دانلود پایان نامه

برونو و زهرایی در زمینه رفتار لرزه ای پل های فولادی تحقیقاتی را انجام داده اند این محققان با مشاهده آسیب های وارده به دیافراگم های انتهایی پل ها در زلزله های اخیر اقدام به بررسی اثر دیافراگم های انتهایی و میانی پل های با سیستم دال بتن مسلح – شاهتیر فولادی بر پاسخ لرزه ای این پل ها کرده اند [19].
تحقیقات بسیاری در زمینه کاهش آسیب وارده بر پل ها از طریق الاستومر شده است. الاستومر در پل ها باعث می شود که حرکت های طرفین عرشه بدون ایجاد خسارت و ترک خوردگی به آن وارد شود نیروی وارده از عرشه را جذب کرده و به صورت الاستیک تر به زیر سازه منتقل می کند. در تصویر تهیه شده (2-15) نمونه ای از استفاده الاستومرها در زیر عرشه که امروزه در پل ها استفاده می شود نشان داده شده است.
شکل (2-15) استفاده از الاستومر در قسمت های مختلف پل
کاتسوگلو و پانتازپولو [20] روشی جامع برای مدل سازی و ارزیابی لرزه ای پل های کوتاه بزرگراهی به منظور بررسی پاسخ دینامیکی این نوع از پل ها با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک – سازه ارائه کرده اند. هر ساله تحقیقات بسیاری در زمینه ارزیابی لرزه ای پل ها انجام می شود که تمامی این تحقیقات برای پیداکردن پاسخی مناسب و واحد در زمینه رفتار لرزه ای پل ها می باشد.
2-4- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر زلزله بر پل ها در ایران
نیکنام بر لزوم معاینه پل های موجود با به کارگیری روش های تحلیل دینامیکی موجود و مقاوم سازی لرزه ای آنها با سیستم جداساز ی پایه ها تأکید کرده است، وی همچنین پیشنهاد کرده است که دستگاههای اندازه گیری تغییر شکل و شتاب بر روی پل ها به منظور افزایش شناخت رفتار دینامیکی پل های کشور و نیز ثبت شتاب نگاشت های زلزله های احتمالی به منظور استفاده از آنها در طراحی پل های جدید، مستقر شوند [21].
افتخاری و تهرانی زاده اثر چند نوع سیستم لرزه جدایش بر یک پل تیپ چند دهانه را با انجام تحلیل های دینامیکی غیر خطی مورد بررسی قرار داده اند. این محققین با توجه به مزایای سیستم لرزه جدایش، برکاربرد آنها در مقاوم سازی لرزه ای پل های موجود تاکید کرده اند [22].
حاج رسولی ها میزان تقریب حاصل از روش های مختلف تحلیل لرزه ای پل ها را مورد مطالعه قرار داده است و نیز ضوابطی را برای طول نشیمن عرشه پل ها پیشنهاد داده است [23].
امروزه تحقیقات بسیاری در زمینه تاثیر انواع جداساز ها و رفتار آنها در برابر زلزله انجام می شود. تعیین ضریب رفتار پل های بتنی با سیستم جداسازی لرزه ای، اثرات زلزله های نزدیک و دور از گسل روی آسیب پذیری پل های بزرگراهی از دیگر تحقیقات انجام شده در کشور ما می باشد. امجدیان و کلانتری رفتار لرزه ای پل مورب بتن مسلح فوت هیل را با پل مستقیم متناظر آن با استفاده از نرم افزار اُپنسیس و به صورت غیر خطی مورد بررسی و مقایسه قرار داده اند، نتایج نشان از تاثیر قابل توجه تورب پایه ها در نحوه پاسخ لرزه ای پل فوت هیل و کاهش ظرفیت باربری آن به دلیل عملکرد توأم نیروی محوری و لنگر پیچشی روی ستون های بحرانی است. شمس آبادی و همکاران اندرکنش خاک و کوله پل را برای طراحی لرزه ای بر اساس عملکرد مورد بررسی قرار داده اند نتایج به دست آمده به طور بسیار موثر در پیش بینی رفتار پاسخ واقعی پل ها در طراحی بر اساس عملکرد مورد استفاده قرار گرفته است. از دیگر تحقیقات انجام شده استفاده از روش تانسوری سه بعدی جهت تشخیص آسیب لرزه ای در پایه بتنی پلها با استفاده از سیگنالهای پاسخ می باشد.
2-4-1- تحقیقات انجام شده در زمینه بررسی آسیب پذیری کمی پل ها
تعیین میزان آسیب ناشی از زمین لرزه به روش های کمی در سال های اخیر به طور وسیعی مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند و مدل های مختلفی پیشنهاد شده اند. ایده توصیف وضعیت خرابی در سازه توسط یک عدد در مقیاسی تعریف شده به صورت شاخص آسیب به علت سادگی آن ایده جذابی است اما از طرفی تعریف این شاخص آسیب کاری مشکل است چرا که این شاخص را باید بتوان در مورد سیستم های مختلف سازه ای و تحت حالات وقوع تغییر شکل های بزرگ غیر ارتجاعی تا هنگام فروریختگی در سازه مورد استفاده قرار داد.
شاخص های آسیب پیشنهاد شده در دو دسته جای می گیرند شاخص آسیب موضعی و شاخص آسیب کلی. شاخص آسیب موضعی به سه گروه شاخص آسیب غیر تجمعی، تجمعی و ترکیبی تقسیم می شوند و شاخص آسیب کلی به دو دسته شاخص های بدست آمده از میانگین گیری وزن دار و شاخص های بدست آمده از پارامترهای مودی تقسیم می شوند. یکی از نخستین شاخص های آسیب موضعی توسط بنان و همکاران در سال 1981 پیشنهاد شد که نه بر اساس خسارت تمام عضو بلکه بر مبنای مقاطعی از عضو که بیشترین آسیب را دیده اند ارائه شده است. متداولترین پارامتر آسیب مورد استفاده در شاخص آسیب غیر تجمعی پارامتر شکل پذیری می باشد. این پارامتر به صورت نسبت تغییر شکل حداکثر به تغییر شکل در نقطه تسلیم تعریف می شود. مدل های آسیب تجمعی بر پایه تغییر شکل های تجمعی یا انرژی هیسترزیس مستهلک شده و یا ترکیبی از این دو می باشند. شناخته شده ترین شاخص آسیب تجمعی که بسیار مورد استفاده واقع شده است شاخص پارک و آنگ می باشد که یک شاخص ترکیبی است این شاخص ترکیب ساده خطی از تغییرشکل نرمال شده و جذب انرژی است [24].
شاخص کلی به توزیع و شدت آسیب های موضعی بستگی دارد که از ترکیب شاخص های موضعی و یا براساس مشخصات کلی سازه (رفتار در مودهای مختلف) تعیین می شود [25]. روشی دیگر برای ارزیابی آسیب پذیری سازه، براساس مقایسه بین مشخصات ارتعاشی سازه در قبل و بعد از وقوع رویداد زمین لرزه بنا شده است که برای اندازه گیری آسیب وارده، از اندازه گیری های آزمایشگاهی در مرحله پس از وقوع زلزله استفاده می شود و کاربرد تکنیک های شناسایی سیستم برای تجزیه و تحلیل داده ها در این دسته روش ها متداول است. شاخص های آسیب در این دسته روش ها به صورت توابعی از پارامترهای مکانیکی سازه (معمولا سختی سازه) بیان می شوند که تغییرات این پارامترهای سازه ای از طریق اندازه گیری تغییرات ایجاد شده در مشخصات ارتعاشی سازه قابل محاسبه است [26]. با توجه به انواع مدل های آسیب پیشنهاد شده در ادبیات فنی، دو هدف مشخص در زمینه استفاده عملی از شاخص های آسیب را می توان تشخیص داد: 1- پیش بینی آسیب پذیری سازه های موجود یا سازه های در دست طراحی در اثر وقوع زمین لرزه ای با شدت قابل انتظار و مشخص 2- اندازه گیری آسیب در سازه و نیز اجزای سازه ای پس از وقوع یک زمین لرزه [27].
2-5- معیارهای عملکردی
معیارهای عملکرد در نشریه 511 بهسازی لرزه ای پل ها [28]. بدین گونه در نظر گرفته شده است که در تمامی حالات، پس از وقوع زلزله، بازرسی فنی سریع پل در مدت زمان حداقل ممکن به منظور بررسی عملکرد واقعی پل و مقایسه آن با عملکرد مورد نظر با توجه به مشخصه های تحریک زمین و ویژگیهای ژئوتکنیکی لرزه ای ساختگاه پل به عمل آید. سطوح عملکرد به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
– 1خدمت رسانی کاملاً بی وقفه
هیچگونه خساراتی وارد نگردیده، خدمت رسانی در سطح ترافیک متعارف، بلافاصله پس از وقوع زلزله برقرار خواهد بو د. نیازی به تعمیر و بهسازی وجود نخواهد داشت.
– 2قابلیت بهره برداری بی وقفه
خسارت در حد جزئی بوده، به نحوی که خدمت رسانی متعارف پل برای تمامی وسایل نقلیه ای که در حالت بهره برداری متعارف از آن عبور می نموده اند، پس از انجام بازرسی فنی و پاکسازی طی چند ساعت پس از وقوع زلزله قابل حصول باشد. رفع خسارات جزیی نیز باید در حدی باشد که نیازی به مسدود نمودن ترافیک متعارف نداشته باشد.
– 3قابلیت بهره برداری محدود
خسارات وارده به میزان حداقل می باشند، به نحوی که امکان بهره برداری برای وسایط نقلیه امداد و نجات و امور اضطراری، بهره برداری با محدود نمودن مسیرهای ترافیک یا کاهش مسیرهای عبور یا اعمال محدودیت در میزان بار و نوع وسایط نقلیه، پس از بازدید فنی و پاکسازی پل قابل حصول باشد. همچنین بازیافت سطح عملکرد متعارف پل و ترمیمات و تعمیرات آن بدون مسدود نمودن کامل پل و بدون آنکه در بهره برداری محدود مشروح فوق خدشه ای وارد گردد، طی چند روز امکان پذیر باشد.
– 4ایمنی جانی
در این سطح عملکرد، پل خسارت عمده قابل ملاحظه ای را متحمل می گردد و احتمال دارد بهره برداری از پل موقتاً مختل گردد، ولی ایمنی جانی باید تضمین گردد. در این سطح عملکرد نباید کل یا زیرمجموعه ها، اعضا و اجزای پل فرو افتند؛ به عبارت دیگر، نباید خطر جانی یا صدماتی برای افراد و وسایط نقلیۀ زیر گذر حادث شود یا وضعیتی ایجاد گردد که مسیر زیر گذر در تراز بهره برداری پیش بینی شده برای آن، از حیز انتفاع مورد نظر خارج گردد. در این حالت، ارزیابی وضعیت آسیب پذیری لرزه ای پل و مطالعات گزینه های طرح های بهسازی لرزه ای باید از دیدگاه های متفاوت اجتماعی، اقتصادی و فنی به عمل آید و در این بررسی ها باید گزینه های جایگزینی، یا مسدود نمودن پل نیز مورد توجه قرار داده شود. به عبارت دیگر، در این سطح عملکرد انتظار
می رود امکان عبور بسیار محدود وسایط نقلیه مربوط به امور اضطراری امداد و نجات طی چند روز با اعمال تمهیداتی برقرار شود؛ ولی انتظار نمی رود ترافیک متعارف تا تکمیل عملیات بهسازی در صورت اتخاذ تصمیم و اقدام در زمینه بهسازی برقرار گردد.