Trong lĩnh vực quan trắc – giám sát, thuật ngữ SHM vẫn còn khá mới mẻ. Nhiều bạn đọc thắc mắc SHM hay hệ thống SHM là gì? Cũng như các kiến thức tổng quan về hệ thống SHM như thế nào? Bài viết dưới đây Đất Hợp sẽ cung cấp thông tin đến bạn.
SHM là gì?
SHM (viết tắt của Structural Health Monitoring) là hệ thống quan trắc kết cấu công trình. Hệ thống SHM thường xuất hiện ở các công trình cầu lớn như cầu dây võng, dây văng (cầu hệ dây) trong quá trình thi công và khai thác.
- Trong giai đoạn thi công: Việc quan trắc nhằm đánh giá chất lượng công tác thi công và mức độ an toàn cho công trình.
- Trong giai đoạn khai thác: Việc quan trắc nhằm hiệu chỉnh các giả thiết và tham số thiết kế, phát hiện những vấn đề bất thường về tải trọng tác động và ứng xử của kết cấu cầu, đánh giá mức độ an toàn, cung cấp số liệu cho việc duy tu và sửa chữa cầu sau này, đánh giá tính hiệu quả của công tác duy tu, sửa chữa trong quá trình khai thác cầu.
Hệ thống quan trắc kết cấu công trình – SHM thường được áp dụng cho các công trình cầu hệ dây.
Việc quan trắc các công trình cầu hệ dây nhằm mục đích:
- Đo đạc, thu thập và phân tích các số liệu trong quá trình xây dựng trụ tháp và kết cấu nhịp cầu. Các thông tin này sẽ được sử dụng hàng ngày để điều chỉnh công tác thi công lắp ráp và đánh giá trạng thái và điều kiện của cầu.
- Xác định lực căng trong dây cáp.
- Đánh giá tốc độ gió và hướng gió nhằm xem xét chuyển vị của kết cấu.
- Hiệu chỉnh các tham số và giả thiết khi thiết kế cầu bằng cách so sánh ứng suất, chuyển vị và gia tốc đo được với các giá trị thiết kế tương ứng.
- Cung cấp các số liệu đầu vào cho việc tính toán lại khi có yêu cầu.
- …
Tổng quan về hệ thống SHM
– Một hệ thống SHM hoàn chỉnh của công trình cầu:
Một hệ thống SHM hoàn chỉnh của một công trình cầu bao gồm:
- Hệ thống quan trắc kết cấu công trình.
- Hệ thống quan trắc về môi trường.
- Hệ thống theo dõi tình trạng giao thông.
- Hệ thống truyền dữ liệu và trung tâm lưu trữ, phân tích xử lý số liệu.
Tùy vào điều kiện ở mỗi công trình và khả năng tài chính mà xây dựng quy mô hệ thống SHM thích hợp hoặc phân kỳ đầu tư xây dựng.
– Các công việc cần thực hiện khi quan trắc công trình cầu:
- Lắp đặt các cảm biến tại các vị trí trên công trình để thu thập các số liệu về kết cấu, điều kiện môi trường xung quanh.
- Lắp đặt hệ thống thu thập dữ liệu, truyền dữ liệu bao gồm: các thiết bị đo, máy tính, hệ thống mạng LAN hoặc mạng Internet, các thiết bị giao tiếp với người sử dụng.
- Cài đặt các phần mềm quản lý và phân tích số liệu đo đạc, quan trắc.
– Một số cảm biến được sử dụng trong hệ thống SHM:
Trong hệ thống SHM, có 4 thành phần chính là các cảm biến, hệ thống thu thập dữ liệu, hệ thống máy chủ cơ sở dữ liệu và trình duyệt dữ liệu người dùng. Trong đó, các cảm biến được sử dụng có nhiều loại khác nhau nhằm đo đạc, thu thập các dữ liệu để phục vụ cho công tác quan trắc, giám sát, ví dụ như:
- Cảm biến đo chuyển vị: Đo độ võng, độ lún, độ mở rộng của khe co giãn.
- Cảm biến đo biến dạng: Đo sự thay đổi về chiều dài.
- Cảm biến đo gió: Đo tốc độ và hướng gió.
- Cảm biến đo nhiệt độ: Đo nhiệt độ kết cấu và môi trường xung quanh.
- Cảm biến đo địa chấn: Đo chuyển động của đất nền do các hoạt động địa chấn gây ra.
- Cảm biến đo dao động: Đo giao động kết cấu.
- Và nhiều cảm biến khác.
Cho đến hiện nay, ở Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu về hệ thống SHM trên các công trình cầu. Tuy nhiên, ở một số dự án xây dựng cầu lớn đã và đang xây dựng ở Việt Nam đã tiến hành áp dụng công nghệ này (như cầu Kiền, cầu Bãi Cháy, cầu Cần Thơ), và các hệ thống SHM ở các công trình cầu này đều do người nước ngoài thiết kế và đưa vào áp dụng ở Việt Nam.
Cầu Bãi Cháy là một trong những cây cầu hệ dây lớn của nước ta có áp dụng hệ thống SHM.
Do đó, việc nghiên cứu và áp dụng hệ thống SHM cho cầu dây võng, cầu dây văng ở Việt Nam là thực sự cần thiết nhằm cung cấp sự hiểu biết đầy đủ về công nghệ quan trắc cầu hệ dây cho kỹ sư Việt Nam và đẩy nhanh việc tự xây dựng các hệ thống SHM hệ dây có khẩu độ lớn ở nước ta.
Để tìm hiểu chi tiết hơn về các giải pháp quan trắc công trình, hãy liên hệ ngay Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125 để được hỗ trợ nhanh chóng nhất!
>>> Xem thêm: Các cảm biến được sử dụng trong hệ thống SHM
