مبانی نظری اثر زلزله های بزرگ بر پل ها

اثر زلزله های بزرگ برپل ها

زلزله نورثریچ كالیفرنیا، در سال 1994 زلزله‌ای به‌شدت 7/6 ریشتر منطقه نورثریچ كالیفرنیا را لرزاند و باعث  به وجود آوردن خساراتی وحشتناک به بزرگراه‌ها ساختمان ها و پل ها شد بسیاری از پل ها به خاطر ضعف در طراحی لرزه ای فرو ریختند گسل ها باعث جابجایی زمین و پایه ها شدند كه این عامل منجر به سقوط بسیاری از پل ها شد. پل كادلاك در نورثریچ آمریکا در سال 1991 با استفاده از شمع های بزرگ درجاریز در اطراف هر دو کوله خود برای جلوگیری از حرکت عرضی مقاوم سازی شده بود. پای ستون تا حدی بوسیله مهارهای سنگی مقاوم سازی شده بودند، جهت تقویت سرستون ها از غلاف های فولادی استفاده شده بود آسیب دیدگی این پل در هنگام زلزله ی نورثریچ نسبتاً جزئی بود و به جز نشست پشتی کوله ها و نشست دال معبر خسارات جدی سازه ای نداشت. دلیل اصلی آسیب های وارده بر این پل به علت نوع خاک و انحراف زیاد پل بود. پل بتنی سینگا در دهه ی 1960 در نورثریج ساخته شده بود. در این زلزله ستون های غیر شکل پذیر این پل در برش خسارت دیدند و تحت اثر وزن پل فرو ریختند [2]. 

..................

2-2-1- تغییر مكان های لرزه ای

 2-2-1-1- افتادن و شكست عرشه ها به سبب از دست رفتن سطح اتكا 

معمولاً عرشه ها و شاهتیر های بكار رفته در پل ها از استحكام لازم برخوردار بوده و همه الزامات طراحی در مورد آنها رعایت شده و دچار خرابی به دلیل ضعف در طراحی خودشان نمی شوند اكثر خرابی های اتفاق افتاده در شاهتیر ها به علت لغزش از روی تكیه گاه می باشد [6]. دو عامل در وقوع چنین پدیده ای دخالت دارد یكی عرض نشیمن ناكافی برای جابجایی طولی و عرضی شاهتیرها و دیگری دوران پایه ها. یك عامل دیگر كه از افتادن عرشه جلوگیری نمیكند اتصال نامناسب بین دو قسمت عرشه با ستون ها می باشد. ایجاد درز انقطاع بین پانل های عرشه پل برروی ستون ها بسیار متداول می باشد دو انتهای پانل عرشه برروی بالشتک هایی بر روی     ستون ها بصورت اتکایی قرار می گیرد. چنانچه طول این نوع تکیه گاه کم باشد، اختلاف جابجایی ستون پل ها در زلزله بعلت ارتعاشات ناهمگون ستون ها باعث از دست رفتن تکیه گاه عرشه شده و عرشه بصورت یک جسم یکپارچه فرو می ریزد. در زلزله های دهه 90 میلادی خرابی بیشتر شاهتیرها و فروریزی دهانه های پل عمدتاً به دلایل بالا بود. پل وو شی نمونه ای از پل هایی بود كه در زلزله چی چی تایوان دهانه های آن فرو ریخت در این پل به علت دوران شالوده و پایه، شاهتیرها از روی تكیه گاه لغزش كرده و به علت نداشتن عرض نشیمن كافی حركت كرده و افتادند به همین علت چنانچه طول نشیمن گاه این اجزاء به اندازه كافی نباشد در اثر لرزش زمین یا بروز تغییر شکلهای دائمی و بزرگ در زمین براثر زلزله یا گسل، عرشه دچار جابجایی شده و از روی تكیه گاه لغزش میكند و می افتد [4]. در تصویر (2-7) افتادن عرشه به علت جابجایی زمین و نداشتن عرض كافی نشیمن گاه نشان داده شده است.

....................

2-2-1-2- درز انبساط

................

2-2-1-3- تغییر مكان خاك ساختگاه و اثر آن بر سازه 

...................

2-2-1-4- كوبیده شدن قسمت های سازه ای پل به یكدیگر  

.................

2-2-2- آسیب دیدگی های كوله 

..................

2-2-3- آسیب های ایجاد شده در سطح عرشه 

.................

2-2-4- آسیب دیدگی های نشیمن گاه (كلید های برشی) 

.................

2-2-5- بررسی رفتار لرزه ای پایه های پل 

به طور كل می توان دو نوع شكست را برای پایه های پل متصور شد:

الف ) شكست های شكل پذیر: 

تا قبل از سال 1971 طراحان از احتیاج پایه های پل به شكل پذیری با پتانسیل مفاصل خمیری ناآگاه بودند و تنها مقاومت كافی را عامل پایداری در برابر زمین لرزه می پنداشتند.

.................

ب ) شكست های غیر شكل پذیر: 

ب-1) پایه بتن مسلح 

................

ب-2) پایه فولادی :

................

2-2-6- آسیب های وارده به دال های دسترسی یا پیش دال ها 

................

2-2-7- تأثیر ساختار هندسی بر سازه پل 

..............

2-2-8- شكست  فنداسیون

..............

2-2-9- آسیب پذیری تكیه گاه و اتصالات

................

2-2-10- خرابی های قابل قبول از نظر آئین نامه آشتو

...............

2-2-11- خرابی های غیر قابل قبول از نظر آشتو 

..................

2-2-11-1-  شكست ستون

...............

2-2-11-2- از دست رفتن تكیه گاه شاهتیرها 

.................

2-2-12- اثرات تخریبی زلزله بر پل های ایران

................

2-3- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر زلزله بر پل ها  

................

2-4- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر زلزله بر پل ها در ایران 

.................

2-4-1- تحقیقات انجام شده در زمینه بررسی آسیب پذیری كمی پل ها 

.................

2-5- معیارهای عملکردی 

...............