Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Chào anh
Có thể trả lời vắn tắt thế này.
Tiêu chuẩn hiện hành ở Việt nam là 22TCN 272-05, anh có thể tìm trên Diễn đàn này.
Tuy nhiên vì anh đang ở AIT nên lại càng dễ hơn. Toàn bộ phần tải trọng thiết kế cầu được dịch nguyên bản của AASHTO LRFD 1998, tuy nay đã co bản 2005 nhưng anh dùng bản nào cũng được . Chắc chắn là Thư viện của AIT có Tiêu chuẩn này của Mỹ. lại sẵn bằng tiếng Anh nguyên bản luôn để anh dùng.

Nếu đọc mà có gì chưa rõ, xin cứ nêu ra ở đây
Chúc anh thành công

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Rất cám ơn GS. NV.Trung đã trả lời và tư vấn về tài liệu. Em cũng đã xem phần 3 (Tải trọng và hệ số tải trọng) của 22TCN 272-05 mà Thầy hướng dẫn.
Tuy nhiên em thấy có một số vấn đề nên trao đổi, và sẽ xin bàn từng vấn đề, post lên để anh em trong forum cùng có ý kiên luôn.

1. Trong phần tải trọng xe của 22TCN 272-05, không thấy xét đến vận tốc xe, và cũng không đề cập đến sự phụ thuộc giữa nội lực (chuyên vị) cầu với vận tốc xe (trừ trường hợp lực ly tâm khi độ cong phương ngang của cầu > 0). Vậy trong trường hợp thông thường (cầu có độ cong phương ngang = 0, hay tuyến cầu thẳng) thì,
- Ảnh hưởng của vận tốc xe có quan trọng không ?
- Trong tính toán thiết kế, cũng như sử dụng cầu, đã có trường hợp nào bị ảnh hưởng của vận tốc phương tiện (xe) chưa ?

Các bác tiếp tục góp ý kiến nhé.

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Trong thực hành thiết kế, đối với cầu có nhịp không lớn hơn 150 m, ảnh hưởng của vận tốc xe được thể hiện xét gián tiếp qua các công thức nửa thực nghiệm về:
- Hệ sô xung kích
- Công thức tính lực ly tâm
- Công thức tính lực hãm xe
- Quy định về độ võng tối đa
- Quy định về chiều cao tối thiêu của kết cấu
- Quy định về khoảng cho phép của Tần số dao động riêng (cái này chỉ có trong TC nước Nga, không có trong TC Mỹ và VN hiện hành).

Tuy nhiên về mặt khoa học, Tiêu chuẩn của Mỹ và VN đều chấp nhận mọi cách Phân tích kết cấu khác về động học cung như tĩnh học, miễn là được giải trình rõ ràng. Cho nên đã phát triển ứng dụng các bài toán động học đa dạng xét đến tốc độ xe, độ gồ ghề ngẫu nhiên của mặt xe chạy trên cầu, độ giảm chấn (damping) của kết cấu và móng, và của bản thân hệ lò so, nhíp của xe . Đấy là chưa nói đến các bài toán động đất và dao động do gió.

Trên Tạp chí Cầu đường VN đã có nhiều bài về xét vận tốc xe ảnh hường đến kết cấu cầu . Anh nên tìm đọc. Bí quá thì tối tìm hộ rồi sẽ gửi cho anh,

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Em đã tìm được 2 bài về ảnh hưởng của vận tốc tới hiệu ứng động lực cầu của Dr. Hoàng Hà (trong website của thầy), đăng tạp chí GTVT số 12, 11/2005.

Tuy nhiên các bài khác về vấn đề này trong tạp chí GTVT cũng như Tạp chí Cầu đường VN thì em vẫn chưa tìm được. Nếu thầy Trung có lưu thì nhờ thầy gửi giùm em qua forum hoặc email: nguyendv_ait@yahoo.com. Hoặc nếu không có bài thì thầy ghi giùm tên bài + số + năm rồi em sẽ nhờ người tìm. Cám ơn thầy nhiều.

Em cũng rất quan tâm tới việc xét ảnh hưởng của vận tốc phương tiện trong thực tế thiết kế k/c cầu ở VN. Nếu bác nào có kinh nghiệm hoặc ví dụ cụ thể (công trình, chọn hệ số động lực, dải vận tốc,...) thì nêu lên giùm.

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Cám ơn bác cauBTCT đã có ý kiến. Tôi muốn biết thêm rằng:

1. Giá trị hệ số động lực mà các bác đã dùng (hoặc biết được) để thiết kế một số cầu cụ thể:
- Chẳng hạn các cầu dầm đơn giản, hay nhịp BTUST đúc định hình của các tuyến quốc lộ ?
- Các cầu nhịp lớn mà VN thiết kế (hoặc tham gia) như cầu Rạch Miễu...?

2. Đã có cầu nào hệ số động lực các bác lấy >2.0 chưa ạ? (vì trong tiêu chuẩn, max hệ số này hình như là 2.0?)

3. Trong phần tính lực xung kích IM (mục 3.6.2, 22TCN 272-05), tôi không thấy xét đến vận tốc xe ?

Theo tôi biết thì mỗi cầu (khác nhau về nhịp, kết cấu, tiết diện...) đều có một (hoặc một số) vận tốc xe nguy hiểm nhất có giá trị hoàn toàn khác nhau, vậy thì việc áp dụng tiêu chuẩn hiện hành như thế nào ạ?

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Xin anh lưu ý khoảng cách giữa kỹ thuật và khoa học
-Trong các nghiên cưu khoa học, nhưng vấn đè mà anh nêu ra được xét trên các kiến thức nền của Toán học và Động hoc kêt cấu, chuyện sẽ rất dài
- Trong kỹthuật thực hành, đặc biệt là trong các Tiêu chuẩn thiết kế, công thức đụoc soạn mang nhiều tính nửa thực nghiệm, nghĩa là cũng dựa trên lý thuyết nhưng đã cải biên sao cho dễ hiểu, dễ tính toán, bao hàm được mọi tình huống bất lợi va tương đôi phù hợp kết quả đo đạc thử nghiệm trên kết cấu thực, Ví dụ Hệ số xung kích IM, nếu xét theo kỉểu khoa học thì phức tạp lắm. nhưng trong TC của Mỹ AASHTO-LRFD chỉ quy định 1 trị số là 33%, lúc biên soạn 22TCN 27205, ban biên soạn đã đề nghị giảm xuống còn 25%, và đã được thông qua tại các Seminar do Bộ GTVT tổ chức. Nếu vài năm nữa, xe chạy ngay càng lớn, tác động xung kích ngày càng mạnh, có khi lại phải lấy băng 33% nếu mọi người nhất trí qua các Hội nghị KH. Mỗi nước đều có công thức riêng để tính hệ số xung kích, cầu đường sắt cúng khác với cầu đường bộ nữa.

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Nói đến việc vận tốc xe qua cầu, em có chút ý kiến vui:
- Thông thường khi tụi em đi kiểm định cầu thì hay có việc là "thử tải động" cho xe chạy từng đoàn với với nhiều cách xếp tải khác nhau cung 1 vận tốc quy định qua cầu thường là 30, 40 km/h. Thậm chí tụi em còn thắng (phanh) gấp "đoàn xe" tại gần đầu nhịp nữa.
- Thường thì kết quả kiểm tra động cho thấy những điều để kỹ sư thiết kế yên tâm 1 điều là:
+ Hệ số phân bố ngang thực tế nhỏ hơn lý thuyết.
+ Hệ số xung kích thực tế nhỏ hơn lý thuyết tính.
+ ứng suất động ở dầm chủ nhỏ hơn lý thuyết tính.
+ Tần số dao động của kết cấu nhịp khi xe ra khỏi nhịp đều nhỏ hơn lý thuyết tính.
+ Biên độ dao động của mố, trụ khi xe thắng gấp tại vị trí đầu nhịp đều nhỏ hơn lý thuyết tính.

Vài điều em biết!

PS: anh nào cần kết quả tính toán và báo cáo 1 số cầu lớn, nhỏ ở TPHCM thì liên hệ em vbang80@yahoo.com!

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

OK anh, để tính HSPBN thì mình phải xếp tải tĩnh. Lúc đó xem cầu là 1 chiều. Xếp tối đa số xe có thể trên các làn, rồi đo tải vào nhịp và ra nhịp, ở dưới các nhịp thì gắn các đầu đo điện trở (hoặc dùng đồng hồ thiên phân kế) rồi tính ra độ võng. từ độ võng rồi tính ra hspbn.

Cái này để nhận xét xem chất lượng nền đất có bị suy yếu đi ko? hoặc chất lượng các cọc ở phía dưới mố trụ có bị ảnh hưởng gì nhiều ko? Nhất là các cầu nằm trong khu vực có lưu lượng tàu thuyền, xà lan di chuyển qua nhiều. nếu trụ có bị va quẹt thì khi đo ra biên độ dao động, chu kì dao động, mình sẽ nhận xét được chất lượng của cái trụ này. Đây là điều quan trọng chứ ko phải là đơn giản anh ạ. Từ đây mình sẽ kiến nghị xem có nên có các biện pháp gia cố cho mố, trụ hay ko.

Tất nhiên là đối với những cầu cũ có những cái bị biến dạng như anh nói thì đo được HS xung kích thì sẽ khác. Có thể anh chưa hiểu hết ý em nói, ý em nói là khi đi kiểm tra hoàn công các công trình mới thì các hệ số đều yên tâm chứ nếu là cầu cũ thì việc đi kiểm tra, kiểm định 1 cây cầu chỉ là thêm 1 "thông tin" để "chẩn đoán" cho đúng hơn căn bệnh của 1 cây cầu mà thôi.

OK anh, cái này cho em đính chính lại là : "chu kì dao động chứ ko phải là tần số dao động". Theo QT79 quy định khoảng cộng hưỡng là từ 0.3s-0.7s. Nếu KCN khi đo động có chu kì nhỏ hơn thì KCN làm việc bình thường.
Em ko biết bên đó là bên nào hết anh, chưa từng nghe nói tới !

Hi anh, cái này bị rớt vào phạm trù nghề nghiệp rồi anh ạ, hi anh!
Em gữi lên diễn đàn 1 số hình ảnh bên em làm cầu Tân Thuận năm 2005, anh có thể xem tham khảo. Anh có thể thấy là "đo như thế nào" đấy anh!

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Có bạn nào biết cầu Cần Thơ do ai thiết kế và theo tiêu chuẩn nào không?

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

OK anh, "thời điểm đó" là như vậy anh ạ!

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Em mới tham gia thiết kế thôi nên trong quá trình tính toán thiết kế không khỏi băn khoăn về mức độ an toàn mà công trình mình thiết kế khi mình đã thực hiện. Bác chủ topic này đã nói rằng: hệ số xung kích đã là một yếu tố thay đổi phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau của cây cầu. Thầy Trung thì nói rằng bây giờ thì lấy là 0.25 nhưng tương lai thì không biết thế nào có thể lại tăng lên 0.33. Như vậy thì không biết khi thiết kế theo đúng tiêu chuẩn đã thật sự đảm bảo sự an toàn cho công trình chưa. Những hệ số của tải trọng đã thật sự xét đầy đủ sự bất lợi có khả năng sảy ra của công trình chưa. Thiết kế đảm bảo yêu cầu của QT đã là an toàn chưa. Câu hỏi này em thực sự muốn hỏi mọi người có kinh nghiệm thiết kế cũng như thực tiễn trong diễn đàn. Đặc biệt là thầy Trung người có tham gia biên soạn quy trình mới. Mong thầy và các bạn cho biết thông tin.

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Tôi xin gửi lên một cầu dây văng có tên là "Songdo Grand Bridge" trên tuyến đường cao tốc từ nội đô Seoul (Hàn Quốc) đi ra sân bay quốc tế Inchon. Hệ số động lực DMF của cầu rất cao ,> 2.0 ở một số vận tốc xe (tức là cao hơn 100% chứ không phải 35% ở AASHTO mà ta hay dùng). DMF = tỷ lệ (chuyện vị động/ chuyển vi tĩnh). Chuyển vị động ở đây được tính toán theo phương pháp động lực học.

Chúng tôi đã tham gia tính toán kiểm tra cầu này cuối năm 2005, bản thân tôi đã phân tích động lực học dưới tải trọng phương tiện.

Một số điều khá bất ngờ và thú vị đối với cầu này là, DMF của chuyển vị đứng giữa nhịp chính (nút 179, xem hình vẽ):
DMF = 2.12273 tại V=10km/h
DMF = 1.92377 tại V=60km/h.
Với vận tốc V>100km/h, DMF trở lại với gia trị thông thường (1.0-1.3).

Theo kết quả tính toán và đề nghị của chúng tôi, chủ đầu tư đã cho tiến hành thử tải động và cũng thu được kết quả DMF xấp xỉ như trên. Kết quả này khác nhiều và cao hơn nhiêu so với gia trị DMF quy định trong AASHTO, DMF < 1.35)

Sau đó, một số biện pháp khắc phục + phòng ngừa như cải tạo đường dẫn để xe lên cầu đạt vận tốc cao (V>80km)..., một số giải pháp khác chưa được phép công bố.

Sau đây là sơ đồ tính, biểu đồ DMF, mặt cắt dọc và ngang, và kết luận của phân tích động lực học cầu Songdo Grand Bridge.

Ðề: Tính toán Cầu dưới tải trọng phương tiện

Em có gửi 1 số kết quả tính toán động lực học cầu "Songdo Grand" ở bài trước, rất mong các thành viên góp ý.

Trong quá trình tính toán cũng như thí nghiệm kiểm định cầu, đã có nhiều trường hợp như thế này chưa ạ (nhất là ở VN) ?