Nghiên cứu hình thái hợp lý của lan can rào chắn trong cầu treo nhằm nâng cao ổn định khí động flutter

Kết cấu cầu hệ treo hiện đại là kết cấu có nhiều đặc tính ưu việt và là giải pháp kết cấu được ưu tiên lựa chọn Tuy nhiên dầm chủ rất nhạy cảm với các hiện tượng khí động đặc biệt hiện tượng flutter xoắn mà nguyên nhân chính là mặt cắt ngang không thoát gió và có tỷ số bề rộng và chiều cao tương đối lớn do chênh lệch áp suất bề mặt trên và dưới của tiết diện dầm chủ Để kiểm soát sự mất ổn định này mặt cắt ngang cầu cần được tối ưu hóa bằng việc bố trí dạng thoát gió và gắn các phụ kiện khí động Trong đó hình thái lan can rào chắn cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng thoát gió và giảm chênh lệch áp suất trên bề mặt của mặt cắt ngang Do đó tối ưu của chiều cao lan can nhằm nâng cao ổn định khí động flutter là vấn đề đặt ra cần nghiên cứu Luận văn sẽ đi sâu vào phân tích tối ưu hóa chiều cao và hình dáng của lan can để nâng cao ổn định khí động flutter của cầu hệ treo

KHOA C C R L T U D NG KHOA C C U D R L T g 85.80.205 L Các C C U D R L T NGHIÊN C U HÌNH THÁI H P LÝ C A LAN CAN RÀO CH N TRONG C U TREO NH M NÂNG CAO NG FLUTTER Chuyên ngành: Mã 85.80.205, Khóa: 2016 2018, C C can; R L T U D INVESTIAGTATION OF OPTIMAL BARRIER HEIGHTS IN LONG-SPAN CABLE-SUPPORTED BRIDGES FOR FLUTTER INSTABILITY Abstract Long-span cable-supported bridges are very highly flexible, light weight, and sensitive with respect to the dynamic loads, especially wind loads Among aerodynamic instabilities, flutter instability has become the most important problem In the wind resistance design for long-span bridges, the onset of flutter should be entirely eliminated As mentioned from literature, the flutter stability of long-span cable-supported bridges may be enhanced through the selection of the deck geometry or the implementation of the passive and/or active control equipments In this respect, the barrier height is also an important factor affecting to the flutter instability of the bridges This study presents a parametric study that is based on the computational wind engineering (CWE) method to obtain optimal barrier heights of the bridges The sectional analysis of the box girder attached with different barrier heights is simulated; so aerodynamic derivatives and critical flutter velocities are determined As a result, the optimal domain of barrier height is recommended in order to increase flutter stability for long-span cable bridges Keyword engineering Barrier height, flutter instability, cable-supported bridge, computational wind M CL C DANH M .1 C C R L T U D .13 .16 C 18 19 2.1.1 19 19 TREO 25 38 .39 39 39 40 .40 42 .48 .57 3.4 PHÂN TÍCH HÌNH THÁI LAN CAN CONG 62 C C .67 R L T 68 U D DANH M C VI T T T CFD Computational Fluid Dynamic CWE M Flutter D tròng trành Flutter 1-D Flutter 2-D FVM M C C U D R L T DANH M C CÁC B NG Trang 15 25 3.1 40 3.2 44 3.3 44 C C 3.4 R L 3.5 D T U 46 47 47 50 54 59 61 64 66 DANH M C HÌNH V Tên hình Trang Hình 1.1 Hình 1.2 - Hình 1.3 Hình 1.4 - Hình 1.5 14 Hình 1.6 Hình 2.2 Hình 2.4 Hình 2.5 C C R L T Hình 2.1 Hình 2.3 U D 16 21 21 22 22 23 Hình 2.6 24 Hình 2.7 26 Hình 2.8 27 Hình 2.9 Hình 3.1 -D ốn Flutter 28 39 Hình 3.2 41 Hình 3.3 41 Hình 3.4 L 42 Hình 3.5 42 Hình 3.6 43 Hình 3.7 43 Hình 3.8 47 o Hình 3.9 48 Hình 3.10 49 Hình 3.11 can 49 Hình 3.12 50 Hình 3.13 51 C C R L Hình 3.14 T U D Hình 3.15 Hình 3.16 51 52 52 Bi Hình 3.17 53 Hình 3.18 53 Hình 3.19 55 Hình 3.20 57 Hình 3.21 58 Hình 3.22 58 physics create "BIEN_TREN" btype "WALL" edge "PQ" physics create "BIEN_DUOI" btype "WALL" edge "RS" physics create "DK_RA" btype "PRESSURE_OUTLET" edge "QR" /Tao vung physics create "vung1" ctype "FLUID" face "Face1" physics create "vung2" ctype "FLUID" face "Face5" physics create "vung3" ctype "FLUID" face "Face9" / Xuat file export fluent5 "40PERCENT.msh" nozval C C R L T Ph l c 3: T o mesh cho m t c t ngang c u b trí lan can H=1.0m, U D b trí lan can cong a=0.2m / Journal File for GAMBIT 2.4.6, Database 2.4.4, ntx86 SP2007051421 solver select "FLUENT 5/6" /Tao cac diem vung vertex create "A" coordinates -0.216 0 vertex create "B" coordinates -0.18 0.018 vertex create "C" coordinates 0.0207 vertex create "D" coordinates 0.18 0.018 vertex create "E" coordinates 0.216 0 vertex create "F" coordinates 0.142 -0.0293 vertex create "G" coordinates -0.142 -0.0293 vertex create "1" coordinates -0.18 0.038 vertex create "2" coordinates -0.177 0.038 vertex create "3" coordinates -0.177 0.018 vertex create "4" coordinates 0.177 0.018 vertex create "5" coordinates 0.177 0.038 vertex create "6" coordinates 0.18 0.038 vertex create "X" coordinates -0.1696 0.028 vertex create "Y" coordinates -0.1666 0.028 vertex create "U" coordinates 0.1666 0.028 vertex create "V" coordinates 0.1696 0.028 vertex create "H" coordinates -0.2592 0.0864 C C vertex create "I" coordinates 0.3456 0.0864 R L T vertex create "J" coordinates 0.3456 -0.0864 vertex create "K" coordinates -0.2592 -0.0864 U D vertex create "L" coordinates -0.5616 0.3024 vertex create "M" coordinates 0.7776 0.3024 vertex create "N" coordinates 0.7776 -0.3024 vertex create "O" coordinates -0.5616 -0.3024 vertex create "P" coordinates -4.32 4.32 vertex create "Q" coordinates 8.64 4.32 vertex create "R" coordinates 8.64 -4.32 vertex create "S" coordinates -4.32 -4.32 /Noi cac diem lai edge create "B1" center2points "X" "B" "1" minarc arc edge create "23" center2points "Y" "2" "3" minarc arc edge create "45" center2points "U" "4" "5" minarc arc edge create "6D" center2points "V" "6" "D" minarc arc edge create "AB" straight "A" "B" edge create "12" straight "1" "2" edge create "3C" straight "3" "C" edge create "C4" straight "C" "4" edge create "56" straight "5" "6" edge create "DE" straight "D" "E" edge create "EF" straight "E" "F" edge create "FG" straight "F" "G" edge create "GA" straight "G" "A" R L T C C edge create "HI" straight "H" "I" edge create "IJ" straight "I" "J" U D edge create "JK" straight "J" "K" edge create "KH" straight "K" "H" edge create "AH" straight "A" "H" edge create "AK" straight "A" "K" edge create "EI" straight "E" "I" edge create "EJ" straight "E" "J" edge create "LM" straight "L" "M" edge create "MN" straight "M" "N" edge create "NO" straight "N" "O" edge create "OL" straight "O" "L" edge create "HL" straight "H" "L" edge create "KO" straight "K" "O" edge create "IM" straight "I" "M" edge create "JN" straight "J" "N" edge create "PQ" straight "P" "Q" edge create "QR" straight "Q" "R" edge create "RS" straight "R" "S" edge create "SP" straight "S" "P" edge create "LP" straight "L" "P" edge create "OS" straight "O" "S" edge create "MQ" straight "M" "Q" edge create "NR" straight "N" "R" C C /Tao mat R L T face create "Face1" wireframe "KH" "AH" "AK" real face create "Face2" wireframe "AH" "AB" "B1" "12" "23" "3C" "C4" U D "45" "56" "6D" "DE" "EI" "HI" real face create "Face3" wireframe "EI" "EJ" "IJ" real face create "Face4" wireframe "GA" "EF" "FG" "AK" "EJ" "JK" real face create "Face5" wireframe "KO" "KH" "HL" "OL" real face create "Face6" wireframe "HL" "HI" "IM" "LM" real face create "Face7" wireframe "IM" "IJ" "JN" "MN" real face create "Face8" wireframe "KO" "JK" "JN" "NO" real face create "Face9" wireframe "LP" "OL" "OS" "SP" real face create "Face10" wireframe "MQ" "LM" "LP" "PQ" real face create "Face11" wireframe "NR" "MN" "MQ" "QR" real face create "Face12" wireframe "NR" "NO" "OS" "RS" real /Gop mat face merge "Face1" "Face2" mergelower face merge "Face1" "Face3" mergelower face merge "Face1" "Face4" mergelower face merge "Face5" "Face6" mergelower face merge "Face5" "Face7" mergelower face merge "Face5" "Face8" mergelower face merge "Face9" "Face10" mergelower face merge "Face9" "Face11" mergelower face merge "Face9" "Face12" mergelower /Chia diem tren doan thang C C R L T U D edge picklink "AB" "B1" "12" "23" "3C" "C4" "45" "56" "6D" "DE" "EF" "FG" "GA" edge mesh "AB" "B1" "12" "23" "3C" "C4" "45" "56" "6D" "DE" "EF" "FG" "GA" successive ratio1 size 0.001 edge picklink "KH" "HI" "IJ" "JK" edge mesh "KH" "HI" "IJ" "JK" successive ratio1 size 0.002 edge picklink "LM" "MN" "NO" "OL" edge mesh "LM" "MN" "NO" "OL" successive ratio1 size 0.05 edge picklink "PQ" "QR" "RS" "SP" edge mesh "PQ" "QR" "RS" "SP" successive ratio1 size 0.15 /Tao luoi face mesh "Face1" pave size face mesh "Face5" triangle size face mesh "Face9" pave size /Dieu kien bien physics create "MCN" btype "WALL" edge "AB" "B1" "12" "23" "3C" "C4" "45" "56" "6D" "DE" "EF" "FG" "GA" physics create "DK_VAO" btype "VELOCITY_INLET" edge "SP" physics create "BIEN_TREN" btype "WALL" edge "PQ" physics create "BIEN_DUOI" btype "WALL" edge "RS" C C physics create "DK_RA" btype "PRESSURE_OUTLET" edge "QR" /Tao vung R L T U D physics create "vung1" ctype "FLUID" face "Face1" physics create "vung2" ctype "FLUID" face "Face5" physics create "vung3" ctype "FLUID" face "Face9" / Xuat file export fluent5 "0.2.msh" nozval C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T ... Trang Hình 1.1 Hình 1.2 - Hình 1.3 Hình 1.4 - Hình 1.5 14 Hình 1.6 Hình 2.2 Hình 2.4 Hình 2.5 C C R L T Hình 2.1 Hình 2.3 U D 16 21 21 22 22 23 Hình 2.6 24 Hình 2.7 26 Hình 2.8 27 Hình 2.9 Hình. .. -D ốn Flutter 28 39 Hình 3.2 41 Hình 3.3 41 Hình 3.4 L 42 Hình 3.5 42 Hình 3.6 43 Hình 3.7 43 Hình 3.8 47 o Hình 3.9 48 Hình 3.10 49 Hình 3.11 can 49 Hình 3.12 50 Hình 3.13 51 C C R L Hình 3.14... D Hình 3.15 Hình 3.16 51 52 52 Bi Hình 3.17 53 Hình 3.18 53 Hình 3.19 55 Hình 3.20 57 Hình 3.21 58 Hình 3.22 58 Hình 3.23 58 Hình 3.24 59 Hình 3.25 60 Hình 3.26 60 Hình 3.27 62 Hình 3.28 trí lan