Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12882:2020 về Đánh giá tải trọng khai thác cầu đường bộ được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố năm 2020, ban hành nhằm thiết lập các nguyên tắc, phương pháp và quy trình kỹ thuật thống nhất để xác định khả năng chịu tải thực tế của các công trình cầu đường bộ đang trong quá trình khai thác tại Việt Nam.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các cơ quan quản lý nhà nước về giao thông đường bộ, các đơn vị tư vấn kiểm định, tổ chức và cá nhân hoạt động trong lĩnh vực khảo sát, đánh giá an toàn chịu lực và xác định tải trọng khai thác của cầu đường bộ. Đối tượng điều chỉnh trực tiếp bao gồm các loại cầu bê tông cốt thép thường, cầu bê tông cốt thép dự ứng lực, cầu thép, cầu liên hợp thép - bê tông cốt thép và các kết cấu cầu đường bộ thông dụng khác.

Nguyên tắc chung trong đánh giá tải trọng cầu

• Việc đánh giá tải trọng khai thác phải dựa trên kết quả khảo sát hiện trạng trực tiếp, đo đạc kích thước hình học thực tế và xác định mức độ suy giảm chất lượng vật liệu của công trình tại thời điểm kiểm định.
• Công tác đánh giá phải xem xét đầy đủ các yếu tố tác động bao gồm tải trọng bản thân hiện tại, tác động của môi trường, lưu lượng và cơ cấu xe chạy thực tế trên tuyến đường.
• Kết quả đánh giá là cơ sở pháp lý để cơ quan quản lý đường bộ quyết định việc cắm biển hạn chế tải trọng, lập phương án duy tu, sửa chữa, nâng cấp hoặc cấp phép cho xe quá khổ, quá tải lưu thông qua cầu.

Phương pháp xác định hệ số đánh giá tải trọng (Rating Factor - RF)

• Tiêu chuẩn hướng dẫn chi tiết phương pháp tính toán hệ số đánh giá tải trọng (RF) cho từng bộ phận kết cấu chịu lực chính của cầu (như dầm chủ, dầm ngang, bản mặt cầu, mố, trụ).
• Công thức tính toán RF được xây dựng dựa trên sự so sánh giữa sức kháng danh định còn lại của kết cấu (đã khấu trừ các hao tổn do hư hỏng, ăn mòn) với hiệu ứng tải trọng do tĩnh tải và hoạt tải tiêu chuẩn gây ra.
• Hệ số RF được xác định cho hai trạng thái giới hạn chính: Trạng thái giới hạn cường độ (đảm bảo an toàn chịu lực cực hạn) và Trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm soát độ võng, bề rộng vết nứt và dao động).

Quy trình khảo sát và kiểm định chi tiết

• Thu thập thông tin ban đầu: Nghiên cứu hồ sơ thiết kế, bản vẽ hoàn công, lịch sử sửa chữa, bảo trì và các báo cáo kiểm định trước đó của công trình cầu.
• Khảo sát hiện trạng trực quan: Phát hiện, đo đạc và ghi nhận các khuyết tật kết cấu như nứt bê tông, han gỉ cốt thép, võng dầm, lún lệch mố trụ, hư hỏng gối cầu và khe co giãn.
• Thử nghiệm vật liệu không phá hủy: Sử dụng các thiết bị chuyên dụng để xác định cường độ bê tông thực tế, chiều dày lớp bê tông bảo vệ, vị trí và đường kính cốt thép, cũng như mức độ ăn mòn kim loại.

Đánh giá tải trọng bằng phương pháp thử nghiệm chất tải thực tế

• Phương pháp thử nghiệm tải trọng (chất tải tĩnh và chất tải động) được chỉ định thực hiện khi không có đủ hồ sơ thiết kế, khi kết cấu có sơ đồ chịu lực phức tạp khó tính toán lý thuyết, hoặc khi cần kiểm chứng lại kết quả tính toán kiểm toán.
• Quy trình thử nghiệm yêu cầu phải lập phương án chất tải chi tiết, xác định vị trí đặt xe tải thử nghiệm để gây ra nội lực bất lợi nhất tại các mặt cắt kiểm tra.
• Hệ thống thiết bị đo đạc phải đảm bảo độ chính xác cao để ghi nhận độ võng, biến dạng (ứng suất), tần số dao động tự do và hệ số xung kích thực tế của cầu dưới tác động của xe chạy.
• Đánh giá khả năng làm việc của cầu thông qua việc so sánh giữa số liệu đo đạc thực tế với trị số tính toán lý thuyết đàn hồi; nếu biến dạng dư nằm trong giới hạn cho phép thì kết cấu được đánh giá là làm việc bình thường.

Xác định tải trọng khai thác và cắm biển báo giới hạn

• Dựa trên hệ số RF nhỏ nhất của các bộ phận kết cấu chịu lực chính, đơn vị kiểm định tiến hành quy đổi ra tải trọng xe thân đơn, xe thân liền hoặc tổ hợp xe đầu kéo tương ứng để đề xuất trị số cắm biển hạn chế tải trọng.
• Tiêu chuẩn quy định cụ thể cách thức xác định tải trọng khai thác an toàn nhằm vừa bảo vệ tuổi thọ công trình cầu, vừa tối ưu hóa năng lực thông hành của tuyến đường.
• Cung cấp các hướng dẫn kỹ thuật phục vụ công tác thẩm định, cấp phép cho các phương tiện vận chuyển hàng siêu trường, siêu trọng lưu thông qua cầu dưới sự giám sát đặc biệt.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12882:2020 có hiệu lực áp dụng kể từ ngày ban hành, đóng vai trò là công cụ kỹ thuật quan trọng giúp các cơ quan quản lý và đơn vị chuyên môn nâng cao hiệu quả công tác quản lý, khai thác và bảo trì hệ thống cầu đường bộ trên toàn quốc.