Phân tích dao động cầu giàn thép chịu tải trọng xe 3 trục mô hình 2 khối lượng

Bài viết giới thiệu một số kết quả phân tích dao động của kết cấu cầu giàn thép dưới tác dụng của tải trọng xe di động bằng phương pháp số. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho trường hợp có xét và không xét đến hệ số ma sát trong, ma sát ngoài khá phù hợp với các dạng dao động của các bài toán cơ bản và bài toán dao động của dầm chịu tải trọng di động.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích dao động cầu giàn thép chịu tải trọng xe 3 trục mô hình 2 khối lượng Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ nhất về Động lực học và Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr. 49-56, DOI 10.15625/vap.2019000255 Phân tích dao động cầu giàn thép chịu tải trọng xe 3 trục mô hình 2 khối lượng Nguyễn Xuân Toản 1) , Nguyễn Thị Kim Loan 2) , Nguyễn Duy Thảo 3) 1,2,3) Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng 1) Email: toan_nguyenxuan@dut.udn.vn, 2) ntkloan@dut.udn.vn, 3) ndthao@dut.udn.vn Tóm tắt đương. Các phân đoạn này có sự liên kết và truyền tải Ngày nay việc ứng dụng thép cường độ cao giúp giảm khối trọng về các nút thuộc biên có đường xe chạy. lượng và chi phí xây dựng cầu giàn thép. Kết cấu cầu giàn thép Trong nghiên cứu bước đầu, các tác giả xây dựng mô rất thanh mảnh, gọn nhẹ và có khả năng vượt nhịp lớn, nhưng hình tương tác giữa kết cấu cầu giàn thép với tải trọng xe nó rất nhạy cảm với các tác động của tải trọng động, tải trọng có ASIA ba trục. Kết cấu cầu giàn thép có 10 khoang, mỗi chu kỳ. Dưới tác dụng của tải trọng xe di động nó bị rung động khoang 7m, tổng chiều dài nhịp 70m. Mô hình tải trọng rất mạnh và cần được xem xét. Trong bài báo này, các tác giả có cấu trúc cho mỗi trục xe là 2 khối lượng. giới thiệu một số kết quả phân tích dao động của kết cấu cầu giàn thép dưới tác dụng của tải trọng xe di động bằng phương 2. Mô hình tính toán pháp số. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho trường hợp có xét và Xét mô hình tương tác động lực giữa cầu giàn thép không xét đến hệ số ma sát trong, ma sát ngoài khá phù hợp với và tải trọng xe di động được mô tả như hình 01: các dạng dao động của các bài toán cơ bản và bài toán dao động của dầm chịu tải trọng di động. Biên độ dao động của chuyển vị và nội lực trong trường hợp có xét đến hệ số ma sát giảm đáng kể so với trường hợp không xét. Từ khóa: Dao động, cầu giàn thép, tải trọng di động, mô hình tương tác xe-cầu, phương pháp số. 1. Giới thiệu chung Hình 1. Mô hình tương tác giữa cầu giàn thép và tải trọng xe di động Sau sự cố sập cầu đường sắt ở Chester nước Anh vào Các thanh đứng, thanh xiên và thanh biên của giàn năm 1847 đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học được xem xét như là các phần tử thanh cơ bản chịu kéo trên thế giới tham gia nghiên cứu về lĩnh vực dao động nén và uốn đồng thời. Các phần tử dầm thuộc mặt đường công trình cầu dưới tác dụng của tải trọng di động. Công xe chạy được xem xét như là các phần tử tương tác trực trình nghiên cứu sớm nhất đã được công bố bởi R. Willis tiếp với tải trọng xe di động. Mô hình tương tác động lực (1849) [1]. Cho tới nay có rất nhiều công trình nghiên giữa xe 3 trục và phần tử dầm như hình 02: cứu của các tác giả trên thế giới đã được công bố với mô hình tương tác động lực giữa công trình cầu và tải trọng xe di động ngày càng gần với thực tế hơn [2], [3], [4]. Các nghiên cứu về kết cấu cầu dầm, cầu giàn và cầu dây văng đã được nhiều tác giả trong nước công bố trong thời gian gần đây [5] ÷ [13]. Tuy nhiên các nghiên cứu về cầu giàn thép vẫn còn hạn chế. Cầu giàn thép có nhiều ưu điểm song nó cũng tồn tại nhiều vấn đề cần được tiếp tục Hình 2. Mô hình tương tác động lực giữa xe 3 trục nghiên cứu và làm rõ. Cấu tạo cầu giàn thép rất phức tạp, và phần tử dầm. đặc biệt khi xem xét theo mô hình không gian. Hệ thống trong đó: giàn chủ, hệ thống liên kết, hệ thống dầm mặt cầu, bản Pi  Gi .sin  i - lực kích thích điều hoà đối với trục mặt cầu,… được liên kết tạo thành kết cấu cầu giàn thép hoàn chỉnh là rất phức tạp. Bài toán không gian quá phức xe thứ i. tạp, nên các nghiên cứu về dao động của cầu giàn thép m1i - khối lượng của thân xe, kể cả hàng hoá truyền còn nhiều hạn chế. Để giảm bớt tính phức tạp, trong bài xuống trục xe thứ i. toán này các tác giả tiến hành nghiên cứu dao động của m2i - khối lượng của trục xe thứ i. cầu giàn thép trên mô hình kết cấu phẳng. Sự phân bố tải k1i, d1i - độ cứng và độ giảm chấn của nhíp xe thứ i. trọng theo phương ngang cầu được phân tích theo quy k2i, d2i - độ cứng và độ giảm chấn của lốp xe thứ i. luật đòn bẩy đối với kết cấu cầu có hai giàn chủ. Sự L- chiều dài của phần tử dầm. tương tác của tải trọng lên mặt cầu và hệ dầm mặt cầu ai- toạ độ của trục xe thứ i tại thời điểm đang xét với trong từng phân đoạn được đưa về mô hình dầm tương tốc độ di chuyển đều: Nguyễn Xuân Toản, Nguyễn Thị Kim Loan, Nguyễn Duy Thảo ai  vi . t  ti  với t  ti ...