مطالعه تحلیلی و آزمایشگاهی بهسازی لرزه ای تیر سر ستون در پل های بزرگراهی/سلطانی مهدی

پل‌های بزرگراهی به عنوان یکی از شریان‌های حیاتی در مواقع بحرانی به خصوص در هنگام زلزله تلقی می‌گردد. لازمه‌ی استفاده‌ی بی‌وقفه از این نوع سازه این است که خسارت‌‌های وارده به حداقل میزان ممکن کاهش یافته، به طوری که بدون محدودیت ترافیکی قابل بازسازی مجدد باشد. بررسی‌ها اینگونه نشان می‌دهند که پل‌های ساخته شده در چند دهه اخیر ضعف‌های عمده‌ای در طراحی و اجرا دارند. این پل‌ها معمولاً به صورت ثقلی طراحی شده و ضوابط خاص لرزه‌ای در آنها لحاظ نشده است. از طرفی بر خلاف سازه‌های مسکونی، به منظور عملکرد بی وقفه پل‌ها بعد از وقوع زلزله بایستی شرایط تیر قوی-ستون ضعیف در آنها رعایت شده‌ باشد. مطالعات اولیه بر روی نمونه‌هایی از پل‌های مختلف، بیانگر عدم رفتار مناسب آنها در شرایط بحرانی می‌باشد به گونه‌ای که عمده خسارت‌های احتمالی به دلایل ضعف‌های موجود در تیر سر ستون در این ناحیه اتفاق می‌افتد. تا کنون روش‌های مختلفی جهت مقاوم‌سازی پایه پل‌ها ارایه گردیده است که هر یک به نحوی در بهبود عملکرد پل‌ها موثر بوده است. همواره یک روش مناسب می‌تواند جایگزین خوبی برای روش‌های دیگر محسوب گردد. بدین منظور و جهت بررسی رفتار لرزه‌ای پایه‌های متداول پل‌های بزرگراهی و ارائه روش بهسازی مناسب، دو نمونه آزمایشگاهی از یک پایه پل سه ستونه در مقیاس ۱/۳ در آزمایشگاه سازه پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. یکی از نمونه ها به صورت چون ساخت (as-built) و دیگری پس از اجرای عملیات بهسازی تحت بارگذاری چرخه‌ای آزمایش شده‌اند. در نمونه اول (as-built)، مهمترین خسارت‌های وارد شده به پل در ناحیه اتصال تیر سرستون به ستون رخ داد. عمده خسارت‌های وارده به علت عدم مهار مناسب آرماتورهای طولی ستون در تیر سرستون می‌باشد که باعث لغزش آرماتور در تیر سرستون بعد از ایجاد ترک‌های برشی در ناحیه اتصال می‌گردد. در نمونه دوم، سوراخ نمودن آرماتور طولی ستون در ناحیه تحتانی اتصال به تیر سرستون به عنوان یک راهکار بهسازی در نظر گرفته شده‌است. در این روش با کاهش سطح مقطع آرماتورهای طولی، یک ناحیه پلاستیک در قسمت فوقانی ستون ایجاد نموده و مانع بروز خسارت در تیر سرستون می‌گردد. سهولت اجرایی، عدم ایجاد محدودیت ترافیکی، کاهش هزینه بهسازی و عدم نیاز به مصالح خاص از مزیت‌های این طرح بهسازی است.