Nghiên cứu dao động của dầm chủ cầu treo nhịp lớn bằng phần mềm ANSYS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA CÔNG TRÌNH

THUYẾT MINH
ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG
ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA DẦM CHỦ CẦU TREO NHỊP
LỚN BẰNG PHẦN MỀM ANSYS

Chủ nhiệm đề tài: TRẦN NGỌC AN

Hải Phòng, tháng 5/2016

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 1


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 6
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ............................................................ 6
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ............................. 6
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu ...................................................... 6
4. Phương pháp nghiên cứu, kết cấu của công trình nghiên cứu ....................... 7
5. Kết quả đạt được của đề tài ............................................................................ 7
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ANSYS ............................................... 8
1.1. Lịch sử phát triển ........................................................................................ 8
1.2. Cấu trúc đầy đủ của một bài tính trong ANSYS [4] ................................... 8
1.2.1. Làm bài tính mới ................................................................................... 9

1.2.2. Định nghĩa tên, tiêu đề bài toán (Jobname) .......................................... 9
1.2.3. Định hướng bài tính (Preferences) ........................................................ 9
1.2.4. Xây dựng mô hình bài toán (Pre-processing phase) ........................... 10
1.2.5. Đặt tải trọng, điều kiện biên và tính toán (Processing phase) ............ 10
1.2.6. Giải bài toán (Solution)....................................................................... 10
1.2.7. Khảo sát và xử lý kết quả (Post-Processing phase) ............................ 10
1.2.8. Lưu dữ liệu vào đĩa ............................................................................. 10
1.2.9. Đọc lại dữ liệu đã lưu.......................................................................... 10
CHƯƠNG 2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG DẦM CHỦ
CẦU TREO NHỊP LỚN ..................................................................................... 11
2.1. Dao động tự do .......................................................................................... 11
2.2. Dao động cưỡng bức dưới tác dụng của tải trọng di động....................... 11
2.3. Dao động của dầm chủ cầu treo dưới tác dụng của các lực khí động....... 12
Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 2


2.3.1. Dao động do xoáy khí (vortex shedding) ........................................... 13
2.3.2. Dao động do luồng gió rối (buffeting) ................................................ 13
2.3.3. Dao động uốn xoắn do lực tự kích (flutter) ........................................ 14
CHƯƠNG 3 VÍ DỤ TÍNH TOÁN ...................................................................... 15
3.1. Giới thiệu cầu Dakrong ............................................................................. 15
3.1.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của cầu [9] ............................................. 15
3.1.2. Tải trọng thiết kế [9] ........................................................................... 15
3.1.3. Vật liệu [9] .......................................................................................... 16
3.1.4. Số liệu về tháp cầu [9] ........................................................................ 16
3.1.5. Số liệu về dây văng [5] ....................................................................... 17
3.1.6. Bố trí chung và dạng mặt cắt một số kết cấu chính [9] ...................... 17
3.2. Tính toán, mô phỏng dao động cầu Dakrong bằng phần mềm ANSYS ... 21

3.2.1. Mô hình CAD cẩu Dakrong trong ANSYS ........................................ 21
3.2.2. Mô hình phần tử hữu hạn cầu Dakrong trong ANSYS ...................... 22
3.2.3. Khai báo các đặc trưng vật liệu trong ANSYS ................................... 22
3.2.4. Khai báo điều kiện biên trong ANSYS............................................... 23
3.2.5. Các mode dao động uốn và dao động xoắn ứng với các tần số thấp
nhất ................................................................................................................ 23
3.2.6. Mô phỏng dao động cưỡng bức của cầu Dakrong bằng phần mềm
ANSYS.......................................................................................................... 26
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 28
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 29

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 3


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1. Số Strouhal cho một số dạng mặt cắt

13

Bảng 3.1. Bê tông

16

Bảng 3.2. Các đặc trưng

16

Bảng 3.3. Số liệu về dây văng

17

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 4


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Trang
Hình 2.1. Mô hình xe chuyển động trên cầu

12

Hình 2.2. Các dạng dao động tương ứng các vùng vận tốc gió

12

Hình 3.1. Bố trí chung cầu Dakrong

18

Hình 3.2. Mặt bằng cầu Dakrong

19

Hình 3.3. Mặt cắt ngang dầm cầu tại vị trí không có dầm dọc phụ

20

Hình 3.4. Mặt cắt ngang dầm cầu tại vị trí có dầm dọc phụ

20

Hình 3.5. Mặt cắt ngang dầm dọc chính và dầm dọc phụ

20

Hình 3.6. Mặt cắt ngang dầm ngang loại 1 và loại 2

20

Hình 3.7. Mặt cắt ngang tháp cầu

21

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 5


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Phần mềm ANSYS là một chương trình phần tử hữu hạn lớn với nhiều module
khác nhau, cho phép giải quyết các bài toán phi tuyến và tuyến tính trong các lĩnh vực:
cơ học vật rắn, thủy khí động lực học, cơ sinh học, điện, nhiệt, từ trường, truyền âm,
…
Nhằm bước đầu tìm hiểu, nghiên cứu về phần mềm ANSYS, trong nội dung đề
tài này, tác giả mạnh dạn trình bày việc sử dụng phần mềm ANSYS để tính toán, mô

phỏng dao động cầu treo nhịp lớn.
Đối với riêng lĩnh vực cầu, nếu nắm vững được phần mềm này (tất nhiên đi kèm
với việc phải mua bản quyền phần mềm của hãng ANSYS), việc tính toán, mô phỏng
ứng xử của kết cấu cầu (không chỉ trong lĩnh vực dao động) trên phần mềm sẽ tiết
kiệm được rất nhiều chi phí so với việc phải làm thí nghiệm trên mô hình thu nhỏ.
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
Với khả năng tính toán mạnh trên nhiều lĩnh vực, tại Việt Nam, phần mềm
ANSYS đã nhận được sự quan tâm rất lớn của các trường đại học. Ví dụ, tại trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội, trung tâm phát triển và ứng dụng phần mềm công nghiệp
(DASI Center) đã tổ chức các lớp đào tạo phần mềm ANSYS và hướng dẫn nghiên
cứu khoa học cho sinh viên, chủ yếu của hai ngành Cơ điện tử và Kỹ thuật hàng
không; tại trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, ANSYS được sử dụng trong
việc hỗ trợ cho nghiên cứu khoa học, giảng dạy các lớp chuyên ngành sau đại học và
bổ túc cho các kỹ sư Cơ kỹ thuật, Cơ khí, Xây dựng, Dầu khí, Kỹ thuật giao thông; …
Một loạt các sách hướng dẫn về phần mềm ANSYS đã được các tác giả trong nước
trình bày nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu về phần mềm này như các tài liệu
[2], [3], [4], [8].
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tính toán, mô phỏng dao động của dầm chủ cầu
treo bằng phần mềm ANSYS.

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 6


4. Phương pháp nghiên cứu, kết cấu của công trình nghiên cứu
Sử dụng phần mềm ANSYS để tính toán, mô phỏng dao động của dầm chủ cầu
treo với các bài toán chính: Dao động tự do, dao động cưỡng bức dưới tác dụng của tải
trọng di động, dao động dưới tác dụng của các lực khí động.

5. Kết quả đạt được của đề tài
- Đối với dao động tự do:
+ Xác định tần số dao động uốn.
+ Xác định tần số dao động xoắn.
- Đối với dao động cưỡng bức dưới tác dụng của tải trọng di động: Xác định
chuyển vị lớn nhất của dầm chủ cầu dưới tác dụng của tải trọng di động tương ứng với
một vận tốc di chuyển bất kỳ.
- Đối với dao động dưới tác dụng của các lực khí động: Nghiên cứu dao động của
dầm chủ trong cầu trong trường hợp dưới tác dụng của lực nâng do xoáy khí.

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 7


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ANSYS
1.1. Lịch sử phát triển
ANSYS (viết tắt của cụm từ tiếng Anh là ANalysis SYStem) là tên của một
phần mềm thương mại nổi tiếng của một công ty chuyên thiết kế các phần mềm
mô phỏng kỹ thuật có trụ sở ở phía nam bang Pennsylvania, Hoa Kỳ.
Công ty này bắt đầu được vận hành vào năm 1970, với mục đích là áp dụng
phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) xây dựng nên một phần mềm để giải các
bài toán tĩnh học, động học, nhiệt động và truyền nhiệt [13].
Kể từ năm 2000 trở đi, ANSYS liên tục tăng cường sức mạnh bằng việc
thâu tóm hàng loạt công ty cạnh tranh như CADOE, CFX (2003), Century
Dynamics, Harvard Thermal, Fluent Inc. (2006), Ansoft Corporation (2008),
Apache Design Solutions (2011), Esterel Technologies (2012), EVEN (2013),
Reaction Design (2013) and Spaceclaim Corporation (2014) [13].
Hiện nay, ANSYS là một trong những phần mềm rất mạnh, cho phép giải

quyết nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác nhau như: cơ học vật rắn, thủy khí động lực
học, cơ sinh học, điện, nhiệt, từ trường, truyền âm, … Chương trình ANSYS
được dùng rộng rãi trong kỹ nghệ và được dùng để giảng dạy ở hầu hết các
trường đại học kỹ thuật ở Mỹ, châu Âu, châu Á, …
1.2. Cấu trúc đầy đủ của một bài tính trong ANSYS [4]
Cấu trúc đầy đủ của một bài tính trong ANSYS gồm các phần:
- Tính toán mới (Clear & Start New)
- Định nghĩa tên bài tính (Jobname)
- Định nghĩa tiêu đề (Change Title)
- Định hướng bài tính (Preferences)
- Tạo mô hình tính (Preprocessor).

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 8


- Tính toán (Solution).
- Xử lý kết quả (Postprocesor).
- Tối ưu trong thiết kế (Design Opt).
- Lưu kết quả vào đĩa (Save_DB)
- Đọc lại kết quả (Resume from).
1.2.1. Làm bài tính mới
Utility Menu>File>Clear & Start New>chọn OK>Yes (bắt đầu soạn thảo
mới).
1.2.2. Định nghĩa tên, tiêu đề bài toán (Jobname)
Tên (Name): Tên không quá 8 ký tự.
Tiêu đề (Title): tiêu đề để giải thích, ghi chú khi xuất dữ liệu đồ họa.
1.2.3. Định hướng bài tính (Preferences)
1.2.3.a. Chọn lựa kiểu bài tính

Chọn lựa có thể là: tính toán cấu trúc (Structural), tính toán nhiệt (Thermal),
tính toán cơ lưu chất (ANSYS® Fluid, FLOTRAN CFD), tính toán từ trường
(Magnetic-Nodal, Magnetic-Edge), tính toán về điện (Electric).
1.2.3.b. Phương pháp chia lưới - dạng xấp xỉ:
- Phương pháp “h-Method” là phương pháp chia lưới với bậc đa thức
không đổi. Nó thường đòi hỏi sự tạo lưới phần tử phải thật tốt. Dùng giải các bài
toán cấu trúc, ANSYS® đã mặc định phương pháp này.
- Phương pháp “p-Method” là phương pháp chia lưới với bậc đa thức thay
đổi. Dùng cho tính toán cấu trúc tĩnh-tuyến tính (linear structural static
analyses). Có được lời giải chính khá chính xác ngay trong trường hợp tạo lưới
phần tử thô (coarse mesh).
1.2.3.c. Tính toán động lực học:

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 9


Có thể chọn dạng tường minh hoặc dạng ẩn (LS-DYNA Explicit/Implicit).
1.2.4. Xây dựng mô hình bài toán (Pre-processing phase)
Để tạo mô hình tính, chúng ta thực hiện các bước sau:
1.2.4.a. Định nghĩa kiểu phần tử (Element Type)
1.2.4.b. Các hằng số (Real Constants)
1.2.4.c. Đặc trưng vật liệu (Material Props).
1.2.4.d. Đơn vị do người sử dụng thống nhất và hiểu ngầm.
1.2.4.e. Tạo mô hình tính (nút và phần tử)
1.2.5. Đặt tải trọng, điều kiện biên và tính toán (Processing phase)
Chúng ta có thể đặt tải trọng và điều kiện biên trong phần “Preprocessing”.
Đặt điều kiện biên và tải trọng (Boundary conditions-Loads)
1.2.6. Giải bài toán (Solution)

Chọn kiểu tính toán, sau đó thực hiện công việc tính toán.
1.2.7. Khảo sát và xử lý kết quả (Post-Processing phase)
1.2.7.a. Đặt (set) các bước và các bước con, cần thiết cho bài tính theo
thời gian
1.2.7.b. Xem kết quả (Preview the Results)
1.2.8. Lưu dữ liệu vào đĩa
Dữ liệu của mô hình tính được lưu trong tập tin có phần mở rộng “*.db”.
Kết quả của bài tính kết cấu thì lưu trong tập tin có phần mở rộng “.rst”.
Bài tính nhiệt thì lưu trong tập tin có phần mở rộng “.rth”.
1.2.9. Đọc lại dữ liệu đã lưu
Khi có nhu cầu đọc lại dữ liệu đã lưu thì thực hiện các bước:
Utility Menu>File>Resume from …
Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 10


CHƯƠNG 2
MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG DẦM CHỦ CẦU
TREO NHỊP LỚN
2.1. Dao động tự do
Đối với dầm chủ cầu treo (dây văng, dây võng) các dạng dao động tự do
sau đây thường được tính toán mô phỏng số:
- Dao động uốn theo phương đứng.
- Dao động uốn theo phương ngang.
- Dao động dọc trục của dầm chủ cầu (theo phương xe chạy).
- Dao động xoắn của dầm chủ cầu.
Dao động uốn theo phương ngang cầu thường là nhỏ (độ cứng chống uốn
theo phương ngang của dầm chủ cầu thường rất lớn) nên có thể bỏ qua trong
tính toán dao động cầu. Trong 4 loại dao động này, thông thường, dao động uốn

theo phương đứng và dao động xoắn của dầm chủ cầu được các kỹ sư cầu đường
quan tâm nhất. Việc tính toán trước tần số dao động uốn theo phương đứng và
tần số dao động xoắn sẽ giúp cho người kỹ sư thiết kế có thể đưa ra các biện
pháp thay đổi về mặt kết cấu để tránh trường hợp hai tần số này quá gần nhau,
dẫn đến có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng uốn-xoắn kết hợp.
2.2. Dao động cưỡng bức dưới tác dụng của tải trọng di động
Khi tính toán dao động dầm chủ cầu treo nhịp lớn, thông thường người ta
sẽ sử dụng mô hình phẳng và chỉ tính đến dao động uốn theo phương đứng.
Xe được có thể được mô hình hóa dưới hai dạng [5]:
+ Dạng chất điểm mang khối lượng chuyển động êm đềm.
+ Dạng chất điểm đặt trên các phần tử đàn hồi và cản chuyển động trên
dầm, ngoài ra xe còn chịu tác dụng của lực Gsin(Ωt+γ) do phần khối lượng
không cân bằng của động cơ gây ra.

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 11


G sin  t   
v
m
k

c

Hình 2.1. Mô hình xe chuyển động trên cầu [5]
Một số các bộ thông số của mô hình tải trọng di động được sử dụng trong
tính toán dao động cầu [5]:
+ Bộ thông số 1: m = 6515 kg, k = 716781.38 N/m, c = 2871.74 Ns/m, G

= 1000 N, Ω = 100 rad/s, γ = 0 rad.
+ Bộ thông số 2: m = 14400 kg, k = 2430000 N/m, c = 28000 Ns/m, G = 0
N, Ω = 0 rad/s, γ = 0 rad.
+ Bộ thông số 3: m = 17600 kg, k = 3500000 N/m, c = 42000 Ns/m, G =
1000 N, Ω = 100 rad/s, γ = 0 rad.
2.3. Dao động của dầm chủ cầu treo dưới tác dụng của các lực khí động
Tùy thuộc vào vùng vận tốc gió, mà đối với mỗi một cầu cụ thể sẽ có các
dạng dao động trội như trên hình 2.2.

Hình 2.2. Các dạng dao động tương ứng các vùng vận tốc gió.
Với vận tốc gió nhỏ, dao động trội sẽ là dao động do xoáy khí (vortex
shedding). Với vận tốc gió trung bình, dao động trội sẽ là dao động do luồng gió
Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 12


rối (buffeting). Với vận tốc gió lớn, dao động trội sẽ là dao động uốn xoắn tự
kích khí động học (flutter).
2.3.1. Dao động do xoáy khí (vortex shedding)
Trong một số trường hợp, vật cản cố định sẽ chịu tác dụng của các xoáy
khí luân phiên có tần số cơ bản f s , tương ứng với số Strouhal [13]
fs D
 St
U

với St phụ thuộc vào dạng hình học của vật cản và số Reynold, được xác định
bằng thực nghiệm (xem bảng 2.1), D là kích thước của vật cản theo phương
vuông góc với hướng gió và U là vận tốc trung bình của luồng gió thổi đều qua
vật cản. Hệ áp suất tác dụng lên bề mặt vật cản gây ra thành phần lực đẩy và lực

nâng với các hàm điều hoà cơ bản có các tần số lần lượt là f s và 2 f s và một cách
tổng quát là một momen xoắn có tần số chính f S .
Bảng 2.1 Số Strouhal cho một số dạng mặt cắt [11]
Hướng gió

Dạng mặt cắt

Giá trị St

0,15

3.102  Re  3.105
3.105  Re  3,5.106
Re  3,5.106

0,2
0, 2  0,3
0,3

2.3.2. Dao động do luồng gió rối (buffeting)
Thông thường, luồng gió thổi qua cầu sẽ có sự rối loạn (thay đổi về giá trị
vận tốc gió theo các phương). Sử dụng mô hình lực gió á tĩnh, ta có thể xác định
gần đúng các thành phần lực do sự rối của luồng gió như sau [1]:
Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 13



1

u
w
2 
L



U
B
2
C

C
'

C


b
L
L
D


2
U
U 


1

u
w
2 
 Db  U B  2CD   C 'D  CL  
2
U
U



1
u
w
2 2 
 M b  U B  2CM  C 'M 
2
U
U



2.3.3. Dao động uốn xoắn do lực tự kích (flutter)
Khi dầm chủ cầu treo dao động uốn xoắn, sự tương tác giữa chuyển động
của dầm chủ cầu và luồng gió thổi sẽ phát sinh ra các thành phần lực khí động
học bổ sung (gọi là các lực tự kích). Các thành phần lực này được xem như tỷ lệ
bậc nhất với các thành phần chuyển vị và các thành phần vận tốc của dầm chủ
cầu treo và có dạng như sau [1]:

1
h

B
h
p
p
U 2 B  KH1*  KH 2*
 K 2 H 3*  K 2 H 4*  KH 5*  K 2 H 6* 
2
U
U
B
U
B


1
h
B
h
p
p
M se  U 2 B 2  KA1*  KA2*
 K 2 A3*  K 2 A4*  KA5*  K 2 A6* 
2
U
U
B
U
B

Lse 

Dse 


1
p
B
p
h
h
U 2 B  KP1*  KP2*
 K 2 P3*  K 2 P4*  KP5*  K 2 P6* 
2
U
U
B
U
B


Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 14


CHƯƠNG 3
VÍ DỤ TÍNH TOÁN
3.1. Giới thiệu cầu Dakrong
Cầu Dakrong trên quốc lộ 14 thuộc tỉnh Quảng Trị được Bộ giao thông vận
tải chính thức phê duyệt đầu tư bằng quyết định số 895 /QĐ-GTVT.

3.1.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của cầu [9]
Cầu dây văng dài 173.9m gồm 4 nhịp: 22.5 m + 42.0 m + 86.9 m + 22.5 m.
Mặt cầu rộng 9 m bao gồm:
- 2 làn xe rộng 2×3m.
- 2 làn người đi bộ rộng 2×1m.
- 2×0.5 m gờ lan can.
Dầm chủ là dầm hàn, kết cấu dầm thép liên hợp với bản BTCT mặt cắt
ngang là hai dầm I, chiều cao dầm 1024 m; bản bê tông mặt cầu dày 20 cm; lớp
phủ mặt cầu dày bình quân 7 cm; cách 3 m dùng một dầm ngang I600, riêng tại
vị trí neo cáp dây văng dùng I910.
3.1.2. Tải trọng thiết kế [9]
3.1.2.a. Tĩnh tải:
- Trọng lượng riêng bê tông lấy bằng 25 kN/m3
- Trọng lượng riêng thép lấy bằng 78.5 kN/m3
- Trọng lượng riêng lớp phủ lấy bằng 23 kN/m3
3.1.2.b. Hoạt tải
- Đoàn xe H18 (mỗi xe nặng 18 tấn đặt cách nhau 10 m) trong đó có một xe
nặng 30 tấn.
- Kiểm toán một xe X60.
- Tải trọng người đi bộ lấy 300kg/m2.
Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 15


3.1.3. Vật liệu [9]
Kết cấu cầu Dakrong dùng dầm thép liên hợp cho nên các dạng vật liệu sau
đây được sử dụng:
3.1.3.a. Bê tông
Bảng 3.1. Bê tông

Cường độ chịu nén
(Mpa)
35
30
24

Cấu kiện
Dầm và tháp chính
Trụ chính cọc khoan nhồi
Các kết cấu phần dưới khác

Modul đàn hồi
(Mpa)
31799
29440
26332

3.1.3.b. Các thanh cốt thép thường
- Cốt thép chịu lực của cột tháp:
+ Giới hạn chảy: fsy = 400 Mpa
+ Modul đàn hồi: Es = 3,1×103 Mpa
- Các loại thép khác:
+ Giới hạn chảy: fsy = 300 Mpa
+ Modul đàn hồi: Es = 2,04×105 Mpa
3.1.3.c. Cáp dây văng và thép dự ứng lực
Bảng 3.2. Các đặc trưng
Loại
Cáp dây văng Tao cáp ø 15.2

Giới hạn bền

(Mpa)
1900

Giới hạn chảy Modul đàn hồi
(Mpa)
(Mpa)
1600
2,0×105

Ứng suất làm việc trong cáp khống chế ở trị số 0.4.
3.1.3.d. Dầm thép
Dùng loại thép hàn có giới hạn chảy fsy = 360MPa.
3.1.4. Số liệu về tháp cầu [9]
- Khối lượng riêng: μ = 14250 kg/m.

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 16


- Độ cứng chống uốn: EJ = 1720.01*108 Nm2
3.1.5. Số liệu về dây văng [5]
Bảng 3.3. Số liệu về dây văng
Số hiệu

Modul đàn hồi

Diện tích

1

2*1011 N/m2

0.00378 m2

2

2*1011 N/m2

0.00266 m2

3

2*1011 N/m2

0.00266 m2

4

2*1011 N/m2

0.00168 m2

5

2*1011 N/m2

0.00168 m2

6

2*1011 N/m2

0.00168 m2

7

2*1011 N/m2

0.00168 m2

8

2*1011 N/m2

0.00168 m2

9

2*1011 N/m2

0.00168 m2

10

2*1011 N/m2

0.00168 m2

11

2*1011 N/m2

0.00266 m2

12

2*1011 N/m2

0.00266 m2

13

2*1011 N/m2

0.00266 m2

14

2*1011 N/m2

0.00266 m2

15

2*1011 N/m2

0.00266 m2

3.1.6. Bố trí chung và dạng mặt cắt một số kết cấu chính [9]

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 17


Hình 3.1. Bố trí chung cầu Dakrong
Ghi chú: Kích thước trên bản vẽ đơn vị là mm.

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 18


Hình 3.2. Mặt bằng cầu Dakrong
Ghi chú:
+ Kích thước bản vẽ đơn vị là mm.
+ Dầm ngang không ghi chú là dầm ngang loại 2.

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 19


Hình 3.3. Mặt cắt ngang dầm cầu tại vị trí không có dầm dọc phụ

Hình 3.4. Mặt cắt ngang dầm cầu tại vị trí có dầm dọc phụ

Hình 3.5. Mặt cắt ngang dầm dọc chính và dầm dọc phụ

Hình 3.6. Mặt cắt ngang dầm ngang loại 1 và dầm ngang loại 2
Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 20


Hình 3.7. Mặt cắt ngang tháp cầu
3.2. Tính toán, mô phỏng dao động cầu Dakrong bằng phần mềm
ANSYS
3.2.1. Mô hình CAD cẩu Dakrong trong ANSYS

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 21


3.2.2. Mô hình phần tử hữu hạn cầu Dakrong trong ANSYS

3.2.3. Khai báo các đặc trưng vật liệu trong ANSYS

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 22


3.2.4. Khai báo điều kiện biên trong ANSYS

3.2.5. Các mode dao động uốn và dao động xoắn ứng với các tần số
thấp nhất

Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 23


Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 24


Trần Ngọc An – Bộ môn Kỹ thuật xây dựng cầu đường

Trang 25