اصول مهندسی پل | جلسه چهارم

 خرابی  پل ها در زلزله های گذشته

 علیرضا خویه | مدرس csiBridge و SAP | بازنشر مطلب تنها با ذکر منبع مجاز می باشد.

با آگاهی از خرابی ها و آسیب پذیری های متداول پل ها در زلزله های گذشته، می توان دید خوبی نسبت به رفتار پل ها و همچنین نقاط ضعف پل های موجود پیدا کرد. با مشاهده ی این خسارت ها و خرابی ها می توان به ماهیت بندهای آیین نامه های پل سازی پی برد.

عوامل زیادی در خرابی و آسیب پذیری پل ها دخیل هستند. هر زلزله برای پل ها به منزله ی یک آزمایشگاه بزرگ تلقی شده و باعث بهبود و تغییر ضوابط آیین نامه های پل سازی می شود.

این که پل ها در چه دوره ای ساخته شده اند، اهمیت بسیاری داشته و در تخمین آسیب پذیری پل ها بسیار موثر خواهد بود. پل هایی که ضوابط کنونی آیین نامه ها را ارضا می کنند، رفتار به مراتب مناسب تری نسبت به پل های قدیمی دارند. بزرگ راه Hanshin در شهر کوبه ی ژاپن  نمونه ی روشنی از اثر دوره ی زمانی ساخت پل بر خسارت وارده می باشد. پل مسیر 3 در فاصله­ی سال های 1965 تا 1970 ساخته شد و به موازات این پل و در نزدیکی آن، پل مسیر5 در سال 1990 کامل شد. با وجود این که پل مسیر5 به لحاظ ساختگاهی در وضعیت بدتری وجود داشت ولی عملکرد به مراتب مناسب تری از پل مسیر3 نشان داد.

اگر بخواهیم خسارت های پل ها در زلزله های گذشته را دسته بندی نماییم می توان آن ها را در 2 دسته ی زیر قرار داد:

1.     خسارت های اولیه ( Primary damage )

خسارت هایی که مستقیماً به دلیل لرزش زمین ایجاد شده اند و منجر به خرابی بخشی از پل یا کل پل شده اند

2.     خسارت های ثانویه ( Secondry damage )

خسارت هایی که به دلیل خرابی سازه ای قسمت دیگری از پل تحت اثر لرزش زمین ایجاد شده اند. این خسارت ها به دلیل بازتوزیع عکس العمل داخلی روی سایر قسمت های پل به وجود آمده اند

اصول مهندسی پل | جلسه سوم

 اثر زلزله بر پل ها

 پارامترهای اثرگذار در رفتار لرزه ای پل ها

1-    زاویه بیه پل ( bridge skew angle )

پل های مورب رفتار پیچیده تری نسبت به پل های عمود دارند. به علت ماهیت مورب بودن این پل ها، تحت اثر مولفه های افقی زلزله، عرشه ی این پل ها حول محور قائم خواهد چرخید که این چرخش باعث می شود تا تغییرمکان یک گوشه  از گوشه ی دیگر بیشتر شود و در آن سمت، عرشه فرو افتد و در سمت دیگر ضربه ای سنگین به کوله وارد کند.

از آنجایی که کوله فشار را تحمل می کنند و در برابر کشش ضعف دارند، در بعضی مواقع علاوه بر عرشه، کوله ها نیز آسیب جدی می بینند.

 

1.   نسبت طول دهانه به عرض پل (the ratio of spans length to bridge width )

2.     انعطاف پذیری عرشه پل ( deck flexibility )

3.     تعداد دهانه ها ( number of spans )

4.     نسبت دهانه به طول پل ( the ratio of spans length to bridge length )

5.     تعداد ستون های در جهت عرضی (  number of columns per bent)

هرچه تعداد ستون های در جهت عرضی بیشتر باشد، مسیر های انتقال نیرو هم بیشتر خواهد بود و پل کمتر خسارت می­بیند

6.      شکل پذیری ستون ها ( columns ductility)

ستون های به عنوان یکی از مهمترین اعضای باربر لرزه ای، نقش مهمی در جذب انرژی وارده از سوی زلزله را دارد.

تشکیل مفصل پلاستیک در پایه ی پل، مطلوب طراحان می باشد که می بایست با آرماتور گذاری ویژه در این ناحیه، شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی بالای در پایه ها ایجاد شود.

پل های تک پایه دارای اتصال گیردار در فونداسیون هستند ولی پل های چندپایه می توانند اتصال مفصلی در فونداسیون داشته باشند که در این صورت می بایست الزامات شکل پذیری را در بالای ستون و در ناحیه ی اتصال به عرشه ایجاد کرد چرا که مفصل پلاستیک در این ناحیه ایجاد خواهد شد.

7.     خاک و کوله ها ( soil-abutment )

کوله ها به عنوان تکیه گاه های ابتدایی و انتهایی در پلها، نقض مهمی را در رفتار لرزه ای پل ها بر عهده دارند. پل هایی با دهانه ی کوتاه و به ویژه پل های مورب در زلزله های بزرگ، به شدت تحت تاثیر خصوصیات کوله های قرار می گیرند.. از این رو مدلسازی صحیح کوله ها در پل هایی با دهانه کوتاه بسیار هائز اهمیت می باشد.

در زلزله های بزرگ، کوله ها و خاک پشت آن ها ( backfill )  به خوبی با رفتار غیرخطی خود بخش زیادی از انرژی را مستهلک می کنند

8.     نوع سیستم پی و شمع (  Foundation type)

9.     خصوصیات منبع لرزه ای (  characteristics of the seismic source)

بازنشر مطلب تنها با ذکر منبع آزاد می باشد.  علیرضا خویه

تدریس و آموزش تحلیل و طراحی پل ها فولادی - پل های بتنی توسط نرم افزار قدرتمند CSI Bridge

 بر اساس آیین نامه های پل سازی AASHTO و CALTRANS

مدرس: علیرضا خویه
کارشناسی ارشد مهندسی زلزله - دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

تماس:[phone]

آموزش محاسبات دستی پل سازی
بر اساس نشریات داخلی - آیین نامه های AASHTO و CALTRANS
تحلیل و طراحی خطی و غیرخطی- استاتیکی و دینامیکی