ارائه روش جدید سلامت‌سنجی پایه‌های بتنی پل‌ها با استفاده از همبستگی بین داده سنسورها

Abstract

پایه‌ها، المان‌های طراحی حیاتی برای پل تحت بارگذاری زلزله هستند، اطمینان از پایداری و سلامت آن‌ها برای ایمنی کلی پل بسیار مهم است. متداول‌ترین روش‌های موجود برای تشخیص آسیب که عمدتاً در عرشه پل مورد استفاده قرار می‌گیرد، روش‌های مودال هستند. این روش‌ها به دلایل مختلف دارای خطا در یافتن آسیب در سازه هستند. از طرفی این روش‌ها نیازمند اطلاعات پایه سالم هستند. در این پژوهش با ارائه روشی جدید و استفاده از مفهوم همبستگی، سعی شده با حداقل خطا و بدون داشتن اطلاعات پایه سالم، وجود آسیب و محل آن تشخیص داده شود. بدین منظور، بلندترین پایه از رمپ A مجموعه پل‌های شهید باکری تهران به عنوان پایه مورد مطالعه انتخاب و با استفاده از نقشه‌های چون-ساخت مدل غیرخطی دقیق در نرم‌افزار opensees ساخته شد. آسیب ایجاد شده در مدل، به صورت کاهش سختی در مصالح بتنی و کاهش سطح مقطع در مصالح فولادی مقطع بوده است. محل اعمال آسیب نیز در ارتفاع پایه در سه ناحیه 15، 25 و 35 درصد ارتفاع به صورت جداگانه اعمال شده است. داده‌ها با استفاده از سنسورهای سرعت‌سنج در ارتفاع پایه جمع آوری شد و در انتها با استفاده از مفهوم همبستگی و ارائه اندیس خرابی مبتنی بر این مفهوم، توانایی اندیس ارائه شده در یافتن وجود آسیب و محل آن در سناریوهای مختلف آسیب ارزیابی گردید. نتایج بدست آمده، نشان دهنده عملکرد مناسب این اندیس در تشخیص خرابی در سناریوهای مختلف و شدت های آسیب بین 10 تا 30 درصد می‌باشد.