Luận án Tiến sĩ: Phân tích, đánh giá sự suy giảm khả năng chịu tải và tuổi thọ của kết cấu nhịp cầu dầm bê tông cốt thép đang khai thác

Hệ thống cơ sở hạ tầng giao thông đóng vai trò thiết yếu trong phát triển kinh tế-xã hội. Trong bối cảnh đó, việc đảm bảo độ bền và an toàn của các kết cấu nhịp cầu dầm bê tông cốt thép đang khai thác là một nhiệm vụ cấp thiết, đặc biệt khi chúng phải đối mặt với sự suy giảm khả năng chịu tải và tuổi thọ do tác động kép của tải trọng khai thác ngày càng tăng và các yếu tố môi trường khắc nghiệt như ăn mòn cốt thép và cacbonat hóa. Việc đánh giá chính xác tình trạng hiện tại và dự đoán tuổi thọ còn lại của cầu là vô cùng quan trọng để tối ưu hóa công tác quản lý và bảo trì. Luận án này đặt mục tiêu phát triển các phương pháp tiên tiến để phân tích và đánh giá sự suy giảm này, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý hạ tầng cầu đường tại Việt Nam.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư kết cấu, kỹ sư cầu đường, chuyên gia quản lý và bảo trì hạ tầng giao thông, và sinh viên sau đại học trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng.

Nghiên cứu này đi sâu vào vấn đề cấp bách về sự suy giảm khả năng chịu tải và tuổi thọ của các kết cấu nhịp cầu dầm bê tông cốt thép đang khai thác, một thách thức lớn trong công tác quản lý và bảo trì hạ tầng giao thông. Luận án trình bày bối cảnh chung về sự xuống cấp của cầu do nhiều nguyên nhân, bao gồm tác động của tải trọng khai thác liên tục và các yếu tố môi trường bất lợi như ăn mòn cốt thép, cacbonat hóa, và sự xâm nhập của clorua, thường dẫn đến khó khăn trong việc đánh giá tuổi thọ thực tế do thiếu dữ liệu lịch sử. Để giải quyết vấn đề này, nghiên cứu đề xuất một khung phương pháp tiếp cận toàn diện, kết hợp phân tích lý thuyết với các kỹ thuật tiên tiến. Cụ thể, luận án khai thác phương pháp đánh giá dao động để phát hiện các dấu hiệu suy giảm kết cấu, đồng thời ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) trong việc xác định tuổi thọ còn lại của cầu. Các mô hình ANN được huấn luyện dựa trên dữ liệu thu thập từ quá trình đo đạc thực tế, cho phép dự đoán chính xác hơn các tình huống xuống cấp và xác định tầm quan trọng của các yếu tố ảnh hưởng. Nghiên cứu cũng bao gồm các trường hợp thực nghiệm chi tiết trên các cầu thực tế như cầu Thạc Quả và cầu Vân Đồn, nhằm kiểm chứng tính hiệu quả của các phương pháp đề xuất trong điều kiện khai thác. Kết quả của luận án cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để cải thiện hệ thống quản lý cầu, hỗ trợ các quyết định về bảo trì và sửa chữa kịp thời, tối ưu hóa chi phí và kéo dài tuổi thọ khai thác của các công trình cầu quan trọng.