|
میانبر عمران تحقیق پروژه مقاله پایان نامه درباره وبلاگ به وبلاگ من خوش آمدید آخرین مطالب
آرشيو وبلاگ نويسندگان خلاصه: مقاله حاضر نتايج آزمايشات براي تعيين خواص و رفتار پيونذ الياف كربن نشان مي‌دهد. رفتار تحت بار حرارتي مورد مطالعه بوده است.
مقدمه:
بدليل افزايش تقاضا براي استفاده از مواد جديد نيز خوردنده الياف كربن توحه بيشتري را در حوزة طراحي پل به خود اختصاص مي‌دهد. مزيت آن كاهش پوشش بتن بدليل مقاومت به خوردگي در پوشش بتن و موارد مرتبط مي‌باشد. براي رشته‌هاي پيش تنيده در بارهاي زياد و آنها با رشته‌هاي فولادي مقايسه مي‌شوند. استفاده از تقويت با كربن غيرپيش تنيدة تهيه شده از مشي‌ها، هنوز رايج شده است. توسعة مش تقويت بافت شامل تعيين خواص الياف و رفتار كوتاه مدت و بلندمدت در بتن مي‌باشد. رفتار پيوند الياف كربن غيرتلقيصي در بتن ، رضايتبخش نمي‌باشد زيرا الياف داخلي در ناحية پيوند مي‌لغزند، آزمايشات با الياف اپوكسي ادامه يافت. رزين اپوكسي بايد پيوند الياف با الياف را بهبود بخشد و ظرفيت حمل بار توسط فعال كردن الياف
بيشتر، بهبود يابد.
لايه‌بندي اپوكسي در الياف كربن و بسته به مقدار الياف در تماس با زرين اپوكسي است. در عكس REM نحوة پوشش اپوكسي الياف كربن ديده مي‌شود. در اينجا آزمايشات با انواع مختلف الياف و مخلوط‌هاي شده و رفتار تحت عمل حرارتي ارائه مي‌شوند.
2- آزمايشات PWlLOWT .
قبل از توسعه يك مش تقويت الياف كربن، رفتار پيوند بين الياف و بتن بايد تعيين شود. بنابراين آزمايشات مختلفي انجام شدند. در اين بررسي‌ها قطرهاي الياف با استحكام‌هاي بتن مختلف تركيب شدند. نمونه‌هاي آزمايش در جايي بكار رفتند كه آزمايش قبلاَ شرح داده شده است. آزمايشات پيوند در موخ‌شوله فور تكنيك، ويرت شافت‌اوند، كولتور(HTWK) لايپزيك انجام شدند. براي نعيين استحكام بتن نمونه‌ها 3 مكعب10/10/10cm3 براي هر مخلوط بتن توليد شد و پس از 28 روز قبل از آزمايشات، آماده گرديدند. در مرحله اول الياف با ضخامت مختلف در تركيب با استحكام‌هاي بتن بررسي شدند. جدول زير آزمايشات انجام شده را نشان مي‌دهد.
تمام نمونه‌ها داراي طول پيوند40 تا 50mm بودند.
براي حصول رابطه بين استحكام بتن و رفتار پيوند، آزمايشات شمارة 5 و 10 مقايسه مي‌شوند. شكل‌هاي 2 و 3 نشان مي‌دهند كه استحكام پيوند در بتن با چهار برابر استحكام فشاري بالاتر، دو برابر مي‌شود. منحنيهاي پيوند در نمودار‌هاي زير ديده مي‌شوند. X آزمايشات شماره 6 تا 15 منجر به شكست پيوند نشدند بلكه منجر به شكست كششي الياف شدند.
نيروهاي مربوط به استحكام كشش نظري الياف بودند. از مقايسة 1 و3 مشاهده مي‌شود كه تاثير يك زرين اپوكسي برروي رفتار پيوند مي‌تواند بطور تجربي نشان داده شود. نيروي PWLLOWT در آزمايش 3 با استحكام بتن يكسان، دو برابر مي‌شود. تاثير انواع مختلف هندسة بكار رفته براي مش نمي‌توانست اندازه‌گيري شود. از اين آزمايشات مشاهده مي‌شود كه يك استحكام پيوند كوچك كمتر از 50mm براي نيروي كششي الياف در بتن با استحكام بالا چقدر است.
3- بررسي تاثيرات حرارتي روي رفتار پيوند الياف لايه‌اي بطور مكانيكي: 3.1- علائم مقدماتي
توجه به بارهاي حرارتي انجام گرفت زيرا ضريب انبساط حرارتي سيمهايCFK با بتن تفاوت دارد. در جهت شعاعي، ضريب حرارتي بيشتر است ولي در جهت طولي سيم كمتر است. يعني در دماي بالاتر سيم CFK باعث تنشهاي كششي شعاعي در بتن و تنشهاي برشي در منطقه پيوند مي‌شود. اگر دما پايين آيد، سيم بيشتر منقبض مي‌شود و از بتن جدا مي‌شود. دماي گرفتن بتن مي‌تواند بيش از 60° باشد كه بستگي به شرايط مرزي دارد.Setino اگر اعضاي بسياري موجود باشد و سيمهاي CFK با دماي گرفتن بالا تماس داشته باشد پيوند از بين مي‌رود قبل از اينكه بارگذاري عضو صورت گيرد چون ابعاد نمونه‌هاي آزمايش خيلي كوچك هستند گرما خيلي سريع مي‌تواند خارج شود بنابران اين موضوع در آزمايشات واقعي رخ نداد.
3.2– آزمايشات مقدماتي:
3.2.1.- بررسي مقدماتي آزمايش
تضمين رسيدن دماي محيط به منطقه تماس سيمهاي CFK مهم است يعني
شيب حرارت در داخل مونه بايد صفر باشد لذا نمونه تهيه شده با همان ابعاد نمونة Pnllout بررسي گرديد. پروپهاي دما در محور وجود داشت و در نقطه‌اي بروي سطح سيلندر( استوانه) و 2 پروپ در حالت دهنده براي اندازه‌گيري دماي محيط وجود داشت. هدف تعيين حداقل اقامت نمونه در دماي محيط ثابت بود كه در آن توزيع ثابت دما در نمونه رخ مي‌دهد شكل 4 منحنيهاي دماي نقاط اندازه‌گيري را در محدودة 0-36 ساعت و 0-4 ساعت نشان مي‌دهد.در زوم(zoom) مي‌توان مشاهداه كرد كه تقريباَ هيچ تفاوتي بين نقطه مركزي و كواتر يك چهارم وجود نداردو دماي داخلي براي دماي سطح در مدت 2ساعت مي‌باشد. پس از 3/5 ساعت يك تفاوت ثابت k3/5 وجود دارد اين تفاوت از اين جقيقت ناشي مي‌ِود كه پرو پ زير نمونه قرار گرفت و به عنصر گرم كردن نزديك بود و يك شيب حرارتي در هواي حالت‌دهنده( تهويه) وجود داشت. در اين نتايج يك اقامت 4:25 ساعت در سطح دماي ثابت براي نمونه‌هاي آزمايش pull out انتخاب شد.
3.2.2- بررسي نظري:
مسئله انتقال حرارت مي‌تواند بطور رياضي توسط يك معادله ديفرانسيل
جزئي داده شود. چون دماي يك و مطلق فقطط براي زمان بدست مي‌آيد يك حد معيني بايد تعيين شود. انتقال حرارت در اجسام صلب مي‌تواند در مختصات كلي توسط عبارت‌هاي زير شرح داده شود:
معادله به شكل مختصات استوانه‌اي نوشته شده است ( شكل 5)
در معدلات اوليه و شرايط مرزي rباr جايگزين مي‌شود. راه حل توسط بسط سريها ممكن است ضرايب و متغيرها بويژه معادلات حاوي توابع Bessel بستگي دارد. براي كار برد عملي نموگرام‌هايي وجود دارد كه دما برروي سطح ر انشان مي‌دهد، در محورذ مركزي استوانه و دماي ميانگين براي حصول يك دماي ثابت در نمونه بكار مي‌رود:
تعيين مقدار واقعي ضريب انتقال حرات مشكل است كه هيچ ثابت فيزيكي ندارد ولي به هشرايط مرزي مختلف بستگي دارد مقدار براي با تأثير معكوس انتخاب مي‌شود كه دورة گرم كردن را شرح مي‌دهد. براي دوره سرد كردن مقدار نتايج كمتر است زيرا به هدايت حرارتي يك بعدي را در نظر بگيريد كه منجر به نتايج زير مي‌شود:
براي تفاوت دما تا محور مياني
براي تفاوت دماي ميانگين كالريمتريك
براي حالت دو بعدي هدايت حرارت (V/Q) ، اقامت كاهش مي‌يابد براي تفوت دماي ميانگين كالريمتريك:
نتايج تابع دو بعدي با يافته‌هاي تجربي منطبق نمي‌باشد. يك تفاوت اقامت 10 دقيقه وجود دارد كه توسط تعيين معين مي‌شود.براي برآورد تأثير اقامت براي محاسبه شد.
در اين حالي نتايج براي تفاو دماي متوسط كالريمتريك حاصل گرديد كه با نتايج آزمايش منطبق است. بدليل اينكه يك فرض محافظه‌كارانه است يك اقامت براي كاربرد عملي در آزمايشات pull out بكار رفت.
3.3- آزمايشات تحت عمل حرارتي:
3.2.1- نتايج
د سري آزمايش براي بررسي رفتار پيوند تحت شرايط حرارتي متفاوت بررسي گرديد براي ابعاد و شكل نمونه‌هاي را ملاحظه كنيد.
شش نمونه با سيكلهاي حرارت 61 قبل از آزمايش تماس گرفتند تا مدت 73 روز بدون هر نوع بارگذاري مكانيكي (شكل8 ). سپس يكسري آزمايش در °c با استفاده از عايقكاري انجام شده ساير سريهاي در دماي اتاق بررسي گرديد.
شكل6 تأثير دما بر روي رفتار پيوند را نشان مي‌دهد نيروي پيوند نمونة توزيع شده 85% كاهش مي‌يابد. اگر تحت دماي اتاق آزمايش گردد در مقايسه با اين كاهش مقادير پيوند فقط 50 % است. اگر با دماي نمونه °c آزمايش شود دما توسط كريستالهاي كوچك يخ كه سيم را با بتن پيوند مي‌دهد مي‌توانيم اين موضوع را بررسي كنيم.
3.2.2- پارامترهاي ماده:
مواد مركب مثل CFRD آن ايزوتروپيك هستند ولي الياف ارتوتروپيك مي‌باشند. ماتريسها معمولاَ همگن و ايزوتروپيك هستند بنابراين خواص مكانيكي استحكام، مدول اليستيسه، انبساط حرارتي، ضريب انبساط رطوبت و ساير مواد توسط اندركنش ماتريسها و الياف تعيين مي‌شوند. پارامترهاي بالا از برداشت مي‌شوند، نسبت حجم الياف بر اساس D/N 53568 تعيين مي‌گردد و از مقادير سيمهاي CFK بالاتر است و به فرآيند توليد بستگي دارد. در آينده بهبود اين نسبت براي مقدار طرح ريزي مي‌شود. با استفاده از اين پارامترها، ضريب انبساط حرارتي مي‌تواند توسط كاربرد اصطلاحات زير محاسبه شود.
با تغيير دادن نسبت الياف – حجم پارامترهاي زير براي CFK بدست مي‌آيند.
باري حالت دو بعدي هدايت حرارت (V/Q) / اقامت كاهش مي‌يابد.
با تغير دادن نسبت الياف – حجم پارامترهاي زير براي CFK بدست مي‌آيند.
3.4- ساختار مكانيكي تحت عمل حرارتي:
براي حصول نتايج واقعي، ماتريس اپوكسي تحت بار حرارت بررسي شدند با استفاده از TMA ضريب انبساط حرارتي رزين اپوكسي در محدودة ° ° تعيين گرديد. ساختار انبساط حرارتي خالصي تقريباَ خطي است لذا مقدار ثابت براي كاربردهاي مهندسي عمران كافي مي‌باشد. مقدار ميانگين مي‌باشد . با دانستيه مقدار نسبت حجم و نسبت وزن رزين به سيم CFK ، ضريب انبساط حرارتي مي‌توانند توسط معادلات 3,2 محاسب شوند. اين ضريب محاسبه شده يك تقريب براي مقدار حقيقي است زيرا بستگي يه ميزان پيوند عرضي رزين اپوكسي، نسبت تركنندگي ابياف توزيع همگن رزين در سيمهاي CFK دارد و فقط به رطوبت مربوط نمي‌شود. با اين ضريب ، توزيع تنش در جهت شعاع و مماس مي‌تواند با فرض حلقة انبساط يافتة بارگيري شده توسط تنشهاي شعاعي ثابت در حلقة داخلي با استفاده از معادله(4) ، محاسبه شود.
توزيع تنش در بتن تحت فرض يك تفاوت دماي 20k و پارامترهاي ماده مطابق با جدول 1 مي‌باشد دردماي مماسي تنشهاي كششي مي‌تواند به 3/22 براي و براي
برسد تنشهاي كششي شعاعي در بتن به در ناحيه تماس بتن و سيم CFK مي‌رسد و بطور نمايي كم مي‌شود حداكثر تنش ماكزيمم در بتن كمتر از استحكام كششي آن است و مساحت ناحيه تنشهاي كششي خيلي كوچك است كه ناشي از نتايج نمايي است. بعضي تأثيرات بيشتر باعث كاهش پيوند مي‌شود و يك سيم دايره‌اي ايده‌آل صحيح نيست ، بع شكل واقعي بصورت مستطيلي تر است و تنشهاي كششي را توليد مي:ند در حاليكه از تنشهاي شعاعي خيلي يبشتر مي‌باشند بعلاوه اين مدل در نظر نمي‌گيرد كه سيم از بتن در دماي پائين جدا شود و بدليل كمتر در مقايسه با بتن جابجايي‌هاي نسبي بين سيم و بتن وجود دارد و بتن استحكامش را تحت اين شرايط عوض نمي‌كند و نيروهاي پيوند متفاوت توسط خراب كردن ناحية
پيوند ايجاد مي‌شوند.
4- نتيجه:
استحكام پيوند با اين موارد افزايش مي‌يابد.
1- ضخامت الياف اگر الياف در ماتريس‌هاي رزين اپوكسي فرو بروند.
2- استحكام بتن
3- آزمايشات بعدي براي مش‌هاي الياف كمربن برابب تعيين خواص پيوند آنها و ظرفبت حمل بار مي‌باشد اگر بصورت تقويت در بتن بكار برود.
4- نسبت به توانائي دوام بررسيهاي بعدي تحت جنبة خارجي جذب آب توانائي دوام نسبت حجم – الياف در حال پيشروي هستند.
پل یک سازه است که برای عبور از موانع فیزیکی از جمله رودخانه ها و دره ها استفاده می شود.پلهای متحرک نیز جهت عبور کشتی ها و قایقهای بلند از زیر آنها ساخته شده است. تاریخچه پل:
ایجاد گدرگاهها وپلها برای عبور ازدرههاورودخانه ها از قدیمی ترین فعالیتهای بشر است. پلهای قدیمی معمولا ازمصالح موجود در طبیعت مثلچوب وسنگ والیاف گیاهیبه صورت معلق یا با تیرهای حمال ساخته شده اند.پلهای معلق ازکابلهایی از جنس الیاف گیاهی که از دو طرف به تخته سنگها و درختها بسته شده و پلهای باتیر حمال ازتیرهای چوبی که روی آنها با مصالح سنگی پوشیده می شد، ساخته شده اند.
ساخت پلهای سنگی به دوران قبل از رومی هابر می گردد که درخاور میانه وچین پل های زیادی بدین شکل برپا شده است. دراروپانیز اولینپلهای طاقی را 800 سال قبل از میلاد مسیح، برای عبور از رودخانه ها از جنس مصالح سنگی ساخته اند.اغلب پلهای ساخته شده توسط رومی ها از طاقهای سنگی دایره شکل با پایه های ضخیم تشکیل یافته است.در ایران نیز ساختن پلهای کوچک وبزرگ از زمانهای بسیار قدیم رواج داشته و پل هایی نظیر سی و سه پل، پل خواجو وپل کرخه بیش از 400 سال عمر دارند. ازقرن یازدهم به بعد روشهای ساختن پلها پیشرفت قابل توجهی نمود و به تدریج استفاده ازدستگاههای فشاری ازمصالح سنگی و آجر باملاتهای مختلف ودستگاههای خمشیاز چوب متداول گردیده و تااوایل قرن بیستم ادامه یافت. شروع قرن بیستم همراه با استفاده وسیع ازپل های فلزی و سپس پلهای بتن مسلح می باشد
از اوایل قرن نوزدهم ساخت پل های معلق، قوسی یا با تیر حمال ازآهن آغاز شد. اولین پل معلق از آهن در سال 1796 به دهانه 21 متر درآمریکاساخته شد، همچنین در سال 1850 یکی ازمهمترین پلهای با تیر حمال از جنس آهن متشکل از دو دهانه 140 متر و دودهانه 70 متری درانگلستان ساخته شد. طویل ترین پل معلق به طول تقریبی 7 کیلومتر درسانفرانسیسکو ساخته و بزرگترین دهانه معلق به طول تقریبی 1400 متر در انگلیس (روی رودخانه هامبر) طراحی شده اند. در سال های اخیر طرح پلهای ترکه ای فلزی (با کابل مستقیم) نیز برای دهانه های بزرگ مورد توجه قرار گرفته و بعد از نخستین پل که در سال 1955 به دهانه 183 متر در سوئد ساخته شده،پلهای زیادی اجرا شده است. طبقه بندی پلها:
پلها را می توان ازنقطه نظرهای مختلف طبقه بندی نمود:
· نوع مقاطع باربر
· کاربردآیندهو
همچنین ببینید
· پل نقال
· پل بالارو
· پل چرخان
· پل دو طبقه
· پل شناور قایقی
· پل قوسی
· پل متحرک
· پل معلق
پلها از جمله شاه رگهاي حياتي در مواقع بروز سوانح طبيعي هستند، بنابراين جزو سازه‌هاي مهم دسته‌بندي مي‌شوند. در نتيجه براي مقاوم‌سازي آنها در برابر زلزله بايد از روش يا روشهايي استفاده کرد که مورد اعتماد، کارآ و تا حد امکان مقرون به صرفه باشند. يکي از اين روشها که از اوايل قرن حاضر مطرح و در اين اواخر به آن توجه بيشتري شده است ، جدايش پلها توسط سيستم‌هاي لرزه جدايش (SeismisIsolation) مي‌باشد. پلها به دليل خصوصيات ويژه خود، بستر مناسبي براي استفاده از اين سيستم‌ها هستند. در اين راستا کارهاي زيادي چه بصورت تئوري و چه بصورت عملي انجام شده است . پس بهتر ديده شد که ابتدا رفتار ديناميکي پلها مورد مطالعه قرارگرفته، سپس به بررسي نحوه تاثير سيستم‌هاي لرزه جدايش بر رفتار ديناميکي پلها در برابر زلزله پرداخته شود. در پلهاي جدايش يافته، حتي توسط بالشتکهاي الاستومري رايج، به علت تغيير محدوده پريودي، نياز به آناليز ديناميکي کاملا محسوس است . در اين راستا سعي گرديده تا ابتدا مدل مناسبي براي بيان رفتار ديناميکي پلها ارائه گردد. پس از انتخاب مدل مناسب ، حالتهاي مختلف قرارگيري جداينده‌ها در سازه پل، مورد بررسي. قرار گرفته است . به دليل فرضيات ابتدايي مبني بر رفتار خطي مصالح و نيز ساده‌سازي تحليل جداينده‌ها، رفتار اين اعضاء در مراحل اوليه بصورت خطي در نظر گرفته شد و تاثير عواملي نظير تغيير سختي عرشه، تغيير سختي پايه‌ها و تغيير سختي بالشتکهاي الاستومري بر روي پلهاي جدايش يافته و جدايش نيافته، مورد بررسي قرار گرفت . پس از اين مرحله با فرض رفتار غيرخطي جداينده‌ها در کنار رفتار خطي اعضاي اصلي سازه، که از فرضيات اساسي بحث لرزه جدايش است ، مقايسه‌اي بين عملکرد جداينده‌هاي متفاوت انجام پذيرفت . بدين ترتيب سه‌گونه کلي رفتار جداينده‌ها بصورت خطي (الاستومرها)، دو خطي (بالشتکهاي سربي لاستيکي) و الاستوپلاستيک کامل (جداينده‌هاي اصطکاکي خالص) مدنظر قرار گرفته است . در انتها به برخي روشهاي طراحي سيستم‌هاي لرزه جدايش براي پلها که در مراجع علمي و آئين‌نامه‌اي موجود بوده‌اند، اشاره شده است . با انجام مراحل بالا و مقايسه نتايج حاصل، موارد زير قابل بيان است : 1 - معادل‌سازي در امر تحليل سازه‌ها، بويژه پلها، نقش بسيار مهمي را ايفا ميکند. 2 - به دليل اهميت پلها به عنوان يکي از شريانهاي حياتي نيروهاي امدادرساني در مواقع بحران، آناليز ديناميکي آنها، بخصوص پلهاي داراي بالشتکهاي الاستومري توصيه مي‌گردد. 3 - استفاده از سيستم‌هاي لرزه جدايش غيرخطي، نتايج مطلوبتري را نسبت به سيستم‌هاي لرزه جدايش خطي سبب مي‌گردد که در اين ميان کاربرد بالشتکهاي سربي لاستيکي، عملي‌تر به نظر مي‌رسد. 4 - استفاده از سيستم‌هاي لرزه جدايش به عنوان يک گزينه مطرح براي طراحي پلها در برابر زلزله و نيز تقويت پلها موجود، قابل بيان است
علل اصلی خرابی بسیاری ازپلها قبل از پایان عمرشان، عدم توجه به معیارهای هیدرولیکی در طراحی، و اجراو نگهداری ازآنهاست. ظرفیت گذرسیلاب از پل پایداریبازه رودخانه در محل احداث پل هدایت جریان نیروهای هیدرو دینامیک جریان آبشستگی و فرسایش در اثر تنگ شدگی و یا ایجاد مانع عواملی هستند که در تعیین جانمایی طول ارتفاع وآرایش پایه و تکیه گاهها و مشخصات هندسی پایه هاوتکیه گاههای پل حائزاهمیت هستند که متأسفانه در کشورمان به مسائل فوق الذکرتوجه کمتری می گردد این مقاله نگاهی اجمالی به نقش مهندسی رودخانه و اهمیت بکارگیری آن در طراحی پلها دارد.
علیرغم استفاده از مصالح و تکنولوژی پیشرفته و صرف هزینه های هنگفت در طراحی و ساخت پل ها هرساله شاهد شکست و یا تخریب پلهای زیادی در دنیاو در کشورمان در اثر وقوع سیلاب هستیم. شکست و تخریب پلها علاوه بر خسارات مالی و گاهی هم جانی راه ارتباطی به نقاط سیل گیر و محتاج کمک رسانی را قطع می کند و خسارتها را دو چندان می نماید.
طبق بررسیهای انجام شده در اکثر موارد علت شکست پلها عبارتند از:
بر اساس آمار و اطلاعات جمع آوری شده از خسارات سیلاب در دوره زمانی سالهای 1331 تا 1375 افزایش تخریب پلها در اثر سیلاب چشمگیر بوده است.
آنچه که مسلم است یکی از عوامل اصلی این تخریبها عدم رعایت مسائل هیدرولیکی و مهندسی رودخانه در طراحی پلها در طی دهه گذشته ( که دوره توسعه سازندگی و پیشرفت بوده است) می باشد و شواهد نشان می دهد که در سالهای اخیر به این مساله توجه کافی نمی گردد. مسلماً عواقب ناشی از عدم رعایت مسائل مهندسی رودخانه در پل سازی جزصرف هزینه های زیادو بی حاصل ثمری نخواهد داشت و لازم است در برنامه های مربوط به پلسازی معیارهای هیدرولیکی در مطالعات طراحی و اجرای پلهامورد توجه قرارگیرند. تحقیقات انجام شده روی پلها نشان می دهد که علاوه بر عوامل سازه ای و ژئوتکنیکی که در محاسبه ابعاد پلها به کار می روند عوامل هیدرولیکی و اندرکنش سازه پل و رودخانه در تعیین جانمایی طول ارتفاع پایه و تکیه گاهها و حفاظت از پلها نقش اساسی دارند.
جانمایی و راستای قرارگیری پلها
عبور جاده و یا خط راه آهن از روی رودخانه ها محدود به بازه های خاصی از رودخانه هاست که توسط مسیر کلی راه مشخص می گردد علاوه بر آن مسیر کلی راه راستای قرارگیری پل روی رودخانه را نیز تعیین می نماید در حد امکان از احداث پل در بازه های ناپایدار باید اجتناب نمود بازه های ناپایدار بازه هایی از رودخانه هستند که رودخانه در آنها فرسایشی و یا رسوبگذار است.
انتخاب راستای پل عمود بر راستای جریان از وارد آمدن نیروی بیشتر و مورب به تکیه گاهها و پایه های پل جلوگیری می کند همچنین طول پل کاهش می یابد که در کاهش هزینه های کلی طرح بسیار موثر است استفاده از عکسهای هوایی و توپوگرافی بامقیاس مناسب ( 1.50000 تا 1.20000) یکی از راههای مفید برای مطالعه جانمایی و تعیین بهترین مسیر عبور پل از روی رودخانه است.
تعیین طول پلها
به دلیل ملاحظات اقتصادی وسازه ای تاحد ممکن طول پلها را کوتاه در نظر می گیرند اما باید دانست که شکل هندسی شرایط جریان در رودخانه پیوسته در حال تغییر است و کوتاه شده طول پل باعث تمرکز تنش جریان در محدوده احداث پل گردیده وموجب آبشستگی کف و کناره ها می گردد این موضوع در هنگام وقوع سیلاب به حالت بحرانی می رسد و ممکن است باعث تخریب پل گردد بنابر این طول پل باید طوری انتخاب شود که پایداری رودخانه در محدوده احداث پل حفظ گردد بر اساس تحقیقات انجام شده بازه های پایدار رودخانه، بازه هایی هستند که تغییرات چندانی در طول یک یا چند سال نداشته باشند از مفهوم بازه پایدار برای تعیین عرض تعادل رودخانه ها استفاده می گردد عرض تعادل با استفاده از مفاهیم روابط تجربی رژیم روش نیروی برکنش و مفهوم توان جریان استخراج می گردد. روابط رژیم بر اساس معادلات تجربی بین دبی جریان آب و رسوب عمق عرض و شیب رودخانه ها با بستر شنی نشان می دهد.
تعیین ارتفاع پلها
محدودیت های سازه ای و اقتصادی خاکریزهاو جاده های طرفین مسائل کشتیرانی و قایقهای تفریحی و ظرفیت آبگذری مهمترین عوامل تعیین کننده ارتفاع پل می باشند ظرفیت آبگذری پل به حداکثر دبی جریان گفته می شود که پل با اطمینان از خود عبور می دهد این مقدار جریان به هندسه مقطع پل و تکیه گاه ها شکل پایه های پل عرض تنگ شده رودخانه و ارتفاع پل بستگی دارد. با تعیین عرض تعادل رودخانه (یا همان طول پل ) دبی سیلاب طراحی برای محل و شکل مقطع پل و پایه های آن و ارتفاع پل محاسبه می گردد دبی سیلاب طراحی بر اساس اهمیت سازه از نظر ارتباطات تجارت و همچنین ریسک شکست و وارد آمدن خسارت انتخاب می گردد. اغلب دبی طراحی عبور سیلاب برای پلها را با دوره برگشت 50ساله بطور خلاصه می توان گفت برای شرایطی که سطح شالوده بالای بستر باشد، سرعت و اندازه گردابها بستگی به ابعاد و ارتفاع و عرض نسبی پایه نسبت به شالوده دارد یعنی اینکه در این حالت شالوده به عنوان یک عامل بازدارنده، خود باعث تشکیل گردابهای قویتری می گردد که با گرداب حاصل از پایه ترکیب شده و آبشستگی را تشدید می نماید.
در حالت دوم (سطح قانونی شالوده داخل حفره آبشستگی است)سیستم گردابهای ایجاد شده ضعیفتر از حالت اول می باشد و حتی در زماینکه سطح فوقانی شالوده به اندازه کافی به سمت بالا دست گسترش می یابد، گرداب ایجاد شده توسط پایه بر روی سطح شالوده هیچگونه تاثیری در سیستم ایجاد شده توسط پایه ندارد.
باتوجه به موارد فوق الذکر معادلات ارایه شده توسط ریچاردسون نیاز به بازبینی دارد.
انتخاب عمق شالوده پایه ها و به همین ترتیب برای تکیه گاهها با در نظر گرفتن حداکثر آبشستگی و موارد فوق الذکر در مورد پایه های مستطیلی صورت می گیرد.
هدایت جریان
شکل نامنظم رودخانه ها در مقاطع عرضی و در طول ممکن است باعث تغییرات مکانی جریان در رودخانه گردد این موضوع برای احداث پلها و عبور جریان ازمقطع آنها نامطلوب است و باید به نحوی جریان در بالادست پل یکنواخت توزیع شده و به طرف سازه هدایت گردد. این عمل توسط سازه طولی به نام دیوارهای هدایت جریان صورت می گیرد.
در بیشتر موارد مصالح مورد استفاده از رودخانه ای بوده و در قسمت سطحی و پیش بند از حفاظت های سنگچین استفاده می گردد گاهی شکل قرارگیری پل در مسیر رودخانه طوری است که به سادگی نمی توان جانمایی دیوارهای هدایت جریان و طول و مشخصات آنرا محاسبه نمود در این حالت با توجه به اهمیت پروژه پلسازی می توان از مدلهای فیزیکی جهت تعیین مشخصات آن استفاده نمود.
سال‌هاي اخير شناخت از رفتار سازه‌هاو برآورد نيروهاي وارد بر آنها به خصوص در هنگام زلزله از پيشرفت قابل ملاحظه اي برخورداربوده . جامعه مهندسي كشور ما نيز در بخش مشاوره (طراحي سازه ها) از اين خوان دانش به مدد حضور آيين نامه‌هاي طراحي به روز و ابزارهاي قدرتمند نرم‌افزاري وارداتي، بهره‌مند شده است. اين موضوع در مراحل اول و دوم مطالعات طراحي به خوبي رخنمون داشته اما در اجرا متاسفانه فاصله قابل توجهي ميان دانش نيروهاي بخش طراحي با دانش نيروهاي فني دستگاه هاي نظارتي و پيمانكاران به وجودآمده كه خود عامل مهمي در برآورده نشدن كيفيت مناسب در هنگام اجراي سازه‌ها شدهاست. البته اين نكته نيز دور از ذهن نماند كه گاهي اوقات نيز فاصله مذكور به طورمعكوس و به دليل عدم آگاهي بخش طراحي از روشها و ظرفيت‌هاي موجود در صنعت ساخت وساز به طرح‌هايي با قابليت هاي اجرايي پايين ختم گرديده است. مقاله حاضر به چندنكته از هر دو حيطه مورد اشاره در ارتباط با طراحي و اجراي پلهاي بتن مسلح ميپردازد.
قطع پيوستگي آرماتور دورپيچ در ناحيه تشكيل مفصل خميري در پاي ستون‌هاي پل
براي استهلاك انرژي زلزله آيين نامه ها اجازه مي دهند نواحي از پيش تعيين شده‌اي در سازه‌ها دچار تغيير شكل‌هاي خميري با حفظ سختي، مقاومت و شكل‌پذيري در چرخه هاي رفت و برگشتي امواج زلزله گردند. در پلها اين نواحي بطور معمول در زير سازه (پايه ها) انتخاب مي گردند. بطور خاص در ستون‌هاي بتني پايه‌ها اين تغيير شكل‌ها در پاي ستون‌ها و در طول ناحيه تشكيل مفصل خميري اتفاق مي افتند. به منظور تامين شكل پذيري لازم در مناطق با خطر لرزه‌اي زياد، آيين نامه‌ها همپوشانيoverlap آرماتورهاي دور پيچ در ناحيه تشكيل مفصل خميري در پاي ستون را ممنوع كرده‌اند. اما در شكل ذيل مشاهده مي گردد كه جدا از مساله همپوشاني ، پيمانكار براي سهولت اجرا و به دليل عدم آگاهي از اين نكته اصولي، حتي آرماتورهاي دورپيچ را هنگام اجراي فونداسيون درست در پاي ستون قطع نموده است. انقطاع ايجاد شده باعث كاهش تنشهاي محصور كننده در پاي ستون شده و عامل بسيار مهمي در كاهش قابل توجه شكل پذيري و ناپايداري پايه پل در هنگام زلزله خواهد بود.
وصله آرماتور طولي در ناحيه تشكيل مفصل خميري در پاي ستون‌هاي پل
بر اساس فلسفه مورد اشاره در قسمت قبل و مطابق مقررات آيين نامه ها وصله آرماتور طولي ستون فقط در ناحيه نيمه مياني ارتفاع ستون مجاز مي باشد. لازم به توضيح است كه حداقل طول وصله 60 برابر قطر آرماتور طولي بوده و بايد ضوابط دورپيچي ويژه براي آن اعمال گردد. متاسفانه در شكل زير مشاهده مي گردد كه وصله آرماتور دقيقاً در ناحيه غير مجاز ستون قرار گرفته و آرماتورهاي دورپيچ نيز در فونداسيون قطع شده‌اند. موضوع اخير از مهمترين عوامل خرابي‌هاي مشاهده شده در زلزله ها در اكثر نقاط دنيا مي باشد.
عدم تامين طول لازم براي نشيمن تيرهاي بتن مسلح پيش ساخته عرشه پل
در پلهاي متشكل از عرشه با تيرهاي بتن مسلح پيش ساخته در كشورمان استفاده از تكيه گاه نئوپرن الاستومري براي نشيمن تيرها در محل كوله‌ها و پايه ها بسيار رايج مي باشد. انتظار مي رود در هنگام زلزله، تغيير مكان طولي پل به دليل عدم وجود ميرايي در اين نوع نشيمنگاه‌ها قابل توجه باشد. لذا آيين نامه‌ها مقرر مي‌دارند كه طول نشيمن عرشه بر روي كوله و پايه پل از حداقل ميزاني برخوردار باشد. اين مهم به دليل جلوگيري از سقوط عرشه از روي كوله و پايه به داخل دهانه مي‌باشد. متاسفانه در شكل زير مشاهده مي‌گردد كه طول مذكور رعايت نشده است. در حاليكه اين موضوع در هنگام تهيه نقشه هاي اجرايي و زمان اجراي كوله به راحتي و با تامين براكت در ديواره كوله امكان پذير بوده است.
جانمايي نادرست نئوپرن در زير تيرهاي پيش ساخته عرشه پل
مطابق ضوابط آيين نامه ها، محور نئوپرن‌هاي چهارضلعي به دليل جلوگيري از اعمال فشار غير يكنواخت خارج از محور بايد بر محور تير منطبق بوده و اضلاع آن به موازات اضلاع تير باشند. متاسفانه در شكل زير مشاهده مي گردد كه هر دو مورد فوق در هنگام جانمايي نشيمن‌ها رعايت نشده و نئوپرن‌ها با خروج از مركزيت قابل توجه نصب شده‌اند. اين موضوع منجر به كاهش عمر مفيد بهره‌برداري از نئوپرن و ايجاد تنشهاي قابل توجه در انتهاي تير مي گردد.
عمل آوري نامناسب بتن عرشه و ايجاد ترك‌هاي انقباضي
در برخي موارد مشاهده مي گردد كه پيمانكاران براي عمل آوردن بتن دال عرشه از پهن نمودن گوني و مرطوب كردن آن استفاده مي نمايند. در صورت وزش باد و با توجه به وجود منافذ باز در سطح گوني، در عمل رطوبت آب به سرعت تبخير شده و در نتيجه ترك هاي سطحي فراواني در سطح دال ايجاد مي گردند. شكل زير به وضوح اين مساله را نشان مي دهد. ترك‌هاي مذكور باعث نفوذ مواد خورنده به سطح آرماتورهاي دال با پوشش كم شده كه به دنبال آن خوردگي آرماتور، پكيدن بتن اطراف آن و كاهش عمر مفيد بهره‌برداري از پل به وقوع مي پيوندد. به عنوان يك راه حل پيمانكاران مي توانند بجاي گوني يا همراه آن از نايلون هاي پلاستيكي استفاده نمايند به طوري كه بخار آب در زير پلاستيك محبوس شده و باعث عمل‌آوري بتن دال عرشه گردد. به علاوه عمليات بتن‌ريزي زماني انجام شود كه سرعت باد كم بوده و تابش شديد خورشيد وجود ندارد.
اجراي نامناسب درزهاي انبساط
يكي از مساله سازترين قسمت‌هاي پلها در زمان بهره‌برداري، درزهاي انبساط پل مي باشد. هر يك از ما روزانه چندين بار ضربه وارد بر اتومبيل خود را در هنگام عبور از همين درزها تجربه مي نماييم . در شكل زير يك نمونه درز انبساط در حال اجرا نشان داده شده است. زمان اجراي درزهاي انبساط بطور معمول همزمان با بتن ريزي دال مي باشد، در اين هنگام با توجه به دقت كم لحاظ شده در اجراي درز انبساط و همچنين عدم وجود آسفالت پوششي، رويه درز و بتن اطراف آن داراي پستي بلندي هايي خواهد شد كه در هنگام اجراي آسفالت امكان اصلاح آنها وجود نخواهد داشت. لذا توصيه مي گردد محدوده درز انبساط تا زمان اجراي آسفالت پل، بتن ريزي نشده و در هنگام اجراي آسفالت با تنظيم مناسب درز و آنگاه ريختن بتن مرحله دوم از هم تراز بودن سطح درز و آسفالت اطمينان حاصل گردد. به علاوه از اجراي درزهاي فولادي با پروفيل و ورق پوششي به دليل شكست جوش‌هاي اتصالي و ايجاد مشكلات فراوان احتراز شده و به جاي آنها از درزهاي لاستيكي مسلح استفاده شود.
GetBC(12);
موضوعات
پيوندها
|
|||
 |
تبادل لینک هوشمند 