Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu đánh giá tuổi thọ mỏi tà vẹt bê tông dự ứng lực trên đường sắt đô thị ở Việt Nam

• Tác giả: Trần Anh Dũng
• Người hướng dẫn: Phạm Văn Ký
• Trường học: Trường Đại học Giao thông Vận tải
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
• Đề tài: Nghiên cứu đánh giá tuổi thọ mỏi của tà vẹt bê tông dự ứng lực trên đường sắt đô thị ở Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỎI ĐỐI VỚI TÀ VẸT BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC
• 1.1. Tình hình sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực trên thế giới và Việt Nam
• 1.2. Tình hình sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực trên thế giới
• 1.3. Tình hình sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực ở Việt Nam
• 1.4. Tình hình sử dụng kết cấu đường sắt đô thị trên thế giới và Việt Nam
• 1.5. Tải trọng động
• 1.6. Nghiên cứu về mỏi trên thế giới
• 1.7. Lịch sử nghiên cứu mỏi
• 1.8. Nghiên cứu mỏi của bê tông
• 1.9. Nghiên cứu mỏi của cốt thép trong bê tông
• 1.10. Nghiên cứu mỏi của bê tông cốt thép
• 1.11. Nghiên cứu mỏi của bê tông dự ứng lực
• 1.12. Nghiên cứu về mỏi ở Việt Nam
• 1.13. Các nghiên cứu về mỏi đối với tà vẹt đã thực hiện
• 1.14. Những vấn đề còn tồn tại
• 1.15. Xác định vấn đề nghiên cứu
• 1.16. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐỐI VỚI ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM
• 2.1. Tải trọng động
• 2.2. Xây dựng mô hình động lực học tương hỗ giữa đường sắt và đoàn tàu đường sắt đô thị tuyến Cát Linh – Hà Đông
• 2.3. Ứng dụng phần mềm xây dựng mô hình mô phỏng 3D động lực học giữa đường sắt và đoàn tàu đường sắt đô thị tuyến Cát Linh – Hà Đông
• 2.4. Nghiên cứu thực nghiệm xác định tác dụng tương hỗ giữa đường sắt và đoàn tàu đường sắt đô thị tuyến Cát Linh – Hà Đông
• 2.5. Phương pháp phần tử hữu hạn tính toán biến dạng tương đối của ray dưới tác dụng của tải trọng tĩnh của đường sắt đô thị tuyến Cát Linh – Hà Đông
• 2.6. Mô hình phân tích lực
• 2.7. Rời rạc hóa kết cấu
• 2.8. Thiết lập ma trận độ cứng, véc tơ tải, xử lý điều kiện biên và giải bài toán
• 2.9. Quá trình tính toán
• 2.10. Xác định hệ số tải trọng động đối với tuyến đường sắt đô thị Cát Linh – Hà Đông
• 2.11. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN TUỔI THỌ MỎI CỦA TÀ VẸT BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC CHO ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM
• 3.1. Đặt vấn đề nghiên cứu
• 3.2. Phương pháp lý thuyết xác định tuổi thọ mỏi. Mô hình tà vẹt sử dụng trong tính toán
• 3.3. Mô hình tính toán tuổi thọ mỏi của tà vẹt bê tông dự ứng lực đường sắt đô thị tuyến Bến Thành – Suối Tiên
• 3.4. Lập chương trình tính toán tuổi thọ mỏi cho tà vẹt bê tông dự ứng lực đường sắt đô thị tuyến Bến Thành – Suối Tiên bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic for Applications (VBA)
• 3.5. Ví dụ tính toán mô phỏng tà vẹt bê tông dự ứng lực đối với tuyến đường sắt đô thị Bến Thành-Suối Tiên
• 3.6. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ MỎI CỦA TÀ VẸT BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC CHO ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM
• 4.1. Thiết bị thí nghiệm. Bố trí thí nghiệm
• 4.2. Kết quả thí nghiệm. Đánh giá độ chụm của kết quả thí nghiệm
• 4.3. So sánh kết quả nghiên cứu mỏi của luận án với các tác giả khác
• 4.4. Kết luận chương 4
• MỞ ĐẦU
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mỏi đối với tà vẹt bê tông dự ứng lực

Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về tuổi thọ mỏi và tà vẹt bê tông dự ứng lực trong bối cảnh đường sắt đô thị tại Việt Nam. Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích tình hình sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực trên thế giới và tại Việt Nam, đồng thời đánh giá các nghiên cứu về mỏi đối với vật liệu bê tông và cốt thép. Các vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu về mỏi tà vẹt cũng được xác định, làm cơ sở cho các chương tiếp theo.

1.1. Tình hình sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực

Phần này phân tích việc sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực trên thế giới và tại Việt Nam. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, tà vẹt bê tông dự ứng lực được ưa chuộng do độ bền cao và khả năng chịu tải tốt. Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc áp dụng còn hạn chế do thiếu cơ sở nghiên cứu và tiêu chuẩn thiết kế phù hợp.

1.2. Nghiên cứu về mỏi trên thế giới và Việt Nam

Nghiên cứu về mỏi đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới, đặc biệt là đối với bê tông và cốt thép. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về mỏi còn hạn chế, đặc biệt là đối với tà vẹt bê tông dự ứng lực. Các nghiên cứu hiện có chủ yếu tập trung vào kết cấu đường sắt truyền thống, chưa đề cập đến đường sắt đô thị.

II. Nghiên cứu xác định hệ số tải trọng động

Chương này tập trung vào việc xác định hệ số tải trọng động cho đường sắt đô thị tại Việt Nam. Nghiên cứu sử dụng mô hình động lực học và phần mềm mô phỏng 3D để phân tích tác động của tải trọng động lên kết cấu đường sắt. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá tuổi thọ mỏi của tà vẹt bê tông dự ứng lực.

2.1. Mô hình động lực học tương hỗ

Phần này trình bày việc xây dựng mô hình động lực học tương hỗ giữa đường sắt và đoàn tàu trên tuyến Cát Linh – Hà Đông. Mô hình này giúp xác định hệ số tải trọng động dựa trên các thông số kỹ thuật của đoàn tàu và điều kiện đường sắt.

2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để tính toán biến dạng tương đối của ray dưới tác dụng của tải trọng tĩnh và động. Kết quả tính toán giúp xác định hệ số tải trọng động một cách chính xác hơn.

III. Nghiên cứu xây dựng mô hình tính toán tuổi thọ mỏi

Chương này trình bày việc xây dựng mô hình tính toán tuổi thọ mỏi của tà vẹt bê tông dự ứng lực cho đường sắt đô thị tại Việt Nam. Nghiên cứu sử dụng phương pháp lý thuyết và thực nghiệm để xác định tuổi thọ mỏi, đồng thời lập chương trình tính toán bằng ngôn ngữ lập trình VBA.

3.1. Mô hình tà vẹt sử dụng trong tính toán

Phần này mô tả mô hình tà vẹt bê tông dự ứng lực được sử dụng trong tính toán tuổi thọ mỏi. Mô hình này dựa trên các thông số kỹ thuật của tuyến Bến Thành – Suối Tiên, bao gồm kích thước, vật liệu và điều kiện tải trọng.

3.2. Lập chương trình tính toán tuổi thọ mỏi

Chương trình tính toán tuổi thọ mỏi được lập bằng ngôn ngữ lập trình VBA, giúp tự động hóa quá trình tính toán và đưa ra kết quả chính xác. Chương trình này là công cụ hữu ích cho việc đánh giá tuổi thọ mỏi của tà vẹt bê tông dự ứng lực trong thực tế.

IV. Nghiên cứu thực nghiệm xác định tuổi thọ mỏi

Chương này trình bày các nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định tuổi thọ mỏi của tà vẹt bê tông dự ứng lực. Nghiên cứu sử dụng thiết bị thí nghiệm hiện đại để đo lường và đánh giá độ chụm của kết quả thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu được so sánh với các tác giả khác để đảm bảo tính chính xác.

4.1. Thiết bị và phương pháp thí nghiệm

Phần này mô tả các thiết bị thí nghiệm được sử dụng, bao gồm máy thủy lực vạn năng và hệ thống cảm biến chuyển vị. Phương pháp thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn EN 13230-2:2016, đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

4.2. Kết quả thí nghiệm và đánh giá

Kết quả thí nghiệm cho thấy tuổi thọ mỏi của tà vẹt bê tông dự ứng lực phụ thuộc vào tải trọng lặp và điều kiện môi trường. Kết quả này được so sánh với các nghiên cứu trước đây, cho thấy sự tương đồng và khác biệt trong phương pháp đánh giá.