تخمین میزان میرایی پلهای قوسی بتنی غیرمسلح با استفاده ازتحلیل دینامیکی

پلهای قوسی بنایی به تعداد زیادی در شبکه راهآهن کشور موجود هستند که بیشتر آنها بیش از 70 ساله ساخته شدهاند.یکی از عوامل مهم در تحلیل و طراحی سازهها تحت اثر بارهای دینامیکی، مشخص بودن مشخصات دینامیکی از قبیل میراییو فرکانس طبیعی آنها میباشد. بنابراین بدست آوردن این خصوصیات از درجه اهمیت بالایی برخوردار هستند. به دلیل پیچیدگی موجود در رفتار اینگونه سازهها، برای ارزیابی آنها انجام آزمایشهای دینامیکی ضروری میباشد. آزمایش دینامیکیپلهای کیلومتر 23 و 24 راهآهن تهران- قم که دو پل قوسی بتنی غیرمسلح با طول و تعداد دهانههای متفاوت هستند،مشخصات مهمی نظیر فرکانس پنج مد اول، شتاب و تغییرمکان قائم پل تحت اثر حرکت قطار با سرعتهای مختلف در کلید قوس پلها به نمایش گذاشت. در این آزمایشها به دلیل محدودیت میدانی و عملیاتی میزان میرایی این پلها بدست نیامده-اند و مقدار میرایی همچنان مورد سوال است. از اینرو با توجه به اهمیت مسئله و همچنین بدست آوردن مشخصات دینامیکی ثانویه ای سازه، نیاز به یک مدل دقیق از پل تحت نیروهای دینامیکی میباشد. به همین منظور با توجه به اطلاعات بدست آمده از آزمایش، برای بدست آوردن یک مدل دقیق، از نرمافزار اجزاء محدودANSYS استفاده شده است. در این مدلسازی تمامی مشخصات هندسی پل مطابق با نقشه مدلسازی شده و با توجه به رفتار عمدتاً دو بعدی این سازه ها تحت اثر بارهای قائم، از تحلیل کرنش مسطح استفاده گردیده است و برای در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح از معیار دراکر – پراگراستفاده شده است. علاوه بر سازه اصلی، خاک زیر پل تا عمق 10 متر برای در نظر گرفتن پارامترهای فرعی مدلسازی شده است. به منظور بهنگام کردن مدل، فرکانس طبیعی مدل بعنوان معیار کالیبراسیون انتخاب شده است. در این کالیبراسیون پارامترهای نامعین از قبیل سختی خاک و شرایط مرزی آنقدر تغییر داده شدهاند که فرکانس مدل با پل یکسان شود. با انجاماین مدلسازی و بهنگام کردن مدل میتوان مشخصات دینامیکی ثانویه ی سازه را بدست آورد. در ادامه حرکت قطار بر روی پلها بصورت بار متحرک مدلسازی گردیده است و برای اعمال میرایی به مدل از میرایی رایله استفاده شده است. در اینتحلیل مقدار میرایی اعمال شده به مدلها بعنوان مشخصه ثانویه پل چنان تغییر داده شده است که تغییرمکان قائم پل تحت اثر حرکت قطار در آزمایش و مدل یکسان گردد.

کلیدواژه ها:

پل قوسی بتنی غیرمسلح ، بهنگام کردن مدل اجزاء محدود ، تحلیل دینامیکی ، بارگذاری متحرک