مقاوم سازی پل

تقویت سازه ای و مقاوم سازی پل ها

پل ها یکی از سازه های مهم و حساس و شریانهای حیاتی یک شهر می باشند. از این رو بررسی آسیب پذیری و تعمیر نقاط آسیب دیده آنها یکی از کارهای حساس می باشد. پلها در اثر گذر زمان و مسائلی مانند خوردگی، به تعمیر و مقاوم سازی نیاز پیدا می‌کنند. در بعضی کشورها به منظور عمل به آیین نامه‌های مهندسی، باید اقدام به بهبود عملکرد لرزه‌ای این سازه‌ها نمود. بسیاری از پل‌های قدیمی‌تر را باید در قسمت روسازه و یا زیرسازه تعمیر و مقاوم سازی کرد تا بتوانند بار زنده بیشتری را تحمل کنند. همه این موارد باعث می شوند تا محصولات کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر، راهکاری ایده ال برای بهسازی و مقاوم سازی پل ها و زیرساخت های حمل و نقل باشند. راهکارهای FRP مهندسی شرکت افزیر، گزینه‌های تعمیر و مقاوم سازی سریع و، پایدار و اقتصادی‌ای را به کارفرمایان، مهندسین و پیمانکاران ارائه می دهد تا اطمینان حاصل شود که پروژه سروقت، درحد بودجه تعیین شده و بدون حداقل اختلال در بهره‌برداری انجام شود. راهکارهای مقاوم سازی شرکت افزیر به خصوص برای مواردی که محدودیت زمانی وجود دارد و هدف افزایش عمر مفید سازه است، بسیار ایده آل می‌باشند.

 

مقاوم سازی پل

مقاوم سازی پل

 

خرابی پل‌ها ناشی از گسیختگی

گسیختگی خمشی و عدم شکل پذیری خمشی

گسیختگی‌های خمشی در ناحیه مفصل پلاستیک عمدتاً در پایه پل‌ها با آرماتورهای طولی پیوسته رخ می‌دهد. . بعضی گسیختگی‌ها به این علت است که هسته بتن به‌طور کافی با آرماتور عرضی محصور نشده تا به پایه اجازه رسیدن به جابجایی غیر الاستیک وارد شده توسط زلزله را بدهد. گسیختگی مفصل پلاستیک به‌وسیله ایجاد ترک‌های افقی، فروریختن هسته بتن در فشار و شکست آرماتور عرضی و کمانش آرماتور طولی ایجاد می‌شود. به علت کمبود فشار دور گیر کافی در سطح پارگی ناحیه وصله آرماتور، لغزش قبل از اینکه مقطع به ظرفیت خمشی نهایی برسد رخ می‌دهد. این مکانیزم لغزش در اثر وقوع ترک‌های عمودی ریز در هسته بتن فعال می‌شود. لغزش افزایش می‌یابد و با بزرگ شدن ترک‌های قائم و یکپارچه شدن آن‌ها پوشش بتنی در ناحیه وصله آرماتور تخریب می‌شود. کم شدن مقاومت خمشی معمولاً برای تقاضای شکل پذیری در جابجایی کم رخ می‌دهد و حتی می‌تواند قبل از تسلیم آرماتور طولی پایه رخ دهد.

گسیختگی برش

شکست‌های برشی ترد هستند و منجر به کاهش سریع مقاومت جانبی پایه می‌گردند. ستون‌های کوتاه با جزئیات آرماتوربندی عرضی قدیمی به‌ویژه به شکست برشی آسیب پذیرند، در حالی که برای یک بار جانبی داده شده مقاومت خمشی موجود معمولاً خیلی بیشتر از مقاومت برشی می‌باشد. یک گسیختگی ترکیبی برشی-خمشی هم می‌تواند رخ بدهد و با انتقال ناحیه مفصل پلاستیک همراه باشد. مفصل پلاستیک می‌تواند به مقطعی که نسبت فشار دور گیر به ممان خمشی اعمالی کمتر باشد منتقل شود. اگر فاصله آرماتورهای عرضی در ارتفاع پایه یکسان نباشد گسیختگی برشی ممکن است دور از ناحیه مفصل پلاستیک رخ دهد.

ماهیت ترد و ناگهانی شکست برشی باعث شده است در سازه‌های مقاوم در برابر زلزله یکی از مهم‌ترین الزامات، به‌کارگیری تدابیری برای دوری از انهدام برشی باشد. از آنجا که شکست برشی ستون همراه با ایجاد ترک‌های مورب در کل ارتفاع ستون خواهد بود لذا در مقاوم سازی ستون‌های بتن‌آرمه در برابر برش لازم است کل ارتفاع ستون مقاوم سازی شود. ستون‌های بتن‌آرمه به دلایل مختلفی ممکن است در اثر برش آسیب پذیر باشند، مهم‌ترین این علت‌ها عبارت‌اند از: ناکافی بودن خاموت ها، کوتاه بودن ستون‌ها، کمتر بودن ظرفیت برشی اولیه مقطع از نیروی برشی وارد بر آن در هنگام زلزله و نهایتاً کاهش ظرفیت برشی مقطع در هنگام زلزله

 

شیوه های نوین مقاوم سازی پل ها

جداگرها:

جداگرها به‌منظور جداسازی سازه از حرکات شدید زمین هنگام زلزله بکار می‌روند. برخلاف ساختمان که جداسازی آن غالباً از روی فونداسیون انجام می‌پذیرد، در پل‌ها این جداسازی مابین رو سازه و زیر سازه اعمال می‌گردد. علت این امر نیروی اینرسی بسیار زیاد قسمت رو سازه (که شامل وزن عرشه می‌شود) و همچنین سهولت اجرای آن می‌باشد. به‌طورکلی این جداگرها در پل‌ها به دو صورت الاستومتریک (لاستیکی) و اصطکاکی بکار گرفته می‌شوند. این جداگرها به سبب سختی اندک وقتی زیر رو سازه تعبیه می‌گردند موجب افزایش پرویود ارتعاش آزاد کل پل گشته و انتظار می‌رود 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.

جداگر لاستیکی:

این جداگرهای از دهه هفتاد میلادی در سازه‌ها بکار گرفته شده‌اند در پل‌ها، به‌عنوان یک دستگاه تکیه‌گاهی (که در ایران نئوپرن نامیده می‌شود) اکثراً بکار گرفته می‌شوند. لیکن به‌عنوان یک جداگر در تحلیل سازه پل بکار گرفته نمی‌شود. این دستگاه تکیه‌گاهی از لاستیک طبیعی یا مصنوعی (نئوپرن) و به‌صورت ساده و یا مسلح به ورق‌های فولادی (به‌صورت لایه‌لایه) سخته می‌شوند. نوع جداگر لرزهای آن معمولاً نئوپرن مسلح می‌باشد که لایه‌های فولادی باعث افزایش سختی جداگرها در جهت قائم شده لیکن در جهت افقی سختی آن کماکان همان سختی برسی لاستیک که ده‌ها برابر کمتر از سختی قائم می‌باشد. این جداگرها عمدتاً از افزایش پریود سازه در کاهش نیروی زلزله بهره می‌برد و میرایی ویسکوز بحرانی آن حدود 3% می‌باشد.

نیروی بازگرداننده در سیستم به‌صورت طبیعی وجود دارد که همان قابلیت ارتجاعی لاستیک می‌باشد. نقطه‌ضعف این جداگرها در مقدار جابجایی بالای آن می‌باشد. این نئوپرنها در تحت زلزله حدوداً باید تا 3 برابر ضخامت خود را در جابه‌جایی جانبی تحمل کنند و پایدار بمانند.

 

جداگرهای اصطکاکی:

می‌توان گفت این جداگرها از قدیمی‌ترین روش‌های جداسازی است. زیرا که صدها سال پیش بشر کشف‌شده بود که اگر زیر یک ساختمان را با شن گرد پر کند در زلزله روی آن می‌لغزد و می‌تواند پایدار بماند. امروزه جداسازی توسط صفحات فولادی پولیش شده که آغشته به ماده تفلون شده‌اند انجام می‌پذیرد.

میراگرها:

در اثر اعمال بارهای دینامیکی تغیر مکان حاصله همراه با سرعت و شتاب خواهد بود. جهت مقابله با شتاب وارده نیرویی به‌عنوان 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 می‌آید و باعث تلف شدن مقداری انرژی می‌شود به این پدیده در اصطلاح میرایی میگویند. با تعبیر میراگر (دمپر) می‌توان اثر تخریب دینامیکی و انتقال جانبی سازه را به حداقل رساند.

بهسازی لرزهای با استفاده از فوم پلیاستایرن EPS

خاصیت مهم فوم پلیاستایرن فراوانی، ضربه‌گیری و افزایش مقاومت فشاری پس از تغییر شکل آن می‌باشد. محل نصب این مواد حدفاصل دیوار گوشوارهای کناری در جهت عرضی و بین عرشه و کوله در جهت طولی می‌باشد.

پوشش‌های FRP عمدتاً برای بهسازی رفتار سازهای موجود یا تعمیر خرابی‌های ایجادشده در اثر خستگی، خوردگی، فرسودگی و … در سازه‌های موجود به کار می‌روند. این پوشش به وجه خارجی عضو بتن می‌چسبند. نسبت وزن به مقامت این مواد ۵۱ برابر بتن و 11 برابر فولاد می‌باشد.

انواع کامپوزیت‌های پلیمری FRP متداول در مهندسی عمران عبارت‌اند از الیاف کربن CFRP ، الیاف شیشه GFRP ،و الیاف آرامید. از محاسن کامپوزیت‌های پلیمری FRP می‌توان به وزن کم، انعطاف‌پذیری بالا، راحتی در جابه‌جایی، سرعت عمل بالا، برشکاری در قطعات دلخواه، سادگی اجرا و امکان تقویت به‌صورت خارجی و از معایب آن نیز می‌توان به آسیب‌پذیری در مقابل آتش‌سوزی و کم‌تجربگی مشاوران و پیمانکاران اشاره نمود .

در اعضای تخت مانند دال‌ها و تیرها صفحات پیش‌ساخته کامپوزیت FRP با عرض ۵ تا 1۵ سانتیمتر بر روی سطح تمیز شده عضو، سطح بتن با ماسه و با فشار هوا تمیز می‌شود و با استفاده از چسبانده می‌شوند.

در اعضای عمودی مانند ستون‌ها برای تقویت از صفحات پیش‌ساخته که در آن‌ها الیاف به‌صورت حلقه‌ای قرار دارند استفاده می‌شود. پس از آماده‌سازی سطح عضو بتنی با لایه چسب روی آن را می‌پوشاند و صفحه موردنظر در راستای مشخص روی عضو چسبانده می‌شوند.

مقاوم‌سازی با ورق‌های مسلح به پلیمر SRP

این تکنیک شامل سیم‌های شکل داده‌شده فولادی با مقاومت بالای مشبک محاط شده در رزین‌های پلیمری می‌باشد. سیستم SRP به‌راحتی قابل‌نصب است و نصب آن شباهت بسیاری به روش‌های مقاوم‌سازی سنتی فیبرهای مسلح با پلیمر FRP می‌باشد. به علت مستحکم بودن، عدم چسبندگی، اجرا سریع دوام بالا از این کامپوزیت استفاده می‌شود. یک اشکال کامپوزیت CFRP مربوط به هزینه آن‌هاست که انگیزه گسترش سیستمهای کامپوزیتی دیگر با استحکام برابر و هزینه کمتر را شکل می‌دهد.

 

شماری از پروژه های تعمیر و مقاوم سازی برای پل ها و صنعت حمل و نقل که قابل اجرا توسط راهکارهای شرکت افزیر به ویژه راهکارهای FRP هستند عبارت است از:

  • تعمیر و مقاوم سازی خمشی و برشی عرشه بتنی، تیر و اتصالات خورده شده
  • تعمیر و مقاوم سازی ستون و شمع بتنی، فولادی و چوبی خورده شده
  • تعمیر و مقاوم سازی المان های سازه ای آسیب دیده در اثر حوادث رانندگی مانند ستون و اتصالات
  • بهسازی و مقاوم سازی پل هایی که بار زنده آن ها افزایش یافته است.
  • تعمیر و مقاوم سازی کالورت های فلزی خورده شده
  • تعمیر و مقاوم سازی کالورت های مستطیلی به منظور افزایش ظرفیت بار زنده آن ها
  • بهسازی و مقاوم سازی لرزه ای پل ها به منظور بهبود عملکرد ان ها در برابر زلزله
  • تعمیر و تقویت شمع مغروق خورده شده
  • تعمیر و یا ساخت خطوط لوله انتقال آب و یا سایر سیالات که از روی پل عبور می کنند.
  • تعمیر و مقاوم سازی کوله، دیوار دریایی و شمع ورق خورده شده

 

در بیشتر پروژه ها، مهندسین و متخصصین شرکت افزیر پس از محاسبه شرایط کنونی سازه و بررسی نیاز کارفرما، راهکارهای طراحی و ساخت مهندسی شده خود را به همراه نقشه ها و جزییات دقیق فنی و مهندسی به کارفرمای محترم ارائه می دهند. اجرا نیز توسط نصاب‌ها و مجریان با تجربه و با دانش شرکت افزیر انجام می شود. راهکارهای شرکت افزیر، کارآمد، از نظر زمان و هزینه بهینه و نیز با حداقل تاخیر و خطای ممکن می‌باشند. طبیعتا در صورت عدم اجرای به موقع مقاوم سازی، پل ممکن است در بارندگی، زلزله و هر گونه بلایای طبیعی دیگری پل دچار تخریب شود. به عنوان نمونه عدم مقاوم سازی پل کن واقع در جاده قدیم تهران کرج، باعث تخریب آن شد.

 

تخریب پل کن در اثر عدم مقاوم سازی به موقع

تخریب پل کن در اثر عدم مقاوم سازی به موقع

 

تخریب پل کن در اثر عدم مقاوم سازی به موقع

تخریب پل کن در اثر عدم مقاوم سازی به موقع

 

تخریب پل کن در اثر عدم مقاوم سازی به موقع

تخریب پل کن در اثر عدم مقاوم سازی به موقع

مقاوم سازی پل
5 (100%) 5 votes
به اشتراک بگذارید:

نظر دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *