Phân tích Dao động và Kiềm chế Dao động của Cầu treo Dân sinh Dây văng

Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiờn cứu cỏc đặc trưng dao động của cầu treo dõy vừng dõn sinh dựa vào mụ hình thực nghiệm và kết quả đo đạc dựa trên phương pháp nhận dạng dao động và phương pháp xử lý mô hình tính toán dao động. - Đề xuất phương pháp cập nhật mô hình (finite element model updating method) để xỏc định cỏc tham số bất định của cầu treo dõy vừng dõn sinh với độ chính xác cao.

Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương pháp giảm dao động, từ đó lựa chọn và áp dụng trên công trình cầu treo thực tế. - Thực hiện thử nghiệm trên thực tế để kiểm chứng tính chính xác và hiệu quả của mô hình số và các biện pháp kiểm soát dao động.

Ý nghĩa khoa học và thực tiến của nghiên cứu

- Xây dựng mô hình số cho CTDVDS dưới tác động của tải trọng và tính toán dao động của cầu. Kết quả của luận án có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo hữu ích cho lĩnh vực giám sát sức khoẻ công trình.

DAO Đệ̃NG TRấN CẦU TREO DÂY VếNG DÂN SINH VÀ

Giới thiệu một số biện pháp tăng cường kết cấu 1. Tổng quan một số biện pháp

Trong điều khiển dao động cho kết cấu xây dựng công trình, có hai xu hướng thường được áp dụng; hướng thứ nhất là điều khiển ứng xử kết cấu thông qua việc cải tiến đặc tính hình học của chính các bộ phận kết cấu như sử dụng cấu kiện có đủ cường độ, tăng độ cứng của cấu kiện, tăng tính đàn hồi, và do vậy mà tăng khả năng chịu tác động nhạy cảm như gió và động đất. Giảm chấn bị động đặc biệt có ưu điểm là khụng dựng năng lượng từ bờn ngoài cung cấp như điện nờn hiệu quả thấy rừ khi mất điện đặc biệt rất hay xảy ra khi gặp thiên tai như động đất, bão lũ v.v… Các thiết bị bị động được biết đến bao gồm: cách chấn (Base Isolation), giảm chấn dùng khối lượng (tuned mas damper - TMD), giảm chấn dùng chất lỏng (tuned liquid damper, viết tắt là TLD), giảm chấn dùng kim loại, giảm chấn nhớt và giảm chấn ma sát. Hình 2-5: Mô tả các mô hình tính toán sự làm việc chung của kết cấu và các loại giảm chấn khác nhau (giảm chấn kiểu bị động, kiểu bán chủ động, kiểu chủ động). Tùy theo yêu cầu giảm dao động cho các bộ phận kết cấu dưới các tác động động học khác nhau mà linh hoạt áp dụng các loại thiết bị điều khiển dao động kể trên cho phù hợp. a) Nguyên lí làm việc của thiết bị giảm chấn. Có hai loại hệ thống thiết bị giảm chấn là hệ thống chủ động và hệ thống bị động. Ngoài ra, còn có hệ thống trung gian là hệ thống giảm chấn bán chủ động. Các hệ thống này còn được chia nhỏ dựa trên nguyên lý làm hao tán năng lượng của chúng cũng như các yêu cầu của hệ. b) Phương thức làm việc của các thiết bị giảm chấn.

NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI DAO ĐỘNG, CẬP NHẬT Mễ HèNH CHO CẦU TREO DÂY VếNG DÂN SINH NA XÁ

Mô hình số và thí nghiệm đo đạc cầu trước khi tăng cường 1. Mô hình phần tử hữu hạn

Thí nghiệm đo đạc đặc trưng dao động cầu treo Na Xá trước tăng cường Nhằm xác định đặc trưng dao động như tần số và hình thái dao động của cầu treo Na Xá trước tăng cường, một hệ thống thu thập và phân tích dữ liệu đo dao động đã được triển khai. Từ Bảng 3-4 và Hình 3-16 ta có thể thấy rằng đối với cầu treo Na Xá trước tăng cường, tuy tần số dao động giữa mô hình PTHH và kết quả đo còn có sự sai khác, sự đồng nhất về hình thái dao động đã cho thấy sự chính xác về dạng dao động của mô hình trên. Điều đó cũng cho thấy rằng hiện tượng mode lắc ngang xuất hiện từ rất sớm đối với cầu treo Na Xá trước khi tăng cường, điều này gây ảnh hưởng đến độ ổn định của kết cấu, từ đó có thể gây ra những khó khăn cho người và phương tiện qua lại trên cầu.

ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG CHO KẾT CẤU SAU KHI CẬP NHẬT

Đề xuất giải pháp tăng cường cầu treo Na Xá

Vì vậy cần thiết phải đảm bảo độ cứng của mặt cầu, để từ đó đảm bảo được độ cứng chung của toàn kết cấu (đối với cầu treo Na Xá, thiết kế ban đầu sử dụng mặt cầu bằng gỗ với kích thước mỏng, vì vậy độ cứng của mặt cầu là không đảm bảo, vì vậy NCS đề xuất gia tăng độ cứng của mặt cầu bằng cách, thay thế mặt cầu bằng gỗ bằng mặt cầu thép). Thứ ba: do đặc điểm độ cứng thấp, đặc biệt là độ cứng theo phương ngang cầu, dưới tỏc dụng của cỏc tỏc động, điển hỡnh như lực của giú, cỏc cầu treo dõy vừng thường chịu các dao động bất lợi theo phương ngang cầu đầu tiên, sau đó sẽ xuất hiện các hình thái dao động xoắn và làm hư hỏng, thậm chí là phá huỷ cầu, ví dụ như sự cố sập cầu Tacoma năm 1940 [76]. Mặt khác, từ những kết quả phân tích động, ta có thể thấy rằng với phương ỏn tăng cường số 2 kết cấu sau khi được tăng cường đó cú sự thay đổi rừ rệt về mặt độ cứng, được thể hiện qua giá trị gia tăng của tần số dao động của 5 hình thái dao động đầu tiên cũng như là gia tăng độ cứng về tổng thể là 17.85% trong khi đó phương án 1 đối với 2 khoang và 10 khoang chỉ tăng 4.73% và 5.49%.