Đánh giá nguy cơ mất an toàn công trình cầu dạng dầm sau khi xảy ra động đất hoặc chịu tải trọng mạnh

Trên thế giới có rất nhiều tai nạn xảy ra đối với các công trình cầu đường bộ gây ra bởi các tải trọng đặc biệt như động đất, sóng thần, bão lốc, nổ bom mìn, va đập... Các vụ tai nạn liên quan đến cầu có thể kể đến như sập cầu Tacoma Narrows năm 1940, sập cầu tại Los Angeles năm 1995, sập cầu bắc qua sông Mississippi tại Mỹ năm 2007... Tại Việt Nam, đã từng xảy ra vụ sập nhịp dẫn cầu Cần Thơ năm 2007, sự cố sập bốn trong năm dầm của nhịp cầu cạn Pháp Vân năm 2010.

Với mục tiêu xây dựng phương pháp đánh giá nguy cơ mất an toàn công trình cầu dạng dầm tại Việt Nam sau khi chịu tải trọng đặc biệt và phát hiện các hư hỏng sinh ra, kịp thời thông báo cho các nhà chức trách có kế hoạch kiểm tra và sửa chữa, đề tài “Nghiên cứu đánh giá nguy cơ mất an toàn công trình cầu dạng dầm sau khi xảy ra động đất hoặc chịu tải trọng mạnh” do TS.Nguyễn Việt Khoa, Viện Cơ học làm chủ nhiệm đã được thực hiện.

Tổng quan về giám sát kết cấu

Mô hình thí nghiệm: Bàn rung

Phát hiện vết nứt bằng phần mềm DAMMONITOR: a) Tần số thay đổi đột ngột khi có sự xuất hiện của vết nứt; b) Mối quan hệ giữa độ sâu vết nứt và độ suy giảm tần số tức thời

Đề tài đã xây dựng một quy trình giám sát kết cấu cầu và một phần mềm tính toán động lực học của kết cấu, phân tích tín hiệu đo dao động để phát hiện vết nứt và đánh giá nguy cơ mất an toàn của cầu. Sự xuất hiện của hư hỏng và mức độ hư hỏng được phân tích bởi phân tích Wavelet. Ưu điểm nổi bật của quy trình này là có thể tự động phát hiện thời điểm xảy ra hư hỏng, ước lượng mức độ hư hỏng, dự đoán khả năng chịu tải còn lại của cầu theo thời gian thực khi có sự cố xảy ra do các tải trọng bên ngoài như động đất, mưa bão hoặc va chạm mạnh giữa phương tiện và cầu như tàu thuyền, xe tải hạng nặng...

Kiểm chứng trên mô hình cầu trong phòng thí nghiệm bằng bàn rung mô phỏng động đất Shimadzu của Nhật và hệ thống đo đạc tín hiệu dao động Pulse của Đan Mạch, kết quả đã phát hiện được thời điểm xảy ra hư hỏng và ước lượng được mức độ hư hỏng phù hợp với dự đoán. Tuy nhiên, khi áp dụng và thực tế có thể sẽ nảy sinh vấn đề nên đề tài cần được thử nghiệm vào thực tiễn để hoàn thiện.

Định hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài là sẽ chế tạo thiết bị giám sát và tích hợp phần mềm DAMMONITOR để ứng dụng vào các công trình cầu thực tế, góp phần đưa thành quả nghiên cứu vào phục vụ phát triển kinh tế-xã hội.

Nguồn tin: TS.Nguyễn Việt Khoa, Viện Cơ học
Xử lý tin: Thanh Hà