Nội dung chính
Trong kết cấu cầu đường bộ, gối cầu là cấu kiện trung gian có nhiệm vụ truyền tải trọng từ kết cấu nhịp xuống mố trụ, đồng thời đảm bảo cho kết cấu nhịp dịch chuyển, quay tự do theo các tính toán thiết kế. Chỉ một sai sót nhỏ trong khâu lựa chọn và nghiệm thu gối cầu có thể dẫn đến hiện tượng nứt vỡ dầm, xô lệch gối hoặc nghiêm trọng hơn là mất ổn định toàn bộ công trình.
Bài viết này tổng hợp chi tiết hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và quốc tế (ASTM, BS EN) mới nhất, phục vụ trực tiếp cho công tác giám sát, quản lý chất lượng và nghiệm thu gối cầu tại hiện trường.
Hệ thống tiêu chuẩn đối chiếu và nghiệm thu gối cầu
Khi lập biện pháp thi công và nghiệm thu, kỹ sư cần kết hợp đồng bộ giữa tiêu chuẩn thiết kế tổng thể và tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên biệt cho từng loại vật liệu.
| Ký hiệu Tiêu chuẩn | Loại gối áp dụng | Nội dung cốt lõi phục vụ nghiệm thu |
|---|---|---|
| TCVN 11823-14:2017 | Tất cả các loại gối | Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ (Phần 14: Khe co giãn và gối cầu). Quy định các yêu cầu chung về tính toán nội lực, độ dịch chuyển và nguyên lý nghiệm thu. |
| TCVN 10268:2014 | Gối cao su cốt bản thép | Quy định chi tiết về yêu cầu kỹ thuật, phương pháp thử cơ lý (sức chịu nén, lực cắt, độ dính bám giữa cao su và thép). |
| TCVN 10309:2014 | Gối chậu (Pot Bearings) | Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho gối chậu thép dùng cho cầu đường bộ, kiểm tra độ phẳng, khít và độ dịch chuyển của thớt gối. |
| ASTM D4014 | Gối cao su cốt bản thép | Tiêu chuẩn Mỹ kiểm tra đặc tính vật liệu đàn hồi (Elastomeric). Rất nghiêm ngặt về chỉ tiêu thử nghiệm lão hóa cao su, độ cứng Shore A. |
| ASTM D5977 | Gối chậu và Gối cầu quay | Tiêu chuẩn kỹ thuật cho gối chậu tải trọng cao, gối cầu dạng chốt xoay. |
| BS EN 1337 (Từ Phần 1 đến 11) | Toàn bộ hệ thống gối cấu kiện | Tiêu chuẩn Châu Âu (thay thế bộ BS 5400 cũ). Đây là bộ tiêu chuẩn toàn diện và chi tiết nhất thế giới về quy trình chế tạo, kiểm soát chất lượng từ nhà máy đến hiện trường. |
Lưu ý quan trọng: Kể từ khi TCVN 11823 (chuyển loại từ tiêu chuẩn AASHTO LRFD của Mỹ) trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho thiết kế cầu tại Việt Nam, việc nghiệm thu gối cầu thường ưu tiên đồng bộ theo các chỉ tiêu của ASTM hoặc TCVN tương đương. Nếu dự án áp dụng tiêu chuẩn Châu Âu, bộ BS EN 1337 sẽ là căn cứ pháp lý cao nhất.
Quy trình 4 bước nghiệm thu gối cầu tại hiện trường
Công tác nghiệm thu gối cầu phải được thực hiện nghiêm ngặt qua 4 giai đoạn, từ lúc hàng về đến khi định vị cố định trên đỉnh mố trụ:
Bước 1: Kiểm tra Hồ sơ chất lượng (Nghiệm thu đầu vào)
- Thời điểm: Trước khi đưa vào công trình.
- Nội dung: Kỹ sư tư vấn giám sát kiểm tra các chứng từ: Chứng chỉ xuất xưởng (Mill Test), chứng nhận nguồn gốc xuất xứ (CO), chứng nhận chất lượng (CQ) của nhà sản xuất. Đối chiếu mã hiệu, tải trọng thiết kế trên nhãn mác trùng khớp với bản vẽ thiết kế thi công.
Bước 2: Lấy mẫu thí nghiệm độc lập (Thử nghiệm phá hủy/không phá hủy)
- Địa điểm: Tại phòng LAS-XD hợp chuẩn.
- Nội dung: Tiến hành lấy mẫu ngẫu nhiên theo tỷ lệ quy định (thường là 1-3% trên tổng số gối cùng chủng loại, hoặc tối thiểu 2 gối cho mỗi lô hàng). Gửi mẫu đến phòng thí nghiệm có năng lực để thử nghiệm các chỉ tiêu: Lực nén giới hạn, mô-đun đàn hồi trượt (shear modulus), độ bền kéo đứt và độ lão hóa của cao su.
Bước 3: Kiểm tra Ngoại quan và Kích thước hình học
- Thời điểm: Tại hiện trường trước khi lắp đặt.
- Nội dung: Kiểm tra bằng mắt thường: Mặt gối phải phẳng đều, không bong tróc, không có vết nứt vỡ ở các mép cao su. Dùng thước kẹp và thước dây kiểm tra sai lệch kích thước hình học (chiều dài, chiều rộng, tổng chiều dày) so với hồ sơ kỹ thuật. Sai số cho phép thường nằm trong khoảng từ ±2mm đến ±5mm tùy kích thước gối.
Bước 4: Nghiệm thu Vị trí lắp đặt và Định vị
- Thời điểm: Sau khi hoàn thành lắp đặt.
- Nội dung: Kiểm tra cao độ đỉnh thớt kê gối (sai số cho phép dưới 2mm), độ thăng bằng của mặt gối (dùng nivo độ chính xác cao). Đối với gối chậu hoặc gối di động, phải kiểm tra hướng dịch chuyển và lượng dịch chuyển đặt trước (preset) theo đúng nhiệt độ môi trường lúc lắp đặt. Nghiệm thu liên kết bu-lông neo hoặc mối hàn liên kết tấm đệm thép.
Xem thêm: Cách lắp đặt gối cầu đúng kỹ thuật
Các chỉ tiêu kỹ thuật cốt lõi cần lưu ý khi nghiệm thu
Khi đọc kết quả thí nghiệm từ phòng LAS-XD để ký biên bản nghiệm thu, kỹ sư cần đặc biệt lưu tâm đến các thông số sau:
Đối với gối cao su cốt bản thép (Theo TCVN 10268 / ASTM D4014)
- Mô-đun đàn hồi trượt (G): Giá trị này quyết định khả năng chuyển vị ngang của cầu. Thông thường G dao động từ 0.8 MPa đến 1.2 MPa. Nếu G quá cao, gối sẽ bị cứng, gây lực truyền lớn lên mố trụ; nếu G quá thấp, gối dễ bị biến dạng xung yếu.
- Độ dính bám giữa cao su và bản thép: Khi nén/cắt đến giới hạn, không được có hiện tượng bong tách giữa lớp cao su và tấm thép gia cường bên trong.
Đối với gối chậu thép (Theo TCVN 10309 / BS EN 1337-5)
- Hệ số ma sát của màng PTFE: Đối với các dòng gối di động, lớp đệm trượt PTFE (Teflon) kết hợp với mặt thép không gỉ phải có hệ số ma sát cực nhỏ (thường dưới 0.03). Nếu ma sát lớn, gối sẽ bị kẹt, làm thay đổi sơ đồ tính toán của kết cấu nhịp.
- Độ kín của khay chậu: Vòng chắn khít phải đảm bảo đệm cao su bên trong chậu không bị “đùn” ra ngoài dưới áp lực nén cực lớn từ dầm cầu.
Các lỗi thường gặp khiến gối cầu bị từ chối nghiệm thu
- Gối bị “treo” (Không tiếp xúc đều): Do bề mặt thớt kê gối không phẳng, dẫn đến gối cầu chỉ tiếp xúc một phần, gây tập trung ứng suất tại các góc và làm rách gối cao su sau một thời gian khai thác.
- Lắp ngược hướng dịch chuyển: Đối với gối di động hướng trục (guided bearings), việc đặt sai phương dịch chuyển của gối so với phương dọc cầu sẽ làm bó cứng kết cấu khi nhiệt độ thay đổi.
- Thiếu chứng chỉ thí nghiệm thép và cao su riêng biệt: Nhiều đơn vị chỉ nộp chứng chỉ sản phẩm tổng thể mà thiếu kết quả thử nghiệm thành phần vật liệu đầu vào (đặc biệt là khả năng chống lão hóa của cao su).
Việc áp dụng chặt chẽ các tiêu chuẩn TCVN, ASTM và BS EN trong nghiệm thu gối cầu không chỉ là thủ tục hoàn công, mà là yếu tố sống còn bảo vệ tuổi thọ toàn bộ công trình hạ tầng giao thông.
