بررسی رفتار پل های مقاوم در برابر زلزله تحت تأثیر بارگذاری انفجاری

در تحقیق حاظر اصول و مراحل تحلیل پلها تحت بارهای انفجاری تبیین شده است. پس از تعریف و گسترش سطوح خسارت و عملکرد پلها تحت حملات تروریستی، یکی از پلهای مهم کشور (واقع در شهر تهران) که قبلاً در نشریه ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای پلها (شماره 511) تحلیل خطرپذیری لرزه ای آن انجام شده است، مورد ارزیابی آسیب پذیری انفجاری قرار گرفته است. با توجه به اینکه در ارزیابی از روش تحلیل دینامیکی نادرگیر استفاده شده است، نیاز به بررسی میزان دقت این روش در برنامه ansys lsdyna وجود دارد. با انجام تحلیل بر سه نمونه دال بتنی که قبلاً آزمایش شده است، میزان دقت و کارآیی روش برآورد میشود. پس از درستی-آزمایی روش تحلیل سازه پل در برابر انفجار، پل نمونه با در نظر گرفتن حالات مختلف انفجار تحلیل شده است و بر اساس مکانیزم هایی برای ستونها، تیر سرستون و عرشه سطوح عملکردی و خسارت پل در سناریوهای محتمل مشخص شده است. نتایج برنامه ansys lsdyna حاکی از آن است که انفجارهای زیر عرشه توانایی ایجاد خرابی بیشتری نسبت به انفجارهای روی عرشه دارند. به این ترتیب که مقادیر ماده منفجره کمتر در سناریوهای زیر عرشه سطح عملکرد پایین تری برای پل رقم میزنند. بار بحرانی برای سناریوهای زیر عرشه 5w و برای سناریوهای روی عرشه 7w و 10w ارزیابی شدند. با توجه به طبیعت بارگذاری انفجاری، در نزدیکی محل انفجار مقادیر تنش، کرنش و جابجایی بسیاز زیادی از پل مورد انتظار است که در طول مدت زمان 05/0 ثانیه با توجه به سناریو و مقدار ماده منفجره اتفاق می افتد. به این معنی که در هر سناریو مقادیر ماده منفجره بیشتر پارامترهای خروجی بیشتر و در مدت زمان کمتری نتیجه میدهد. با تعیین بار بحرانی انفجار که در آن با کمترین مقدار ماده منفجره بیشترین خسارت انتظار میرود، برای بهسازی پل اقدام میشود. به منظور انتخاب روش بهسازی از برنامه autodyn ver.11 استفاده شد. در این برنامه یک ستون پل تحت آنالیز درگیر قرار گرفته و دو روش زره بتنی و زره فولادی برای آن ارزیابی شدند. پس از مقایسه پارامترهای مختلف خروجی تحلیل از جمله: خردشدگی بتن، جابجایی پای ستون و دوران سرستون، تنش برشی وارده بر هسته بتنی روش زره فولادی روشی مناسب انتخاب شد. نتایج برنامه autodyn برای مدلسازی یک ستون نشان دادند که خردشدگی بتن در بارگذاری انفجاری یک عامل موثر در کاهش مقاومت عضو میباشد. افزودن زره فولادی در مقایسه با زره بتنی بسیار موثرتر میباشد به طوری که 10 میلی متر ورق فولادی دورپیچ بر ستون میتواند پارامترهای ذکر شده را به طور قابل قبولی کاهش دهد. در این مورد با مقایسه نتایج تحلیل با آزمایشات انجام شده و پیشنهادات قبلی مقایسه مشخص شد که پیشنهاد 10 میلی متر برای ورق محافظه کارانه و در جهت اطمینان میباشد. پس از انتخاب شیوه بهسازی برای ستون، مجدداً پل مورد مطالعه در برنامه ansys تحلیل شد و طبق نتایج تحلیل، کاهش یک یا دو سطح در میزان خسارت و بهبود قابل قبول در سطح عملکرد مورد انتظار است.