intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Ứng dụng phương pháp phát xạ âm thanh (AE) trong đánh giá và giám sát hư hại công trình cầu thép ở Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

13
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ứng dụng phương pháp phát xạ âm thanh (AE) trong đánh giá và giám sát hư hại công trình cầu thép ở Việt Nam chỉ ra rằng việc sử dụng phương pháp phát xạ âm thanh AE kết hợp với hệ thống quan trắc đảm bảo sự hiểu biết sâu sắc về trạng thái kết cấu của công trình.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng phương pháp phát xạ âm thanh (AE) trong đánh giá và giám sát hư hại công trình cầu thép ở Việt Nam

  1. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÁT XẠ ÂM THANH (AE) TRONG ĐÁNH GIÁ VÀ GIÁM SÁT HƯ HẠI CÔNG TRÌNH CẦU THÉP Ở VIỆT NAM Lương Minh Chính Trường Đại học Thủy lợi, email: chinhlm@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG trình của nó trong toàn bộ kết cấu của công trình, không chỉ trên cơ sở lựa chọn chủ Độ bền (tuổi thọ), khai thác an toàn và khả năng khai thác hiệu quả là ba nền tảng chính quan ban đầu các bộ phận kết cấu có nguy trong xác định mức của độ tin cậy của công cơ hư hại, được thực hiện bằng phương pháp trình. Độ bền là yếu tố không chỉ xét đến các phát xạ âm thanh (AE) hay còn gọi là hiện tượng đã xảy trong quá khứ mà một phương pháp sóng âm thanh. Phương pháp phần trong đó không kém phần quan trọng là liên quan đến việc thực hiện phân tích so các yếu tố tác động của môi trường xung sánh các tín hiệu phát xạ âm thanh ghi lại quanh, đặc biệt là đối với kết cấu thép (như: được trong các thí nghiệm, thử nghiệm và độ ẩm, sương giá, CO2, sự thay đổi của nhiệt các tín hiệu thu thập được trong cơ sở dữ độ v.v.) trong việc đánh giá mức trạng thái liệu của các tín hiệu tham chiếu với các quá làm việc của kết cấu trong hiện tại và trong trình phá hủy cụ thể tương ứng. Kết quả là cả tương lại. Vì thế khả năng đánh giá các tác phương pháp này được sử dụng để xác định động môi trường ảnh hưởng tới mức độ và định vị các quá trình phá hủy xảy ra trong xuống cấp kết cấu là rất quan trọng đối với các kết cấu bê tông cốt thép (IADP), trong độ bền và tuổi thọ của của công trình [1]. cấu trúc bê tông cốt thép dự ứng lực (RPD) Các công trình cầu (đặc biệt cầu thép) và trong các kết cấu thép, cho phép giám sát được vận hành khai thác trong điều kiện môi tổng thể các bộ phận kết cấu và chỉ ghi lại trường khí hậu, thời tiết luôn thay đổi, cùng các quá trình hư hại đang phát triển dưới tác với sự tác động liên tục (lặp lại) gây ra bởi động của tải trọng thực. Phương pháp phát các đoàn tàu qua lại, gây ra sự xuống cấp liên xạ âm thanh (AE) đang ngày càng được phát tục của vật liệu. Tác động tiêu cực của môi triển và mở rộng để ứng dụng trong các loại trường có tầm quan trọng đặc biệt đối với các kết cấu thép khác như bể chứa dầu, đường kết cấu thép. Đồng thời, việc khai thác lâu ống dẫn dầu hay dẫn khí [1], [2]. dài của các công trình cầu ở nước ta khiến cho các công trình này thường ở trong tình 2. HIỆN TRẠNG CẦU THÉP Ở VIỆT NAM trạng kỹ thuật kém, vì tuổi của chúng gần đạt Các công trình cầu thép ở nước ta chủ yếu ngưỡng hoặc vượt quá tuổi thọ được thiết kế. là cầu giàn thép, các công trình cầu đường sắt Các nguy cơ hư hại đáng kể của các công này được quản lý bởi Cục đường sắt Việt trình loại này trong quá trình khai thác khiến Nam. Theo thống kê của Cục đường sắt thì chúng ta cần phải hệ thống hóa và mở rộng nhiều công trình cầu thép được xây dựng từ các quy trình đánh giá trạng thái kết cấu công những năm 70 và 80 của thế kỷ XX, tình trình, các phương pháp nghiên cứu hiện đại, trạng nhiều cầu dầm rỉ, mặt cầu yếu, các tiếp tiến bộ cần được áp dụng. Nhu cầu về điểm đọng nước rỉ, liên kết lỏng, đường hai phương pháp có khả năng phát hiện sớm sự đầu cầu cự ly, thuỷ bình, phương hướng, cao xuất hiện của các hư hại và giám sát tiến thấp xấu quá biến đổi cho phép, tà vẹt lỏng, 107
  2. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ray treo. Trong những năn gần đây nhiều cầu yếu đã được đầu tư thay thế và cải tạo nâng cấp bằng các nguồn vốn vay ODA, đầu tư phát triển góp phần nâng cấp CSHT phục vụ rút giảm thời gian chạy tầu. Riêng cầu Long Biên chỉ tập trung vào công tác gia cố chắp vá. Hình 3. Liên kết giữa giàn trên với thanh đứng và thanh chéo, thấy rõ ăn mòn bề mặt các thanh thép hình và vị trí nối giữa các thép hình Hình 1. Cầu Thăng Long, cầu giàn thép 2 tầng (1974-1985), một trong những kết cấu điển hình của những năm 70 và 80 của thế kỷ XX Hình 4. Ăn mòn bề mặt và rỗ thép Đối với cầu thép, hiện tượng ăn mòn bề bên trong của liên kết giữa dầm ngang mặt do tác động của yếu tố môi trường, thời và bản thép trực hướng tiết là chủ yếu, qua công tác kiểm tra trực quan (Hình 2, 3, 4, 5) cho thấy sự ăn mòn bề mặt của phần lớn thép cầu. Các hư hại được xác định là gây ra bởi nước tù đọng, do thoát nước không tốt tại các vị trí liên kết của giàn, thiếu khe hở ở điểm nối của các cột với giàn dưới tạo điều kiện tích tụ nước. Trong đó, trường hợp thiếu lớp phủ bảo vệ thích hợp trên bề mặt của thép đã thúc đẩy tiến trình ăn mòn nhanh chóng và xuống cấp của vật liệu. Hình 5. Ăn mòn bề mặt và rỗ thép ở liên kết Một số hư hại trong cầu thép thường gặp giữa cột và thanh chéo với giàn dưới được thể hiện ở các hình dưới. do tụ đọng nước 3. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ PHÁT XẠ ÂM THANH TRONG KẾT CẤU THÉP Phương pháp đánh giá bằng phát xạ âm thanh (AE) liên quan đến phân tích các thay đổi về cường độ tín hiệu âm thanh tạo ra trong các khu vực cụ thể của kết cấu dưới tác động của tải trọng thường xuyên. Các tín hiệu âm thanh (AE) được ghi nhận và được nhóm lại thành các lớp phù hợp với các cơ chế phá hoại khác nhau. Số lượng các tham Hình 2. Liên kết giữa các thanh đứng số được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu và thanh chéo với giàn dưới, các hư hại của các tín hiệu tham chiếu phải phù hợp với bề mặt do ăn mòn, tróc sơn số lượng tham số đã thí nghiệm trước đó của 108
  3. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 tín hiệu AE [1, 3]. Các nhóm này được thể • Lớp 5 - Đâm thủng/biến dạng; hiện bởi các mã của các quá trình phá hoại, • Lớp 6 - Hao hụt vật liệu; trong đó mỗi tín hiệu AE được gán cho một • Lớp 7 - rỉ bề mặt; điểm. Màu sắc và hình dạng của mỗi điểm • Lớp 8 - làm việc trong giai đoạn mỏi cho biết lớp của tín hiệu AE. Các lớp, ký hiệu, màu sắc và mã quá trình phá hoại được 4. KẾT LUẬN tóm tắt trong Bảng 1 [3], [4]. Phương pháp đánh giá phát xạ âm thanh Bảng 1. Các lớp, ký hiệu, màu sắc và mã (AE) đối với kết cấu thép nói chung và cầu quá trình phá hoại với cầu thép thép nói riêng được xây dựng dựa trên việc đo lường tín hiệu phát xạ âm thanh của các quá Màu sắc trình phá hoại đi kèm, bao hàm toàn bộ kết cấu hay chỉ của một bộ phận kết cấu cho phép định Lớp Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3Lớp 4 Lớp 5 vị và xác định các quá trình phá hoại và Mã 0 1 2 3 4 Không nguyên nhân gây ra chúng trong thời gian thực. Mức Rất Cao Bình Dữ liệu thu thập được có thể là cơ sở để độ cao thường Thấp nguy hại xác định trạng thái kết cấu, phương pháp này là một công cụ hữu ích cho: Các mầu sắc khác nhau được sử dụng để • đánh giá trạng thái làm việc của kết cấu phân nhóm và phân loại tín hiệu AE. Tín hiệu và xác định các rủi ro tiềm ẩn; lớp 5 được tạo ra bởi nhiễu AE không đổi. • giám sát quá trình phát triển của các hư hại; Các lớp số 4, số 3 và số 2 của tín hiệu được • hỗ trợ trong quá trình ra quyết định liên tạo ra bởi các cơ chế phá hủy đơn lẻ như: quan đến quản lý rủi ro; • Lớp 4 - hình thành cơ chế gây nứt thép; • đánh giá chất lượng sửa chữa và duy tu; • Lớp 3 - xuất hiện nứt trong thép; • đánh giá lưu lượng xe không chuẩn. • Lớp 2 - lan truyền, mở rộng nứt; Những nội dung được trình bày trong bài • Lớp 1 - chồng chéo của các tín sóng viết này chỉ ra rằng việc sử dụng phương được tạo ra bởi nhiều hơn một quá trình phá pháp phát xạ âm thanh AE kết hợp với hệ hoại và do ma sát bề mặt các vết nứt. thống quan trắc đảm bảo sự hiểu biết sâu sắc Mức độ hư hại được đánh giá bằng cách sử về trạng thái kết cấu của công trình. dụng kết quả phân tích vị trí khu vực hư hại và phân loại tín hiệu AE trong từng khu vực. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Các lớp tín hiệu trong kết cấu thép có các ý [1] Ono, K. Application of Acoustic Emission for nghĩa riêng (Bảng 2) [4]: Structure Diagnosis. Diagnostics 2011, 2, 3-18. Bảng 2. Các lớp, ký hiệu, màu sắc và mã [2] Nowak M.; Lyasota I., Emisja akustyczna w zastosowaniu do badania stalowego mostu quá trình phá hoại với kết cấu thép khác kolejowego z uszkodzeniami. SITK RP. Màu 2016, Nr 2(109). sắc [3] Świt, G.; Krampikowska, A.; Chinh, L.M. A Lớp 1 2 3 4 5 6 7 8 Prototype System for Acoustic Emission- Mã 0 1 1 2 3 3 4 5 Based Structural Health Monitoring of My Thuan Bridge. In Proceedings of 2016 Bình thường Bình thường Không nguy Cao tới BT Mức độ Prognostics and System Health Management Rất cao Thấp Cao Cao Conference, Chengdu, China, 19–21 October 2016; pp. 624–630. [4] Świt, G. Acoustic Emission Method for • Lớp 1 - xuất hiện nứt; Locating and Identifying Active Destructive • Lớp 2 - Ma sát bề mặt nứt; Processes in Operating Facilities. Applied. • Lớp 3 - Hội tụ các vết nứt; Sciences. doi:10.3390/app8081295. 2018, • Lớp 4 - Xuất hiện vết vỡ; 8, 1295. 109
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2