بهسازی و مقاوم سازی از موضوع های مهم و ضروری است که امروزه بیش از پیش مورد توجه سازندگان قرار گرفته است. یک از موارد مهم مقاوم سازی در پل سازی می باشد . در ساخت و حتی برای روش های مقاوم سازی پل قدیمی که قابل استفاده می باشند به روش های مختلفی اقدام به بهسازی و مقاوم سازی می نمایند.  

 

بهسازی لرزهای پل های موجود، در سطح اجرایی پی برده می شوند و می بایست  و به این مطالعات توجه داشت چرا که عدم توجه به آن نه تنها از دیدگاه خسارات جانی بلکه ، مشکلات زیادی را به بار خواهد آورد. افزایش حجم ترافیک در ساختمان پل ها بیش از بارهای طراحی اولیه،  موردی است که  عدم توجه به آن  موجب  فرسودگی و کاهش عمر مفید سازه می گردد. به همین دلیل مقاوم سازی زیرساخت های مهندسی عمران، مخصوصا  در مناطق با خطر لرزه ای بالا در سال های اخیر در کشور بسیار حائز اهمیت تر از قبل شده است.

 

امروزه روش های مقاوم سازی پل ها بسیار بیش از پیش شده است. یک از این دلایل رشد در صنعت و  مصالح، روش‌ها و تکنیک‌های مقاوم سازی سازه‌ها در سال‌های اخیر می باشد.  FRP چیست به عنوان یکی از  پیشرفته ترین و به روز ترین این روش ها می باشد که مزایای زیادی را به خود اختصاص می دهد.  

 

انواع خرابي هاي پل ها در اثر زلزله

آسيب هاي ديده شده در پل ها تحت زلزله عبارتند از: - خرابي پل در اثر گسيختگي گسل يا روانگرايي خاک - خرابي نشيمن و انحراف روسازه در هر دو امتداد طولي و عرضي - فروريزي و کج شدگي پايه هاي پل به علت خرابي برشي - فروريزي دهانه هاي پل به خاطر لغزش از نشيمن - خرابي ديواره پشتيبان کوله ها خرابي پل هاي طرح شده با روش الاستيک پل ها مخصوصا  پل هاي بتن آرمه و بتن پيش تنيده عليرغم سيستم سازه اي ساده و رفتار شناخته شده اي که دارند ، در برابر زلزله عملکرد خوبي نداشته اند.

 

روش های سنتی و نوین بهسازی و مقاوم سازی پل ها

  گاها بهره مندی از بتن و فولاد و مواد کامپوزیتی برای  تقویت اعضاء در روش های سنتی جوابگوي نیروي زلزله نمی باشد و یا ممکن است هزینه های زیادی را به بار آورد  ، در این وضعیت  استفاده از جداگر ها ، میراگرها ، سیستم هاي یکپارچه ،کنترل فعال و مواد هوشمند گزینه هاي بعدي خواهند بود.

 

براي مقاوم سازي پل ها روش هاي سنتی زیادي از جمله استفاده از غلاف فولادي براي ستون،استفاده از بادبند 8، استفاده از کوله یکپارچه و سایر روش ها متداول می باشد ولیکن در حال حاضر روش هاي جدید با بکارگیري سیستم هاي جداساز لرزه اي و سیستم هاي غیرفعال اتلاف انرژي پل مورد نظر را بهسازي می کنند. استفاده از سیستم هاي جداساز و تلف کننده انرژي در پل ها منجر به  تمرکز خسارت ناشی از زلزله در محل سیستم هاي تکیه گاهی می گردد  و پایه ها و کوله ها در مقابل خسارات سازه اي حفظ می گردد.  

 

پل ها و انواع آن :

پل های چوبی: این پلها معمولا" به شکل قوسی، با تیرهای مشبک و یا تیرهای حمال ساخته می شوند  و در حال حاضر استفاده از آن هابه صورت موقتی  است.

 

پل های سنگی: با توجه به مقاومت مناسب فشاری مصالح سنگی، بسیاری از پل های طاقی از این مصالح  تولید می شوند. نظر به کمبود افراد سنگ کار و زمان نسبتا طولانی لازم برای تهیه مصالح و اجرای سازه، امروزه استفاده از این پل ها محدود شده است.

 

پل های بتنی: در بسیاری از پل های طاقی شکل، در حال حاضر از بتن، با توجه به مقاومت فشاری مطلوب آن به جای سنگ استفاده می گردد. پل های فلزی: از نظر ظاهری این نوع پل ها در شکل های مختلف تولید می شود که شامل تیرهای حمال معمولی یا تیرهای مشبک فولادی، با قوس یا قالب های فلزی، نورد شده از ورق و المان های اتصالی تولید شده اند. در ساخت این پل ها گاهی از آلیاژهای سبک یا مقطع مرکب مصرف می شود.

 

استفاده از فولاد در ساخت پل های فلزی از قرن گذشته شروع و با عنایت به مقاومت کششی و فشاری مطلوب این مصالح در سطح وسیع رایج شد.باتوجه به فزونی بهای تولید، معمولاً نیمرخ های فولادی از ضخامت ناچیز بوده و در نهایت علاوه بر مسئله زنگ زدن و خوردگی، خطر بروز ناپایداری های الاستیک نیز همواره وجود دارد.

 

روش های مقاوم سازی پل

روش های متعددی برای مقاوم سازی پل وجود دارد. در زمان انتخاب یک عملیات مقاوم سازی باید احتمال فروریزش کامل و یا آسیب سازه ای شدید به پل را کمتر کند. هرکدام از این روش ها بر اساس سیستم سازه ای پل ها کاربرد دارد . روش های مقاوم سازی پل  شامل موارد ذیل می گردد.  

• استفاده از الیاف و نوارهایFRP برای تقویت تیرها، ستون ها و عرشه پل
• استفاده از میلگرد FRP در کاهش خوردگی پل های بتنی با میلگردهای FRP
• استفاده از انواع میراگر و جداگرهای لرزه ای برای مقاوم سازی پل
• روش های سنتی مقاوم سازی پل شامل ژاکت بتنی و فولادی ، مواد کامپوزیتی و ورقه های فولادی

مقاوم سازی پل با استفاده از میراگر و جداگر لرزه ای

به کارگیری جداگر لرزه ای ای از تکنیک های نوین مقاوم سازی پل ، به شمار می رود. این جداگرها بر حسب  شیوه عملکرد به دو دسته لاستیکی و اصطکاکی تقسیم بندی می گردد که بین روسازه و زیرسازه پل اجرا می گردد. این جداگرها منجر به  افزایش پریود ارتعاش و در نهایت  کاهش نیروی زلزله وارد بر سازه خواهند شد. مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای نیز موجب استهلاک انرژی لرزه ای می شود  و به این شکل موجب کاهش  وارد شدن انرژی لرزه ای که در اثر زلزله به سازه وارد می گردد خواهد شد. به طور کلی این جداگر ها در پل به دو شکل  الاستومتریک (لاستیکی) و اصطکاکی کاربرد دارند.

 

این جداگرها به علت  سختی کم زمانی  که  زیر رو سازه نصب می گردند ، منجر به  افزایش ارتعاش آزاد کل پل  شده و انتظار می رود که این موضوع موجب  کاهش نیروی زلزله وارد به سازه شود. تاریخچه ابتدایی استفاده از جداگرهای لاستیکی، را می توان در  دهه هفتاد میلادی در سازه ها دانست. به عبارت کلی  در پل ها به عنوان یک دستگاه تکیه گاهی( به نام نيوپرن)اکثرا کاربرد دارند. از این حیث به عنوان یک جداگر در تحلیل سازه پل بهره برداری نمی شوند.  

 

استفاده از قید برای درز های انقطاع

کافی نبودن طول نشیمن گاه برای عرضه و از میان رفتن درز انقطاع به عنوان یکی از دلایل  مهم فرو ریختن پل ها به شمار می رود. برای جلوگیری از جدایی درز ها می توان از قیدها نیز بهره برداری نمود.  

 

مقاوم سازی پایه های پل با استفاده از FRP

  بخش عمده ای از فعالیت هایی که تا کنون در ارتباط با مقاوم سازی اعضای بتنی با دور پیچ های FRP انجام شده ، با هدف افزایش مقاومت ستون ها، مخصوصا در ستون های بزرگراه ها و ستون های دایره ای بزرگ، در برابر نیروهای لرزه ای  صورت گرفته می باشد. ابتدا برای اولین کاربرد دورپیچ های الیاف کربن برای  افزایش شکل پذیری ستون های بتن مسلح (RC) در دهه ۱۹۸۰ در ژاپن و پس از آن در ایالات متحده توسط فایف و همکاران انجام شد.

 

کار محصور نمودن ستون های بتن مسلح با FRP از ارتباط نزدیکی با کار محصور نمودن ستون های بتن مسلح با ژاکت های فولادی به منظور افزایش مقاومت لرزه ای آن ها می باشد. این کار به نوبه خود با بررسی اثرات عملکردی خاموت های فولادی داخلی جهت محصور نمودن بتن در یک ستون، ارتباط دارد.

 

بهره مندی از روش مقاوم سازی ساختمان با FRP جهت افزایش مقاومت لرزه ای ستون های بتن مسلح، پیچیده تر از تقویت خمشی یا برشی با FRP  است که دلیل آن این می باشد که هدف  اصلی از مقاوم سازی لرزه ای یک ستون بتن مسلح (یا قاب یا دیوار) معمولا افزایش مقاومت عضو نمی باشد ، بلکه افزایش ظرفیت تغییر مکان جانبی غیر خطی (یعنی شکل پذیری) مورد نظر است . هر چند ممکن است هدف اصلی، افزایش مقاومت نباشد، اما معمولا  افزایش مقاومت برای  افزایش ظرفیت تغییر مکان جانبی، نیاز است.    

 

کاربردهای محصولات کامپوزیت FRP

کاربرد های  مقاوم سازی با FRP بسیار کاربرد در صنایع مختلف کاربردی می باشد . از آن جمله عبارتند از:  

• مقاوم سازی ساختمان‌های بتنی و فولادی
• مقاوم سازی ساختمان های بنایی و تاریخی
• مقاوم سازی خطوط لوله
• مقاوم سازی مخازن و سیلوها
• مقاوم سازی پل ها و تونل ها
• مقاوم سازی اجزا غیر سازه ای ساختمان‌ها
• مقاوم سازی سازه‌های دریایی

 

مزایا و معایب استفاده از مصالح FRP در مقاوم سازی پل ها

مزایای استفاده از مقاوم سازی توسط مصالح FRP در پل ها عبارت اند از:

 

  _ قابلیت نصب  مصالح FRP به روی تمام مصالح مهندسی (فولاد، بتن، چوب، مصالح بنایی و …).

 

– قابلیت بالابردن مقاومت محوری، برشی و خمشی پایه. – افزایش شکل پذیری و قابلیت جابه جایی نسبی نهایی بیشتر.

 

– قابلیت اجرای این روش مقاوم سازی برای پایه های موجود در زیر سطح آب.

 

– کمترین افزایش در ابعاد پایه در بین روش ها مشابه. – سرعت بالای مقاوم سازی بدون توقف بهره برداری از سازه.

 

مقاوم ‌سازی با ورق‌های مسلح به پلیمر SRP

این روش از  سیم‌های شکل داده ‌شده فولادی تشکیل شده  می باشد که از مقاومت بالای مشبک محاط شده در رزین‌های پلیمری تولید شده است . سیستم SRP به ‌راحتی قابلیت نصب دارند که نصب آن شباهت بسیاری به روش ‌های مقاوم ‌سازی سنتی فیبرهای مسلح با پلیمر FRP دارد . به دلیل برخورداری از استحکام کافی و  عدم چسبندگی، اجرا سریع دوام بالا این کامپوزیت بسیار پر مخاطب و پر کاربرد می باشد  .اما موضوع هزینه ها را می توان ایرادی در کامپوزیت CFRP  به شمار آورد  که انگیزه گسترش سیستم های کامپوزیتی دیگر با استحکام برابر و هزینه کمتر را می سازد.  

 

 

در این محتوا سعی بر این موضوع داشتیم تا سوال روش های مقاوم سازی پل که معمولا به ذهن هر فردی در این تخصص خطور می کند ، پاسخی واضح دهیم. اما آنچه که دانستید اهمیت لزوم مقاوم سازی در پل ها و سازه ها می باشد که با توجه به وضعیت از نظر زلزله خیز بودن ، امروزه بیش از پیش به آن توجه می شود.

 

به علت نقش مهمي که پل ها بعد از وقوع زلزله در عمليات امداد و نجات دارند می بایست تا مقاومت در  اين سازه ها را ، در مقابل حملات لرزه اي بیش از پیش باشد. زلزله هاي اتفاق افتاده در دهه ٩٠ ميلادي در آمريکا،ژاپن ،تايوان و ترکيه ، منجر به ایجاد  خرابي هاي نسبتا زيادي در پل ها شد . زلزله نقاط ضعف سازه را شناسايي کرده  و بيشترين خسارت را در آن ناحیه به بار خواهد آورد.

 

پل ها به دليل درجه نامعيني کم در برابر اين حملات بسيار آسيب پذیر تر می باشند .آسيب هاي قابل توجه در پايه پل ها به دو گروه قابل دسته بندي هستند: دسته اول آسيب هاي وابسته به گسيختگي خمشي پايه به علت مقاومت خمشي ناکافي با ظرفيت شکل پذيري خمشي ناکافي پايه ستون پل و دسته دوم آسيب هاي وابسته به شکست برشي به علت ظرفيت برشي ناکافي پايه پل. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید به وب سایت رادیاب مراجعه نمایید.