng chung của súng. GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 85/152 Nguyên lí hoạt ñộng của thiết bị này như sau: Khi dùng sức tay ấn cho thân súng tiến dần ñến bề mặt bê tông thì thanh 2 tụt sâu vào thân súng 11 cho ñến lúc chạm vào quả búa13. Do cú va ñập này quả búa 3 chuyển ñộng về phía sau làm di chuyển con chạy 6 trên thang ño vạch. Vị trí con chạy 6 chỉ rõ số bật nẩy khi ño. Căn cứ số bậc này có thể tra ñồ thị hay bảng mà hãng sản xuât Schmid ñã bán kèm súng ñể suy ra cường ñộ bề mặt nhỏ ñể lấy trị số bật nẩy trung bình. Trong các tài liệu kèm theo súng có các bảng tra cụ thể ứng với các góc bắn khác nhau, ví dụ: 45°, 90°, - 45°, v.v… Các súng do Trung Quốc sản xuất còn xét ñến hiệu chỉnh theo mức ñộ các bô nát hóa bề mặt bê tông ñể gián tiếp xét ñến tuổi bê tông cũ. Các súng do hãng Schmid bán ở Việt Nam chỉ ño cường ñộ bê tông có tuổi cao nhất là 56 ngày. Tác giả Nga OCU OB khuyên ñối với bê tông cũ phải cạo bỏ lớp bề mặt ñi sâu 10mm rồi mới dùng súng bật nẩy ñể thử cường ñộ bê tông. ðiều này khó ñược áp dụng ở Việt Nam. Hình 2-30b. Thử cường ñộ BT ñáy bản dầm liên hợp cầu Văn-ñiển bằng súng Schmidt 2.6.2.2 - Phương pháp siêu âm. ðể xác ñịnh cường ñộ bê tông trong kết cấu có thể dùng máy siêu âm tạo ra sóng siêu âm và ño tốc ñộ truyền sóng. Từ tốc ñộ này suy ra cường ñộ bê tông R. Sóng siêu âm ñược lan truyền theo hướng dọc và theo hướng ngang. Tốc ñộ truyền sóng là hàm số phụ thuộc vào ñộ ñàn hồi, mật ñộ và dạng hình học theo hướng dọc và theo hướng ngang của kết cấu. Lúc thí nghiệm bê tông bằng siêu âm phải xét ñược mọi yếu tố ảnh hưởng ñến ñộ truyền sóng và quan hệ giữa nó với cường ñộ bê tông R (ñặc tính của cốt liệu, hàm lượng cốt liệu trong bê tông, công nghệ chế tạo bê tông nhiệt ñộ, sự bố trí cốt thép v.v…). Muốn vậy phải lập ra các ñồ thị chuẩn thể hiện quan hệ giữa tốc ñộ truyền sóng siêu âm và cường ñộ phá huỷ nén mẫu thử bê tông trong phòng thí nghiệm. Sau ñó sử dụng ñồ thị này ñể suy diễn các kết quả ño ở ngoài hiện trường. Như vậy ñộ chính xác ño ñạc phụ thuộc ñộ chính xác của việc lập ñồ thị chuẩn, mẫu thử bê tông của cầu sẽ tính theo công thức: GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 86/152 4         = cl c clc v v RR Trong ñó: : cl R - Cường ñộ bêtông của mẫu thử nén vỡ, mẫu này ñược lấy ra từ kết cấu thực. c v và cl v : -Tốc ñộ truyền sóng siêu âm trong bêtôngcủa kết cấu thực và trong mẫu thử nén vỡ. Người ta còn ñưa ra thêm các hệ số hiệu chỉnh thực nghiệm ñể xét ñến các ảnh hưởng khác. Nói chung sai số của phương pháp siêu âm ño cường ñộ bêtông vào cỡ 10%. Có rất nhiều loại máy siêu âm khác nhau do các hãng nước ngoài sản xuất ñang ñược dùng ở Việt Nam. Nguyên lý chung của chúng ñược vẽ trên hình 2-31. Các xung ñiện ñược phát ra từ máy phát cao tần kích ñộng 1, truyền ñịnh kỳ lên ñầu dò phát 10 ñể truyền vào bề mặt kết cấu bê tông hay bê tông cốt thép. ðồng thời một tín hiệu ñiện tử ñược ñưa vào khối quét chờ 3 rồi gửi ñến ống tia ñiện tử. Khi sóng siêu âm từ ñầu dò phát 10 ñi qua bê tông ñến ñầu dò thu 9, nó tạo ra tín hiệu ñiện biến ñổi ñể gửi ñến bộ khuyếch ñại 7, sau ñó tín hiệu ñi ñến ống tia ñiện tử làm lệch tia ñiện tử theo hướng thẳng ñứng. Thời ñiểm phát sóng siêu âm ở ñầu phát 10 và thời ñiểm nhận ñỉnh nhọn trên ñường biểu diễn trên màn ảnh của ống tia ñiện tử 5. Khoảng cách giữa các ñỉnh nhọn theo một tỷ lệ xích ñã quy ñịnh sẵn sẽ tương ứng với khoảng thời gian t mà xung ñi qua vật thể bê tông. Nhờ khối 4 mà trên màn ảnh có thấy thang chia khoảng thời gian 6, theo ñó ta biết ñược thời gian t. Căn cứ trị số t và ñộ dầy vật thể bê tông chúng ta xác ñịnh ñược tốc ñộ truyền sóng siêu âm v = 1/t. Từ ñó suy ra cường ñộ bê tông dựa vào ñồ thị chuẩn của máy. Nói chung các máy siêu âm hiện ñại còn có nhiều bộ phận khác ñể dễ ño, dễ mang ñi công trường và tăng ñộ chính xác. Có thể ño các kết cấu dày từ 0.1m ñến 12m. Hình 2-31. Sơ ñồ khối của máy siêu âm ño cường ñộ bê tông. 1-Bộ phát xung tần số cao; 2- Bộ phát chính ; 3- Kh ối quét chờ; 4- Khối ño thời gian; 5- Bộ hiện sóng; 6- Thang chia; 7- Bộ khuyếch ñại; 8- C ấu kiện BTCT cần ño cường ñộ; 9- ðầu dò thu; 10- ðầu dò phát 1 3 4 2 7 910 8 l 6 5 GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 87/152 2.7- PHÁT HIỆN CÁC KHUYẾT TẬT VÀ HƯ HỎNG ẨN GIẤU Trong kết cấu cũ thường có những khuyết tật ẩn giấu mà không nhận biết ñược như các vết nứt, vết rỗ vết rỗng xốp bên trong bê tông, trong mối hàn. Các loại máy dò khuyết tật ẩn giấu ñược phát triển ngày càng hiện ñại nhưng ñều dựa trên các nguyên lý chung của các phương pháp âm thanh, phương pháp từ trường, phương pháp phóng xạ và tia Rơn- ghel. 2.7.1- PHƯƠNG PHÁP ÂM THANH Phương pháp này sử dụng sóng ñàn hồi ở dải tần rộng. Tuỳ theo tần số dao ñộng ñàn hồi có thể phân loại: - Sóng hạ âm (tần số 20Hz) - Sóng âm thánh nghe ñược (tần số 20 Hz ñến 20 kHz) - Sóng siêu âm (tấn số từ 20 kHz trở lên) Nhưng chỉ có sóng âm thanh và siêu âm là dúng ñược trong công tác chuẩn ñoán bên trong. Các sóng ñàn hồi ở dải tần siêu âm có thể ñược phát ra liên tục hoặc ngắt quảng từng sung. Siêu âm có thể áp dụng cho kiểm tra không phát huy mẫu ñối với các bộ phận kết cấu làm bằng bất cứ loại vật liệu nào. ðể phát hiện khuyết tật ẩn giấu phải căn cứ vào sự phản xạ và khuyết tán của các sóng siêu âm khi gặp sự bất thường trên con ñường mà sóng ñi qua (ví dụ ñó là các lỗ rỗng, các vết nứt ngầm, các chỗ bị phân lớp v.v ) hoặc khi ñi qua môi trường không ñồng chất. Tần số siêu âm thông dụng trong chẩn ñoán là từ 0,5 ñến 255 MHz. Có thể ño sóng xuyên hoặ sóng phản xạ từ bề mặt. Trên hình 2-32 giới thiệu sơ ñồ khồi của máy dò khuyế tật ñơn giản hoạt ñộng theo nguyên lý tiếng vọng âm. GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 88/152 12 3 5 D 6 4 a b 7 Hình 2-32. Sơ ñồ khối của máy ño khuyết tật a- Bề mặt truyền sóng âm; b- Bề mặt ñối diện; D- Khuyết tật; I- Biểu diễn khuyết tật trên màn hình; 1- Bộ ñồng bọ dao ñộng; 2- Bộ phát xung; 3- Bộ phát quét; 4- ðầu dò vừa thu vừa phát; 5- Máy thu; 6- Bộ chỉ thị màn hình; 7- Kết cấu bê tông ðể kích ñộng những dao ñộng ñàn hồi có thể dùng các bộ cảm biến kiểu áp ñiện hoặc kiểu từ ñiện. Muốn cho sóng siêu âm từ ñầu dò ñến bề mặt kết cấu một cách thuận lợi cần phải bôi mỡ công nghiệp lên chỗ tiếp xúc. Các khuyết tật ẩn giấu bên trong kết cấu thép và kết cấu BTCT thường ñược phát hiện bằng phương pháp âm vọng hoặc phương pháp xung. Trên hình 2-32 giới thiệu sơ ñồ của một thiết bị âm vọng ñơn giản. Nếu trên ñường ñi qua của tín hiệu siêu âm gặp một khuyết tật như lỗ rỗng chẳng hạn thì sức cản âm ñó sẽ khác với sức cản bình thường của vật liệu kết cấu này, gây ra các ñỉnh nhọn trên màn hình hiện sóng. Sau khi ñó ñược thời gian, tốc ñộ và hướng ñi của sóng siêu âm chúng ta có thể suy ñoán vị trí và ñộ lớn của lỗ rỗng ẩn giấu. Căn cứ vào sự biến ñổi ñột ngột của tốc ñộ truyền sóng siêu âm trong các phần khác nhau của kết cấu chúng ta có thể suy ñoán ñược về mặt ñộ bê tông, các vết nứt v.v Các khuyết tật và hư hỏng trong mối hàn có thể phát hiện bằng máy siêu âm bằng các ñầu dò hình lăng trụ ñặt sao cho phát ra các sóng nghiêng 30 o - 60 o (hình 2-33). Dùng tay ñưa ñầu dò và trên mối hàn theo một quỹ ñạo hiện sóng như hình vẽ thể hiện. Khi ñến chỗ có khuyết tật thì trên màn hình sẽ hiện lên xung nhô cao, ñồng thời máy phát ra tín hiệu ánh sáng và cói báo ñộng. ðể xác ñịnh ñường biên bao quanh khuyết tật phải dùng tay ñưa ñầu dò rà quét theo các hướng khác nhau từ vị trí mà tương ứng với ñỉnh nhọn trông thấy trên màn hình cho ñến lúc nào mà biên ñộ A của xung trên màn hình giảm xuống còn một nửa so với lúc ñầu. Vị trí lúc ñó của ñầu dò sẽ tương ứng với một ñiểm trên biên bao quanh khuyết tật. GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 89/152 Phương pháp xung siêu âm cũng có thể dùng rất tiện lợi ñể theo dõi lâu dài sự biến ñộng của cấu trúc và cường ñộ bê tông. L TP 1 2 A/2 A A/2 3 h 2 h 1 l 1 l 2 l' 1 l' 2 β Hình 2-33 . Sơ ñồ xác ñịnh hư hỏng trong mối hàn 1- ðầu dò; 2- Quỹ ñạo rà quét của ñầu dò; 3- ðậc tính xung hiện trên màn hình ứng với các vị trí ñã vẽ của ñầu dò. Phương pháp phát xạ âm thanh ñược dùng ñể phát hiện các khuyết tật và hư hỏng ẩn giấu ñể thu lượm thông tin về các quá trình diễn ra bên trong vật liệu v.v Phương pháp này dựa trên sự ghi nhận các sóng âm thanh xuất hiện trong vật thể cứng khi biến dạng dẻo và có các nứt. Thực chất của phương pháp như sau. Trên bề mặt kết cấu ñặt một vài ñầu dò có khả năng nhạy cảm ñối với các biến dạng trượt hoặc các sóng bề mặt, hoạt ñộng ở tần số 1 - 3 MHz. Trong quá trình chịu lực sẽ xuất hiện các biến dạng lớn trong kết cấu và vết nứt. ðiều này thể hiện qua sự phản xạ của sóng ứng suất có ñặc tính xung. Sóng này ñược ñi, ñầu dò thu nhận và từ ñó ta có thể ñoán ra ñược khuyết tật hay hư hỏng. Trên hình 2-34 nêu sơ ñồ nguyên lý của máy phản xạ âm thanh. ðầu dò 1 thu sóng phản xạ,, truyền qua bộ khuyếch ñại 2 rồi ñi vào bộ loạc ñiện tử 3 ñể tách tín tần số thấp, sau ñó ñi ñến bộ khuyếch ñại 4 rồi rẽ 2 nhánh, một nhánh vào khối ñiều chỉnh 5, một nhánh vào bộ tách sóng8. Từ bộ tách sóng 8 tín hiệu ñi vào bộ ghi lên băng từ 7. Nguồn cung cấp ñiện là 6. Hình 2-34. Sơ ñồ khối của thiết bị phản xạ âm thanh 1- ðầu dò; 2- B ộ tiền khuyếch ñại; 3- Bộ lọc ñiện tử; 4- Bộ khuyếch ñại; 5- Khối ñiều chỉnh; 6- Nguồn ñiện; 7- Thiết bị ghi băng từ; 8- Bộ tách sóng 1 2 6 7 3 8 4 5 GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 90/152 2.7.2. PHƯƠNG PHÁP TỪ TRƯỜNG Phương pháp này dùng ñể phát hiện khuyết tật và hư hỏng ẩn giấu trong các vật liệu có thể nhiễm từ, xác ñịnh ñộ dày lớp bê tông bảo hộ cho cốt thép, ño ñộ ñầy lớp sơn phủ kết cấu thép v.v Nguyên lý của phương pháp này dựa vào sự phát triển mức ñộ biến ñổi của dòng từ ñị qua vật thể. Các bột sắt hoặc dung dịch bột sắt trộn dung môi (ví dụ dầu hoả) ñược bôi lên bề mặt kết cấu. Dưới tác ñộng của từ trường ở nơi có sắt sẽ phân bố theô một dạng khác thường ở nơi có khuyết tật hay hư hỏng ẩn giấu bên dưới. Một phương pháp khác có hiệu quả hơn là dùng các ñầu dò kiểu từ ñiện có lôi phe rít và dây ñồng và dây ñồng cuốn quanh. Từ trường ñược tạo ra sẽ có dạng chữ U như hình vẽ 2-35. Khi dùng tay và quét ñầu dò trên bề mặt kết cấu, bằng cách ñó sức ñiện ñộng có thể suy ñoán và khuyết tật trong kết câu. Sơ ñồ thiết bị vẽ trên hình 2-35 ñể xác ñịnh vị trí cốt thép nằm trong bê tông, ño chiều dầy lớp bê tông bảo hộ và ño ñường kính cốt thép ñó. Bộ cảm biến từ ñiện 1 ñược ñưa rà quét trên bề mặt kết cấu bê tông cốt thép. Trong hộp máy của thiết bị còn có một bộ cảm biến 2 tương tự nhưng thêm tấm rung nhiễm từ 3, có tác dụng thay ñổi ñộ cản kháng khi ta ñiều chỉnh cân bằng sơ ñồ. Tuỳ theo mức ñộ xa gần từ bộ cảm biến 1 ñến thanh cốt thép năm f sâu trong bê tông mà mức ñộ dầy lớp bê tông bảo hộ và ñường kính cốt thép. Dùng tay ñưa ñầu dọc theo cốt thép ñến chỗ phát hiện thấy vị trí số ñô nhỏ nhất thì ñó là ñiểm giao nhau của hai thanh cốt thép. Hình 2-35. Thiết bị kiểu ñiện cảm ñể dò cốt thép và ño chiều dày bê tông bảo hộ 1-Bộ cảm biến ngoài (ñầu dò); 2- Bộ cảm biến trong hộp máy; 3- Bản ñể ñiều chỉnh cảm kháng; 4- ðồng hồ ño sức ñiện ñộng; 5- Thanh cốt thép; 6- Cấu kiện BTCT 3 2 1 4 5 6 2.7.3- PHƯƠNG PHÁP TIA RƠN GHEN VÀ PHƯƠNG PHÁP TIA GAMA Hai phương pháp này có thể dùng dò khuyết tật cho bất cứ loại vật liệu nào: gỗ, thép, BTCT, polyme v.v Có thể dùng chúng dò vị trí cốt thép và ñường kính của nó trong bê tông. Các tia phóng xạ này ñi qua vật và ñược chụp bằng phim ảnh. Khả năng xuyên của tia ψ và tia Rơn ghen tuỳ thuộc mật ñộ của vật liệu, chiều dày kết cấu v.v Nếu gặp [...]... n v tr ng thái ch t lư ng c a công trình và kh năng thông qua c a ho t t i - Nh ng ñ ngh v qu n lý công trình, cá ch d n v gi i pháp k thu t c n áp d ng nh m kh c ph c nh ng sai sót hư h ng ñã phát hi n Page 94/152 GS.TS Nguy n vi t Trung- Gíao trình Khai thác, Ki m ñ nh, Gia c , S a ch a c u c ng - Kèm theo báo cáo chung còn có các tài li u k thu t ph n ánh quá trình ño ñ c như h so thi t k th t i,... ño ñư c ghi lên băng gi y ho c phim dư i d ng bi u ñ dao ñ ng như hình 2- 36, H s xung kích th c t ñư c suy ra t ( 1+ µ ) = y max y k t qu ño theo công th c sau: (2-23) Trong ñó: ymax - ð võng l n nh t khi ho t t i ch y qua y - ð võng tĩnh khi ho t t i ñ ng yên Page 93/152 GS.TS Nguy n vi t Trung- Gíao trình Khai thác, Ki m ñ nh, Gia c , S a ch a c u c ng M i t c ñ xe th ch y qua c u s cho m t v trí s... các v n ñ sau: - M c ñ thích h p c a phương pháp tính toán ñã áp d ng - ð chính xác và trình ñ công ngh ch t o k t c u - ð c ñi m c th v tác ñ ng c a t i tr ng lên c u - Các ñ c trưng th c t c a tr ng thái ng su t c a các b ph n và các m i n i Page 95/152 GS.TS Nguy n vi t Trung- Gíao trình Khai thác, Ki m ñ nh, Gia c , S a ch a c u c ng - nh hư ng c a nh ng y u t khác nhau và các khuy t t t, hư h...GS.TS Nguy n vi t Trung- Gíao trình Khai thác, Ki m ñ nh, Gia c , S a ch a c u c ng khuy t t t hư h ng như l r ng, v t n t thì kh năng xuyên qua c a tia s m nh hơn, trên phim nh s có các vùng t i ñ m khác nhau Phân tích nh ch p s cho ta suy ñoán... n làm theô trình t n i dung sau: - Mô t k t c u và toàn b c u - Nêu các s li u tóm t t rút ra t h sơ thi t k - Nêu các v n ñ ñ c bi t x y ra trong quá trình thi công - Mô t các khuy t t t và hư h ng - Nh c l i yêu c u và n i dung th nghi m c u - Danh m c các d ng c , thi t b ñư c dùng ñ th nghi m c u - T i tr ng th c u ñã s d ng - Trình t th t i c u - Các hi n tư ng phát sinh trong quá trình th -... ch v thư ng lưu, ho c l ch v h lưu) có th tính ra h s phân b ngang c a t ng d m ch ñó tương ng cách x p t i ñã th c hi n Công th c tính toán là: Page 91/152 GS.TS Nguy n vi t Trung- Gíao trình Khai thác, Ki m ñ nh, Gia c , S a ch a c u c ng Ki = yi (2-17) n ∑y j 1 Trong ñó: Ki - H s phân b ngang c a d m (dàn) c a th i yi - ð võng c a d m th i n ∑ yj - T ng ñ võng c a t t c các d m (dàn) ch n - S lư... ch ño theo tr ng thái ng su t ñư ng ð i v i các thanh dàn ch u l c d c tr c cũng như ñ i v i các b n cánh d m, ño như v y là t m ñ nhưng ñ i v i Page 92/152 GS.TS Nguy n vi t Trung- Gíao trình Khai thác, Ki m ñ nh, Gia c , S a ch a c u c ng ph n b n b ng d m, b n nút dàn và nh ng trư ng h p mà tr ng thái ng su t ph ng th hi n rõ thì ph i b trí các xen tơ mét cơ h c ho c lá ñi n tr theo các hư ng khác... 3 n s nên chúng ta có kh năng ki m tra ñ chính xác c a phép ño ñã th c hi n Mu n v y ch c n xác ñ nh m t n i l c nào ñó b ng cách gi i các nhóm phương trình khác nhau Ví d gi i h 3 phương trình 1,2,3 thì tìm ñư c N1, Mx1, Mx2 còn khi gi i h 3 phương trình 2, 3, 4 l i ñư c N2, Mx2, My2 Chênh l ch gi a các tr s N1 v i N2, Mx1 v i Mx2, My1 v i My2 s suy ñoán v sai s ño ñ c và nh hư ng c a các y u t như... kỳ T và t n s f c a dao ñ ng trên m t ño n bi u ñ dao ñ ng thì ph i ñ m s dao ñ ng n trên ng v i th i gian t r i dùng các công th c sau: T= t ; n f= n 1 = t T (2-24) Công th c dùng chung cho c khi xét dao ñ ng cư ng b c và dao ñ ng riêng Mu n tính chu kỳ dao ñ ng riêng Tc ñ so sánh v i tr s mà quy trình thi t k c u cho phép thì ph i ñ m ño trên ño n c c a bi u ñ (xem hình v ) ð ñ c các băng ghi dao... Ix, Iy, x1, x2, x3, x4, y1, y2) và bi u ñ ng su t như hình v Ta l p ñư c phương trình: 1E = ơ1 = N Mx y1 My.x1 + F Ix Iy 2E = ơ2 = N Mx y1 My.x 2 + F Ix Iy 3E = ơ3 = N Mx y 2 My.x3 + F Ix Iy 4E = ơ4 = N Mx y 2 Myx4 + F Ix Iy (2-19) (2-20) (2-21) (2-22) Khi gi i h này ta tìm ñư c các n i l c N, Mx, My ñây có 4 phương trình mà ch có 3 n s nên chúng ta có kh năng ki m tra ñ chính xác c a phép ño ñã . ñồ thị chuẩn, mẫu thử bê tông của cầu sẽ tính theo công thức: GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 86/ 152 4         = cl c clc v v RR . lên cầu. - Các ñặc trưng thực tế của trạng thái ứng suất của các bộ phận và các mối nối. GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 96/ 152. vào thang ño ñược sử GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống Page 84/152 dụng và ñược gia tải dần sẽ làm tăng dần ñộ sâu vết ấn. Sau ñó bỏ tải