Cầu giao thông chịu tác động của các chế độ tải trọng phức tạp. Ngoài tác động của tải trọng phân bố do trọng lượng của chính cơ hệ, hệ còn chịu tác động của tải trọng tĩnh và tải trọng động do nhiều nguyên nhân khác nhau, chẳng hạn tải trọng do con người và các phương tiện giao thông lưu thông qua cầu tạo ra, tải trọng do tác động của sóng nước, của gió và/hoặc tải trọng động do địa chấn.
20 trang |
Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 1418 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận án Nhận dạng và dự báo khuyết tật của dầm trên nền mạng neuron và logic mờ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
MỞ ĐẦU
Cầu giao thông chịu tác động của các chế độ tải trọng phức tạp. Ngoài tác động của tải trọng phân
bố do trọng lượng của chính cơ hệ, hệ còn chịu tác động của tải trọng tĩnh và tải trọng động do
nhiều nguyên nhân khác nhau, chẳng hạn tải trọng do con người và các phương tiện giao thông lưu
thông qua cầu tạo ra, tải trọng do tác động của sóng nước, của gió và/hoặc tải trọng động do địa
chấn...[176]. Trong tính toán thiết kế, trên cơ sở phân tích ảnh hưởng của từng yếu tố tới công trình
[158-159][170-171][174-175][177] chúng ta tiến hành tính toán theo nguyên lý cộng tác dụng dựa
trên những tiêu chuẩn thiết kế khác nhau [151-152][171]... Thực tế cho thấy rằng khó có thể đưa ra
một tiêu chuẩn thiết kế phù hợp một cách hoàn hảo với tất cả các chế độ tải trọng thực tác động lên
cầu. Ngoài ra, khả năng tải của cầu cũng thay đổi theo thời gian do xuất hiện khuyết tật – với nhiều
loại hình khác nhau [154][156][165][167] ở các cấp độ khác nhau – có thể gây ra tình trạng quá tải
cho cơ hệ nếu xét theo khả năng tải thực tế. Kết quả là, mặc dù đã được các nhà chuyên môn thiết
kế một cách chi tiết dựa theo các tiêu chuẩn thiết kế chặt chẽ nhưng vẫn xảy ra những sự cố đáng
tiếc trong quá trình khai thác cầu.
Ở nước ta, hệ thống cầu giao thông có tổng chiều dài cũng như chủng loại cầu là rất lớn,
trong đó nhiều cây cầu nằm trên những trục đường huyết mạch. Xét về tình trạng kỹ thuật: khả năng
tải và dự trữ tuổi thọ của từng cây cầu trong hệ thống có sự khác biệt nhau; nhiều cây cầu làm việc
quá tải trong thời gian dài. Bên cạnh những cầu có dự trữ về tuổi thọ không cao lại có rất nhiều cây
cầu có dự trữ về tuổi thọ khá cao nhưng chất lượng của chúng đang xuống cấp nhanh chóng theo
thời gian. Nguyên nhân chính của tình trạng này là do chế độ quá tải trầm trọng kéo dài liên tục
trong khoảng thời gian dài; đặc biệt, các phương tiện vận tải tải trọng lớn đang được đưa vào sử
dụng với tốc độ gia tăng hầu như không kiểm soát được trong thời gian gần đây. Bên cạng đó, hệ
thống nhận dạng khuyết tật cầu ở nước ta chưa theo kịp với yêu cầu thực tế, hệ thống dự báo khả
năng tải của cầu chưa được quan tâm đúng mực. Việc khai thác cầu không thỏa đáng cùng với việc
thiếu hệ thống nhận dạng và dự báo khuyết tật, thiếu cơ sở dữ liệu đủ tin cậy trong công tác quản trị
cầu đã dẫn tới tình trạng sập cầu diễn ra nhiều trong thời gian gần đây.
Xét ở góc độ kỹ thuật ta có thể thấy rằng trên đa số các hệ thống cầu giao thông, dầm cầu là
một trong những thành phần chịu tải cơ bản, khuyết tật xuất hiện trên dầm cầu là một trong những
nguyên nhân chính gây ra sập cầu. Vì vậy, nghiên cứu xây dựng phương pháp nhận dạng và dự báo
khuyết tật của dầm là công tác cần thiết góp phần vào việc xây dựng hệ thống nhận dạng khuyết tật
và dự báo thường xuyên khả năng tải của cầu (ND-DBTX), phục vụ cho công tác quản trị cầu một
cách khoa học và hiệu quả. Đây chính là động lực để tác giả thực hiện luận án.
2 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.1 Sơ lược về nhận dạng và dự báo khuyết tật
Dầm cầu được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau dựa trên các phương pháp công nghệ khác
nhau sẽ mang những nét đặc trưng riêng trong ứng xử động lực học, do đó cần có những giải pháp
tính toán khác nhau trong thiết kế khi ứng dụng từng loại. Chẳng hạn, các tính toán cho dầm thép
liên hợp được trình bày trong [162-163], cho dầm bê tông cốt thép được đề cập trong [168-169],
hoặc cho dầm bê tông cốt thép dự ứng lực được đề xuất trong [155]. Mặc dù mỗi loại dầm có những
nét đặc thù riêng, tuy nhiên, nếu xét ở góc độ khả năng chịu tải thì có thể thấy rằng đại lượng đặc
trưng chung cho các loại dầm cầu là độ cứng chống biến dạng. Vì mục tiêu nghiên cứu của luận án
là nhận dạng và dự báo khuyết tật của phần tử dầm, do đó trong luận án khuyết tật được hiểu theo
nghĩa: là bất kỳ những thay đổi nào làm suy giảm độ cứng chống biến dạng, xJE , của cơ hệ. Như
vậy, khuyết tật có thể do sự thay đổi đặc trưng hình học làm giảm diện tích tiết diện ngang, giảm
mô men quán tính chính trung tâm của tiết diện ngang, cũng có thể là sự suy giảm về cơ tính, nghĩa
là làm giảm mođyn đàn hồi của vật liệu, hoặc là tổ hợp của các yếu tố nêu trên.
1.1.1.1 Nhận dạng khuyết tật
Nhận dạng khuyết tật trên dầm và trên cầu giao thông bao gồm kiểm tra và kết luận về việc có hay
không sự hiện diện khuyết tật, xác định vị trí xuất hiện khuyết tật, nếu có, và xác định mức độ hư
hỏng tại các vị trí xuất hiện khuyết tật này. Có nhiều phương pháp thực hiện:
- Kỹ thuật siêu âm là một trong những phương pháp được sử dụng sớm nhất. Nguyên tắc
chung của phương pháp này là truyền nguồn xung siêu âm vào bề mặt của vật thể cần kiểm tra,
phân tích sóng phản hồi từ vật thể được kiểm tra và bề mặt mẫu. Sự sai khác giữa hai nguồn xung
phản hồi cho biết vị trí xuất hiện khuyết tật trên bề mặt kiểm tra. Phương pháp này có ưu điểm là
khá đơn giản, tuy nhiên, hạn chế là không cho kết quả chính xác khi khuyết tật nằm sâu bên trong.
- Một hướng tiếp cận khác là dựa vào dao động của cơ hệ. Phương pháp nhận dạng khuyết tật
bằng dao động (NDKTBDĐ) được xây dựng dựa trên đặc điểm: độ cứng chống biến dạng xJE của
3 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
dầm là đại lượng ảnh hưởng trực tiếp tới đáp ứng động lực học của dầm khi dao động [164]. Khuyết
tật xuất hiện trong cơ hệ sẽ làm giảm độ cứng chống biến dạng tại những nhu vực có khuyết tật, do
đó sẽ làm thay đổi các thông số đặc trưng cho dao động, chẳng hạn làm giảm tần số dao động tự
nhiên và làm thay đổi dạng dao động (mode shape)…của hệ. Vì vậy, để tìm khuyết tật ta tìm những
khu vực trên cơ hệ xuất hiện các dấu hiệu nêu trên.
- Phương pháp kết hợp: Mặc dù phương pháp NDKTBDĐ có nhiều ưu điểm trong khảo sát
mô hình, tuy nhiên khi ứng dụng vào thực tế thường gặp một số hạn chế. Với mức độ hư hỏng
không cao, các đại lượng vật lý như tần số riêng hoặc các mode dao động rất dễ xác định trên mô
hình lại rất khó xác định trên cấu trúc thực bằng phương pháp đo đạc bởi sai số vượt quá giới hạn
cần đo. Vì vậy thường các tín hiệu dao động được chuyển qua những tín hiệu khác có độ nhạy cao
hơn, chẳng hạn tín hiệu dao động được chuyển qua vector Ritz, hoặc chuyển qua thế năng biến dạng
đàn hồi, hoặc chuyển qua tín hiệu wavelet. Một hướng tiếp cận khác đó là NDKTBDĐ được kết hợp
với các công cụ khác nhằm gia tăng hiệu quả khảo sát. Ví dụ sự kết hợp giữa NDKTBDĐ với các
phương pháp thống kê, với phương pháp tối ưu, hoặc sự kết hợp giữa NDKTBDĐ với FL, gọi tắt là
phương pháp FL, hoặc kết hợp giữa NDKTBDĐ với kỹ thuật mạng ANN, gọi tắt là phương pháp
ANN, hoặc sự kết hợp NDKTBDĐ với hệ thống suy diễn neuro-fuzzy, gọi tắt là phương pháp
neuro-fuzzy.
Cơ sở lý thuyết thường được sử dụng trong nghiên cứu về nhận dạng khuyết tật trên cơ hệ là
phương pháp giải bài toán ngược động lực học, và đặc trưng ứng xử của cơ hệ thường được sử dụng
trong khảo sát là dao động. Quy trình tổng quát giải bài toán ngược được thể hiện trên hình 1.1 [84],
trong đó:
Xác định rõ vấn đề cần giải quyết
Xác định mục tiêu của bài toán trên cơ sở phân tích những dữ liệu đã có trong miền thời gian. Nên
xác định đường hướng tổng quát và khả thi khi giải quyết vấn đề đặt ra. Luôn tìm cách giảm bớt
những điều chưa biết và giới hạn miền khảo sát trong phạm vi nhỏ nhất có thể.
Xây dựng mô hình bài toán thuận
Một mô hình vật lý nên được thiết lập để diễn tả quan hệ vật lý của các đại lượng liên quan trực
tiếp, độc lập, và có ảnh hưởng lớn tới mối quan hệ dữ liệu giữa các đại lượng vào và ra của hệ
thống. Dựa vào mô hình vật lý để xây dựng mô hình toán của hệ trên cơ sở chọn và ứng dụng các
phương pháp tính phù hợp, chẳng hạn FEM, SEM, BEM, MFM…
4 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
Phân tích độ nhạy mối liên hệ giữa các đại lượng ra và các tham số
Phải bảo đảm rằng các đại lượng ra của hệ và các tham số có mối liên hệ tương quan lẫn nhau. Mối
tương quan đủ nhạy giữa chúng là cần thiết nhằm tránh hiện tượng không ổn định trong kết quả bài
toán ngược. Quá trình phân tích này nên được thực hiện trên bài toán thuận vì không cần phải thực
Bắt đầu
Xác định rõ vấn đề cần giải quyết
Xây dựng mô hình bài toán thuận
Phân tích độ nhạy input-output
Xây dựng bài thí nghiệm, đo số liệu
Giải pháp tốt ?
Kết thúc
Đ
S
Hình1.1 Lưu đồ thuật toán giải bài toán ngược trong cơ học
Lọc nhiễu
Thí nghiệm kiểm chứng
Xây dựng lời giải bài toán ngược
Chọn giải pháp
5 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
hiện các thí nghiệm phức tạp và tốn kém. Dựa trên phép phân tích độ nhạy để điều chỉnh lại mô
hình bài toán thuận và chọn lại các đại lượng cần đưa vào mô hình.
Xây dựng bài thí nghiệm
Lựa chọn và quyết định phương pháp thí nghiệm, phương pháp đo và thiết bị đo, phương pháp lưu
trữ và phân tích dữ liệu phù hợp.
Giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu
Bộ lọc nhiễu có độ chính xác phù hợp nên được sử dụng để khử sai số trong tập dữ liệu đo đạc
trước khi tập dữ liệu được đưa vào sử dụng để giải bài toán ngược. Việc này là cần thiết nhằm gia
tăng độ chính xác, tăng tính ổn định của giải pháp.
Thí nghiệm đo trên rất nhiều cầu đường bộ cho thấy rằng tần số dao động của hệ thống cầu
đường bộ thường không lớn hơn 5Hz. Đây là cơ sở quan trọng để thiết kế các bộ lọc phù hợp.
Xây dựng lời giải bài toán ngược
Nên mô hình hóa hệ thống bằng cách thiết lập các hàm mục tiêu, thông thường là hàm sai số. Xây
dựng các hàm ràng buộc phù hợp với điều kiện biên, sử dụng các kỹ thuật tối ưu hoặc các công cụ
được phát triển từ các kỹ thuật tối ưu để tìm những giải pháp tốt nhằm cực tiểu hóa hàm sai số.
Xác định giải pháp
Một điều quan trọng là phải đảm bảo rằng giải pháp được chọn có ý nghĩa vật lý phù hợp với đối
tượng được khảo sát. Tất cả các phương pháp có thể nên được cân nhắc để chọn phương pháp phù
hợp nhất. Kiểm tra chất lượng của giải pháp dựa trên khả năng xác lập lại ma trận dữ liệu input-
output của hệ. Điều chỉnh quy trình ngược và quy trình thực nghiệm nếu cần, sau đó thực hiện vòng
lặp cho tới khi giải pháp thỏa mãn.
1.1.1.2 Bài toán dự báo
Đối với cơ hệ, nhiệm vụ đặt ra cho bài toán dự báo là dựa vào tình trạng ứng xử của cơ hệ ở quá
khứ và/hoặc ở hiện tại để dự báo đặc điểm ứng xử của cơ hệ trong tương lai [5][22][58][98][157].
Trong quản trị cầu, công tác dự báo quan tâm nhiều tới việc xác định quy luật suy giảm độ cứng
chống biến dạng của cầu trong tương lai.
Về nguyên tắc, từ một cấu trúc mô hình hợp lý ta hoàn toàn có thể xây dựng được bộ dự báo
tín hiệu ra tương lai của hệ. Mô hình hộp đen có cấu trúc tổng quát là hệ MIMO p ngõ vào q ngõ ra
thường được sử dụng trong hệ thống dự báo. Hệ có thể được mô hình hoá bởi q mô hình MISO ghép
6 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
song song. Công cụ thường được sử để xây dựng các mô hình hộp đen MISO hoặc MIMO cho các
hệ thống dự báo là mạng ANN, hoặc FL, hoặc sự kết hợp giữa ANN, FL và tín hiệu wavelet. Kết
hợp giữa ANN và FL sẽ nhận được một hệ thống tích hợp được gọi là mạng neuro-fuzzy hoặc mạng
fuzzy-neron. Kết hợp giữa wavelet với ANN và FL sẽ nhận được hệ tích hợp wavelet-neuro-fuzzy
hoặc wavelet-fuzzy-neuron. Việc xác lập mô hình kết hợp một cách hợp lý thường sẽ tạo ra những
công cụ toán có nhiều ưu điểm hơn so với các mô hình đơn.
1.1.2 Hai giải pháp nhận dạng và dự báo khuyết tật trên dầm
Liên quan tới nhận dạng và dự báo khuyết tật trên dần và trên cầu, có thể phân ra hai hướng nghiên
cứu chính. Hướng thứ nhất là đi sâu nghiên cứu đặc điểm của từng loại khuyết tật riêng biệt mang
tính đặc thù và dựa vào những nét đặc trưng của từng loại khuyết tật để xây dựng lý thuyết về nhận
dạng và dự báo khuyết tật. Nhóm thứ hai, ngược lại, xây dựng giải pháp theo hướng phi cấu trúc,
nghĩa là không quan tâm một cách chi tiết về đặc điểm từng loại khuyết tật mà chỉ đi sâu tìm hiểu về
đặc trưng chung về đáp ứng động lực học cơ hệ khi có khuyết tật để nhận dạng và dự báo, nghĩa là
dựa vào lời giải bài toán ngược động lực học cơ hệ. Đối với đối tượng khảo sát là dầm thì hướng
nghiên cứu này dựa vào đặc điểm: sự xuất hiện khuyết tật sẽ làm suy giảm độ cứng chống biến dạng
xJE của dầm, do đó sẽ làm thay đổi đặc trưng đáp ứng động lực học của cơ hệ. Chính vì vậy mà dựa
vào sự thay đổi đặc trưng ứng xử động lực học của cơ hệ sẽ xác định được các thông tin liên quan
tới sự xuất hiện khuyết tật, vị trí khuyết tật và mức độ suy giảm khả năng tải của cơ hệ.
Hướng nghiên cứu thứ nhất có ưu điểm là có thể xác định khá chính xác các thông tin liên
quan tới khuyết tật khi loại khuyết tật xuất hiện trên cơ hệ đang được kiểm tra trùng hoặc gần trùng
với loại khuyết tật đã được khảo sát trước đó. Tuy nhiên, nếu loại khuyết tật này chưa được khảo sát
trước thì tình hình sẽ trở nên khó khăn. Trong thực tế có rất nhiều dạng khuyết tật [167] và các
khuyết tật có thể xuất hiện ở nhiều vị trí khác nhau trên dầm với những mức độ khác nhau, đặc biệt
là các khuyết tật có thể xuất hiện đồng thời. Khi đó, tổ hợp các loại khuyết tật có thể có là con số rất
lớn, khó có thể được khảo sát đầy đủ. Hơn thế nữa, trên các cơ hệ phức tạp hơn thì tình hình lại càng
khó khăn hơn. Có thể thấy rằng, hạn chế của hướng nghiên cứu này là chỉ giải quyết được các
trường hợp riêng biệt, không mang tính khái quát, do đó khó có thể xây dựng được các thuật toán
mang tính tổng quát.
Ở hướng nghiên cứu thứ hai, ưu điểm chính là đơn giản hơn và có tính ứng dụng cao hơn bởi
không quan tâm tới các chi tiết riêng biệt của từng loại khuyết tật mà chỉ quan tâm tới đặc điểm
chung của các khuyết tật nằm trong nhóm các khuyết tật nguy hiểm. Nếu xét ở góc độ là khả năng
7 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
tải của phần tử dầm thì đặc điểm chung của các khuyết tật nằm trong nhóm các khuyết tật nguy
hiểm được sử dụng để khảo sát khuyết tật chính là sự suy giảm độ cứng chống biến dạng của dầm
khi xuất hiện khuyết tật. Hướng tiếp cận này có tính khái quát cao hơn, do đó có thể sử dụng để
nghiên cứu xây dựng các thuật toán mang tính tổng quát hơn về nhận dạng và dự báo khuyết tật trên
dầm cầu. Đồng thời dựa vào kết quả nghiên cứu trên dầm cầu có thể xác lập được hướng ứng dụng
cho toàn bộ cầu cũng như cho các cơ hệ phức tạp. Hạn chế của giải pháp này là không phát hiện
được nhóm các khuyết tật không làm thay đổi, hoặc thay đổi bé độ cứng chống biến dạng. Tuy
nhiên dễ thấy rằng nhóm khuyết tật này không phải là nguyên nhân trực tiếp gây ra sập cầu. Hiện
nay, phương pháp này được rất nhiều nhà nghiên cứu ứng dụng trong nhận dạng khuyết tật của dầm,
của cầu và của các công trình xây dựng…[56][70-72][84][100][104-105][107-109][114][116][118]
[120][122-124][135-137] cũng như ứng dụng trong dự báo quy luật phát triển khuyết tật và sự suy
giảm khả năng tải của cơ hệ [5][34][83][125].
1.1.3 Quản trị cầu
Quản trị cầu giao thông, theo nghĩa thông thường, bao gồm theo dõi, giám sát, kiểm tra, đo đạc để
đánh giá khả năng tải của cầu; lưu trữ dữ liệu và đưa ra những quyết định liên quan tới công tác
khai thác cầu. Biện pháp chung về đánh giá khả năng tải của cầu thường là: kiểm tra thủ công, kiểm
định không định kỳ, kiểm định định kỳ, và khảo sát thường xuyên tình trạng ứng xử động lực học
của cầu.
Kiểm tra thủ công
Kiểm tra thủ công được thực hiện bằng phương pháp trực quan nhằm phát hiện các vết nứt, các khu
vực bị đập vỡ, mất mát vật liệu; đánh giá sơ bộ về tình trạng làm việc của cầu; tìm kiếm các nguồn
nước, các chất ăn mòn làm phân hủy vật liệu xây dựng cầu...Đây là biện pháp có nhiều nhược điểm.
Trước hết, độ chính xác của biện pháp này khá thấp và không phát hiện hay đánh giá được các hư
hỏng bên trong của cầu. Sự thay đổi cơ tính của vật liệu được phát hiện rất chậm và mang tính cảm
quan. Dựa trên biện pháp này sẽ khó xác định khả năng chịu tải hiện tại của công trình cũng như
định lượng sự suy yếu của cầu theo thời gian. Ngoài ra, đây là biện pháp không cho phép khảo sát
bề mặt các bộ phận cầu bị che khuất tầm mắt hay bị hạn chế bởi tiếp cận của thiết bị. Tuy nhiên,
đây lại là phương pháp đơn giản và chi phí đầu tư ban đầu cho công tác kiểm tra thấp nên kiểm tra
thủ công là biện pháp không thể thiếu trong công tác quản trị cầu. Ở mọi nước, dù trình độ kỹ thuật
hiện đại hay lạc hậu, đều duy trì đội ngũ công nhân làm nhiệm vụ này.
8 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
Kiểm định định kỳ và không định kỳ
Biện pháp này được dùng để đánh giá khả năng làm việc thực tế của cầu. Nội dung chi tiết của công
tác này phụ thuộc vào tiêu chuẩn kiểm định được sử dụng, chẳng hạn các tiêu chuẩn được trình bày
trong [153][161]. Có thể nêu một số điểm cơ bản của công tác kiểm định như sau. Tác động vào cầu
các tải trọng tĩnh và tải trọng động có giá trị xác định và tăng dần đến mức cao nhất cho phép, được
quy định bởi tài liệu thiết kế (đối với cầu mới) hay được ước lượng (đối với cầu cũ). Đối với tải
trọng tĩnh, ở mỗi giá trị tải ta thực hiện đo độ võng, đo biến dạng, và đo độ xê dịch các bộ phận của
cầu...Đối với tải trọng động, cho cầu dao động ở nhiều chế độ kích thích khác nhau và tiến hành đo
tín hiệu dao động – chẳng hạn đo biên độ, chuyển vị, biến dạng, tần số dao động, gia tốc, hệ số giảm
chấn…– để đánh giá khả năng chịu tải trọng động của cầu. Kiểm tra định kỳ thường được thực hiện
cách nhau từ 2 đến 5 năm. Kiểm tra không định kỳ được tiến hành khi cầu có dấu hiệu không bình
thường về khả năng tải, hoặc khi nghiệm thu công trình cầu mới sửa, mới xây, hoặc khi kiểm tra để
quyết định phá bỏ cầu cũ. Kiểm định cầu là biện pháp cho phép đánh giá khá chính xác “tình trạng
sức khỏe” của cầu tại chính thời điểm kiểm định. Biện pháp này cung cấp số liệu về ứng xử của cầu
dưới tác dụng của các tải trọng đã biết rõ về giá trị ở các phương án tác động được xem là nguy
hiểm nhất. Nhược điểm của biện pháp này là các trường hợp thử tải (giá trị, phương án đặt tải)
không thể bao trùm mọi tình huống thực có thể xảy ra, đặc biệt là khoảng thời gian giữa hai lần
kiểm định khá xa, do vậy tình trạng thực của cầu ở các trạng thái trung gian khó xác định.
Khảo sát thường xuyên tình trạng ứng xử động lực học của cầu
Biện pháp này cho phép ghi được các tín hiệu về dao động và các giá trị biến dạng thực tế gây ra
bởi tải trọng thực, rất đa dạng và là các tín hiệu động. Từ đó cho phép theo dõi thường xuyên tình
trạng làm việc của cầu dựa vào tải giao thông (là tải do chính người và các phương tiện giao thông
lưu thông qua cầu tạo ra). Đồng thời hệ thống còn có khả năng dự báo khả năng tải của cầu, nhờ đó
cơ quan quản lý cầu có thể chủ động trong công tác khai thác cầu. Để thực hiện biện pháp này cần
có hệ thống các thiết bị cho phép đo đạc tự động các thông số cơ học của cầu trong thời gian dài với
số lượng điểm đo lớn và được truyền đi xa. Ưu điểm của biện pháp này là cho phép phát hiện kịp
thời thời điểm quá tải; ghi nhận các diễn biến của các thông số cơ học; tập hợp các số liệu cùng diễn
biến của chúng nhằm tạo ra khả năng tìm kiếm khu vực suy giảm khả năng tải của cầu và mức độ
của sự suy yếu ấy; cung cấp thông tin ứng xử động lực học của cơ hệ cho hệ thống dự báo. Biện
pháp này được sử dụng để xây dựng hệ thống ND-DBTX, hay hệ thống cảnh báo sớm, hay hệ thống
giám sát sức khỏe của công trình. Kết quả nhận được từ hệ thống ND-DBTX có thể được cơ quan
9 Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật
Nguyễn Sỹ Dũng
quản lý cầu sử dụng trực tiếp để quyết định kế hoạch khai thác cầu, hoặc kết quả này là cơ sở dữ
liệu giúp cơ quan quản lý cầu quyết định công tác kiểm định không định kỳ.
1.2 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN
Hiện nay, rất nhiều các công trình nghiên cứu về nhận dạng và dự báo khuyết tật trên dầm, trên cầu,
trên các chi tiết máy, trên các kết cấu và trên các công trình xây dựng được thực hiện dựa trên dao
động của cơ hệ (NDKTBDĐ