Nghiên cứu quan trắc ứng suất - Biến dạng cầu vòm nhịp lớn trong quá trình thi công sử dụng hệ thống cảm biến dây rung ở Việt Nam

Tóm tắt Nghiên cứu quan trắc ứng suất - Biến dạng cầu vòm nhịp lớn trong quá trình thi công sử dụng hệ thống cảm biến dây rung ở Việt Nam: ... giá trị tần số dao động được ghi lại bởi chính cuộn nam châm đó hoặc một cuộn khác (nếu có). Ngoài ra, thiết bị có thể được tích hợp thêm một nhiệt kế điện tử nhằm xác định nhiệt độ kết cấu tại thời điểm đo. Hình 1. Cấu tạo điển hình của cảm biến dây rung thông minh Khi kết cấu cần quan trắc bị... sử dụng các bó cáp dự ứng lực làm giằng dọc. Bề rộng cầu 33,5 m cho bốn làn xe cơ giới và hai làn xe thô sơ. Kết cấu vòm chính gồm hai sườn vòm ống CFST liên kết với nhau bởi hệ giằng ngang dạng khung phía trên và dầm ngang đầu cầu. Kết cấu vòm biên gồm hai sườn BTCT với mặt cắt ngang hình chữ n... trị kết quả đo được kiểm tra thông qua so sánh ứng suất vành vòm từ thực tế đo với phân tích kết cấu cầu sử dụng mô phỏng bằng phần tử hữu hạn theo giai đoạn thi công thực tế. Hai phần mềm phân tích kết cấu sử dụng trong nghiên cứu này là Midas Civil cho cầu Kỳ Cùng và RM Bridge cho cầu chính cầ...

pdf13 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 21/02/2024 | Lượt xem: 27 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Nghiên cứu quan trắc ứng suất - Biến dạng cầu vòm nhịp lớn trong quá trình thi công sử dụng hệ thống cảm biến dây rung ở Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
n lưu ý rằng với cảm biến chôn trong bê tông, kết
cấu cần quan trắc ngâm trong nước hoặc nằm trong đất thì phải lựa chọn loại có khả năng chống được
nước với áp lực cao. Việc lắp đặt thiết bị cảm biến tương đối đơn giản, tuy nhiên cần lưu ý một số vấn
đề sau: (1) Hai đầu cảm biến phải được gắn chắc chắn, phần giữa cảm biến vị trí ống bảo vệ dây rung
phải đảm bảo trống không đối với cảm biến gắn ngoài và trước khi đổ bê tông đối với cảm biến chôn
trong kết cấu; (2) Các dây dẫn phải được dẫn đến vị trí thuận lợi để kết nối với thiết bị đọc dữ liệu,
tránh các tác động có thể làm hư hỏng trong suốt quá trình thi công.
Việc đọc và lưu dữ số liệu quan trắc được thực hiện bởi data logger kết nối với thiết bị cảm biến
thông qua dây dẫn. Tùy thuộc số lượng cảm biến và yêu cầu lưu trữ cũng như kinh phí quan trắc, có
16
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
thể bố trí một hay nhiều data logger. Hình 3 thể hiện một data logger đơn giản. Data logger này bao
gồm: bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit – CPU); bộ nhớ giúp số liệu được lưu trữ; màn hình
hiển thị trực tiếp các giá trị số liệu đo được và đơn vị đo; có thể tự động xác định từng cảm biến. Khi
tiến hành đo, kết quả biến dạng sẽ được tự động tính toán dựa trên các thông số của thiết bị đo đã
được cài đặt từ ban đầu.
Hình 2. Cảm biến dây rung thông minh: (a) - Cảm
biến gắn bên trong kết cấu; (b) - Cảm biến gắn bên
ngoài bề mặt kết cấu
Hình 3. Thiết bị đọc dữ liệu (Data logger)
Dữ liệu cũng có thể truyền từ data logger về trung tâm quan trắc thông qua kết nối không dây. Sau
khi xử lý dữ liệu, xuất kết quả thành các báo cáo hoặc đưa ra các cảnh báo nếu phát hiện các vấn đề
bất thường về trạng thái làm việc của kết cấu. Hình 4 thể hiện sơ đồ hệ thống quan trắc ứng suất –
biến dạng sử dụng cảm biến dây rung.
Hình 4. Sơ đồ hệ thống quan trắc ứng suất – biến dạng sử dụng cảm biến dây rung
4. Nghiên cứu ứng dụng VWSG quan trắc ứng suất - biến dạng cầu vòm nhịp lớn trong quá
trình thi công
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Để nghiên cứu hiệu quả của thiết bị cảm biến dây rung trong việc quan trắc ứng suất – biến dạng
kết cấu công trình cầu trong quá trình thi công, nhóm nghiên cứu đã thiết lập, lắp đặt hệ thống thiết
bị VWSG và quan trắc ứng suất – biến dạng cho các kết cấu chính của hai công trình cầu vòm nhịp
lớn tiêu biểu, có kết cấu và công nghệ thi công phức tạp ở Việt Nam, đó là cầu vòm BTCT Kỳ Cùng
(Lạng Sơn) và cầu chính vòm CFST của cầu Hoàng Văn Thụ (Hải Phòng).
17
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Hình 5. Cầu Kỳ Cùng (Lạng Sơn) Hình 6. Cầu Hoàng Văn Thụ (Hải Phòng)
Cầu Kỳ Cùng (Hình 5) nằm tại trung tâm thành phố Lạng Sơn, bắc qua sông Kỳ Cùng là cây cầu
vòm BTCT đường xe chạy trên với nhịp khẩu độ 102,2 m, bề rộng cầu 21 m [18]. Cầu Hoàng Văn
Thụ (Hình 6) bắc qua sông Cấm, nối liền phường Minh Khai với huyện Thủy Nguyên, thành phố Hải
Phòng [19]. Cầu chính cầu Hoàng Văn Thụ được thiết kế dạng kết cấu cầu vòm CFST đường xe chạy
giữa với nhịp chính 200 m, hai nhịp biên mỗi nhịp 45 m sử dụng các bó cáp dự ứng lực làm giằng dọc.
Bề rộng cầu 33,5 m cho bốn làn xe cơ giới và hai làn xe thô sơ. Kết cấu vòm chính gồm hai sườn vòm
ống CFST liên kết với nhau bởi hệ giằng ngang dạng khung phía trên và dầm ngang đầu cầu. Kết cấu
vòm biên gồm hai sườn BTCT với mặt cắt ngang hình chữ nhật 4 m × 2 m.
4.2. Thiết lập sơ đồ bố trí thiết bị và chu kỳ quan trắc
Với hai đối tượng nghiên cứu là hai công trình cầu vòm có kết cấu khác nhau, nên nhóm nghiên
cứu đã sử dụng VWSG chôn trong bê tông cho cầu vòm BTCT Kỳ Cùng và VWSG gắn ngoài bề mặt
kết cấu cho cầu vòm CFST Hoàng Văn Thụ. Các thông số kỹ thuật của VWSG sử dụng trong nghiên
cứu này được thể hiện trong Bảng 1.
Bảng 1. Thông số kỹ thuật của cảm biến dây rung
Thông số Giá trị
Phạm vi ứng biến ±1500 µε
Độ chính xác ứng biến 0,5% F.S
Độ phân giải ứng biến 0,03% F.S. (1 µε)
Phạm vi đo nhiệt độ −20 °C ∼ + 110 °C
Độ chính xác đo nhiệt độ ±0,5 °C
Hệ số giãn nở nhiệt của dây 12,2 µε/°C
Loại thiết bị cảm biến dây rung này được nhóm nghiên cứu kiểm tra về độ chính xác và tin cậy
thông qua tiến hành một số thí nghiệm trong phòng với các kết cấu đơn giản có vật liệu đồng nhất,
điều kiện lý tưởng.
Vành vòm là kết cấu quan trọng nhất trong công trình cầu vòm. Trong suốt quá trình thi công,
quan trắc chuyển vị, ứng suất – biến dạng của vành vòm là hết sức cần thiết nhằm đảm bảo hình dạng
và khả năng chịu lực của kết cấu nằm trong phạm vi an toàn. Để quan trắc ứng suất – biến dạng, một
loạt các VWSG được lắp đặt tại các vị trí, mặt cắt quan trọng của vành vòm.
Đối với cầu Kỳ Cùng, 30 VWSG loại chôn trong bê tông được lắp đặt tại 5 vị trí mặt cắt dọc theo
chiều dài vòm như Hình 7 lần lượt theo trình tự thi công. Trong quá trình thi công cầu Kỳ Cùng, ứng
18
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
suất vành vòm sẽ được thu thập và xử lý với 3 chu kỳ chính: Chu kỳ 1 - Từ khi đổ bê tông đến khi
tháo đà giáo ván khuôn; Chu kỳ 2 - Sau khi tháo đà giáo đến sau khi thi công xong dầm đỉnh vòm và
dầm hộp bê tông dự ứng lực; Chu kỳ 3 - Sau khi hoàn thiện cầu.
Hình 7. Sơ đồ, vị trí lắp đặt VWSG cho cầu Kỳ Cùng
Hình 8. Sơ đồ, vị trí lắp đặt VWSG cho vành vòm cầu Hoàng Văn Thụ
Đối với cầu Hoàng Văn Thụ, sau khi kết thúc thi công nhồi bê tông vành vòm, 15 VWSG loại gắn
ngoài được lắp đặt tại các mặt cắt bất lợi như thể hiện trên Hình 8. Mặt cắt 1 và 2 bố trí mỗi mặt cắt 1
VWSG tại thớ trên của vành vòm thượng lưu và 1 cảm biến tại thớ trên của vành vòm hạ lưu. Mặt cắt
3 và 4 mỗi vành vòm thượng lưu và hạ lưu bố trí 2 VWSG tại mặt trên hai ống thép trên và 2 VWSG
tại mặt trên hai ống thép dưới. Mặt cắt 5 bố trí 1 VWSG tại thớ dưới của vành vòm thượng lưu. Mặt
cắt 6 và 7 bố trí mỗi mặt cắt 1 VWSG tại thớ trên của vành vòm hạ lưu. Dữ liệu ứng suất – biến dạng
được thu thập và xử lý với 5 chu kỳ: Chu kỳ 1 - Sau khi lắp tấm bản mặt cầu BTCT đợt 1; Chu kỳ 2 -
Sau khi lắp tấm bản mặt cầu BTCT đợt 2; Chu kỳ 3 - Sau khi lắp tấm bản mặt cầu BTCT đợt 3; Chu
kỳ 4 - Sau khi lắp tấm bản mặt cầu BTCT đợt 4; Chu kỳ 5 - Sau khi lắp tấm bản bê tông đợt 5 (hoàn
thành thi công bản mặt cầu).
19
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
4.3. Kết quả quan trắc ứng suất – biến dạng
Với cầu Kỳ Cùng, tính từ thời điểm lắp đặt VWSG đầu tiên đến khi kết thúc công tác quan trắc
ứng suất – biến dạng là khoảng 7 tháng, với cầu Hoàng Văn Thụ là 8 tháng. Tại thời điểm dừng quan
trắc, tất cả các VWSG vẫn hoạt động bình thường. Mặc dù trải qua thời gian quan trắc tương đối dài
với rất nhiều tác nhân về thời tiết, công tác thi công ảnh hưởng nhưng các thiết bị VWSG vẫn chứng
tỏ được độ bền và ổn định. Đặc biệt, trong quá trình thi công cầu Kỳ Cùng, do gặp lũ, phần lớn vành
vòm chìm trong nước, các thiết bị chôn trong bê tông vòm cũng ngâm trong nước trong thời gian dài,
tuy nhiên tất cả các thiết bị đều hoạt động ở trạng thái ổn định.
Bảng 2 thể hiện kết quả quan trắc ứng suất vành vòm cầu Kỳ Cùng với 3 chu kỳ đo. Bảng 3 thể
hiện kết quả quan trắc ứng suất vành vòm cầu Hoàng Văn Thụ với 5 chu kỳ đo. Trong hai bảng này,
giá trị dương (+) thể hiện ứng suất kéo và giá trị âm (−) thể hiện ứng suất nén.
Bảng 2. Giá trị ứng suất vành vòm quan trắc được của cầu Kỳ Cùng (MPa)
Chu
kỳ
Mặt cắt 1 Mặt cắt 2 Mặt cắt 3 Mặt cắt 4 Mặt cắt 5
Biên trên Biên dưới Biên trên Biên dưới Biên trên Biên dưới Biên trên Biên dưới Biên trên Biên dưới
0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
1 −1,23 −2,30 −2,70 −2,67 −2,33 −1,67 −2,43 −2,27 −1,07 −2,47
2 0,45 −7,60 −5,40 −5,86 −6,30 −3,47 −5,23 −5,10 0,20 −7,40
3 1,23 −10,10 −5,87 −5,97 −6,80 −2,77 −5,60 −5,13 0,80 −8,90
Từ Bảng 2 có thể thấy, tại chân và đỉnh vòm cầu Kỳ Cùng có sự chênh lệch lớn giữa ứng suất biên
trên và biên dưới, chứng tỏ tại các mặt cắt này xuất hiện mô men tương đối lớn. Tại các mặt cắt 1/4
nhịp vòm, sự chênh lệch ứng suất giữa biên trên và biên dưới không nhiều nghĩa là mômen tại các vị
trí này rất nhỏ. Ứng suất nén của bê tông lớn nhất đo được ở chân vòm khoảng −10,10 MPa và ở đỉnh
vòm là khoảng −6,80 MPa.
Đối cầu Hoàng Văn Thụ, do các thiết bị được lắp đặt sau khi đã lắp dựng xong vành vòm và hoàn
thành công tác bơm nhồi bê tông vào ống thép của vành vòm nên các giá trị thể hiện trong Bảng 3 là
ứng suất của thép vòm tại vị trí lắp đặt thiết bị do các tải trọng tác dụng kể từ thời điểm lắp đặt thiết
bị như tĩnh tải hệ dầm cầu, lan can, lớp phủ v.v. . . Tại mặt cắt đỉnh vòm, giá trị ứng suất của thép đo
được lớn nhất khoảng −48,28 MPa tại mặt trên ống thép dưới của vành vòm thượng lưu.
Bảng 3. Giá trị ứng suất vành vòm quan trắc được của cầu Hoàng Văn Thụ (MPa)
Chu
kỳ
Mặt cắt 1 Mặt cắt 2 Mặt cắt 3 Mặt cắt 4
Mặt
cắt 5
Mặt
cắt 6
Mặt
cắt 7
TL-TOP HL-TOP TL-TOP HL-TOP TL-TOP HL-TOP TL-BOT HL-TOT TL-TOP HL-TOP TL-BOT HL-BOT TL-BOT HL-TOP HL-TOP
0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
1 −4,80 −5,51 −8,28 −6,98 −8,45 −15,86 −7,86 −7,86 −15,10 −24,04 −31,17 −26,11 −7,86 −2,28 −5,41
2 −7,52 −10,75 −10,98 −8,32 −10,47 −19,00 −12,84 −12,75 −19,36 −21,87 −34,12 −30,37 −8,40 −15,79 −7,77
3 −9,16 −9,75 −16,65 −12,17 −9,04 −18,39 −17,16 −14,87 −24,85 −30,97 −34,55 −34,45 −7,26 −18,71 −6,07
4 −10,77 −16,91 −24,59 −21,81 −14,33 −21,65 −25,25 −22,35 −43,85 −45,32 −44,02 −34,46 −14,26 −40,40 −10,99
5 −12,95 −19,88 −22,17 −19,35 −21,05 −26,78 −27,49 −22,35 −43,60 −38,96 −48,28 −38,13 −19,05 −47,03 −9,35
Ghi chú: TL - Thượng lưu; HL - Hạ lưu; TOP – mặt trên ống vòm trên; BOT – mặt trên ống vòm dưới
20
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Hình 9. Hình ảnh cầu Kỳ Cùng khi lũ về Hình 10. VWSG cho cầu Hoàng Văn Thụ
5. So sánh ứng suất vành vòm giữa kết quả phân tích kết cấu bằng phần tử hữu hạn với kết quả
quan trắc thực tế
Độ tin cậy các giá trị kết quả đo được kiểm tra thông qua so sánh ứng suất vành vòm từ thực tế
đo với phân tích kết cấu cầu sử dụng mô phỏng bằng phần tử hữu hạn theo giai đoạn thi công thực tế.
Hai phần mềm phân tích kết cấu sử dụng trong nghiên cứu này là Midas Civil cho cầu Kỳ Cùng và
RM Bridge cho cầu chính cầu Hoàng Văn Thụ. Các đặc trưng vật liệu, điều kiện biên khai báo trong
mô hình được lấy theo hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công [18, 19]. Mô hình phân tích kết cấu cầu Kỳ Cùng
được thể hiện trên Hình 11 và cầu chính cầu Hoàng Văn Thụ được thể hiện trên Hình 12.
Hình 11. Mô hình phần tử hữu hạn cầu vòm BTCT
Kỳ Cùng bằng phần mềm Midas Civil
Hình 12. Mô hình phần tử hữu hạn cầu chính cầu vòm
CFST Hoàng Văn Thụ bằng phần mềm RM Bridge
Kết quả phân tích kết cấu theo lý thuyết và kết quả quan trắc thực tế được so sánh và thể hiện trên
các Hình 13 cho cầu Kỳ Cùng và Hình 14 cho cầu Hoàng Văn Thụ. Trong các hình này, kí hiệu LT là
thể hiện giá trị lý thuyết, TOP là thớ trên và BOT là thớ dưới.
Hình 13 cho thấy rằng giá trị ứng suất của kết quả đo ứng suất – biến dạng cầu Kỳ Cùng tương
đồng về hình dạng với giá trị theo phân tích lý thuyết. Các mặt cắt đối xứng có kết quả đo khá tương
đồng, có thể thấy rõ điều này khi so sánh biểu đồ kết quả đo ứng suất của mặt cắt 1 với mặt cắt 5, của
mặt cắt 2 với mặt cắt 4. Sau khi hoàn thành cầu, tại mặt cắt chân vòm 2 và 5, thớ trên chịu ứng suất
kéo, thớ dưới là nén chứng tỏ chân vòm xuất hiện mômen âm. Tại mặt cắt 2 và 4 (1/4 nhịp vòm), tất
cả các kết quả đo được từ các cảm biến đều cho giá trị biến dạng nén và chênh lệch nhau không lớn,
điều này chứng tỏ mômen tại hai mặt cắt này rất nhỏ. Tại mặt cắt đỉnh vòm (mặt cắt 3), tất cả các kết
quả đo được từ các cảm biến đều cho giá trị biến dạng nén, ứng suất nén thớ trên lớn hơn ứng suất nén
thớ dưới chứng tỏ tại mặt cắt đỉnh vòm có xuất hiện mômen dương. Có thể thấy rằng từ kết quả đo
ứng suất – biến dạng cho thấy ứng xử thực tế của vành vòm phù hợp với ứng xử lý thuyết của kết cấu.
21
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
(a) Mặt cắt 1 (b) Mặt cắt 5
(c) Mặt cắt 2 (d) Mặt cắt 4
(e) Mặt cắt 3
Hình 13. Ứng suất vành vòm cầu Kỳ Cùng
Hình 14 cho thấy hầu hết giá trị ứng suất vành vòm cầu Hoàng Văn Thụ đo được tương quan với
giá trị ứng suất lý thuyết và theo một quy luật. Tại thời điểm kết thúc quan trắc, tất cả các giá trị đo
đều là ứng suất nén. Cần lưu ý rằng cầu vòm CFST có kết cấu và công nghệ thi công rất phức tạp, kết
quả mô hình phân tích kết cấu theo từng giai đoạn thi công ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố đầu vào
và điều kiện biên. Trong quá trình thi công thực tế chắc chắn có sự sai khác lớn với giả thiết khi phân
22
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
tích kết cấu theo lý thuyết. Thêm nữa, không giống như các mô hình thí nghiệm trong phòng với tỷ lệ
nhỏ, bài toán thí nghiệm ngoài hiện trường còn chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như thời tiết, tác
động của các thiết bị phụ trợ thi công, tải trọng cục bộ v.v. . . nên sai số giữa kết quả đo thực tế công
trường và lý thuyết sẽ có thể tương đối lớn. Tuy nhiên, từ kết quả quan trắc và phân tích lý thuyết cầu
chính cầu Hoàng Văn Thụ có thể thấy rằng ứng xử của kết cấu thực tế khá tương đồng với lý thuyết.
(a) Mặt cắt 1 và Mặt cắt 7 (b) Mặt cắt 2 và Mặt cắt 6-biên trên
(c) Mặt cắt 3-biên trên (d) Mặt cắt 3 và mặt cắt 5-biên dưới
(e) Mặt cắt 4-biên trên (f) Mặt cắt 4-biên dưới
Hình 14. Ứng suất vành vòm cầu Hoàng Văn Thụ
23
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Từ kết quả quan trắc ứng suất và phân tích lý thuyết hai cây cầu vòm có kết cấu khác nhau sử dụng
hai loại VWSG chôn trong bê tông và gắn ngoài, có thể thấy rằng: (1) Kết quả đo ứng suất từ VWSG
là tương đối khớp với kết quả mô hình tính. (2) Số liệu quan trắc được thu thập VWSG chôn trong bê
tông cho kết quả ổn định hơn so với VWSG gắn ngoài. Điều đó được lý giải do VWSG gắn ngoài sẽ
chịu nhiều tác động khách quan bên ngoài hơn, đặc biệt là trong quá trình thi công. (3) Mặc dù thời
gian quan trắc tương đối dài, tuy nhiên đến thời điểm kết thúc quan trắc, nếu không bị hư hỏng do va
đập bởi máy móc, thiết bị thi công thì VWSG vẫn hoạt động ổn định và đảm bảo độ tin cậy.
6. Kết luận
Thông qua nghiên cứu ứng dụng VWSG quan trắc ứng suất - biến dạng hai công trình cầu vòm
nhịp lớn là cầu vòm BTCT Kỳ Cùng (Lạng Sơn) và cầu vòm CFST Hoàng Văn Thụ, có thể rút ra một
số kết luận sau:
(1) Thiết lập hệ thống quan trắc sức khỏe công trình nói chung và quan trắc ứng suất - biến dạng
kết cấu cho các cầu nhịp lớn ở Việt Nam cả trong giai đoạn thi công và khai thác nói riêng là hết sức
cần thiết nhằm đảm bảo sự an toàn cho người và công trình, kịp thời đưa ra các cảnh báo và biện pháp
xử lý nếu có vấn đề bất thường đối với trạng thái làm việc của kết cấu, nhờ đó có thể giảm được thiệt
hại và chi phí khi xảy ra các rủi ro không lường trước.
(2) Đối với các kết cấu đòi hỏi phải quan trắc theo dõi trong thời gian dài, sử dụng hệ thống
VWSG để quan trắc ứng suất – biến dạng là đặc biệt phù hợp bởi các ưu điểm chính của nó như:
- VWSG cho phép quan trắc theo thời gian, độ bền cao, ổn định, xử lý được vấn đề sai số do nhiệt
độ, lắp đặt đơn giản, thích hợp với nhiều vị trí quan trắc kể cả khi kết cấu nằm dưới nước, chôn vùi
trong đất hoặc ở những vị trí khó tiếp cận v.v. . .
- Công tác lấy dữ liệu tương đối đơn giản, nhanh chóng, ít ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài.
Có thể đồng bộ và truy xuất dữ liệu với thời gian thực và liên tục, đặc biệt các kết quả đo sẽ được tích
lũy dần theo các giai đoạn nên rất phù hợp với công trình cầu với nhiều giai đoạn (bước) thi công.
(3) Từ kết quả quan trắc ứng suất vành vòm và so sánh với giá trị phân tích lý thuyết của hai công
trình cầu vòm BTCT Kỳ Cùng và cầu vòm CFST Hoàng Văn Thụ cho thấy:
- VWSG cho kết quả đo đảm bảo độ ổn định và chính xác cao, phản ánh đúng ứng xử của kết cấu
theo lý thuyết.
- Mặc dù việc so sánh giữa kết quả đo ứng suất – biến dạng từ VWSG của công trình cầu vòm
thực tế có kết cấu và trình tự thi công phức tạp với kết quả phân tích lý thuyết từ mô hình phần tử
hữu hạn là hết sức khó khăn, tuy nhiên có thể thấy rằng kết quả đo được thực tế khá tương đồng với
lý thuyết tính toán, đảm bảo mục tiêu về quan trắc, đánh giá và cảnh báo kết cấu trong quá trình thi
công.
- Số liệu quan trắc được thu thập bởi VWSG chôn trong bê tông cho kết quả ổn định hơn so với
VWSG gắn ngoài do ít chịu nhiều tác động khách quan bên ngoài hơn.
Kết quả nghiên cứu này cho thấy tiềm năng rất lớn và khả năng ứng dụng của VWSG trong kiểm
định hay quan trắc dài hạn kết cấu cầu nhịp lớn tại Việt Nam.
Lời cảm ơn
Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn công ty Công ty Cổ phần Xây dựng Cầu 75, Công ty TNHH
Thương mại & Xây dựng Trung Chính, Tổng Công ty Tư vấn Thiết kế Giao thông Vận tải (TEDI),
Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế Cầu lớn Hầm, Công ty Tư vấn Công trình Châu Á Thái Bình Dương
(APECO) đã hỗ trợ và tạo điều kiện tốt nhất cho chúng tôi hoàn thành bài báo này.
24
Thành, T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Tài liệu tham khảo
[1] Balageas, D., Fritzen, C.-P., Gu¨emes, A. (2010). Structural health monitoring, volume 90. John Wiley &
Sons.
[2] Sohn, H., Farrar, C. R., Hemez, F. M., Shunk, D. D., Stinemates, D. W., Nadler, B. R., Czarnecki, J. J.
(2003). A review of structural health monitoring literature: 1996–2001. Los Alamos National Laboratory,
USA.
[3] Soyoz, S., Feng, M. Q. (2009). Long-TermMonitoring and Identification of Bridge Structural Parameters.
Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 24(2):82–92.
[4] Doebling, S. W., Farrar, C. R., Prime, M. B., Shevitz, D. W. (1996). Damage identification and health
monitoring of structural and mechanical systems from changes in their vibration characteristics: A litera-
ture review. Technical report, United States.
[5] Huston, C. (1879). The effect of continued and progressively increasing strain upon iron. Journal of the
Franklin Institute, 107(1):41–45.
[6] Webster, J. G. (1999). The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook. Springer Science &
Business Media.
[7] Juds, S. (1988). Photoelectric sensors and controls: selection and application, volume 63. CRC Press.
[8] Habel, W. R. (1995). Fiber optic sensors in civil engineering: experiences and requirements. Uttamchan-
dani, D. G., editor, Smart Structures: Optical Instrumentation and Sensing Systems, SPIE.
[9] Casas, J. R., Cruz, P. J. S. (2003). Fiber Optic Sensors for Bridge Monitoring. Journal of Bridge Engi-
neering, 8(6):362–373.
[10] Lee, H. M., Kim, J. M., Sho, K., Park, H. S. (2010). A wireless vibrating wire sensor node for continuous
structural health monitoring. Smart Materials and Structures, 19(5):055004.
[11] Bourquin, F., Joly, M. (2004). A magnet-based vibrating wire sensor: design and simulation. Smart
Materials and Structures, 14(1):247–256.
[12] Benmokrane, B., Chekired, M., Xu, H. (1995). Monitoring Behavior of Grouted Anchors Using
Vibrating-Wire Gauges. Journal of Geotechnical Engineering, 121(6):466–475.
[13] Dreyer, H. (1979). Long-term measurements in rock mechanics by means of Maihak vibrating wire
instrumentation. Proc., Int. Symp. on Field Measurements in Rock Mech, 109–122.
[14] Hanna, T. H. (1985). Field instrumentation in geotechnical engineering. Series on rock and soil mechan-
ics.
[15] Neild, S. A., Williams, M. S., McFadden, P. D. (2005). Development of a Vibrating Wire Strain Gauge
for Measuring Small Strains in Concrete Beams. Strain, 41(1):3–9.
[16] Arutunian, S. G., Dobrovolski, N. M., Mailian, M. R., Sinenko, I. G., Vasiniuk, I. E. (1999). Vibrating
wire for beam profile scanning. Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams, 2(12):122801.
[17] Arutunian, S. (2008). Vibrating wire sensors for beam instrumentation. Beam Instrumentation Workshop,
BIW, Lake Tahoe, USA.
[18] Công ty CP TVTK Cầu lớn Hầm (2016). Dự án cầu Kỳ Cùng, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn. Hồ
sơ thiết kế bản vẽ thi công.
[19] Tổng công ty TVTK GTVT - CTCP (2017). Cầu Hoàng Văn Thụ, thành phố Hải Phòng. Hồ sơ thiết kế
bản vẽ thi công.
25

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_quan_trac_ung_suat_bien_dang_cau_vom_nhip_lon_tro.pdf
Ebook liên quan