C ÂAv, ^ , A/ A, vf ^
1 C\C\AA \ , U U 4
3.1. Thur nghiem dong vdi cau
Tir cac bieu thu:c (2.2.13) ta nhan thay mudn xac dinh he sd dong luc cau ta
phai xac dinh dupe cac dai lupng: tdc dp di dong v, tan sd rieng co va he sd can h cua
dim caụ Van tdc cua vat the di dong da dupe xac dinh khi chiing ta tien hiknh thir
nghiem. Chi con hai tham sd con lai phai xac dinh bang sd lieu dọ Cd nhieu phucmg phap thu nghiem dong vdi cau de cd the do dac dupe cac tham sd tren.
Trong thir nghiem dong cd the sir dung tai trpng di dong hoac tai trpng xung. Thijr tai trpng xung cho phep xac dinh mot each hieu qua tan sd dao dong rieng va he sd can dao dong. Tai trpng xung cd the tac dung theo phuong thang dung hoac theo phuong nam ngang. Tai trpng xung theo phuong thang dung ap dung cho tat ca cac nhip con tai trpng xung theo phuong nam ngang chi thir đi vdi nhiimg cau cd dp cimg nam ngang yeụ Thiet hi do dupe dat gan vi tri kich dong. Thir nghiem dong sir dung tai di dong, thiet bi do ghi thudng lap tai nhirng diem cd dp vong idn nhat cd the ghi dupe bieu đ dp vong ma tir đ cd the xac dinh tan sd va bien dp dao dong cudng bu:c ciia ket cau nhip va he sd dong luc hpc.
PhSn sau day trinh bay phuong phap thir nghiem dong dang dupe ung dung. Cong viec thuc hanh thir nghiem dong cd the xem xet theo cac khia canh sau: cac phuong phap kich dong cau, sir dung cac thiet bi do ghi dao dong va cac yeu cau đi vdi thir nghiem dong.
3.1.1. Cdc phuang phdp kich dong
Muc dich cua thir nghiem dong la do dac cac thong sd dap lai ciia cau khi chiing ta tien hanh thir nghiem vdi cac loai taị Tai cd the xac dinh dupe (nhu sir dung thiet bj rung hay go) hay ngau nhien (sir dung ngay chinh nhimg tac dong ciia mdi trudng thuc te nhu giao thong tren cau).
*Phuong phap sir dung kich dong tu nhien
Day la phuong phap thir nghiem dong cau d(tn -v^n nhai tu> khong su dung
thiet bi kich dong nhung do dupe phan ung cua cau trtMig dicu kicn lam xicc hinh
thudng. Kich đng d day la do cac phuong tien tham gia giao thong tren cau va sue gid thdị iTu diém cua phuong phap la khong phai tam dimg viec giao thong tren cau va khOng edn diing den cac thiet bi dat tien de thir nghiem va dac biet quan trpng đi vdi nhung cdu Idn cd nhip dai rat khd cho viec kich dong bang thiet bi va viec tam dimg giao thong tren cau la khd khan.
Tuy nhien, phuong phap nay ciing cd mot sd han chẹ Ve mat ly thuyet. kich dong tu nhien se la "on trang" ngau nhien cd cudng dp kich dong khong đi tren khoang tdn sd dao dong can do nhung trong thuc te nd anh hudng Idn tdi mot sd tan sd nhat dinh. Bdi vi nhung kich dong dau vao khong the do dac dupe, nhihig dao dong nhu vay khong the dua vao xem xet trong luc phan tich. Neu cau cd luu lupng giao thong Idn, nhung dao dong gay anh hudng nay se la tdi thieụ
Mot han che khac nira la tinh chat dong ciia cac phuong tien tham gia giao thong cung anh hudng tdi ket qua dọ Neu cau ngan, khdi lupng va he sd can ciia cac phuong tien giao thong se lam sai lech dang ke ket qua dọ Sau khi so sanh kich dong anh hudng va kich dong tu nhien ciia mot xe tai di dong trong phdng thi nghiem ngudi ta da ket luan su cd mat ciia xe tai khong anh hudng den tan sd rieng va dang rieng nhung da thay đi gia tri he sd can do dupẹ
Ndi chung, phuong phap sir dung kich dong tu nhien thich hpp sir dung cho
cau cd nhip trung binh trd len va dac biet la nhjp dai (Idn hon 70 m).
*Phuong phap gay kich dong bang each tha roi khdi nang
Phuong phap kich dong nay diing mot khdi nang tac dong len caụ Khi khdi nang dupe tha roi, cau dao dong va ket qua cd the dupe ghi laị Ngudi ta da kich
dong cau bang each treo mot vat khdi lupng nang ben dudi va sau do cho vat đ roị
Do cau d phia tren mat nude nen viec tha roi khdi nang khong gay nguy hiem cho caụ Ngudi ta cung da thir nghiem tac dong ket hpp ca phuong dung va phuong ngang dimg mot biia thuy dong dupe gan vdi nen va chay theo dudng cheo hudng
len phia mep caụ Ngudi ta con dung each di cho hai ngudi nhay ra khdi mot chd
ngdi treo tir cau danh cho ngudi di bp. Trong trudng hop nay, viec kiem soat kich dong khong phai la de dang.
Tdm lai, phuong phap gay kich dong bang each tha nti khdi nang khong phai la hoan toan tdt. Tha cac vat nang Idn cd ihc gay nguy hicm va vice ap dung gay kich dong bang biia thuy dong đi hdi thiet bi cong kcnh va dai ticn. Thucmg ihutmg
chi cd duy nhát mot di^m dupe kich dong do cong viec sap dat thir nghiem khd khan.
*Phuong phap kich dong rung
Kich dong bang each rung dupe sir dung rpng raị May rung cd the la dong co
thuy luc hay dien dong luc cd the tac dong mot luc tdi da trong khoang tir 5kN den
90kN. Nhieu may rung cd the kich dong vdi cac kich dong cd dang ham hinh sin
hay dupe lap trinh d^ thuc hien kich dong theo dang ham la doan cong hinh sin hoac la cac kich dong ngSu nhien nam tren khoang tan sd dao dong can nghien cuụ
Cac may rung sir dung hieu qua nhat neu khdi đu cau dupe kich dong vdi cac kich dong theo dang ham la doan cong hinh sin hoac la cac kich dong ngau
nhien va sau do cac tan sd quan trpng hon dupe do can than hon vdi kich dong cd
dang ham hinh sin.
Nhupe diem ciia phuong phap nay la tdn kern, va do cac thiet bj nang ne nen khd dich chuyen thiet bi den cac vi tri khac nhau tren caụ
*Phuong phap kich dong bang va cham
Thir nghiem bang va cham ndi chung la tac dong vao cau mot khdi Imrng thudng la do sir dung buạ Phuong phap nay hay dupe sir dung vi de sir dung, re va gpn.
Tdt nhat la luc tac dong vao cau dupe do bang may ghi cudng dp luc gan tren mat biia, nhung mot gia tdc ke d mat sau cua dau bua cung dupe sir dung. Luc cd the tinh dupe bang each nhan gia tdc do dupe vdi khdi lupng ciia dau buạ Tuy nhien, hai ngudn sai sd thuoc ve viec do gia tdc de tinh cudng dp luc cua buạ Ngudn thu nhat do khdi lupng rat khd xac dinh chinh xac trong khi ngudn sai sd thu hai la viec gia tdc ke ghi ca dao dong cua can biia ma dao dong nay cd the lam sai lech ket qua do cudng dp lire kich dong.
Mac dii cd nhirng han che nhu vay nhung mot gia tdc ke ket hpp vdi mot may ghi cudng dp luc la each tdt nhat de do Iuc kich dong. Gia tdc ke cd the sir dung de do Iuc quan tinh gay ra bdi khdi lupng ngoai phan do dupe cua may ghi cudng dp luc.
*ThLr nghiem dong sir dung tai trpng di dong
Theo Nguyen Nhu Khai [4]. thiet bi d(. ghi thudng lap lai nhung diem cd do vong Idn nhat khi su dung tai trong di dong qua caụ Tren cac h.cu do gh. duoc phạ
ghi ro ty le khuech dai bien dang, sd hieu Ian tai trpng chay \'ao cau, hudng \'a tdc
do chuyen đng cua tai trpng đng thdi cd gang ghi duoc ca tren bieu d6 thdi diém
tai trpng di vao cdu va ra khdi cau cQng nhu khi di qua nhirng diem dac trung nhat nhu gdi, khdp w... d^ thuan tien cho viec nghien cuụ
3.1.2. Cdc dung cu, thiet bi do ghi
Den nay, cac thiet bi do ghi phd bien trong viec thir nghiem cau la gia tdc ke va may ghi chuyen vi, may do bien dang, may do dia am, may do dia chan ciing dupe sir dung.
Gia tdc ke hay dupe sir dung vi nd hoat dong dupe tren mot dai rpng cac tan sd va de lap dat. Do gia tdc tdi da ghi dupe trong thir nghiem dong cau thudng dudi
0.5g nen gia tdc ke vdi khoang ±1.0g la rat thich hpp.
Sir dung may do bien dang thudng khong thich hpp vi ba ly dọ Thú nhat bién dang khong phai la dai lupng sir dung thuan tien trong thir nghiem dong cau vi thii tuc phan tich sd lieu sir dung cac ket qua chuyen vi, van tdc va gia tdc. Thur hai kei
qua bien dang phu thuoc vao gia tri dia phuong ciia khdi luctng va d6 cung va dieu
nay khong the hien tinh chat cua toan bp cau truẹ Cudi ciing, rat khd khan cho viec lap dat may do bien dang tai hien trudng.
Sir dung may ghi chuyen vi cung la rat tdt nhung nd lai cd quan tinh tuctng
đi Idn rat khd cd the xac dinh dmc tai hien trudng. Ngudi ta dua ra phuong phap sir
dung laser de do nhimg chuyen vi Idn tranh dupe anh hudng quan tinh nhung thiet bi cd gia thanh caọ
3.1.3. Cdc yeu cdu doi vai thu nghiem dong
Cac yeu cau dudi day dupe ung dung chii yeu cho nhOrng phuong phap sir dung Iuc de kich dong nhu va cham, rung va tai trpng xung.
Thir nghiem dong phai do dupe cac tan sd phan ling cOng nhu kiem soat dupe chat luong cua sd lieụ Cac yeu cau sau can dupe thoa man:
(i)Tinhchat tuyen tinh
Cau nen dupe kich dong d cac bien dp khac nhau dc kiem tra ifnh chat tuvcn tinh. Ngudi ta thay rang he sd can cua cau bien thien theo bien do kich dong.
(ii) Tinh chat lap
Ddi vdi mdi td hpp thuc hien kich dong va do ket qua dap lai nen thuc hien thii nghiem vai Ian de kiem tra rang thii nghiem la cd lap laị
(iii)Tinh dao nhau
Tinh dao nhau cd the ki^m tra dupe bang each tinh toan hai ham tan sd chuyen đi giQa hai diem A va B; trudc het kich dong tai A va do tai B sau đ kich
dong tai B va do tai A, cac ham tan sd thu dmc phai la đng nhat.
(iv)Thay đi dieu kien
Neu dieu kien moi trudng thay đi dang ke trong qua trinh thir nghiem ihi cdn thuc hien nhirng thay đi cd the trong cac tham sd do ma cd anh hudng cua moi trudng.
Di do cac tan sd phan ung dap lai, can sir dung ludi cac vi tri kich dong vao
vi tri dọ Muc dich chinh cua viec do tan sd dap lai tai nhieu vi tri la di xac djnh cac dang rieng. Di dinh nghla mot dang, sd diem do can thiet cd the xac dinh bang each
xet mot dang mot chieu vdi bude sdng:
X=2L/n
trong đ L la chieu dai ciia cau, n la sd thií tu ciia dang. Gia sir rang khoang each thuc té tdi da giira cac vi tri dọ Ax, la mot nua tri sd cue dai dupe cho bdi tieu chuan
Nyquist trong viec lay mau thi;
Ax <XI4 = LI2n ^
va sd vi tri can do  la:
N = LIAx-l>2n-l
Vi du de do 3 dang dau tien cua cau tru don gian. phai can it nhai 5 diem dọ Neu
yeu cau dp chinh xac cao, sd diem do cd the tang len.
Thii tuc tuong tu co the sir dung di tim sd diém do can thiei theo ca phuang ngang. Neu can tim 3 dang dau theo ca hudng nay can sir dung mot ludi 5.v5 cho
mdi nhip.
3.2. Cac dai lupng do dac dupe
Cac dai lupng do dac dupe bao gdm: tan sd rieng co, he sd can // va dang dao dong rieng 0. Nhu da chi ra d phan ircn. cac dai tuong do dac duoe nhani muc dich
tinh toan he sd dong Iuc hoc bao gdm: tan sd ncng N a he so can.
3.2.1. Tdn so rieng
Tren đ thi cua phd do dupe SJo),x) nhu la ham cua co đi vdi mot diém do
nao đ X, hoanh dp cua cac dinh Ian lupt tir trai sang phai la cac tan sd rieng tang d^n. Sd lupng dinh, dp cao ciia dinh va ngay ca hoanh dp ciia dinh cd the phu ihuoc
rat nhieu vao diem do do ve mat toan ho phd bien dp la ham ciia hai bien co va x vi vay cac tham sd cua cue tri dia phuong theo co hien nhien la se phu thuoc .v.
Ve phuong dien co hpc, dao dong do dupe phu thuoc rat nhieu vao diem do, vi du neu diem do dat vao niit cua dang nao đ thi tan sd tuong ung se khong xuat hien. Can cu vao dac diem quan trong nay ciia he phan bd ma chung ta cd the sir dung de lua ehpn cac dinh gan dung nhat theo ket qua phep do d cac vj tri khac
nhaụ Tan sd co do dupe se chinh xac nhat tai diem do ma d đ theo ly thuyet dang
rieng thii-y dat cue dai va cac dang khac dat cue tieụ Trong thuc te la cd the chi can
thoa man mot trong hai dieu kien va xem xet nhimg dang vdi C0i^<(0, hoac nhurng tan
sd gan o;^ nhat do anh hudng qua lai giira cac dang cang nhd khi chiing cang xa nhau
hoac khi tan sd cang Idn. Nhu vay, tir đ thj cua phd bien dp do d\xqc la cd the xac
dinh gan dung tan sd rieng.
3.2.2. He so can
He sd can ung vdi tan sd rieng nao đ chinh la dai tan cho qua ciia tan sd đ va mo ta dp nhpn cua dinh tuong úng. viec tinh toan dp nhpn ciia mot dinh nao đ tren đ thi cho trudc ed the thuc hien theo hai phuong phap sau day:
ỊGia sir ham sd S{co} dat cue tri dia phuong tai cô tuc la:
S(o)o) = max S(co) = S(,
Iuc đ S(a)) se dat cue tieu tai coj va CO2 vdi ojj <coo va C02>c0o Ta tinh dai lupng:
A= — \S(co)dco
^0 O)
A- dac trung cho dp nhpn ciia dinh 5^ va he sd can se dupe tinh bang cong thúc A
A, =
<ọ
2.Tren đ thi ham S{co), ke dudng thiing song song vdi true hoanh cat true lung tai diem f 7/2j5,j. nd se cat đ thi lai hai diem cọ va 10.. Hien nhien oj <(o„
va 0}.>o}(), Iuc đ:
2ft^,
Ca hai phuong phap nay deu dua tren nguyen ly nang lupng. Phuong phap 1 cho ket qua chinh xac hon nhung lai cd sai sd khi phai tinh tich phan sd. Phuong phap 2 each tinh nang lupng khong chinh xac nhung lai don gian khong gap sai sd tich phan. Trong thuc te cd the ap dung phuong phap thu 2. He sd can tinh cho mot tan
sd nao đ cung phu thuoc vao diem do x. Tuy nhien, do he sd can nhd nen anh
hudng rat nhd, ta ed the ehpn gia tri trung binh cho cac diem do khac nhaụ 3.3. Tinh he sd dpng ciia dam cau tir sd lieu do
Theo cac ket qua cua muc 2.3 trong chuong 2, ta nhan thay anh hudng ciia khdi lupng tai trpng len he sd dong dam cau la khong Idn. Trong thuc id tinh toan, de cho don gian thay vi phai tinh loan them phan anh hudng cua khdi lupng ta cd th^ bd qua coi nhu tinh loan vdi tai trpng hang so di dong. He sd dong dilm ciiu dupe tinh theo cong thúc (2.2.13) nhu sau:
7 + /7 = , ^ ^ (3.3.1)
^ii-yy^'-^^sm TDC,
co; '
v5i y2 ^ ^ ; : ^ = v^ ; = M,; .Vfj la vi tri ciia tai trong dat ircn ' (o;^ ' / IpF + m
dam, 1 la chieu dai ciia dam.
Ddi vdi tan sd rieng co,, he sd can h, cd thé xac dinh nhd sd lieu do nhu da