تحلیل قابلیت اعتماد برخورد کشتی به پایه ی پل دریایی با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه

در طراحی و ارزیابی سازه¬ی پل های واقع بر روی آبراهه های قابل کشتیرانی، بارهای وارده به این سازه ها در طی رویدادهای بالقوه¬ی برخورد کشتی(بارج) و پایه¬ی پل باید به طور دقیق و محتاطانه در نظر گرفته شوند. بنابراین برای بررسی همه جانبه¬ی این رویدادها، نیاز به انجام تحلیل هایی هم با مشخصات بارگذاری استاتیکی و هم دینامیکی می باشد. در این پژوهش به عنوان مطالعه¬ی موردی، به مطالعه¬ی پل st.george island causeway (قدیمی) واقع در روی خلیج apalachicola در ایالت فلوریدا در آمریکا پرداخته می شود. هدف از این پژوهش، هم انجام تحلیل های استاتیکی معادل مطابق با مقررات آیین نامه¬ی aashto ¬در تعیین نیروهای برخورد و عمق تغییرشکل های رویداده در کشتی(بارج) بوده و هم انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی برای شبیه سازی های المان محدود از مولفه های پایه¬ی پل مورد برخورد و کشتی(بارج) برخورد کننده به منظور مطالعه¬ی فاکتورها و اثرات بارز دینامیکی تشکیل یافته در طی رویداد های برخورد می باشد. تکنیک های به کارگرفته شده برای تحلیل المان محدود دینامیکی غیرخطی از رویداد برخورد در این پژوهش عبارتند از: تکنیک با دقت و ریزی بالای (high resolution) با استفاده از نرم افزارls-dyna و تکنیک با دقت و ریزی متوسط (medium resolution) با استفاده از نرم افزارfb-multipier ¬. در این پژوهش، مدل های تک پایه ای و چند پایه ای (سه پایه ای – دو دهانه) از پایه های کانال اصلی گذرگاهی پل st.george island causeway (قدیمی) توسط هر یک از استانداردهای ls-dyna و fb-multipier ایجاد می شوند که در این محل، پل به طور متقارن دارای 22 پایه¬ی 21 دهانه ای می باشد و با انجام سناریوهای مختلف شبیه سازی از رویداد برخورد بر روی پایه¬ی مورد نظر، با در نظرگیری متغیرهای سرعت و زاویه¬ی برخورد، وزن بارج و همچنین موقعیت محل برخورد بارج روی پایه¬ی پل ، نتایج مربوط به تغییرمکان و نیروهای سازه ای پایه¬ی پل و اندرکنش خاک و سازه¬ی بدست آمده از دو نرم افزار بیان شده، به منظور بررسی اثرات هریک از این پارامتر های متغیر در رویداد برخورد تفسیر شده و برای تصدیق و اطمینان از درستی روند شبیه سازی ها در معرض قیاس با یکدیگر قرار می گیرند. در نهایت با استفاده از این نتایج، به ارزیابی قابلیت اعتماد سازه¬ی پایه¬ی پل مورد برخورد با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو پرداخته می شود که دستور برنامه¬ی انجام آن برای حالات حدی تعیین شده در سناریوهای مختلف رویداد برخورد با استفاده از ابزار ریاضیاتی نرم افزار matlab (2011) نوشته شده و احتمال خرابی (pf) و شاخص قابلیت اعتماد (β) با توجه به توابع توریع احتمال در نظر گرفته شده برای متغیرهای تصادفی مورد نظر، محاسبه می شوند.