پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

اثر انعطاف پذیری و رفتار خاک برپاسخ لرزه ای برشگیر پل ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد بوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، بوشهر، ایران
2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه خلیج‌فارس، بوشهر، ایران
چکیده
در چند دهه اخیر مطالعات متعددی در زمینه رفتار لرزه ای پلها تحت اثر زلزله های مختلف صورت گرفته است. برشگیر پلها به عنوان عناصر فیوز مانند جهت جلوگیری از در رفتگی عرشه پل از روی زیر سازه نقش مهمی را در پل ها ایفاء می نمایند. اما موضوع مهمی که در این مطالعات به آن توجه چندانی نشده است، تأثیر ساختگاه پل بر پاسخ های ایجاد شده در برشگیرها تحت اثر برخورد شاهتیرها به برشگیرها در زمان وقوع زلزله می باشد. در مطالعه حاضر پس از ساخت مدل اجزاء محدود یک پل با سایر اجزاء آن از جمله برشگیرها در شرایط واقعبینانه سه بعدی ، صحت عملکرد مدل با مقایسه با نتایج معتبر مورد تأیید قرار می گیرد. سپس با توجه به تأثیر انعطاف پذیری خاک و رفتارهای خطی و غیرخطی خاک زیر پل، اثرات آنها در پاسخ لرزه ای (تحت زلزله طبس) در پل و برشگیرها مورد بررسی قرار خواهد گرفت. تغییرات پاسخ در پل، تحت اثر انعطاف پذیری خاک در برخی موارد تا 37 در صد قابل مشاهده است، تحت اثر تغییر سختی خاک و نیز لحاظ کردن رفتار خاک بصورت واقعی تر تحت شرایط رفتار الاستو-پلاستیک خاک، پاسخ در برشگیر پل تا 100 درصد متفاوت می باشد. این مساله لزوم طراحی دقیق پل ها خصوصاً برشگیر آنها تحت زلزله ها و خاک های متفاوت و مبتنی بر واقعیت منطقه را ضروری می نماید.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Effect of Soil Flexibility and Behavior on Seismic Response of Shear Keys in Bridges

نویسندگان English

Hadi Dashti 1
Afshin Hefzi 1
Alireza Fiouz 2
1 Department of Civil Engineering, Bushehr Branch, Islamic Azad University, Bushehr, Iran.
2 School of Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
چکیده English

In recent decades, several studies have been conducted on the seismic behavior of bridges under various earthquakes. Shear keys in bridge, as fuse elements, play an important role in bridges to prevent the deck of the bridge from falling under the structure. But, an important issue that has not been given much attention in these studies is the effect of the site effect of bridge on the responses generated in the shear keys at the time of the earthquake. In the present study, after constructing a finite element model of a bridge with its other components, including shear keys, in realistic three-dimensional conditions, the accuracy of the model's performance is confirmed by comparing it with valid results. Then, considering the effect of soil flexibility and linear and nonlinear soil behaviors under the bridge, their effects on seismic response (under the TABAS earthquake) in the bridge and shear keys will be examined. The changes in the response of the bridge can be seen in some cases up to 37% due to the flexibility of the soil. Under the influence of change in soil flexibility and also taking into account soil behavior more realistically under the conditions of soil elasto-plastic behavior, the response in shear keys is up to 100% different. This makes it necessary to carefully design the bridges, especially the shear keys them under different earthquakes and soils.

کلیدواژه‌ها English

Earthquake
Numerical
Shear Key
Soil Stiffness
Soil- Structure Interaction
- دهقانی، حمیدرضا و دهقانی، احسان (1397). مقایسه روشهای مختلف تحلیل لرزه­ای در برآورد رفتار لرزه­ای پل­های قوسی فولادی در جهت طولی. پژوهشنامه حمل و نقل، شماره 56، 144-123.
-­ رضایی تبریزی، علی (1381). مطالعه اثر اندرکنش سازه-خاک-سازه بر پاسخ غیر­خطی سازه‌های بلند. پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: فریبرز ناطقی الهی، تهران: پژوهشگاه بین المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله.
-­ شیرگیر، وحید (1393). ارائه مدل تحلیلی رفتار لرزه­ای پایه پلها با در نظر­گیری اثرات اندرکنش خاک- سازه. پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: علی قنبری، تهران: دانشگاه تربیت معلم (خوارزمی).
-­ صالحی، احمد (1384). تحلیل لرزه‌ای غیرخطی پل‌های پس کشیده جعبه‌ای با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه. پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: امیرمهدی حلبیان­، اصفهان: دانشگاه صنعتی اصفهان.
-­ صمدیان، بهروز، جانعلیزاده، عسکر و واثقی امیری، جواد (1383). لحاظ نمودن اندرکنش خاک و سازه در تحلیل دینامیکی سازه‌ها. تهران: اولین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه شریف.
-­ فیض­اله زاده­خویی، ایمان، موحدی­فر، مجتبی (1396). اثر سختی خاک بر عملکرد لرزه­ای پل‌های یکپارچه. پنجمین کنگره بین المللی عمران­، معماری و توسعه شهری، تهران، دبیرخانه دائمی کنفرانس.
-­ وتر، محمد قاسم، عظیمی، نیما، زاهدی، مهدی و خالقی، احمد (1396). اثر رفتار غیر خطی خاک و اندرکنش خاک و سازه بر پاسخ دینامیکی سازه‌های بلند. کنفرانس بین­المللی عمران، معماری و شهرسازی ایران معاصر، تهران، دانشگاه اسوه، تهران، دانشگاه شهید بهشتی.
-­ قدرتی امیری، غلامرضا؛ رازقی، حمیدرضا، خدابخشی، مسعود و اقبالی، مهدی، (1392). اثرات مدلسازی کوله‌ها و مفاصل پلاستیک پایه‌ها در رفتار لرزه‌ای پل‌های بتنی. مهندسی حمل و نقل، سال چهارم، شماره چهارم،112-88.
-­ محتشمی، احسان؛ شوشتری، احمد (1393). بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر رفتار لرزه‌ای پل‌های یکپارچه. هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران. دانشکده مهندسی عمران، بابل، اردیبهشت­ماه­، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل.
-­ محمدزاده، یعقوب (1395). تحلیل اندرکنش پی- خاک و سازه در رفتار لرزه‌ای پل‌ها به روش المان محدود (مطالعه موردی). پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: غلام مرادی، تبریز: دانشگاه تبریز.
-­ یحیی‌نسب، محمد امین (1390). بررسی اندرکنش خاک- سازه در پل‌های یکپارچه. پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: غلام مرادی، تبریز: دانشگاه تبریز.
-ABAQUS theory manual. Pawtucket, (2016). R.I: Hibbitt, Karlsson and Sorensen, Inc. Version 6.11.
-Bi, Kaiming And Hao, Hong (2015). Modelling of shear keys in bridge structures under seismic loads. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 74, 56-68.
-Bozorgzade, A., Megally, S., Restrepo, J. I. And Ashford, S. A. (2006). Capacity evaluation of exterior sacrificial Shear keys of bridge abutments. Bridge Engineering, September/October 555-565.
-Callisto, L., Rampello, S. And Viggiani, G. M. (2013). Soil–structure interaction for the seismic design of the Messina strait bridge. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 52, 103-115.
-Dezi F. Carbonari S; Tombari A. Leoni G. (2012). Soil-structure interaction in the seismic response of an isolated three span motorway overcrossing founded on piles. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 151-163.
-Goele, R. K. And Chopra, A. K. (2008). Role of Shear keys in seismic behavior of bridges crossing fault-rupture zones. Bridge Engineering, 13(4), 398-408.
-Megally, S. H., Silva, P. F. And Seible, F. (2001). Seismic response sacrificial shear keys in bridge abutments. The University of California.
-RabetiMoghadam M., Baziar M. H., (2016). Seismic groundmotion amplification pattern induced by a subway tunnel: Shaking table testing and numerical simulation. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 83, 81-97.
-Salveson, M. W. And Fell, B. V. (2011). Effect of abutment shear keys on the seismic response of bridges. Structures Congress, 265-275.
-Spyrakos, C. C. and Vlassis, A. G. (2002). Effect of soil-structure interaction on seismically isolated bridges. Earthq. Eng., 6(3): 391-429.