Phân tích ảnh hưởng của chiều cao dầm đến tần số dao động riêng của kết cấu cầu dầm hộp bê tông giản đơn nhịp nhỏ và vừa sử dụng cho đường sắt cao tốc

Tác giả: TS. TRẦN VIỆT HÙNG; ThS. PHAN VIẾT LÃM
              Trường Đại học Xây dựng

Các tham số đặc trưng của tiết diện dầm hộp

Nghiên cứu này phân tích ảnh hưởng của chiều cao dầm đến tần số dao động của kết cấu cầu dầm hộp bê tông giản đơn nhịp nhỏ và vừa sử dụng cho đường sắt cao tốc. Qua các kết quả phân tích động lực học bằng phần mềm mô phỏng, các tác giả đề xuất khoảng tỷ lệ hợp lý giữa chiều cao dầm chủ và chiều dài nhịp khi xét đến yêu cầu về tần số dao động của kết cấu cầu đường sắt cao tốc.

Xây dựng đường sắt cao tốc là một giải pháp đảm bảo sự đi lại của người dân giữa các đô thị lớn được áp dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở các tuyến đường sắt cao tốc, công trình cầu chiếm một tỷ trọng đáng kể chiều dài toàn tuyến, chẳng hạn ở tuyến Kyushu Shinkansen ở Nhật Bản là 64%, tuyến Bắc Kinh - Hồng Kông và Thượng Hải - Côn Minh tỷ lệ này là 70%. Trong các kết cấu cầu được sử dụng cho đường sắt cao tốc, kết cấu cầu bê tông dự ứng lực giản đơn nhịp nhỏ và vừa chiếm một tỷ trọng rất lớn, như ở tuyến Bắc Kinh - Thượng Hải, 90% công trình cầu có kết cấu nhịp giản đơn.

Do yêu cầu khai thác ở tốc độ cao (trên 200 km/h), so với cầu đường sắt thông thường, việc tính toán thiết kế cầu cho đường sắt cao tốc đòi hỏi những yêu cầu mới, đặc biệt là yêu cầu về dao động của kết cấu cầu và dao động của hệ cầu - tàu cao tốc nhằm đảm bảo sự êm thuận cũng như độ ổn định của đoàn tàu trong quá trình khai thác. Các yêu cầu mới này dẫn đến việc lựa chọn các kích thước sơ bộ của kết cấu cầu đường sắt thông thường sẽ không phù hợp với kết cấu cầu đường sắt cao tốc và đòi hỏi các nghiên cứu phân tích để đưa ra các thông số tham khảo mới phù hợp.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây