Nghiên cứu xác định vận tốc gió tới hạn công trình cầu theo hiện tượng flutter

Abstract

Thiết kế cầu nhịp dài, cầu dây văng hoặc cầu dây võng phải chịu được các lực gây ra bởi tác động của gió. Ngoài ra, những cây cầu này rất nhạy cảm với tác động của gió do tính linh động, độ cản của kết cấu thấp và trọng lượng nhẹ. Các hiện tượng khí động lực học có thể được chia ra thành hai nhóm chính, bao gồm dao động với biên độ giới hạn và dao động với biên độ tăng dần. Dao động với biên độ giới hạn không chỉ xảy ra với các kết cấu cầu lớn mà còn ở các kết cấu nhỏ hơn. Phần này bao gồm dao động rung lắc (buffeting) và dao động xoáy khí. Trong khi đó, dao động với biên độ tăng dần chỉ xảy với các kết cấu cầu lớn, bao gồm dao động tự kích khí động học flutter và dao động tự kích khí động học theo phương uốn (galloping). Dựa trên mối quan hệ giữa biên độ dao động và vận tốc gió, có thể phân loại rằng dao động xoáy khí xảy ra ở vận tốc gió thấp, dao động rung lắc (buffeting) xảy ra ở vận tốc gió trung bình, còn dao động flutter xảy ra ở vận tốc gió cao. Nghiên cứu này trình bày phương pháp dự đoán hiện tượng mất ổn định khí động học flutter, bởi vì nó đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế những cây cầu này.