تحلیل پل های مرکب و کالیبراسیون مدل اجزا محدود؛ "مطالعات موردی بر روی پل قلعه مرغی شهر تهران"

هدف از انجام این تحقیق استفاده از نتایج آزمایش های بارگذاری میدانی پل قلعه مرغی شهر تهران جهت کالیبراسیون مدل اجزا محدود آن می باشد. این پل با هدف بررسی علل ارتعاشات نامطلوب، تشخیص مشکلات پل، عیب یابی و مشخص نمودن دلایل لرزش ساختمان های اطراف به دلیل عبور وسائل نقلیه از روی پل، پس از نصب ابزار دقیق تحت آزمایش بارگذاری قرار گرفت. جهت بررسی کامل رفتار پل و رفع ارتعاش آن می بایست مدلی از پل ساخته می شد. جهت ایجاد مدل بهینه و واقعی نیازمند کالیبراسیون مدل با توجه به نتایج آزمایش ها می باشیم. کالیبراسیون شامل تعیین پارامترهای ناشناخته و نامعلوم مدل بر اساس مقایسه نتایج و داده های حاصل از آزمایش بارگذاری با داده های حاصل از مدل اجزا محدود و تعدیل این پارامتر ها تا زمانیکه اختلاف بین داده های آزمایش و مدل تحلیلی مینیمم شود، می باشد. هدف از کالیبراسیون به دست آوردن مدلی صحیح از پل موردنظر می باشد که بتوان با استفاده از آن پاسخ سازه را تحت اثر هرگونه بارگذاری دیگری به ویژه بارهای طراحی، کامیون های استاندارد و زلزله مشاهده و پیشگویی نمود. در این تحقیق ابتدا مدل اجزا محدود کاملی از پل ساخته شد و بارگذاری های استاتیک مطابق آزمایش های میدانی بر روی آن اعمال شد. پس از آنالیزهای اولیه بر روی مدل پل، پارامترهایی که ممکن بود در نتایج تاثیرگذار باشند مورد بررسی قرار گرفتند و دیده شد پارامترهایی که بیشترین تاثیر را در نتایج حاصل از مدل دارند، سختی خمشی تکیه گاه ها، نحوه اتصال المان های عرضی به شاهتیرها و فاصله المان های عرضی می باشند، که این عوامل نشان می دهند که سختی عرشه بیش از مقدار واقعی آن در مدل اولیه می باشد. پس از شناسایی این عوامل سعی شد با ایجاد تغییر در آنها مدل در راستای شبیه سازی دقیق با سازه واقعی کالیبره شود به طوری که مقادیر تغییرمکان ها و فرکانس های ارتعاش مدل و پل واقعی بیشترین تطابق و نزدیکی را داشته باشند. سپس مدل کالیبره شده تحت یک آزمایش بارگذاری دیگر قرار گرفت و مشاهده شد نتایج تغییرمکان ها و فرکانس های ارتعاش حاصل از مدل و سازه واقعی همخوانی بسیار خوبی با هم دارند. دیده شد کوچک شدن فاصله بین المان های عرضی عملکرد دال را در توزیع بار، بهتر و واقعی تر نشان می دهد و مدول الاستیسیته بتن عرشه نقشی در کالیبره کردن مدل این پل ندارد. همچنین محل اتصال شاهتیرها به المان های عرضی که در ابتدا به صورت گیردار مدل شده بود، در مدل نهایی به صورت ناحیه صلب در نظر گرفته شد و در نهایت عوامل ایجاد کننده ارتعاشات در پل قلعه مرغی نزدیک بودن فرکانس پل با فرکانس طبیعی برخی کامیون ها و وسائل نقلیه عبوری از روی پل، وجود ناهمواری در سطح عرشه و نزدیک بودن فرکانس غالب ارتعاش پل به فرکانس طبیعی ارتعاش ساختمان های مجاور تشخیص داده شد.