3. tiến hành thí nghiệm 1 CáC VấN Đề CHUNG
3.5.1. những vấn đề chung
Thông th-ờng nhất là sử dụng các xe ô tô thử hoặc đoàn tầu thử để thử động đối với cầu. Công tác này cho phép xác định tần số và biên độ dao động c-ỡng bức của kết cấu nhịp và hệ số xung kích lớn nhất, phát hiện ra các vị trí yếu của kết cấu và điều kiện thông xe an toàn nhất hoặc bất lợi nhất của cầu.
Các tác động của hoạt tải phụ thuộc vào đặc tr-ng động học của chính hoạt tải đo và mức độ giống nhau của tần số dao động do hoạt tải này gây ra với tần số riêng của kết cấu nhịp.
Các thực nghiệm cho thấy hầu nh- chu kỳ dao động c-ỡng bức của kết cấu nhịp trùng vời chu kì dao động riêng của tải trọng. Dao động của ô tô có thể coi nh- dao động của một vật nặng trên lò xo. Qua thí nghiệm nhiều loại ô tô ng-ời ta thấy chu kì dao động của khung xe, th-ờng trong khoảng 0,26 - 0,43 giây dao động phần d-ới lò xo là 0,08 - 0,13 giây. Dao động riêng của ô tô gây ra lần l-ợt chu kì các lần v-ợt tải và giảm tải cho kết cấu cầu, đó chính là nguyên nhân gây ra dao động c-ỡng bức. Đối với cầu nhịp ngắn thì dao động đó lại xuất hiện chủ yếu do dao động của phần bên d-ới lò so xe.
Tác dụng động học khi xe xích qua cầu đ-ợc gây ra bởi các va đập nhịp nhàng của các đốt bánh xích trên mặt cầu, va đập của các chôt bánh xích và của phần khối l-ợng bên trên lò so. tần số dao động của các đốt bánh xích phụ thuộc vào tốc độ xe xích.
Các thực nghiệm cho thấy một xe ô tô hoặc một xe xích qua cầu thì gây tác dụng động học lớn hơn khi cả đoàn xe ô tô đó qua cầu. Vì vậy ng-ời ta lấy tải trọng để thử động cầu chỉ là một xe ô tô nặng hoặc một xe ô tô chạy qua cầu với lần l-ợt các tốc độ khác nhau.
Trên các cầu có độ cứng nằm ngang nhỏ trong h-ớng dọc cầu, ví dụ cầu khung có trụ mảnh nên thử một xe chạy rồi hãm đột ngột trên cầu. Trên các cầu có độ cứng nằm ngang nhỏ (cầu hẹp, cầu khung cao, cầu treo) cũng nên thử tải động bằng các tải trọng ngang nằm ngang đ-ợc tạo ra bằng cách quay xe xích trên mặt cầu.
Các đặc tr-ng động học của mỗi lần thử động đ-ợc ghi lại nhờ các máy đo động đ-ợc đặt ở những vị trí có độ võng lớn nhất. Các máy ghi dao động lên băng giấy hoặc lên phim, lên băng từ.
Các máy đo những chuyển vị thẳng theo thời gian gọi là các vibromet còn máy đo chuyển vị góc theo thời gian gọi là torsiômet.
Các máy đo quan hệ giữa biên độ và tần số dao động với tốc độ xe chạy gọi là các máy đo biên độ hoặc máy đo tần số.
Có hai nguyên tắc để đo dao động là nguyên tắc động học và nguyên tắc động lực học. Theo nguyên tắc thứ nhất thì máy đo d-ợc liên kết cứng với một hệ cố định độc lập bên ngoài và trị số chuyển vị của kết cấu đang dao động đ-ợc đo trực tiếp. Theo nguyên tắc thứ hai thì khi không thể tạo ra đ-ợc một hệ cố định thực ng-ời ta đo chuyển vị so với một hệ cố định qui -ớc, đó là một khối nặng gắn trên lò so.
Các máy đo động có thể đ-ợc phân thành ba nhóm là: kiểu cơ, kiểu điện, kiểu quang. Trong các máy đo kiểu cơ thì việc ghi lại sự thay đổi biến dạng đ-ợc thực hiện nhờ các bộ phận cảm biến (đattric) và ghi hay nhìn lên năm hiệu sóng của máy hiệu sóng (oxylograph).