Nghiên cứu hiện trạng ăn mòn của một số công trình cầu đường sắt ở miền trung và đề xuất giải pháp khắc phục

Study on The Corossion Actuality of Some Steel Rail Bridges in The Middle Area of Vietnam, Proposed Solutions to Remedy Abstract – In current reality, a lot of steel bridges connected th

ƢƠNG 0: LỜI M ĐO N

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Tác giả luận văn

Đinh Hoàng Nhật u

MỤ Ụ

TRANG BÌA

LỜI AM OA

M

TRANG TÓM TẮT LUẬ VĂ KÝ HIỆU V Ơ VỊ A M CÁC

A M

MỞ U 1

1 T n 1

2 Mục tiêu nghiên cứu: 5

3 ố ượng và phạm vi nghiên cứu 5

4 P ương á ng ên ứu 5

5 C u trúc luận văn 6

ƯƠ 1: U TỔ QUA Ă M U ƯỜ SẮT 8

1.1 Giới thiệu tổng quan 8

1.1.1 P n án g á n n ng ên ứ ên g ớ 8

1.1.2 P n án g á n n ng ên ứ ng nướ 11

1.2 ng ơ ng ên ứ 12

ƯƠ 2: Ơ SỞ T UY T P T T Ă M A U T P 13

2.1 Tổng n 13

2.2 P n ng n ạn ường ắ 13

2.2.1 X ng n ệ n n ổ ợ 14

2.2.2 M ả ện g v án ả 20

2.2.3 X ng ương n ng ng ố ượng 22

2.2.4 P ương n ng ệ ống 27

2.3 n ậ 29

2.3.1 v n 29

2.3.2 M ả n ng n ên 29

2.3.3 Phân bố xác xu t 31

2.3.4 ố n ậ 33

2.3.5 M ng M n 34

2.3.6 ạng á g ớ ạn 35

2.4 M n ăn n 35

ƯƠ 3: M T TR P T T QU M P V T ẬY A T U 39

3.1.1 ớ ệ 39

3.1.2 M n ả ng ƣờng ắ 39

3.1.3 Xá n á ng ố ống ê ả ng n n 41

3.2 M n ứ áng ả ng 42

3.3 P n ản ƣởng ăn n ng ƣơng á n ạn 44

3.3.1 X ng n ăn n 44

3.3.2 M n n ạn 47

3.3.3 M n vậ ệ 48

3.3.4 ện ên 49

3.3.5 P n ả ng 50

3.4 án g á n ậ ản ƣởng ăn n 1 72

3.4.1 X ng ạng á ả năng ốn 74

3.4.2 P n n án ố n ậ 1 79

3.5 ận ƣơng 3 81

T UẬ V Ị 83

T ỆU T AM O 85 QUY T Ị AO Ề TÀI LUẬ VĂ T SĨ ( N SAO)

B N SAO K T LUẬN C A H I ỒNG, B N SAO NHẬN XÉT C A CÁC

PH N BIỆN

ĐƯỜNG SẮT Ở MIỀN TRUNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC

ên ương á n ạn ( M) ể án g á ạ ả năng

n ng n ướ ăn n n ên v n ng ên n n ố ản ưởng n ng n n ụ á ện á ệ ả á công trình này

Từ khóa – Ăn n ; n ng ệ n n

n ạn ổn n ả ng ng (6 ó )

Study on The Corossion Actuality of Some Steel Rail Bridges in The Middle Area of Vietnam, Proposed Solutions to Remedy

Abstract – In current reality, a lot of steel bridges connected the North-South

railway line have been seriously degraded due to corrasion and nature corrosion The corrosion of the steel bridges have reduced their capacity of bearing load As a result, this might interfere with the traffics, it causes to feel panic for traffic participants, simultaneously it might reduce the aesthetic effect of the bridge Especially, for the bridges that play a great historical role with respect to our country, such as Long Bien bridge, Ham Rong Bridge, etc The damaging effect of the corrosion with respect to steel bridges is to reduce the mechanical properties of the steel material e.g., reducing Young's modulus, strength; and to reduce the cross sections that locate at the critical positions of each member in the bridge, i.e., the locations that have maximum internal forces Consequently, the bearing load capacity of the bridge has been significantly decreased, some of the members are dramatically displaced and deformed But so far, there is no available technical solution proposed

Our country, specifically the geographical location of middle area is limited by

the East Sea to the east, and in the west it is obstructed by Truong Son mountain range Therefore, the chloride content in the air is very high, this is a convenient condition for the corrasion and the nature corrosion take place faster than with respect to the steel structures For instance, the Ham Rong bridge is located in Thanh Hoa province, in the similarity Yen Xuan bridge in Nghe An, Song Bo bridge in Hue, Nam O bridge in Danang, Chiem Son and Ru Ri bridges in Quang Nam, Thap Cham in Phan Rang and so on The most of these bridges have been corrading and corroding, it affect to the workability and architectural aesthetics of the bridges In order to evaluate the workability of the steel bridges, it needs to investigate the corrosion measure, corrosion location to build the analyzed model for reevaluating the workability of steel bridges Thence, we have the basis to propose the appropriate and effective solutions

So far, there are no study/research to assess the safety measure and practical workability of the structural members in the railway bridge in the Middle area due

to corrasion and nature corrosion so that it is necessary to have a proper method of repairing, upgrading or replacing the structures in the bridge in order to ensure the safety conditions, technical conditions and economic conditions during the process

of exploitation and use Therefore, the subject "Investigation on Corrosion

Actuality of Steel Rail Bridges in Middle Area of Vietnam, Proposed Solutions to Remedy" is essential Using finite element method, an analysis model is

established based upon the survey data to reevaluate the actual bearing load capacity with respect to the steel bridges under corrasion and nature corrosion Finaly the reasons lead to reducing workability of steel bridges are analyzed, thenceforth the effective treatment solutions are proposed

Key words – Corrosion, steel structures, bridge structures, analysis of multibody dynamics, finite element analysis, bucckling, moving load (6 keywords)

1.1 Ký hiệu

ảng ƣớ ng n ụ á ệ ƣợ ụng ng ận văn n ùng vớ n ng ả vắn ắ

01 P ƣơng á n t h u hạn (Finite Element Method) FEM

02 Hàm xác su t tập trung (Probability Mass Function) PMF

03 Hàm mậ xác su t (Probability Density Function) PDF

04 Hàm phân bố tích lu (Cumulative Distribution

05 Trạng thái giới hạn tới hạn (Ultimate Limit States) ULSs

06 Trạng thái giới hạn s dụng (Serviceability Limit

07 Trạng thái giới hạn m i (Fatigue Limit States) FLSs

08 P ƣơng n ại số vi phân (Differential Algebraic

ảng 2 1: R ng ng án ng ệ ống ƣờng ắ 26

ảng 2 2: T ố ống ê v 37

ảng 3 1: ệ ố ệ v ệ ố n ng ĩn ả 41

ảng 3 2: á ng ố á ống ê áng ả án nóng

ụng ng g ng ổ ợ 44

ảng 3 3: ệ ố ứng v ố ẩn ng ậ 75

ảng 3 4: ệ ố ứng v ố ẩn ng ậ 77

ảng 3 5: á v g á ống ê á ố , v 79

n 1 1: T n ảnh c u Long Biên Hà N ƣới s xâm th ăn n nhiên 1

n 1 2: M t số hình ảnh chi ti t k t c u c u Long Biên b ăn n 2

n 1 3: u Long Biên b bi n dạng v ển v lớn 3

n 1 4: á u thu c Mi n Trung, Việ ã v ạng b ăn n 4

n 2 1: M ả n n ng ạ n ố 16

n 2 2: ơ : ) án v á n ; ) án v

n 21

n 2 3: Sơ ồ ớ v ển ng nó 27

n 2 4: ƣờng ng ăn n P 1999 38

n 3 1: Tả ng ụ á 42

n 3 2: Tả ng ụ ng 42

n 3 3: Tả ng ụ á 42

n 3 4: ) T ện ng ng ) ện 45

n 3 5: M n n 45

n 3 6: Ăn n ạ ản ã gó 45

n 3 7: Ăn n ản án ƣớ ng ng 46

n 3 8: Ăn n ản án ƣớ 46

n 3 9: M n á v ăn n 47

n 3 1 : P á n ƣớ 47

n 3 11: P á n ƣớ ệ ống v v 47

n 3 12: P á n ƣớ án a 48

n 3 13: Q n ệ g ứng v n ạng vậ ệ 49

n 3 14: ạ gố n v ố ụ 49

n 3 15: ện ên ng v ệ 50

n 3 16: M ng ệ ệ n ( v ng ng) 50

n 3 17: S án ển v ĩn ả ƣ ăn n v ăn n 51

n 3 18: P ổ ển v ĩn ả ƣ ăn n 52

n 3 19: S án ứng V n- ĩn ả ƣ ăn n v ăn n 53

n 3 2 : P ổ n ố ứng ƣ ăn n ĩn ả 53

n 3 21: P ổ n ố ứng ã ăn n ĩn ả 53

n 3 22: S án ứng ĩn ả ƣ ăn n v ăn n 54

ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện

ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ (t=0.387s) 63

n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 6 ) 70

n 3 76: S án ổ ứng ắ 1 g n ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 84 ) 70

n 3 77: S án ổ ứng ắ 1 g n ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 161 ) 71

n 3 78: S án ổ ứng ắ 1 g n ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 238 ) 71

n 3 79: S án ổ ứng ắ 1 g n ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 316 ) 71

n 3 8 : S án ổ ứng ắ 1 g n ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 393 ) 71

n 3 81: S án ổ ứng ắ 1 g n ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 471 ) 72

n 3 82: S án ổ ứng ắ 1g n ƣ ăn n ( ƣớ 1 nă ) v n ã ăn n ện ạ ( =1 548 ) 72

n 3 83: ện ện n ạ ăn n ản án 73

n 3 84: ện ện n ạ ăn n ản ụng 73

n 3 85: ố ứng vớ ĩn ả 76

n 3 86: án g á ố ƣ 76

n 3 87: ố ứng vớ ả ng n 78

n 3 88: án g á ố ƣ 78

n 3 89: n ậ ả năng ốn 1 80

n 3 9 : n ậ ả năng ắ 1 80

n 3 91: n ậ ả năng v ng 1 80

n 3 92: S án ậ ng ứng ƣ ăn n v ã ăn n 81

MỞ ĐẦU

1 T nh ấp thi t ủa tài

Th c trạng hiện nay, trên cả nước có r t nhi u cây c u làm b ng k t c u thép phục vụ tuy n ường sắt Bắ ã v ng ống ng ê ng

ăn n n ên n ưởng c a s ăn n ã g ảm khả năng u l c

c a cây c u, gây trở ngại lớn cho việc giao thông, gây tâm lý hoang mang cho người tham gia giao thông, làm giảm m quan ki n ng n c biệt m t số cây c ó ng ĩ ớn v m t l ch s ối vớ nước, ví dụ n ư u Long Biên,

Hà N i (xem Hình 0.1), C u Hàm Rồng, Thanh Hóa (Hình 0.3)

n 1.1: Toàn cảnh c u Long Biên Hà N ưới s xâm th ăn n nhiên

Tác hại c a s ăn n g ảm ch ượng vật liệ ( ường ch u

l / n n ồi c a thép giả áng ể), làm giảm ti t diện tại các v trí hiểm

y u c a các b phận k t c u trong cây c u Trong Hình 0.2 cho th y nh ng b phận

k t c u chính c a cây c u b ăn n ng ê ng, làm ản ưởng r t lớn n khả năng u l c M t số b phận b bi n dạng và chuyển v r t lớn ng ó v n

ư ó t giải pháp k thuật nào khắc phụ ngược lạ n ư n u cách x

lý manh mún, thi u khoa h n ư y gỗ mục chèn chống tạm, gây phản cảm, làm

m t m quan ki n trúc cây c c biệt biện pháp x lý thi u tính khoa h c

n 1.2: M t số hình ảnh chi ti t k t c u c u Long Biên b ăn n

Nh ng ăn n ục b n ư ên n n bi n dạng tổng thể c a cây c u r t lớn (xem Hình 0.3) u này gây tâm lý hoang mang cho nh ng người tham gia giao

thông qua lại trên c u, và dân chúng sống trong khu v c xung quanh cây c u

n 1.3: C u Long Biên b bi n dạng v ển v lớn.

ƣớ c biệt khu v c Mi n T ng ó v ng g á ển

T ắn ở ã T ƣờng Sơn nên ƣợng ố ( ) ng ng

n ện ận ợ ể ăn n n ên n

n n ơn ối với nh ng công trình xây d ng b ng k t c u thép Ví dụ, Thanh Hóa

có c u hàm Rồng; Nghệ An có c u Yên Xuân; Hu có c u Sông Bồ thu c th xã ƣơng T ện P ng n; c TP ẵng; c ê Sơn ện Bàn, Quảng Nam; c u Rù Rì, Qu Sơn Q ảng v v n Phan Rang có c u Tháp Chàm (Xem Hình 0.4) H u h t nh ng cây c n ã v ng b xâm th ăn mòn gây ản ƣởng n khả năng v ệc và thẩm m ki n ể án g á ả năng v ệc c a chúng thì phải khảo sát mứ xâm th c, v trí xâm th c, xây

d ng n n án g á ại khả năng v ệc T ó ng ớ ó ơ

sở ể xu t các biện pháp x lý thích hợp và hiệu quả

C u Sông Bồ, Th a Thiên, Hu C u Bà B u, Th a Thiên Hu

n 1.4: Các cây c u thu c Mi n Trung, Việ ã v ạng b ăn n

n n ng ƣ ó ng ên ứ n và cụ thể ể án g á

mứ n n v ả năng v ệ c t n ng ận ng ƣờng ắ ên v c Mi n T ng ăn n n ên n ó ện

á a ch n ng ớ ợ ể ả ả ện n n

ện ậ v ện n ng á n ụng

Chính vì vậ gh ên cứu h ện tr ng ăn m n của một số công trình cầu

đường sắt ở Miền rung và đề uất g ả ph p hắc phục t c n thi t nh ả

á á n ăn n n ên á ng ƣờng ắ ên

n T n ng ố ệ ả á n n n ăn n ược

xu t d ên ương á n ạn ( M) ể án g á ạ ả năng

c t n ng n ướ ăn n n ên v n

ng ên n n ố ản ưởng n k t c u công trình nh m mụ xu t các biện pháp x lý hiệu quả cho các công trình này

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Mục tiêu tổng quát c tài là nghiên cứ án g á ện trạng s xâm th ăn mòn t n ên ối với hệ thống c ường sắt trên khu v c Mi n Trung, t ó

xu t nh ng biện pháp x lý hiệu quả cho các công trình hiện có ở khu v T ên ơ

sở mục tiêu nghiên cứ ng tài cụ thể hóa m t số mục tiêu chi ti t sau:

Khả á v án g á ược mứ ăn n nhiên c a hệ thống c ường sắt

trên khu v c Mi n Trung

Xây d ng ượ n n ng ương áp ph n t h u hạn ể phân

tích s ăn n a t n ên ối với k t c u

P n ượ ứ ả c t n ng ăn n với mô

n ược tạo ra ở ên ng n n á ạ ng ệ ạ

ện ận ợ g ả v ờ g n ng á n ể án g á

ăn n n ên

xu ượ á ện á ắ ụ v ợ ệ thống c ường sắt hiện nay cho khu v c Mi n Trung

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

ố ượng ng ên ứ : á ường sắ ên a bàn mi n T ng ng xâm th ăn n

4 Phương pháp nghiên ứu

P ương á t: T v ậ ợ ệ ; ng ên ứ v ểu lý

thuy t n ng l c h c nhi ố ượng (multibody dynamic), lý thuy t

tin cậy, n ạn ng á n ố ể ng

án

P ương á ố: X ng n ố ăn n n ăn n v thâm

nhậ ăn n Xá n ường ng ăn n ời gian

4 P ương á ng ên ứu

hương 1 Nghiên cứu tổng quan ăn mòn ầu ường sắt

1.1 Giới thiệu tổng quan

1.1.1 P n án g á n nh nghiên cứu trên th giới

2.2.1 Xây d ng ph n t t m cho hệ thanh dàn tổ hợp c a c u thép

2.2.2 Mô tả u kiện ti p xúc gi a ray và bánh tàu hoả

2.2.3 Xây d ng ương n ạo c a bài toán

hương 3 Mô hình tải trọng, phân tích k t quả mô phỏng và ánh giá

ộ tin cậy của k t cấu

3.1 Phân tích mô hình tải tr ng

3.3.5 Phân tích k t quả mô ph ng

3.4 án g á tin cậy do ản ƣởng c ăn n m DD1 3.4.1 Xây d ng hàm trạng thái khả năng u uốn

3.4.1 Xây d ng hàm trạng thái khả năng u uốn

3.4.2 Phân tích tính toán ch số tin cậy d m DD1

ƯƠNG 1:

NG I N ỨU T NG QU N ĂN MÒN ẦU ĐƯỜNG SẮT

1.1 Giới thiệu tổng quan

1.1.1

Kể t khi bắ u xây d ng các cây c u tiên khoảng 2 nă ước,

c ã n n v ược xây d ng trên toàn th giới trong th kỷ 19-20 và

trong m t loạt các công trình c u thì c u thép chứng t n ư ại vật liệu xây

d ng tốt nh t Th c t chứng n ó ư ể á ngược lại so với vật liệu bê

tông, cụ thể mối quan hệ gi ường và khố ượng c ó ư iể vượt

tr i so với vật liệu bê tông Với thép, việc xây d ng các cây c u trở nên d ng ơn

với thời gian xây d ng ngắn ồng ờ g ảm chi phí xây d ng T n ên u b t

lợi là thép k t c ng ược bảo vệ trong khí quyển có thể ăn n n n

giảm khả năng u l c c ng ó v ệc bảo trì c u thép là r t c n thi t vì

các cây c u này phả ảm bảo giao thông thông suốt cho xe ô tô, xe tả ng n ư ệ

thống ường ại diện á ương ện quan tr ng nh t cho việc vận chuyển

hàng hoá và d ch vụ trong xã h i hiện ại c ng ó u quan tr ng là

phải hiể ược ứng x c a các c u hiện tại b ăn n ng n u thập kỷ và thi t

lập m ương á n á ể ướ n năng c vận chuyển còn lạ ể

ường cao tốc thép và k t c u hạ t ng ường sắ ảm bảo s an toàn c a chúng

Theo báo cáo c á ơ n ường b v ường sắt, nhi u cây c u ở các quốc

g á n ược xem là có c u trúc kém ho á ẳng hạn ở M , có

122,000 c u trên 615,000 cây c u trong nướ ng n nâng c p M t v n ương

t tồn tại ở nơ 66% ố cây c u 50 tuổi trở lên [1] u này cho th y

nhi u cây c u hiện tạ ng ương vớ ư ượng hiện có v tải tr ng và

ường giao thông có thể gây ra các v n n ư ả năng u tải và m i Hai

ương án ó ể ược th c hiện cậ n các k t c u c u không an toàn bao

gồm; (1) thay th m t cây c u với m t k t c u mới và (2) nâng c p k t c n m t

mứ ng ốn L a ch n ên ường là r t tốn kém và gây ra nhi u rối

loạn v giao thông L a ch n thứ hai, bao gồm việ ăng ường và s a ch a các y u

tố c u trúc b ư ng ho c y u, là m t cách ti p cận cục b nh m vào nh ng ểm

gây ra s thi u hụt toàn b c u trúc Cách ti p cận thứ hai t t nhiên là kinh t ơn v

ít gây xáo tr n ơn ng g ng T n ên nh s dụng ương án n

là s phụ thu c vào k t quả n v v ng ời

Ăn n t quá trình theo thời gian, s suy giảm c a vật liệu thép là k t quả

c a m t phản ứng vớ ường c nó T ng á n ện hóa, s t n công ban

u xảy ra ở các vùng a-nốt trên b m nơ các ion sắ v ng ch Các

n ược giải phóng kh i c ương v ển qua c u trúc kim loại tới các

v trí ca-tốt lân cận trên b m t, k t hợp chúng vớ v nướ ể tạo thành các ion hydroxyl Các phản ứng này với các ion sắt t a-nố ể tạo ra hydroxit sắt, bản thân

nó ược ti p tụ ó ng ng ể tạo ra oxit sắt ngậ nước (tức là r ) Tổng các phản ứng này có thể ược biểu di n ương n :

4 3Fe O 2H O 2Fe O H O

Q á n n i s hiện diện ồng thời c nước và oxy Trong môi ường thi u m t trong hai y u tố trên, s ăn n không xảy ra Nguyên nhân c a

s ăn n t nhi v ạng, ản ưởng c a s ăn n ó á ng lớn ối với

s n n tin cậy và hiệu quả c a k t c ng ường nó ược tập trung nghiên cứu nhi ơn v ệc xem xét s tổn th t m ượng kim loại M t trong

nh ng ản ưởng nguy hại lớn nh t c a s ăn n g ả dày c a kim loại d n

n tổn th ường v m ơ c và phá hoại k t c u, gây nh ng b t hạnh và nguy hiể ngườ g g ng ó ơn 5 ường sắt ở Nhật Bản nơ ơn t n ã ược s dụng ng ơn 6 nă v t số cây c ã tuổi trên 100 Với s ã ó ăn n ở thành m t trong nh ng nguyên nhân chính

g ư ng c a các cây c u thép, và thiệt hại c a nó ản ưởng nghiêm tr ng n

b n c a c u thép [2, 3]

Không thể b qua các lợi ích c a việc kiể ường xuyên và thích hợ ối với các cây c ó ng trợ giúp trong việc lập k hoạch cho công việc c n thi t mà còn giúp phát hiện và kiểm tra b t kỳ v n xả ối vớ nó ó g ảm chi phí bảo trì, giảm r i ro vận n ngăn ng a s cố c v ngăn ng a các ường hợp khẩn c ó ng nên ểm tra tình trạng làm việc c a chúng m t cách l ng lẻ ng ó ng ạo ra nguồn thông tin thi t y ể th c hiện án

giá toàn diện v năng l c hiện tại c a nó M t số nghiên cứu th c nghiệ v u

tra chi ti t b m t b ăn n ã ƣợc th c hiện bởi m t số nhà nghiên cứu trong vài

thập kỷ ể giới thiệ á ƣơng á án g á ức b n còn lại c a t m thép b

ăn n [4-7] T n ên ể phát triển m t k thuậ án g á tin cậy, ch có cách

ti p cận th c nghiệ ng vì b m t b ăn n c t á n ơn n a,

do nh ng hạn ch kinh t , không thể ti n hành kiểm tra cho t ng c u trúc c u tuổi

tác trong ngân sách c u c a t ng quố g ó ng n v ệc s dụng ƣơng

pháp phân tích số có thể ƣợc xem là có d án áng n ậy trong ngành bả ơ

sở hạ t ng c u [8]

ơn n a, Ahmmad 2010 [9] ã ảo sát s bi n dạng c a các t m thép b ăn

n ƣới sứ ăng ơn ụ án ĩn ện thông qua cả phân tích th c nghiệm và số

H ã xu t các công thức th c nghiệ ể ƣớc tính giảm khả năng n dạng và

khả năng p thụ năng ƣợng do s ăn n a rỗ và s ăn n ng ƣới sức

ăng ơn ục Ok D. 2007 [10] ã c hiện phân tích các ph n t phi tuy n tính c a

các t m với các v trí khác nhau và kích cỡ c a s ăn n ỗ v ƣơng á ồi

ƣ ã cập, m t số ƣợng lớn cây c u trên th giớ ng c n s a ch a ho c

ăng ƣờng Lý do chính cho việc s a ch a c u có thể là s lão hóa, thiệt hại do tai

nạn, các y u tố ƣờng n v v M t số lý do có thể ăng ƣờng

các cây c ăng ả v ƣờng d ch vụ ổi mã/tiêu chuẩn ho c các yêu

c u v an toàn Tại Thụ ển, Cụ ƣờng b Thụ ển quản lý/sở h u khoảng

20,176 c ƣờng b và c ƣờng sắt (15,959 c ƣờng và 4,217 c ƣờng sắt)

53% c ƣờng sắt và 35% c ƣờng ở Thụ ển ã ên 5 nă [16]

Quản lý việ ăng ƣờng và s a ch a m ƣợng lớn các cây c ƣờng là m t

quá trình r t phức tạp và bao gồm nhi u y u tố k thuật và quản lý Nhìn vào số ti n

các ch sở h ường b v ường sắt s dụng ể gi cho c u c a h phục vụ ở các mức tiêu chuẩn, cho th y t m quan tr ng c a việ ăng ường và s a ch a các hoạt

ng nên ược tố ư v thi t k , hiệu quả và áp dụng Chẳng hạn, trong vòng 10

nă (1999 n 2 9) TRV ã ảng 152 triệ S ể duy tu bảo trì, các biện

á ường b và cải ti n các cây c u trong mạng ướ ường sắt Thụ ển ối với c ường b SRA ã ảng 6 tỷ S ể gi c u trong d ch vụ [16] Do

ó u quan tr ng ối với các k ư t c u làm việ ng ĩn v n ể có m t bức tranh rõ ràng v thiệt hại và công tác khắc phục các c u thép

1.1.2

Tình hình nghiên cứ ăn n ng ệ thống c ường sắt tại Việt Nam hiện

n ng ược nhi u tác giả c biệ n v ng ã ó n u nghiên cứu khoa

h c thi t th ược công bố Tác giả Phạ Văn ệ ã ập trung nghiên cứu

Phương ph p đ nh gi hả năng chịu mỏi còn l i của thanh dàn cầu thép đường

sắt cũ Việt am có ét đến ảnh hưởng của ăn m n [11] Trong nghiên cứu này tác

giả phát hiện nhi u v t nứ v ứt c a các thanh xiên trong dàn Krupp c ứ ăn

cứ và k t quả nghiên cứ ểm c a v t phá h y, v trí các thanh b phá h ng tác giả k t luận ện ượng phá h y m i c a các k t c u b ăn n

M t nghiên cứu khác c a PGS TS Nguy n Th Tuy t Trinh [12] Nghiên cứu trình bày m t số k t quả án g á á g ải pháp chống ăn n ên n có khả năng

áp dụng cho gối thép c a công trình c u tại Việt Nam Bài báo nh n mạnh nghiên cứu giải pháp bảo vệ chống ăn n gối thép và các c u kiện b ng thép c a gối c u

nh m nâng cao tuổi th cho các công trình c u nói chung và công trình c nói riêng là m t v n h t sức quan tr ng Ngoài ra còn m t số nghiên cứu khác

c a PGS - TS Nguy n Th Bích Th y ph n lớn u gắn với giao thông áng ể là công trình nghiên cứu ch tạo phụ g ăng á n á n a s dụng trong xây

d ng ường ô tô Việt Nam; Ch tạ ơn ng ng ảo vệ k t c u thép khu

v c biển và ven biển; Ch tạo trụ dẻo Elastome làm dải phân cách m m trong ch

d n ATGT; c biệt, công trình nghiên cứu ch tạ ơn n ảo vệ k t c u thép

ng TVT ã ạt giải Nhì Sáng tạo Khoa h c Việt Nam (giả V OT ) nă

2013

Q n án g á á ng ên ứ ng v ng nước khẳng nh r ng

cách ti p cận ng tài nghiên cứ ƣớng ớ ó ng ĩ v m t lý luận, khoa h c và th c ti n

1.2 Động ơ nghiên ứu

Hệ thống c ƣờng sắt Bắc Nam ƣợc Pháp xây d ng t nh ng nă u

c a th kỷ 20, n nay có r t nhi u cây c u làm b ng k t c ã v ng ống

c p nghiêm tr ng do s ăn n nhiên

t biệt là khu v c mi n Trung có v ng g á ển phía Tây

b chắn bở ã T ƣờng Sơn nên ƣợng muối (clorua) trong không khí r t cao,

n u kiện thuận lợ ể ăn n nhiên di n ra n n ơn ối với

nh ng công trình xây d ng b ng k t c u thép

Vì số ƣợng c u b ăn n á ớn, b m t b ăn n c t khác nhau, hạn ch v kinh t ó ng ể ti n hành kiểm tra cho t ng c u trúc c u Thông

g ên ứ ện ạng ăn n a m t số công trình c ƣờng sắt ở

Mi n T ng v g ả á ắc phục xây d ng ƣợc mô hình phân tích

b ng ƣơng á n t h u hạn ể phân tích s ăn n n ên ối với k t c u

P n ƣợc sức ch u tải th c t c a nh ng k t c u thép b ăn n với mô hình ƣợc tạo ra ở trên mà không c n n á ạc th c nghiệm Nh m tạ u kiện thuận lợi, giảm chi phí và thời gian trong quá trình kiể án g á t c u thép b

ăn n nhiên

ơn ƣơng á n ống V ệ n ậ á ng ứ n án ụng

ạ n v á ạng n ụ ể á n v v n ạng á ể

vậ ệ ng ệ ống ƣớ n ạn ƣ vậ n ng ng ứ n n ụng v ơ g n n ụ n ng gó ƣờng ƣợ ụng ể á n á n n ạng n n ạn [16, 17] V

T ng ó ạ ện v ơ v n ụ ạ n ; v ,

v g n v ơ v ạ n nó n ƣợ g

ố ạ n [19] V n n ể ạn ên ụ ố ng ƣơng á ận ạ n ệ ố ng ố á n ên á n

T ng ó

(2.7)

ó án n ng ó ể ƣợ án g á á ng ố ố ƣợng ƣớ á ển v ả ĩ ng n ên năng ƣợng ng

z

y x

z

y x

v ố n ứng ụ v n ạng ả n n ả

ng ố n ạng ƣợ n n 2 n n: n ạng n ồ v

Y X

n (2.36) ƣợ á n ổ ển v ả ĩ ng v ơ v

n ụ v v ơ ; n ng ố ạng ên v ứ ng v ả ƣơng n (2.36) ƣợ g ở ng ạ v n T ng ó v

(2.40)

T á ƣơng n (2.8), (2.28) v (2.40) v (2.36), ƣơng n ển

ng n ƣợ ả ng á ng ố ố ƣợng ó ể n ận ƣợ ƣớ ạng ng n ƣ

(2.41)

b) Phương trình động lực h c của vật rắn tuyệt đối

ậ T ng ng n gố ạ vậ ể ƣợ gắn ạ ố ƣợng vậ ể V vậ ƣơng n ển ng ố ƣợng ó ể ƣợ

n n 2 n n: ển ng n n v ển ng g ƣơng n ển ng ã n n ng ố ,

ng á ụng ợ vớ n n g ng ố ùng ệ ƣơng n

ển ng vậ ể ệ ố ứng ó ể ƣợ n ận n ƣ [18],

T ng ó ng á ng ên ố ƣợng , ận ụ

á n n v ốn ng ố v ƣợ n ƣ ng ƣơng n (2.46), v ng ố vớ ng ố ƣợng

ng ố ƣợng ng ệ ống M v ơ ạ ện ậ

ợ ạ ng ệ ống T ng ó ố ạ ng T ng ệ ống ố ƣợng n ng ố ƣợng ƣợ ên vớ n ng á ớ nố

ơ v ố vớ ệ ạ án n v ; ố ùng