پاورپوینت روش های مقاوم سازی و بهسازی پل


عنوان:
روش های مقاوم سازی و بهسازی پل

استاد:
دانشجو:

فهرست مطالب
مقدمه
انواع خرابی و علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از روشهای بهسازی
استفاده از الیاف FRP
جاکت فولادی و بتنی
افزایش ابعاد عضو باربر
افزایش ظرفیت برابر بستر ( مقاوم سازی فونداسیون )
افزایش دیوارهای برشی
افزایش اعضا باربر و کاهش بار وارده به عضو باربر
 استفاده از انواع میراگرها و جداگرهای لرزه ای
نتیجه گیری
منابع و مراجع

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
2
در مسیر حمل و نقل زمینی، پل ها جزو سازه های مهم و در عین حال پر هزینه محسوب می شوند.
بررسی زلزله های گذشته نشان می دهد که پایه ها، بعد از تکیه گاه ها دومین عنصری هستند که در زلزله نسبت به دیگر اعضای پل بیشترین آسیب را دیده اند.
آسیب دیدگی این عضو می تواند منجر به فرو ریختن تمامی یا بخشی از پل شود، لذا این قسمت از سازه دارای اهمیت ویژه می باشد.
توان بخشی(بهسازی) ، روند و شیوه تعمیرکردن یا اصلاح کردن یک سازه به منظور دستیابی به شرایط بهره برداری جدید و یا افزایش عمر مفید بهره برداری آن است.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
3

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
4
انواع خرابی پل ها در اثر زلزله

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
5
در واقع ما در طرح و اجرای مقاوم سازی سازه های بتنی به دنبال حصول شرایط جدید در پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها از نظر بهره برداری و یا بارگذاری می باشیم.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
6
در واقع ما در طرح و اجرای مقاوم سازی سازه های بتنی به دنبال حصول شرایط جدید در پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها از نظر بهره برداری و یا بارگذاری می باشیم.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی
پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
7
پلها سازه های حساسی هستند زیرا هر گونه صدمه به آنها باعث خسارات مالی و جانی در هنگام زلزله و بعد آن می شود .

با توجه به وقوع زمین لرزه های متعدد و آسیب دیدگی سازه ها به ویژه شریان های حیاتی، به کارگیری انواع روش های مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای در چند دهه اخیر توسعه ای روز افزون یافته است.

قبل از انجام مراحل مقاوم سازی، مطالعه بر روی سازه اهمیت بالایی دارد که در این بین پل ها به عنوان سازه هایی استراتژیک و مهم، اهمیتی دو چندان دارند.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی
پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
8

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی
پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
9

Catcher Block

Seat Extender

Elastomeric Bearing

Steel Encasement

Fiber Wrap

Steel Jacket

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
10
استفاده از مصالح FRP در مقاوم سازی پل ها
استفاده از تکنیک های مقاوم سازی با FRP نشان داده که می توان از شکست ترد پایه های پل حین وقوع زلزله جلوگیری کرد.
در کنار توانایی این مصالح برای مقاوم سازی موفق پایه های پل مزایای اجرایی فراوان و همچنین خصوصیات ذاتی مصالح FRP (از جمله مقاوم بودن در مقابل خوردگی) باعث شده تا مهندسین روز به روز با فرار از روش های سنتی، از روش مقاوم سازی با مصالح FRP استقبال کنند.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
11
مهندسین در دهه های اخیر مقاوم سازی سازه های بتنی با روش FRP را به عنوان یک روش موثر شناختند و در تحقیقات گوناگون به این امر پرداختند.
در بخشی از این تحقیقات افزایش مقاومت فشاری، شکل پذیری و مقاومت در مقابل ضربه برای قسمت های بتنی ساختمان به ویژه ستون ها و پایه های پل با استفاده از دورپیچ کردن سیلندرهای بتنی با پارچه های FRP چه از نوع کربن CFRP و یا شیشه GFRP مورد بررسی قرار گرفته اند.
ستون های دورپیچ شده با FRP مقاومت فشاری بیشتر، شکل پذیری بالاتر و مقاومت به مراتب بیشتری در مقابل بارهای ضربه ای دارند.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
12
مزایای استفاده از مقاوم سازی توسط مصالح FRP در پل ها به شرح زیر است:

مصالح FRP قابل نصب بروی تمام مصالح مهندسی می باشد (فولاد، بتن، چوب، مصالح بنایی و …).
قابلیت افزایش مقاومت محوری، برشی و خمشی پایه.
افزایش شکل پذیری و قابلیت جابه جایی نسبی نهایی بیشتر. 
قابلیت اجرای این روش مقاوم سازی برای پایه های موجود در زیر سطح آب. 
کمترین افزایش در ابعاد پایه در بین روش ها مشابه. 
سرعت بالای مقاوم سازی بدون توقف بهره برداری از سازه.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
13
استفاده از ژاکت فولادی در مقاوم سازی پل ها
جاکت های فولادی مربعی و مستطیلی
تورم خارج از صفحه در مقطع عرضی و عدم محصور کنندگی مناسب هسته بتنی
تامین مقاومت برشی عضو تقویت شده
اشغال کم فضا پس از مقاوم سازی و بر آوردن ملاحظات معماری عضو
تقویت جاکت های فولادی مربعی در نواحی مستعد تشکیل مفصل پلاستیک جهت اعمال محصور کنندگی بیشتر و به تبع آن افزایش شکل پذیری عضو تقویت شده

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
14
مزایا
معایب
روش تقویت با استفاده از جاکت های فولادی
1- روش مرسوم مقاوم سازی برای پل ها
2- تاثیر کم بر وزن سازه پس از عمل تقویت و به تبع آن نیروی لرزه ای اعمالی کمتر به سازه در شرایط زلزله
3- دسترسی فراوان به مصالح کاربردی و سهولت نگهداری از عضو تقویت شده
4- بهبود خواص لرزه ای و مکانیکی عضو تقویت شده
1- امکان خوردگی فولاد در شرایط محیطی مهاجم
2- مشکلات اجرایی در حالت تقویت ستون های بلند

چکیده
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
مواد و مصالح مصرفی
منابع و مراجع
15
جاکت های فولادی اضافه شده به ستون های پل Illinois
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
16
 استفاده از انواع میراگرها و جداگرهای لرزه ای
جداگرها به منظور جداسازی سازه از حرکات شدید زمین هنگام زلزله بکار می روند. برخلاف ساختمان که جداسازی آن غالباً از روی فونداسیون انجام می پذیرد، در پل ها این جداسازی مابین رو سازه و زیر سازه اعمال می گردد.

علت این امر نیروی اینرسی بسیار زیاد قسمت رو سازه (که شامل وزن عرشه می شود) و همچنین سهولت اجرای آن می باشد. به طورکلی این جداگرها در پل ها به دو صورت الاستومتریک(لاستیکی) و اصطکاکی بکار گرفته می شوند.

این جداگرها به سبب سختی اندک وقتی زیر رو سازه تعبیه می گردند موجب افزایش پرویود ارتعاش آزاد کل پل گشته و انتظار می رود که این امر باعث کاهش نیروی زلزله وارد به سازه گردد. که معمولاً با توجه به طیف پاسخ تغییر مکان این کاهش نیرو با افزایش تغییر مکان رو سازه پل همراه است.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
17
مقاوم سازی پل با جداگر های لرزه ای
جداگر لرزه ای

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
18
این جداگرهای از دهه هفتاد میلادی در سازه ها بکار گرفته شده اند در پل ها، به عنوان یک دستگاه تکیه گاهی (که در ایران نئوپرن نامیده می شود) اکثراً بکار گرفته می شوند. لیکن به عنوان یک جداگر در تحلیل سازه پل بکار گرفته نمی شود.

این دستگاه تکیه گاهی از لاستیک طبیعی یا مصنوعی (نئوپرن) و به صورت ساده و یا مسلح به ورق های فولادی (به صورت لایه لایه) سخته می شوند. نوع جداگر لرزهای آن معمولاً نئوپرن مسلح می باشد که لایه های فولادی باعث افزایش سختی جداگرها در جهت قائم شده لیکن در جهت افقی سختی آن کماکان همان سختی برسی لاستیک که ده ها برابر کمتر از سختی قائم می باشد. این جداگرها عمدتاً از افزایش پریود سازه در کاهش نیروی زلزله بهره می برد و میرایی ویسکوز بحرانی آن حدود 3% می باشد.

نیروی بازگرداننده در سیستم به صورت طبیعی وجود دارد که همان قابلیت ارتجاعی لاستیک می باشد. نقطه ضعف این جداگرها در مقدار جابجایی بالای آن می باشد. این نئوپرنها در تحت زلزله حدوداً باید تا 3 برابر ضخامت خود را در جابه جایی جانبی تحمل کنند و پایدار بمانند.
جداگرهای لاستیکی

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
19
جداگرهای اصطکاکی
میراگرها
در اثر اعمال بارهای دینامیکی تغیر مکان حاصله همراه با سرعت و شتاب خواهد بود. جهت مقابله با شتاب وارده نیرویی به عنوان نیروی لختی در اثر جرم آن و جهت مقابله با سرعت نیرویی به نام میرایی در اثر اصطکاک بین ذرات و لقی اتصالات و غیره به وجود می آید و باعث تلف شدن مقداری انرژی می شود به این پدیده در اصطلاح میرایی میگویند. با تعبیر میراگر (دمپر) می توان اثر تخریب دینامیکی و انتقال جانبی سازه را به حداقل رساند.
می توان گفت این جداگرها از قدیمی ترین روش های جداسازی است. زیرا که صدها سال پیش بشر کشف شده بود که اگر زیر یک ساختمان را با شن گرد پر کند در زلزله روی آن می لغزد و می تواند پایدار بماند. امروزه جداسازی توسط صفحات فولادی پولیش شده که آغشته به ماده تفلون شده اند انجام می پذیرد.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
20
جداگر لرزه ای
میراگر

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
21
افزایش عرض نشیمن
باتوجه به احتمال فرو افتادن عرشه درمحل درزهای جابجایی هنگام وقوع زلزله، راهکارهایی جهت برطرف کردن این نقیصه چه از دیدگاه طراحی و چه از دیدگاه ترمیم ارائه شده است.
افزایش عرض نشیمنگاه
کنترل تغییر مکان در نقاط متحرک
خسارت پل بعلت نشیمنگاه ناکافی

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
22
جلوگیری از روانگرایی و فرونشست کوله ها
بعضی از سخت ترین و پرهزینه ترین روش های ترمیم مربوط به کاهش خطرات ناشی از زوال خاک   می باشد.

روش های کاهش خطر روانگرایی عبارتند از:
متراکم کردن خاک با ارتعاش مصنوعی درحالت اشباع قرار دادن ستون های سنگی و کاهش تولید فشار آب حفره ای. از طرف دیگر، اثرات سازه ای روانگرایی را می توان با افزایش درجه نامعینی پل کاهش داد.

در نتیجه روش های بازسازی بایستی بر این اساس باشد که روسازه به صورت پیوسته روی پایه ها درآید و حتی در صورت امکان با پایه ها به صورت یکپارچه گردد.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
23
فروریختن دهانه ها به علت چرخش پایه ها و فرونشست کوله ها (زلزله ۱۹۹۹ تایوان).

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
24
پس کشیدگی و پیش تنیدگی
افزایش مقاومت خمشی و برشی تیر سرستون
در این موارد بایستی مقاومت خمشی و برشی بالای سطوح نظیر تشکیل مفاصل پلاستیک ستون را افزایش داد.

یکی از رایج ترین روش های مقاوم سازی، پس کشیده نمودن تیر سر ستون با استفاده از  تاندون های خارجی است که در برابر بلوک های انتهایی مهار شده باشند، یا تاندون هایی که در تمام طول تیر سرستون در محفظه هایی در هسته آن ها قرار گرفته اند.

پیش تنیدگی می تواند مقاومت خمشی و برشی لازم را در بسیاری از موارد با هزینه کم افزایش دهد و نیز کارآیی اتصال را افزایش دهد.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
25
زوال ستون پل به علت مقاومت خمشی پایین (زلزله ۱۹۷۱ سان فرناندو)

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
26
افزایش عمق پی با یک لایه فوقانی(جلوگیری از زوال اتصالات)
اتصالات ضعیف تیر- ستون یا ستون – پی ناشی از مقاومت برشی ناکافی اتصال یا مهار ناکافی میلگردهای ستون نیاز به روش های بازسازی دقیق برای تضمین کارآیی پل در مقایسه با طرح پل های جدید دارد. در بعضی موارد نیاز به برداشتن بتن اتصال و قرار دادن میلگردهای برشی اضافی در اتصال می باشد.

همچنین پیش تنیدن تیر سر ستون برای کاهش تنش های کششی اصلی در مناطق اتصال تیر-ستون استفاده می شود که شدت زوال برشی اتصال را کاهش می دهد. بازسازی اتصالات ستون – پی  مشکل تر است. افزایش عمق پی با یک لایه فوقانی در بعضی موارد تنش های برشی اتصال را به میزان قابل قبولی کاهش می دهد.

در این موارد بایستی هزینه انجام این اصلاحات را برآورد کرد که ممکن است در بعضی حالات به صرفه نباشد.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
27
در بعضی موارد ممکن است که یک پل با درجه نامعینی کافی قادر به تحمل سطح مورد انتظار جابجائی های پاسخ بدون فروافتادن حتی پس از تخریب اتصال تیر- ستون یا ستون – پی باشد.

در چنین مواردی بایستی دانست که ظرفیت بار مرده پل با تخریب اتصال از بین نمی رود؛ البته به این شرط که کاهش کارکرد و استفاده پل قابل تحمل باشد.
شکست برشی ستون (زلزله تایوان)، شکست پایه بدلیل عدم شکل پذیری خمشی

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
28
کابل های مقید کننده

کابل های مقیدکننده غالبا از کابل های فولادی گالوانیزه به قطر 0.75 اینچ (19 میلیمتر) به طول 5 تا 10 فوت (1.52 تا 3.05 متر) تشکیل می شوند.

میلگردهای پرمقاومت گالوانیزه از نوع ASTM-A 722 نیز شبیه کابل های مقیدکننده رفتار می کنند با این تفاوت که سخت تر و بسیار شکل پذیرتر نسبت به کابل ها می باشند.

کابل های مقیدکننده در موقعیت مفاصل در محل اتصال عرشه به کوله یا عرشه به تیرهای سرستون در پل های MSSS (چند دهانه با دهانه ساده) و محل اتصال عرشه به کوله در پل های MSC (چند دهانه با دهانه پیوسته) نصب می گردند

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
29
پل هایی بوده اند که علیرغم مقاوم سازی توسط مقیدکننده ها، در زلزله های Loma Prieta89 و Northridge94 تخریب شده اند.
آسیب های مشابهی در مقیدکننده های ساخته شده توسط ژاپنی ها در خلال زلزله Kobe95 مشاهده شد.
اصولا کابل های مقیدکننده به گونه ای طراحی می گردند که همواره الاستیک باقی بمانند.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
منابع و مراجع
30
نتیجه گیری
نکته ای که در ارائه طرح بهسازی برای یک پل درخور اهمیت است، کاهش نیروهای وارد بر زیرسازه شامل ستونها، کوله ها و فونداسیون می باشد. زیرا روش های مرسوم تقویت زیرسازه نظیر استفاده از ژاکت های بتنی و فولادی و افزایش المانهای جدید علاوه بر اینکه مدیریت اجرای طرح بهسازی را سخت و پیچیده می سازد.

می توان مقیدکننده های ترکیبی را ابزاری مناسب که در عین سادگی، کاربردی نیز می باشند برای کاهش اثرات ناشی از ضربه در اجزای روسازه پل، قلمداد کرد.

استفاده از تکنیک های مقاوم سازی با FRP می تواند از شکست ترد پایه های پل حین وقوع زلزله جلوگیری کرد.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
منابع و مراجع
31
نتیجه گیری
لازم است بررسی شود که از سایر انواع مصالح و تجهیزات نظیر میراگرها یا آلیاژهای حافظه دار شکلی و نظایر آنها به عنوان جایگزین المان غیرخطی مقیدکننده استفاده شود به گونه ای که مقدار استهلاک انرژی سیستم مقیدکننده را بتوان افزایش دهد .

روشی که تاکنون بسیار مورد استفاده قرار گرفته است که شکل پذیری خمشی، مقاومت برشی و کارایی وصله پوششی را افزایش می دهد، استفاده از انواع پوشش فولادی بتنی و الیاف FRP  می باشد. برای ستون های دایروی دو تا نیم ورقه فولادی با شعاع کمی بزرگتر از  ستون، دور ستون قرار گرفته و به هم جوش می شوند. فاصله بین ورق و ستون را با تزریق پر می کنند. 

حرکت گهواره ای یا چرخش حول محور جانبی پی در بسیاری موارد به عنوان یک جداسازی لرزه ای قابل قبول با ظرفیت جابجائی عظیم تلقی می شود.

مقدمه
انواع خرابی و
علل مقاوم سازی
روش های بهسازی پل ها
بررسی برخی از
روشهای بهسازی
نتیجه گیری
منابع و مراجع
32
TRANSIT-New Zealand, Earthquake Resistant Design (Selections), 2004.

Tokyo Institute of Technology, Seismic Design of Bridges, 2005.

NCHRP, Elastomeric Bearings: Recommended Test Methods (chapter 3), Report 449.

Cement and Concrete Association, The Theory and Practice of Bearings and Expansion Joints, by: D. J. Lee, 1995.

– FHWA, Seismic Bridge Design Applications, Report No. FHWA SA-97-017, Prepared by: a committee of contributors, 1996.

شاهرخ مالک و همکاران، مدارک پشتیبان راهنمای بهسازی لرزهای پلها، در 24 مجلد ارائه شده در چارچوب طرح حاضر به دفتر نظام فنی اجرایی، معاونت برنامهریزی و نظارت راهبردی، 1385.

شاهرخ مالک و همکاران: مجموعه مقالات به چاپ رسیده در ژورنالها یا مجموعه مقالات کنفرانسها در زمینه رفتار، تحلیل، طراحی و بهسازی لرزهای پلها .

کانال تلگرامی

بانک پاورپوینت های مهندسی رشته عمران و معماری @Bankpptmohandesi