he thong quan trac cong trinh cau nhip lon

Nguyễn Danh Thắng Hệ thống quan trắc cơng trình cầu nhịp lớn HỆ THỐNG QUAN TRẮC CƠNG TRÌNH CẦU NHỊP LỚN Nguyễn Danh Thắng(1), Hồ Thu Hiền(1), Trần Nguyễn Nhật Nam(1) (1) Trường Đại học Bách Khoa (VNU-HCM) Ngày nhận 29/12/2016; Chấp nhận đăng 29/01/2017; Email: ndthang@hcmut.edu.vn Tóm tắt Với phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật, số lượng cầu nhịp lớn giới xây dựng ngày nhiều Do vai trò đặc biệt quan trọng chúng, cộng với giá thành xây dựng đắt đỏ, cầu cần thiết phải tu, bảo dưỡng thường xuyên kịp thời Quá trình thường gặp nhiều khó khăn nhiều lý vị trí xây dựng khắc nghiệt (thường bắc qua cửa biển sông lớn), số chi tiết nhiều, cấu tạo phức tạp, chi phí lớn Chính vậy, việc phát triển hệ thống quan trắc cơng trình cho cầu nhịp lớn cần thiết với mục tiêu tiết kiệm chi phí tu bảo dưỡng vận hành cầu, đảm bảo an toàn giao thơng cho cơng trình Bài báo nhằm giới thiệu hệ thống quan trắc cầu nhịp lớn giới Việt Nam vai trò quan trọng q trình thiết kế, thi cơng, khai thác cầu Từ khóa: quan trắc cầu, cầu nhịp lớn, tu bảo dưỡng Abstract STRUCTURAL HEALTH MONITORING SYSTEM FOR LONG-SPAN BRIDGE With the rapid development of science and technology, the number of large span bridge is increasing to meet the needs of growing traffic Due to the extremely important role and very expensive cost of them, these bridges need to be maintained frequently However, this process is often difficult because of their specific conditions Therefore, the development of monitoring systems for large span bridges are essential for cost savings for maintenance, operation and traffic safety for these bridges This paper aims to introduce a monitoring system for large-span bridges in the world and Vietnam as well as its important role in the process of design, construction and operation of the bridge Tổng quan quan trắc cầu nhịp lớn 1.1 Giới thiệu hệ thống quan trắc cầu Hệ thống quan trắc sức khỏe kết cấu cơng trình (Structure Health Monitoring System) nói chung q trình xác định hư hỏng, xuống cấp kết cấu cơng trình xây dựng Hư hỏng định nghĩa thay đổi vật liệu, tính chất hình học hệ thống, bao gồm thay đổi điều kiện biên liên kết hệ thống Hư hỏng ảnh hưởng tới khả làm việc tương lai kết cấu Quá trình xác định hư hỏng thường chia thành mức [1]: Phát hư hỏng (xác định tồn hư hỏng kết cấu), vị trí hư hỏng, loại hư hỏng, đánh giá mức độ hư hỏng 38 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 Một hệ thống quan trắc cầu tổng thể thường bao gồm thành phần: (1) Hệ thống quan trắc trạng thái kết cấu (ứng suất, độ võng); (2) Hệ thống quan trắc khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm, hướng tốc độ gió…); (3) Hệ thống giám sát hình ảnh (camera giám sát giao thông, vận hành cầu); (4) Hệ thống quan trắc chuyển vị biến dạng Các thông tin liệu thu thập từ thiết bị quan trắc cảm biến ghi lại máy chủ lắp đặt cầu chuyển đến trung tâm lưu trữ mạng Internet GSM (GPRS) hình So với việc thử tải cầu phương pháp truyền thống khác quan trắc cầu có nhiều ưu điểm như: - Cung cấp thời gian thực giám sát, phân tích liên tục nhằm phát bất thường khả chịu lực hư hỏng mà không làm tổn hại đến kết cấu khả khai thác cầu suốt thời gian vận hành cơng trình - Có thể theo dõi ghi lại ứng xử kết cấu trường hợp đặc biệt (như bão lũ, thiên tai cố tai nạn nghiêm trọng) mà phương pháp truyền thống khác giám sát Hình Cấu trúc hệ thống quan trắc cầu thiết bị kèm [2] 1.2 Sự cần thiết hệ thống quan trắc cầu Việc phát hư hỏng cơng trình cầu trước có dấu hiệu cụ thể xảy vấn đề thu hút quan tâm nhiều nhà nghiên cứu kỹ sư cầu Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, phần mềm tính tốn, mơ phát triển mạnh mẽ kết tính tốn lý thuyết nhận tương đối gần với ứng xử thực tế cơng trình Trong q trình thiết kế, việc đặt giả thuyết nhằm đơn giản hóa mơ hình tính tốn dẫn đến tốn phân tích tính tốn khơng thể phản ánh hết trạng thái hoạt động ứng xử cơng trình điều kiện hoạt động bình thường điều kiện khai thác Một cách khác, có chênh lệch lớn mô thiết kế thực tế Để xác định sai khác này, biện pháp mang lại nhiều triển vọng để đánh giá trình làm việc khai thác cơng trình cầu lắp đặt thiết bị quan trắc vị trí hợp lý cơng trình cầu nhằm đo lường liên tục tham số ảnh hưởng đến cơng trình ngoại lực (gió, động đất, tải trọng xe…) ứng xử cơng trình cầu (dao động, chuyển vị, ứng suất…) Những liệu thu thập cho việc kiểm tra 39 Nguyễn Danh Thắng Hệ thống quan trắc công trình cầu nhịp lớn trình phân tích tính tốn cơng trình Bên cạnh đó, hệ thống quan trắc cầu nhằm mục đích khác tu, bảo dưỡng cơng trình quản lý giao thơng cầu Một cách tổng quát, hệ thống quan trắc cầu xây dựng nhằm mục đích: hỗ trợ thiết kế (cung cấp liệu dao động cầu nhằm phục vụ cho giả thiết đầu vào thiết kế, đặc biệt gió mạnh động đất, cung cấp liệu cho việc phát triển thiết kế phù hợp hơn, phát triển hệ thống quan trắc tin cậy), tu, bảo dưỡng cơng trình (cung cấp liệu để phân tích đánh giá dao động cầu, cung cấp liệu cho việc đánh giá hư hại suy giảm tuổi thọ cơng trình), quản lý giao thơng (cung cấp liệu để điều chỉnh mức độ điều khiển giao thơng an tồn điều kiện có gió to động đất, cung cấp liệu cho việc lưu thơng trước động đất truyền đến có bão) Do vai trò đặc biệt quan trọng giá thành xây dựng đắt đỏ, cầu nhịp lớn thường phải kiểm tra thường xuyên để đảm bảo chúng an tồn Q trình kiểm tra thường tốn nhiều thời gian chi phí, đơi khơng thể kiểm sốt tất nguy hư hỏng xảy với cơng trình cầu Việc xây dựng phát triển hệ thống quan trắc cầu tự động điều mà nước phát triển Mỹ, Nhật, châu Âu làm nhằm tiết kiệm chi phí tu bảo dưỡng vận hành cầu, đảm bảo an tồn giao thơng cho cơng trình Một số phương pháp phát hư hỏng Phát hư hỏng kết cấu làm tăng độ an tồn giảm chi phí bảo trì Mục đích phát hư hỏng để xác định thiệt hại sớm tốt Do đó, nhiều phương pháp đề xuất để xác định, phân vùng đánh giá hư hỏng kết cấu Để phát hư hỏng kết cấu, số phương pháp phát triển nhà nghiên cứu 2.1 Phương pháp thay đổi tần số Phương pháp dựa nguyên lý thay đổi thuộc tính kết cấu hư hỏng dẫn đến thay đổi tần số dao động riêng Hư hỏng kết cấu xác định cách so sánh tần số trước sau xảy hư hỏng Cawley Adams [3] người tiên phong đề xuất phương pháp sau nhiều nhà nghiên cứu khác phát triển thêm [4, 5] Mặc dù phương pháp có ưu điểm đơn giản cần cảm biến, tần số dao động riêng lại thay đổi nhỏ, dẫn đến tính xác không cao Để khắc phục nhược điểm này, số nhà nghiên cứu khác phát triển theo hướng xác định tần số dao động cục thu nhiều tín hiệu khả quan cho việc phát hư hỏng [6] 2.2 Phương pháp thay đổi mode dao động Một phương pháp khác để xác định khoanh vùng hư hỏng so sánh khác biệt mode dao động trước sau hư hỏng [7, 8, 9] Do dựa vào sơ đồ số nên phương pháp có số sai sót tương đối lớn so sánh với thay đổi khác đồng thời khơng cho thấy độ xác cao cho cấu trúc phức tạp (số bậc tự cao) 2.3 Phương pháp Phương trình tần số dao động (Frequency response function - FRF) Một số nhà nghiên cứu sử dụng thông tin FRF cho hệ thống nhận dạng phát hư hỏng Wang cộng [10] sử dụng liệu thu từ FRF trước sau hư hỏng để phát triển thuật toán nhận dạng cấu trúc dựa nhiễu loạn phi tuyến cường độ Phương pháp xác định vector hư hỏng để vị trí mức độ hư hỏng Phương pháp sau nhiều nhà nghiên cứu khác phát triển thu nhiều kết đáng khích lệ [11, 12, 13] 40 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 2.4 Phương pháp lượng biến dạng Phương pháp lượng biến dạng đề xuất để phát hư hỏng Năm 1992, Stubbs cộng [14] đưa số hư hỏng, xác định tỉ số lượng biến dạng hai giai đoạn hư hỏng chưa hư hỏng, để phát hư hỏng Sau đó, Park cộng [15] sử dụng mơ hình phần tử hữu hạn để phân tích số hư hỏng so sánh với kết khảo sát hư hỏng cầu Bên cạnh đó, S Liberatore G.P.Carman [16] phát triển việc phân tích phổ mật độ sử dụng thay đổi tần số hình dạng mode dao động để phát hư hỏng Hệ thống quan trắc cầu nhịp lớn giới 3.1 Lịch sử phát triển Theo Wenzel [1], lịch sử phát triển lĩnh vực quan trắc kết cấu cầu bao gồm giai đoạn sau: - Thế kỷ 19: Phát triển động lực học kết cấu 1920-1945: Thực thí nghiệm giản đơn kết cấu thường gặp 1965-1975: Phát triển phương pháp phần tử hữu hạn tuyến tính 1970-1980: Phát triển phương pháp dao động 1975-1990: Bổ sung phương pháp phần tử hữu hạn tuyến tính 1990-2000: Bổ sung phương pháp phần tử hữu hạn phi tuyến 1992-1995: Bổ sung phương pháp dao động xung quanh 1993-1996: Giới thiệu cơng nghệ máy tính đo liệu Từ 1994: Áp dụng phương pháp đo dao động Từ 1995: Áp dụng phương pháp thu nhận kết quan trắc “quan trắc thơng minh” Từ 1996: Thương mại hóa kết đo Hệ thống quan trắc cơng trình cầu SHMS bắt đầu đưa vào ứng dụng phát triển giới năm gần Phần lớn cơng trình cầu lớn giới lắp đặt hệ thống quan trắc khác nhằm liên tục theo dõi thu thập liệu suốt trình hoạt động khai thác cầu Mỹ, Nhật châu Âu nơi mà hệ thống quan trắc đưa vào ứng dụng rộng rãi hiệu quả, chi phí cho hệ thống quan trắc khơng nhỏ, khoảng 10,000 Euro cho 100m cầu 3.2 Một số hệ thống quan trắc áp dụng giới Cầu Akashi Kaikyo (Nhật Bản): Cầu dây võng Akashi Kaikyo giữ kỷ lục giới chiều dài nhịp (1991m), khánh thành vào ngày 05 tháng năm 1998 Mặc dù cầu xây dựng môi trường tự nhiên khắc nghiệt cửa biển, thời gian khai thác cầu phải đảm bảo 100 năm vai trò quan trọng chi phí xây dựng đắt (khoảng 500 tỷ Yên Nhật, tương đương với 3,6 tỷ USD) Do đó, tuổi thọ, độ bền độ an toàn cầu Akashi Kaikyo cần nghiên cứu kỹ lưỡng Để làm điều này, hệ thống quan trắc phức tạp thiết lập cho tồn cầu với độ xác cao (hình 2) Dữ liệu truyền quan quản lý cầu, cung cấp thông tin liên quan đến ngoại lực tác động lên cầu (gió động đất) lẫn ứng xử cầu (chuyển vị, dao động ), làm sở cho nghiên cứu phân tích cầu Cầu Tatara (Nhật Bản): Cầu Tatara nối đảo Ikuchi Oumishima Nhật, cầu dây văng dài giới thời điểm hoàn thành (tháng năm 1999) với nhịp dài 1,480m tổng chiều dài Tương tự cầu Akashi Kaikyo, cầu Tatara lắp đặt nhiều cảm biến cho công tác giám quan trắc với số lượng (hình 3) 41 Nguyễn Danh Thắng Hệ thống quan trắc công trình cầu nhịp lớn Cầu Tsingma (Hồng Kong): Cầu Tsing Ma (khánh thành ngày 27/04/1997) cầu treo có nhịp lớn thứ bảy giới (1.377m), thiết kế cho giao thông đường sắt lẫn đường Cầu có hai tầng: tầng có sáu xe cao tốc, tầng gồm tàu hỏa đơn dành cho việc bảo dưỡng Hệ thống cảm biến sử dụng cho quan trắc gồm: máy đo gia tốc, máy đo biến dạng, phong kế, cảm biến nhiệt, hệ thống cân động (hình 4) Hệ thống tiến hành đo tất thứ, từ nhiệt độ mặt đường nhựa, biến dạng phần tử tốc độ gió, độ võng chuyển động hệ mặt cầu tháp Với 350 cảm biến, ứng xử cầu ghi nhận suốt 24 ngày, bảy ngày tuần hệ thống cảnh báo sớm cho cầu, cung cấp thông tin cần thiết giúp Sở Giao thơng Hồng Kơng để theo dõi xác điều kiện làm việc nói chung cầu Hình Hệ thống quan trắc cầu Akashi Kaikyo Hình Hệ thống quan trắc cầu Tatara 42 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 Hệ thống quan trắc Việt Nam 4.1 Một số hư hỏng cầu nhịp lớn Việt Nam Cùng với phát triển mạnh mẽ khoa học – kỹ thuật nhu cầu giao thông – vận tải, nhiều cơng trình cầu nhịp lớn xây dựng Việt Nam tính kinh tế thẩm mỹ chúng Mỹ Thuận, Bãi Cháy, Cần Thơ, Rạch Miễu… Sau thời gian dài đưa vào khai thác, cầu ngày bị lão hóa lưu lượng xe ngày tăng nên phận cơng trình bị hư hỏng xuống cấp Mặc dù cơng trình cầu thiết kế với tuổi thọ 100 năm chi phí thiết kế, xây dựng cao, tầm quan trọng chúng hệ thống hạ tầng giao thông khu vực, công tác tu bảo dưỡng cầu nhịp lớn Việt Nam chưa nhận quan tâm mức, dẫn đến phát sinh nhiều khó khăn việc phát sửa chữa hư hỏng cơng trình Hậu nhiều cầu treo bị hư hỏng xuống cấp cầu Thuận Phước, Cầu Bính, Cầu Mỹ Thuận … Vì thế, khả chịu tải tuổi thọ cơng trình bị ảnh hưởng đáng kể, ảnh hưởng lớn đến việc đảm bảo an tồn giao thơng việc khai thác cầu hiệu Hình Hệ thống cảm biến cầu Tsing Ma Cầu Thuận Phước: Là cầu dây văng đại Việt Nam (tính đến 2016), thiết kế xây dựng công ty nước với chiều dài nhịp dài 405m, mặt cầu Thuận Phước (Đà Nẵng) thiết kế thi công theo dạng trực hướng kín với thép dày 12mm, bên thảm 41mm bê tông nhựa Epoxy với chi phí cao gấp bốn lần so với sử dụng bêtong asphalt thông thường Tuy nhiên, sau năm khai thác, mặt cầu Thuận Phước bắt đầu bị biến dạng Vào mùa nắng nóng năm 2013, tình hình trở nên trầm trọng với việc mặt cầu bị hư hỏng nặng diện rộng Hình Trong năm 2013, ba kiểm tra trường tiến hành Công ty CP Tư vấn Đầu tư Xây dựng ECC phối hợp Sở Giao thông Vận tải TP Đà Nẵng Kết cho thấy có 4400/8973,5 m2 diện tích mặt cầu cần phải sửa chữa Kết kiểm tra cho thấy nguyên nhân hư hỏng mặt cầu phương tiện lưu thông chở tải, nhiệt độ tăng cao hộp thép vào mùa hè mức độ biến dạng chênh lệch hai lớp mặt cầu [17] Cầu Bãi Cháy: cầu nối hai bờ sông Cửa Lục (Hạ Long) loại cầu dây văng mặt phẳng dây với nhịp dài 435m, dầm hộp bê tơng cốt thép dự ứng lực, đóng vai trò quan trọng cho phát triển tam giác kinh tế phía Bắc Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh Tuy nhiên, sau gần năm đưa vào khai thác (từ cuối năm 2006), mặt cầu Bãi Cháy xuất 43 Nguyễn Danh Thắng Hệ thống quan trắc cơng trình cầu nhịp lớn nhiều vết hằn lún bánh xe, với độ sâu từ 5-10cm kéo dài hàng trăm mét (Hình 6), với nguyên nhân chủ yếu xe tải, ảnh hưởng lớn đến an tồn giao thơng cầu 4.2 Hệ thống quan trắc áp dụng Việt Nam Nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn công tác tu, bảo dưỡng cầu, cầu nhịp lớn Việt Nam, hệ thống quan trắc cầu bước áp dụng Việt Nam, đặc biệt sau Bộ GVTV ban hành Thông tư 52/2013/TT-BGTVT quy định quản lý, khai thác bảo trì cơng trình đường bộ, u cầu cơng trình cầu có nhịp dài 150m trụ cầu cao 50m phải lắp đặt hệ thống quan trắc [18] Đến cuối năm 2013, có hệ thống quan trắc lắp đặt cầu Rạch Miễu, Cần Thơ, Bãi Cháy, Bính, Rào 2, Trần Thị Lý, Nhật Tân, cung cấp cho đơn vị quản lý cầu liệu quan trọng cơng tác tu, bảo dưỡng cơng trình cầu [19] Hình Hư hỏng mặt cầu Thuận Phước Hình Hư hỏng mặt đường cầu Bãi Cháy Cầu Bính (Hải Phòng): Bắc qua sơng Cấm Thành phố Hải Phòng, Cầu Bính có chiều dài 1.280 m, rộng 22,5 m, cho bốn xe giới hai xe thô sơ, chiều cao thông thuyền 25 m cho phép tàu 3.000 qua lại, kết cấu dầm thép bêtông liên hợp, liên tục 17 nhịp, hai tháp cầu bêtơng cốt thép có chiều cao tới 101,6 m với 80 bó cáp bố trí thành hai mặt Vào tháng 7/2010, cầu bị hư hỏng nghiêm trọng bị tàu vận tải va vào Sau đó, cầu sửa chữa để phục hồi khả chịu tải Năm 2013, cầu lắp đặt hệ thống quan trắc, thiết kế cơng ty VITEC, sau công ty Chodai, để theo dõi dao động cầu (Hình Bảng 1) Hiện tại, hệ thống quản lý PMU Hải Phòng liệu phân tích chuyên gia trường ĐH Giao thông Vận tải Hà Nội Đến năm 2014, hệ thống sensor đánh giá hoạt động tốt cơng tác quản lý nhiều khó khăn thiếu chi phí Bảng Các thiết bị quan trắc cầu Bính Thiết bị quan trắc Thiết bị đo gió Khí tượng Camera giao thơng Đo nhiệt độ biến dạng cho dầm chủ Đo động cho dầm chủ Đo động cho dây văng Đo nhiệt độ cho dây văng Trạm quản lý 44 Số lượng 1 1 1 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 Hệ thống quan trắc cầu bao gồm thiết bị đo, sensor, trạm GPS, camera (Bảng 2) cho phép thu thập số liệu tình trạng làm việc kết cấu thân cầu, số liệu chuyển vị, số liệu điều kiện khí hậu (tốc độ gió, nhiệt độ, lượng mưa) trạng giao thông cầu… Mặc dù quản lý Tổng cục Đường VN hệ thống khơng có báo cáo cho GTVT sau năm Ngoài ra, việc phân tích liệu chưa thực hồn chỉnh thiếu chun gia [19] Hình Hệ thống quan trắc cầu Bính Cầu Cần Thơ: cầu dây văng có nhịp dài Đơng Nam Á (550m) thời điểm khánh thành (tháng 4/2010), nối thành phố Cần Thơ tỉnh Vĩnh Long với tổng mức đầu tư khoảng 342.6 triệu USD Năm 2012, cầu lắp đặt hệ thống quan trắc (Hình 8) công ty CHODAI thiết kế, NNT Data thi công Tổng cục đường quản lý nhằm mục đích tăng cường khả khai thác cầu Hình Hệ thống quan trắc cầu Cần Thơ 45 Nguyễn Danh Thắng Hệ thống quan trắc cơng trình cầu nhịp lớn Bảng Hệ thống đo lường SHMS cầu Cần Thơ Đại lượng đo Nhiệt độ khơng khí Nhiệt độ sàn thép Nhiệt độ dầm DƯL Nhiệt độ tháp phía Nam Nhiệt độ MC mối nối Nhiệt độ cáp giả Vận tốc Hướng gió Lượng mưa Thiết bị đo Nhiệt kế Phong kế Vũ lượng kế GPS Độ biến dạng vị trí khác Camera giám sát Gia tốc kế (di động) Máy đo biến dạng Gia tốc kế (cố định) Hiện trạng cầu Đặc trưng rung động Biến dạng dầm thép Rung động cảm ứng Vị trí Giữa cầu Giữa cầu Dầm DƯL Tháp phía Nam Nhịp phía Nam Giữa cầu Giữa cầu Đỉnh tháp Đáy tháp Giữa cầu Dầm DƯL Cạnh tháp phía Bắc Văn phòng quản lý Cả tháp Phân tán Giữa dầm thép Cáp dài Nos 4 4 1 1 2 2 1 8 Cầu Rạch Miễu: cầu dây văng đại Việt Nam tự đầu tư, thiết kế xây dựng Với nhịp dài 270m, cầu Rạch Miễu đóng vai trò quan trọng việc kết nối tỉnh duyên hải miền Tây với TP Hồ Chí Minh, giảm tải cho quốc lộ 1A Để đảm bảo cho việc khai thác cầu thuận lợi, hệ thống quan trắc lắp đặt cho cầu, thơng số liên quan đến biến dạng dao động cầu (bảng 3) cập nhập thường xuyên, cung cấp cho chủ đầu tư thông tin liên quan đến tình hình thực tế cầu Bảng Thống kê hệ thống quan trắc cầu Rạch Miễu Danh mục BHM Đo độ nghiêng tháp cầu Đo thời tiết biến dạng tháp dầm chủ Đo lực căng cáp Thiết bị đo gió Đo động cho dầm chủ Đo động cho cáp treo Thiết bị liên kết Trạm quan trắc Số lượng 28 28 1 4.3 Khó khăn giải pháp cho hệ thống quan trắc cầu Việt Nam Hiện nay, hệ thống quan trắc cầu Việt Nam gặp nhiều thách thức như: - Việt Nam chưa có tiêu chuẩn hay hướng dẫn thức mục đích, phương pháp thiết kế, phân tích liệu lĩnh vực quan trắc cầu - Hệ thống quan trắc cầu thiết kế lắp đặt nhiều công ty nhà thầu với thiết bị khác số lượng, chất lượng lẫn giá (thường đắt) - Cơng tác bảo trì thay thiết bị hệ thống thường gặp khó khăn 46 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 - Việc xử lý liệu gặp nhiều khó khăn thiếu chuyên gia lẫn phần mềm chuyên dụng, dẫn dến việc không tận dụng trang thiết bị có Để khắc phục nhược điểm trên, số giải pháp cần sớm thực như: - Ban hành quy định cụ thể hệ thống quan trắc cầu - Phải có mục tiêu rõ ràng thiết kế hệ thống quan trắc cầu, cần xác định rõ vị trí cần thiết để lắp đặt cảm biến phù hợp để giảm chi phí cho hệ thống - Lựa chọn cảm biến, trang thiết bị kỹ thuật phù hợp, cộng với phần mềm xử lý liệu kèm tin cậy có tuổi thọ cao - Dữ liệu thu thập từ hệ thống quan trắc phải xử lý phân tích hợp lý để áp dụng kết vào cơng tác bảo dưỡng cầu Kết luận - Hệ thống quan trắc cầu phức tạp đắt, chúng chứng tỏ tính ưu việt so với phương pháp kiểm định cầu thông thường, đặc biệt cơng trình cầu nhịp lớn Thông qua việc đo đạc thông số liên quan đến ngoại lực lẫn dao động cầu, hệ thống quan trắc cung cấp thông tin cần thiết hữu ích cho bên liên quan việc thiết kế, tu bảo dưỡng quản lý giao thông cầu - Công tác quan trắc cầu bước khẳng định tầm quan trọng trình thiết kế, thi cơng khai thác cầu Vì việc triển khai áp dụng lý thuyết tính tốn phù hợp, kỹ thuật tiên tiến vào công tác quan trắc cầu cần thiết cấp bách, đặc biệt điều kiện Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Helmut Wenzel, Health monitoring of bridges Third Edition, John Wiley & Sons, Ltd, 2009 [2] Pipinato, Alessio "Innovative bridge design handbook _ construction, rehabilitation and maintenance" Butterworth-Heinemann is an imprint of Elsevier (2015) [3] P Cawley and R D Adams “The location of defects in structural from measurements of natural frequencies” Journal of Strain Analysis, Vol 14 No 2, pp 49 - 57, 1979 [4] A Morassi “Identification of a crack in a rod based on changes in a pair of natural frequencies” Journal of Sound and Vibration 242 (4), pp 577–596, 2001 [5] C.R Farrar, W.E Baker, T.M Bell, K.M Cone, T.W Darling, T.A Duffey, A Eklund, A Migliori “Dynamic characterization and damage detection in the I-40 bridge over the Rio Grande” Los Alamos National Laboratory Report LA-12767-MS, 1994 [6] Nguyen Danh Thang, Hitoshi Yamada, Hiroshi Katsuchi and Eiichi Sasaki “Damage detection of a long-span bridge by wind-induced response” IABSE-IASS Symposium London 2011, London, United Kingdom, 2011 [7] W.M West “Illustration of the use of modal assurance criterion to detect structural changes in an orbiter test specimen” Proceedings of the Air Force Conference on Aircraft Structural Integrity, pp 1–6, 1984 [8] J.-H Kim, H.-S Jeon, C.-W Lee “Application of the modal assurance criteria for detecting and locating structural faults” Proceedings of the 10th International Modal Analysis Conference, San Diego, CA, pp 536–540, 1992 47 Nguyễn Danh Thắng Hệ thống quan trắc cơng trình cầu nhịp lớn [9] A.K Pandey, M Biswas, M.M Samman “Damage detection from changes in curvature mode shapes” Journal of Sound and Vibration 145 (2), 321–332, 1991 [10] Wang, Z., Lin, R.M and Lim, M.K “Structural damage detection using measured FRF data” Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 147, pp 187 – 197, 1997 [11] Thyagarajan, S.K., Schulz, M.J., and Pai, P.F “Detecting structural damage using frequency response function” Journal of Sound and Vibration, 210(1), pp 162 – 170, 1998 [12] Sampaio, R.P.C., Maia, N.M.M., Silva, J.M.M “Damage detection using the frequencyresponse-function curvature method” Journal of Sound and Vibration, 226, pp 1029 – 1042, 1999 [13] Marvala, T “Damage identification using committee of neutral networks” Journal of Engineerin Meachanics, 126(1), pp 43 – 50, 2000 [14] N Stubbs, J.-T Kim, K Topole “An efficient and robust algorithm for damage localization in offshore platforms” Proceedings of the ASCE 10th Structures Congress, pp 543–546, 1992 [15] S Park, N Stubbs, R Bolton, S Choi, C Sikorsky “Field verification of the damage index method in a concrete box-girder bridge via visual inspection” Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering 16 (1), pp.58–70, 2001 [16] S Liberatore, G P Carman “Power spectral density analysis for damage identification and location” Journal of Sound and Vibration 274, pp 761 – 776, 2004 [17] Công ty CP Tư vấn đầu tư xây dựng ECC (2013) Báo cáo công tác sửa chữa lớp phủ mặt cầu Thuận Phước [18] Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam Thông tư 52/2013/TT-BGTVT quy định quản lý, khai thác bảo trì cơng trình đường 2013 [19] Tơ Nam Tồn Current status of bridge health monitoring in Vietnam Bridge Health Monitoring Technology JSCE – HCMUT Joint Seminar Ho Chi Minh City, Vietnam, 2014 48 ... để theo dõi xác điều kiện làm việc nói chung cầu Hình Hệ thống quan trắc cầu Akashi Kaikyo Hình Hệ thống quan trắc cầu Tatara 42 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 Hệ thống quan. .. thông số liên quan đến ngoại lực lẫn dao động cầu, hệ thống quan trắc cung cấp thơng tin cần thiết hữu ích cho bên liên quan việc thiết kế, tu bảo dưỡng quản lý giao thông cầu - Công tác quan trắc... Symposium London 2011, London, United Kingdom, 2011 [7] W.M West “Illustration of the use of modal assurance criterion to detect structural changes in an orbiter test specimen” Proceedings of the Air