مقايسه طراحي پل‌ها به روش‌هاي نيرو و تغييرمكان بر اساس آيين نامه آشتو

تغيير روش‌هاي طراحي سازه در دوران مختلف با پيشرفت علم مهندسي و دقّت آيين نامه ها با وقوع حوادث طبيعي در طول تاريخ باعث شده تا كيفيّت ساخت سازه و بهره برداري را تحت تاثير قرار دهد و رفته رفته اين روش‌هاي طراحي و تحليلي و آيين نامه ها بين طراحان سازه جا افتاده و با رفع نقص، جامع و كاملتر شوند. در همين راستا پل‌ها به عنوان يكي ازمهمترين و آسيب پذيرترين وگران‌ترين سازه‌ها در شريان‌هاي حياتي كشورها با پيشرفت علم مهندسي عمران رفته رفته براساس ضوابط آيين نامه‌هاي موجود و روش‌هاي طراحي و تحليلي ساخته مي‌شوند. اين كه كدام روش طراحي و تحليل و كدام آيين نامه طراح را به اهداف طراحي مي‌رساند موضوع مطالعه حاضر است. در اين راستا دو نمونه پل در كيلومتر‌هاي ۳۷ و ۴۵ جاده هراز از آمل به تهران با عرشه دو عنصري با تعداد دهانه‌هاي يك و هفت و نوع تير پيش ساخته در 12 حالت مختلف با استفاده از بسته نرم‌ افزاري CSI Bridge به صورت سه بعدي شبيه‎سازي شدند. هدف از شبيه‎سازي اين 12 حالت، بررسي پاسخ پل‌‌هاي بتني با استفاده از روش‌هاي نيرو و تغييرمكان در برابر حركات زمين متناظر با شتاب مبناي طرح متوسط، زياد و خيلي زياد مي‌باشند. در اين راستا دو نوع تحليل (روش‌هاي نيرو و تغيير مكان) و سه شتاب مبناي طرح (شتاب مبناي طرح خيلي زياد، زياد و متوسط) براي دو پل اشاره شده در نظر گرفته شدند. در نهايت پس از تجزيه و تحليل، خروجي‌هايي نظير مقادير تغييرمكان، نيروي برشي و لنگر خمشي در طول پل تعيين شدند. نتايج حاصل نشان داد كه براي پل 1 دهانه در تمامي حالت‌ها هنگاميكه از روش نيرو براي شبيه‌سازي مدل‌ها استفاده مي‌شود، ميزان بيشينه تغييرمكان‌ ايجاد شده بمراتب بيشتر از مقدار متناظر در روش تغيير مكان شده است. بطوريكه به عنوان مثال بيشينه تغييرمكان در شتاب مبناي طرح با خطر نسبي متوسط در تحليل به روش نيرو حدودا به ميزان 87/1 برابر بيشتر از تحليل به روش تغييرمكان شده است. همچنين براي پل 7 دهانه در تمامي حالت‌هاي اعمال شتاب مبناي طرح با خطر نسبي خيلي زياد، زياد و متوسط، ميزان تغييرمكان‌ها در روش نيرو از ميزان تغييرمكان‌ها در روش تغييرمكان همانند پل 1 دهانه بيشتر شده است. بطوريكه به عنوان مثال بيشينه تغييرمكان در شتاب مبناي طرح با خطر نسبي متوسط در تحليل به روش نيرو حدوداً به ميزان 2 برابر بيشتر از تحليل به روش تغييرمكان شده است. از اين موضوع مي‌توان به اين نتيجه دست يافت كه در روش تغييرمكان، ظرفيت بيشتري از سازه استفاده شده و در نتيجه تغييرمكان كمتري ايجاد مي‌شود. از اين رو با توجه به نتايج بدست آمده، در طراحي لرزه‌اي نيرويي پل‌ها، اهميت تغييرشكل به جاي مقاومت در ارزيابي لرزه‌اي عملكرد پل‌ها بيشتر مي‌باشد. بطوريكه مقادير جابجايي ايجاد شده در روش نيرو در تمامي حالت‌ها بيشتر از مقادير متناظر با روش تغييرمكان مي‌باشد.