Cầu treo dây văng là dạng cầu đẹp, được sử dụng nhiều cho các cầu lớn. Cầu treo dây văng rất đa dạng về kết cấu: Sơ đồ nhịp, hình dáng trụ tháp, vật liệu sử dụng…Trong đó cầu treo dây văng 2 nhịp thường được thiết kế tùy theo đặc điểm địa hình, địa chất, đặc biệt đáp ứng yêu cầu mỹ thuật. Một số cầu treo dây văng 2 nhịp trên thế giới như: Cầu cho người đi bộ Schillerstrasse, Đức, xây 1961, rộng 5,5m, sơ đồ nhịp 24m + 68,8m; Cầu đi bộ Pont de la Bourse, LeHavre, Pháp, xây năm 1969 rộng 5,5m, sơ đồ nhịp 31,6m + 73,4m; Cầu vượt đi bộ vượt Bundesalle, Đức, xây năm 1971, sơ đồ nhịp 44m + 20m; Cầu vượt đi bộ Villingen, Đức, xây dựng năm 1974, sơ đồ nhịp 31m+66,5m…. Cầu treo dây văng mặc dù có nhiều ưu điểm, tuy nhiên ứng xử động của cầu rất nhạy cảm với tải trọng gió. Việt Nam là quốc gia nằm trong vùng thường xuyên bị ảnh hưởng bởi gió bão. Theo 10 trung bình 1 năm có hơn 11 cơn bão xuất hiện trên Biển Đông và trung bình 5,2 cơnnăm tại bờ biển. Trước đây có một số nghiên cứu về cầu treo dây văng nhưng chủ yếu nghiên cứu về ứng xử tĩnh và động cho cầu treo dây văng 3 nhịp, ứng xử tĩnh cho cầu treo dây văng 2 nhịp. Nếu không hiểu rõ ứng xử động của cầu treo dây văng, không biết chu kỳ, tần số và hình dạng dao động riêng của cầu thì thiết kế cầu treo dây văng với thông số không thích hợp sẽ có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng dẫn tới sự cố công trình. Khi nghiên cứu ứng xử động cầu treo dây văng cần quan tâm đến tần số dao động riêng, chu kỳ dao động riêng, hình dáng dao động riêng … để có thiết kế thích hợp nhằm tránh xảy ra hiện tượng cộng hưởng dẫn đến sự cố công trình. Các thông số động của công trình sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi sơ đồ bố trí nhịp, sơ đồ bố trí dây, hình dạng và chiều cao trụ tháp…Chính vì vậy tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng chiều cao trụ tháp chữ A đến dao động riêng của cầu treo dây văng 2 nhịp” nhằm tìm ra tỷ lệ hợp lý trong Cầu dây văng (CDV) hai nhịp để cho công trình có các dao động với tần số dao động riêng có thể chấp nhận được không gây nguy hiểm trong suốt thời gian tuổi thọ của công trình.
1 MỤC LỤC MỤC LỤC I DANH MỤC BẢNG BIỂU III DANH MỤC HÌNH ẢNH IV PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP 1.1 Lịch sử phát triển cầu treo dây văng hai nhịp 1.2 SƠ ĐỒ HÌNH THÁI, KẾT CẤU CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP: .11 1.2.1 Sơ đồ hình thái cầu dây văng .11 1.2.2 Sơ đồ phân bố dây văng, số mặt phẳng dây, mặt cầu, trụ tháp: 12 1.3 KẾT CẤU HÌNH DẠNG THÁP CHỮ A: 20 1.4 ƯU KHUYẾT ĐIỂM CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP: 21 1.4.1 Ưu điểm : 21 1.4.2 Khuyết điểm: .21 1.5 PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP: 21 1.5.1 Công nghệ thi công dầm chủ theo phương pháp lắp hẫng: 21 1.5.2 Công nghệ thi công dầm chủ theo phương pháp đúc hẫng: .22 1.5.3 Công nghệ thi công dầm chủ theo phương pháp trụ tạm 23 1.5.4 Thi công dầm chủ theo phương pháp sử dụng dây thiên tuyến 24 1.6 Kết luận chương 25 CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG 26 2.1 Khái niệm phân loại: 26 2.1.1 Khái niệm: 26 2.1.2 Phân loại dao động: 26 2.2 Các phương pháp xác định dao động riêng cầu treo dây văng: 28 2.2.1 Phương pháp gần đúng: .28 2.2.2 Phương pháp dần 38 2.3 Các phần mềm tính tốn cầu treo dây văng: 40 2.3.1 Phần mềm RM 40 2.3.2 Phần mềm SAP2000: 43 2.3.3 Phần mềm MIDAS/Civil: 44 2.4 Kết luận chương 2: 46 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CHIỀU CAO TRỤ THÁP CHỮ A ĐẾN DAO ĐỘNG RIÊNG CỦA CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP .47 3.1 CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU: 47 3.1.1 Lựa chọn sơ đồ kết cấu, vật liệu, tiết diện tải trọng: 47 3.1.2 Tải trọng tổ hợp tải trọng: .51 3.2 3.3 3.4 3.5 Các dạng dao động nghiên cứu: 51 Kết nghiên cứu: 51 So sánh dạng dao động trường hợp: 98 Kết luận chương 3: 102 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thống kê đặc điểm cầu dây văng hai nhịp nước ta giới .4 Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật cầu 43 Bảng 3.2 Các thông số vật liệu: 44 Bảng 3.3: Chỉ số hướng tham gia dao động với chiều cao tháp 54,5m 47 Bảng 3.4: Bảng tổng hợp kết phân tích dao động riêng với trường hợp L=150m 65 Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết phân tích dao động riêng với trường hợp L=190m 80 Bảng 3.6 Chu kì dao động riêng dạng (mode) dao động ứng sơ đồ nhịp với L = 150m 95 Bảng 3.7: Chu kì dao động riêng dạng (mode) dao động ứng sơ đồ nhịp với L = 190m 95 Bảng 3.8 Hàm liên hệ chu kì t tỷ lệ h/L ứng với sơ đồ nhịp 150 m+150 m 97 Bảng 3.9 Hàm liên hệ chu kì t tỷ lệ h/L ứng với sơ đồ nhịp 190 m+190 m 98 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cầu Đăkrông (Quảng Trị) Hình 1.2a: Cầu Pont de la Bourse (Pháp) Hình 1.2b: Cầu Candle (Phần Lan) Hình 1.3: Cầu Wande (Bỉ) .6 Hình 1.4 : Sơ đồ dây đồng quy Hình 1.5 : Sơ đồ dây song song .7 Hình 1.6 : Sơ đồ dây rẻ quạt Hình 1.7 : Sơ đồ dây liên hợp Hình 1.8 : Sơ đồ mặt phẳng dây Hình 1.9 : Sơ đồ mặt phẳng dây Hình 1.10 : Sơ đồ mặt phẳng dây Hình 1.11 : Mặt cắt ngang dầm chủ thép 10 Hình 1.12 : Mặt cắt ngang dầm chủ đa thép 11 Hình 1.13 : Mặt cắt ngang dầm chủ đa bê tông cốt thép 11 Hình 1.14 : Ba dạng tháp cầu 12 Hình 1.15 : Trụ tháp thường sử dụng cầu hai mặt phẳng dây 13 Hình 1.16 : Trụ tháp thường sử dụng cầu mặt phẳng dây 13 Hình 1.17: Trụ tháp chữ A 18 Hình 1.18 : Sơ đồ thi công theo phương pháp lắp hẫng 19 Hình 1.19 : Sơ đồ thi công theo phương pháp đúc hẫng 31 Hình 1.20 : Sơ đồ thi công theo phương pháp trụ tạm 35 Hình 1.21 : Sơ đồ thi cơng theo phương pháp sử dụng dây thiên tuyến 37 Hình 2.1 Mơ hình phần tử theo phương pháp sai phân 38 Hình 2.2 Hình ảnh chương trình RM 42 Hình 2.3 Hình ảnh chương trình SAP2000 43 Hình 2.4 Hình ảnh chương trình Midas/Civil 44 Hình 3.1 Sơ đồ kết cấu trường hợp khảo sát với chiều dài nhịp 150m 45 Hình 3.2 Sơ đồ kết cấu trường hợp khảo sát với chiều dài nhịp 190m 45 Hình 3.3: Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ 48 Hình 3.4: Hình dạng trụ tháp chữ A 49 Hình 3.5: Mơ hình hóa cầu dây văng hai nhịp chương trình Midas 49 Hình 3.6: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 50 Hình 3.7: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 50 Hình 3.8: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 51 Hình 3.9: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 51 Hình 3.10: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 52 Hình 3.11: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 52 Hình 3.12: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 53 Hình 3.13: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 53 Hình 3.14: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 54 Hình 3.15: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 54 Hình 3.16: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 55 Hình 3.17: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 55 Hình 3.18: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 56 Hình 3.19: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 56 Hình 3.20: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 57 Hình 3.21: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 58 Hình 3.22: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 58 Hình 3.23 Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 59 Hình 3.24: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 60 Hình 3.25: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 60 Hình 3.26: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 61 Hình 3.27: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 62 Hình 3.28: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 62 Hình 3.29: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 63 Hình 3.30: Dao động cầu mode nhìn theo phương X 63 Hình 3.31: Dao động cầu mode nhìn theo phương Y 64 Hình 3.32: Dao động cầu mode nhìn theo phương Z 64 Hình 3.33: Dao động cầu mode 10 nhìn theo phương X 63 Hình 3.34: Dao động cầu mode 10 nhìn theo phương Y 64 Hình 3.35: Dao động cầu mode 10 nhìn theo phương Z 64 Hình 3.36: Đồ thị quan hệ chu kì chiều cao trụ tháp dạng (mode) dao động CDV nhịp L=150m 96 Hình 3.37: Đồ thị quan hệ chu kì chiều cao trụ tháp dạng (mode) dao động CDV nhịp L=190m 97 PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan luận giải cần thiết phải nghiên cứu đề tài Cầu treo dây văng dạng cầu đẹp, sử dụng nhiều cho cầu lớn Cầu treo dây văng đa dạng kết cấu: Sơ đồ nhịp, hình dáng trụ tháp, vật liệu sử dụng…Trong cầu treo dây văng nhịp thường thiết kế tùy theo đặc điểm địa hình, địa chất, đặc biệt đáp ứng yêu cầu mỹ thuật Một số cầu treo dây văng nhịp giới như: Cầu cho người Schillerstrasse, Đức, xây 1961, rộng 5,5m, sơ đồ nhịp 24m + 68,8m; Cầu Pont de la Bourse, LeHavre, Pháp, xây năm 1969 rộng 5,5m, sơ đồ nhịp 31,6m + 73,4m; Cầu vượt vượt Bundesalle, Đức, xây năm 1971, sơ đồ nhịp 44m + 20m; Cầu vượt Villingen, Đức, xây dựng năm 1974, sơ đồ nhịp 31m+66,5m… Cầu treo dây văng có nhiều ưu điểm, nhiên ứng xử động cầu nhạy cảm với tải trọng gió Việt Nam quốc gia nằm vùng thường xuyên bị ảnh hưởng gió bão Theo [10] trung bình năm có 11 bão xuất Biển Đơng trung bình 5,2 cơn/năm bờ biển Trước có số nghiên cứu cầu treo dây văng chủ yếu nghiên cứu ứng xử tĩnh động cho cầu treo dây văng nhịp, ứng xử tĩnh cho cầu treo dây văng nhịp Nếu không hiểu rõ ứng xử động cầu treo dây văng, chu kỳ, tần số hình dạng dao động riêng cầu thiết kế cầu treo dây văng với thông số không thích hợp xảy tượng cộng hưởng dẫn tới cố cơng trình Khi nghiên cứu ứng xử động cầu treo dây văng cần quan tâm đến tần số dao động riêng, chu kỳ dao động riêng, hình dáng dao động riêng … để có thiết kế thích hợp nhằm tránh xảy tượng cộng hưởng dẫn đến cố cơng trình Các thơng số động cơng trình bị ảnh hưởng nhiều sơ đồ bố trí nhịp, sơ đồ bố trí dây, hình dạng chiều cao trụ tháp…Chính tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng chiều cao trụ tháp chữ A đến dao động riêng cầu treo dây văng nhịp” nhằm tìm tỷ lệ hợp lý Cầu dây văng (CDV) hai nhịp cơng trình có dao động với tần số dao động riêng chấp nhận không gây nguy hiểm suốt thời gian tuổi thọ cơng trình Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Tìm hiểu cầu treo dây văng nhịp; Tìm hiểu ứng xử động cầu treo dây văng; Phân tích dao động riêng cầu treo dây văng hai nhịp thay đổi chiều cao trụ tháp chữ A Đối tượng nghiên cứu: Cầu treo dây văng nhịp đối xứng, mặt phẳng dây, sơ đồ bố trí dây rẻ quạt, trụ tháp dạng chữ A Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp thu thập thông tin, phương pháp điều tra, phương pháp tổng hợp, phương pháp phân tích so sánh, phương pháp mơ phỏng, phương pháp chuyên gia, Phương pháp so sánh, Phương pháp bảng biểu biểu đồ… CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP 1.1 Lịch sử phát triển cầu treo dây văng hai nhịp Cầu dây văng (CDV) dạng cơng trình có tính mỹ thuật cao Cầu dây văng phát triển rộng rãi nước ta Cầu dây văng có khả vượt nhịp lớn, kiến trúc đại Trên thực tế, tùy vào điều kiện địa chất, địa hình yếu tố mỹ quan việc sử dụng cầu dây văng hai nhịp hợp lý Trên giới, Cầu dây văng hai nhịp áp dụng rộng rãi vào năm 1960 – 1970 kỷ trước Phương án cầu dây văng hai nhịp chọn chủ yếu phụ thuộc điều kiện địa chất, địa hình yêu cầu kiến trúc, cảnh quan Cầu Đăkrông (Quảng Trị) với phương án cầu dây văng hai nhịp hồn thành vào năm 1999 có chiều dài nhịp 87m + 42m ví dụ (Hình 1.1) Hình 1.1: Cầu Đăkrơng (Quảng Trị) Cầu dây văng hai nhịp khơng cơng trình giao thơng đơn mà thể giá trị kiến trúc độc đáo cho khu vực Ví dụ Cầu Pont de la Bourse Pháp (1969) xây dựng với sơ đồ nhịp 31,6m + 73,4m rộng 5,5 m điểm nhấn kiến trúc tòa khu vực Hình 1.2a: Cầu Pont de la Bourse (Pháp) Hình 1.2b: Cầu Candle (Phần Lan) Ở nước ta điển hình Cầu quay Sơng Hàn (2000) Nguyễn Văn Trỗi – Trần Thị Lý (2013) xem biểu tượng đặt trưng thành phố Đà Nẵng Cầu dây văng hai nhịp xây dựng phổ biến nước giới Một số cầu tiêu biểu thống kế bảng 1.1 Bảng 1.1 Thống kê đặc điểm cầu dây văng hai nhịp nước ta giới Vật liệu dầm Năm hoàn thành STT Tên cầu Quốc gia Chiều dài cầu (m) Schillerstrasse Germany 92,60 Thép 1961 Pont de la Bourse France 105,00 Bê tông 1969 Van Eyck Pháp 83,5 Bê tông 1980 Pertuiset Pháp 174 Bê tông 1988 Candle Phần Lan 210 Bê tông 1989 Orange Pháp 58 Thép 1996 10 Vật liệu dầm Năm hoàn thành STT Tên cầu Quốc gia Chiều dài cầu (m) Victor Bodson Luxembour g 260 Thép 1993 Archena TBN 101 Bê tông 1998 10 Dakrông Viêt Nam 129 Thép 1999 11 Malpensa Italy 140 Thép 2000 12 Sông Hàn Viêt Nam 122,7 Bê tông 2000 13 Rào II Viêt Nam 190 Liên hợp 2012 14 Nguyễn Văn Trỗi – Trần Thị Lý Việt Nam 230 Bê tơng 2013 1.2 Sơ đồ hình thái, kết cấu cầu treo dây văng hai nhịp: 1.2.1 Sơ đồ hình thái cầu dây văng Cầu dây văng hai nhịp xây dựng phổ biến nước giới Bảng 1.1 giới thiệu số cầu dây văng hai nhịp xây dựng nước giới Việt Nam Cầu dây văng da dạng kiến trúc kết cấu ta tạm chia dạng sơ đồ Cầu dây văng hai nhịp như: 1.2.1.1 Sơ đồ hai nhịp đối xứng: Với sơ đồ dây văng bố trí đối xứng qua tháp cầu, chiều dài hai nhịp Sơ đồ thường áp dụng nút giao thông khác mức, cầu vượt đường với độ vừa phải u cầu có tính mỹ quan cao 1.2.1.2 Sơ đồ hai nhịp không đối xứng: Cầu dây văng hai nhịp khơng đối xứng nhịp lớn có số khoang lớn với số khoang nhịp nhỏ tuỳ theo cách bố trí dây vị trí tháp cầu.Tháp cầu dây văng hai nhịp khơng đối xứng tháp thẳng đứng tháp xiên cầu Wande (Bỉ) 95 0,43 0,43 0,43 0,43 0,43 0,43 Trường hợp chiều dài nhịp L=190m Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải Nhịp trái Dầm chủ Nhịp phải Trụ tháp Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải Nhịp trái Dầm chủ Nhịp phải Trụ tháp Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải Nhịp trái Dầm chủ Nhịp phải Trụ tháp Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải Nhịp trái Dầm chủ Nhịp phải Trụ tháp Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải Nhịp trái Dầm chủ Nhịp phải Trụ tháp Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải Dầm chủ Nhịp trái Nhịp phải 96 10 0,43 10 Trường hợp chiều dài nhịp L=190m Trụ tháp Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải Nhịp trái Dầm chủ Nhịp phải Trụ tháp Đầu nhịp trái Giữa nhịp trái Tại trụ trái Dây treo Tại trụ phải Giữa nhịp phải Đầu nhịp phải 3.4 So sánh dạng dao động trường hợp: Ứng với dạng (mode) dao động có chu kỳ dao động riêng tương ứng, kết thể bảng sau: Bảng 3.6: Chu kì dao động riêng dạng (mode) dao động ứng sơ đồ nhịp với L = 150m Chu kỳ dao động riêng (s) nhịp 150m h/L 0,31 0,34 0,36 0,39 0,42 0,44 0,47 0,50 Mode 2,70 2,68 2,98 3,38 3,81 4,26 4,74 5,24 Mode 2,25 2,60 2,67 2,66 2,65 2,65 2,66 2,67 Mode 1,87 1,80 1,74 1,69 1,64 1,61 1,58 1,55 Mode 1,16 1,17 1,17 1,18 1,18 1,19 1,19 1,20 Mode 0,81 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,80 0,85 97 Chu kỳ dao động riêng (s) nhịp 150m Mode 0,81 0,80 0,79 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 Mode 0,55 0,59 0,62 0,66 0,71 0,75 0,78 0,77 Mode 0,50 0,50 0,52 0,54 0,57 0,59 0,62 0,64 Mode 0,48 0,50 0,50 0,50 0,50 0,51 0,55 0,59 Mode 10 0,43 0,43 0,43 0,44 0,48 0,50 0,50 0,50 Bảng 3.7: Chu kì dao động riêng dạng (mode) dao động ứng sơ đồ nhịp với L = 190m Chu kỳ dao động riêng (s) nhịp 190m h/L 0,29 0,31 0,33 0,35 0,37 0,39 0,41 0,43 Mode 4,01 3,97 3,93 4,28 4,76 5,27 5,81 6,37 Mode 2,98 3,39 3,82 3,89 3,86 3,84 3,82 3,80 Mode 2,70 2,60 2,52 2,45 2,39 2,33 2,28 2,24 Mode 1,41 1,41 1,41 1,41 1,41 1,42 1,42 1,43 Mode 1,20 1,19 1,18 1,17 1,16 1,16 1,15 1,15 Mode 1,13 1,13 1,13 1,12 1,12 1,12 1,11 1,11 Mode 0,76 0,76 0,77 0,78 0,81 0,86 0,90 0,95 Mode 0,66 0,68 0,72 0,75 0,76 0,76 0,76 0,76 Mode 0,65 0,66 0,66 0,66 0,67 0,69 0,71 0,74 Mode 10 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,66 98 Với kết thu bảng 3.6 3.7 tiến hành vẽ đồ thị quan hệ chu kỳ dao động chiều cao trụ tháp theo dạng dao động Hình 3.36 Đồ thị quan hệ chu kì chiều cao trụ tháp dạng (mode) dao động CDV nhịp L=150m 99 Hình 3.37 Đồ thị quan hệ chu kì chiều cao trụ tháp dạng (mode)dao động CDV nhịp L=190m Từ kết chu kì có từ mơ hình hóa tác giả dùng cơng cụ trendline để dự đốn mối liên hệ chu kì tỷ lệ h/L Kết thể bảng 3.8 3.9 Bảng 3.8 Hàm liên hệ chu kì t tỷ lệ h/L ứng với sơ đồ nhịp 150 m+150 m Hàm liên hệ chu kì t (s) tỷ lệ h/L Ký hiệu Mode tmode1 = 45,091(h/L)2 - 21,935(h/L) + 5,0652 (3.1) Mode tmode2 = -23,476(h/L)2 + 20,363(h/L) - 1,7061 (3.2) Mode tmode3 = -1,6814(h/L) + 2,362 (3.3) Mode tmode4 = 0,1833(h/L) + 1,1048 (3.4) Mode tmode5 = 0,0984(h/L) + 0,7613 (3.5) Mode tmode6 = -0,1404(h/L) + 0,8432 (3.6) Mode tmode7 = 1,3088(h/L) + 0,1509 (3.7) Mode tmode8 = 0,823(h/L) + 0,2268 (3.8) Mode tmode9 = 0,4888(h/L) + 0,3176 (3.9) Mode 10 tmode10 = 0,4464(h/L) + 0,2845 (3.10) Bảng 3.9 Hàm liên hệ chu kì t tỷ lệ h/L ứng với sơ đồ nhịp 190 m+190 m Hàm liên hệ chu kì t (s) tỷ lệ h/L Mode tmode1 = 129,55(h/L)2 - 76,348(h/L) + 15,184 (3.11) Mode tmode2 = -94,279(h/L)2 + 72,45(h/L) - 9,9706 (3.12) Mode tmode3 = -3,0727(h/L) + 3,5466 (3.13) Mode tmode4 = 0,1085(h/L) + 1,3758 (3.14) Mode tmode5 = -0,3681(h/L) + 1,3029 (3.15) 100 Hàm liên hệ chu kì t (s) tỷ lệ h/L Mode tmode6 = -0,1387(h/L) + 1,172 (3.16) Mode tmode7 = 1,313(h/L) + 0,3503 (3.17) Mode tmode8 = 0,6794(h/L) + 0,4866 (3.18) Mode tmode9 = 0,5608(h/L) + 0,4797 (3.19) Mode 10 tmode10 = 0,0625(h/L) + 0,6259 (3.20) 3.5 Kết luận chương 3: Nhìn chung thay đổi chiều cao trụ tháp chu kì dao động riêng có xu hướng tăng giảm phụ thuộc vào mode dao động Riêng mode mode có điểm gãy Cụ thể thay đổi mode sau: Ở dạng dao động thứ (mode 1): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 trụ tháp dao động theo phương Y giảm với biên độ 27,163 ; 26,399; 25,692; 25,034; 24,421mm dao động theo phương Z giảm với biên độ 3,020; 2,794; 2,594; 2,416; 2,258 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 biên độ dao động dây treo nhịp bên trái dây treo nhịp bên phải theo phương thẳng đứng giảm tuần tự: 0,181; 0,176; 0,171; 0,165; 0,159 mm Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 trụ tháp dao động theo phương Y giảm với biên độ 29,865; 28,888; 27,990; 27,163; 26,399; 25,691mm dao động theo phương Z giảm với biên độ 3,903; 3,567; 3,274; 3,017; 2,791; 2,591mm 101 Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 biên độ dao động dây treo nhịp bên trái dây treo nhịp bên phải theo phương thẳng đứng giảm tuần tự: 0,204; 0,201; 0,196; 0,189 0,182 mm Ở dạng dao động thứ (mode 2): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dầm chủ nhịp bên trái dao động theo phương X tăng với biên độ 1,119; 1,125; 1,130; 1,134; 1,138mm dao động theo phương Z giảm với biên độ 13,821; 13,740; 13,647; 13,542; 13,426mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 trụ tháp dao động theo phương X với biên độ tăng dần là: 6,747; 7,076; 7,393; 7,700; 7,996 mm, Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 biên độ dao động dây treo nhịp bên trái dây treo nhịp bên phải theo phương thẳng đứng giảm tuần tự: 13,821; 12,277; 12,153; 13,542; 11,892 mm 102 Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dầm chủ nhịp bên trái dao động theo phương X tăng với biên độ 1,859; 1,870; 1,878; 1,885; 1,888; 1,889 mm dao động theo phương Z giảm với biên độ 14,932; 14,782; 14,610; 14,416; 14,202; 13,969 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 trụ tháp dao động với biên độ tăng dần : 8,410; 8,897; 9,357; -9,792; 10,202; 10,587mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 biên độ dao động dây treo nhịp bên trái dây treo nhịp bên phải theo phương thẳng đứng giảm tuần tự: 14,932; 14,782; 14,610; 14,416; 14,202; 13,969 mm Ở dạng dao động thứ (mode 3): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41 dầm chủ nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 15,173; 15,214; 15,245; 15,268; 15,283; 15,293; 15,297mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41 dây treo nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 15,173; 15,214; 15,245; 15,268; 15,283; 15,293; 15,297mm Trường hợp B=150m: 103 Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 16,729; 16,791; 16,834; 16,863; 16,879; 16,884; 16,881mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dây treo bên trái phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 16,729; 16,791; 16,834; 16,863; 16,879; 16,884; 16,881 mm Ở dạng dao động thứ (mode 4): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 trụ tháp dao động theo phương X tăng với biên độ 8,810; 9,144; 9,450; 9,715; 9,942; 10,138; 10,306; 10,450 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dầm chủ nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 10,290; 10,045; 9,820; 9,621; 9,450; 9,311; 9,201; 9,119mm Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 trụ tháp dao động theo phương X giảm với biên độ 10,424; 10,322; 10,359; 10,370; 10,360; 10,331; 10,288; 10,232 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 6,905; 6,941; 7,012; 7,185; 7,427; 7,690; 7,973; 8,271 mm Ở dạng dao động thứ (mode 5): 104 Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dây treo nhịp bên trái phải dao động theo phương X tăng với biên độ 10,445; 10,579; 10,678; 10,747; 10,791; 10,812; 10,814; 10,800mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dầm chủ nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 14,929; 14,952; 14,975; 14,999; 15,023; 15,046; 15,068; 15,089mm Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dây treo nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 7,121; 7,102; 7,544; 7,076; 7,583; 7,588; 4,204; 3,990 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 15,288; 15,338; 15,376; 15,407; 15,434; 14,123 mm Ở dạng dao động thứ (mode 6): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 trụ tháp dao động theo phương X giảm với biên độ 5,959; 5,579; 5,252; 4,976; 4,752; 4,576; 4,444; 4,354 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dầm chủ nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 10,325; 10,731; 11,104; 11,446; 11,760; 12,050; 12,320; 12,577 mm 105 Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 16,642; 16,703; 16,747; 16,777; 16,796; 16,804; 15,491; 15,530 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dây treo nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 8,404; 8,573; 8,686; 8,752; 8,780; 8,777; 7,590; 7,596mm Ở dạng dao động thứ (mode 7): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 trụ tháp dao động theo phương X giảm với biên độ 19,311; 23,522; 23,038; 22,177; 21,313 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dây treo nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 5,059; 4,739; 4,386; 4,131; 3,917 mm Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44 trụ tháp dao động theo phương X giảm với biên độ 32,925; 31,372; 29,702; 28,101; 26,618; 25,268 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 16,642; 16,703; 16,747; 16,777; 16,796; 16,804; 15,491; 15,530 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36; 0,39; 0,42; 0,44 dây treo 106 nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 5,443; 5,217; 5,029; 4,836; 4,631; 4,419 mm Ở dạng dao động thứ (mode 8): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dầm chủ nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương Y tăng với biên độ 13,797; 14,128; 14,209; 14,240 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,33; 0,35thì trụ tháp dao động theo phương X giảm với biên độ 28,448; 26,143; 17,120 mm Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ từ 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 trụ tháp dao động theo phương X giảm với biên độ 27,732; 25,847; 23,984; 22,196; 20,509; 18,929 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ từ 0,36; 0,39; 0,42; 0,44; 0,47; 0,50 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương X tăng với biên độ 4,673; 4,784; 4,911; 5,049; 5,198; 5,356 mm Ở dạng dao động thứ (mode 9): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,29; 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dầm chủ nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 12,030; 11,0861; 0,589; 10,353; 9,136; 7,152; 5,857; 5,165 mm Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,39; 0,41; 0,43 trụ tháp dao động theo phương X giảm với biên độ 18,170; 18,011; 17,090 mm Trường hợp B=150m: 107 Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ từ 0,44; 0,47; 0,50 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương Z giảm với biên độ 26,036; 25,335; 24,681 mm Ở dạng dao động thứ 10 (mode 10): Trường hợp B=190m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,33; 0,35; 0,37; 0,39; 0,41; 0,43 dầm chủ nhịp bên trái nhịp bên phải dao động theo phương X tăng với biên độ 12,056; 12,087; 12,121; 12,153; 12,177; 12,580 mm Trường hợp B=150m: Khi tỉ lệ h/L thay đổi từ 0,31; 0,34; 0,36 dầm chủ nhịp bên trái phải dao động theo phương Z tăng với biên độ 15,836; 16,003; 16,027 mm 108 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận: Thông qua nghiên cứu sở lý thuyết kết thu từ việc lập mơ hình tính tốn, với đề tài nghiên cứu ảnh hưởng chiều cao trụ tháp chữ A đến dao động riêng cầu treo dây văng hai nhịp, học viên rút kết luận sau: Khi tỷ lệ h/L tăng chu kỳ dao động riêng hai dạng dao động gồm dao động uốn dọc theo Phương Y có xu hướng thay đổi theo biểu thức bậc với điểm chuyển hướng h/L = 0,33 ~ 0,34 Khi tỷ lệ h/L tăng chu kỳ dao động riêng dạng lai có xu hướng thay đổi tuyến tính gia trị không thay đổi lớn Thông qua hàm dự tính liên hệ chu kì t tỷ lệ chiều cao h/L dự tính chu kỳ dao động riêng kết cấu 4.2 Kiến nghị: Trong phạm vi nghiên cứu đề tài phân tích tính toán loại cầu dây văng nhịp với loại mặt cắt ngang dầm, mặt phẳng dây với sơ đồ dây hình rẻ quạt, thơng số kỹ thuật nêu chương Tuy nhiên, dao động kết cấu cầu dây văng phụ thuộc vào nhiều tham số khác ảnh hưởng tải trọng động đất, tải trọng gió v v Do đó, tác giả kiến nghị cần phải nghiên cứu tính tốn so sánh thêm: Các loại khổ cầu khác Các loại mặt cắt ngang dầm Các sơ đồ bố trí dây khác Các sơ đồ kết cấu cầu khác Các loại tải trọng khác như: động đất, gió… 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Đỗ Kiến Quốc, TS Lương Văn Hải, Động lực học kết cấu, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh – 2010 [2] KS Đinh Quốc Kim, Thiết kế Xây dựng Cầu dây văng đường bộ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội – 2008 [3] GS.TS Lê Đình Tâm, KS Phạm Duy Hòa, Cầu dây văng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội – 2001 [4] GS.TS Lều Thọ Trình, Cơ học kết cấu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội – 2006 [5] Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Việt Anh, Mơ hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập 1, NXB Xây dựng, Hà Nội – 2007 [6] Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Việt Anh, Mơ hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập 2, NXB Xây dựng, Hà Nội – 2007 [7] GS.TS Nguyễn Viết Trung, ThS.Nguyễn Hữu Hưng, Phân tích kết cấu cầu dây văng theo giai đoạn chương trình MIDAS 2006, NXB Xây dựng, Hà Nội – 2008 [8] PGS.TS Phạm Đình Ba, PGS.TS Nguyễn Tài Trung, Động lực học cơng trình, NXB Xây dựng, Hà Nội – 2010 [9] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 [10] http://motthegioi.vn/khoa-hoc-giao-duc/tin-tuc-cong-nghe/viet-nam-trungbinh-co-hon-5-con-bao-moi-nam-96990.html ... tiêu nghiên cứu đề tài: Tìm hiểu cầu treo dây văng nhịp; Tìm hiểu ứng xử động cầu treo dây văng; Phân tích dao động riêng cầu treo dây văng hai nhịp thay đổi chiều cao trụ tháp chữ A Đối tượng nghiên. .. 44 2. 4 Kết luận chương 2: 46 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CHIỀU CAO TRỤ THÁP CHỮ A ĐẾN DAO ĐỘNG RIÊNG C A CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP .47 3.1 CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU: ... số động cơng trình bị ảnh hưởng nhiều sơ đồ bố trí nhịp, sơ đồ bố trí dây, hình dạng chiều cao trụ tháp Chính tác giả l a chọn đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng chiều cao trụ tháp chữ A đến dao động