Báo cáo khoa học: Một số kết quả nghiên cứu dao động uốn phi tuyến của cầu dây văng chịu tác dụng của hoạt tải khai thác

Bài báo giới thiệu một số kết quả nghiên cứu mô hình bài toán dao động uốn của cầu dây văng chịu tác dụng của đoàn tải trọng ôtô di động có xét tới ảnh h-ởng của các tham số phi tuyến. Kết quả nghiên cứu đ-ợc đối chiếu với kết quả tính toán theo mô hình bài toán dao động đàn hồi tuyến tính t-ơng ứng và kết quả thực nghiệm tại một số công trình cầu dây văng trên thực tế....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "Một số kết quả nghiên cứu dao động uốn phi tuyến của cầu dây văng chịu tác dụng của hoạt tải khai thác" Mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu dao ®éng uèn phi tuyÕn cña cÇu d©y v¨ng chÞu t¸c dông cña ho¹t t¶i khai th¸c TS. Hoµng hµ Bé m«n C«ng tr×nh Giao th«ng TP - §H GTVT ThS. NguyÔn §øc Tïng Bé m«n CÇu - HÇm - §H GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o giíi thiÖu mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu m« h×nh bμi to¸n dao ®éng uèn cña cÇu d©y v¨ng chÞu t¸c dông cña ®oμn t¶i träng «t« di ®éng cã xÐt tíi ¶nh h−ëng cña c¸c tham sè phi tuyÕn. KÕt qu¶ nghiªn cøu ®−îc ®èi chiÕu víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo m« h×nh bμi to¸n dao ®éng ®μn håi tuyÕn tÝnh t−¬ng øng vμ kÕt qu¶ thùc nghiÖm t¹i mét sè c«ng tr×nh cÇu d©y v¨ng trªn thùc tÕ. C¸c phÇn mÒm tÝnh to¸n VICABLE-1 vμ VINONLINE-2 cã thÓ trî gióp c«ng t¸c thiÕt kÕ vμ tÝnh to¸n kiÓm tra n¨ng lùc chÞu t¶i cña c¸c c«ng tr×nh cÇu d©y v¨ng ®ang khai th¸c. Summary: The article presents some results achieved from a study on dynamic behaviours of cable - stayed bridges under moving vehicles with regard to influences of parameters of the dynamic behaviours. The results are compared with those calculated on the corresponding model and on-spot results at some actual cable - stayed bridges. Software packages VICABLE 1 and VICABLE 2 can facilitate designing and calculating load capacity of the cable - stayed bridges in operation. I. §Æt vÊn ®Ò Trong [1] ®· nghiªn cøu m« h×nh bµi to¸n dao ®éng uèn cña cÇu d©y v¨ng chÞu t¸c dông cña ®oµn t¶i träng «t« di ®éng víi giíi h¹n trong bµi to¸n dao ®éng ®µn håi tuyÕn tÝnh. KÕt qu¶ nghiªn cøu ®· cho phÐp kh¶o s¸t trong ph¹m vi réng tr¹ng th¸i dao ®éng cña kÕt cÊu nhÞp cÇu d©y v¨ng víi s¬ ®å cÇu ®a d¹ng chÞu t¸c dông cña ®oµn xe t¶i cã sè l−îng, t¶i träng, vËn tèc vµ cù ly xe bÊt kú. ThuËt to¸n cïng c¸c phÇn mÒm tÝnh to¸n ®· cho c¸c kÕt qu¶ vÒ ®é vâng, øng suÊt ®éng lùc t¹i c¸c vÞ trÝ vµ ë mäi thêi ®iÓm cÇn nghiªn cøu. Ngoµi ra cßn cho c¸c gi¸ trÞ t−¬ng øng vÒ néi lùc ®éng trong c¸c d©y v¨ng hay chuyÓn vÞ ngang cña th¸p cÇu t¹i c¸c ®iÓm neo d©y. Tuy nhiªn, néi dung nghiªn cøu nªu trªn cßn ch−a ®Ò cËp ®Õn mét sè vÊn ®Ò liªn quan, trong ®ã cã ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè phi tuyÕn ®èi víi tr¹ng th¸i dao ®éng vµ c¸c hiÖu øng ®éng lùc trong hÖ. §iÒu nµy lµ nguyªn nh©n lµm cho c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm cßn cã sù chªnh lÖch ë møc ®é ®¸ng kÓ (tõ 9 ®Õn 17%). ViÖc xÐt ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè phi tuyÕn nh»m n©ng thªm møc ®é tiÖm cËn thùc tÕ cña m« h×nh tÝnh to¸n, lµm c¬ së cho viÖc ph©n tÝch tr¹ng th¸i dao ®éng cña d¹ng kÕt cÊu cÇu d©y v¨ng trong thùc tÕ. II. ¶nh h−ëng cña mét sè yÕu tè phi tuyÕn trong bμi to¸n dao ®éng cÇu d©y v¨ng Nghiªn cøu c¸c c¬ hÖ phi tuyÕn trong thùc tÕ cho thÊy mét c¬ hÖ dao ®éng bÊt kú th−êng do 3 yÕu tè tæ hîp: + Khèi l−îng cña c¬ hÖ + HÖ sè c¶n cña m«i tr−êng trong ®ã c¬ hÖ dao ®éng. + HÖ sè cøng vµ gi¶m chÊn cña c¸c gèi ®ì. TÝnh chÊt phi tuyÕn trong dao ®éng cña c¬ hÖ cã thÓ do mét, hai hay c¶ ba yÕu tè trªn quyÕt ®Þnh. M« h×nh ®¬n gi¶n nhÊt cña mét c¬ hÖ dao ®éng chÞu ¶nh h−ëng phi tuyÕn do gèi ®ì cã ®é cøng thay ®æi ®ét ngét thÓ hiÖn trªn h×nh 1b. Trong thùc tÕ cßn cã cÊu t¹o nh÷ng c¬ hÖ cã ®é cøng thay ®æi mét c¸ch liªn tôc vÝ dô nh− m« h×nh c«ng-x«n cã ®é cøng chèng uèn thay ®æi liªn tôc do cÊu t¹o ®Æc biÖt ë ngµm trªn h×nh 2a. H×nh 1. M« h×nh hÖ gèi ®ì cã ®é cøng thay ®æi ®ét ngét. H×nh 2. M« h×nh c¸c gèi ®ì cã ®é cøng thay ®æi liªn tôc Trªn h×nh 2b m« t¶ cÊu t¹o mét lß so xo¾n cã cÊu t¹o h×nh nãn côt, khi chÞu t¸c dông cña lùc P theo ph−¬ng th¼ng ®øng, c¸c vßng lß so phÝa d−íi sÏ bÞ Ðp s¸t khiÕn ®é cøng cña lß so t¨ng dÇn, ®å thÞ trªn h×nh m« t¶ quan hÖ biÕn d¹ng Δ(t) cña lß so víi lùc t¸c dông thay ®æi P(t). Theo nghiªn cøu cña §uy-phinh vµ mét sè t¸c gi¶ kh¸c quan hÖ lùc - biÕn d¹ng nªu trªn cã d¹ng mét hµm bËc 3. Dao ®éng cña kÕt cÊu nhÞp cÇu d©y v¨ng lµ tæng hîp dao ®éng cña c¬ hÖ hçn hîp gåm dao ®éng cña c¸c xe «t« vµ dao ®éng cña kÕt cÊu nhÞp cÇu d©y v¨ng (h×nh 3). X i(t) 0 H×nh 3. M« h×nh dao ®éng cña cÇu d©y v¨ng chÞu t¸c dông cña ®oμn ho¹t t¶i khai th¸c. Trong bµi to¸n dao ®éng ®µn håi tuyÕn tÝnh ®· x©y dùng m« h×nh t¶i träng xe gåm c¸c khèi l−îng ®Æt trªn c¸c lß so ®µn håi cã ®é cøng kh«ng ®æi. Nh− vËy ¸p lùc cña ho¹t t¶i truyÒn xuèng mÆt cÇu sÏ tû lÖ tuyÕn tÝnh víi ®é biÕn d¹ng theo ph−¬ng th¼ng ®øng cña nhÝp xe. Thùc tÕ do cÊu t¹o ®Æc biÖt cña hÖ nhÝp vµ lèp xe «t«, c¸c tham sè ®é cøng cña c¸c bé phËn nµy còng thay ®æi kh«ng theo quy luËt tuyÕn tÝnh. Trªn h×nh 4 giíi thiÖu biÓu ®å thay ®æi ®é cøng cña nhÝp vµ lèp tïy thuéc vµo ®é lín cña t¶i träng t¸c dông theo ph−¬ng th¼ng ®øng vµ ®é biÕn d¹ng cña nhÝp vµ lèp cña mét sè lo¹i «t« l−u hµnh kh¸ phæ biÕn ë ViÖt Nam. Nh− vËy viÖc lÊy mét trÞ sè ®é cøng kh«ng ®æi cña nhÝp xe nh− trong bµi to¸n dao ®éng ®µn håi tuyÕn tÝnh lµ ch−a hoµn toµn phï hîp víi thùc tÕ. a) NhÝp phô F yn 2 b) R 3 k1 3 F 2 2 R yn 1 k1 2 yl 1 F(t) k21 R(t) F k11 k21 1 1 NhÝp xe yn ...