دانشگاه رازی

ارتقای ایمنی لرزه‌ای پل‌ها بعنوان یکی از اجزای کلیدی شبکه حمل‌ونقل از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از موثرترین روش‌های کاهش پاسخ لرزه‌ای پل‌ها، استفاده از جداسازی لرزه‌ای است که یکی از انواع متعارف آن‌ها برای مقاوم سازی پل‌ها در مناطق لرزه‌خیز، جداگرهای لاستیکی-سربی (LRB[1]) می‌باشند. هدف اصلی این رساله امکان‌سنجی جایگزینی نوع جدیدی از جداگرهای الاستومری با جداگرهای LRB در دست‌یابی به عملکرد استفاده بی‌وقفه، در قبال زلزله مبنای طرح، در یک پل جداسازی شده (به عنوان مطالعه موردی) می‌باشد. جداگرهای ابداعی از نوع الاستومری مسلح به لایه‌های مش فولادی و مجهز به میراگرهای فلزی U شکل (MRB[2]) می‌باشند. شرایط تکیه‌گاهی جداگرهای MRB بصورت نیمه متصل[3] طراحی شده است تا تحت اثر نیروهای برشی، با بروز تغییرشکل جانبی شبه غلتان[4] سختی افقی موثر آن‌ها کاهش یابد. به منظور دست‌یابی به یک قیاس منطقی سامانه‌های جداسازی LRB و MRB بگونه‌ای طراحی شدند که دارای سختی جانبی و میرایی موثر مشابهی در سطح بیشینه خطر زلزله در محل احداث پروژه باشند. منحنی‌های هیسترزیس نیرو-جابجایی جانبی جداگرها با استفاده از تحلیل اجزا محدود توسط نرم افزار ABAQUS تعیین شدند. ارزیابی عملکرد پل‌های جداسازی شده با استفاده از تحلیل‌های دینامیکی فزاینده[5] با استخراج منحنی‌های شکنندگی، تعیین حاشیه فروریزش[6] و ارزیابی مودهای شکست آن‌ها توسط مدلسازی انجام شده در نرم افزار OpenSees صورت پذیرفت. مطالعات انجام شده در این پژوهش مبین آن است که هردو سامانه جداسازی شرایط بهره‌برداری بی‌وقفه در زلزله سطح خطر MCE را تامین می‌نمایند. میانگین ضرایب حاشیه فروریزش هر دو سامانه (با تحقق مود خرابی در جداگرهای لرزه‌ای) بالاتر از 3 محاسبه شد. پاسخ لرزه‌ای عناصر زیرسازه در پل مجهز به سامانه MRB محدودتر و شتاب پاسخ طیفی نظیر 50% احتمال خرابی در جداگر حدود 16% کمتر از مقدار نظیر در جداگر LRB محاسبه شد. مقایسه اقتصادی دو سامانه جداسازی مبین کاهش حدود 38% قیمت تمام شده و کاهش حدود 30% وزن جداگر MRB نسبت به جداگر LRB متناظر آن می‌باشد. با استناد به نتایج پژوهش حاضر، جداگرهای MRB از پتانسیل لازم به به عنوان یک سامانه دارای توجیه فنی و اقتصادی در جداسازی لرزه‌ای پل‌ها برخوردار می‌باشند. [1] Lead Rubber Bearing [2] Mesh-Reinforced Bearing [3] Partially Bonded [4] Pseudo-Rolling