Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue 2 (02/2021), 215-225
215
Transport and Communications Science Journal
RESEARCH ON COUNTERMEASURES AGAINST DEBRIS
ACCUMULATION AT BRIDGE CROSSINGS
Nguyen Dang Phong
University of Transport and Communications, No 3 Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam
ARTICLE INFO
TYPE: Scientific communication
Received: 17/12/2020
Revised: 12/1/2021
Accepted: 14/1/2021
Published online: 15/2/2021
https://doi.org/10.47869/tcsj.72.2.7
11 trang |
Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 479 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Research on countermeasures against debris accumulation at bridge crossings, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
* Corresponding author
Email: ndphong@utc.edu.vn; Tel: 0904222171
Abstract: In the mountainous and midlands of Vietnam, during the flood season, the debris
accumulation (large timber, bamboo) at bridge crossings is a common problem. This causes
an adverse effect on the hydraulic regime of flow through the bridge, may increase the risk of
flooding, scour under the bridges, even the bridge collapses. This paper presents measures to
minimize debris accumulation, including structural and non-structural one. The criteria set of
evaluation and selection for countermeasures against the debris accumulation in accordance
with the specific conditions of the bridge is also detailed. Three recommended measures of
debris control countermeasures for Ngoi Thia bridge (provincial highway No.174, Yen Bai)
including debris deflector, debris fins and debris sweeper at upstream of bridge piers were
presented as well. However, it is necessary to make an economic - technical comparison to get
the best measure. The most commonly used countermeasures for bridge structures are features
incorporated into the design of the structure to reduce the potential for trapping and
accumulating debris: 1) Freeboard is a safety precaution of providing additional space
between the design water surface elevation and the low chord elevation of the bridge. 2) Piers
that have adequate spacing and are out of the debris path (Piers are out of the main channel)
Keywords: Bridge collapse, Bridge piers, Debris.
© 2021 University of Transport and Communications
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số 2 (02/2021), 215-225
216
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH SỰ TÍCH TỤ CÂY
TRÔI Ở KHU VỰC CẦU
Nguyễn Đăng Phóng
Trường Đại học Giao thông vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
THÔNG TIN BÀI BÁO
CHUYÊN MỤC: Thông tin khoa học
Ngày nhận bài: 17/12/2020
Ngày nhận bài sửa: 12/1/2021
Ngày chấp nhận đăng: 14/1/2021
Ngày xuất bản Online: 15/2/2021
https://doi.org/10.47869/tcsj.72.2.7
* Tác giả liên hệ
Email: ndphong@utc.edu.vn; Tel: 0904222171
Tóm tắt: Ở miền núi và trung du của nước Việt Nam vào mùa lũ sự tích tụ cây trôi (cây gỗ,
tre, nứa) ở khu vực cầu là một vấn đề phổ biến. Điều này gây ảnh hưởng xấu đến chế độ thủy
lực của dòng chảy dưới cầu, có thể làm tăng nguy cơ ngập lụt, xói dưới cầu, thậm chí là sập
cầu. Bài báo này trình bày chi tiết các biện pháp giảm thiểu sự tích tụ của cây trôi, gồm có
biện pháp kết cấu và phi kết cấu. Bộ tiêu chí đánh giá, lựa chọn giải pháp phòng tránh sự tích
tụ cây trôi phù hợp với điều kiện cụ thể của công trình cầu cũng được trình bày chi tiết. Đồng
thời, bài báo đã kiến nghị 03 biện pháp phòng tránh tích tụ của cây trôi áp dụng cho khu vực
cầu Ngòi Thia (thuộc tỉnh lộ 174, tỉnh Yên Bái) là làm lệch hướng cây trôi, làm tường cánh
dẫn hướng, lắp máy quét cây trôi ở thượng lưu các trụ cầu. Tuy nhiên để lựa chọn chính xác
biện pháp nào thì phải có sự so sánh đầy đủ về mặt Kinh tế - Kỹ thuật. Tuy nhiên để đối phó
với sự tích tụ của cây trôi thì ngay từ bước thiết kế phải đảm bảo giảm khả năng mắc kẹt và
tích tụ các cây trôi như: 1) Tạo tĩnh không cần thiết giữa mực nước thiết kế và cao độ đáy
dầm cầu; 2) Bố trí các trụ có khoảng cách thích hợp và không nên đặt trụ trong đường đi của
cây trôi (không đặt trụ trong lòng chính của sông suối).
Từ khóa: Sập cầu, trụ cầu, cây trôi.
© 2021 Trường Đại học Giao thông vận tải
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, việc khai thác rừng, khai
thác khoáng sản không theo quy hoạch nên ở các vùng miền núi nước ta thường xuyên xảy ra
Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue 2 (02/2021), 215-225
217
lũ ống, lũ quét mang theo nhiều đất đá và cây trôi.
Hình 1. Hình ảnh cây trôi tích tụ tại trụ số 4 cầu
Ngòi Thia gây sập cầu (10/2017).
Hình 2. Cây trôi mắc tại trụ cầu dân sinh ở xã
Kim Ngọc, Bắc Quang, HG (năm 2019).
Sự tích tụ các cây trôi có thể tác động xấu đến chuyển động của dòng chảy dưới cầu,
làm tăng xói thắt hẹp và xói cục bộ tại các trụ cầu, tăng tải trọng của dòng chảy lên kết cấu
công trình cầu. Một số sự cố của cầu trên đường, kè đường và cống trên đường đã được cho ít
nhất là do sự tích tụ của các cây trôi (sự cố sập trụ số 4 cầu Ngòi Thia năm 2017 do có cây
trôi mắc tại trụ làm chiều sâu hố xói tăng lên lớn hơn chiều sâu đặt móng của trụ cầu [1], cầu
trên QL113 nối giữa bang Missouri và Florida [2], ...)
Hình 3. Cây trôi làm sập cầu trên QL113 nối
giữa bang Missouri và Florida [2].
Hình 4. Tích tụ cây trôi ảnh hưởng đến kết
cấu cầu, giảm diện tích thoát nước dưới
cầu [2].
Sự tích tụ các cây trôi có thể làm giảm một phần hoặc toàn bộ dòng chảy dưới cầu
(Hình 4). Sự tắc nghẽn này sẽ làm tăng mực nước thượng lưu cầu, tăng tốc độ dòng chảy và
thay đổi mô hình dòng chảy. Vận tốc dòng chảy lớn cùng với sự chênh lệch cao độ mặt nước
lớn giữa thượng lưu và hạ lưu của cầu có thể làm tăng đáng kể lực cản và lực thủy động của
dòng chảy tác dụng đến kết cấu công trình cầu, thậm chí có thể gây ra sụp đổ kết cấu.
Ở nước ta, để giảm sự tích tụ của cây trôi ở khu vực cầu, các quy trình thiết kế quy định
chung là phải đảm bảo tĩnh không dưới cầu là 1m khi có cây trôi, chưa có quy định cụ thể
theo kích thước cây trôi.
Chính vì nguyên nhân trên mà việc nghiên cứu đề xuất biện pháp phòng tránh cây trôi
tích tụ ở khu vực cầu được đặt ra.
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số 2 (02/2021), 215-225
218
2. ẢNH HƯỞNG CỦA CÂY TRÔI ĐẾN CÔNG TRÌNH CẦU
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng xấu của cây trôi đến công trình cầu
như nghiên cứu về ảnh hưởng của cây trôi đến xói dưới cầu của Ana Josefa Dias và nnk
(2019) [3], Ebrahimi, M; Kripakaran, P; Djordjevic, S; et al. (2016) [4], Mohammad
Najafzadeh, Mohammad Rezaie Balf và Esmat Rashedi (2016) [5], Zevenbergen, Lyle W.; et
al. (2006) [6], ... Đồng thời với việc ảnh hưởng xấu của cây trôi đến công trình cầu cũng có
các nghiên cứu về các biện pháp giảm thiểu cây trôi ở khu vực cầu như nghiên cứu của
Bradley. J.B., Richards D.L., Bahner C.D., (2005) [2], ...
2.1. Phân loại vật trôi trong dòng chảy
Dòng chảy lũ đến khu vực cầu, cống thường mang theo nhiều vật trôi nổi. Các vật trôi
nổi này là mối quan tâm lớn của các kỹ sư cầu đường vì nó có thể tích tụ lại và cản trở dòng
chảy ở khu cầu, cống, gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động của công trình, thậm chí gây sự cố
đến công trình.
Việc lựa chọn biện pháp phòng tránh ảnh hưởng xấu của các vật trôi phụ thuộc vào loại
vật trôi được vận chuyển đến khu vực cầu; do vậy việc xác định và phân loại vật trôi trong
dòng chảy để hỗ trợ việc lựa chọn biện pháp phòng tránh ảnh hưởng xấu của vật trôi một cách
hiệu quả.
Nghiên cứu về các dạng vật trôi trong dòng chảy ở khu vực cầu được đề cập trong các
nghiên cứu của Bradley. J.B., Richards D.L., Bahner C.D., (2005) [2], Diego Panici và
Gustavo A. M. De Almeida (2018) [7], Lagasse, P.F [8], Ryan N. Tyler (2011) [9], ...
Bảng 1. Bảng phân loại vật trôi ở khu vực cầu [2].
Loại các vật trôi Ví dụ về các mảnh vỡ điển hình
Các vật trôi rất nhỏ N/A (không áp dụng)
Cây trôi nhỏ Cành cây hoặc khúc củi nhỏ, lá và rác
Cây trôi trung bình Cành cây hoặc khúc củi lớn
Cây trôi lớn Khúc gỗ hoặc cây
Bùn cát mịn Vật liệu mịn bao gồm bùn, cát và sỏi mịn
Bùn cát thô Đá cuội hoặc đá thô
Tảng đá Đá lớn
Vật liệu chảy Khối đất sét, bùn, cát, sỏi, đá, cây cối và / hoặc cành cây
Vật liệu băng Tích tụ băng trong đường thủy
2.2. Các dạng tích lũy của cây trôi ở khu vực cầu
Các cây trôi có thể tích tụ tại các vị trí khác nhau trong dòng chảy cũng như tại trụ cầu
và mố cầu. Khả năng và tốc độ tích lũy phụ thuộc vào mật độ cây trôi (là số lượng cây trôi
trên mỗi đơn vị chiều dài sông suối); khả năng bẫy các cây trôi tại một trụ cầu; khoảng cách
giữa các trụ/mố, .... Tích lũy cây trôi tại các cây cầu thường rơi vào hai dạng: tích lũy trụ cầu
đơn và tích lũy chặn nhịp.
Tích lũy trụ cầu đơn xảy ra khi chiều dài hiệu quả của các cây trôi nhỏ hơn khoảng
cách giữa các trụ cầu. Sự tích lũy tại trụ cầu đơn thường chứa một hoặc nhiều cây kéo dài toàn
bộ hoặc một phần chiều rộng của dòng chảy. Vị trí trụ cầu ảnh hưởng rất nhiều đối với loại
tích lũy này (Hình 1, 2, 5).
Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue 2 (02/2021), 215-225
219
Tích lũy chặn nhịp xảy ra khi chiều dài của các cây trôi vượt quá độ mở hiệu quả giữa
các trụ/mố, dẫn đến các cây trôi nằm trên hai hay nhiều trụ (Hình 3, 4, 6).
Hình 5. Cây trôi mắc tại trụ cầu đơn gây ra
xói làm đổ trụ cầu [2].
Hình 6. Cây trôi mắc giữa các trụ cầu gây ra
xói làm đổ trụ cầu [2].
2.3. Ảnh hưởng xấu của cây trôi đối với cầu
Nhìn chung, sự tích tụ các cây trôi có thể tác động xấu đến việc vận chuyển của dòng
chảy qua cầu, làm tăng xói lở dưới cầu, tăng tải trọng thủy lực lên kết cấu cầu. Một số sự cố
của cầu, kè đường và cống trên đường đã được quy cho ít nhất một phần là do sự tích tụ của
các cây trôi (Hình 3, 5, 6, 7).
Hình 7. Tích tụ cây trôi gây xói gia tăng làm sập cầu [2].
Sự tích tụ các cây trôi có thể chặn một phần hoặc toàn bộ dòng chảy của cầu (Hình 4).
Sự tắc nghẽn này sẽ làm tăng độ cao của dòng nước ở thượng lưu, tăng tốc độ dòng chảy qua
khe hở giữa mố, trụ cầu và khối cây trôi và thay đổi mô hình dòng chảy. Vận tốc dòng chảy
cao và sự chênh lệch độ cao mặt nước lớn giữa thượng lưu và hạ lưu của cầu có thể gây ra lực
cản và lực thủy tĩnh tăng cao lên cấu trúc cầu có thể gây ra sự cố và sụp đổ kết cấu. Tốc độ
dòng chảy tăng do sự tắc nghẽn bởi khối cây trôi và bị lệch khỏi sông suối chính có thể gây ra
xói mòn nghiêm trọng gần mố trụ hoặc bờ sông suối.
3. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM CÂY TRÔI TÍCH TỤ DƯỚI CẦU
Các biện pháp đối phó để giảm thiểu và bảo vệ công trình khỏi ảnh hưởng xấu của các
cây trôi phụ thuộc vào loại cấu trúc công trình. Thông thường, các biện pháp đối phó này
được nhóm lại thành các biện pháp kết cấu và biện pháp phi kết cấu.
3.1. Biện pháp kết cấu
Các biện pháp kết cấu nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của cây trôi đến công trình cầu đã
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số 2 (02/2021), 215-225
220
được nhiều nước trên thế giới sử dụng như: tường cánh dẫn hướng cây trôi, tường chắn cây
trôi trong sông suối, cấu trúc cải tạo sông, cấu trúc làm lệch hướng các cây trôi, ...
a) Tường cánh dẫn hướng cây trôi (Hình 8) là những bức tường được xây dựng trong lòng
suối ở thượng lưu của trụ cầu để sắp xếp các cây trôi lớn sao cho chiều dài của chúng song
song với dòng chảy, cho phép chúng đi qua cầu mà không gặp sự cố. Tường cánh này cũng
được gọi là một phần mở rộng mũi trụ cầu.
b) Tường chắn cây trôi trong sông suối (Hình 9) là các cấu trúc được xây dựng chắn ngang
các dòng sông suối để tạo thành các lưu vực cản trở dòng chảy và cung cấp không gian lưu
trữ cho các cây trôi từ thượng lưu về. Tường chắn có thể làm bằng kim loại, rọ đá, bê tông,
...
Hình 8. Xây dựng tường cánh dẫn hướng cây
trôi ở thượng lưu của trụ cầu [2, 10].
Hình 9. Biện pháp xây dựng tường chắn cây
trôi trong sông suối [2, 10].
c) Cấu trúc cải tạo sông (Hình 10) dòng cây trôi chủ yếu được điều hướng bởi các dòng
chảy trong một dòng sông. Do đó người ta đặt các cấu trúc trong dòng chảy của sông có
thể được kiểm soát được dòng chảy thì các cây trôi cũng có thể được điều khiển. Một
phương pháp kiểm soát dòng chảy của sông là thông qua việc sử dụng kè hoặc đập.
d) Làm lệch hướng các cây trôi là các cấu trúc được đặt ở thượng nguồn của các trụ cầu để
làm chệch hướng và dẫn các cây trôi qua khe hở của cầu. Mặt bằng của chúng thường có
hình chữ "V" với đỉnh ngược dòng (Hình 11).
Đập bằng đá trong sông Hatchie
Thiết bị nâng Kellner tạo ra một con đê được
sử dụng để chuyển hướng các dòng chảy
Hình 10. Biện pháp cải tạo sông suối để phòng tránh cây trôi [2, 10].
e) Máy quét cây trôi là một thiết bị bằng polyetylen được gắn vào cáp hoặc cột bằng thép
không gỉ thẳng đứng liên kết với trụ cầu ở phía thượng lưu. Thiết bị này di có thể di
chuyển thẳng đứng dọc theo trụ cầu khi mặt nước dâng lên hay hạ xuống. Nó cũng bị xoay
theo dòng chảy, khiến các cây trôi bị lệch khỏi trụ cầu và dễ dàng đi qua khu vực cầu.
Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue 2 (02/2021), 215-225
221
Hình 11. Biện pháp làm lệch hướng cây trôi
trên sông Eel thuộc bang Indiana [2, 10].
Hình 12. Biện pháp lắp máy quét cây trôi [2,
10].
3.2. Biện pháp phi kết cấu
Có hai loại biện pháp phi cấu trúc có thể áp dụng cho công trình cầu:
Biện pháp thứ nhất là bảo trì khẩn cấp và bảo trì hàng năm. Bảo trì khẩn cấp là công
việc loại bỏ các cây trôi ở các trụ cầu và / hoặc mố cầu. Bảo trì hàng năm liên quan đến việc
loại bỏ cây trôi và sửa chữa cấu trúc mố, trụ cầu hiện có.
Biện pháp thứ hai là quản lý lưu vực thượng nguồn. Mục đích của biện pháp này là để
giảm lượng cây trôi được chuyển đến khu vực cầu bằng cách giảm các nguồn cây trôi, ngăn
các cây trôi được đưa vào sông suối và dọn sạch các cây trôi từ các sông suối.
3.3. Các giải pháp thiết kế để giảm cây trôi mắc lại dưới cầu khi xây dựng mới
Để giảm thiểu sự tích tụ cây trôi ở khu vực cầu thì ngay trong bước thiết kế cấu trúc cầu
phải được quan tâm để đảm bảo sao cho với cấu trúc cầu như vậy sự tích tụ cây trôi là nhỏ
nhất hoặc không có sự tích tụ cây trôi.
Phương pháp đầu tiên là tạo khoảng trống (tĩnh không) cần thiết để cây trôi có thể đi
qua cầu dễ dàng, đó là một biện pháp phòng ngừa an toàn khi tạo ra một tĩnh không dưới cầu
phù hợp với loại cây trôi.
Phương pháp thứ hai liên quan đến loại trụ, vị trí và khoảng cách của các trụ. Các trụ
thiết kế nên là một loại trụ tường đặc vững chắc, phù hợp với hướng của dòng chảy, mũi trụ
dạng trơn nhẵn để giảm sự tích lũy của cây trôi. Khoảng cách giữa các trụ và mố phải phù hợp
sao cho khả năng tích lũy cây trôi được giảm thiểu. Đồng thời các trụ không nên đặt trong
phạm vi lòng sông hoặc nếu phải đặt trụ trong phạm vi lòng sông thì số trụ cầu phải là ít trụ
nhất có thể trong phạm vi lòng sông.
Phương pháp thứ ba liên quan đến việc sử dụng thiết kế cấu trúc mặt cầu đặc biệt, chẳng
hạn như sàn mỏng, để ngăn chặn hoặc giảm sự tích tụ các cây trôi trên cấu trúc khi giai đoạn
lũ dâng lên trên bản mặt cầu.
4. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU CÂY TRÔI
4.1. Điều tra, khảo sát hiện trường
Điều tra thực địa phải được tiến hành trước khi thiết kế một biện pháp đối phó, kiểm
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số 2 (02/2021), 215-225
222
soát cây trôi. Mục đích của các cuộc điều tra là có được sự hiểu biết chung về vấn đề cây trôi
tại khu vực; thu thập dữ liệu cần thiết để ước tính số lượng cây trôi được vận chuyển đến khu
vực; thực hiện các phân tích thủy văn, thủy lực và bồi lắng và đạt được dữ liệu thiết kế khác.
Các thông tin cần thu thập trong quá trình điều tra hiện trường:
- Phân loại (theo loại) các cây trôi được vận chuyển đến khu vực cầu.
- Thông tin để ước tính số lượng cây trôi.
- Bản đồ sử dụng đất và loại đất.
- Dữ liệu khảo sát hiện tại và lịch sử.
- Các đặc điểm dòng chảy và lưu vực thượng nguồn của khu vực cầu.
- Ảnh chụp từ trên không.
- Quan sát các điều kiện dòng chảy gần khu vực từ lưu lượng thấp đến cao.
- Bằng chứng liên quan đến khả năng phân phối của các cây trôi.
- Thông tin về thay đổi trong tương lai có thể ảnh hưởng đến số lượng cây trôi.
- Dữ liệu cần thiết cho thiết kế, như cao độ đầu nguồn tối đa.
4.2. Chọn loại biện pháp đối phó với cây trôi
Như đã nêu ở phần trên, có nhiều biện pháp đối phó để kiểm soát các cây trôi. Để lựa
chọn một biện pháp đối phó, kiểm soát các cây trôi, người ta lập một ma trận (bảng 2) để cung
cấp các hướng dẫn trong việc lựa chọn các biện pháp đối phó phù hợp với các loại cây trôi
khác nhau. Với ma trận được lập ra sẽ làm nổi bật các nhóm biện pháp đối phó khác nhau và
để xác định các đặc điểm riêng biệt của chúng. Các thông tin có trong ma trận để lựa chọn
biện pháp đối phó dựa trên chi phí xây dựng và bảo trì; sự cân nhắc về môi trường và thẩm
mỹ. Biện pháp đối phó phù hợp cho từng loại cây trôi được biểu thị bằng chữ "X".
4.3. Kiến nghị các biện pháp đối phó với cây trôi áp dụng cho cầu Ngòi Thia
Cầu Ngòi Thia là cầu cũ đã được đưa vào sử dụng từ năm 1985 với sơ đồ nhịp hiện tại
là 4x35+24 (m). Theo kết quả khảo sát của Trung tâm Kỹ thuật Đường bộ [11] vào cuối tháng
10 năm 2017 thì cây trôi ở khu vực cầu chủ yếu là các cây tre có nguồn gốc là do trận lũ đầu
tháng 10 năm 2017 làm sạt bờ sông các bụi tre ven sông bị cuốn vào dòng chảy, trôi theo
dòng chính đến khu vực cầu và tích tụ tại các trụ số 3 và số 4 trong phạm vi lòng sông.
Kết quả khảo sát cây trôi tại cầu Ngòi Thia:
- Chiều dài các cây tre tích lũy tại trụ số 3 và số 4 từ 4m đến 12m;
- Đường kính lớn nhất khoảng 0,13m;
- Khối cây tre tại trụ số 4 dạng hình tam giác có bề rộng khoảng 13m cao 7m; còn khối
cây tại trụ số 3 rộng khoảng 5m cao 5m;
- Đoạn sông ở khu vực cầu có dạng hình chữ S;
- Lưu vực ở thượng lưu cầu chủ yếu là đất rừng trồng;
Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue 2 (02/2021), 215-225
223
Bảng 2. Bảng ma trận lựa chọn biện pháp đối phó sự tích tụ cây trôi ở khu vực cầu [2].
Hình 13. Hình ảnh cây trôi tích tụ tại trụ cầu và sạt lở bờ sông ở khu vực cầu Ngòi Thia.
Với đặc điểm khu vực cầu, loại hình cây trôi như trên và các phương án lựa chọn loại
hình phòng tránh/khắc phục cây trôi như trong bảng 2 thì biện pháp phòng tránh cây trôi (loại
vừa và lớn) thích hợp cho cầu Ngòi Thia có thể là 03 biện pháp là làm lệch hướng cây trôi,
làm tường cánh dẫn hướng, lắp máy quét cây trôi ở thượng lưu các trụ cầu.
Với biện pháp làm lệch hướng cây trôi có kinh phí bảo trì cao (L), về mặt thẩm mỹ rất
kém (không mong muốn - U), ảnh hưởng đến môi trường thấp (L).
Với biện pháp làm tường cánh dẫn hướng có kinh phí bảo trì vừa phải (M), về mặt thẩm
mỹ có thể chấp nhận được (A), ảnh hưởng đến môi trường thấp (L).
Với biện pháp lắp máy quét cây trôi có kinh phí bảo trì thấp (L), về mặt thẩm mỹ có thể
chấp nhận được (A), ảnh hưởng đến môi trường thấp (L).
Trong 03 giải pháp này thì giải pháp lắp máy quét cây trôi là phù hợp hơn do có kinh
phí bảo trì tương đôi thấp. Tuy nhiên để lựa chọn chính xác biện pháp nào thì phải có sự so
sánh đầy đủ về mặt Kinh tế - Kỹ thuật.
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số 2 (02/2021), 215-225
224
5. KẾT LUẬN
Ở nước ta hiện tượng cây trôi trong dòng chảy trên sông là không thể tránh khỏi. Vì vậy
biện pháp phòng tránh ảnh hưởng xấu của cây trôi đến cầu phải được đặt ra. Qua kết quả
nghiên cứu bước đầu về cây trôi, tác giả của đề tài có một số kiến nghị như sau:
Thứ nhất, đối với các cầu thiết kế và xây dựng mới cần thiết kế đủ tĩnh không dưới cầu
theo kích thước của cây trôi (tĩnh không tối thiểu hiện nay quy định là 1m); đảm bảo khoảng
cách giữa các trụ cầu hoặc khoảng cách giữa trụ cầu và mố lớn hơn chiều dài của cây trôi; và
các trụ cầu không nên đặt trong phạm vi lòng chủ của sông hoặc thiết kế với số trụ ít nhất có
thể.
Thứ hai, với các cầu đang khai thác ở khu vực miền núi và trung du (nhất là các cầu
giao thông nông thôn, mố trụ thiết kế dạng móng nông) cần tiến hành kiểm tra lại tĩnh không
dưới cầu, khoảng cách các trụ cầu với nhau hay khoảng cách trụ và mố, vị trí đặt trụ cầu nếu
không đảm bảo các yêu cầu (như đã kiến nghị với cầu làm mới) cần chủ động đưa ra các biện
pháp phòng tránh cây trôi tích tụ ở khu vực cầu làm ảnh hưởng xấu đến khả năng làm việc của
cầu.
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường đại học Giao thông Vận tải (ĐH GTVT) trong đề
tài "Nghiên cứu đề xuất biện pháp phòng tránh ảnh hưởng của cây trôi đến xói dưới cầu" Mã
số T2020 – CT – 014.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Tống Anh Tuấn và các cộng sự, Ảnh hưởng của cây trôi đến xói cục bộ trụ cầu khu vực miền núi
phía Bắc Việt Nam, Tạp chí Giao thông vận tải, 10 (2019) 52-55.
[2]. J. B. Bradley, D. L. Richards, C. D. Bahner, Debris Control Structures - Evaluation and
Countermeasures Hydraulic Engineering Circular 9 (HEC-9), Third Edition, FHWA-IF-04-016, 2005,
pp. 182. https://www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/pubs/04016/hec09.pdf
[3]. A. J. Dias et al., Effect of Debris on the Local Scour at Bridge Piers, IOP Conference Series:
Materials Science and Engineering, 471 (2019) 022024. https://doi.org/10.1088/1757-
899X/471/2/022024
[4]. M. Ebrahimi et al., Hydrodynamic Effects of Debris Blockage and Scour on Masonry Bridges:
Towards Experimental Modelling, Conference: ICSE 2016: 8th International Conference on Scour and
Erosion At: Oxford, United Kingdom Volume: Scour and Erosion, (2016) 743-750.
https://www.researchgate.net/publication/309211549_Hydrodynamic_effects_of_debris_blockage_and
_scour_on_masonry_bridges_Towards_experimental_modelling
[5]. M.Najafzadeh, M. R. Balf, E. Rashedi, Prediction of maximum scour depth around piers with
debris accumulation using EPR, MT, and GEP models, Journal of Hydroinformatics, 18 (2016) 867-
884. https://doi.org/10.2166/hydro.2016.212
[6]. L. W. Zevenbergen et al., Effects of Debris on Bridge Pier Scour, Third International Conference
Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue 2 (02/2021), 215-225
225
on Scour and Erosion, ICSE 3. 01.-03. November 2006 in Amsterdam The Netherlands, Hydraulic
Engineering Repository, 2006, pp. 741-749. https://core.ac.uk/download/pdf/326240348.pdf
[7]. D. Panici, G. A. M. De Almeida, Formation, Growth, and Failure of Debris Jams at Bridge Piers,
Water Resources Research, 54 (2018) 6226-6241. https://doi.org/10.1029/2017WR022177
[8] P. F. Lagasse et al., NCHRP Report 653: Effects of Debris on Bridge Pier Scour, Lagasse P.F.,
NCHRP Project, 2009, pp. 166. https://doi.org/10.17226/22955
[9]. R. N. Tyler, River Debris: Causes, Impacts, and Mitigation Techniques, Alaska Center for Energy
and Power, 2011.
[10]. T. J. Wipf et al., Debris Mitigation Methods for Bridge Piers, First Edition, Institute for
Transportation Iowa State University, 2012.
[11]. Trung tâm kỹ thuật đường bộ, Báo cáo kết quả khảo sát, kiểm định phục vụ giám định nguyên
nhân sự cố cầu Ngòi Thia Km0+350, ĐT174, tỉnh Yên Bái, 2017.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- research_on_countermeasures_against_debris_accumulation_at_b.pdf