Nghiên cứu phương pháp phân loại nhịp cầu bởi tần số riêng đo

NGUY N QUANG THÀNH NGHIÊN C I NH P C U B IT NS C K THU T LU TP H Page : GS TS 12 tháng 01 2012 ) GS TS TS Giáo viê ) lu Page Page Tp.HCM, ngày 15 tháng 06 Page Nhà n : bi riêng kích (HSXK) , (PCSDD) ESCAPE - Page ABSTRACT In this research, the method of vibration signal processing of beams in experimental and real models is proposed in the pilot project measuring vibration and the deformation of 38 bridges in Ho Chi Minh city Through the analysis and processing of signal collected during real traffic, we have exploited and give parameters to match with the present accreditation requirements of the State With the determination of parameters such as deformation, natural frequency, amplitude, impact factor (HSXK), damping coefficient (HSGC) Using real vibration signal is contributed to such information for the state to address the many needs yet to periodic inspections, as well as significant cost reduction for State agencies With the parameters examined, we have proposed power spectral representation (PCSDD) as a basis to determine the exact frequencies measured during random With this PCSDD, making value measures update frequency can own villa with on going cost savings are possible Through its own frequency values obtained from power spectral representation The classification given to survey by measuring frequencies in the 38 bridge, initially we have the concept of the classification of ESCAPE to provide a bridge classification With this classification helps the authorities to focus on the weakest pace, specific to the test more thoroughly Testing will not spread, funds have clear quantitative basis The results of this classification are detailed HCMC Department of Transport-trial application review Page DANH G HSXK vào ngày 21/9/2011 35 : 36 36 : 36 39 - LHDT 39 3.7 : 42 3.8 : 44 45 47 59 fz fz 60 fz fz ESCAPE -DT .69 Page Hình 1.1: Hwamyung Hình 1.2: g Jindo Hình 1.3: Hình 2.1: ng Golden Gate Hình 2.2: 14 Hình 2.3: 17 Hình 2.4: Hình 2.5: 20 v l / 2, Hình 2.6: Phép Hình 2.7: Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: v 27 Hình 3.4: Hình 3.4a: S Hình 3.4b: T Hình 3.5: 29 Hình 3.6a: S Hình 3.6b: T Hình 3.7a: Hình 3.7b: Hình 3.7c: Hình 3.7d: Hình 3.8a: 33 Page Hình 3.8b: 33 Hình 3.8c: 33 Hình 3.8d: 33 Hình 3.9a: Hình 3.9b: Hình 3.10: Hình 3.11a: V Hình 3.11b: C 38 Hình 3.11c: C 38 Hình 3.12a: H Hình 3.12b: H Hình 3.13: C Hình 3.14: Hình 3.15: Hình 3.16a: Hình 3.16b: Hình 3.16c: P Hình 3.17: Hình 3.18a: M Hình 3.18b: Hình 3.19a: T Hình 3.19b: T 45 16 45 Hình 3.20: 46 Hình 3.20a: T 46 Hình 3.20b: T 46 Hình 3.21: 47 Hình 3.21a: T 47 Hình 3.21b: T 47 Page Hình 3.22: u Ngang 50 Hình 3.22a: 50 Hình 3.22b: 50 Hình 3.23: 50 Hình 3.24: Hình 3.24a: 51 Hình 3.24b: 51 Hình 3.25: Hình 3.25a: 51 Hình 3.25b: 51 Hình 3.26: H 51 Hình 3.27: 52 Hình 3.28: 52 Hình 3.29: 52 Hình 3.30: 53 Hình 3.31: 53 Hình 3.32: 53 Hình 3.33a: -DT Hình 3.33b: Hình 3.34: ịn Hình 3.35: 55 Hình 3.36: P 56 Hình 3.37: Hình 3.38: Hình 3.39a: B 58 Hwamyung Hình 3.39b: S Hình 3.40a: B Hình 3.40b: B 63 Page 10 i v i ngo i c nh, t n s riêng g thu ng c c kh u ki n th i ti t nh b i s nghiên c u v i th i gian dài nhóm nghiên c theo dõi tình tr - c kh t cc ac Hwamyung b c qua sông Nakdong River n i gi a hai thành ph Busan Gimhae i gian ho ng b i th i ti t ( ch y u nh ng c a nhi Frequency Change (%) 4.0 P.Cloudy M.Cloudy P.Cloudy f1 Cloudy Cloudy 40 Temp 30 1.0 20 -0.5 10 f1 = -0.0022T + 2.9762 Aug-13 (a) Aug-14 Aug-15 Date Aug-16 Aug-17 (b) t ns ct ic 3.39b: S quan h gi a t n s riêng nhi (trích t báo cáo c Khơng d ng l i ) 2.5 -2.0 Hình 3.39a: Bi ng c a c u g Temperature (oC) [9][13] v a công b Hwamyung -Tae Kim t i Vi t Nam 30 January 2013) li ym n t c khác (c a m t nh c a t n s riêng nh p c u Page 73 (a) (b) (c) (d) Hình 3.40a: Bi t n s riêng t i v n t c 8m/s 3.40b: Bi t n s riêng t i v n t c 13,2m/s 3.40c: Bi t n s riêng t i v n t c 15,3m/s 3.40d: Bi t n s riêng t (trích t báo cáo c 3.2.3 3.2.3.1 i v n t c 17,9m/s -Tae Kim t i Vi t Nam 30 January 2013) xu t nguyên t B ng phân lo i c u c a ESCAPE (ESCAPE- U ban kinh t xã h i xã h Phân lo i ch i c u ng c u m t công vi c r t c n thi tu, s a ch a c u Vi c phân lo ph v cho vi c khai thác n lý có m t k ho Page 74 s a ch nh ng ho c xây d ng c u m i nh m thay th cho c m b o khai thác có hi u qu m t ng hay c m i giao thông nói phân lo i c u c n ph i có tiêu chu n phân lo i, hi n ng d n th ng nh t v phân lo i ch phân lo i hi chu ng t ng c n u d a vào b ng phân lo i c a ESCAPE Theo tài li u tiêu phân lo i cơng trình g m: bi n d ng M n an toàn v n t i S c p thi t ph i ti n hành bi n pháp trì ch ng c a cơng trình Theo tiêu chu - i ta phân cơng trình làm lo i chính: Lo i A Lo i A bao g m nh ng cơng trình có ch t ng ho ng cịn t t, khơng có khuy t , không c n s a ch a Các khuy t t t hay n ch c c c a b ph n k t c u, c u khia thác an toàn v i t i thi t k - Lo i B Lo i bao g nh , s phát tri n c ng hay khuy t t ng hay khuy t t ng hay khuy t t t không i Các n an tồn khai thác nên có th s a ch a ho c không, n u s a ch a có th ti n hành vào th - m c m tùy ý Lo i C Nhóm bao g m nh ng cơng trình có khuy t t t ng ho c n n kh nhiên n ng khuy t t t phát tri n s làm gi m kh ng mà hi n u l c c a chúng, u l c c a cơng trình - Lo i D Cơng trình thu c lo m ch ho c g ch u l c c a c nhóm này, Lo i D1 Thu c lo cơng trình khơng có v ng, nhiên hi n t i v c c a chúng có Page 75 th b h ng ng b t l th y ph i ti n hành s a ch m thích h p Lo i D2 Cơng trình thu c lo i có nh có v v ng, ng, hi n t cc ub nh n ti n hành s a ch a s m Lo i D3 Thu c lo ng l n, khơng cịn kh ng, ph i ti n hành s a ch ng l p t c, a ch a k p th i ph i gi m t i tr ng khai thác u chu n c a ESCAPE nh m phân lo i c u, nh ng ESCAPE d a khái ni m: c nh ng t Các khái ni m s qu n lý m c nh n th c ch quan s v y làm th c v y, c g ng hay khuy t t c tình tr ng hi n th i c a i ph i tu, ph i xây d ng m i ? Vì xu ch tiêu c ng hoá b i giá tr t n s riêng B ng 3.17: Tóm t t tiêu chu n phân lo i cơng trình c a ESCAPE Page 76 3.2.3.2 Giá tr t n s a nh p t th c t : , Hz < có chu thêm kê V nhóm chính: nhóm bê tơng n (H 3.41) Page 77 Hình 3.41 4Hz < - < 15 Hz Page 78 8: Nhóm BTLH-DT óm BTLH9 -DT Page 79 9: 3.2.3.3 -DT Xây d ng b ng phân lo i nh p c u t t n s i 38 c c kh o sát 20 20 BTDUL IV.2 IV IV.1 III II I 2,5 2,5 6 THÉP 7,5 10 7,5 10 15 15 Page 80 1: M IV.2 IV IV.1 III II I S nh t m th i c a U Ban Nhân Dân TP H Chí Minh v th i gian ki xu t x hi vi c ki nh c ng cách th n ki u ki n kinh t hi n t i c a thành ph nh tu s n nh khó th c qu i v i nh ng nh p c u thu c nhóm IV Trong b ng 3.22 th ng kê phân lo i cách nh p c a c c kh o sát B ng 3.22: B ng phân lo i c a 206 nh p 38 c u d c kh o sát Page 81 Page 82 4.1 Qua vi c phân tích x lý s li ct , ng thông s cho phù h p nh t v i yêu c u ki nh hi n c c Trong trình th c hi n ki nh thông s n d ng, t n s gi m ch th c hi n vi c ki m ng, h s xung kích, h s nh t n r t nhi u công s phí cao cho m t l n th c hi n V i vi c x d ng s li ph ct t cho c u nh m gi i quy t th c tr ng nhi u c nh k mc c khai thác s li tình tr c kh qu n lý m c Trong ng th c t s góp ph m v c p nh t thi cho m i c u, góp ph n nâng cao hi u qu công tác ic uc ng V i thông s o sát, vi nh l a ch n thông s t n s riêng làm u l c c a nh p c u T su i di xu t ph công nh xác t n s u nhiên V i PCSDD này, n cho bi n pháp c p nh t giá tr t n s riêng có th th hi n liên t c v i kinh phí ti t ki m kh thi V i nh n, xe nh cao, nhi th u ki c t khác ( xe u ki n ngo i c i nhi n giá tr t n s riêng c Page 83 Vi ng phân lo i cho nh p c u b i t n s kh c hóa khái ni m b ng phân lo i c a ESCAPE ng phân lo i nh p c u V i cách phân lo trung vào nh p y u nh t, c th nh không dàn tr vi c ki m tra k n lý t p nh s ng rõ ràng K t qu phân lo i chi ti c s GTVT- Tp HCM xem xét ng d ng th nghi m, nhiên cơng vi c c n th hồn thi 4.2 n 4.3 - Page 84 -79 272 - 01 272 [5] Quy trình v ki 05 nh 22TCVN 243-98 -87 [8] Ngô Ki u Nhi, Nguy n Quang Thành, Ph m B ng Anh Tu n, Ability to Use Data Actual vibration in Engineering Systems Management Work of Bridge, n t p cơng trình h i ngh nt tồn qu c l n th - VCM-2012, trang [133-142] [9] Duc-Duy Ho, Po-Young Lee, Khac-Duy Nguyen, Jeong- Solar-powered multi-scale sensor node on Imote2 platform for hybrid SHM in cable-stayed bridge, Smart Structures and Systems, Vol 9, No (2012) 145-164 [10] Nguy n S Nh n d ng d báo khuy t t t c a d m m ng Neuron Logic m , lu n án ti n s k thu t, lu [11] C.K Lau, W.P.N Mak, K.Y Wong, W.Y.K Chan and K.L.D Man: Structural health monitoring of three cable-supported bridges in Hong Kong Structural Health Monitoring 2000 , F.-K Chang (ed.), Technomic Publishing Co., Lancaster, Pennsylvania, 1999, 450-460 [12] Van Thai Tran, Van An Huynh, Tuong Long Nguyen,Solution for The Steel Bridge in Mekong Delta River, Ho Chi Minh University of Technoloy, Viet Nam, Asia-Link Programme, Meeting of the second Mid-Term Workshop, 15 Novenber 2007 [13] Jeong-Tae Kim, Duc- System Identification of a Cable-Stayed Bridge using Vibration Responses Measured by a Wireless Sensor Network, Smart Structures and Systems, Vol 9, No (2012) 195-204 Page 85 Structural health monitoring ofa cable-stayed bridge using smart sensor technology: deployment and evaluation, Smart Structures and Systems, Vol 6, No 5-6 (2010) 439-459 [15] Shamim N Pakzad and Gregory L Fenves, Statistical Analysis of Vibration Modes of a Suspension Bridge Using Spatially Dense Wireless Sensor Network, Journal of Structural Engineering, Vol 135, No 7, July 1, 2009 [16] https://www.google.com.vn/search?/ Golden Gate - 2009 [18] Ngô Ki u Nhi, Lê B o Qu nh, Nguy n Ng c H i, Ph m B o Toàn, Nguy n Quang Thành, Construction methods and results of power spectral analysis of vibration caused by the life traffic, n t p cơng trình h i ngh nt tồn qu c l n th - VCM- 2012, trang [256-264] [19] Ngô Ki u Nhi, d ng-bi n d ng cơng trình c u (38 c u), s giao thông v n t i TP-HCM, 12/2012 [20] Salawu, O S (1997) "Detection of structural damage through changes in frequency: a review", Engineering Structures, 19, 718-723 [21] O.S Salawu 1997, Canadian Journal of Civil Engineering 24, 218 228 Assessment of bridges: use of dynamic testing [22] Amir Shahdin, Joseph Morlier, Yves Gourinat Damage monitoring in sandwich beams by modal parameter shifts: A comparative study of burst random and sine dwell vibration testing, Journal of Sound and Vibration 329 (2010) 566 584 [23] D Montalvao, A M Ribeiro, J Duarte-Silv., A method for the localization of damage in a CFRP plate using damping, Mechanical Systems and Signal Processing (2008), doi:10.1016/j.ymssp.20 08.08.011 [24] Z Zhang, G Hartwig, Relation of damping and fatigue damage of unidirectional International Journal of Fatigue 24 (2004 ) 713 738 Page 86 [25] D.A Saravanos, D.A Hopkins Effects of delaminations on the damped dynamic characteristics of composites, Journal of Sound and Vibration 19 (1995) 977 993 [26] M Colakoglu Description of fatigue damage using a damping monitoring technique, Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences 27 (20 03) 125 130 [27] Ngô Ki u Nhi, Tr n Công Ngh , ng K Thu t i H c Qu c Gia TP H Chí Minh, 2011 [28] Timoshenko.S, Vibration Problems In engineering 1967 Page 87 ... Page 12 ây 1.2 [9] Page 13 Trong nghiên dao riêng công tác giám sát 1.3 Y VT Tp HCM [10] ninh qu Trong ph m vi gi i h n v th th it u c a m t lu ng ch y u nghiên c u mơ hình c u 1.4 oring System,... 12 tháng 01 2012 ) GS TS TS Giáo viê ) lu Page Page Tp.HCM, ngày 15 tháng 06 Page Nhà n : bi riêng kích (HSXK) , (PCSDD) ESCAPE - Page ABSTRACT In this research, the method of vibration... Hwamyung [9] l l Jindo - Page 15 Hình 1.2: h Jindo [14] HMS [15] Hình [16] Page 16 nói chung nói riêng 2] LAM LAM có [18] , 2011- LAM :S Page 17 1.5 1.5.1 phát trúc chúng [22] 1.5.2 Page 18 trình