Phân tích hệ số động lực trong cầu giàn thép dưới tác dụng của tải trọng xe 3 trục mô hình 2 khối lượng

Trong bài viết này các tác giả giới thiệu một số kết quả phân tích hệ số động lực của cầu giàn thép dưới tác dụng của tải trọng xe 3 trục mô hình 2 khối lượng bằng phương pháp số. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số động lực của các chuyển vị, lực cắt, lực dọc và mômen có sự khác biệt đáng kể và thay đổi rất lớn khi tốc độ xe chạy khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích hệ số động lực trong cầu giàn thép dưới tác dụng của 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. 30-36, DOI 10.15625/vap.2019000252 Phân tích hệ số động lực trong cầu giàn thép dưới tác dụng của 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.vnTóm tắt và tải trọng xe di động được mô tả như hình 1: Hệ số động lực do hoạt tải gây ra trong cầu giàn thép rấtquan trọng và luôn được các kỹ sư xem xét khi tính toán thiếtkế. Tuy nhiên trong các qui trình thiết kế vẫn dùng chung mộthệ số động lực cho nhiều loại kết cấu cầu khác nhau trong đó cócầu giàn thép. Trong bài báo này các tác giả giới thiệu một sốkết quả phân tích hệ số động lực của cầu giàn thép dưới tácdụng của tải trọng xe 3 trục mô hình 2 khối lượng bằng phươngpháp số. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số động lực của các Hình 1. Mô hình tương tác giữa cầu giàn thépchuyển vị, lực cắt, lực dọc và mômen có sự khác biệt đáng kể và tải trọng xe di độngvà thay đổi rất lớn khi tốc độ xe chạy khác nhau. Kết quả này Các thanh đứng, thanh xiên và thanh biên của giàngóp phần làm rõ và cung cấp thêm một số thông tin cho các kỹ được xem xét như là các phần tử thanh cơ bản chịu kéosư khi phân tích thiết kế cầu giàn thép. nén và uốn đồng thời. Các phần tử dầm thuộc mặt đườngTừ khóa: Hệ số động lực, chuyển vị, lực cắt, lực dọc, mômen, xe chạy được xem xét như là các phần tử tương tác trựccầu giàn thép, tải trọng di động, phương pháp số. tiếp với tải trọng xe di động. Mô hình tương tác động lực1. Giới thiệu chung giữa xe 3 trục và phần tử dầm như hình 2 [4]: Hiện nay, hầu hết các quy trình thiết kế cầu đều cóquy định mức độ ảnh hưởng của tải trọng xe di dộng đếnkết cấu cầu thông qua hệ số động lực. Tuy nhiên trongcác qui trình thiết kế vẫn dùng chung một hệ số động lựccho nhiều loại kết cấu cầu khác nhau trong đó có cầu giànthép [1], [2]. Nhiều nghiên cứu về dao động và xác địnhhệ số động lực của các công trình cầu nói chung đã đượccông bố trong thời gian qua. Tuy nhiên các nghiên cứu về Hình 2. Mô hình tương tác động lực giữa xe 3 trụccầu giàn thép vẫn còn rất hạn chế. Các kết quả đã công bố và phần tử dầm [4]cho thấy hệ số động lực có sự thay đổi đáng kể đối với Trong đó:mỗi loại kết cấu khác nhau, tải trọng và tốc độ xe chạy Pi  Gi .sin  i - lực kích thích điều hoà đối với trụckhác nhau [3] ÷ [11]. xe thứ i. Trong bài báo này các tác giả áp dụng các phương m1i - khối lượng của thân xe, kể cả hàng hoá truyềnpháp số vào phân tích hệ số động lực của cầu giàn thép xuống trục xe thứ i.dưới tác dụng của tải trọng xe 3 trục mô hình 2 khối m2i - khối lượng của trục xe thứ i.lượng. Để giảm bớt tính phức tạp, trong bài toán này các k1i, d1i - độ cứng và độ giảm chấn của nhíp xe thứ i.tác giả tiến hành nghiên cứu dao động của cầu giàn thép k2i, d2i - độ cứng và độ giảm chấn của lốp xe thứ i.trên mô hình kết cấu phẳng. Sự phân bố tải trọng theo L- chiều dài của phần tử dầm.phương ngang cầu được phân tích theo qui luật đòn bẩy ai- toạ độ của trục xe thứ i tại thời điểm đang xét vớiđối với kết cấu cầu có hai giàn chủ. Sự tương tác của tải tốc độ di chuyển đều:trọng lên mặt cầu và hệ dầm mặt cầu trong từng phân ai  vi . t  ti  với t  ti (1)đoạn được đưa về mô hình dầm tương đương. Các phânđoạn này có sự liên kết và truyền tải trọng về các nút vi - vận tốc của tải trọng t ...