search

هدف عمده طراحي لرزه اي پل ها اين است كه آنها بتوانند قابليت بهره برداري خود را پس از زلزله هاي شديد حفظ نمايند. اين قابليت به فلسفه طراحي و همچنين شاخص عملكرد باز مي گردد. در طراحي پل ها ، آنها را به گروه هاي اهميت مختلف تقسيم بندي كرده و بر حسب دوره بازگشت زلزله ، ضريب خطري به آنها اختصاص مي يابد. در كشورهاي مختلف از آيين نامه هاي متفاوتي براي طراحي لرزه اي پل ها استفاده مي شود .

سطوح زلزله تعريف شده در آيين نامه ها

آيين نامه هاي لرزه اي آمريكا[3],[2],[1] : اين آيين نامه ها بطور كلي دو سطح زلزله را تعريف مي نمايند. يكي زلزله هاي كوچك كه احتمال اينكه در طول عمر مفيد پل، زلزله اي بزرگتر از آن اتفاق بيافتد، ناچيز است و احتمال رخداد زلزله هاي شديدتر از آنها در طول 50 سال ، 10% است.دومين دسته زلزله هاي بزرگ هستند كه احتمال رخداد آن در طول عمر مفيد سازه ناچيز است.

آيين نامه ژاپن[ 4] : اين آيين نامه نيز بر حسب احتمال رخداد زلزله آنها را به دو دسته زلزله هاي ضعيف و زلزله هاي شديد تقسيم ميكند. زلزله هاي ضعيف، زلزله هايي هستند كه احتمال اينكه در طول عمر بهره برداري پل اتفاق بيافتد، بسيار زياد است و زلزله هاي شديد زلزله هايي هستند كه احتمال رخداد آن در همين عمر ناچيز است.

آيين نامه اروپا[ 5] : اين آيين نامه نيز بر حسب احتمال رخداد زلزله در طول عمر مفيد پل آنها را به دو دسته زلزله هاي كوچك و زلزله هاي بزرگ تقسيم مي كند. زلزله هاي كوچك، زلزله هايي هستند كه احتمال اينكه در طول عمر بهره برداري پل اتفاق بيافتد، بسيار زياد است و زلزله هاي بزرگ زلزله هايي هستند كه احتمال رخداد آن در همين عمر ناچيز است.

رويكرد طراحي

آيين نامه هاي آشتو ، كاليفرنيا و اروپا : براي زلزله هاي كوچك ، عملكرد سازه به صورت الاستيك باقي بماند و براي زلزله هاي بزرگتر جزئيات بيش مقاومتي و شكل پذيري رعايت گردد (يك سطح طراحي داريم).

توصيه هاي ATC-32  و آيين نامه ژاپن : براي پل هاي با اهميت زياد ، طراحي بوسيله ضريب لرزه اي انجام مي گيرد و سپس اين طراحي براي شكل پذيري و تغييرات احتمالي كه در طراحي رخ خواهد داد ، كنترل مي شود(دو سطح طراحي داريم). براي پل هاي با اهميت معمولي . براي زلزله هاي كوچك ، عملكرد سازه به صورت الاستيك باقي بماند و براي زلزله هاي بزرگتر جزئيات بيش مقاومتي و شكل پذيري بايد رعايت گردد .

مقاوم سازی با CFRP و بازرسی پل گراندال استکهلم سوئد

پل گراندال پلی بزرگ ( با تیر جعبه ای با بتن پیش تنیده ) است که تقریبا 400 متر طول دارد و دهانه آزاد آن 120 متر است . این پل ها برای حمل ونقل ریلی در سال 2000 افتتاح شد . در طی بازرسی های متداول ترک هایی در جان تیر مشاهده شد که در حال افزایش بود . بیشترین اندازه بازشدگی ترک 0.5 میلیمتر بود .

پل بر اساس استاندارد BRO 94 و BBK 94 سوئد طراحی شده بود که به طراحان اجازه می داد پل ها را با جان بسیار نازک طراحی کنند در نتیجه تنش برشی و تنش های اصلی نسبتا زیاد در اثر ضخامت کم جان تولید شد . بار ثابت روی سازه حاکم بود .

تحقیقات اولیه معلوم کرد که علت ترک ها کمبود آرماتور برشی در جان تیر است . اندازه ضخامت و ارتفاع تیر در محل تکیه گاه معادل 350 میلیمتر و 7.5 متر بود .

دلیل اصلی ترک عبارت بودند از :

الف ) جان نازک

ب ) کمبود میلگرد در مقطع

پل در چندین مقطع در هر دو حالت حدی نهایی و حالت حدی سرویس اما در مقاطع متفاوت مقاوم سازی شد . مقاوم سازی در قالب حالت حدی نهایی با DYWIDAG پیش تنیده و سپس با ورق های CFRP انجام شد . علت بهسازی در حالت حدی سرویس توقف ترک های موجود و جلوگیری از گسترش آن بود .

هجل و نورلینگ (2002) نشان دادند که تقویت پل بدون تعطیلی آن ممکن است ؛ این فعالیت ها در حالی انجام شد که آمد و شد بر روی پل جریان داشت . ورق ها در °70 نسبت به افق متصل شدند تا در راستای عمود نسبت به راستای ترک ها قرار گیرند .

سیستم نظارت نصب شده در پل از بکارگیری ابزار زیر تشکیل شده بود :

1- دستگاه اندازه گیری تغییر مکان خطی ( LVDT ) برای تحت نظر داشتن دائمی پیشرفت ترک در دراز مدت .

2- حسگر های الیاف نوری ( FOS ) به منظور :

1- نظارت دوره ای بر پیشرفت ترک ها و تغییرات کرنش ناشی از دما و بار زنده ترافیک .

2- تجربه استفاده از حسگر های FOS در شرایط محیطی .

علاوه بر استفاده از این دو روش نظارت ، دو ترموکوپل یکی در داخل و دیگری در خارج جان تیر شرقی پل نصب گردید . نتایج سال اول نظارت حاکی از آن بود که مقاوم سازی جان تیر ظاهرا موفقیت آمیز انجام شده است چرا که ترک های جان شاه تیر جعبه ای هیچ علامتی از رفتار پیش رونده از خود نشان ندادند .

 ارزیابی لرزه ای ساختمان های پست ها در دو مرحله ارزیابی اولیه و ارزیابی تفصیلی صورت می گیرد . 

با توجه به آسیب پذیر بودن پست هاي برق در جریان زلزله و همچنین نقش کلیدي پست هاي برق در مدیریت بحران پس از زلزله، بررسی آسیب
پذیري و میزان خسارات وارده به آنها را امري ضروري ساخته است. در مقوله ي ارزیابی آسیب پذیري لرزه اي تأسیسات صنعتی، همواره بررسی و مطالعۀ آسیب دیدگی سازه هاي مشابه در طی زمین لرزه هاي گذشته بعنوان یک نقطۀ شروع کاملاً مناسب و منطقی مورد نظر بوده است.

براي مدیریت بحران در شرایط بحرانی مناسبترین راه آن است که مدیریت شرایط عادي آنچنان توانمند گردد که قابلیت مدیریت شرایط بحرانی را
داشته باشد. براي دستیابی به این امر، شناخت سه مقوله خطر، خطرپذیري(ریسک) و مدیریت بحران اجتناب ناپذیر است، در واقع بدون شناخت و بررسی این سه مقوله در هر سیستمی، مدیریت ریسکو مدیریت بحران براي آن به طور صحیح و مؤثر امکان پذیر نمیباشد. خطر زلزله مقوله اي است.که قدمت آن به عمر کره زمین یعنی بیش از چهار میلیارد سال پیش میرسد، لذا شناخت کامل و دقیق آن از حیطه قدرت بالفعل بشر که سابقه تمدن آن به کمتر از ده هزار سال میرسد خارج است، لیکن تجربیات متوالی و روز افزون انسان و جامعه بشر باعث گردیده تا بتوان مقوله خطرپذیري را با دقت بیشتري مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و با گونه هاي مختلف آسیب و میزان تقریبی وقوع آنها آشنا گردید. همینطور عملکردهاي مقابله با بحران ناشی از زلزله در گذشته درس هایی را به همراه داشت که استفاده از آنها بشر را قادر ساخته تا در افق روشن تري نسبت به شناخت گزینه هاي مختلف بحران ، علل و عوامل و چگونگی وقوع آنها مطالعه و تصمیم گیري نماید.

بررسی آسیب پذیري ترانس هاي جریان پست هاي برق فشار قوي در زلزله هاي گذشته :

پست برق محلی است که تجهیزات انتقال انرژي در آن نصب و توسط آنها کنترل هاي لازم بر روي خطوط انتقال انرژي انجام میشود. در واقع کار
اصلی پستها تبدیل ولتاژ یا عمل سویچینگ بوده که در بسیار ي از پستها، ترکیب دو حالت فوق دیده میشود. در درون پستها و به جهت کنترل-هاي حفاظتی لازم است که از مقدار جریان عبوري اطلاع پیدا کرد و نظر به اینکه مستقیماً نمی توان در خطوط فشار قوي از دستگاه هاي اندازه گیري استفاده کرد، لذا بایستی به طریقی جریان را کاهش داد که این کار توسط ترانس جریان انجام می شود. ترانس جریان از یک بوشینگ بزرگ در بالاي یک جعبه تشکیل شده است و معمولاً داراي تیکه گاه مستقلی می باشد. بارهاي لرزه اي وارده به ترانسجریان بستگی به پاسخ دینامیکی آن دارد، که این پاسخ خود تابعی از سیستم تکیه گاهی ترانس و بارهاي اندرکنشی تجهیزات مجاور است. این بارهاي اندرکنشی توسط کنداکتورها به ترانس اعمال می شوند. در زلزله 5 دیماه 1382 در بم از 18 ترانس جریان کر بالاي موجود 12 عدد آسیب دیده بودند، در دو مورد ترانس ها دچار شکستگی و نشت روغن شده اما سقوط نکرده بودند ولی در سایر موارد ترانس هاي آسیب دیده سقوط کرده و به تجهیزات مجاور نیز آسیب هاي زیادي وارد ساخته بودند و این خسارات حدود 67 % ترانس هاي جریان کر بالا در بخش 230 کیلوولت را تشکیل می دهد در حالیکه به هیچ یک از 6 عدد ترانس کر پایین آسیبی وارد نشده بود .

در یک نگاه کلی میتوان خرابی هاي رایج در ترانس هاي جریان را در چند مورد زیر جمع بندي کرد:

* شکستگی ستون سرامیکی درمحل اتصال به فلنچ تحتانی و سقوط ترانس جریان بویژه در ترانس هاي کربالا
* ترك خوردگی ستون سرامیکی در محل اتصال به فلنچ تحتانی و نشت روغن.
* شکستگی با ترك خوردگی ستون سرامیکی در محل اتصال به کنداکتور فوقانی به دلیل کشیدگی کنداکتور.
* شکستگی کلمپ آلومینیومی در محل اتصال کنداکتور فوقانی به ترانس جریان و قطع ارتباط ترانس جریان با تجهیز مجاور.
* حرکت گهوارهاي ترانس جریان براثر اندرکش خاك سازه ودرنتیجه تشدید بارها و جابه جایی هاي لرزه اي.

ارزیابی لرزه ای تأسیسات نیروگاه ها پس از تعیین اهمیت نیروگاه در شبکه و اهمیت سامانه ها در نیروگاه به طور کلی در دو مرحله ی ارزیابی اولیه و ارزیابی تفصیلی صورت می پذیرد .

منظور از انجام ارزیابی اولیه شناخت سریع و کم هزینه ی سامانه هایی است که نیاز به مطالعات دقیق تری ندارند .

در شرایطی که ارزیابی اولیه به نتیجه ی قابل اطمینان و قطعی منجر نشود ، سامانه های مورد بررسی طی ارزیابی تفصیلی با استفاده از محاسبات و مطالعات دقیق تری مورد استفاده قرار خواهند گرفت . کاربر می تواند بنا به صلاحدید خود و شرایط موجود از انجام ارزیابی اولیه صرفنظر نماید . 

ارزیابی تفصیلی سامانه های نیروگاه ها با استفاده از یک یا ترکیبی از روش های ذیل صورت می گیرد :

- ارزیابی لرزه ای با استفاده از سرند

- ارزیابی لرزه ای با استفاده از طیف آسیب پذیری

- ارزیابی لرزه ای با استفاده از مدلسازی و تحلیل عددی سازه 

در صورت رعایت مبانی و الزامات این دستورالعمل ، کاربر می تواند از روش هایی متفاوت با روش های این دستورالعمل بر حسب شرایط استفاده نماید .

مقاوم سازی و بهسازی سازه های ینایی غیر مسلح با استفاده از کامپوزیت های پایه پلیمری با الیاف کربن و الیاف شیشه قابل اجرا می باشد . با پیچیدن الیاف به دور سازه های بنایی غیر مسلح از تخریب و آوارش خارج از محور این سازه ها جلوگیری می شود . 

این تکنیک مقاوم سازی و بهسازی ، می تواند به عنوان راه حل موقت یا دائم مطرح باشد . در هر حال خصوصیت مثبتی از خود نشان می دهد از جمله اینکه باعث افزایش داکتیلیتی سازه های بنایی غیر مسلح می شود .

برای بررسی استحکام برشی دیواره های آجری که به وسیله الیاف تک جهته کربن یا شیشه ای مقاوم سازی شده اند ، آزمایشاتی انجام گرفته است . این آزمایشات نشان می دهد که فصل مشترک بین ملات و دیوار کمترین استحکام را از خود نشان می دهند . این ملات بین کامپوزیت و دیواره ی آجری قرار گرفته است و برای چسباندن یکنواخت کامپوزیت به دیواره استفاده می شود .

وقتی که یک ملات با پایه سیمانی استفاده شود ، تخریب به خاطر جدایش این ملات از روی دیواره شروع می شود . در این حالت افزایش استحکام و سفتی در اثر استفاده از الیاف کربن و شیشه تقریبا یکسان است . اگر به جای این ملات سیمانی از رزین های اپوکسی استفاده شود ، نتایج بهتری حاصل می شود .

اگر دیواره هایی که با دو لایه سنگ ساخته شده اند بوسیله کامپوزیت های پایه پلیمری تحت تنش قرار گیرند ، در این حالت تخریب در اثر جدایش بین لایه های سنگی اتفاق می افتد اما اگر این لایه ها از آجر ساخته شده باشد ، تخریب در اثر شکستن آجر ها بوجود می آید .

در هردو حالت ، استحکام برشی نسبت به حالتی که دیواره ها مقاوم سازی نشده باشند ، خیلی زیاد است .