ĐỀ TÀI : “NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CẦU TREO DÂY VÕNG DO SỰ CỐ ĐỨT CÁP TREO DẦM GÂY RA”

Luận văn này đi sâu vào nghiên cứu mức độ ảnh hưởng từ sự cố đứt cáp treo dầm đến khả năng khai thác bình thường của cầu thông qua việc ứng dụng phần mềm MidasCivil 2011 để phân tích ứng xử của Cầu treo dây võng do sự cố đứt cáp treo dầm gây ra là có cơ sở và thiết thực. Kết quả phân tích cầu treo Thuận Phước cho thấy trường hợp có một dây treo bất lợi bị đứt thì lực căng dây treo tăng 163.13%,Trường hợp có hai dây treo bị đứt thì lực căng dây treo tăng 255.51%, Khi ba dây treo liên tiếp bị đứt thì lực căng dây treo tăng 149.89%, So sánh với một số kết quả kiểm định cầu treo Thuận Phước , Các dây này có ứng suất trong dây treo ban đầu lớn nhất là 717 Nmm2 nhỏ hơn ứng suất cho phép 1670 Nmm2, lực căng tăng 251.51% và độ võng là 110.36% tức là tăng 34 cm so với ban đầu., tác giả kết luận cầu sẽ vận hành trong điều kiện an toàn trong các trường hợp trên tuy nhiên cần có biện pháp khắc phục và theo dõi kịp thời.Như ta đã biết cầu treo dây võng là hệ kết cấu treo có 1 lớp dây chủ nối với dầm cứng bằng các dây treo thẳng đứng, trong đó dây cáp chủ và dây cáp treo dầm là dây chịu lực chính, do vậy tận dụng được hết thành tựu khoa học kỹ thuật về sự làm việc của vật liệu. Chính về có ưu điểm này nên cầu treo vượt được khẩu độ rất lớn mà các kết cấu cầu khác không làm được . Ví dụ như cầu Akashi Kaikyo ở Nhật Bản

Đối tượng khảo sát

Sự thay đổi lực căng trong dây và độ võng của kết cấu nhịp cầu Thuận Phước sẽ được phân tích khi cáp treo bị đứt Bài viết cũng sẽ xem xét mô hình động để xác định sự thay đổi trong chế độ dao động của cầu trước và sau sự cố đứt cáp, từ đó giúp hiểu rõ hơn về tác động của sự cố này đối với an toàn và độ bền của cầu.

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu ứng xử của cầu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng khai thác khi xe qua cầu, đồng thời xác định các dây bất lợi có thể đứt để giúp nhà quản lý có biện pháp theo dõi và sửa chữa kịp thời Đề xuất các biện pháp điều tiết giao thông phù hợp sau sự cố đứt cáp treo dầm và cảnh báo về rủi ro khi xe qua cầu là cần thiết Kết luận nghiên cứu sẽ chỉ ra hướng phát triển tiếp theo của đề tài Mục tiêu cụ thể là ứng dụng phần mềm Midas Civil để phân tích ứng xử của cầu treo dây võng do sự cố đứt cáp treo dầm gây ra.

Nghiên cứu xu hướng phân bố lực căng sau khi đứt cáp cho thấy sự thay đổi đáng kể trong ứng suất của các dây, đặc biệt là trước và sau sự cố đứt cáp treo Bên cạnh đó, việc đứt cáp cũng ảnh hưởng đến độ võng và phân bố lực căng trong dây, cũng như động võng của kết cấu nhịp.

Xác định giá trị độ võng lớn nhất tại các vị trí cáp treo yếu nhất dưới tác động của các tổ hợp tải trọng hiện tại trên cầu Thuận Phước Đề xuất các biện pháp điều tiết giao thông ngay lập tức sau khi xảy ra sự cố đứt cáp treo, đồng thời đưa ra giải pháp xử lý phù hợp với tình hình cụ thể.

Phương pháp nghiên cứu

Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài và các thông số kỹ thuật của các bộ phận cầu Thuận Phước Sử dụng phần mềm Midas Civil để mô hình hóa và phân tích hành vi của cầu treo dây võng.

Nghiên cứu và phát triển lý thuyết cho bài toán thực tế dựa trên mô hình tính toán để phục vụ đề tài luận văn.

Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài

Xác định được sự ảnh hưởng của việc đứt cáp đến sự làm việc của cầu đến khả năng khai thác bình thường của cầu

Đưa ra cảnh báo sớm nhằm phòng ngừa rủi ro không mong muốn và áp dụng biện pháp quản lý phù hợp Đề xuất các biện pháp an toàn cho phương tiện khi di chuyển qua cầu sau sự cố đứt cáp treo, có thể áp dụng cho các công trình cầu treo tương tự trong nước và quốc tế.

Dự kiến nội dung của luận văn

Nội dung đề tài nghiên cứu gồm phần mở đầu và 4 chương.

Chương 1 Tổng quan về cầu dây võng và các sự cố liên quan.

1.1 Tổng quan về cầu treo dây võng

1.2 Tình hình nghiên cứu sự cố đứt cáp treo dầm của cầu treo dây võng ở Thế Giới và Việt Nam.

1.3 Tình hình điều tiết giao thông trên cầu khi đứt cáp treo của cầu treo dây võng ở Thế Giới và Việt nam.

1.4 Tầm quan trọng của việc điều tiết giao thông trên cầu khi đứt cáp

Chương 2: Cơ sở lý thuyết của đề tài

2.1 Giới thiệu lý thuyết về mô hình hóa cầu treo dây võng

2.2 Cơ sở xây dựng mô hình

2.3 Giới thiệu về phần mềm Midas/Civil

2.4 Cơ sở phân tích bằng phần tử hữu hạn

Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của đứt cáp đến sự làm việc của cầu treo dây võng

3.2 Ảnh hưởng của đứt 01 dây cáp treo, 01 cặp cáp treo đối xứng đến sự làm việc của cầu

3.3 Ảnh hưởng của đứt 02 dây cáp treo liền kề, 02 cặp cáp treo liền kề đối xứng đến sự làm việc của cầu

3.4 Ảnh hưởng của đứt 03 dây cáp treo liền kề, 03 cặp cáp treo liền kề đối xứng đến sự làm việc của cầu

3.5 Kết quả mô hình hóa dao động riêng của cầu treo dây võng

3.6 Các biện pháp điều tiết và cảnh báo khi có sự cố xảy ra

Chương 4 Kết luận và kiến nghị

4.3 Hướng phát triển của đề tài

TỔNG QUAN VỀ CẦU TREO DÂY VÕNG VÀ CÁC SỰ CỐ LIÊN QUAN

Tình hình nghiên cứu sự cố đứt cáp treo dầm của cầu treo dây võng ở Thế Giới và Việt Nam

Tình hình điều tiết giao thông trên cầu khi đứt cáp treo của cầu treo dây võng ở Thế Giới và Việt nam

ở Thế Giới và Việt nam.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỨT CÁP ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA CẦU TREO DÂY VÕNG

Mô hình hóa kết cấu

3.1.1 Giới thiệu về các thông số mô hình cầu treo Thuận Phước Đường kính cáp chủ: D43.8 mm (bao gồm 37 bó cáp x 91 sợi thép cường độ cao mã kẽm 5.3mm )Փ

Dây treo được cấu tạo từ 85 sợi có đường kính 5,1mm, xoắn 2 lớp và được bảo vệ bằng vỏ bọc PVE Ở những vị trí gần neo và tháp, dây treo sử dụng loại đặc biệt với mặt cắt lớn, bao gồm 223 sợi thép cường độ cao có đường kính 5mm.

Tỷ lệ đường tên võng của cáp chủ với chiều dài nhịp là: 1/10.

Bảng 3 1 Thông số Cáp chủ và cáp treo dầm

Tên cáp Vị trí Đường kính (mm)

Bó cáp, sợi thép, lớp bảo vệ Ghi chú

Cáp chủ 343,8 37 bó x91 sợi 5.3mmՓ Đường kính thực

Gần neo và tháp 74,7 223 sợi 5,0mm xoắn 2 lớpՓ có vỏ bọc PVE Đường kính tương đương

Giữa nhịp 47 85 sợi 5,1mm xoắn 2 lớpՓ có vỏ bọc PVE Đường kính tương đương

- Tải trọng người đi : 3KN/m 2

- Tải trọng gió : gió bình quân trong 10 phút trên độ cao 10m là 35,6 m/s

- Lực va tàu thủy : ngang cầu 27000KN; dọc cầu 13500KN

- Động đất cấp 7(thang MKS )

- Nhiệt độ thiết kế : nhiệt độ cơ bản 25 o C; chênh lêch nhiệt độ tăng cao 20,9 o C; chênh lệch nhiệt độ hạ thấp 20,8 o C.

- Dầm thép và hệ mặt cầu : 105KN/m

- Kẹp cáp nhịp giữa :0,95KN/m; nhịp biên :1,3KN/m

- Sợi cuốn và đường kiểm tra : 0,84KN/m.

Bảng 3 2 Đặc trưng mặt cắt ngang dầm chủ như sau

Mục Đơn vị Giá trị Ghi chú

Hình dạng Dầm hộp thép

Mô đun đàn hồi MPa 2.1×10 5

Mô đun chống cắt MPa 0.81×10 5

Diện tích mặt cắt ngang m 2 0.72291 Mặt cắt điển hình

Mô men kháng uốn Iy m 4 0.7999 Mặt cắt điển hình

Iz m 4 27.498 Mặt cắt điển hìnhVật liệu thép dùng thép hợp kim thấp của Trung quốc Q345C

Hình 1 8 Bảng thông số khai báo trong mô hình

Thông qua các tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm MiDAS/Cilvil 2011, mô hình cầu treo Thuận Phước được tiến hành theo các bước sau:

Bước 1: Khai báo đơn vị

Bước 2: Khai báo đặc trưng vật liệu

Bước 3: Khai báo đặc trưng mặt cắt ngang của từng cấu kiện

Bước 4: Xây dựng mô hình nút và phần tử

Bước 5: Khai báo điều kiện biên

Bước 6: Khai báo tải trọng

Bước 7: Phân tích kết quả và nhận xét

Hình 1 9 Mô hình hoàn thiện 3D

3.1.3 Các trạng thái nghiên cứu

Khi dây treo của cầu treo bị thay thế hoặc đứt, có hai giai đoạn quan trọng cần xem xét: đầu tiên là ngay tại thời điểm dây treo bị đứt, khi đó sẽ xuất hiện lực đứt; thứ hai là sau khi cấu trúc đã ổn định mà không có dây treo Nghiên cứu này tập trung vào hành vi của cầu treo sau khi dây treo bị đứt, và việc mô hình hóa sẽ được thực hiện bằng cách hoàn thiện mô hình trước, sau đó cắt dây treo tại các vị trí không thuận lợi.

Cầu sẽ được mô hình hóa qua hai trạng thái: (1) trạng thái khi dây treo không bị đứt và (2) trạng thái khi dây treo bị đứt ở các vị trí mong muốn hoặc bất lợi.

Trong nghiên cứu này, sẽ có nhiều trường hợp được phân tích, tập trung vào cầu làm việc trong giai đoạn khai thác Các dây thuộc mặt phẳng phía thượng lưu được đánh số từ 01 đến 57, trong khi các dây thuộc mặt phẳng phía hạ lưu được đánh số từ 58 đến 114.

Hình 1 11 Sơ đồ đánh số thứ tự dây treo thượng lưu của cầu Thuận Phước

Hình 1 12 Sơ đồ đánh số thứ tự dây treo hạ lưu của cầu Thuận Phước

Hình 1 13 Sơ đồ cầu treo được mô hình hóa bằng phần mềm MiDAS/Civil

2011 trong điều kiện đầy đủ dây

Bảng 3 3 Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH sử dụng (AASHTO- LRFD Load)

Stt Trường hợp Tải trọng Mô tả Hệ số tải trọng

1 Tĩnh tải Trọng lượng bản thân kết cấu

Stt Trường hợp Tải trọng Mô tả Hệ số tải trọng

Dầm chủ Tĩnh tải dầm chủ 1.0

Kẹp cáp, đường kiểm tra Tải trọng kẹp cáp 1.0

Hoạt tải nguời Tải trọng người (3KN/m) 1.0 Tải trọng làn Tải trọng làn (9,30 KN/m) 1.0

Hoạt tải xe 3 trục Xe thiết kế HL93

Bảng 3 4 Các tổ hợp tải trọng được khai báo trong chương trình để có tổ hợp được các giá trị bất lợi nhất

Stt Tên TH Mô tả Công thức

Trọng lượng bản thân kết cấu + tĩnh tải dầm chủ +tải trọng kẹp cáp

2(TH2) Tổ hợp 1 + 0,65HL93+TTL+người 1.0 TH1+1,0 (0,65xe thiết kế)+1,0 người

3 HT 0,65HL93+TTL + người 1,0 (0,65xe thiết kế)+1,0 người

1 (TH3) Tổ hợp 1+ 0,65HL93+ TTL+ người 1,25TH1+ 1.75

Dựa vào sự phân bố ứng suất lớn nhất trong các dây treo, chúng ta xác định được các vị trí dây treo bất lợi trong các tổ hợp tải trọng Từ đó, có thể tìm ra các vị trí đứt cáp mong muốn theo tổ hợp cường độ 1 bất lợi nhất, bao gồm 1,25TH1 + 1,75 (0,65HL93) + 1,75 người.

Bảng 3 5 Bảng kết quả ứng suất trong dây treo dầm

Loại tải trọng Ứng suất

STT dây treo Ứng suất (N/mm 2 )

Bảng 3 6 Bảng tính toán, tổ hợp vị trí cáp treo đứt theo ứng suất lớn nhất trong dây treo dầm ở bảng 7

STT Vị trí cáp số Ghi chú

1 Toàn cầu Không có cáp nào bị đứt TH0

3 Gần tháp phía nhịp giữa

4 Gần tháp phía nhịp biên

Trong nghiên cứu cầu hoàn chỉnh không có dây treo bị đứt, chúng tôi sẽ xác định các giá trị tham chiếu cho các tình huống đứt dây Tiếp theo, các trường hợp đứt một, hai và ba dây treo sẽ được mô hình hóa và phân tích kết quả để đánh giá tác động của từng tình huống.

 Trường hợp 0 : không có dây treo nào bị đứt

Hình 1 14 Phân bố lực căng,điều kiện đầy đủ dây TH3(CĐ1) (KN)

Hình 1 15 Ứng suất dây treo,điều kiện đầy đủ dây TH3(CĐ1) (N/mm2)

Hình 1 16 Độ võng của dầm chủ,điều kiện đầy đủ dây(xét tổ hợp HT) (m)

Hình 1 17 Độ võng của dầm chủ,điều kiện đầy đủ dây (chỉ xét xe thiết kế

 Trường hợp 1.1: đứt cáp số 26

Hình 1 18 Ví trí cáp số 26

Hình 1 19 Phân bố lực căng dây 01 đến 57 trường hợp đứt cáp số

Hình 1 20 Phân bố lực căng dây 58 đến 114 trường hợp đứt cáp số 86

Hình 1 21 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26 (xét tổ hợp HT)

Hình 1 22 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26 (xét 0.65HL93)

 Trường hợp 1.2: đứt cặp cáp số 26-83( đối xứng)

Hình 1 23 Vị trí cặp cáp số 26 -83

Hình 1 24 Phân bố lực căng dây 01 đến 57 trường hợp đứt cáp cặp cáp số 26-83(CĐ1).

Hình 1 25 Phân bố lực căng dây 58 đến 114 trường hợp đứt cáp cặp cáp số 26-83(CĐ1).

Hình 1 26 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-83(xét tổ hợp HT)

Hình 1 27 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-83(xét 0.65HL93)

 Trường hợp 2.1: đứt cáp số 26-27

Hình 1 28 Ví trí cặp cáp số 26-27( liền kề)

Hình 1 29 Phân bố lực căng từ dây 01 đến 57 trường hợp cáp số 26-27 (CĐ1).

Hình 1 30 Phân bố lực căng từ dây 58 đến 114 trường hợp cáp 26-27 (CĐ1).

Hình 1 31 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27(xét tổ hợp HT)

Hình 1 32 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27(xét 0.65HL93)

 Trường hợp 2.2: đứt cáp số 26-27 và 83-84 ( đối xứng qua tim cầu)

Hình 1 33 Phân bố lực căng dây 01 đến 57, cáp số 26-27 và 83-84 (CĐ1)

Hình 1 34 Phân bố lực căng dây 58 đến 114, cáp số 26-27 và 83-84 (CĐ1)

Hình 1 35 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27 và 83-84 (xét tổ hợp HT)

Hình 1 36 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27 và 83-84 (xét 0.65HL93)

 Trường hợp 3.1: đứt cáp số 26-27-28

Hình 1 37 Phân bố lực căng dây 01 đến 57, cáp số 26-27-28(CĐ1)

Hình 1 38 Phân bố lực căng dây 58 đến 114, cáp số 26-27-28 (CĐ1)

Hình 1 39 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27-28 (xét tổ hợp HT)

Hình 1 40 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27-28 (xét 0.65HL93)

 Trường hợp 3.2: đứt cáp số 26-27-28 và 83-84-85

Hình 1 41 Phân bố lực căng dây 01 đến 57, cáp số 26-27-28 và 83-84-85 (CĐ1).

Hình 1 42 Phân bố lực căng dây 58 đến 114, cáp số 26-27-28 và 83-84-85 (CĐ1). Hình 1 43 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27-28 và 83-84-85 (Tổ hợp

Hình 1 44 Độ võng trường hợp đứt cáp số 26-27-28 và 83-84-85 (xét

Hình 1 45 Phân bố lực căng dây 01 đến 57 trường hợp đứt cáp số 10 (CĐ1).

Hình 1 49 Phân bố lực căng dây 01 đến 57, đứt cáp số 10-67 (CĐ1)

Hình 1 50 Phân bố lực căng dây 58 đến 114, đứt cáp số 10-67 (CĐ1) Hình 1 51 Độ võng trường hợp đứt cáp số 10-67 (xét tổ hợp HT)

Hình 1 52 Độ võng trường hợp đứt cáp số 10-67 (xét 0.65HL93)

Hình 1 54 Phân bố lực căng dây 58 đến 114 trường hợp đứt cáp số 9 (CĐ1)

Hình 1 57 Phân bố lực căng 01 đến 57, đứt cáp số 9-66 (CĐ1).

Hình 1 58 Phân bố lực căng 58 đến 114, đứt cáp số 9-66 (CĐ1).

Hình 1 59 Độ võng trường hợp đứt cáp số 9-66 (xét tổ hợp HT)

Trong trường hợp đứt cáp số 9-66 (xét 0.65HL93), hình 1 cho thấy góc võng là 60 độ Bảng 3.7 tổng hợp lực căng trong các dây treo cho các tình huống đứt dây treo từ TH1.1 đến TH5.2, so với điều kiện khi dây treo không bị đứt.

Lực căng cáp treo được đo bằng kilonewton (kN) và được phân loại theo các mức TH0, TH1.1, TH1.2, TH2.1, TH2.2, TH3.1, TH3.2, TH4.1, TH4.2, TH5.1, và TH5.2 Các tình huống cụ thể bao gồm: đầy đủ dây treo, đứt dây 26, đứt dây 26+83, đứt dây 26+27, đứt dây 26+27 và 83+84, cùng với các trường hợp đứt dây khác.

85 đứt dây 10 đứt dây 10+67 đứt dây 9 đứt dây 9+66

Lực căng cáp treo (kN) được phân loại theo các mức TH0, TH1.1, TH1.2, TH2.1, TH2.2, TH3.1, TH3.2, TH4.1, TH4.2, TH5.1 và TH5.2 Dữ liệu cho thấy rằng khi đầy đủ dây treo, lực căng là 26 kN, trong khi khi đứt dây, các mức lực căng lần lượt là 26+83 kN, 26+27 kN, 26+27 và 83+84 kN, cũng như 26+27+.

Lực căng cáp treo (kN) được phân loại theo các mức TH0, TH1.1, TH1.2, TH2.1, TH2.2, TH3.1, TH3.2, TH4.1, TH4.2, TH5.1 và TH5.2 Trong đó, các trường hợp đứt dây bao gồm: dây đầy đủ, đứt dây 26, đứt dây 26+83, đứt dây 26+27, đứt dây 26+27 và 83+84, cùng với trường hợp đứt dây 26+27+.

Lực căng cáp treo (kN) được phân loại theo các mức TH0, TH1.1, TH1.2, TH2.1, TH2.2, TH3.1, TH3.2, TH4.1, TH4.2, TH5.1 và TH5.2 Các tình huống cụ thể bao gồm: đầy đủ dây treo, đứt dây 26, đứt dây 26+83, đứt dây 26+27, đứt dây 26+27 và 83+84, và đứt dây 26+27+.

Lực căng cáp treo (kN) được phân loại theo các mức TH0, TH1.1, TH1.2, TH2.1, TH2.2, TH3.1, TH3.2, TH4.1, TH4.2, TH5.1 và TH5.2 Các trường hợp đứt dây bao gồm: đứt dây 26, đứt dây 26+83, đứt dây 26+27, đứt dây 26+27 và 83+84, cũng như đứt dây 26+27+.

Bảng 3 8 Bảng tính toán chênh lệch % giữa lực căng dây treo trước và sau khi đứt dây treo (TH1.1-TH5.2)

Chênh lệch lực căng ở các trạng thái khác so với trạng thái "O"(%) TH1.1 TH1.2 TH2.1 TH2.2 TH3.1 TH3.2 TH4.1 TH4.2 TH5.1 TH5.2 đứt dây

26 đứt dây 26+83 đứt dây 26+27 đứt dây 26+27 và 83+84 đứt dây 26+27+

Nhận xét: Kết quả mang dấu “+” chứng tỏ lực căng sau khi đứt cáp lớn hơn so với

Sau khi phân tích các trường hợp "TH4.2 và TH5.2", chúng tôi nhận thấy rằng lực căng trong cáp treo thay đổi đáng kể so với trạng thái ban đầu "TH0" Cáp treo gần vị trí bị đứt, chẳng hạn như cáp treo 8, 65 và 11, 68, phải chịu lực kéo tăng lên tới "255.51% và 237.68%" Các vị trí cáp treo trong các trường hợp TH2.1, TH2.2, TH3.1, TH3.2, TH4.1, và TH5.1 cũng ghi nhận lực căng vượt quá trạng thái "TH0" từ 99,22% đến 163,13% Kết quả cho thấy sự phân bố lại nội lực trong dây treo là rất lớn, do đó cần có các biện pháp ứng phó kịp thời để ngăn chặn tình trạng đứt dây liên tiếp.

Bảng 3.9 tổng hợp độ võng của dầm chủ trong các trường hợp đứt dây treo (TH1.1 đến TH5.2) so với độ võng ở điều kiện không có đứt dây treo (TH0), dựa trên tổ hợp tải trọng hoạt tải xe thiết kế HL93.

Phần tử dầm Độ võng dầm chủ các trường hợp nghiên cứu (m) – Xét do hoạt tải HL93 gây ra

Dưới đây là danh sách các loại dây treo bị đứt: dây 26, dây 10, dây 9, cùng với các tổ hợp như 26+83, 26+27, 26+27+28, và 83+84 Ngoài ra, còn có các tổ hợp khác như 10+67 và 9+66 Tất cả các dây treo này đều cần được kiểm tra và khắc phục kịp thời để đảm bảo an toàn.

Ảnh hưởng của việc đứt 1 dây cáp treo đến sự làm việc của cầu

3.2.1 Thay đổi lực căng dây treo

 Trường hợp TH1.1 (đứt cáp treo số 26)

Trong hình 1.61, đường màu xanh thể hiện sự phân bố lại lực căng sau khi cáp treo số 26 bị đứt trong trường hợp “TH1.1” Khi cáp treo số 26 đứt, lực căng trong cáp treo số 25 tăng lên 45.93% và cáp treo số 27 tăng lên 49.02% so với trạng thái ban đầu “TH0” Ở các vị trí khác, lực căng chỉ thay đổi không đáng kể, nhỏ hơn 5% so với ban đầu.

 Trường hợp TH4.1 (đứt cáp treo số 10):

Trong hình 1.61, đường màu vàng cam thể hiện sự phân bố lại lực căng so với trạng thái ban đầu “TH0” khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số 10 trong trường hợp “TH4.1” Khi cáp treo số 10 bị đứt, lực căng trong cáp treo số 9 tăng 6.70%, trong khi cáp treo số 11 tăng lên 152.72% Cáp treo số 12 và 13 cũng ghi nhận mức tăng lần lượt là 59.11% và 19.36% Các cáp treo số 67 và 68 ở phía đối xứng có lực căng tăng 26.85% và 16.62% Tuy nhiên, ở các vị trí khác, lực căng chỉ thay đổi không đáng kể, với mức tăng nhỏ hơn 5% so với ban đầu.

Hình 1 61 Biểu đồ sự phân bố lại lực căng cáp treo ở các trường hợp

TH1.1, TH4.1, TH5.1 so với TH0

Như vậy ở trường hợp “TH4.1” đứt cáp treo số 10 thì lực căng phân bố lại so với ban đầu

“TH0” lớn hơn so với trường hợp “TH1.1” đứt cáp treo số 26.

Trong trường hợp đứt cáp treo số 9 (TH5.1), lực căng trong các cáp treo 5, 6, 7, 8, 10, 64, 65, 66 tăng lên lần lượt 5.07%, 21.93%, 65.37%, 163.13%, 7.58%, 4.68%, 5.29%, 18.32% và 27.24% so với trạng thái ban đầu (TH0) Ở các vị trí khác, lực căng thay đổi không đáng kể, chỉ tăng hoặc giảm dưới 5% So với các trường hợp đứt cáp treo khác như cáp treo số 26 (TH1.1) và cáp treo số 10 (TH4.1), sự phân bố lại lực căng trong trường hợp đứt cáp treo số 9 là lớn hơn rõ rệt.

Kết luận: Khi xảy ra đứt một dây cáp treo tại các vị trí có ứng suất lớn nhất, chẳng hạn như tại "TH1.1", ứng suất trong dây treo ở trạng thái ban đầu "TH0" là 5.44x10² N/mm².

Ứng suất ban đầu của “TH4.1” là 6.58x10² N/mm², trong khi “TH5.1” có ứng suất ban đầu là 7.17x10² N/mm² Kết quả phân tích cho thấy, khi ứng suất ban đầu trong cáp treo lớn hơn, sự phân bố lại lực căng khi cáp treo đứt sẽ tạo ra giá trị nguy hiểm hơn so với các trường hợp khác.

3.2.2 Thay đổi độ võng dầm chủ

Trên hình 1.62 ta thấy đường màu xanh thể hiện độ võng so với trạng thái ban đầu

Trong trường hợp “TH1.1”, sự cố đứt cáp treo số 26 dẫn đến việc độ võng tại dầm số 264 tăng 0.16% so với mức ban đầu, trong khi độ võng ở các vị trí khác không có sự thay đổi đáng kể Do đó, theo yếu tố độ võng, trường hợp “TH1.1” cho thấy cầu vẫn ở trong điều kiện an toàn và có thể khai thác bình thường.

Trong trường hợp “TH4.1” (hình 1.62), đường màu vàng cam cho thấy độ võng so với trạng thái ban đầu “TH0” khi cáp treo số 10 bị đứt Cụ thể, độ võng tại các phần tử dầm số 247, 248, 249, 250 và 251 tăng lần lượt 16.58%, 33.11%, 22.88%, 11.41% và 6.50% so với ban đầu, trong khi các vị trí khác không có sự thay đổi đáng kể Do đó, theo yếu tố về độ võng, cầu trong trường hợp “TH4.1” vẫn ở trong điều kiện an toàn và có thể khai thác bình thường.

Trong trường hợp "TH5.1" (hình 1.62), đường màu đen thể hiện độ võng so với trạng thái ban đầu "TH0" khi cáp treo số 9 bị đứt Độ võng tại các phần tử dầm số 240 đến 247 lần lượt tăng lên 5.27%, 6.84%, 9.22%, 12.97%, 19.41%, 32.16%, 39.22%, và 19.58% so với ban đầu, trong khi các vị trí khác có độ võng thay đổi không đáng kể, nhỏ hơn 5% Do đó, theo yếu tố độ võng, cầu vẫn ở trong điều kiện an toàn và có thể khai thác bình thường trong trường hợp "TH5.1".

Hình 1 62 Biểu đồ sự thay đổi độ võng dầm chủ ở các trường hợp

Trong trường hợp đứt 1 dây cáp treo 9, độ võng dầm chủ lớn nhất ở “TH5.1” so với trạng thái ban đầu “TH0” là 39.22% lớn hơn so với hai trường hợp còn lại Tuy nhiên, cầu ở “TH5.1” vẫn đảm bảo điều kiện an toàn và khai thác bình thường Do đó, cần xem xét thêm các trường hợp đứt dây treo khác theo tổ hợp để tham chiếu và đưa ra mức độ cảnh báo trong quá trình khai thác và sửa chữa cầu.

Ảnh hưởng của đứt 2 dây cáp treo đến sự làm việc của cầu

 Trường hợp TH1.2 (đứt cáp treo đối xứng số 26 và 83):

Hình 1.63 minh họa sự phân bố lại lực căng so với trạng thái ban đầu “TH0” trong trường hợp “TH1.2”, khi cáp treo số 26 bị đứt.

83 Rõ ràng khi cáp treo số 26 và 83 bị đứt thì lực căng trong cáp treo số 25, 27, 82, 84 tăng lên lần lượt 46.24%, 49.53%, 46.24%, 49.53% so với ban đầu Ở các vị trí khác lực căng thay đổi không đáng kể, nhỏ hơn 5% so với ban đầu

Hình 1 63 Biểu đồ sự phân bố lại lực căng cáp treo ở các trường hợp TH1.2, TH2.1, TH4.2, TH5.2 so với TH0

 Trường hợp TH2.1 (đứt cáp treo kề nhau số 26 và 27):

Trong hình 1.63, đường màu vàng cam minh họa sự phân bố lại lực căng so với trạng thái ban đầu “TH0” khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số 26 và 27 kề nhau trong trường hợp “TH2.1” Khi cáp treo số 26 và 27 bị đứt, lực căng trong các cáp treo số 24, 25, 28 và 82 cũng bị ảnh hưởng rõ rệt.

Trong trường hợp "TH2.1", khi cáp treo số 26 và 27 bị đứt, lực căng được phân bố lại và tăng lên lần lượt là 5.16%, 92.56%, 99.22%, 6.98%, 8.02% so với ban đầu, cho thấy tình huống này nguy hiểm hơn so với trường hợp "TH1.2" khi cáp treo đối xứng số 26 và 83 bị đứt Ở các vị trí khác, lực căng chỉ tăng nhỏ hơn 5% so với ban đầu, cho thấy sự thay đổi không đáng kể.

Trong hình 1.63, đường màu đen minh họa sự phân bố lại lực căng so với trạng thái ban đầu "TH0" Cụ thể, trong trường hợp "TH4.2", tình huống này liên quan đến sự cố đứt cáp treo đối xứng số 10.

67 Tương tự khi cáp treo số 10 và 67 bị đứt thì lực căng trong cáp treo số 11, 12, 13, 68,

Tại trường hợp “TH4.2”, khi cáp treo đối xứng số 10 và 67 bị đứt, lực căng phân bố lại lớn hơn đáng kể so với trường hợp ban đầu “TH0”, với mức tăng lần lượt là 237.68%, 92.31% và 24.94% Trong khi đó, ở các vị trí khác, lực căng chỉ tăng không đáng kể, dưới 5% so với ban đầu So với hai trường hợp “TH1.2” và “TH2.1”, sự thay đổi lực căng ở “TH4.2” là rõ rệt hơn.

Trong hình 1.63, đường màu vàng cam minh họa sự phân bố lại lực căng so với trạng thái ban đầu "TH0" trong trường hợp "TH5.2", khi cáp treo số 9 và 66 bị đứt một cách đối xứng Khi cáp treo số 9 và 66 gặp sự cố, lực căng trong các cáp treo số 6, 7, 8, 63, và 64 cũng bị ảnh hưởng tương ứng.

Trong trường hợp "TH5.2", khi cáp treo số 9 và 66 bị đứt, lực căng đã tăng lên đáng kể, với các tỷ lệ lần lượt là 28.55%, 103.27%, và 255.51% so với ban đầu Ngược lại, ở các vị trí khác, lực căng chỉ tăng nhỏ hơn 5% so với giá trị ban đầu So với trường hợp "TH0", lực căng trong "TH5.2" phân bố lại lớn hơn so với các trường hợp "TH1.2" khi cáp treo số 26 và 83 bị đứt.

“TH2.1” đứt cáp treo số 26 và 27 và “TH4.2” đứt cáp treo số 10 và 67.

Trong 4 trường hợp đứt 2 cáp treo kề nhau TH2.1, 2 cáp treo đối xứng nhau TH1.2, TH4.2, TH5.2 Rõ ràng ở vị trí dây treo có ứng suất ban đầu lớn nhất như trường hợp TH5.2 là 7.17x10 2 N/mm 2 thì lực căng phân bố lại là lớn nhất so với các trường hợp còn lại TH5.2 lực căng cáp vượt so với ban đầu là 255.51% lớn hơn cả so với TH4.2 là 237.68%

Trong trường hợp "TH1.2", khi cáp treo số 26 và 83 bị đứt, độ võng tại dầm số 264 tăng lên 0.31% so với mức ban đầu, trong khi các vị trí khác không có sự thay đổi đáng kể Do đó, theo yêu cầu về độ võng, trường hợp "TH1.2" cho thấy cầu vẫn ở trong điều kiện an toàn và có thể khai thác bình thường.

 Trường hợp TH2.1 (đứt cáp treo kề nhau số 26 và 27):

Trong trường hợp "TH2.1" (hình 1.64), đường màu vàng cam thể hiện độ võng so với trạng thái ban đầu "TH0" khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số 26 và 27 Độ võng cao nhất tại phần tử dầm số 265 đạt 0.61% so với ban đầu, trong khi các vị trí khác có sự thay đổi độ võng không đáng kể Do đó, theo yêu cầu về độ võng, trường hợp "TH2.1" cho thấy cầu vẫn ở trong điều kiện an toàn và có thể khai thác bình thường.

Trong trường hợp “TH4.2” (hình 1.64), đường màu đen biểu thị độ võng so với trạng thái ban đầu “TH0” khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số 10 và 67 Độ võng cao nhất tại các phần tử dầm số 247, 248, 249, 250, 251, 252, 253 lần lượt tăng 46.61%, 93.07%, 64.76%, 37.52%, 19.13%, 11.32% và 6.91% so với trạng thái ban đầu Do đó, để đánh giá chính xác hơn về độ võng, cần xem xét thêm các trường hợp khác trong phân tích.

Hình 1 64 Biểu đồ sự thay đổi độ võng dầm chủ ở các trường hợp

TH1.2, TH2.1, TH4.2, TH5.2 so với TH0

Trong trường hợp "TH5.2" (hình 1.64), đường màu vàng thể hiện độ võng so với trạng thái ban đầu "TH0" khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số 9 và 66 Độ võng lớn nhất tại các phần tử dầm từ 238 đến 247 đã thay đổi từ 10.02% đến 110.36% so với trạng thái ban đầu Do đó, "TH5.2" ghi nhận độ võng cao nhất trong các trường hợp đã xem xét Cần phải xem xét thêm các trường hợp đứt dây khác để có sự tham chiếu chính xác hơn.

Kết luận về trường hợp “TH5.2” cho thấy đứt cáp treo đối xứng số 9 và 66 là hai vị trí có ứng suất lớn nhất gần tháp ở nhịp biên Phân tích cho thấy độ võng trong trường hợp này đạt 110.36% so với trạng thái ban đầu “TH0”, cao nhất so với các trường hợp đứt cáp đôi và cáp đơn liền kề Để đảm bảo cầu hoạt động an toàn và bình thường, cần xem xét thêm các tình huống đứt 3 cáp, 2 cặp cáp đối xứng và 3 cặp cáp đối xứng.

Ảnh hưởng của đứt 3 dây cáp treo liên tiếp, 2 cặp dây treo đối xứng, 3 cặp dây đối xứng liên tiếp đến sự làm việc của cầu

 Trường hợp TH3.1 (đứt cáp treo kế tiếp số 26,27 và 28):

Hình 1.65 minh họa sự phân bố lại lực căng so với trạng thái ban đầu "TH0" trong trường hợp "TH3.1", cụ thể là khi cáp treo số 26 và 27 bị đứt.

28 Rõ ràng khi cáp treo số 26, 27, 28 bị đứt thì lực căng trong cáp treo số 24, 25, 29, 82,

86 tăng lên 7.36%, 139.83%, 149.89%, 10.48%, 11.94% so với ban đầu Ở các vị trí khác lực căng thay đổi không đáng kể, nhỏ hơn 5% so với ban đầu

Hình 1 65 Biểu đồ sự phân bố lại lực căng cáp treo ở các trường hợp

TH3.1, TH2.2 so với TH0

 Trường hợp TH2.2 (đứt 2 cặp cáp treo đối xứng số 26 ,27 và 83,84):

Trong hình 1.65, đường màu vàng cam thể hiện sự phân bố lại lực căng so với trạng thái ban đầu "TH0" trong trường hợp "TH2.2", khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số đối xứng.

Khi cáp treo số 26, 27 và 83, 84 bị đứt, lực căng trong các cáp số 24, 25, 28, 81, 82, 85 tăng lên lần lượt là 5.42%, 94.13% và 101.29%, trong khi ở các vị trí khác, lực căng chỉ tăng nhỏ hơn 5% Điều này cho thấy trong trường hợp “TH2.2” khi cáp treo số 26, 27 và 83, 84 bị đứt, lực căng được phân bố lại ít nguy hiểm hơn so với trường hợp “TH3.1” khi cáp treo kề nhau số 26, 27, 28 bị đứt, vì lực căng không được phân tán đều mà chỉ tập trung vào một số ít dây treo lân cận.

 Trường hợp TH3.2 (đứt 3 cặp cáp treo đối xứng số 26,27,28 và 83,84,85):

Trong hình 1.66, đường màu đen thể hiện sự phân bố lại lực căng trong trường hợp “TH3.2”, khi xảy ra đứt 3 cặp cáp treo đối xứng số 26, 27, 28 và 83, 84, 85 Lực căng trong các cáp treo số 24, 25, 29, 81, 82, 86 tăng lên lần lượt là 7.68%, 144.02%, 154.69%, 7.68%, 144.02%, 154.69% so với trạng thái ban đầu “TH0” Ở các vị trí khác, lực căng chỉ thay đổi không đáng kể, với mức tăng nhỏ hơn 5% Điều này cho thấy trong trường hợp “TH3.2”, sự phân bố lại lực căng lớn hơn so với hai trường hợp “TH3.1” và “TH2.2”.

Trong 3 trường hợp “TH3.2”, “TH3.1”, TH2.2” Trường hợp TH3.2 lực căng phân bố lại là lớn nhất so với hai trường hợp còn lại, lúc này lực căng cáp lớn nhất vượt so với ban đầu là 154.69% tại vị trí dây số 29 và 86 lớn hơn cả hai trường hợp “TH3.1”, TH2.2”.

Hình 1 66 Biểu đồ sự phân bố lại lực căng cáp treo ở các trường hợp TH3.2 so với TH0

 Trường hợp TH3.1 (đứt cáp treo kế tiếp số 26,27,28):

Trong trường hợp "TH3.1", khi cáp treo số 26, 27, 28 bị đứt, độ võng tại dầm số 265 chỉ tăng lên không đáng kể Các vị trí khác trên dầm cũng chỉ thay đổi với giá trị nhỏ Do đó, theo yêu cầu về độ võng, trường hợp "TH3.1" cho thấy cầu vẫn ở trong điều kiện an toàn và có thể khai thác bình thường.

Hình 1 67 Biểu đồ sự thay đổi độ võng dầm chủ ở các trường hợp TH3.1, TH2.2, TH3.2 so với TH0

Hình 1 68 Biểu đồ bao sự thay đổi độ võng dầm chủ ở các trường hợp khác so với TH0

 Trường hợp TH2.2 (đứt 2 cặp cáp treo đối xứng số 26,27 và 83,84):

Trong trường hợp "TH2.2" (hình 1.67), đường màu vàng cam thể hiện độ võng so với trạng thái ban đầu "TH0" khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số 26, 27 và 83, 84 Độ võng tại phần tử dầm số 265 tăng lên 1.16% so với ban đầu, trong khi các vị trí khác của dầm có sự thay đổi không đáng kể Do đó, theo yêu cầu về độ võng, cầu trong trường hợp "TH2.2" vẫn đảm bảo điều kiện an toàn và khai thác bình thường.

 Trường hợp TH3.2 (đứt 3 cặp cáp treo đối xứng số 26,27,28 và 83,84,85):

Trong trường hợp "TH3.2" (hình 1.67), đường màu đen thể hiện sự gia tăng độ võng so với trạng thái ban đầu "TH0" khi xảy ra sự cố đứt cáp treo số 26, 27, 28 và 83, 84, 85 Cụ thể, độ võng tại phần tử dầm số 265 tăng lên 2.84% so với ban đầu, trong khi các vị trí khác không có sự thay đổi đáng kể Do đó, để đánh giá chính xác hơn về độ võng, cần xem xét thêm các trường hợp khác.

Kết luận về trường hợp “TH3.2” cho thấy đứt cáp treo đối xứng số 26, 27, 28 và 83, 84, 85 có độ võng lớn nhất so với các trường hợp khác Để đảm bảo cầu hoạt động an toàn và bình thường, cần xem xét thêm các trường hợp khác nhằm đưa ra kết luận chính xác hơn.

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	9,24 MB