پارامترهاي تاثيرگذار در رفتار لرزه يي پل هاي مورب با استفاده از مدل ديناميكي ساده شده

EFFECTIVE PARAMETERS A SEISMIC PERFORMANCE OF SKEWED BRIDGES USING A SIMPLIFIED MODEL

درك رفتار پل هاي مورب و پارامترهاي موثر در مبناي آسيب پذيري آنها در حين تحريك هاي لرزه يي، اهميت بسيار دارد. شناسايي پارامترهاي تاثيرگذار در آسيب پذيري لرزه يي باعث خواهد شد تا طراح پل مورب بتواند در حين طراحي از جنبه هاي مختلف، شناخت صحيحي از انتخاب هندسه و توزيع عوامل ايجاد سختي در پل مورب داشته باشد. در پل هاي مورب با توجه به شرايط هندسي، برخي از مودهاي ارتعاشي درگير (Cupled) بوده و در شرايطي، دوران قابل توجه عرشه حول محور قايم در حين وقوع زمين لرزه مشاهده شده است. براي بررسي و به دست آوردن پارامترهاي تاثيرگذار در غلبه ي مودهاي دوراني در پل هاي مورب، در پژوهش حاضر از يك مدل سه بعدي سه درجه آزادي، كه پيش از اين ارايه و صحت سنجي شده، استفاده شده است. نتايج محاسبات عددي نشان مي دهد پارامترهاي تاثيرگذار در غالب شدن مود دوراني عبارت اند از: نسبت سختي عرضي به سختي طولي ستون ها، نسبت طول به عرض عرشه، نسبت جرم كل پل به جرم روسازه، نسبت سختي پيچشي هر ستون به حاصل ضرب مقدار سختي طولي آن ستون در مجذور عرض عرشه ي پل، نسبت برون محوري ستون ها از مركز جرم به عرض عرشه، و زاويه ي تورب. در ادامه ي بررسي ها، يك مدل اجزاء محدود از پل بلوار فوت هيل ايجاد شده و مهم ترين پارامتر تاثيرگذار در رفتار لرزه يي پل هاي مورد نظر، كه زاويه ي تورب است، بررسي شده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهند با افزايش زاويه ي تورب، دوران عرشه حول محور قايم بر مركز جرم عرشه افزايش مي يابد.

This study investigates the behavior of skewed bridges based on the vulnerabilities that these structures demonstrate while seismic excitation is of great importance. Identifying the parameters affecting seismic vulnerability enables the designer of a skewed bridge to consider a proper understanding of various aspects of selecting the geometry and distribution of stiffening factors in a skewed bridge in the design process. Based on the geometric conditions, skewed bridges are coupled with mode shapes and significant rotation around the vertical axis is observed in certain conditions in earthquakes. In order to investigate and acquire the parameters affecting the domination of rotation modes in these structures, the present study employed a 3D model with three degrees of freedom whose accuracy had already been confirmed. Results of the numerical calculations revealed that effective parameters in the domination of rotation mode include the ratio of transverse stiffness to longitudinal stiffness of the columns, the ratio of length of the deck to its width, the ratio of the entire bridge mass to the mass of the pavement, the ratio of torsional stiffness of each column to the multiplication of longitudinal stiffness of the bridge by squared width of the bridge deck, the ratio of columns' eccentricity from the center of the mass to the width of the deck and skewedness. For further numerical calculations, a finite element model of the Foothill Boulevard Skewed Bridge was created, and a time history analysis was conductedon it. The results of the analyses of this finite element model were investigated and generalized to other skewed bridges.