XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ TRONG BÀI TOÁN CHẨN ĐOÁN KẾT CẤU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG ĐỂ CẢI TIẾN CÔNG TÁC QUẢN LÝ CÔNG TRÌNH CẦU
Kỹ thuật Xây dựng Cầu - Hầm
Luận án "Xác định các tham số trong bài toán chẩn đoán kết cấu bằng phương pháp động để cải tiến công tác quản lý công trình cầu" của Nguyễn Tiến Minh, chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Cầu - Hầm, tập trung vào việc cải thiện công tác quản lý và khai thác cầu tại Việt Nam, đặc biệt là TP Hà Nội. Bối cảnh nghiên cứu là sự tồn tại của nhiều cầu cũ, thiếu đồng bộ trong quản lý và hạn chế của các phương pháp kiểm tra tĩnh truyền thống. Các phương pháp tĩnh thường tốn kém, đòi hỏi cấm giao thông và không thể phát hiện hư hỏng ẩn sâu bên trong kết cấu hoặc vị trí cụ thể của chúng, đặc biệt bất lợi trong điều kiện giao thông đông đúc tại Hà Nội.
Đề tài nghiên cứu và ứng dụng phương pháp chẩn đoán kết cấu bằng dao động, một phương pháp gián tiếp, không phá hủy, cho phép phát hiện hư hỏng thông qua phân tích tín hiệu dao động của kết cấu. Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là chi phí hợp lý, dễ dàng đo đạc, không yêu cầu dừng hoạt động của cầu và có khả năng xác định vị trí hư hỏng bên trong mà mắt thường không quan sát được.
Mục tiêu chính của luận án bao gồm nghiên cứu, lựa chọn phương pháp và tham số chẩn đoán động cho kết cấu cầu; thực hiện đo dao động trong điều kiện khai thác trên một số công trình cầu điển hình tại Hà Nội để xác định các tham số động (tần số riêng và dạng thức dao động); và đề xuất tích hợp các đặc trưng dao động này vào hệ thống quản lý khai thác cầu, xây dựng quy trình quản lý dựa trên phương pháp dao động.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp nhận dạng dao động có thể xác định chính xác tần số riêng và dạng thức dao động. Mô hình phần tử hữu hạn được xây dựng và so sánh với kết quả đo thực nghiệm trên 6 cầu tại Hà Nội, với độ chênh lệch tối đa 10%, chứng tỏ tính chấp nhận được của mô hình. Luận án cũng mô phỏng các kịch bản hư hỏng (giảm mô đun đàn hồi, vết nứt) và phân tích ảnh hưởng của chúng đến đặc trưng dao động, cũng như ảnh hưởng của độ cứng gối cầu. Đặc biệt, phương pháp dựa trên độ mềm biểu kiến kết cấu đã được áp dụng thành công để xác định vị trí hư hỏng giả định.
Luận án đề xuất tích hợp hai tham số đặc trưng dao động (tần số riêng và dạng thức dao động) vào công tác quản lý khai thác cầu và xây dựng quy trình chẩn đoán động. Đồng thời, một chương trình máy tính "Chẩn đoán KCN cầu – MFC Version 1.0" đã được phát triển để hỗ trợ phân tích và phát hiện vị trí hư hỏng, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và khai thác công trình cầu tại TP Hà Nội và có tiềm năng mở rộng ứng dụng.