Thiết bị giảm dao động cho cầu treo

Để phục vụ việc xây dựng những cây cầu dây văng do VN thiết kế trong tương lai, các chuyên gia thuộc Viện Cơ học (Viện KH&CN VN) đã chế tạo và thử nghiệm thành công thiết bị giảm dao động có hại cho loại cầu này.
 

Các thiết bị giảm dao động (tiêu tán năng lượng dao động) cho cáp treo của cầu dây văng

Trước đây, người ta phải lắp đặt thiết bị giảm dao động cho từng sợi cáp treo của các cây cầu dây văng chẳng hạn như cầu Mỹ Thuận, cầu Bãi Cháy. Hiện những cây cầu dây văng ở VN đã và đang được xây dựng đều sử dụng thiết bị giảm dao động nhập ngoại.

Mới đây, các chuyên gia tại Phòng Cơ học công trình, Viện Cơ học với sự hợp tác của Viện Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công nghiệp đã chế tạo được thiết bị giảm dao động cho cầu treo. Thiết bị đã được đánh giá chất lượng trên hệ thống động lực của viện KHCN Xây dựng.

Sau một thời gian nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, với sự hợp tác của các chuyên gia khoa học giao thông, thiết bị đã đươc ứng dụng thử nghiệm tại cầu dây văng Bến Cốc (Hà Tây) và cầu Ngòi Lăn (Yên Bái).

Ở cầu Bến Cốc, 16 thiết bị đã được gắn cho 16 dây cáp, rồi cho một đoàn ôtô nặng 12 tấn/chiếc chạy qua cầu. Kết quả cho thấy nếu có thiết bị, khi ôtô chạy qua dao động của dây cáp giảm rõ rệt có thể quan sát bằng mắt thường. Còn đối với những dây không có thiết bị, cáp dao động với biên độ khá lớn, về lâu dài sẽ dẫn tới mỏi và nứt cáp theo thời gian.

Theo GS.TSKH. Nguyễn Đông Anh, trưởng nhóm nghiên cứu đồng thời là Chủ tịch Hội đồng KH&CN, thiết bị giảm dao động có hại cho cáp treo giống như một giảm xóc xe máy, gồm một ống xi lanh chứa piston và dầu nhớt silicon có độ nhớt cao. Khi cáp hoặc thần cầu dao động, piston chuyển động trong môi trường nhớt, sinh lực cản để tiêu tán năng lượng dao động.

Chế tạo thiết bị giảm dao động không khó song điều quan trọng là thiết kế đựoc thiết bị có lực cản phù hợp với từng cây cầu, từng sợi cáp trên cầu. Để làm điều đó, nhóm nghiên cứu đã xây dựng phần mềm SAVA (Structural Anti Vibration Analysis) để phân tích dao động của kết cấu có lắp thiết bị tiêu tán năng lượng dao động.

Sau khi nhập thông số của cầu, của thiết bị giảm dao động, SAVA sẽ đánh giá hiệu quả của thiết bị, từ đó thay đổi thông số của thiết bị để giảm dao động hiệu quả nhất. Phần mềm này còn để mở cho các ứng dụng khác như phân tích dao động cho các toà nhà cao tầng, công trình biển, v.v...

Theo đánh giá của TS. Trần Việt Hùng, Chủ nhiệm Chương trình Nghiên cứu khoa học và phát triển Công nghệ Chế tạo máy - KC.05, công nghệ giảm dao động có hại cho các công trình xây dựng là công nghệ VN có thể làm được, giảm chi phí mua thiết bị của nước ngoài. Nếu được đầu tư, phát triển, VN sẽ cập nhật nhanh một loại công nghệ mới của thế giới, rút ra bài học kinh nghiệm để áp dụng công nghệ này cho các lĩnh vực khác như nhà cao tầng, tàu cao tốc, công trình biển
 

Lắp thiết bị giảm dao động cho một dây cáp ở cầu dây văng Bến Cốc	Đã lắp xong hai thiết bị giảm dao động cho hai sợi cáp
Triển khai thiết bị đo trên cầu	Cho ôtô chạy qua để kiểm tra hiệu quả giảm dao động của thiết bị
Thiết bị điều chỉnh độ căng của cáp trong phòng thí nghiệm	Chương trình phân tích chống dao động kết cấu SAVA

Minh Sơn