Nghiên cứu xác định hệ số động lực trong cầu dây văng (CDV) do hoạt tải gây ra bằng phương pháp số và đo đạc thực nghiệm áp dụng cho các công trình cầu ở thành phố Đà Nẵng

MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu nước Mục tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng cầu dây văng (CDV) giới, Việt Nam thành phố Đà Nẵng Những vấn đề tồn cần tiếp tục nghiên cứu bổ sung Nhìn chung, kết nghiên cứu lý thuyết hướng dẫn áp dụng qui trình, qui phạm hành nhiều nước giới Việt Nam có khác biệt lớn [7] [25] [26] [29] [35] [50] [61] Để góp phần làm sáng tỏ thêm việc xác định hệ số động lực CDV hoạt tải gây ra, đề tài tập trung "Nghiên cứu xác định hệ số động lực cầu dây văng hoạt tải gây phương pháp số đo đạc thực nghiệm áp dụng cho cơng trình cầu thành phố Đà Nẵng" Tính cấp thiết đề tài CDV có tiêu kinh tế - kỹ thuật - mỹ thuật tốt, có khả ứng dụng rộng rãi, kết cấu mảnh nên nhạy cảm với tải trọng động Bài tốn phân tích dao động CDV tác dụng hoạt tải có ý nghĩa thực tiễn quan trọng thu hút quan tâm đặc biệt nhà khoa học Cho tới kết nghiên cứu hướng dẫn áp dụng qui trình qui phạm hành nhiều nước giới Việt Nam có khác biệt lớn gây khó khăn cho việc ứng dụng thiết kế kiểm tra an tồn q trình khai thác Do vậy, việc nghiên cứu xác định hệ số động lực CDV hoạt tải gây phương pháp số đo đạc thực nghiệm áp dụng cho cơng trình cầu thành phố Đà Nẵng cần thiết có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung đề tài đạt hệ số động lực CDV hoạt tải gây Mục tiêu cụ thể đạt kết phân tích dao động CDV, kết đo đạc thực nghiệm, mơ hình tải trọng hệ số động lực CDV hoạt tải gây Cách tiếp cận nghiên cứu Nghiên cứu kết cấu CDV tải trọng xe, áp dụng phương pháp số phương pháp PTHH vào xây dựng thuật tốn mơ đun phần mềm phân tích dao động CDV Xác định hệ số động lực CDV theo lý thuyết đo đạc thực nghiệm Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với đo đạc thực nghiệm, phân tích chuyên gia, phân tích xác định hệ số động lực CDV hoạt tải gây Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là: Các cầu dây văng thành phố Đà Nẵng chịu hoạt tải khai thác Đề tài giới hạn phạm vi nghiên cứu dao động CDV mặt phẳng đứng kết cấu hoạt tải giới hạn phạm vi loại xe tải thông dụng phép lưu thông qua CDV thành phố Đà Nẵng Nội dung nghiên cứu Nội dung đề tài bao gồm phần mở đầu, 04 chương, kết luận phụ lục CHƯƠNG CỞ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH HỆ SỐ ĐỘNG LỰC TRONG CDV DO HOẠT TẢI GÂY RA 1.1 Giới thiệu chung Mục tác giả giới thiệu nghiên cứu lý thuyết dao động CDV tác dụng tải trọng xe di động đề xuất mơ hình tải trọng xe di động tổng qt có n trục mơ hình n+1 khối lượng, có xét đến lực hãm xe để nghiên cứu 1.2 Mơ hình PTHH phân tích dao động CDV hoạt tải gây Kết cấu CDV mơ hình hóa phần tử dầm, tháp dây theo phương pháp PTHH Sơ đồ tải trọng xe di chuyển CDV ba nhịp thể hình 1.1 O xelf L Hình 1.1 Sơ đồ tải trọng di chuyển CDV Mơ hình tương tác động lực phần tử dầm chịu uốn tải trọng xe tổng quát gồm n trục có xét đến lực hãm hình 1.2 Hình 1.2 Mơ hình tương tác xe n trục phần tử dầm Trong đó: vi (t − ti ) − xelf ;  xi =   (t − tbi )  + vi .(t − tbi ) − xelf ; vi (tbi − ti ) +     ti ≤ t ≤ tbi tbi < t ≤ tei ; ≤ xi ≤ L L - chiều dài phần tử dầm xét xo - toạ độ trọng tâm xe hàng trừ trục xe xi - toạ độ trục xe thứ i thời điểm xét xelf - khoảng cách từ đầu cầu đến đầu trái phần tử dầm xét (1.1) wi - chuyển vị đứng phần tử dầm vị trí trục xe thứ i vi - vận tốc trục xe thứ i trước hãm xe - gia tốc trục xe thứ i hãm xe (ai