Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Phân tích dao động của kết cấu nhịp cầu dưới tác động của hoạt tải khai thác có xét đến độ mấp mô mặt cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI<br /> ----------------------<br /> <br /> VŨ VĂN TOẢN<br /> <br /> PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG CỦA KẾT<br /> CẤU NHỊP CẦU DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA<br /> HOẠT TẢI KHAI THÁC CÓ XÉT ĐẾN<br /> ĐỘ MẤP MÔ MẶT CẦU<br /> <br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> HÀ NỘI - 2017<br /> <br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI<br /> ----------------------<br /> <br /> VŨ VĂN TOẢN<br /> <br /> Tên luận án: PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG CỦA KẾT CẤU<br /> NHỊP CẦU DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA HOẠT TẢI KHAI<br /> THÁC CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ MẤP MÔ MẶT CẦU<br /> <br /> Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cầu - Hầm<br /> Mã số: 62.58.02.05<br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:<br /> 1. GS.TS. Nguyễn Viết Trung<br /> 2. PGS.TS. Trần Đức Nhiệm<br /> <br /> HÀ NỘI - 2017<br /> <br /> i<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> <br /> Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy GS.TS Nguyễn Viết<br /> Trung và PGS.TS Trần Đức Nhiệm đã tận tâm hướng dẫn khoa học và giúp đỡ tác<br /> giả hoàn thanh luận án này.<br /> Tác giả xin gửi lời cám ơn tới các Thầy, Cô trong Bộ môn Cầu Hầm, Khoa<br /> công trình, Khoa Cơ khí Trường Đại học Giao thông Vận tải, các nhà khoa học<br /> trong và ngoài trường đã có nhiều ý kiến đóng góp cho luận án.<br /> Tác giả cũng xin gửi lời cám ơn tới các Thầy, Cô trong Bộ môn Cầu Hầm,<br /> Khoa công trình Phân hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải tại thành phố Hồ<br /> Chí Minh đã động viên và giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận án.<br /> Tác giả cũng xin bày tỏ sự biết ơn tới sự quan tâm của Trường Đại học Giao<br /> thông Vận tải, Phân hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải tại thành phố Hồ Chí<br /> Minh và sự ủng hộ của bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho<br /> tác giả trong quá trình làm luận án.<br /> Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình đã động viên, ủng hộ tác giả trong<br /> suốt thời gian làm luận án./.<br /> Tác giả luận án<br /> <br /> Vũ Văn Toản<br /> <br /> ii<br /> <br /> LỜI CAM ĐOAN<br /> Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả<br /> nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào<br /> khác.<br /> Tác giả<br /> <br /> Vũ Văn Toản<br /> <br /> iii<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI CAM ĐOAN<br /> <br /> ii<br /> <br /> DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ<br /> <br /> v<br /> <br /> DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU<br /> <br /> ix<br /> <br /> DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT<br /> <br /> x<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> <br /> 1<br /> <br /> CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA KẾT CẤU<br /> NHỊP CẦU DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA HOẠT TẢI XE<br /> 5<br /> 1.1. Các tác động của tải trọng di động đối với kết cấu nhịp cầu<br /> <br /> 5<br /> <br /> 1.2 Các hướng nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt tải (tải trọng di động) đối với<br /> công trình cầu<br /> <br /> 8<br /> <br /> 1.3 Các mô hình lý thuyết nghiên cứu dao động uốn của dầm dưới tác dụng<br /> của tải trọng di động<br /> 10<br /> 1.3.1. Mô hình 1: không xét đến khối lượng của tải trọng và của dầm .............11<br /> 1.3.2 Mô hình 2: Tải trọng có khối lượng di chuyển trên hệ kết cấu không có<br /> khối lượng ..........................................................................................................11<br /> 1.3.3 Mô hình 3: Mô hình bỏ qua khối lượng của tải trọng di động, chỉ xét đến<br /> khối lượng của dầm ...........................................................................................12<br /> 1.3.4 Mô hình 4: Tải trọng có khối lượng chuyển động trên dầm có khối lượng<br /> ...........................................................................................................................16<br /> 1.3.5 Các mô hình xét đến tải trọng di động do ảnh hưởng mấp mô bề mặt .....18<br /> 1.4 Tổng quan về nghiên cứu dao động của xe và tương tác cầu - xe<br /> 20<br /> 1.4.1 Giới thiệu ..................................................................................................21<br /> 1.4.2 Đánh giá dao động của ô tô trên đường ....................................................23<br /> 1.4.3 Các mô hình dao động ô tô .......................................................................23<br /> 1.4.4 Hàm kích động ..........................................................................................24<br /> 1.5 Phân tích chọn mục tiêu, đối tượng, phương pháp nghiên cứu<br /> 25<br /> 1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu của mô hình tương tác cầu - xe..............................25<br /> 1.5.2. Đối tượng nghiên cứu ..............................................................................25<br /> 1.5.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................26<br /> CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯƠNG TÁC ĐỘNG LỰC HỌC GIỮA<br /> XE VÀ CẦU CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ MẤP MÔ MẶT CẦU<br /> 27<br /> 2.1 Cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn giải bài toán dao động dầm<br /> 28<br /> 2.1.1 Nguyên lý biến phân chuyển vị ................................................................29<br /> 2.1.2 Phương trình chuyển động ........................................................................30<br /> 2.1.3 Phương trình dao động của phần tử hữu hạn dầm chịu uốn thuần tuý .....32<br /> 2.1.4 Phần tử dầm ..............................................................................................37<br /> 2.2 Dao động của cầu dầm chịu tác dụng của tải trọng do xe chạy trên cầu<br /> <br /> 40<br /> <br />