Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ chạy tầu tuyến đường sắt đô thị đến dao động của kết cấu nhịp cầu

Đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ chạy tầu tuyến đường sắt đô thị đến dao động của kết cấu nhịp cầu" trình bày những phân tích và đánh giá tác động của đoàn tàu chuyển động đến dao động của kết cấu nhịp cầu đường sắt đô thị. Các thí nghiệm hiện trường được thực hiện tại tuyến đường sắt trên cao Cát Linh - Hà Đông. Từ kết quả phân tích và kết quả từ mô hình hóa kết cấu nhịp cầu và tải trọng động, nhóm nghiên cứu kiến nghị dải vận tốc phù hợp để khai thác cho tuyến đường sắt trên cao Cát Linh - Hà Đông để đảm bảo các yêu cầu khai thác và tuổi thọ cho kết cấu cầu. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ chạy tầu tuyến đường sắt đô thị đến dao động của kết cấu nhịp cầu NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ CHẠY TẦU TUYẾNĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ ĐẾN DAO ĐỘNG CỦA KẾT CẤU NHỊP CẦU Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Thị Cẩm Nhung Sinh viên thực hiện: Lê Bá Thái An Lê Văn Vũ Đoàn Văn Dương Lê Khắc Huỳnh Trần Thế Anh Lớp: KSTN CĐB K61 CĐB 1 K60 CĐB 3 K60 Tóm tắt: Độ bền và khả năng chịu tải của kết cấu cầu phụ thuộc vào cường độ vàphương thức của các tải trọng tĩnh và động tác dụng lên kết cấu. Việc nghiên cứu đánhgiá ứng xử động của kết cấu dưới tác dụng tải trọng động góp phần nâng cao hiệu quảkhai thác, đảm bảo an toàn của kết cấu cầu. Thông qua các phép đo thực nghiệm hiệntrường nghiên cứu này trình bày những phân tích và đánh giá tác động của đoàn tàuchuyển động đến dao động của kết cấu nhịp cầu đường sắt đô thị. Các thí nghiệm hiệntrường được thực hiện tại tuyến đường sắt trên cao Cát Linh - Hà Đông. Từ kết quả phântích và kết quả từ mô hình hóa kết cấu nhịp cầu và tải trọng động, nhóm nghiên cứu kiếnnghị dải vận tốc phù hợp để khai thác cho tuyến đường sắt trên cao Cát Linh - Hà Đôngđể đảm bảo các yêu cầu khai thác và tuổi thọ cho kết cấu cầu. Từ khóa: Phản ứng động, Đường sắt đô thị, Tải trọng động.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển đô thị ngày nay có yêu cầu càng nhiều, càng mới đối với hệ thốngvận tải đường sắt đô thị, luôn đặt nó phải đối mặt với những vấn đề mới. Nhữngtiến bộ trong công nghệ ngày nay cho phép các đoàn tàu đáp ứng nhu cầu ngàycàng tăng về công suất và tốc độ. Các đoàn tàu đi qua kết cấu cầu gây ra rung độnglớn. Vì vậy, khai thác kết cấu hạ tầng đường sắt, việc chỉ ra các thông số dao động,ảnh hưởng đến cầu là rất quan trọng, nhằm dự báo một cách tin cậy về độ bền tuổithọ của cầu. Trong hai thập kỷ qua, rất nhiều công trình nghiên cứu đã được thựchiện về các vấn đề rung động khác nhau liên quan đến cầu đường sắt. Wang vàcộng sự 0 đã phân tích tần số tải trọng đoàn tàu, hiện tượng cộng hưởng xảy ra dotần số phương thức của các cầu là bội số với tần số tác động của tải trọng đoàn tàu.Các đặc tính động học của rung động mặt đất gây ra bởi các phương tiện di chuyểnbao gồm hệ thống giao thông công cộng nhanh, đường sắt tốc độ cao và đường sắtchung trên cầu, kè và trong đường hầm sử dụng các thí nghiệm hiện trường và các 66giải pháp lý thuyết đã được nghiên cứu bởi Ju và cộng sự 0. Garinei và Risitano 0đã nghiên cứu ứng xử của các cây cầu nhịp ngắn và trung bình kết cấu giản đơnkhi xem xét các thành phần không đổi và hài hòa của tải trọng tàu hỏa. Xia và cộngsự 0 đã phân tích các loại cơ chế cộng hưởng khác nhau của hệ thống cầu tàu.Tương tự, Yang 0 đã nghiên cứu cơ chế cộng hưởng và triệt tiêu đối với cầu tựatrên gối đàn hồi. Điểm chung của những nghiên cứu này là sự đơn giản tương đốicủa các mô hình xe lửa và cây cầu được sử dụng. Hiện nay trên địa bàn hà nội dự kiến sẽ có 8 tuyến đường sắt đô thị với tổngchiều dài khoảng 318 km. Đây là hệ thống đường sắt đô thị trên cao đầu tiên tạiViệt Nam. Hai tuyến đường sắt đầu tiên được xây dựng là tuyến số 2A, đoạn CátLinh – Hà Đông, và tuyến số 3, đoạn Nhổn – Ga Hà Nội. Vậy nên việc kịp thờiphát hiện và sửa chữa các vấn đề liên quan đến kết cấu nhịp là vô cùng cần thiết vìtuyến được xây dựng trong lòng đường của các tuyến đông dân cư và có lưu lượnggiao thông lớn rất khó có thể sửa chữa với quy mô lớn. Một trong những nguyênnhân gây ảnh hưởng đến việc hư hại kết cấu nhịp một phần cũng là do sự rungđộng do vận tốc chạy tàu.2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH2.1. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng kết quả đo đạc thực nghiệm bằng phương pháp đo dao động, chuyểnvị động kết hợp phương pháp phân tích, thống kê tổng hợp trên các mô hình bàitoán phân tích số để nghiên cứu, so sánh, đánh giá để làm cơ sở đưa ra kết luận.2.2. Phương tiện nghiên cứu2.2.1. Thiết bị đo dao động (sử dụng cảm biến đo gia tốc) Tám cảm biến gia tốc độ nhạy cao loại PCB, NI 9234 là mô-đun thu thập tínhiệu động bốn kênh để thực hiện các phép đo có độ chính xác cao từ các cảm biếnIEPE; Một máy tính xách tay có cài đặt phần mềm NI LabView, Macec. Hình 14: Hệ thống thiết bị đo dao động2.2.2. Thiết bị đo chuyển vị động ( sử dụng cảm biến đo chuyển vị ) Hai đầu đo LVDT (Linear Variable Differential Transformer)–cảm biến đo 67chuyển vị; dây ...