شناسایی رفتار دینامیک پل‏های جداسازی شده تحت زمین لرزه های حوزه نزدیک با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه

Abstract

پل‏ها به عنوان یکی از سازه­های بسیار حساس و همچنین به عنوان یکی از زیرساختارها در آبادانی و شاهرگ حیاتی هر کشور در امور مربوط به حمل و نقل شناخته می­شوند. تخریب بسیاری از پل‏ها بعد از زلزله­های 1971 (سان فرناندو)، 1994 (نورتریج)، 1995 (هانشین) ژاپن و 1999 (چی- چی) تایوان نشان داد که هنوز هم در مورد طراحی لرزه­ای پل‏ها مسائل ناشناخته زیادی وجود دارد. در این پژوهش، یک پل روگذر موجود در شهر ارومیه مورد تحلیل دینامیک غیرخطی توسط نرم­افزار SAP2000 قرار گرفته است و پاسخ دینامیک آن با دو نوع سیستم جداسازی لرزه­ای نئوپرن لاستیکی و جداساز LRB و همچنین در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه، که شامل اندرکنش خاک و شمع و اندرکنش خاک و دیوار کوله می­شود، بررسی شده است. از نکات قابل اهمیت در این پروژه، مدل کردن توده خاکریز پشت کوله پل می­باشد که بسته به نوع جداسازی پل می­تواند پاسخ آن را تحت تأثیر قرار دهد. جهت انجام تحلیل دینامیک تاریخچه زمانی در این پژوهش از رکورد زلزله­های حوزه نزدیک و حوزه دور برای مقایسه پاسخ این پل تحت اثر این زلزله­ها استفاده شده است. نتایج تحلیل نشان می­دهد که جداسازهای LRB باعث افزایش جابجایی نسبی روسازه و کاهش جابجایی نسبی زیرسازه نسبت به جداساز الاستومری شده و تأثیر اندرکنش خاک و کوله را کم می کنند. از طرف دیگر، جداسازی پل سبب کاهش نیروها و توزیع بهتر نیروی برشی بین کوله و پایه­های میانی می­گردد. همچنین، خاکریز پشت دیوار کوله سبب اتلاف بخشی از انرژی زلزله شده، که میزان کاهش نیروی برشی زلزله در مدل­های جداسازی نشده بیشتر از مدل­های جداسازی شده می­­باشد. از طرفی، از مقایسه زمان تناوب­ها، در صورت عدم وجود فاصله مناسب بین روسازه و زیرسازه در محل درز انبساط، نتیجه می­شود که این میزان در مدل E، 52/0 و در مدل E-S حدود 36/0 است. در صورت وجود فاصله مناسب بین روسازه و زیرسازه در محل درز انبساط، این مقادیر به ترتیب به 89/0 و 87/0 افزایش می­یابند.