بهسازی لرزه ای یک پل موجود با استفاده از تجهیزات مستهلک کننده انرژی

در این مقاله به مطالعه راهکارهایی جهت بهسازی لرزه ای پل واقع در تقاطع غیر هم سطح بزرگراه دوگاز با آزادراه تهران-کرج پرداخته شده است. در حد فاصل عرشه با کوله ها و سرستون های این پل از نئوپرن های معمولی (تکیه گاه های لاستیکی با میرایی بالا) استفاده شده است. با توجه به اینکه نئوپرن ها توان بالایی در استهلاک انرژی ناشی از زلزله را ندارند، به همین منظور می بایست راهکارهایی جهت بهسازی لرزه ای پل مذکور اتخاذ شود. روش کار به گونه ای است که ابتدا در دو مدل مجزا به بررسی و مقایسه اثرات جایگزینی تکیه گاه های الاستومری (مدل دوم) و تکیه گاه های هسته سربی (مدل سوم) به جای نئوپرن ها پرداخته می شود و سپس در مدلی دیگر حالتی که عرشه با اتصالی صلب بر روی سرستون ها و کوله ها (مدل اول) قرار دارد ارزیابی می شود. نتایج به دست آمده از تحلیل بردارهای ویژه حاکی از آن است که بهره گیری از تکیه گاه های الاستومری و تکیه گاه های هسته سربی نسبت به مدل اول سبب می شود که اکثر انرژی ناشی از ارتعاشات در مودهایی مستهلک شود که سازه در آنها دارای تغییر شکل هایی ساده است و همچنین بهره گیری از تکیه گاه های لرزه ای مورد بحث نسبت به مدل اول سبب می شود که از اعوجاج های پیچیده پل تا حدودی جلوگیری شود. نتایج حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی حاکی از آن است که در مدل اول تغییر مکان عرشه و سرستون ها و کوله ها با یکدیگر برابر است و مقدار آن بسیار ناچیز می باشد. این رفتار لرزه ای سبب پاسخ لرزه ای قابل توجه سازه می شود، درحالی که بهره گیری از تکیه گاه های لرزه ای مورد بحث سبب می شود که تحت اثر زلزله، عرشه بر روی تکیه گاه های لرزه ای بلغزد که این رفتار لرزه ای سبب افزایش جذب و استهلاک انرژی در سازه می شود و نیروهای لرزه ای به وجود آمده در سازه را به صورت مستهلک شده به تکیه گاه های آن انتقال می دهد. با توجه به نتایج مطالعه حاضر بهترین راهکار از بین گزینه های مورد بررسی، جایگزینی تکیه گاه های هسته سربی به جای نئوپرن های معمولی پل می باشد. این عمل منجر به کاهش قابل ملاحظه نیروی برش پایه سازه نسبت به سایر مدل های مورد مطالعه می شود.