Phân tích ảnh hưởng của vận tốc xe chạy đến ứng xử của cầu cạn nhịp ngắn trên nền đất yếu có chiều sâu lớn tại Đồng bằng sông Cửu Long

Abstract

Các tuyến cao tốc xây dựng trên nền đất yếu sâu tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) chịu ảnh hưởng đáng kể bởi điều kiện địa chất yếu, đặc biệt tại một số khu vực có chiều dày lớp đất yếu lên đến 40-45 m. Các giải pháp cầu cạn công nghiệp hóa với nhịp ngắn, liên tục trên cọc bê tông ly tâm ứng suất trước cường độ cao (PHC) làm thân trụ đã được nghiên cứu và kiến nghị sử dụng. Tuy nhiên, ứng xử động học của kết cấu dưới tác động của vận tốc khai thác lớn trên các tuyến cao tốc vẫn là vấn đề cần được đánh giá đầy đủ. Bài báo tập trung phân tích ảnh hưởng của vận tốc xe chạy đến ứng xử của hệ cầu cạn - cọc - nền đất yếu thông qua mô hình phần tử hữu hạn 3D. Tải trọng khai thác được mô phỏng bằng hoạt tải HL-93 dưới dạng các tải trọng tập trung di động, với các kịch bản vận tốc từ trung bình đến cao (60-120 km/h). Bên cạnh đó, phân tích tham số được thực hiện cho hai trường hợp nền đất đại diện, đặc trưng bởi các giá trị khác nhau của góc ma sát trong (φ), nhằm đánh giá ảnh hưởng của thông số này đến nội lực và chuyển vị. Kết quả nghiên cứu làm rõ mối tương quan giữa vận tốc xe chạy, đặc trưng nền đất và đáp ứng động của hệ, đồng thời chỉ ra sự khác biệt về ứng xử giữa các trường hợp nghiên cứu. Qua đó, nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc phân tích động và thiết kế cầu cạn trên nền đất yếu trong điều kiện khai thác ở tốc độ cao.