Tóm tắt luận án tiến sĩ: Đặc điểm phổ dao động của dầm cầu dưới tác dụng của tải trọng lưu thông

Giám sát tình trạng cầu là nhiệm vụ thiết yếu, tuy nhiên các phương pháp kiểm định truyền thống thường gây cản trở lưu thông và có giới hạn trong việc đánh giá tổng quát. Nhu cầu về một hệ thống giám sát không phá hủy, sử dụng nguồn kích thích tự nhiên như tải lưu thông, ngày càng trở nên cấp thiết. Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác các đặc điểm phổ dao động của dầm cầu chịu tải trọng giao thông để nhận diện và chẩn đoán sớm sự suy yếu kết cấu. Mục tiêu là phát triển một phương pháp phi cấu trúc, dễ áp dụng, nhằm cải thiện hiệu quả quản lý và bảo trì cầu, đồng thời giảm thiểu tác động đến hoạt động giao thông.

Các kỹ sư kết cấu, kỹ sư cầu đường, nhà nghiên cứu trong lĩnh vực giám sát sức khỏe kết cấu (SHM) và các nhà quản lý hạ tầng giao thông quan tâm đến phương pháp chẩn đoán suy yếu kết cấu cầu bằng phân tích dao động.

Luận án trình bày một phương pháp toàn diện để giám sát tình trạng cầu, tập trung vào việc khai thác đặc điểm phổ dao động của dầm dưới tải trọng lưu thông. Bắt đầu với tổng quan về nhu cầu giám sát và các hạn chế của phương pháp hiện tại, nghiên cứu đề xuất một cách tiếp cận phi cấu trúc, sử dụng nguồn kích thích tự nhiên để tránh làm gián đoạn giao thông. Các chương tiếp theo đi sâu vào cơ sở lý thuyết, trình bày các khái niệm phân tích phổ dao động, đặc biệt là khái niệm mô men phổ để đánh giá sự thay đổi hình dạng phổ công suất, vốn nhạy cảm với suy yếu kết cấu. Luận án mô hình hóa sự suy giảm độ cứng bằng cách thay đổi mô đun đàn hồi và nghiên cứu ảnh hưởng của nó lên phổ dao động. Tiếp theo, nghiên cứu thực hiện khảo sát phổ dao động trên các nhịp cầu thực tế và xây dựng mô hình thí nghiệm để kiểm chứng. Phương pháp đề xuất sử dụng mô men phổ không chỉ giúp phát hiện và định vị mà còn đánh giá mức độ suy yếu của kết cấu một cách hiệu quả. Ưu điểm nổi bật là khả năng áp dụng rộng rãi cho nhiều loại kết cấu cầu nhờ tính chất phi cấu trúc và không cần nguồn kích thích cố định, đóng góp đáng kể vào công tác quản lý và bảo trì cầu bằng cách cung cấp một công cụ chẩn đoán tin cậy và không xâm lấn. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về hành vi dao động của dầm dưới tải động và mở ra hướng phát triển cho các hệ thống giám sát sức khỏe kết cấu cầu trong tương lai.