STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(Số 45 tháng 8 năm 2015)
Ấn phẩm chung của Liên đoàn thép Nhật Bảnvà Hiệp hội xây dựng thép Nhật BảnBản tiếng ViệtBản tiếng Anh của Xây dựng thép Hôm nay và
Ngày mai được xuất bản ba lần một năm và đượcphát hành trên toàn thế giới tới các doanh nghiệp
và các công ty có quan tâm trong tất cả các ngànhcông nghiệp và các tổ chức quản lý. Mục đínhchính của ấn phẩm là giới thiệu các tiêu chuẩn và
chi tiết kỹ thuật liên quan đến xây dựng thép, các
thí dụ về dự án xây dựng tiên tiến, các công nghệvà vật liệu xây dựng tiên tiến và các vấn đề tương
tự trong xây dựng nhà và xây dựng công trình.
Nhằm giúp đọc giả Việt Nam dễ hiểu hơn các
bài báo này, một bản tiếng Việt đã được làm và đikèm với bản tiếng Anh. Về phần hình ảnh, hìnhminh họa và bảng biểu trong bản tiếng Việt này,chỉ các tiêu đề được dịch sang tiếng Việt. Do đó,bạn đọc có thể tham khảo bản tiếng Anh để biếtnội dung. Ngoài ra, khi cần khẳng định thêm vềmặt kỹ thuật của văn bản hoặc các chi tiết kỹ thuật
khác, xin hãy tham khảo thêm ở bản tiếng Anh.

Số 45 tháng 8 năm 2015: Nội dungNội dung đặc biệt: Hội nghị chuyên đề lần thứ 19 vềNghiên cứu Kết cấu thép công trình
Hướng tới các cầu thép khỏe hơn, tuổi thọ dài hơn có
lợi cho việc Phục hồi nhà toàn quốc và thúc đẩy cảitiến các cầu cũ trên diện rộng1Trạng thái hiện tại và làm mới các tuyến đường sắt cao
tốc thủ đô trên diện rộng _____________________2
Đánh giá hợp lý hiệu suất và thiết kế cường độ các cầu
thép
5
Các đặc trưng mỏi của liên kết hàn sử dụng thép
SBHS
9Bảo dưỡng cầu thép chịu thời tiết12
Sáng kiến “Phục hồi nhà toàn quốc” và các hướng
trong tương lai
16
Các hoạt động của JISF
Bìa cuối
Đánh số trang dựa trên bản tiếng Anh của số 45.
Phiên bản tiếng Việt: ©Liên đoàn Thép Nhật Bản 2015Liên đoàn Thép Nhật Bản
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo
103-0025, Japan
Fax: 81-3-3667-0245 Phone: 81-3-3669-4815
Mail address: sunpou@jisf.or.jp
URL http://www.jisf.or.jp

1

nghiên cứu tại Hội thảo chuyên đề lần thứ 19 vềNghiên cứu Kết cấu thép xây dựng(Trang 1)

Nội dung đặc biệt: Hội nghị chuyên đề lần thứ
19 về Nghiên cứu Kết cấu thép công trình

Bài giảng và báo cáo
Bài giảng quan trọng:Thực trạng và việc làmmới các tuyến đường
sắt cao tốc thủ đô trêndiện rộng

Hướng tới các cầu thép khỏe hơn, tuổithọ dài hơn có lợi cho việc Phục hồi nhà
toàn quốc và thúc đẩy cải tiến các cầu cũtrên diện rộngLiên đoàn Thép Nhật Bản (JISF) tổ chức Hội nghịchuyên đề lần thứ 19 về Kết cấu thép công trình ngày
10/3/2015 tại Tokyo. Năm 1995, JISF thành lập một“hệ thống trợ cấp nghiên cứu và đào tạo về kết cấuthép” cung cấp trợ cấp cho các nhà nghiên cứu tronglĩnh vực kết cấu thép. Hội thảo được tổ chức hàng nămvới mục đích quảng bá các kết quả nghiên cứu được hỗtrợ, đồng thời thúc đẩy các ứng dụng rộng rãi hơn nữacủa kết cấu thép.
Là một liên kết liên quan tới các hoạt động nghiên
cứu thúc đẩy bởi hệ thống trợ cấp, tổ chức xúc tiếnnghiên cứu được thành lập năm 2013 và 2014 – Uỷ bannghiên cứu cải thiện kết cấu và độ bền của cầu thép và
03 uỷ ban đặc biệt trực thuộc - Nhóm nghiên cứu các
sáng kiến kết cấu và thiết kế cầu thép, Nhóm nghiên
cứu cường độ mỏi của cầu thép và Nhóm nghiên cứubảo dưỡng các cầu thép.
Trong những năm gần đây, tầm quan trọng của côngnghệ thúc đẩy sự vượt trội tổng thể của cầu thép về giá
thành, hiệu suất và chất lượng ngày càng tăng. Trongkhi đó, một yếu tố hiệu suất khác của cầu ngày càngđược quan tâm là giảm thiểu chi phí vòng đời dự án(LCC), ví dụ như giảm chi phí bảo dưỡng và kéo dàituổi thọ khai thác. Để thỏa mãn những yêu cầu đó, Ủy
ban Nghiên cứu tăng cường sâu rộng các hoạt độngnghiên cứu có liên quan và tổ chức các hoạt động họcthuật khác nhau thu được từ các hoạt động đó.
Tại Hội thảo chuyên đề lần thứ 19 năm nay vềNghiên cứu Kết cấu thép công trình, các kết quả nghiêncứu được báo cáo và các bài giảng có liên quan đượcthực hiện với sự tham dự của xấp xỉ 380 kỹ sư và các
nhà nghiên cứu. Tiêu đề của các bài giảng và báo cáo,tên của diễn giải tại Hội thảo chuyên đề lần thứ 19được ghi trong bảng sau.
Trong Tạp chí Xây dựng thép Hôm nay & Ngày maisố 45 lần này được xuất bản là một số đặc biệt trình
bày nội dung chính của Hội thảo chuyên đề, nội dunggiới thiệu tóm tắt các bài giảng và báo cáo tại Hội thảođược trình bày trong các trang sau.

Báo cáo về các thànhquả nghiên cứu:(1) Đánh giá hợp hiệusuất và thiết kếcường độ các cầuthép(2) Các đặc trưng mỏicủa liên kết hàn sửdụng SBHS(3) Bảo dưỡng cầu
thép chịu thời tiếtBài giảng quan trọng:Sáng kiến “Phục hồi
nhà toàn quốc” và cáchướng trong tương laiDiễn giả
Kenichi Ando,
Cán bộ điều hành caocấp, Công ty TNHH
đường sắt cao tốc thủ đô

Yoshiaki Okui,
Giáo sư Trường đại học
SaitamaKazuo Tateishi, Giáo sưđại học Nagoya
Eiki Yamaguchi, Giáosư Viện Công nghệKyushuSatoshi Fujii, Giáo sưđại học Kyoto, Cố vấnđặc biệt của Chính phủ(Ảnh) JISF đã tổ chức Hội nghị chuyên đề lần thứ 19
về nghiên cứu kết cấu thép xây dựng vào tháng 3/2015.

Danh sách các bài giảng và báo cáo các kết quả

2

JISF held its 19th Symposium on
Research on Civil Engineering
Steel Structures in March 2015.

3

cao tốc thủ đô có vai trò quan trọng không thể thiếu
trong đời sống hàng ngày của cư dân Tokyo và cácvùng lân cận.

(Trang 2~4)

Bài giảng quan trọng

Thực trạng và việc làm mới các tuyến
đường sắt cao tốc thủ đô trên diện rộngCải tạo và làm mới/sửa chữa các đường cao tốc thủđôNgày 7/5/2015, phần cuối cùng của Đường vànhđai trung tâm (từ Đường quanh vịnh đến Tuyến
Shibuya số 3) được đưa vào khai thác, nâng tổng sốchiều dài tuyến khai thác của mạng lưới đường cao tốcthủ đô lên 310,7km. Một tuyến khác dài 18,9km đangđược xây dựng và khi hoàn thành sẽ nâng tổng chiều
dài tuyến lên khoảng 330km.
Phải mất hơn nữa thế kỷ để xây dựng Đường vànhđai trung tâm từ công tác khảo sát tuyến ban đầu đến
khi hoàn thành. Tuyến hầm Yamate dài 18,2km là hầmđường bộ dài nhất Nhật Bản và được xây dựng với rấtnhiều công nghệ thi công tiên tiến, trong đó có phương
pháp mở rộng chiều rộng hầm khiên đào (Hình 2) vàphương pháp thi công hầm khiên đào cắt có thể tíchhợp từ hai hầm khiên đào trở lên. Trước đó, các đường
thông thường được mở-cắt, cấm đường và điều chỉnh
làn xe chạy, các mặt cắt nhánh và các nhánh nhập vàtách được thi công bằng phương pháp mở-cắt. Tuynhiên, việc sử dụng hai phương pháp hầm giúp giảmthiểu các ảnh hưởng tới đường thông thường.
Nút giao Ohashi là một ví dụ điển hình về nút giao
thi công trong không gian chật hẹp. Nút giao có phầnthấp bắt đầu từ độ cao 35m dưới mặt đất nối với phầncao ở độ cao khoảng 35m trên mặt đất. Trong nút giaocó kết cấu nối liền 75m cao, độ dốc lớn nhất được thiết
kế là 7% và cần chiều dài 1000m để xe chạy được hếtđộ chênh cao 70m. Một giải pháp có hiệu quả để thỏamãn yêu cầu là tạo ra một đường dài 400m để xe chạyđến được phần cao của nút giao qua 2,5 vòng. Ảnh 1giới thiệu nút giao Ohashi.
Để cải tạo môi trường, một kết cấu hình mũ lớn xâyphía trên nút giao được dùng làm công viên ở khu vực
Meguro (xem ảnh). Hơn nữa, để đáp ứng yêu cầu đượctrở về của các cư dân phải di dời khỏi nút giao, Chínhquyền thủ đô Tokyo đã xây dựng hai tòa nhà cao tầnggần đó trong dự án tái phát triển đô thị. Hầu hết các cưdân phải di dời đã chuyển về các tòa nhà này sau khi
nút giao được hoàn thành.
Chúng tôi tin tưởng rằng nút giao Ohashi sẽ là mộthình mẫu cho việc xây dựng đường và thành phố trongtương lai. Dự án này đã nhận được Giải thưởng thiết kếvàng và một giải thưởng nổi bật dành cho hoạt độngthiết kế xuất sắc cũng như nhiều vinh danh khác.

Tác giả Kenichi Ando
Cán bộ điều hành cao cấp, Công ty TNHH đường sắt
cao tốc thủ đô, Cố vấn đặc biệt của Chính phủGiới thiệu về mạng lưới đường sắt cao tốc thủ đôMạng lưới đường sắt cao tốc thủ đô là mạng lướigiao thông huyết mạch nối Tokyo với các vùng xungquanh đã được khánh thành hơn 50 năm. Phần đầu tiêncủa mạng lưới dài 4,5km nỗi giữa Kyobashi và
Shibaura ở trung tâm Tokyo được khánh thành tháng
12/1962 (hình 1). Lưu lượng giao thông hàng ngày tạithời điểm đó là 11.000 xe, thu phí cho xe con thôngthường là 100 Yên Nhật (50 Yên Nhật trong năm hoạtđộng đầu tiên).
Hình 1 Mạng lưới đường cao tốc thủ đôHầu hết các đường ở Nhật Bản trong những năm1950 đều không được lát mặt và bị phủ bùn khi trờimưa, nhiều khi phải kéo xe qua bãi lầy. Tình trạng này
cho thấy việc cải tạo đường ở Nhật Bản diễn ra rấtchậm. Để khắc phục, hai hệ thống được đề xuất - hệthống thu phí đường bộ (1953) bắt mỗi người lái xephải trả một khoản phí dùng để phục vụ việc xây dựngđường và một nguồn thu riêng dành cho đường bộ(1953).
Việc cơ giới hóa ở Nhật Bản diễn ra nhanh chóngtừ năm 1955 kéo theo sự hư hỏng các điều kiện giao
thông đường bộ. Do đó, cần phải xây dựng đường cao
tốc chỉ dành riêng cho xe cơ giới. Vì thế, mạng lướiđường cao tốc ở nội đô Tokyo được cải tiến và vào
tháng 6/1959 Công ty TNHH Đường cao tốc thủ đôđược thành lập. Tháng 5/1959, Ủy ban Olympic quốctế lựa chọn Tokyo là thành phố tổ chức Thế vận hội
Olympic 1964.
Ngày nay, lưu lượng giao thông hàng ngày củađường cao tốc thủ đô là khoảng 950.000 xe. Tổngchiều dài đường quốc lộ và đường thủ đô trải rộng trên23 khu vực của thủ đô Tokyo, tỷ lệ hệ thống đường cao
tốc thủ đô trên tổng chiều dài đường quốc lộ và đườngthủ đô là đúng 15%. Tuy nhiên, tỷ lệ các đường cao tốcthủ đô tăng lên khoảng 36% xe-km và khoảng 28% lưulượng giao thông hàng hóa, hoặc là hơn gấp đôi toànbộ đường quốc lộ và đường thủ đô ở Tokyo theo xe-km
và lưu lượng giao thông hàng hóa. Như vậy là đường

Hình 2 Công nghệ mở rộng chiều rộng hầm khiên đào

4

ngầm
Ảnh 1 Toàn cảnh nút giao Ohashidự báo diễn ra trong suốt quá trình Thế vận hội
Olympic Tokyo 2020. Để đảm bảo an toàn và giao
thông xe cộ thông suốt trong giai đoạn đó, Công tyđường cao tốc thủ đô đang nghiên cứu một hệ thống
làm mới với việc đưa vào sử dụng một đường tránhtạm hai làn xe và sử dụng hai làn xe trên cầu vượt qua
thung lũng mới để đảm bảo hạn chế tối đa việc sử dụngđoạn đường hư hỏng (Hình 6). Hiện nay, các nỗ lựckhông ngừng được thực hiện để công tác làm mới có
thể bắt đầu trong năm 2015.

Làm mới và sửa chữa các đường cao tốc trên diệnrộngMạng lưới đường cao tốc Thủ đô đang bước vào
giai đoạn lão hóa. Trên tổng chiều dài mạng lưới310km, có khoảng 30% kết cấu cao tốc đã được đưa
vào sử dụng trên 40 năm và khoảng 50% có thời giankhai thác trên 30 năm (Hình 3). Hơn nữa, các hầm và
cầu qua thung lũng yêu cầu bảo dưỡng nhỏ chiếm
khoảng 95% các kết cấu cao tốc. Trên hết, lưu lượng xe
tải lớn trở nên thường xuyên.
Trước tình hình này, Công ty đường cao tốc thủ đôđã thành lập Ủy ban nghiên cứu các biện pháp đánh giáviệc làm mới các kết cấu cao tốc thủ đô trên diện rộng(người phụ trách là Giáo sư Shiro Wakui của Đại học
thành phố Tokyo). Dựa trên các đề xuất của ủy ban vào
tháng 1/2013, công ty đã kéo dài thời gian lấy ý kiến vàcông bố rộng rãi kế hoạch làm mới vào tháng 12/2013.
Năm đoạn đường cao tốc được xác định cần làm mớivà xây dựng lại là đoạn từ bến tàu Higashi-Shinagawa
đến bãi rác thải Samezu, đoạn Daishibashi, một đoạnkênh từ Ginza đến Shintomicho, đoạn từ Takebashi(bao gồm cả Nihonbashi) đến Edobashi, đoạn từ Ikejiri
đến Sangenjaya (Hình 4). Chi phí làm mới khoảng 380
tỷ Yên Nhật. Ngoài ra, cũng dự kiến sửa chữa trên diệnrộng đoạn đường dài 55km với chi phí 250 tỷ Yên Nhật.
Tổng chi phí cho dự án làm mới và sửa chữa là khoảng
30 tỷ Yên Nhật.
Khi Thế vận hội Olympic Tokyo được tổ chức năm
1964, đoạn đường dài 30km là một phần của mạng lướiđường cao tốc ngày nay được đưa vào sử dụng. Đoạnđường này hiện nay cần được làm mới (tham khảoHình 5).
Với các đoạn đường cần làm mới, quá trình đàmphán hợp đồng xây dựng của đoạn từ bến tàu
Higashi-Shinagawa đến bãi rác thải Samezu đang diễnra. Đoạn đường này được xây dựng lại thành một kếtcấu cầu vượt qua thung lũng cao hơn mực nước biển đểnâng cao độ bền và hiệu quả bảo trì. Một kết cấu cầuvượt qua thung lũng có đà giáo cố định đang đượckiểm tra nhằm mục đích cho phép liên tục kiểm tra.
Lưu lượng giao thông hàng ngày hiện nay của đoạnđường này là khoảng 80.000 xe khiến cho việc đóngđường phục vụ công tác làm mới là không thể thựchiện được. Vì vậy, một đường tránh hai làn sẽ được xâydựng để sử dụng trong quá trình làm mới đường chính(xem Hình 5).
Việc làm mới đoạn từ bến tàu Higashi-Shinagawa
đến bãi rác thải Samezu của tuyến Hanade số 1 đượcHình 3 Số năm từ khi đưa vào khai thác các tuyến cao
tốc (tính đến tháng 4/2015)Hình 4 Các đoạn đường cao tốc được làm mới trêndiện rộng
Hình 5 Các đoạn đường cao tốc đưa vào sử dụng trong
Thế vận hội Olympic Tokyo 1964 và vị trí các đoạnđược làm mới trên diện rộngHình 6 Hình ảnh về công tác làm mới đoạn từ bến tàu
Higashi-Shinagawa đến bãi rác thải Samezu

5

Fig. 1 Network of Metropolitan Expressway
Joban Expressway

Tohoku Expressway
Yono

Saitama Minuma

Fig. 2 Underground Shield Tunnel
Width Expansion Technology(Saitama Pref.)Kawaguchi JCT

Tokyo Gaikan Expressway
Misato JCT

Kanetsu Expressway
Bijogi JCT(Chiba Pref.)KohokuJCT
Itabashi JCT
Kumano-cho JCT(Tokyo)Horikiri JCT

Kosuge JCT

Iriya
Yagochi
Nishi-Shinjuku JCT

Chuo
Expressway

OhashiJCT

TakaidoTogoshi
Tomei
Expressway

Showajima
JCT
Daisan Keihin Road
DaishiJCT
Fujimi

Shimoyamotocho

Higashi-Kanto
Expressway

Tatsumi Kasai
JCT
JCT

ShibauraJCT

Yoga

Keiyo Road
Koya

HakozakiJCT

Tunnel in service

Shinonome JCT
AriakeJCT

Oi JCT
Tokai JCTFirst opened route ofMetropolitan Expressways(Kyobashi~Shibaura)

Undergroundexpanded section

Haneda Airport

Kawasaki-Ukishima JCT(Kanagawa Pref.)Mitsuzawa

Yokohama Shindo

Kawamuko-choTokyo Wan Aqua Line

Namamugi
JCT
Kinko
JCT

Daikoku JCT

KaribaIshikawa-cho JCT

Yokohama
Yokosuka Road

NamikiJCT

Honmoku Futo JCT

Route in service: 310.7 km
Route under construction: 18.9 km

Photo 1 Full view of Ohashi Junction

Fig. 3 Lapse of Years since Opening of Expressway Lines (as ofApril 2015)

Total
length50 years or more
40~49 years
30~39 years
20~29 years
10~19 years
9 years or less

Inner Circular Route, Haneda Line, Shinjuku Line
Meguro Line, Yokohane Line, Shibuya Line
Fukagawa Line, Mitsuzawa Line, Bay Shore Line (Tokyo~Chiba)
Kariba Line, Daiba Line, Kawaguchi Line
Omiya Line, Kawasaki Line, Bay Shore Line (Kanagawa)Harumi Line, Central Circular Route6

Fig. 4 Expressway Sections subject to Large-scale Renewal
Takebashi~
Edobashi section

Fig. 5 Expressway Sections Opened to Traffic in Tokyo
Olympic Games 1964 and Location of Large-scale
Renewal Sections
National Stadium

Takebashi~Edobashi section (river)

Athletes’ dormitories
Ginza~Shintomicho section (river)Ikejiri-Sangenjaya section (road)
Ikejiri-Sangenjaya section

Komazawa Olympic Park

Higashi-Shinagawa Wharf~
Samezu Landﬁll section (waterway)

Ginza~Shintomicho section
Higashi-Shinagawa Wharf~
Samezu Landﬁll section

Section in service in Tokyo
Olympic Games 1964
Large-scale renewal section

Daishibashi section

Daishibashi section (river)

Fig. 6 Image of Renewal of Higashi-Shinagawa~Samezu Landfill Section

Present state

Temporary
detourAfter large-scale renewal (image)Detour under construction (image)

7

Haneda Airporttrên thế giới. Để bắt kịp xu hướng này, cần phải cóđược các số liệu xác suất ví dụ như các giá trị trungbình và độ lệch chuẩn của cường độ tới hạn.
Để đạt được các yêu cầu trên, nghiên cứu được tiếnhành bằng cách áp dụng phân tích phần tử hữu hạn vàmô mỏng Monte Carlo. Hình 1 trình bày các mô hìnhphân tích các tấm chịu nén không tăng cường (có gốigiản đơn ở bốn phía). Hình thái của chuyển vị ngoàimặt phẳng ban đầu được giả định có dạng hình sin và
ứng suất dư được giả định có cấu hình phân bố ứngsuất dư như trong hình vẽ. Trong mô phỏng Monte
Carlo, giá trị cực đại của độ võng ban đầu W0 và ứngsuất nén dư re được giả định là biến ngẫu nhiên vàđược tạo ra ngẫu nhiên theo các hàm mật độ xác suấtthể hiện trong Hình 2 làm ví dụ. Khi chạy thử môphỏng Monte Carlo, vì khó khăn của việc tiến hànhphân tích phần tử hữu hạn trong từng mô phỏng,phương pháp mặt phẳng ứng xử được áp dụng để làmgiảm thời gian tính toán.
Hình 3 trình bày so sánh các kết quả từ mô phỏng
Monte Carlo của tấm chịu nén được tăng cường có gốigiản đơn ở bốn cạnh và đường cong khả năng chịu tảitrọng trong Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ (JSHB),cùng với các kết quả nghiên cứu đã có. Cũng tiến hànhnghiên cứu tương tự cho các tấm chiếu. Có thể xácđịnh hợp lý hệ số an toàn từng phần nhờ sử dụng các
kết quả kiểm tra này. Các kết quả kiểm tra này được dựkiến sẽ bổ sung vào phiên bản cập nhật của Tiêu chuẩn
thiết kế cầu đường bộ.

(Trang 5~8)
Báo cáo về các kết quả nghiên cứu (1)Đánh giá hợp lý hiệu suất và thiết kếcường độ các cầu thép
Tác giả: Yoshiaki Okui
Giáo sư Trường Đại học Saitama
Với mục đích nâng cao hơn nữa tính cạnh tranh cho
cầu thép, Nhóm công tác về Kết cấu và Phương phápthiết kế hợp lý được thành lập trong Ủy ban nghiên cứuvề Tăng cường độ bền và kết cấu hợp lý cho cầu thépcủa Hiệp hội Xây dựng thép Nhật Bản đã tiến hànhnhững phân tích và thí nghiệm để thu thập bằng chứng
cho việc tiến hành đồng thời việc kiểm tra các tiêuchuẩn thiết kế cầu mới và rà soát các tiêu chuẩn thiếtkế cầu hiện hành.
Các nội dung cụ thể được kiểm tra như sau: Khả năng chịu lực hợp lý của các tấm chịu nén Cường độ chịu uốn và cắt của các dầm thép chữ I
 Các phương pháp thiết kế dựa trên hiệu suất và cácđường lối phân tích tiên tiến Liên kết ma sát phù hợp của các bu-lông cường độcao Đo đạc ứng suất dư trong SBHS (Thép cho các kếtcấu cầu tính năng cao) và ảnh hưởng của ứng suất dưđến cường độ của các cấu kiện thép
Các phần sau đây giới thiệu tóm tắt các kết quả củabốn trong số các hạng mục được kiểm tra.
Khả năng chịu lực hợp lý của các tấm chịu nénPhương trình thiết kế cường độ của các tấm chịunén được kiểm tra lại. Ba hệ số chính cần cho việckiểm tra lại được liệt kê như sau:
 Quy định về khả năng chịu tải trọng tiêu chuẩn trongTiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ hiện hành đượctrình bày dựa trên lý thuyết oằn đàn hồi và các thôngsố thu được từ các thí nghiệm được tiến hành trongnhững năm 1970. Hầu hết các số liệu này đều dựatrên việc thí nghiệm trên các tấm dày 10mm. Tuynhiên, chiều dày tấm lớn nhất trong xây dựng cầu
thép đã tăng đến 100mm dẫn tới việc sử dụng nhiều
hơn các tấm cỡ nặng.
 Thép SBHS500 và SBHS700 - Thép cho các kết cấucầu tính năng cao (SBHS) được tiêu chuẩn hóa trong
JIS năm 2008 nhưng vẫn chưa được đưa vào Tiêuchuẩn thiết kế cầu đường bộ.
 Việc tìm kiếm hệ số an toàn dựa trên nguyên lý thiếtkế dựa trên độ tin cậy là xu hướng phổ biến hiện nay
trong việc biên soạn các tiêu chuẩn thiết kế tiên tiếnHình 1 Mô hình phân tích tấm chịu nén không tăngcường (có gối giản đơn ở bốn cạnh)Hình 2 Hàm mật độ xác suất của độ võng ban đầu dùngtrong các mô phỏng Monte CarloHình 3 So sánh giữa các kết quả của mô phỏng Monte
Carlo (=giá trị trung bình, = độ lệch chuẩn) vàđường cong chịu tải trong Tiêu chuẩn thiết kế cầuđường bộ (JSHB)
Phương trình hợp lý để tính toán cường độ của
dầm I
Các thí nghiệm khả năng chịu tải trọng được thựchiện cho các dầm chữ I bằng Thép cho các kết cấu cầu
tính năng cao (SBHS500 and SBHS700) để xác địnhgiới hạn sử dụng thép SBHS làm dầm cầu thép và sựphù hợp của phương trình thiết kế dầm thép SBHS.
Hình 4 thể hiện các cấu hình gần đúng của mẫu thửdùng trong các thí nghiệm chịu uốn. Tải trọng được tácdụng bằng phương pháp uốn 4 điểm và tấm được đặt ởtâm của mẫu thử đường dùng làm tấm thí nghiệm.

8Bảng 1 trình bày các kích thước mẫu thí nghiệm dùngtrong thí nghiệm chịu uốn. Tên hai mẫu thử là
SBHS500M và SBHS700M.
Hình 5 thể hiện đồ thị quan hệ giữa tải trọng và độvõng thu được từ thí nghiệm với Pn là tải trọng chocường độ uốn thiết kế danh định được đặc trưng trong
AASHTO LRFD và Py là tải trọng cho mômen uốngchảy bản. Thí nghiệm khẳng định cường độ uốn cho cả
hai mẫu thử SBHS500M và SBHS700M vượt quácường độ uốn thiết kế danh định đặc trưng trong
AASHTO LRFD. Vì phạm vi ứng dụng các sản phẩmthép trong AASHTO LRFD có cường độ chảy khôngvượt quá 485 N/mm2, cả hai mẫu SBHS500M và
SBHS700M đều nằm ngoài phạm vi ứng dụng trong
AASHTO LRFD. Tuy nhiên, thấy rằng phương trình
đánh giá cường độ uốn cho thép thông thường cũng ápdụng được cho thép SBHS500M và SBHS700M.
Ảnh 1 thể hiện mẫu thí nghiệm SBHS700M sau khichịu tải trọng. Kiểu phá hoại là oằn cục bộ bản cánh.

không đổi.
Phương pháp do Okumura và Ishizawa đề xuấtkiểm tra hiệu ứng cắt trễ bằng cách sử dụng lý thuyết
dầm và hệ số tập trung ứng suất đã được áp dụng rộngrãi trong thiết kế cầu ở Nhật Bản. Còn phương phápbản dòng cắt không đổi là phương pháp phân tích có 1phần tử tấm chỉ chịu ứng suất cắt và 1 phần tử dầm chỉchịu ứng suất thẳng đứng cùng với uốn dọc chu vi
ngoài của phần tử tấm. So sánh với phương pháp phầntử hữu hạn có một phần tử vỏ, phương pháp này có ưuđiểm thực tế là có ít tính toán hơn.
Hình 7 trình bày một so sánh về sự phân bố ứngsuất pháp tuyến trong bản cánh dưới dầm theo nhiều
phương pháp khác nhau. Trong hình, đường màu đỏ thểhiện các kết quả phân tích bằng phương pháp tấm dòngcắt không đổi, đường màu xanh thể hiện các kết quảphân tích bằng phương pháp vỏ, đường màu đen thểhiện ứng suất danh định tính bằng nguyên lý dầm,đường đánh dấu Δ thể hiện ứng suất ở ngay phía trênbản từ phân tích bằng phương pháp của Okumura và
Ishizawa.
Trong phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phầntử vỏ, cần phân chia nhỏ phần tử sao cho có kích thước
không lớn hơn 25mm để đạt được sự phân bố ứng suấtcó độ chính xác nhất định. Trong các phương pháp
phân tích sử dụng tấm dòng cắt không đổi, cần phântích có độ chính xác cao ngay cả khi phân chia phần tử
thô tương đối như trong Hình 6.

Hình 4 Các mẫu thí nghiệm chịu uốn bằng thép SBHS
(Thép cho các kết cấu cầu tính năng cao)Bảng 1 Kích thước các mẫu thí nghiệm
Hình 5 Các kết quả thí nghiệm uốn (tải trọng và độvõng)Ảnh 1 Biến dạng của mẫu thử SBHS700 sau khi thínghiệmThiết kế cầu hợp lý bằng các phương pháp phântích tiên tiếnKhi thiết kế cầu thép, cần đánh giá chính xác ứngsuất xuất hiện trong các bộ phận. Trong thiết kế truyền
thống, lực mặt cắt của các bộ phận và sự phân bố ứngsuất bên trong các bộ phận được tính toán bằng phântích kết cấu khung dựa trên lý thuyết dầm. Tuy nhiên,quy định về môi trường thiết kế hiện nay cho phép ứngdụng linh hoạt phương pháp phần tử hữu hạn và cácphương pháp phân tích kết cấu tiên tiến khác. Vì vậy,tiến hành nghiên cứu phương pháp thiết kế cầu hợp lývới các phương pháp phân tích tiên tiến đó.
Nội dung sau đây giới thiệu các kết quả nghiên cứuvề các mặt cắt góc của liên kết dầm-cột thể hiện trongHình 6. Xét tới sự phân bố ứng suất trong các mặt cắt
góc, thấy rằng sự phân bố ứng suất dựa trên lý thuyết
dầm khác biệt lớn so với sự phân bố ứng suất thực tếdo ảnh hưởng cắt trễ.
Vì vậy, tiến hành các kiểm tra so sánh sự phân bốứng suất bằng 3 phương pháp phân tích: (a) phương
pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần tử vỏ, (b) phương
pháp phân tích do Okumura và Ishizawa đề xuất và (c)phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng tấm dòng cắtHình 6 Mô hình số của liên kết dầm-cột của trụ cầuHình 7 So sánh sự phân bố ứng suất tại mặt cắt góc củabản cánh dướiLiên kết ma sát bu–lông cường độ cao hợp lý
Trong xây dựng các cầu gần đây, kích thước vàchiều dày tấm của các phần tử kết cấu tăng lên, do đósố lượng các hàng bu-lông cường độ cao tăng lêntương ứng với số lượng liên kết. Tuy nhiên, việc xét tớiảnh hưởng của các biện pháp xử lý bề mặt, tấm thép cóchiều dày lớn hơn, bố trí nhiều hàng bu-lông vẫnkhông đủ rõ ràng tới khả năng chịu tải của các liên kết
ma sát sử dụng bu-lông cường độ cao. Vì vậy, các kiểmtra thực nghiệm và phân tích được tiến hành và xácđịnh được hệ số trượt chịu ảnh hưởng của chiều dày
tấm lớn hơn của các liên kết ma sát sử dụng bu-lôngcường độ cao có mặt tiếp xúc được bảo vệ bằng sơn
giàu kẽm và bố trí nhiều hàng bu-lông cường độ cao.
Ảnh 2 trình bày thí nghiệm được dùng để xác địnhcường độ trượt của các liên kết ma sát. Ảnh hưởng củachiều dày các tấm lớn hơn của liên kết ma sát và bố trínhiều hàng bu-lông cường độ cao tới việc làm giảm hệ9số trượt được kiểm tra bằng thực nghiệm được thể hiệntrong ảnh và bằng phân tích phần tử hữu hạn (thamkhảo Hình 8) có xét đến hiện tượng trượt do ma sát.
Ảnh 2 Thí nghiệm cường độ trượt cho liên kết ma sát
bu-lông cường độ cao có chiều dày tấm lớn hơnHình 8 Mô hình phân tích phần tử hữu hạn của các liênkết bu-lông

10

Fig. 1 Analytical Model for Non-stiffened Compression Plate (Fourside Simple Support)

Fig. 2 Probability Density Function of Initial Deflection
Used for Monte Carlo Simulations

Relative frequancy

Relative frequancy dist.of intial deﬂection

Fig. 3 Comparison between Monte Carlo Simulation
Results (μ=average value, σ=standard deviation) and Load-bearing Curve in Specificationsfor Highway Bridges (JSHB)

Fig. 4 Bending Test Specimens Using SBHS (Steels for
Bridge High Performance Structures)(a) Elevation(b) Cross section

Table 1 Dimensions of Test Specimens
Name ofspecimen

Steel grade of
specimen

bf

tf

Dw

tw

d0

L

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

SBHS500M

SBHS500

250.4

12.2

900.8

9.0

1198

6199

SBHS700M

SBHS700

250.2

12.6

901.4

9.0

1195

7788

11

Fig. 5 Results of Bending Tests (Load-Deflection Curve)(a) SBHS500M(b) SBHS700M

Photo 1 Deformation of SBHS700M specimen after loading

Fig. 6 Numerical Model of Beam-Column Connection of
Bridge Pier

Fig. 7 Comparison of Stress Distributions at Corner Section of Lower Flange

12Photo 2 Slip strength test for multiple-row high-strength bolt friction joint with heavier plate thickness

Fig. 8 Finite Element Analysis Model of Bolt Joints

13phẳng 2mm của các mẫu thí nghiệm kích thước nhỏ(SBHS500 và SBHS700, trình bày trong Hình 2) và
của một mẫu thí nghiệm dầm (SBSH700, trình bày
trong Hình 3).
Hình 4 thể hiện các kết quả đo đạc. Trong các mẫu
thí nghiệm nhỏ của cả thép SBHS500 và SBHS700,
ứng suất kéo dư xuất hiện bằng khoảng 50-70% điểmchảy. Trong mẫu thí nghiệm dầm, ứng suất kéo dư xuấthiện bằng khoảng 80-90% điểm chảy, cao hơn giá trịcủa các mẫu thí nghiệm kích thước nhỏ. Nguyên nhânđược cho là do sự khác nhau giữa mức độ hạn chếtrong mối hàn của cả hai mẫu thử.

(Trang 9~11)

Báo cáo về các kết quả nghiên cứu (2)Các đặc trưng mỏi của liên kết hàn sửdụng thép SBHS
Tác giả Kazuo Tateishi
Giáo sư trường Sau đại học của Đại học Nagoya
Thép SBHS (Thép cho các kết cấu cầu tính năngcao) là các tấm thép có điểm chảy cao dùng trong xâydựng cầu được quy định trong JIS năm 2008. SBHS cóđiểm chảy và cường độ kéo cao (Bảng 1), có khả nănghàn cao nên có thể loại bỏ việc gia nhiệt trước hoặcgiảm nhiệt độ gia nhiệt trước xuống thấp. Nhờ vậy,việc ứng dụng thép SHBS cho phép giảm giá thànhtrong nhiều lĩnh vực xây dựng cầu: chế tạo, vận chuyển
và lắp đặt.
Bên cạnh đó, khi sử dụng thép SHBS, ứng suất hoạttải tăng lên đáng kể vì chiều dày tấm mỏng của các cấukiện, từ đó dẫn tới các vấn đề về mỏi. Tuy nhiên, vì các
đặc trưng chịu mỏi của liên kết hàn sử dụng thép SHBSvẫn chưa được làm sáng tỏ, hầu như không có số liệunào được thu thập về thép SBHS700. Vì vậy, chúng tôiquyết định tiến hành một nghiên cứu cơ bản về các đặctrưng chịu mỏi của liên kết hàn sử dụng thép SBSH.

Hình 2 Các mẫu thí nghiệm liên kết hàn (SBHS500 và
SBHS700)Hình 3 Mẫu thí nghiệm dầm (SBHS700)
Hình 4 Các kết quả đo đạc ứng suất dư
Thí nghiệm mỏi cho các mẫu thử kích thước nhỏTiến hành các thí nghiệm mỏi cho các mẫu liên kết
hàn đính ngoài mặt phẳng kích thước nhỏ bằng thép
SBHS. Cấu hình của các mẫu thí nghiệm thể hiện trongHình 2. Tỷ số ứng suất được lấy bằng 0.
Hình 5 thể hiện các kết quả thí nghiệm mỏi và kếtquả của các thí nghiệm mỏi đã thực hiện trước đây 1)trên các liên kết hàn đính ngoài mặt phẳng bằng thép
thông thường và thép SBHS. Các kết quả thí nghiệm
không có nhiều khác biệt về cường độ chịu mỏi phụthuộc vào cấp độ của vật liệu. Kết quả thí nghiệm
phạm vi ứng suất của các liên kết hàn đính ngoài mặtphẳng chưa hoàn thiện bằng thép SBHS nằm trong lâncận của đường cong thiết kế Hạng E theo JSSC (Hiệphội Xây dựng thép Nhật Bản) và do đó thỏa mãn cáchướng dẫn thiết kế mỏi hiện hành.

Bảng 1 Các đặc trưng cơ học của SBHS (Thép cho các
kết cấu cầu tính năng cao)Đánh giá các đặc trưng phát triển vết nứt mỏi
Các đặc trưng phát triển nứt của thép SBHS đượcđánh giá bằng thí nghiệm phát triển vết nứt mỏi các
mẫu thí nghiệm kéo thu nhỏ. Thí nghiệm phát triển vếtnứt được tiến hành phù hợp với tiêu chuẩn ASTM.
Hình 1 thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ phát triển
nứt và phạm vi hệ số cường độ ứng suất ΔK của thép
SBHS500 và SBHS700 thu được từ thí nghiệm Đường
đồ thị biểu diễn các giá trị trung bình và phạm vi độlệch của thép thông thường. Kết quả thí nghiệm SBHS
nằm trong phạm vi độ lệch của kết quả thí nghiệm thép
thông thường nên có thể nói rằng các đặc trưng pháttriển vết nứt của SBHS cũng gần giống như của thép
thông thường.

Hình 5 Các kết quả thí nghiệm mỏi cho các mẫu liênkết hàn kích thước nhỏ
Thí nghiệm mỏi cho các mẫu thử dầmTiến hành các thí nghiệm mỏi trên một mẫu dầm
kích thước lớn có chiều dài nhịp 6000mm thể hiện trênHình 3. Cấp thép sử dụng cho mẫu thử dầm là
SBHS700. Phần chân mối hàn được kết thúc bằng cáchnghiền hoặc đập búa.
Hình 6 thể hiện các kết quả thí nghiệm mỏi. Sốlượng các chu kỳ thí nghiệm cần để đạt tới trạng tháikhi vết nứt phát triển đến 10mm (có chiều dài toàn bộtừ 40-50mm) từ gân mối hàn tới kim loại cơ sở đượclấy làm tuổi thọ chịu mỏi của kết cấu. Hình vẽ cũng thểhiện kết quả thí nghiệm mỏi hiện có của các mẫu thínghiệm dầm (nhưng chu kỳ thí nghiệm được lấy vớiHình 1 Các kết quả thí nghiệm phát triển vết nứtĐo đạc ứng suất hàn dưSử dụng phương pháp cắt và phương pháp nhiễu xạ
phóng xạ để thực hiện các đo đạc ứng suất dư xuất hiệntại điểm cách chân của liên kết hàn đính ngoài mặt

14chiều dài vết nứt từ 20-40mm). Từ thí nghiệm, cường
độ chịu mỏi của các liên kết hàn chưa hoàn thiện gầnthỏa mãn các yêu cầu của Cấp G theo quy định của
JSSC và tương đương với giá trị của thép thông thường.
Vì các thí nghiệm kết thủ ở trạng thái khi chưa có vếtnứt bắt đầu từ chân đường hàn hoàn thành nên chưa thểkhẳng định được sự sai khác về cường độ chịu mỏi phụthuộc vào phương pháp kết thúc chân đường hàn. Tuynhiên, cường độ chịu mỏi của các chân đường hàn kết
thúc thu được từ kết quả thí nghiệm vượt quá các tiêuchuẩn của Cấp E và cường độ chịu mỏi của liên kết hàn
kết thúc được nâng lên ít nhất 2 cấp so với liên kết hànchưa hoàn thiện vốn ở Cấp G.

Hình 10 trình bày kết quả thí nghiệm mỏi. Tuổi thọchịu mỏi được lấy là số chu kỳ thí nghiệm cần thiết đểvết nứt phát triển đến chiều dài 10mm từ giọt đường
hàn tới kim loại cơ sở. Trong các mẫu hàn chưa hoànthiện, không có sự khác biệt rõ rệt nào về cường độchịu mỏi phụ thuộc vào cấp độ vật liệu thép. Vì vậy có
thể khẳng định không có sự phụ thuộc giữa cường độsản phẩm thép với cường độ chịu mỏi của liên kết hàn.
Mặt khác, cường độ chịu mỏi của các mẫu thử hoànthiện mài tăng cùng với cường độ vật liệu thép, do đóthấy rằng cường độ chịu mỏi phụ thuộc vào cường độcủa vật liệu thép.
Đặc biệt trong các mẫu thí nghiệm thép SBHS700,
không xuất hiện nứt trong mặt cắt hoàn thiện màinhưng lại xuất hiện trong mặt cắt chân phía hàn đính.
Thí nghiệm mỏi cho thấy việc hoàn thiện mài làm nângcao đáng kể cường độ chịu mỏi của các liên kết hàn
thép SBHS700.

Hình 6 Các kết quả thí nghiệm mỏi cho các mẫu liênkết hàn dầmẢnh hưởng của việc hoàn thiện mài đến sự pháttriển cường độ chịu mỏiCường độ chịu mỏi của các vật liệu thép tăng lên
theo cường độ tĩnh. Có thể tăng cường độ mỏi của các
vật liệu thép bằng cách hoàn thiện mài chân đường hàn.
Để nghiên cứu vấn đề này, chúng tôi đã chuẩn bị các
mẫu thí nghiệm liên kết hàn đính ngoài mặt phẳng
được hoàn thiện mài dưới cùng các điều kiện hoànthiện như nhau. Tiến hành kiểm tra sự phụ thuộc củacường độ vật liệu thép vào sự phát triển cường độ chịumỏi.
Thí nghiệm trên các cấp thép SM490, SBHS700 và
SBHS500. Hình 7 trình bày cấu hình của các mẫu thínghiệm hàn đính ngoài mặt phẳng. Khi hàn đính, mốihàn xuyên hoàn toàn được thực hiện trên mặt cắt cáchvùng hàn hộp 50mm để ngăn chặn sự xuất hiện của các
vết nứt mỏi từ mặt cắt chân đường hàn.
Thực hiện hoàn thiện mài chân đường hàn các mẫu
thí nghiệm bằng các cấp thép đã nêu với bán kính mài
mục tiêu ít nhất là 3mm và chiều sâu mài là 0,5mm.
Hình 8 trình bày các kết quả đo đạc bán kính và góc
của mặt cắt chân đường hàn (hoặc mặt cắn hoàn thiện
đường hàn). Hình 9 trình bày sự phân bố chiều sâu mài.
Từ các hình này, có thể thấy rằng cấu hình của phương
pháp mài cho các mẫu thử là gần giống nhau.
Tiến hành các thí nghiệm mỏi trên các mẫu dướiđiều kiện uốn ngoài mặt phẳng. Tỷ số ứng suất đượclấy không vượt quá 0,1. Trong các mẫu thí nghiệm
chưa hoàn thiện, tất cả các vết nứt xuất hiện từ mặt cắtchân đường hàn của cấu kiện tấm chính, trong các mẫu
thí nghiệm hoàn thiện mài của thép SM490 và
SBHS500, tất cả các vết nứt xuất hiện từ mặt cắt hoànthiện mài, trong mẫu thử của thép SBHS700, tất cả các
vết nứt xuất hiện trong mặt cắt chân phía hàn đính.

Hình 7 Các mẫu thí nghiệm hàn đính ngoài mặt phẳng
Hình 8 Bán kính và góc chân đường hàn hoặc mặt cắt
hoàn thiện
Hình 9 Chiều sâu màiHình 10 Các kết quả thí nghiệm mỏi trên các liên kết
hàn chưa hoàn thiện và liên kết hàn đã hoàn thiện.

15

Table 1 Mechanical Properties of SBHS (Steels for Bridge High Performance Structures)
Grade

Plate thickness(mm)Yield point or proof strength(N/mm2)Tensile strength(N/mm2)

SBHS500
SBHS500W

6

t

100

500 or more

570~720

SBHS700
SBHS700W

6t

75

700 or more

780~930

Fig. 1 Test Results for Crack Growth

Average design curb of JSSC
Safest design curb of JSSC

Average design curb of JSSC
Safest design curb of JSSC

Fig. 4 Measurement Results for Residual Stress
Residual stress (N/mm2)

Fig. 2 Weld Joint Test Specimens (SBHS500 and
SBHS700)

Gusset
Weld

Joint specimen(SBHS500)

X-ray residual stressmeasurement method
Cutting method

Residual stress (N/mm2)

Distance from center of width y (mm)(unit: mm)

Joint specimen(SBHS700)

X-ray residual stressmeasurement method
Cutting method

Residual stress (N/mm2)

Distance from center of width y (mm)Fig. 3 Girder Test Specimen (SBHS700)(Equally bent section)

Nominal stressrange
Toe finishing

Girder specimen(SBHS700)

Distance from center of width y (mm)16

Fig. 5 Fatigue Test Results for Small-size Weld
Joint Specimens

Fig. 6 Fatigue Test Results for Girder Weld Joint
Specimens

test specimen
As-welded (equally bent section)
As-welded (shear section)
Finished (equally bent section)
test specimen
As-welded (equally bent section)
Finished (equally bent section)(Shimanuki et al)(Shimanuki et al)
Results in other past studies

Fig. 7 Out-of-plane Gusset Test Specimens

Girder specimen data in past studies

Fig. 9 Grinding Depth
60
50

)

Frequency (%)

(
300

12

40
30
20
10
0

300

0〜0.1

0.1〜0.2

0.2〜0.3

0.3〜0.4

0.4〜0.5

0.5〜0.6

0.6〜0.7

0.7〜

Grinder-finished depth (mm)Fig. 10 Fatigue Test Results for As-welded and Finished
Weld Joints

Toe radius (mm)Equivalent stress range (MPa)Fig. 8 Radiuses and Angles of Toe or Finished Sections

Number of cycles
Toe angle (°)

17nên trạng thái ăn mòn của Cấp 1 và 2 không do thépchịu thời tiết và cần chú ý nếu phát hiện ra. Cần thường
xuyên quan sát cầu ở Cấp 2. Cầu ở Cấp 1 cần đượcđiều tra kỹ hơn để xác định có cần sửa chữa hay không.
Vì cầu là một kết cấu lớn nên trạng thái ăn mòn củacầu thép chịu thời tiết không nhất thiết phải đồng nhấtmà khác nhau giữa các phần. Cụ thể là thường tìm thấytrạng thái ăn mòn cục bộ gần đầu dầm khác biệt vớitrạng thái ăn mòn ở một phần chung.
Trạng thái ăn mòn được đánh giá bằng việc tiếnhành thí nghiệm băng dán. Trong thí nghiệm này, băngdán được ép lên mặt thép chịu thời tiết. Hình 1 thể hiệnví dụ về kết quả thí nghiệm. Các cấu kiện gỉ được kiểmtra và phân loại trạng thái ăn mòn thành một trong nămcấp độ trong Bảng 1.

(Trang 12~15)

Báo cáo về các kết quả nghiên cứu (3)Bảo dưỡng cầu thép chịu thời tiếtTác giả Eiki Yamaguchi
Giáo sư Viện nghiên cứu Công nghệ Kyushu
Cần bảo vệ cầu thép chống ăn mòn để đảm bảo tuổithọ lâu dài cho công trình. Việc sơn phủ bảo vệ có hiệuquả nhưng tốn kém, chiếm khoảng 10% chi phí xâydựng kết cấu phần trên. Bên cạnh đó, cần thực hiện sơnlại trong quá trình khai thác cầu. Vì vậy, cầu thép thôngthường không có tính cạnh tranh cao nhìn từ quan điểmchi phí vòng đời dự án.
Thép chịu thời tiết có đặc trưng riêng biệt ngănchặn sự phát triển của ăn mòn nhờ một lớp rỉ mỏnghình thành dày đặc trên bề mặt thép. Nhờ đó, tốc độ ănmòn giảm dần dần tới cấp độ không còn nguy hiểm gì
theo quan điểm kỹ thuật khi chiều dày lớp rỉ tăng lên.
Ảnh 1 thể hiện sự thay đổi của cầu thép chịu thời tiếttheo thời gian. Cầu thép chịu thời tiết không cần sơnphủ giúp giảm chi phí hơn rất nhiều so với cầu bằngthép thông thường. Vì vậy, cầu thép chịu thời tiết ngàycàng phủ biến hơn trong những năm gần đây. Mặc dù
ngày càng có nhiều cầu thép chịu thời tiết nhưng vẫnchưa có báo cáo về tình trạng ăn mòn không mongmuốn.
Trước tình hình đó, Nhóm công tác về Bảo dưỡng
các cầu thép chịu thời tiết trong Ủy ban nghiên cứu vềKết cấu hợp lý và phát triển độ bền các cầu thép củaHiệp hội Xây dựng thép Nhật Bản được thành lập năm
2012. Các thành viên của nhóm là các kỹ sư thực hành,chủ đầu tư cầu và các học giả. Nhóm nghiên cứu đầutiên xem xét các kết quả điều tra các cầu thép chịu thờitiết cùng lúc với việc chuẩn bị bảng câu hỏi dành cho
các chủ đầu tư và kỹ sư cầu về việc bảo dưỡng cầu thépchịu thời tiết. Dựa trên các thông tin thu được, nhómnghiên cứu làm việc về các nội dung bảo dưỡng cầu
thép chịu thời tiết. Bài báo này trình bày tóm tắt cáchoạt động của nhóm.

Bảng 1 Các tiêu chuẩn phân chia cấp độ trạng thái ănmònHình 1 Thí nghiệm băng dán Hiệu suấtKhảo sát gần đây của Hiệp hội Cầu Nhật Bản(JBA) liên quan đến hiệu suất của cầu thép chịu thờitiết. 86% các cầu được điều tra đều ở tình trạng hìnhdạng tốt, có trạng thái ăn mòn từ Cấp độ 3 trở lên còn
các cầu còn lại ở trạng thái ăn mòn ở Cấp độ 1 và 2.
Nguyên nhân hiệu suất không tốt của công trình đượcxác định và cho thấy 68% các cầu ở trạng thái ăn mònkhông phù hợp bị thấm nước và 32% các cầu nằm gầncầu khác hoặc nền đất dốc tự nhiên. Đầu các dầm cầu ởtình trạng khác: 31% các cầu có đầu dầm ở trạng tháiCấp độ 1 hoặc 2. Khoảng 80% các đầu dầm đều bịthấm nước.
Khe co giãn là một trong các bộ phận của cầu dễ bịhư hỏng do các tải trọng giao thông. Khe co giãn bị vỡ
gây thấm nước, làm đầu dầm thường xuyên bị ẩm.
Điều này là một trong những nguyên nhân gây ra tìnhtrạng làm việc xấu hơn của thép chịu thời tiết ở đầudầm.
Cuộc điều tra cho thấy chất khử băng làm tăng tốcđộ làm việc xấu của cầu thép chịu thời tiết lên khoảng
10%. Tốc độ ở phần chung và đầu dầm là như nhau.
Thấy rằng sự có mặt của chất khử băng làm cho thấmnước có xu hướng ảnh hưởng xấu hơn, đẩy nhanh sựphát triển của trạng thái ăn mòn không mong muốn.

Ảnh 1 Cầu thép chịu thời tiếtHiệu suất của cầu thép chịu thời tiết Đánh giá
Vì các cầu thép chịu thời tiết làm việc không như
mong muốn nên tiến hành điều tra hiệu suất của côngtrình với việc đánh giá trạng thái ăn mòn và chia thànhnăm cấp độ với các tiêu chí được mô tả sơ lược trongBảng 1. Vì các cầu từ Cấp 3 trở lên làm việc thỏa mãnKhảo sátKhảo sát được tiến hành để trích ra được những
nội dung cần giải quyết liên quan đến các cầu thép chịuthời tiết. Một số bình luận được rút ra như sau:
 Có quá nhiều tài liệu kỹ thuật cần nghiên cứu. Cần

18nối kết, biên soạn các tài liệu này để đưa ra một tài liệuchính thức của một số loại.
 Có các chi tiết kết cấu đặc trưng riêng của các cầu
thép chịu thời tiết. Tuy nhiên, ảnh hưởng của các chitiết này không rõ ràng, khiến cho khó áp dụng trongthiết kế.
 Không dễ dàng đánh giá được hiệu suất của thép chịuthời tiết. Cần có một bộ các ảnh mẫu về trạng thái ănmòn.
 Khó phát hiện được các vết nứt trong thép chịu thờitiết.
 1/3 chính quyền địa phương có kinh nghiệm sửa chữacầu thép chịu thời tiết. Nhiều cầu đã được sơn lại. Mộtsố cầu được lắp đặt các tấm thép để tăng cường. Vì bềmặt của một số thép bị ăn mòn khá mạnh nên khôngchắc có thể đóng vai trò khống chế hoặc điều chỉnh
kim loại cơ sở. Cần có một số sửa chữa các cầu thépchịu thời tiết.

nhằm nâng cao công tác. Đặc biệt là phân tích băngdán và các vảy rỉ và thu được nhiều chi tiết khác nhauphản ảnh trạng thái ăn mòn. Các chi tiết bao gồm kíchthước lớn nhất của một vảy rỉ (Hình 3(a)), giá trị cựcđại của kích thước nhỏ nhất của một vảy rỉ (Hình 3(b)),
mật độ vảy rỉ, v.v… Từ đó, chọn ra 27 đoạn băng dán
với các vảy rỉ ở nhiều trạng thái ăn mòn khác nhau.
Các trạng thái ăn mòn cũng được các kỹ sư cầu vớinhiều kinh nghiệm trong việc điều tra cầu thép chịuthời tiết đánh giá.
Hình 3 Vảy rỉTừ quan điểm thực hành bảo dưỡng, thông tin quantrọng nhất là trạng thái ăn mòn có cần chú ý không. Vìtrạng thái ăn mòn Cấp độ 1 và 2 cần được chú ý nênmục tiêu của thử nghiệm là để xác định trạng thái ănmòn ở Cấp độ 2 hoặc thấp hơn. Các trạng thái ăn mònđược phân cấp thành 5 cấp độ vượt ngoài mục tiêu củanghiên cứu này.
Việc kiểm tra kỹ lưỡng hai bộ kết quả bằng phântích hình ảnh và đánh giá chuyên gia đem đến kết luậnsơ bộ rằng trạng thái ăn mòn cần được chú ý nếu giá trịcực đại của chiều dài vảy rỉ nhỏ nhất lớn hơn 9mm.

Ảnh hưởng của chất khử băngCuộc điều tra về ảnh hưởng của chất khử băng tớichín cầu thép chịu thời tiết có khối lượng chất sử dụngvà lưu lượng giao thông khác nhau được tiến hành vào
tháng 12/2014. Vị trí của các cầu cách xa bờ biển đểloại bỏ được ảnh hưởng của muối ngưng tụ trong
không khí. Ảnh 2 trình bày nội dung điều tra tiêu biểu.
Mặc dù đây là một dự án đang tiến hành và vẫnchưa có nhiều kết quả nhưng đã rút ra được một sốnhận xét cùng với các nhận xét trước khi điều tra như
sau: ảnh hưởng của chất khử băng giảm nhanh chóng
theo hàm số mũ khi ngừng việc sử dụng tác nhân khửbăng khỏi công trình; ảnh hưởng của chất khử băngkéo dài khoảng hai tháng rưỡi sau lần sử dụng cuốicùng; chất khử băng có ảnh hưởng lớn tới bề mặt bên
ngoài của các dầm biên; lượng chất khử băng lắngđọng là rất lớn giữa các cầu bố trí song song gần nhau.

Tài liệu bổ sungCác tài liệu bổ sung được chuẩn bị để giúp cho côngtác đánh giá trạng thái ăn mòn. Tiến hành điều tra 28
cầu nằm ở các vị trí khác nhau, có trạng thái ăn mòn
khác nhau đem đến 190 bộ số liệu, nắm bắt mọi trạng
thái ăn mòn có thể xảy ra. Mỗi bộ ví dụ bao gồm nhiều
dạng thông tin: ảnh ba chiều (ảnh nổi 3D) về bề mặt
thép, kết quả thí nghiệm băng dán, một ảnh tổng thể,chiều dài rỉ và các số liệu khác có liên quan ví dụ nhưkhoảng cách đến bờ biển.
Nứt mỏi
Nhóm nghiên cứu tiến hành báo cáo về nứt mỏi củamột cầu cũ. Rỉ xung quanh vết nứt sáng hơn (Ảnh 3).
Vì tại Mỹ cũng thu được nhận xét như vậy nên màu sắcrỉ có thể là một đầu mối để tìm kiếm vết nứt mỏi.

Ảnh 2 Nội dung điều tra chất khử băngHình 2 Lắng đọng chất khử băngĐịnh lượng các tiêu chuẩn trạng thái ăn mònTrạng thái ăn mòn phản ảnh hiệu suất của thép chịuthời tiết. Vì vậy, việc đánh giá trạng thái ăn mòn có vai
trò quan trọng tới việc bảo dưỡng cầu thép chịu thờitiết. Trong thực tế hiện nay, việc đánh giá được thựchiện theo các tiêu chuẩn cho trong Bảng 1 dựa trên sựxuất hiện rỉ bên ngoài. Thực hành đơn giản nhưng đảm
bảo tính khách quan của kết quả đánh giá lại rất khó,thậm chí không thể thực hiện được. Do đó, tốt nhất là
các tiêu chuẩn phải rõ ràng hơn.
Việc sử dụng phân tích hình ảnh được thực hiệnẢnh 3 Vết nứt mỏiKhả năng chịu tải trọng của dầm bị ăn mònThường quan sát được ăn mòn không mong muốn ởđầu dầm. Đầu dầm chịu tải trọng tập trung, phản lực tạigối nên sự ăn mòn đầu dầm có thể làm mất an toàn cầu.
Sự suy giảm khả năng chịu tải do ăn mòn đã được điềutra số. Tiến hành nghiên cứu đầu dầm chủ và đầu dầm
ngang với nhiều mẫu ăn mòn. Việc tính toán cho thấy19

không chỉ kích thước và chiều sâu ăn mòn mà cả vị tríăn mòn cũng là yếu tố ảnh hưởng tới sự suy giảm. Vídụ như dầm ngoài bị ăn mòn ảnh hưởng lớn tới gối cầu(Hình 4) do đó nếu phát hiện ra cần chú ý hơn.
Hình 4 Khả năng chịu tải của dầm chủ bị ăn mònSơn sửa chữaViệc sửa chữa cầu thép chịu thời tiết có những khókhăn sau: không dễ loại bỏ rỉ khỏi bề mặt thép chịuthời tiết và cả cặn lắng muối. Tuy nhiên, việc loại bỏchúng là rất quan trọng nên việc sửa chữa cầu thép chịuthời tiết cần tốn nhiều thời gian.
Nhóm nghiên cứu đã có cơ hội sửa chữa một cầu
thép chịu thời tiết bị ăn mòn. Được sự đồng ý của chủđầu tư cầu, Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thu thập các
thông số hiện trường có giá trị về công tác sửa chữa đểđánh giá hiệu quả của phương pháp chuẩn bị bề mặtkết cấu.
Dựa trên các số liệu này, Nhóm nghiên cứu khuyến
nghị phương pháp sau đây: đầu tiên tiến hành làm sạchbằng công cụ năng lượng, quá trình thổi rỉ bằng nướcđược lặp lại hai lần rồi thực hiện lần thổi hoàn thiện.
Các thông số cho thấy ngay cả với trạng thái ăn
mòn Cấp độ 1, vẫn thu được kết quả thỏa mãn trong đólượng cặn lắng muối không lớn hơn 50 mg/m2 bằngphương pháp này. Cũng khẳng định được số lượng các
lần thổi có thể ít hơn với trạng thái ăn mòn Cấp độ 2.
Đánh giá kết luậnNhìn chung, hầu hết các cầu thép chịu thời tiết ởNhật Bản đều có hình dạng tốt nhưng vẫn có một sốcầu không thỏa mãn yêu cầu. Vì vậy, công tác bảodưỡng có vai trò quan trọng. Hoạt động của Nhómnghiên cứu được giới thiệu ở đây sẽ giúp giải quyết
một số vấn đề liên quan đến công tác bảo dưỡng.
Nhóm vẫn tiếp tục hoạt động, đưa ra các công nghệgiúp giữ cơ sở hạ tầng xã hội của cầu thép chịu thời tiếtở trạng thái tốt.

20

(a) Two months old(b) One year old(c) 17 years old(d) 22 years old

Photo 1 Weathering steel bridge

Table 1 Criteria for Corrosion-State Level
Level

Description of rust particle

Rust thickness

5

Fine but non-uniform

Less than about 200μm

4Average size of about 1 mm ; fine and uniform

Less than about 400μm

3Average size of 1-5 mm

Less than about 400μm

2

Average size of 5-25 mm

Less than about 800μm

1

Formation of rust layer

Larger than about 800μm

Fig. 1 Scotch Tape Test

21

Dry gauze type accumulator

Exposure test piece
Photo 2 Survey setup for de-icing agent

Fig. 2 Deposition of De-Icing Agent

Fig. 3 Rust Particle(a) Maximum size of rust particle(b) Minimum size of rust particle

22

Photo 3 Fatigue crack

Normalized load-carrying capacity

Fig. 4 Load-Carrying Capacity of Corroded Main Girder

Plate thickness loss (mm)(a) Location of corrosion(b) Deterioration of load-carrying capacity23cùng lúc bắt buộc phải đưa ra Kế hoạch cơ bản Phụchồi nhà toàn quốc được xếp hạng cao nhất trong các kếhoạch hành chính toàn quốc (Hình 2).

(Trang 16~18)

Bài giảng đặc biệtSáng kiến “Phục hồi nhà toàn quốc” và
các hướng trong tương laiHình 2 Ảnh “Kế hoạch cơ bản Phục hồi toàn quốc”được thúc đẩy là kế hoạch ưu tiênTác giả Satoshi Fujii
Giáo sư Đại học Kyoto, Cố vấn đặc biệt của Chính phủMười lăm tình huống nghiêm trọng và công tác
phục hồi toàn quốcKhi đưa ra Kế hoạch cơ bản Phục hồi toàn quốc,chính phủ đã xác định 45 tình huống nghiệm trọng có
thể xảy ra. Cụ thể là 15 tình huống trong đó có cấp độưu tiên cần được xử lý ngay lập tức (xem Bảng 1).
Mỗi tình huống trong số 15 tình huống nghiêm
trọng này được lựa chọn ghi nhớ khả năng xuất hiệncác trận động đất cực mạnh và nhiều dạng thảm họa tựnhiên khác. Một số biện pháp chính để xử lý các tìnhhuống này gồm có tăng cường các đê biển, nâng cao
khả năng kháng chấn, các biện pháp chống hóa lỏngđất nền và các biện pháp cứng, việc đào tạo phòng
chống thảm họa, thông tin kín về đánh giá thảm họa,thúc đẩy các kế hoạch duy trì kinh doanh và các biệnpháp mềm khác. Chìa khóa của việc thúc đẩy thànhcông các biện pháp này là tất cả các cơ quan nhà nướcvà tư nhân cùng kết nối và thực hiện toàn diện vớinhiều tiến độ khác nhau.
Hơn nữa, các biện pháp quan trọng nhất cần đặcbiệt thúc đẩy để tránh những tình huống nghiêm trọng
là “làm giảm sự tập trung các công trình chức năngkhác nhau của Thủ đô Tokyo” và “hình thành các côngtrình chức năng phân bố toàn quốc”. Việc làm giảm sựtập trung công trình chức năng và phân bố các côngtrình chức năng trên toàn quốc không những là mộtbiện pháp đặc biệt có hiệu quả trong việc phục hồi nhà
toàn quốc mà còn đem đến ba lợi ích sau: Triệt tiêu mạnh mẽ tác động của các thảm họa dođộng đất trên đất liền gây ra ở khu vực thủ đô Tokyo Duy trì khả năng tồn tại quốc gia sau thảm họa Thực hiện kiên quyết và nhanh chóng hơn nữa cáchoạt động cứu hạn, hồi phục và tái thiết
Ngoài ra, còn có các ưu điểm khác: Đóng góp nhiều hơn vào việc phục hồi nhà trong các
khu vực cục bộ thông qua việc tái kích hoạt các khu
vực này nhờ sự phổ biến và phân bố các công trình
chức năng.
Để công nhận, Kế hoạch cơ bản Phục hồi toàn quốcđược ban hành tháng 5/2014 trong một cuộc họp của
chính phủ dựa trên Đạo luật cơ bản về Phục hồi toànquốc. Trong Kế hoạch cơ bản, xác định rõ hai mục tiêucần được thúc đẩy là làm giảm sự tập trung mạnh các
công trình chức năng ở thủ đô Tokyo và hình thành trênNguy cơ Nhật Bản phải chịu những thảm họa thiên
tai chưa từng có là rất lớn và tăng lên nhanh chóng.
Trong nửa thế kỷ qua, đất nước đã xây dựng được xãhội dân sự to lớn với nhiều yếu tố được tổ chức kết nốiphức tạp và đa dạng. Vượt trên điều đó, Nhật Bản đã
xây dựng một số đô thị lớn đặc biệt tập trung cao cáctiện ích thiết yếu của một xã hội hiện đại. Ngoài ra, các
đô thị lớn đặc biệt này lại nằm ở các khu vực chịu ảnhhưởng lớn của các trận động đất Kanto, Lũ ống Nankai
và các trận phun trào của núi lửa Fuji trong quá khứ.
Các khu vực này được dự đoán sẽ chịu một loạt cácthảm hỏa lớn tương tự trong thời gian tới (Tham khảoHình 1).
Hình 1 Các trận động đất cực lớn dự báo sẽ xảy ra tạiNhật Bản
Tóm tắt về sáng kiến “Phục hồi nhà toàn quốc”Trước tình hình đó, năm 2015 chính phủ Nhật Bản đãbắt đầu sáng kiến có tên gọi “Phục hồi nhà toàn quốc– Kiến tạo một đất nước bền vững và linh hoạt” vớiba mục tiêu chính: Phá vỡ tình trạng phá hủy hiện tại của thiên tai đượcdự báo trong các siêu thảm họa chưa từng có.
 Giảm thiểu nhiều nhất có thể tác động phá hoại của
các siêu thảm họa trong tương lai ở Nhật Bản Tránh cho đất nước rời vào một loại tình huống
nghiêm trọng mà quốc gia không thể quay trở vềtrạng thái ban đầu sau thảm họa
The Abe Cabinet, led by Prime Minister Shinzo Abe,
Chính phủ của Thủ tướng Shinzo Abe bắt đầu hoạtđộng từ tháng 12/2012 với vị trí bộ trưởng phụ tráchPhục hồi nhà toàn quốc. Theo đó Văn phòng thúc đẩy
công tác phục hồi quốc gia được thành lập trong Vănphòng chính phủ. Sáng kiến Phục hồi nhà toàn quốc là
tâm điểm của cơ quan này đang được thúc đẩy sâu rộngở tất cả các bộ, ngành.
Song song với các nỗ lực này, hội đồng quốc gia tổchức các cuộc tranh luận để ban hành Đạo luật cơ bảnvề Phục hồi toàn quốc vào tháng 12/2013. Văn phòng
thúc đẩy phục hồi toàn quốc do Thủ tướng đứng đầuđược chỉ rõ phải được thành lập trong chính phủ và

24

toàn quốc các đô thị độc lập cục bộ có các công trình
chức năng cơ bản phân tán và hợp tác vùng.
Để đạt được ngay lập tức hai mục tiêu này, cần phảiđặt ra các biện pháp mềm để đẩy nhanh việc đạt đượcmục tiêu, ví dụ như tái kiểm tra hệ thống thuế phù hợp,hệ thống trợ cấp và các cơ cấu đa diện truyền thống.
Cùng lúc, cần gán tầm quan trọng cao hơn cho các biệnpháp cứng thúc đẩy việc đạt được hai mục tiêu này.
(Tham khảo Hình 3)“xây dựng các thành phố và đất nước phòng chống
thảm họa” và thúc đẩy một cơ cấu cho việc hợp tácquốc tế.
Sáng kiến Phục hồi nhà quốc gia đang được xúctiến là một dự án quốc gia dưới sự chỉ đạo của chínhquyền trung ương và trong sự hợp tác với các chínhquyền địa phương, các tổ chức khu vực tư nhân, các
công dân đơn lẻ và giữa các quốc gia.

Bảng 1 Mười lăm tình huống nghiêm trọng do chínhphủ đưa ra yêu cầu các biện pháp xử lý nhanh chóngHình 3 Các mục tiêu cơ bản của sáng kiến “Phục hồi
nhà toàn quốc” và các nỗ lực thúc đẩy liên quanKế hoạch cơ bản phục hồi khu vực
Sau khi thành lập Kế hoạch cơ bản Phục hồi toànquốc quy định hướng phát triển phục hồi toàn quốc,chính quyền trung ương đã chuẩn bị tài liệu hướng dẫn“Kế hoạch cơ bản Phục hồi khu vực” và khuyến khíchmạnh mẽ chính quyền địa phương đưa ra kế hoạch cơbản của đơn vị. Nhờ đó, hơn một nửa chính quyền địaphương đang chuẩn bị các kế hoạch cụ thể của mình(tham khảo Hình 4).
Đồng thời, chính quyền trung ương đang cân nhắcthận trọng việc tích hợp các nỗ lực phục hồi và hồi sinhkhu vực của các chính quyền địa phương. Nguyên nhânchính của việc tích hợp này là khi đạt được công tác
hồi sinh khu vực, việc phục hồi khu vực sau khi trảiqua thảm họa sẽ được tự nhiên nâng cao. Hơn nữa, các
sáng kiến để củng cố sự hồi phục khu vực khi thảm họasẽ đem đến nhiều ưu điểm khác nhau cho nền kinh tếđịa phương trong một thời gian thông thường. Và cũngkhông cần nói rằng việc giảm mức độ tập trung đôngcác công trình chức năng ở Tokyo, việc ưu tiên cao cho“Phục hồi nhà toàn quốc” sẽ thúc đẩy trực tiếp sự hồisinh khu vực.
Hình 4 Các chính quyền địa phương công bố công khaisự khởi đầu nỗ lực đưa ra các sáng kiến phục hồi nhà
khu vực (bao gồm giai đoạn lập kế hoạch)Dự án quốc gia “Phục hồi nhà toàn quốc”Hiện nay, chính quyền Nhật Bản đang bàn bạcnhiều biện pháp khác nhau để thúc đẩy sáng kiến Phụchồi nhà quốc gia. Một số biện pháp đặc trưng gồm có
nâng cao sự phục hồi khu vực tư nhân, ngoài các sángkiến từ chính quyền trung ương và địa phương; nângcao các chương trình đào tạo trong trường học nhằmgiáo dục trẻ em về sự bình tĩnh trong mọi hoàn cảnhbên cạnh sự phục hồi nhà toàn quốc và địa phương –25

Fig. 1 Megathrust Earthquakes Forecasted to Occur in Japan
Nankai Trough Earthquake(publicly announced in 2013)

Inland Earthquake in Tokyo(publicly announced in 2013)

M8~M9-class earthquake to occur with a probability of
about 70% in coming 30 years

M7-class earthquake to occur with a probability of
about 70% in coming 30 years

Predicted human casualties

Predicted human casualties• Casualties due to building collapse
Fatalities: Approximately 17,000~82,000 persons• Casualties due to tsunamis
Fatalities: Approximately 13,000~230,000 persons• Casualties due to ﬁreFatalities: Approximately 1,600~22,000 persons

Maximum damage:
Approximately 323,000 fatalities(incl. other damages)
Predicted monetary damages
Damage to assets (disaster-stricken areas, land sides)• Private sector ￥148,400 billion• Semi-public sector ￥900 billion(Electricity, gas, communications, railways)• Public sector ￥20,200 billion
Total ￥169,500 billion
Effect on economic activities (nationwide)• Loss due to degraded production
and services ￥44,700 billion• (Of the above, loss due to trafﬁc disruption
Disruption of highways and railways ￥6,100 billion)

Maximum loss:
Approximately ¥214,000 billion(incl. other losses)
Source: “Forecasted Scale of Disasters Caused by
Nankai Trough Earthquake”(Secondary Report)
prepared by Cabinet Secretariat• Casualties due to collapse of buildings
Fatalities: Approximately 4,000~11,000 persons• Casualties due to ﬁreFatalities: Approximately 500~16,000 persons

Maximum damage:
Approximately 23,000 fatalities
Predicted monetary damages
Damage to assets (disaster-stricken areas)• Private sector ￥42,400 billion• Semi-public sector ￥200 billion(Electricity, gas, communications, railway)• Public sector(Lifelines, public civil engineering facilities, etc.) ￥4,700 billion
Total ￥47,400 billion
Effect on economic activities (nationwide)• Loss due to degraded production and services ￥47,900 billion• (Of the above: Loss due to trafﬁc disruption
Suspension of functions of highways, railways, ports/harbors￥12,200 billion)

Maximum loss:
Approximately ￥95,000 billion(incl. other losses)
Source: “Forecasted Scale of Disasters Caused by Inland
Earthquake in Tokyo and Its Countermeasures”(Final Report) prepared by Cabinet Secretariat

Table 1 Fifteen Serious Situations Cited by the Government as Requiring Rapid
Measures• Collapse of high-rise and other buildings in urban areas and outbreak of large fires in such areas• Prodigious loss of life due to tsunamis• Prodigious loss of life because of inadequate transmission of information• Absolute lack of rescue and emergency activities by self-defense forces, the police, fire fighters, etc.
• Increase in fatalities due to insufficient supply of food and other necessities to disaster-stricken areas• Prolonged inability to use telephones and radios• Suspension of energy supply• Suspension of energy supply to domestic industries• Significant reduction of national economic productivity• Suspension of food supply• Disruption of transportation arteries connecting eastern and western parts of the country• Disaster-induced dysfunction of central government• Prolonged inundation of towns due to extensive flooding• Occurrence of terrible disasters due to large-scale volcanic eruptions, etc.
• Devastation of farmland and forests that account for 80% of national land area

26

Fig. 2 Image of “Fundamental Plan for
Building National Resilience”
to Be Promoted as Priority Plan
Building National Resilience
Fundamental Plan

Basic Disaster
Prevention Plan

National Spatial
Strategies(National Land
Use Plan)

Sector-speciﬁc Plan
Strategic Energy Plan
Basic Environmental Plan
Basic Plan for Food, Agriculture andRural Areas
Priority Plan for Social Infrastructure
Development
Sector-speciﬁc Plan
Sector-speciﬁc Plan
Sector-speciﬁc Plan
Sector-speciﬁc PlanFig. 3 Fundamental Goals of the “Building National Resilience” Initiative and Related Promotion Efforts

Fundamental goals of Building National Resilience initiative
Whenever a disaster occurs:• Protection of human life by any means• Avoidance of fatal damage to important national and societal functions• Minimization of damage to national assets and public facilities• Swift restoration and reconstruction
With the establishment of these four fundamental goals,
the Building National Resilience initiative is aimed at building a safe andsecure nation with local areas and an economic society that are strong and ﬂexible.

Basic procedure for promoting the Building National Resilience initiative-Thoroughgoing implementation of PDCA (plan-do-check-act) cycleClariﬁcation of ﬁnal goals, identiﬁcation and analysis of major risks

Risk scenarios and their effect: Analysis, evaluation and identiﬁcation of vulnerability

Vulnerability: Analysis and evaluation, tasks involved in vulnerability assessmentand examination of countermeasures to treat vulnerability
Review of necessary policies, prioritization of countermeasures, planned
implementation of prioritized countermeasures

Evaluation of results, review and improvement of the initiative as a whole27

Fig. 4 Local Governments to Publicly Announce Start of Effort to Work Out “Building Regional Resilience” Initiatives(incl. planning stage)
As of December 12, 2014: 25 prefectures, 1 metropolis and 9 cities/towns
Notes
1) The ﬁgure shows the prefectures, metropolis and cities/towns
that have begun regional resilience initiatives(conﬁrmed by National Resilience Promotion Ofﬁce,
Cabinet Secretariat as of December 12, 2014).
2) *: 22 prefectures and cities/towns subjected to the survey in working
out the regional resilience initiative model
Hokkaido Pref.*Niigata Pref.
Mutsu City in Aomori Pref.*Niigata City in Niigata Pref.*Nagano Pref.
Matsumoto City in Nagano Pref.*Iwate Pref.

Toyama Pref.
Gifu Pref.*Shiga Pref.*Kagawa Pref.*Tottori Pref.

Tochigi Pref.

Osaka Pref.
Asahi City in Chiba Pref.*Okayama Pref.

Yamaguchi Pref.

Arakawa City in Tokyo Metropolis*
Tokyo Metropolis

Fukuoka Pref.*Kanagawa Pref.

Nagasaki Pref.*Yamanashi Pref.*Shizuoka Pref.*Oita Pref.

Mie Pref.

Tokushima Pref.*Kochi City in Kochi Pref.*Kochi Pref.*Nara Pref.*Wakayama Pref.*Aichi Pref.*Nagoya City in Aichi Pref.*Ise Town in Mie Pref.*Wakayama City in Wakayama Pref.*28nghệ thép của Nhật Bản và ASEAN. Đồng thời, vănphòng cũng thu thập thông tin trong nhiều lĩnh vực nhờ
phát triển các mạng lưới trong các tổ chức sắt và thép ởkhu vực ASEAN và đồng thời hướng dẫn các hoạtđộng đa dạng để thúc đẩy hơn nữa sự hiểu biết về
ngành công nghiệp thép của Nhật Bản.
Địa chỉ của văn phòng: Văn phòng khu vực Đông Nam ÁLiên đoàn Thép Nhật BảnPhòng 8-1 & 8-2, tầng 8, Menara CIMB, số 1, Jalan
Stesen Sentral 2, 50470 Kuala Lumpur, MalaysiaĐiện thoại: +60-3-2298-8307 Fax: +60-3-2298-8201(Bìa cuối)Các hoạt động của JISF
Hội thảo Kết cấu thép ở CampuchiaLiên đoàn thép Nhật Bản (JISF) đã tổ chức hội thảo“Các công nghệ mới nhất về Kết cấu thép 2014” tạiPhnom Penh, Campuchia ngày 4/12/2014 với sự hợptác của Bộ Công trình công cộng và giao thôngCampuchia và Viện Công nghệ Campuchia.
Hội thảo có 5 báo cáo về các chủ đề xây dựng cảng,cầu và nhà cửa của các chuyên gia Nhật Bản và
Campuchia với sự tham dự của xấp xỉ 120 kỹ sư và các
sinh viên đại học. Một tiểu ban các nhân vật quan trọng
của cả hai nước được tổ chức cùng lúc với hội thảo đểtrao đổi các ý kiến và thông tin về các điều kiện hiệnnay và những nhiệm vụ trong tương lai của việc ứngdụng rộng rãi hơn nữa các kết cấu thép ở Campuchia.
Đây là hội thảo lần thứ hai được tổ chức sau hộithảo do JISF tổ chức năm 2012. JISF dự định tổ chứchội thảo lần thứ ba vào tháng 12/2015 tại Campuchia.

(Ảnh) Lễ khai trương và lời chào mừng của Giám đốcđiều hành JISF Yuzo Ichikawa tại buổi lễ(Ảnh) Hội thảo về “Các công nghệ mới nhất về Kết cấu
thép 2014” tổ chức tại Phnom PenhHội nghị chuyên đề về sức kháng chấn tại Thái Lan
JISF hợp tác cùng với Viện nghiên cứu Sắt và Thép
Thái Lan tổ chức hội thảo “Tiêu chuẩn thiết kế khángchấn và Công nghệ chống động đất” ngày 12 và
13/2/2015 tại Bangkok, Thái Lan. Tháng 5/2014 ở Thái
Lan đã xảy ra một trận động đất làm tăng lên sự quantâm về các công nghệ kháng chấn cho nhà cửa ở quốcgia này. Hội nghị chuyên đề được lên kế hoạch là mộttrong các chương trình hợp tác về thép quy định trongThỏa thuận Hợp tác kinh tế Nhật Bản – Thái Lan.
Ba chuyên gia của Thái Lan và hai chuyên gia củaNhật Bản đã trình bày các bài báo cáo về thiết kế
kháng chấn và các công nghệ kháng chấn tại hội nghịvới sự tham dự của hơn 80 người. JISF và Viện nghiên
cứu Sắt và Thép Thái Lan dự định sẽ kết hợp tổ chức“Hội nghị chuyên đề về Chuyển giao công nghệ để
thúc đẩy xây dựng thép” ở Bangkok vào tháng 9/2015.
(Ảnh) Các diễn giả
Khai trương văn phòng khu vực Đông Nam Á
JISF đã khai trương Văn phòng khu vực Đông NamÁ tại Kuala Lumpur, Malaysia và tổ chức một lễ khaitrương ngày 28/4/2015 để đánh dấu việc bắt đầu các
hoạt động thường xuyên. Văn phòng Khu vực là cầunối để thúc đẩy các hoạt động hợp tác giữa ngành công29

Conference on “Recent Technologies for Steel Structures 2014” heldin Phnom Penh

Lecture delivLecture deery by General livery by Staff
Manager Dr. Ya- Manager Yukio
sushi Ichikawa Murakami, JFE
of Nippon Steel Steel Corp.
& Sumikin Engineering Co., Ltd.

Greeting by
Acting President Pairojana
Meethawee,
Iron and SteelInstitute of Thailand

Lecture delivery
by Advisor Nuttapon Suttitam,
Iron and SteelInstitute of Thailand

Opening ceremony and greeting by
Executive Director Yuzo Ichikawa of
JISF at the opening ceremony30