Tính toán hiệu ứng động lực phát sinh trong kết cấu nhịp cầu đường ô tô cao tốc do tải trọng di động theo phương pháp trực tiếp với mô hình tương tác xe - kết cấu nhịp cầu

Abstract

Ứng xử động lực của kết cấu cầu dưới tác dụng của tải trọng phương tiện giao thông di động là một bài toán phức tạp, phụ thuộc vào nhiều tham số như đặc điểm cấu tạo của kết cấu, cấu hình phương tiện, độ lớn tải trọng trục, số lượng, khoảng cách và vận tốc di chuyển của tải trọng. Hiệu ứng động lực do tải trọng phương tiện vận tải di động tác động lên kết cấu cầu hiện được xét đến trong các tiêu chuẩn thiết kế cầu thông qua việc sử dụng mô hình xe tải thiết kế và hệ số động lực (1+IM) tương ứng. Tuy nhiên, trên thực tế, tại một số tuyến đường bộ và đường cao tốc, dưới tác động của nhiều xe tải nặng di chuyển với vận tốc cao, đã ghi nhận các hiện tượng hư hỏng và xuống cấp nhanh chóng của kết cấu cầu. Điều này cho thấy cần thiết phải nghiên cứu đầy đủ và chính xác hơn hiệu ứng động lực phát sinh trong kết cấu cầu dưới tác dụng của tải trọng di động. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của đặc điểm cấu tạo kết cấu cầu, cũng như đặc trưng cấu tạo và vận tốc của phương tiện vận tải, đến hiệu ứng động lực trong kết cấu cầu trên đường ô tô cao tốc. Phương pháp phân tích được sử dụng là mô hình tương tác động lực xe – cầu, kết hợp với phần mềm tính toán chuyên dụng nhằm xác định trực tiếp hiệu ứng động lực do tải trọng di động gây ra. Các mô hình cầu và mô hình của một số loại phương tiện thực tế được sử dụng trong nghiên cứu nhằm cung cấp cơ sở tham khảo cho công tác thiết kế, khai thác và duy tu, bảo dưỡng cầu trong thực tiễn.