رفتار غیرخطی پل‌های مورب بزرگراهی در زمین‌لرزه‌های بزرگ(مطالعه‌ی موردی پل مورب فوت‌هیل در زمین‌لرزه‌ی ۹ فوریه ۱۹۷۱ سان‌فرناندو)

Abstract

پل‌های مورب به‌دلیل وضعیت هندسی ویژه، در زمان وقوع زمین‌لرزه رفتار پیچیده‌یی از خود بروز می‌دهند. پاسخ‌های هم‌بسته‌ی چرخشی و انتقالی عرشه در این پل‌ها، به‌همراه در دسترس نبودن یا پرهزینه بودن استفاده از نرم‌افزارهای مناسب تحلیل پویای غیرخطی، تعیین عوامل خرابی و نقاط ضعف احتمالی این پل‌ها را با دشواری مواجه می‌سازد. مشاهده‌ی خرابی این پل‌ها در زمین‌لرزه‌های گذشته حاکی از رفتار خاص و متفاوت‌شان از پل‌های مستقیم است. از این رو محققین مختلفی طی چند دهه‌ی گذشته رفتار لرزه‌یی این نوع پل‌ها را مورد بررسی قرار داده‌اند. هدف این مطالعه تحلیل پویای غیرخطی یک پل مورب و تحقیق درمورد عوامل خرابیِ آن است. از این رو پس از بررسی‌های اولیه، رفتار لرزه‌یی غیرخطی پل مورب بتن مسلح فوت‌هیل(F‌o‌o‌t‌h‌i‌l‌l) برای نمونه با مدل‌سازی پویای سه‌بعدی آن در نرم‌افزار المان محدود O‌p‌e‌n‌S‌e‌e‌s مورد بررسی قرار گرفته و تحلیل پویای تاریخچه زمانی غیرخطی تحت اثر سه مؤلفه‌ی طولی، عرضی و قائم زمین‌لرزه روی آن انجام می‌شود. نتایج به دست آمده برای این پل مورب با پل مستقیم متناظرِ آن مقایسه شده و نیز نمونه‌هایی از منحنی‌های تاریخچه زمانی پاسخ این دو نوع پل ارائه شده است. همچنین بیشینه نیروی محوری، برشی و لنگر خمشی و پیچشی پای ستون‌های پایه‌ها در این دو پل مورد ارزیابی و بررسی قرار می‌گیرد. نتایج عددی حاصله نشان‌گر تأثیر قابل توجه تورب پایه‌ها در نحوه‌ی پاسخ لرزه‌یی پل مورب فوت‌هیل و کاهش ظرفیت باربری آن براثر عملکرد توأمان نیروی محوری و لنگر پیچشی روی ستون‌های بحرانی است.