Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu cơ sở khoa học cho tính toán kết cấu thép cổng trục chuyên dùng do Việt nam chế tạo phục vụ lao lắp dầm bê tông trên xà mũ cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
----------------------------o0o--------------------------- 
 
 
 
 

BÙI THANH DANH

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CHO TÍNH TOÁN
KẾT CẤU THÉP CỔNG TRỤC CHUYÊN DÙNG DO
VIỆT NAM CHẾ TẠO PHỤC VỤ LAO LẮP DẦM
BÊTÔNG TRÊN XÀ MŨ CẦU
 

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
 
 
 
 

 
 
 
 
 

 
 

HÀ NỘI - 01/2017 


 

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
----------------------------o0o--------------------------- 
 
 
 
 

BÙI THANH DANH

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CHO TÍNH TOÁN
KẾT CẤU THÉP CỔNG TRỤC CHUYÊN DÙNG DO
VIỆT NAM CHẾ TẠO PHỤC VỤ LAO LẮP DẦM
BÊTÔNG TRÊN XÀ MŨ CẦU
 

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị xây dựng, nâng chuyển
Mã số: 62.52.01.16

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học:
PGS-TS. Nguyễn Văn Vịnh
 
 
 
 


 

HÀ NỘI - 01/2017


 



LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận án này là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết 

quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác./. 
 
 
Bùi Thanh Danh 

 


ii 

 

LỜI CẢM ƠN
Tôi  xin  được  trân  trọng  cám  ơn  PGS.TS-  NGUT  Nguyễn  Văn  Vịnh  đã  tận  tình 

hướng dẫn tôi hoàn thành luận án này. 
Trân trọng cám ơn các Thầy, Cô giáo, các bạn đồng nghiệp tại bộ môn Máy xây 
dựng – Xếp dỡ, khoa Cơ khí, các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học của Trường Đại học 
giao thông vận tải, Đại học Xây Dựng, Học Viện kỹ thuật quân sự, Học viện nông nghiệp 
Việt nam, Viện Khoa học và Công nghệ giao thông vận tải,... đã góp ý, giúp đỡ tôi trong 
suốt quá trình làm luận án. 
Xin trân  trọng cảm ơn lãnh đạo Trường Đại  học giao  thông  vận tải, lãnh đạo và 
cán bộ của các đơn vị chức năng trong nhà Trường (Phòng Đào tạo Sau đại học, Phòng 
KHCN, Trung tâm KHCN Giao thông vận tải,...) đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong quá 
trình nghiên cứu. 
Trân  trọng  cám  ơn  ông  Nguyễn  Văn  Ánh  cùng  toàn  thể  cán  bộ  công  nhân  viên 
công ty TNHH Hải Ánh; Ông Đặng Nam Hưng – giám đốc Trung tâm phát triển hạ tầng 
trực  thuộc  công  ty  cổ  phần  Vinaconex  E&C;  Lãnh  đạo  phòng  thiết  bị-  Tổng  công  ty 
XDCTGT 4 (Cienco 4) đã tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thu thập 
số liệu và làm thực nghiệm tại công trường. 
Trân  trọng  cảm  ơn  những  người  thân  trong  gia  đình,  bạn  bè,  đồng  chí,  đồng  nghiệp  đã 
động viên, hỗ trợ tôi hoàn thành luận án./. 
Hà nội, tháng.... năm 2017
 
Bùi Thanh Danh

 


 

iii 

MỤC LỤC

Lời cam đoan ……………………………………………………………………………...i 
Lời cám ơn ………………………………………………………………………………..ii 
Mục lục …………………………………………………………………………………..iii 
Danh mục các ký hiệu dùng trong luận án………………………………………………vii 
Danh mục các chữ viết tắt ………………………………………………………………………...x 

Danh mục các bảng, biểu ………..………………………………………………………..x 
Danh mục các hình vẽ ……… …………………………………………………………...xi 
MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………….1
1- Tính cấp thiết của đề tài: ................................................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài: ......................................................................................................... 3
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu: ............................................................... 3
4. Phương pháp nghiên cứu: ................................................................................................ 3
5. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm: ................................................................................. 4
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: ........................................................................................ 4
7. Điểm mới của luận án ...................................................................................................... 5
8. Bố cục của luận án ........................................................................................................... 5
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................................................ 8

1.1. Phương pháp lao lắp dầm cầu sử dụng thiết bị cổng trục (Giá long môn) ................... 8
1.1.1. Phương pháp lắp dọc sử dụng giá lao ba chân (hình 1.1, hình 1.2) .......................... 8
1.1.2. Phương pháp lắp dọc sử dụng giá lao hai chân (hình 1.3) ........................................ 8
1.1.3. Phương pháp lắp dọc sử dụng giá long môn di chuyển phía trên ............................. 9
1.1.4. Phương pháp lắp dọc sử dụng giá long môn di chuyển dưới mặt đất ....................... 9
1.1.5. Thi công theo phương pháp lắp ngang sử dụng giá long môn ................................ 10
1.2. Giới thiệu thiết bị cổng trục lao lắp dầm cầu bêtông thi công các cầu dẫn, cầu vượt ở 
Việt Nam ............................................................................................................................ 11
1.2.1. Tổng quan về cổng trục phục vụ lao lắp dầm cầu ................................................... 11
1.2.2. Cấu tạo của cổng trục lao dầm đặt trên xà mũ trụ cầu ............................................ 12
1.2.3. Phân tích đặc điểm làm việc và cấu tạo cổng trục ................................................... 14
1.3.  Phân  tích  tình  hình  nghiên  cứu,  thiết  kế,  chế  tạo  cổng  trục  lao  dầm bêtông  lắp  đặt 
trên xà mũ trụ cầu. ............................................................................................................. 15
1.3.1.Tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo cổng trục trên thế giới ................................ 15
 


 

iv 

1.3.2. Tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cổng trục ở Việt Nam. .................. 16
1.3.3. Các nghiên cứu về động lực học, ứng suất động của cổng trục .............................. 18

KẾT LUẬN CHƯƠNG I VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU ................................................... 24
CHƯƠNG II. NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CỔNG TRỤC DẠNG DÀN LẮP ĐẶT 
TRÊN XÀ MŨ TRỤ CẦU PHỤC VỤ LAO LẮP DẦM CẦU SUPER-T TRONG CÔNG NGHỆ 
THI CÔNG CẦU TẠI VIỆT NAM ............................................................................................... 25

2.1. Nghiên cứu động lực học cổng trục chuyên dùng tương ứng với quá trình nâng, hạ 
dầm Cầu Super – T. ........................................................................................................... 25
2.1.1. Nghiên cứu động lực học cổng trục khi nâng hàng (Dầm cầu) có độ chùng cáp .... 25
2.1.2. Nghiên cứu động lực học cổng trục khi nâng hàng (Dầm cầu Super-T) từ vị trí cáp 
căng (độ chùng cáp  = 0) ............................................................................................... 36
2.1.3. Nghiên cứu động lực học cổng trục khi nâng dầm và phanh hãm từ vị trí cáp căng 
( = 0) .............................................................................................................................. 41
2.1.4. Nghiên cứu động lực học cổng trục khi hạ hàng (Dầm cầu Super-T) xuống xà mũ 
trụ cầu hoặc xuống đất. .................................................................................................... 45
2.1.5.  Nghiên  cứu  động  lực  học  cổng  trục  khi  hạ  hàng  (Dầm  Super-T)–  kết  hợp  phanh 
hãm khi cáp căng (=0). .................................................................................................. 49
2.2. Nghiên cứu động lực học cổng trục khi di chuyển mang hàng (Dầm bêtông Super-T) 
có kể đến độ cứng của cáp. ........................................................................................................ 52
KẾT LUẬN CHƯƠNG II ............................................................................................................. 59
CHƯƠNG III. NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CỔNG 
TRỤC DẠNG DÀN LẮP TRÊN XÀ MŨ TRỤ CẦU .................................................................. 61

3.1. Thông số cần khảo sát ................................................................................................ 61
3.2. Khảo sát các thông số ứng với trường hợp nâng dầm cáp căng ................................. 62
3.2.1. Khi thay đổi bán kính quán tính quy đổi R (thay đổi vận tốc nâng). ...................... 62
3.2.2. Khi thay đổi độ cứng của kết cấu thép dàn chính S3 ............................................... 64
3.2.3. Khi thay đổi độ cứng của cáp trong cụm tời nâng S1 .............................................. 66
3.2.4. Khi thay đổi khối lượng kết cấu thép tầng trên m3 .................................................. 68
3.3. Khi di chuyển mang dầm ............................................................................................ 69
3.3.1. Khi tải trọng gió tác dụng lên kết cấu cổng trục Pg1 và tải trọng gió tác dụng lên 
dầm Pg2 thay đổi. .............................................................................................................. 70
3.3.2. Khi thay đổi độ cứng S1 tác dụng lên kết cấu cổng trục.......................................... 72
 


 



3.3.3. Khi thay đổi bán kính quán tính qui đổi Rdc (vận tốc di chuyển) của cổng trục. .... 74

3.3.4. Khi thay đổi khối lượng kết cấu thép (khối lượng m2) và vận tốc di chuyển ......... 76
(thay đổi bán kính qui đổi Rdc) của cổng trục. ................................................................... 76
KẾT LUẬN CHƯƠNG III ............................................................................................................ 78
CHƯƠNG IV. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT ĐỘNG CỦA CÁC 
THANH TRONG KẾT CẤU DÀN CHÍNH CỔNG TRỤC DẠNG DÀN LẮP ĐẶT TRÊN XÀ 
MŨ TRỤ CẦU .............................................................................................................................. 81

4.1. Nghiên cứu xác định ứng suất các thanh của dàn chính trong mặt phẳng thẳng đứng 
(ZOX) khi hạ dầm cáp căng kết hợp phanh hãm ............................................................... 82
4.1.1 Giả thiết tính toán ..................................................................................................... 82
4.1.2. Tải trọng tác dụng .................................................................................................... 82
4.1.3. Sơ đồ tính ................................................................................................................. 82
4.1.4. Vật liệu chế tạo ........................................................................................................ 84
4.1.5. Ứng suất ................................................................................................................... 85
4.1.6. Chuyển vị ................................................................................................................. 88
4.2.  Nghiên  cứu  xác  định  ứng  suất  các  thanh  của  dàn  chính  trong  mặt  phẳng  ngang 
(YOX)  dưới  tác  dụng  của  lực  quán  tính  do  trọng  lượng  của  bản  thân  dàn  chính  và  của 
dầm khi cổng trục di chuyển ............................................................................................. 89
4.2.1. Giả thiết tính toán. ................................................................................................... 89
4.2.2. Tải trọng tác dụng .................................................................................................... 89
4.2.3. Sơ đồ tính ................................................................................................................. 90
4.3. Nghiên cứu xác định ứng suất các thanh của dàn chính trong mặt phẳng thẳng đứng 
(ZOX) dưới tác dụng của lực căng cáp khi cổng trục di chuyển cùng với hàng. .............. 94
KẾT LUẬN CHƯƠNG IV ............................................................................................................ 96
CHƯƠNG  V.  NGHIÊN  CỨU  THỰC  NGHIỆM  XÁC  ĐỊNH  CÁC  THÔNG  SỐ  ĐỘNG  LỰC 
HỌC CỦA CỔNG TRỤC VÀ ỨNG SUẤT ĐỘNG XUẤT HIỆN TRONG CÁC THANH CỦA 
KẾT CẤU DÀN CHÍNH ............................................................................................................... 98

5.1. Mục tiêu thực nghiệm ................................................................................................. 98
5.2. Đối tượng nghiên cứu. ................................................................................................ 98
5.3. Thiết bị phục vụ đo đạc thực nghiệm. ........................................................................ 98
5.4. Sơ đồ khối khi tiến hành thí nghiệm ......................................................................... 100
5.5. Các trường hợp đo .................................................................................................... 102
5.6. Xử lý kết quả đo ....................................................................................................... 102
 


 

vi 

5.6.1. Phương pháp xử lý kết quả .................................................................................... 102
5.6.2. Phương pháp thực nghiệm và số lần làm thực nghiệm ......................................... 103
5.7. Phân tích và so sánh các kết quả lý thuyết với thực nghiệm .................................... 105
5.7.1. Nâng dầm có độ chùng cáp ................................................................................... 105
5.7.2. Nâng dầm từ vị trí cáp căng................................................................................... 105
5.7.3. Nâng dầm kết hợp phanh hãm ............................................................................... 106
5.7.4. Hạ dầm. .................................................................................................................. 106
5.7.5. Hạ dầm kết hợp với phanh hãm. ............................................................................ 107
5.7.6. Di chuyển cùng với dầm ........................................................................................ 107
5.7.7. Ứng suất động trong các thanh của dàn chính ....................................................... 108

KẾT LUẬN CHƯƠNG V ........................................................................................................... 112
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. .................................................................................................... 113

I. KẾT LUẬN .................................................................................................................. 113
II. KIẾN NGHỊ ................................................................................................................ 114
III. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ..................................................................... 114
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐàCÔNG BỐ KẾT QUẢ ................................................. 116
NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN. ............................................................................................... 116
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................... 117
PHỤ LỤC .................................................................................................................................... 121

 


vii 

 

 

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN ÁN
Diễn giải

Đơn vị

TT

Ký hiệu



Lk 

Khẩu độ của cổng trục 





Tải trọng nâng của cổng trục 

Tấn 



Vn 

Vận tốc nâng 

m/ph 



Vdc 

Vận tốc di chuyển 

m/ph 



Hn 

Chiều cao nâng 



i2 

Số nhánh cáp treo cụm puly di động 



i1 

Tỷ số truyền hộp giảm tốc của bộ máy nâng. 



dc 

Đường kính cáp 

mm 



Dtg 

Đường kính tang cuốn cáp 

mm 

10 

Ddc 

Đường kính bánh xe cụm di chuyển 

mm 

11 

Nn 

Công suất động cơ nâng 

Kw 

12 

nn 

Tốc độ vòng quay của động cơ nâng 

v/ph 

13 

Ndc 

Công suất động cơ di chuyển 

Kw 

14 

ndc 

Tốc độ vòng quay của động cơ di chuyển 

v/ph 

15 

Gd 

Trọng lượng kết cấu thép dàn chính 



16 

Gq 

Trọng lượng của hàng nâng 



17 

Gtoi 

Trọng lượng bản thân của cụm tời nâng 



18 

qt 

19 



20 



Trọng lượng toàn bộ cổng trục 

21 

Ld 

Chiều dài dầm bêtông 

22 

GdBT 

23 

m2 

24 

m3 

Khối lượng qui dẫn  kết cấu thép dàn chính 

kg 

25 



Tổng khối lượng (m2 + m3) 

kg 

Tải  trọng  do  trọng  lượng  bản  thân  dàn  chính  tác 
dụng lên mỗi nút của dàn (mặt phẳng ZOX) 
Tải  trọng  do  lực  quán  tính  tác  dụng  lên  mỗi  nút 
của dàn tại mặt phẳng YOX 

Trọng lượng dầm bêtông 
Khối lượng qui dẫn dầm bêtông (Super-T) + Cụm 
móc câu 

tính



nhánh 
 



Tấn 

Tấn 
kg 


viii 

 

 

26 

1, 4, 5, 6 

27 

qd 

28 

q1, q4,q5, q6 

29 

q2, q3 

30 

Mô men quán tính quy dẫn của roto động cơ điện 
và khớp nối 

Kg.m2 

Chuyển vị góc của tang cuốn cáp 

rad 

Chuyển vị góc của động cơ  

rad 

Chuyển vị thẳng của khối lượng (m2 và m3) 



q7 

Chuyển vị thẳng của khối lượng (m3) 



31 

q8 

Góc lắc của hàng khi di chuyển 

rad 

32 

q9 

33 



34 

Rdc 

Độ dãn của cáp hàng khi treo vật trong trường hợp 
di chuyển 



Bán kính qui dẫn của cơ cấu nâng 



Bán kính qui dẫn của cơ cấu di chuyển 



35 

 

Độ chùng của cáp  

36 

S1 

Độ cứng của một nhánh cáp hàng 

N/m 

37 

S2 

Độ cứng qui dẫn của hệ chân cổng trục 

N/m 

38 

S3 

Độ cứng qui dẫn của kết cấu thép dàn chính 

N/m 

39 

S4 

Độ cứng qui dẫn của các nhánh cáp hàng 

N/m 

40 

S5, S6 

41 

K1, K2 

42 

Fct 

Lực căng cáp tĩnh 



43 

Fc 

Lực căng cáp động 

 

44 

q1 , q2 , q3 , q4 , q5  

45 

M (q1 ) , M (q2 )   Đường đặc tính ngoài của động cơ 









Độ  cứng  qui  dẫn  của  bộ  máy  di  chuyển  về  trục 
động cơ 
Hệ số dập tắt dao động của cáp hàng cụm tời nâng 
số 1 (bên trái) và số 2 (bên phải). 





Các đạo hàm tương ứng với các khối lượng chuyển 
động 



 

Nm/rad 
Ns/m 

 
 

46 



Hàm động năng 

 

47 



Hàm thế năng 

 

Hàm hao tán 

 

48 

 

49 

Ni 

Đạo  hàm  của  hàm  thế  năng  theo  các  chuyển  vị 
tương ứng của khối lượng chuyển động 

 


ix 

 

50 

Di 

51 

l 

52 

1 

53 

2 

54 

tương ứng của khối lượng chuyển động 
Độ giãn dài của cáp nâng hàng 
Biến dạng của lò xo S2 do trọng lượng KCT cổng 
trục 





Độ dịch chuyển của khối lượng KCT (m3) 



Biến dạng tổng 



 

56 



57 

Mf 

58 

Q1,Q2,Q3 

59 



60 



61 

Nz 

Lực kéo (nén) trong các thanh 

62 

Fi 

Tiết diện mặt cắt của mỗi thanh 

 

 

Biến dạng của lò xo S2 do trọng lượng hàng  

55 

63 

 

3 

Đạo  hàm  của  hàm  động  năng  theo  các  chuyển  vị 

Gia tốc trọng trường 

m/s2 

Mômen phanh 

N.m 

Các lực suy rộng 
Gia tốc chuyển động 
Số lượng các nút dàn trong mặt phẳng thẳng đứng 
(ZOX) 

 
m/s2 
 

mm2 

Hệ số giảm trừ ứng suất 

 

Độ mảnh của thanh 

 

64 

 

65 

Pg1 

Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu dàn chính 



66 

Pg2 

Tải trọng gió tác dụng lên hàng nâng 



67 

kđ 

Hệ số lực động 

68 

fcv; fcp 

69 



70 



Chuyển  vị  tính  toán  và  chuyển  vị  cho  phép  tại 
điểm chính giữa dàn  

 
mm 

Chiều dài của cáp nâng hàng 



Lực cản di chuyển của cổng trục 



Vận tốc góc của động cơ 

rad 

71 

 

72 

qbt 

73 

Mu 

74 



Mômen quán tính quy đổi của dàn chính 

mm4 

75 

Ftr, Fd 

Diện tích tiết diện thanh biên trên, dưới 

mm2 

Tải trọng bản thân kết cấu phân bố đều trên KCT 
dàn chính 
Mômen uốn tại điểm chính giữa của dàn chính 

N/m 
N.mm 


 



76 



77 

a1 

78 

b1 

79 

a2 

80 

b2 

Chiều cao dàn chính 

mm 

Hệ số  trong công thức tính mômen của động cơ 
nâng 
Hệ số  trong công thức tính mômen của động cơ 
nâng 
Hệ số  trong công thức tính mômen của động cơ di 
chuyển 
Hệ số  trong công thức tính mômen của động cơ di 
chuyển 

 
 
 
 

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Diễn giải

Ghi chú

PTCĐ 

Phương trình chuyển động 

 

KCT 

Kết cấu thép 

 

ĐLH 

Động lực học 

 

BTCT 

Bê tông cốt thép 

 

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
TT

Tên bảng, biểu

Trang



Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật cổng trục 

13 



Bảng 2.1. Bảng giá trị các thông số đầu vào để giải các PTCĐ 

33 



Bảng 2.2. Bảng hệ số lực động và biên độ dao động của gia tốc  q3  

59 



Bảng 3.1. Bảng các thông số cần khảo sát. 

61 



Bảng 3.2. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi bán kính qui đổi R 

63 



Bảng 3.3. Giá trị biên độ gia tốc  q3 , chuyển vị q3 khi thay đổi bán kính qui 

63 

đổi R 


Bảng 3.4. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi độ cứng S3 

65 



Bảng 3.5. Giá trị biên độ gia tốc q3 , chuyển vị q3 khi thay đổi độ cứng S3 

65 



Bảng 3.6. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi độ cứng S1 

67 

10  Bảng 3.7. Giá trị biên độ gia tốc q3 , chuyển vị q3 khi thay đổi độ cứng S1 

67 

11  Bảng 3.8. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi khối lượng m3 

69 

12  Bảng 3.9. Giá trị biên độ gia tốc q3 ; chuyển vị q3 khi thay đổi khối lượng m3 
 

69 


xi 

 

13  Bảng 3.10. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi Pg1 – Pg2 

14  Bảng 3.11. Giá trị biên độ gia tốc  q7 , chuyển vị q8 khi thay đổi Pg1- Pg2 
15  Bảng 3.12. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi độ cứng qui đổi S1 

16  Bảng 3.13. Giá trị biên độ gia tốc q7 , chuyển vị q8 khi thay đổi độ cứng S1 
17  Bảng 3.14. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi bán kính qui đổi Rdc 

18  Bảng 3.15. Giá trị biên độ gia tốc q7 , chuyển vị q8 khi thay đổi bán kính 

71 
72 
73 
74 
75 
76 

qui đổi Rdc 
19  Bảng 3.16. Giá trị lực căng cáp động khi thay đổi khối lượng m3 và vận 

77 

tốc di chuyển 

20  Bảng 3.17. Giá trị biên độ gia tốc q7 , chuyển vị q8 khi thay đổi khối lượng 

78 

m3 và vận tốc di chuyển 

21  Bảng 3.18. Giá trị hệ số lực động và biên độ dao động  q3  trong trường 

79 

hợp bất lợi 
22  Bảng 4.1. Giá trị nội lực trong các thanh dàn chính trong mặt phẳng ZOX 

83 

23  Bảng 4.2. Giá trị nội lực trong các thanh dàn chính trong mặt phẳng YOX 

91 

24  Bảng 5.1. So sánh hệ số lực động và biên độ dao động của gia tốc  q3  giữa 

110 

lý thuyết và thực nghiệm. 
25  Bảng 5.2. So sánh giá trị ứng suất giữa lý thuyết và thực nghiệm khi hạ 

111 

hàng kết hợp phanh hãm. 
26  Bảng 5.3. So sánh giá trị ứng suất giữa lý thuyết và thực nghiệm khi di 

111 

chuyển mang hàng. 
 

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT

 

Tên hình vẽ

Trang



Hình 1.1.Phương pháp lắp dọc dùng giá 3 chân. 





Hình 1.2. Phương pháp lắp dọc dùng giá 3chân  kiểu dầm hộp 





Hình 1.3. Phương pháp lắp dọc dùng giá 2 chân. 





Hình 1.4. Phương pháp lắp dọc dùng giá long môn di chuyển phía trên 





Hình 1.5. Phương pháp lắp dọc dùng giá long môn di chuyển dưới mặt đất. 

10 



Hình 1.6  Phương pháp lắp ngang dùng cổng trục đặt trên xà mũ trụ cầu. 

10 



Hình 1.7. Cấu tạo tổng thể  cổng trục  đặt trên xà mũ trụ cầu. 

11 


 

xii 



Hình 1.8. Cổng trục  đặt trên xà mũ trụ cầu. 

12 



Hình 1.9. Cấu tạo tổng thể  cổng trục có công dụng chung. 

15 

10  Hình 1.10. Cấu tạo tổng thể  cổng trục chuyên dùng  cho lao lắp dầm cầu. 

15 

11  Hình 1.11. Mô hình tính dao động kết cấu thép cổng trục 

19 

12  Hình 1.12. Mô hình tính dao động cổng trục khi di chuyển 

19 

13  Hình 1.13. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng 

19 

có kể đến đàn hồi của kết cấu thép 
14  Hình 1.14. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng và 

20 

cơ cấu di chuyển cổng trục. 
15  Hình 1.15. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng và 

21 

cơ cấu di chuyển cổng trục bánh lốp 
16  Hình 2.1. Mô hình động lực học cổng trục lắp đặt trên xà mũ trụ cầu khi 

26 

nâng hàng có độ chùng cáp 
17  Hình 2.2. Chương trình mô phỏng  Matlab-Simulink giải hệ phương trình 

27 

chuyển động pha 1. 
18  Hình 2.3. Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ phương 

30 

trình chuyển động pha 2. 
19  Hình 2.4.Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ 

33 

phương trình chuyển động pha 3. 

20  Hình 2.5. Gia tốc  q3  pha 3;  Hình 2. 6. Lực căng cáp Fc  pha 3 

35 

21  Hình 2.7 Lực căng cáp Fc  xuất hiện trong 3 pha 

35 

22  Hình 2.8. Mô hình động lực học cổng trục lắp đặt trên xà mũ trụ cầu khi 

36 

nâng hàng không có độ chùng cáp 
23  Hình 2.9. Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ 

40 

phương trình chuyển động;  
24  Hình 2.10.  Chuyển vị q2  ; Hình 2.11.  Chuyển vị q3 . 

41 

25  Hình 2.12. Gia tốc  q3    ; Hình 2.13.  Lực căng cáp Fc 

41 

26  Hình 2.14.  Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ 

43 

phương trình chuyển động khi nâng hàng- phanh hãm. 

27  Hình 2.15.  Chuyển vị q3; Hình 2.16.  Gia tốc   q3 ;  Hình 2. 17. Lực căng 
cáp Fc ; 
 

44 


 

xiii 

28  Hình 2.18. Mô hình động lực học cổng trục lắp đặt trên xà mũ trụ cầu  khi  

45 

hạ hàng. 
29  Hình 2.19. Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ 

47 

phương trình chuyển động pha 1. 
30  Hình 2.20. Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ 

48 

phương trình chuyển động pha 2. 
Hình 2.21. Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ 
phương trình chuyển động pha 3. 
31  Hình 2.22. Chuyển vị q2 pha 1; Hình 2.23. Chuyển vị q3 pha 1 

49 

32  Hình 2.24. Gia tốc  q3 pha 1; Hình 2.25. Lực căng cáp pha 1 

49 

33  Hình 2.26. Chương trình mô phỏng bằng Matlab-Simulink giải hệ phương 

51 

trình chuyển động  khi hạ hàng kết hợp phanh hãm. 

34  Hình 2.27. Chuyển vị q3; Hình 2.28. Gia tốc  q3  

52 

 Hình 2.29. Lực căng cáp Fc 
 

Hình 2.30. Mô hình ĐLH của cổng trục khi di chuyển có kể đến 

53 

độ cứng của cáp hàng. 
35  Hình 2.31. Chương trình mô phỏng bằng  Matlab-Simulink giải hệ 

57 

phương trình chuyển động khi di chuyển có kể đến độ cứng của cáp hàng 

36  Hình 2.32. Chuyển vị  q7; Hình 2.33. Gia tốc   q7  

37  Hình 2.34. Chuyển vị góc q8; Hình 2.35. Gia tốc  q8  

58 
58 

 Hình 2.36. Chuyển vị q9; Hình 2.37. Lực căng cáp Fc 
38  Hình 3.1 Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát các 

62 

thông số  khi thay đổi  bán kính quá tính qui đổi R.  
Hình 3.2. Lực căng cáp Fc 

39  Hình 3.3. Chuyển vị q3; Hình 3.4. Gia tốc   q3  

63 

41  Hình 3.5. Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát 

64 

các thông số  khi thay đổi  độ cứng qui đổi S1; Hình 3.6. Lực căng cáp Fc 

42  Hình 3.7. Gia tốc   q3  ; Hình 3.8. Chuyển vị q3     

65 

43  Hình 3.9. Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát các 

66 

thông số khi thay đổi  độ cứng qui đổi S1. 
 


 

xiv 

44  Hình 3.10. Lực căng cáp Fc ;  Hình 3.11. Gia tốc   q3

66 

Hình 3.12. Chuyển vị q3 
45  Hình 3.13. Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát 

68 

các thông số  khi thay đổi  khối lượng qui đổi m3. 

46  Hình 3.14. Lực căng cáp Fc ; Hình 3.15. Gia tốc   q3  ; 

68 

Hình 3.16. Chuyển vị q3 
47  Hình 3.17. Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát 

70 

các thông số  khi tải trọng gió Pg1 và Pg2 thay đổi  . 

48  Hình 3.18. Lực căng cáp Fc    ; Hình 3.19. Gia tốc   q7  

70 

49  Hình 3.20. Chuyển vị  q8          ;     Hình 3.21. Chuyển vị  q9 

71 

50  Hình 3.22. Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát 

72 

các thông số  khi thay đổi  độ cứng của cáp S1 

51  Hình 3.23.Lực căng cáp Fc     ;  Hình 3.24. Gia tốc   q7  

73 

52  Hình 3.25. Chuyển vị  q8         ;     Hình 3.26. Chuyển vị  q9 

73 

53  Hình 3.27. Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát 

74 

các thông số  khi thay đổi  bán kính qui đổi Rdc 

54  Hình 3.28. Lực căng cáp Fc  ; Hình 3.29.Gia tốc   q7  

75 

55  Hình 3.30. Chuyển vị  q8       ;      Hình 3.31. Chuyển vị  q9 

75 

56  Hình 3.32. Sơ đồ khối thuật toán Matlab- Simulink khảo sát 

76 

các thông số  khi thay đổi  khối lượng m3 và bán kính qui đổi Rdc 

 

57  Hình 3.33. Lực căng cáp Fc   ;  Hình 3.34. Gia tốc   q7  

77 

58  Hình 3.35. Chuyển vị  q8      ;           Hình 3.36. Chuyển vị  q9 

77 

59  Hình 4.1. Sơ đồ tính trong mặt phẳng ZOX 

82 

60  Hình 4.2.  Sơ đồ tính trong 1/2  mặt phẳng ZOX 

83 

61  Hình 4.3. Ứng suất thanh N3-4   ;     Hình 4.4. Ứng suất thanh N14-15 

86 

62  Hình 4.5. Ứng suất thanh N55-54  ;  Hình 4.6. Ứng suất thanh N56-55 

86 

63  Hình 4.7. Ứng suất thanh N54-53  ;    Hình 4.8. Ứng suất thanh N50-49 

87 

64  Hình 4.9. Ứng suất thanh N57-3  ;    Hình 4.10.  Ứng suất thanh N55-3 

87 

65  Hình 4.11. Ứng suất thanh N57-2  ;    Hình 4.12 Ứng suất thanh N54-4 

87 

66  Hình 4.13. Sơ đồ tính trong mặt phẳng YOX 

90 


 

xv 

67  Hình 4.14 Sơ đồ tính trong 1/2 mặt phẳng YOX 

90 

68  Hình 4.15.Ứng suất trong thanh N10-11;  

93 

Hình 4.16. Ứng suất trong thanh N13-14 
69  Hình 4.17. Ứng suất trong thanh N14- 15 

93 

Hình 4.18. Ứng suất trong thanh N3- 4 
70  Hình 4.19. Ứng suất trong thanh N10’- 11’ 

93 

Hình 4.20 Ứng suất trong thanh N13’- 14’ 
71  Hình 4.21 Ứng suất trong thanh N14’- 15’ 

93 

Hình 4.22. Ứng suất trong thanh N4’- 5’ 
72  Hình 4.23. Ứng suất trong thanh N5- 5’ 

93 

Hình 4.24. Ứng suất trong thanh N6- 6’ 
73  Hình 4.25. Ứng suất trong thanh N2- 2’ 

94 

Hình 4.26. Ứng suất trong thanh N3- 3’ 
74  Hình 4.27. Ứng suất trong thanh N4- 4’ 

94 

Hình 4.28. Ứng suất trong thanh N14- 14’ 
75  Hình 4.29. Ứng suất trong thanh N3- 2’  ; 

94 

Hình 4.30. Ứng suất trong thanh N4- 5’ 
76  Hình 4.31. Ứng suất trong thanh N55- 54 

95 

Hình 4.32. Ứng suất trong thanh N56- 55 
77  Hình 4.33. Ứng suất trong thanh N50- 49 

95 

Hình 4.34. Ứng suất trong thanh N44- 43 
78  Hình 4.35. Ứng suất trong thanh N3- 4 

96 

Hình 4.36. Ứng suất trong thanh N14- 15 
79  Hình 4.37.Ứng suất trong thanh N57- 2 

96 

Hình 4.38 Ứng suất trong thanh N56- 3 
80  Hình 4.39. Ứng suất trong thanh N57- 3 

96 

Hình 4.40. Ứng suất trong thanh N55- 3 

 

81  Hình 5.1. Đầu đo lực BONGSHIN và bộ xử lý số liệu SDA-810C 

98 

82  Hình 5.2. Tensor biến dạng dùng để đo ứng suất 

98 

83  Hình 5.3. Bố trí 2 đầu đo lực tại hiện trường 

99 

84  Hình 5.4. Bố trí 3 đầu đo gia tốc tại hiện trường 

99 


 

xvi 

85  Hình 5.5. Nhân sự tham gia vào quá trình đo đạc tại hiện trường 

99 

86  Hình 5.6 Bố trí các điểm đo ứng suất 

100 

87  Hình 5.7. Sơ đồ khối đo gia tốc  q2 ,  q3 ; Hình 5.8. Sơ đồ khối đo ứng suất 

101 

trong các thanh của dàn chính 
88  Hình 5.9. Sơ đồ khối đo lực căng cáp động trong một nhánh cáp 

101 

của một cụm tời nâng 
89  Hình 5.10. Sơ đồ thể hiện các trường hợp đã tiến hành thực nghiệm 

90  Hình 5.11. Gia tốc  q3  theo lý thuyết và thực nghiệm                                  

102 
105 

Hình 5.12. Lực căng cáp theo lý thuyết và thực nghiệm 

91  Hình 5.13. Gia tốc  q3   theo lý thuyết và thực nghiệm 

105 

Hình 5.14  Lực căng cáp theo lý thuyết và thực nghiệm 

92  Hình 5.15.  Gia tốc  q3   theo lý thuyết và  thực nghiệm 

106 

Hình 5.16. Lực căng cáp theo lý thuyết và thực nghiệm 

93  Hình 5.17. Gia tốc  q3  theo lý thuyết và thực nghiệm 

106 

Hình 5.18. Lực căng cáp Fc  theo lý thuyết và thực nghiệm 

107 
94  Hình 5.19. Gia tốc  q3  theo lý thuyết và thực nghiệm                                                
Hình 5.20. Lực căng cáp Fc  theo lý thuyết và thực nghiệm 
95  Hình 5.21. Lực căng cáp Fc  theo lý thuyết và thực nghiệm  

107 

96  Hình 5.23. Ứng suất khi hạ dầm phanh N56-5; Hình 5.24. Ứng suất khi hạ 

108 

Hình 5.22. Gia tốc  q7  theo lý thuyết và thực nghiệm 

dầm phanh N3-4  ; Hình 5.25. Ứng suất khi hạ dầm phanh N57-3   
Hình 5.26. Ứng suất khi hạ dầm phanh N55-3  ; Hình 5.27. Ứng suất khi hạ 
dầm phanh N4-5  ; Hình 5.28. Ứng suất khi hạ dầm phanh N57-2   
97  Hình 5.29. Ứng suất khi hạ dầm phanh  thanh N44-43 

109 

Hình 5.30. Ứng suất khi hạ dầm phanh  thanh N14-15 
98  Hình 5.31. Ứng suất khi di chuyển thanh  N56-55; Hình 5.32. Ứng suất khi 

109 

di chuyển thanh  N3-4; Hình 5.33. Ứng suất khi di chuyển thanh  N55-3;  
Hình 5.34. Ứng suất khi di chuyển thanh  N57-2 
99  Hình 5.35. Ứng suất khi di chuyển thanh  N44-43; Hình 5.36. Ứng suất khi 
di chuyển thanh  N14-15; Hình 5.37. Ứng suất khi di chuyển thanh  N4-4’  
Hình 5.38. Ứng suất khi di chuyển thanh  N14-14’ 
 

110 




 

MỞ ĐẦU

1- Tính cấp thiết của đề tài:
Giao thông vận tải đường bộ là một bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng kinh 
tế - xã hội. Vì vậy, cần được ưu tiên đầu tư phát triển để tạo tiền đề, làm động lực phát 
triển kinh tế -  xã hội,  phục vụ  sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện  đại hóa, đáp ứng tiến 
trình hội nhập kinh tế khu vực và quốc tế, góp phần bảo đảm quốc phòng, an ninh. Ngày 
24/8/2009  Thủ  tướng  Chính  phủ  đã  ký  Quyết  định  số  1327/QĐ-TTg  phê  duyệt  "Quy 
hoạch phát triển giao thông vận tải đường bộ Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến 
năm 2030. 
Theo qui hoạch trên trong tương lai nước ta sẽ xây dựng các tuyến đường Quốc lộ 
với tổng chiều dài khoảng 18.710 km, đường cao tốc khoảng 20 tuyến với tổng chiều dài 
8.871 km, đồng thời với việc phát triển  mạng lưới đường bộ thì các hệ thống cầu cũng 
được qui hoạch xây dựng.Ở phía Bắc một loại các dự án cầu lớn đã và đang được đầu tư 
xây  dựng  như:  Cầu  Nhật  Tân,  cầu  Hồng  Hà,  Mễ  Sở,  Vĩnh  Thịnh,  Tứ  Liên,  Đông  Trù, 
Thạch Cầu, Phù Đổng II, Cầu Đuống mới,... Ở phía Nam có công trình: Cầu Bình Khánh 
trên  sông  Nhà  Bè,  Cầu  Phước  Khánh  trên  sông  Lòng  Tòng,  Cầu  Phước  Anh  trên  Sông 
Thị Vải, Cầu Long Thành, Cầu Nhơn Trạch, Cầu Sài Gòn 2, Cầu Phú Thuận,... ngoài các 
cây cầu bắc qua sông còn một loạt các cầu vượt được xây dựng trong đô thị 
Trong việc xây dựng các công trình giao thông thì công nghệ thi công Cầu được 
đánh giá là khó và đòi hỏi kỹ thuật cao. Ở Việt Nam khi thi công cầu thì không thể thiếu 
được các thiết bị nâng, đặc biệt là các cổng trục. Những cổng trục này được sử dụng ở 
nhiều  công  đoạn  khác  nhau:  Đúc  dầm,  lao  lắp  dầm  cầu,  lắp  ván  khuôn,  cẩu  lắp  cấu 
kiện,,…trong đó cổng trục lao dầm là thiết bị chiếm số lượng lớn và làm việc trong điều 
kiện đòi hỏi có độ an toàn cao. Đặc điểm của cổng trục phục vụ lao lắp dầm cầu thường 
có tải trọng lớn, khẩu độ lớn, các cơ cấu làm việc theo chế độ làm việc ngắn hạn- lắp lại 
với số lần trong 1 giờ cao, diễn ra liên tục. vì vậy với loại cổng trục này thì trọng lượng 
phần kết cấu thép thường chiếm tỷ lệ lớn so với tổng trọng lượng của máy (có thể đạt tới 
80%) và giá trị phần kết cấu thép thường chiếm tới 70% tổng giá trị của máy. 
Hiện nay hầu hết các cổng trục phục vụ lao dầm cầu đều được chế tạo trong nước. 
Việc thiết kế chủ yếu tính toán theo lý thuyết bền ở trạng thái tĩnh có nhân thêm hệ số tải 
trọng động. Hệ số tải trọng động này thường tra theo tiêu chuẩn TCVN 4244-2005 (theo 
tiêu chuẩn này hệ số động lực cũng chỉ được xác định bằng thực nghiệm phụ thuộc vào 
 




 

vận tốc nâng mà vẫn chưa có phương pháp xác định chính xác). Do vậy khi thiết kế kết 
cấu thép cổng trục lao dầm thường chưa mang lại kết quả tốt nhất. 
Kết cấu thép của cổng trục lao dầm thường có kích thước lớn (khẩu độ lớn). Mặt 
khác  cổng  trục  được  dùng  để  phục  vụ  công  tác  lao  dầm  cầu  bêtông  nên  tải  trọng  nâng 
lớn,  quá  trình  phanh  hãm  khi  nâng-hạ,  di  chuyển  diễn  ra  liên  tục.  Do  vậy  nếu  không 
nghiên cứu đánh giá đúng tình trạng chịu lực của kết cấu thép phù hợp với điều kiện làm 
việc của từng trường hợp cụ thể thì trong quá trình khai thác, sử dụng cổng trục có thể sẽ 
dẫn đến mất an toàn trong một số trường hợp bất lợi và trong khoảng thời gian tức thời 
bất  kỳ.  Vì  vậy,  việc  nghiên  cứu  xác  định  ứng  suất  động  (ứng  suất  biến  thiên  theo  thời 
gian) sẽ giúp chúng ta xác định được tình trạng nguy hiểm của kết cấu thép ứng với từng 
trường hợp làm việc cụ thể của cổng trục. Việc xác định được ứng suất động này sẽ giúp 
chúng ta đề ra được các giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm khai thác hiệu quả hơn thiết bị 
cổng trục phục vụ công tác lao lắp dầm cầu.  
Cổng trục lao dầm là loại cổng trục chuyên dùng trong ngành xây dựng Cầu, phục 
vụ công tác lao lắp dầm cầu bêtông. Vì vậy, đòi hỏi trong quá trình hoạt động của cổng 
trục kết cấu thép và các cơ cấu truyền động phải làm việc ổn định. Các cổng trục lao dầm 
được chế tạo ở Việt nam hiện nay chưa đáp ứng được hoàn toàn các yêu cầu kỹ thuật của 
cổng trục chuyên dùng lao lắp dầm cầu do kết cấu còn nặng nề, cồng kềnh, các bộ phận 
truyền động (cho cơ cấu nâng, di chuyển) còn chưa nhỏ gọn, nhiều khâu khớp dẫn đến 
dao động của kết cấu thép, tải trọng động phát sinh tác động lên kết cấu thép trong quá 
trình làm việc của cổng trục thường rất lớn. Do đó, việc nghiên cứu, khảo sát xác định 
các  thông  số  ảnh  hưởng  tới  quá  trình  làm  việc  của  cổng  trục  để  từ  đó  đề  ra  được  các 
thông số kỹ thuật hợp lý làm cơ sở cho việc tính toán thiết kế, khai thác sử dụng có hiệu 
thiết bị là yêu cầu cần thiết. 
 Hiện nay với nhu cầu xây dựng các cây cầu vượt sông và cầu vượt trong đô thị 
ngày càng lớn thì việc đầu tư thiết bị cổng trục lao dầm cũng rất lớn.Vì vậy, khi chúng ta 
nghiên cứu, tính toán, thiết kế được những cổng trục lao dầm có các chỉ tiêu kinh tế- kỹ 
thuật cao sẽ tiết kiệm được rất nhiều kinh phí cho việc đầu tư thiết bị, giảm được chi phí 
khi thi công do đó giảm được giá thành thi công cầu. Điều này sẽ tiết kiệm được rất nhiều 
kinh phí đầu tư của nhà nước và doanh nghiệp. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa
học cho tính toán kết cấu thép cổng trục chuyên dùng do Việt nam chế tạo phục vụ lao
lắp dầm bê tông trên xà mũ cầu” được đặt ra là một yêu cầu cấp thiết. 

 




 

2. Mục tiêu của đề tài:
Nghiên cứu xây dựng được cơ sở khoa học cho tính toán ứng suất động trong kết 
cấu thép cổng trục chuyên dùng do Việt nam chế tạo phục vụ lao lắp dầm bê tông trên xà 
mũ cầu. Các kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao chất lượng thiết kế, hạ giá thành 
sản phẩm, chủ động về thiết kế, chế tạo ở trong nước loại cổng trục chuyên dùng trên đạt 
các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cao.  
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:
a. Đối tượng nghiên cứu
- Cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ cầu do Việt nam chế tạo phục vụ lao 
lắp dầm Super-T trong công nghệ thi công cầu. 
b. Phạm vi nghiên cứu 
- Luận án chỉ tập trung nghiên cứu cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ cầu 
do Việt nam chế tạo phục vụ lao lắp dầm Super-T trong công nghệ thi công cầu có các 
thông số kỹ thuật thể hiện trong bảng 1.1 
- Các dầm cầu bêtông cốt thép được lắp đặt là loại dầm Super – T dài 38 mét 
- Xà mũ trụ cầu và dầm Super-T được coi là cứng tuyệt đối 
- Chỉ xem xét và giải quyết các bài toán về động lực học, ứng suất động trong mặt 
phẳng (không xét trong mô hình không gian). 
4. Phương pháp nghiên cứu:
Để đạt được các mục đích đặt ra, luận án sử dụng các phương pháp nghiên cứu: 
Khảo sát thống kê, Nghiên cứu động lực học Máy xây dựng, kết hợp nghiên cứu lý thuyết 
và thực nghiệm. 
a. Mục đích nghiên cứu lý thuyết.
Nghiên cứu lý thuyết nhằm: 
- Xây dựng các mô hình động lực học, thiết lập các hệ phương trình vi phân dao 
động cưỡng bức, giải các phương trình vi phân để tìm ra các qui luật dao động của cổng 
trục, xác định các hệ số động phát sinh khi cổng trục làm việc ở các trạng thái khác nhau 
dưới tác dụng của tải trọng động. 
- Xây dựng phương pháp xác định ứng suất động trong các thanh của kết cấu thép 
cổng trục. 
- Khảo sát, đánh giá ảnh hưởng của một số thông số động lực học. Từ đó, đưa ra 
được các thông số và giải pháp kỹ thuật nhằm khai thác hiệu quả thiết bị. 

 


 



- Tìm hiểu về các dụng cụ, thiết bị đo, phương pháp đo từ đó xây dựng được mô 

hình bài toán thực nghiệm. 
b. Các lý thuyết cần phải nghiên cứu:
- Lý thuyết về động lực học: Động lực học máy, động lực học máy xây dựng,....; 
Lý thuyết về các phương pháp tính toán kết cấu thép, xác định nội lực trong kết cấu; Lý 
thuyết về sức bền vật liệu, cơ học kết cấu, tính toán kết cấu bằng phương pháp phần tử 
hữu hạn,....  
5. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm:
Nghiên cứu thực nghiệm nhằm: 
 Kiểm chứng các kết quả nghiên cứu bằng lý thuyết. Từ đó, so sánh, đánh giá rút 
ra kết luận về sự đúng đắn, độ tin cậy của các kết quả khi tính toán theo lý thuyết. 
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
a.Ý nghĩa khoa học:
- Tác giả đã nghiên cứu xây dựng bài toán động lực học cho đối tượng nghiên cứu 
là  cổng  trục  lao  dầm  dạng  dàn  đặt  trên  xà  mũ  trụ  cầu  trong  công  nghệ  thi  công  cầu. 
Nghiên cứu này sẽ là cơ sở khoa học cho việc tiến hành xác định các thông số động lực 
học  của  mô  hình  (chuyển  vị,  vận  tốc,  gia  tốc,  lực  căng  cáp  động)  tương  ứng  với  các 
trường hợp làm việc khác nhau của cổng trục. Từ đó, đã đưa ra các giá trị của hệ số động 
tương ứng với từng trường hợp của loại cổng trục này. Các giá trị hệ số động này sẽ là cơ 
sở  cho  các  nhà  khoa  học,  kỹ  sư,  người  sử  dụng  tham  khảo  trong  quá  trình  thiết  kế,  sử 
dụng thiết bị cổng trục lao dầm.  
-  Từ  các  kết  quả  nghiên  cứu  bài  toán  động  lực  học  của  cổng  trục  lao  dầm  dạng 
dàn, tác giả đã tiến hành xây dựng bài toán xác định ứng suất động trong các thanh của 
kết cấu dàn chính cổng trục. Kết quả của bài toán sẽ tạo cơ sở khoa học cho việc nghiên 
cứu, khảo sát qui luật thay đổi của ứng suất trong các thanh trong dàn chính, tạo tiền đề 
khoa học cho các nghiên cứu về độ bền mỏi của kết cấu dàn.  
- Tác giả đã xây dựng bài toán và tiến hành khảo sát một số thông số ảnh hưởng 
đến các đặc trưng động lực học của cổng trục. Kết quả nghiên cứu này sẽ là cơ sở khoa 
học giúp cho các nhà thiết kế, nhà quản lý khai thác sử dụng thiết bị lựa chọn được các 
thông số kỹ thuật hợp lý nhằm khai thác có hiệu quả hơn thiết bị cổng trục lao dầm đặt 
trên xà mũ trụ cầu. 

 


 



- Quá trình thực nghiệm với các thiết bị đo hiện đại và qui trình thực nghiệm hợp 

lý là cơ sở để xây dựng phương pháp thực nghiệm trên các loại cổng trục dạng dàn. 
b.Ý nghĩa thực tiễn:
- Kết quả nghiên cứu về động lực học của luận án sẽ là tài liệu tham khảo có ích 
cho Bộ LĐTBXH khi hiệu chỉnh bổ sung hệ số động theo TCVN 4244-2005 cho thiết bị 
nâng là cổng trục lao dầm dạng dàn đặt trên xà mũ trụ cầu khi lao lắp dầm cầu Super-T. 
- Kết quả nghiên cứu  của luận án  sẽ là tài  liệu tham khảo có ích cho các đơn vị 
thiết kế, chế tạo và khai thác sử dụng có hiệu quả thiết bị cổng trục lao dầm dạng dàn đặt 
trên xà mũ trụ cầu. 
- Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở tham khảo để bộ GTVT đề ra tiêu chuẩn ngành 
cho việc kiểm định, sử dụng các thiết bị cổng trục (thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an 
toàn) phục vụ lao lắp dầm cầu bêtông theo qui định trong nghị định 44/2016/NĐ-CP ngày 
15/05/2016 của Chính phủ Việt Nam. 
7. Điểm mới của luận án
- Luận án đã xây dựng được mô hình động lực học cho loại cổng trục dạng dàn lắp 
đặt  trên  xà  mũ  trụ  cầu  phục  vụ  lao  lắp  dầm  Super-T  và  đã  ứng  dụng  thành  công  phần 
mềm Matlab- Simulink để giải các phương trình chuyển động  phi tuyến nhiều bậc tự do. 
- Luận án đã xác định được các đặc trưng dao động, lực căng cáp động, hệ số động 
ứng với các trường hợp làm việc bất lợi của loại cổng trục nghiên cứu. 
-  Trên  cơ  sở  những  kết  quả  thu  được  từ  việc  giải  bài  toán  ĐLH,  luận  án đã  xây 
dựng  được  phương  pháp  xác  định  ứng  suất  động  (  Ứng  suất  biến  thiên  theo  thời  gian)  
trong các thanh của kết cấu dàn chính đối với loại cổng trục nghiên cứu. 
- Từ những kết quả thu được từ việc giải bài toán ĐLH, luận án đã tiến hành khảo 
sát các thông số động lực học của loại cổng trục nghiên cứu từ đó đã xác định được yếu 
tố gây bất lợi, đồng thời đã đưa ra được bộ dữ liệu các thông số có ảnh hưởng đến quá 
trình làm việc bất lợi của cổng trục. 
8. Bố cục của luận án: Luận án được bố cục theo các nội dung sau 
Mở đầu
Chương I. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 
Nghiên cứu tổng quan về các loại cổng trục phục vụ việc lao lắp dầm cầu bêtông, 
giới thiệu chung về công nghệ thi công lao lắp dầm cầu sử dụng cổng trục đặt trên xà mũ, 
đặc điểm khai thác sử dụng của thiết bị này, tình hình thiết kế chế tạo loại cổng trục này ở 
 




 

Việt  nam.  Tổng  kết,  đánh  giá  các  công  trình  nghiên  cứu  đã  đạt  được  trong  lĩnh  vực 
nghiên cứu về động lực học cổng trục, nghiên cứu về ứng suất động. Từ những nghiên 
cứu này đã nêu lên tính cấp thiết của đề tài, hình thành các nhiệm vụ nghiên cứu của luận 
án, hướng giải quyết các nội dung đã đề ra. 
Chương II: Nghiên cứu động lực học của cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ
cầu phục vụ lao lắp dầm Super-T trong công nghệ thi công cầu ở Việt nam
  

 Nghiên cứu phương pháp xây dựng bài toán động lực học cho đối tượng nghiên 

cứu là cổng trục lao dầm dạng dàn đặt trên xà mũ trụ cầu trong công nghệ thi công cầu, 
nghiên cứu này sẽ là cơ sở khoa học cho việc tiến hành xác định các thông số động lực 
học  của  mô  hình  (chuyển  vị,  vận  tốc,  gia  tốc,  lực  căng  cáp  động)  tương  ứng  với  các 
trường hợp làm việc khác nhau của cổng trục từ đó đã đưa ra các giá trị của hệ số động 
tương ứng với từng trường hợp làm việc của loại cổng trục này. Các nội dung trình bày ở 
chương II làm cơ sở cho việc nghiên cứu xây dựng bài toán khảo sát các thông số động 
lực học trình bày trong chương III và bài toán xác định ứng suất động trong các thanh của 
kết thép dàn chính trong chương IV. 
Chương III: Nghiên cứu khảo sát các thông số động lực học của cổng trục dạng dàn
lắp đặt trên xà mũ trụ cầu phục vụ lao lắp dầm Super-T trong công nghệ thi công
cầu ở Việt nam.
Trong nội dung của chương này tác giả đi sâu khảo sát, phân tích một số thông số 
ảnh hưởng đến các đặc trưng động lực học của cổng trục. Từ đó, tìm ra các trạng thái làm 
việc, các thông số kỹ thuật của thiết bị gây bất lợi tới quá trình làm việc của cổng trục, 
đồng thời đưa ra các thông số làm việc hợp lý và đề xuất các giải pháp để giảm thiểu các 
yếu tố gây bất lợi cho cổng trục trong quá trình làm việc. 
Chương IV: Nghiên cứu phương pháp xác định ứng suất động trong các thanh của
kết cấu dàn chính cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ cầu phục vụ lao lắp
dầm Super-T trong công nghệ thi công cầu ở Việt nam.
Nội  dung  chương  này  trình  bày  phương  pháp  xác  định  ứng  suất  động  trong  các 
thanh của kết cấu thép dàn chính của loại cổng trục mà tác giả nghiên cứu ứng với các 
trường hợp làm việc bất lợi đã xét tới trong chương II. Mục đích nghiên cứu của chương 
này là xác định được giá trị và qui luật biến thiên của ứng suất theo thời gian trong các 
thanh, xác định được các thanh có giá trị ứng suất lớn từ đó tìm ra các vị trí gây bất lợi 
trên kết cấu thép dàn chính. 
 




 

Chương V. Nghiên cứu thực nghiệm xác định các thông số động lực học của cổng
trục và ứng suất động xuất hiện trong các thanh của kết cấu dàn chính cổng trục.
 Nội dung chương của chương này trình bày phương pháp xây dựng qui trình thực 
nghiệm cho đối tượng là cổng trục lao dầm dạng dàn đặt trên xà mũ trụ cầu do Việt nam 
chế  tạo,  đang  thi  công  lắp  đặt  dầm  cầu  Super-T  tại  công  trường.  Mục  đích  nghiên  cứu 
thực nghiệm để kiểm chứng, khẳng định độ tin cậy của phương pháp tính toán, thuật toán 
và công cụ tính toán.  
Kết luận và kiến nghị: Trình bày các kết luận chính, các đóng góp mới của luận án và 
hướng nghiên cứu tiếp theo. 
Tài liệu tham khảo và các phụ lục: Liệt kê các tài liệu tham khảo, nêu các công trình khoa 
học đã công bố liên quan, kết quả tính toán, kết quả đo đạc, các thuật toán, các bảng biểu. 
 

 


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×