Mô hình phần tử hữu hạn và kết quả phân tích số cầu Nhật Lệ 2 tỉnh Quảng Bình dưới tác dụng của tải trọng di động

Bài viết Mô hình phần tử hữu hạn và kết quả phân tích số cầu Nhật Lệ 2 tỉnh Quảng Bình dưới tác dụng của tải trọng di động giới thiệu kết quả phân tích bằng số về dao động của kết cấu nhịp chính của cầu Nhật Lệ 2 tỉnh Quảng Bình do tải trọng di động gây ra. Mô hình phân tích dao động của cầu này dựa trên mô hình của phương pháp phần tử hữu hạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình phần tử hữu hạn và kết quả phân tích số cầu Nhật Lệ 2 tỉnh Quảng Bình dưới tác dụng của tải trọng di động 74 Nguyễn Xuân Toản, Nguyễn Hữu Tuân MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN VÀ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỐ CẦU NHẬT LỆ 2 TỈNH QUẢNG BÌNH DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG DI ĐỘNG FINITE ELEMENT MODEL AND NUMERICAL ANALYSIS OF NHATLE BRIDGE NO2 UNDER MOVING LOAD Nguyễn Xuân Toản1, Nguyễn Hữu Tuân2 1 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; Email: nguyenxuantoan2007@gmail.com 2 Trường Cao đẳng Giao thông Vận tải II; Email: tuannh@caodanggtvt2.edu.vn Tóm tắt - Bài báo giới thiệu kết quả phân tích bằng số về dao động Abstract - This paper presents the results of numerical analysis of của kết cấu nhịp chính của cầu Nhật Lệ 2 tỉnh Quảng Bình do tải Nhatle’s main span vibration under moving loads. The vibration trọng di động gây ra. Mô hình phân tích dao động của cầu này dựa analysis is perfomed using the finite element model. The structure trên mô hình của phương pháp phần tử hữu hạn. Trong đó kết cấu of this bridge is modeled from the beam, tower and cable elements. cầu được mô hình hoá từ các phần tử dầm, tháp và cáp. Phần tử Beam element is considered in direct interaction with moving loads. dầm được xét theo mô hình tương tác trực tiếp với tải trọng di The KC05 software was applied in modeling the bridge Nhatle 2 động. Phần mềm KC05 được ứng dụng để mô hình hóa và phân (Quang Binh Province) and analysing its vibration under the impact tích dao động của cầu Nhật Lệ 2 tỉnh Quảng Bình dưới tác dụng of moving load with the two-mass model. The results point to the của tải trọng di động theo mô hình 2 khối lượng. Kết quả phân tích theoretical velocity area that cause large resonance, and the đã chỉ ra các miền vận tốc theo lý thuyết có thể gây cộng hưởng dynamic coefficients in allowable speed area of the vehicles over lớn và hệ số động lực trong miền tốc độ khai thác của xe qua cầu. the bridge. Từ khóa - mô hình phần tử hữu hạn; cầu dây văng; tải trọng di Key words - finite element model; cable stayed bridge; moving động; hệ số động lực; dao động; mô hình hai khối lượng. load; dynamic coefficient; vibration; two mass model. 1. Đặt vấn đề có chu kỳ, trong đó có tải trọng xe di động trên cầu. Việc Trong khoảng thời gian từ năm 1990 cho đến nay, nghiên cứu dao động của cầu Nhật Lệ 2 là một trong những ngành cầu đường của Việt Nam đã đạt được những thành vấn đề phức tạp, có tính khoa học và thời sự cao. tựu to lớn. Nhiều công trình cầu nhịp lớn được thiết kế và Các nghiên cứu về dao động của cầu dưới tác dụng của xây dựng, đặc biệt là dạng kết cấu cầu dây văng (CDV) tải trọng di động đã được nhiều tác giả trên thế giới và trong được áp dụng ở nhiều tỉnh, thành phố như Vĩnh Long, Cần nước quan tâm nên đã có nhiều công bố khoa học có giá trị Thơ, Quảng Ninh, Đà Nẵng, Hải Phòng, Hồ Chí Minh và trong những năm qua. Raid Karoumi [8] đã nghiên cứu về Hà Nội. phản ứng động của cầu treo và CDV do tải trọng di động. Tiếp bước sự thành công của các địa phương trên, Cầu Yang Fuheng và Fonder Ghislain A [12] đã nghiên cứu về Nhật Lệ 2 (Hình 1) đã được Ủy ban Nhân dân tỉnh Quảng phản ứng động học của CDV dưới tác dụng của tải trọng di Bình quyết định đầu tư xây dựng với mục tiêu chung là động. M.Zeman và các cộng sự [13] đã nghiên cứu phản phát triển kinh tế - xã hội của thành phố Đồng Hới. Cầu ứng động học của CDV do tải trọng di động bằng phương Nhật Lệ 2 là một công trình có quy mô lớn góp phần tạo pháp trở kháng. Ở trong nước, tác giả Hoàng Hà [1] đã cảnh quan cho vùng trung tâm của tỉnh Quảng Bình là nghiên cứu dao động uốn của kết cấu nhịp CDV trên đường thành phố Đồng Hới. Công trình này nối liền các vùng ô tô chịu tác dụng của hoạt tải khai thác theo mô hình hai trọng điểm ở hai bên bờ sông Nhật Lệ, góp phần hoàn thiện khối lượng. Các tác giả Nguyễn Xuân Toản, Phan Kỳ mạng lưới giao thông của thành phố, tạo điều kiện cho sự Phùng, Nguyễn Minh Hùng đã nghiên cứu và công bố một phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng của thành số kết quả về dao động của cầu và CDV dưới tác dụng của phố Đồng Hới và tỉnh Quảng Bình. tải trọng di động theo mô hình tương tác động lực [3], [4], [5], [6], [7], [9]. Với sự phát triển và hỗ trợ mạnh mẽ của máy tính điện tử, hiện nay hầu hết các nghiên cứu về dao động của công trình đều sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) và các phương pháp số, cho phép mô hình hóa kết cấu và phân tích kết cấu bằng số theo mô hình của phương pháp PTHH. Trong phạm vi bài viết này, các tác giả sẽ áp dụng phần mềm KC05 để mô hình hóa kết cấu nhịp chính của cầu Nhật Lệ 2 và phân tích dao động của hệ dưới tác dụng ...