بررسی رفتار لرزه‌ای پل‌های بتنی تیر و دال با دال پیوند/پناهی حمیدرضا

یکی از سیستم‌های رایج برای اجرای پل‌های جاده‌ای، پل‌های بتنی با عرشه تیر و دال هستند.در این سیستم، عرشه مرکب از تیر و دال برای تحمل نیروهای ثقلی انتخاب می‌شود. در هر انتهای عرشه درز انبساط جهت تسهیل حرکت عرشه ناشی از تغییرات دمایی، زلزله و… ایجاد می‌شود. بدون ایجاد درز انبساط عملکرد حرارتی عرشه دچار اختلال می‌گردد و در طرف مقابل نگهداری از درزهای انبساط عرشه پل پرهزینه می‌باشد. انباشت مواد زائد در درزها می‌تواند باعث جلوگیری از انبساط عرشه شود و نیروهای ناخواسته‌ای را در عرشه ایجاد کند که باعث خرابی سازه می‌شوند. همچنین نفوذ آب از درزها باعث تخریب شدید سرستون خواهد شد که با از بین رفتن نشیمنگاه تیرها احتمال سقوط تیرها را بیشتر می کند.
پل‌های متعددی در زمین‌لرزه‌های گذشته به دلیل سقوط عرشه از تکیه‌گاه، نشیمن‌گاه و یا درزهای انبساط تخریب شده‌اند. با وجود طیف وسیع و متنوع این موضوع، این نوع خرابی‌ها نسبتاً ساده‌اند و بهسازی آنها هزینه زیادی ندارد. از این‌رو اکثر تلاش‌های بهسازی تا به امروز در جهت متصل ساختن پل‌ها در نواحی درزهای انبساط آنها صورت گرفته‌است. از جمله این روش‌ها می‌توان استفاده از مهارکننده‌ها و گسترش نشیمن‌گاه را نام برد. استفاده از دال پیوند نیز می تواند به عنوان روشی مناسب برای بهسازی پل مورد استفاده قرار گیرد. در اجرای سیستم دال‌پیوند درزهای عرشه می‌تواند با پیوسته نمودن عرشه، بدون پیوستگی در تیرها حذف شود؛ بخشی از عرشه را که تیرهای دهانه ساده را به یکدیگر متصل می‌کند، دال پیوند نامیده می‌شود.
در این تحقیق ابتدا تاریخچه‌ای مختصر از دال‌پیوند، روش‌های تحلیل و طراحی آن و همچنین بهسازی توسط این سیستم ارائه شده است. جهت بررسی تغییرات رفتاری پل‌ها ناشی از جایگزینی درزهای انبساط توسط سیستم دال‌پیوند از ۹ مدل سازه‌ای استفاده شده است. این مدل‌ها شامل چهار پل : دودهانه، سه‌دهانه با دهانه‌های برابر، سه‌دهانه با دهانه‌های نابرابر و چهاردهانه می‌باشد که به دو صورت دهانه‌ساده با درز انبساط و پیوسته با سیستم دال‌پیوند مدل شده‌اند. این تنوع در مد‌ل‌ها جهت بررسی اثر تعداد دهانه و همچنین طول دهانه و چگونگی آرایش دال‌پیوند بر رفتار پل‌های با سیستم دال پیوند در نظر گرفته شده است.
مدلسازی‌ها در نرم‌افزار Sap و به صورت سه‌بعدی انجام شده‌است و از دو نوع تحلیل دینامیکی طیفی و تاریخچه زمانی خطی برای تحلیل سازه‌ها استفاده شده است. در ادامه نتایج حاصل از تحلیل در سه بخش مشخصات دینامیکی و نیروها و جابه‌جای به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. بطور خلاصه می‌توان بیان کرد که با جایگزینی درزهای انبساط توسط دال پیوند پریود طبیعی پل‌ها دچار کاهش و برش پایه در آن افزایش می‌یابد. همچنین دال پیوند باعث کاهش در تقاضای لرزه‌ای قاب داخلی در هنگام وقوع زلزله در راستای عرضی خواهد شد. لنگر خمشی درون صفحه دال پیوند در هنگام زلزله باعث ایجاد تنش‌های کششی بالا در لبه‌های کناری دال‌پیوند می‌شود و آرماتورهایی که با استفاده از روش‌های طراحی رایج بدست خواهند آمد برای تحمل این تنش‌ها کافی نمی‌باشد. دال پیوند در لبه‌های کناری نیاز به تقویت خواهد داشت.