عنوان

بررسی پل‌های بیه‌دار صندوقه‌ای پیش‌تنی‍ـده

Number

‭۱۱۰۶۶پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی پل‌های بیه‌دار صندوقه‌ای پیش‌تنی‍ـده

First Statement of Responsibility

/رسول اصغری

Name of Publisher, Distributor, etc.

: دانشکده مهندسی عمران

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۷۴‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

در رشته مهندسی عمران- سازه

Date of degree

‮‭۱۳۹۲/۰۵/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

پل‌صهای بیه‌صدار جزء پرکاربردترین انواع پل‌صها در طراحی بزرگراه‌صها و معابر شهری هستند .زمانی که مسیر جاده نتواند با حالت مستقیم از روی مانع عبور کند ، استفاده از هندسه بیه‌صدار ضرورت پیدا می‌صکند .طراحی این نوع پل‌صها در جامعه‌صی مهندسی در دهه‌صهای اخیر رواج بیشتری پیدا کرده است .در این بین ساخت پل‌صهای صندوقه‌صای پیش‌صتنیده به جهت ویژگی‌صها و رفتار مناسب این نوع عرشه‌صها، در دهه‌صهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است .برای فهم کامل رفتار یک پل بیه‌صدار ساخت یک مدل دوبعدی کافی نیست و برای این منظور باید از یک مدل سه بعدی اجزاء محدود استفاده کرد تا بتوان پاسخ آن را در برابر انواع بارهای ثقلی، پیش‌صتنیدگی، لرزه‌صای و غیره مورد بررسی قرار داد .در این پژوهش پل‌صهایی با طول‌صها و زوایای بیه مختلف مدل‌صسازی گردید .مدل‌صسازی از حالت ساده شروع شد .در ابتدا مدلی سه بعدی از عرشه‌ی پل بدون اجزای زیرسازه و نیز اجزای داخلی روسازه) دیافراگم (در نرم‌صافزار ‮‭CSi Bridge‬ ایجاد گردید .این نرم‌صافزار اخیرا از گروه نرم‌صافزاری ‮‭CSI‬ ارائه شده‌ص‍ است که امکانات گسترده‌صای در زمینه‌ی تحلیل و طراحی انواع پل‌صهای رایج دارد .عرشه‌ی پل تحت بار مرده‌صی سازه و چندین بارگذاری مختلف از بار زنده‌صی کامیون‌صها قرار گرفت و پاسخ‌صهای استاتیکی اولیه شامل نیروهای داخلی مانند لنگر خمشی، لنگر پیچشی، نیروی برشی، عکس‌صالعمل‌صهای تکیه‌صگاهی، تغییرمکان‌صها و غیره از نرم‌صافزار استخراج گردید تا رفتار کلی سازه به دست آید .برای بررسی‌صهای جامع و کامل، نسبت‌صهای عرض به طول ‮‭(B/L)‬ مختلف از ‮‭۲/۰‬ تا ‮‭۵/۰‬ و در زوایای بیه از ‮‭۰‬ تا ‮‭۶۰‬ درجه مد نظر قرار گرفت .در کنار تحلیل استاتیکی غیرخطی هندسی برای موارد یاد شده، از تحلیل مودال نیز برای پی بردن به فرکانس سازه در مودهای مختلف و نحوه‌صی تغییرات آن در زوایای بیه مختلف و نیز مشاهده اشکال مودی استفاده گردید .از تحلیل پل‌صها در مورد فرکانس‌صها و مودها این نتیجه بدست آمد که در مود اول با افزایش زاویه‌ی بیه، فرکانس نیز افزایش می‌صیابد که این به معنای افزایش سختی سازه است .در سایر مودها نیز نظم خاصی مشاهده نمی‌صشود .الگوی تغییرشکل مود اول در تمام پل‌صها به شکل خمشی بود و در مودهای بالاتر نیز تغییرشکل‌صهای پیچشی مشهودتر هستند و گاها در ترکیب با دیگر تغییرشکل‌صهای خمشی‍ طولی و عرضی دیده می‌صشوند .در مورد نیروهای داخلی این نتیجه به دست آمد که با افزایش زاویه‌ی بیه، لنگرهای پیچشی در پل افزایش می‌صیابد، به طوری که در زوایای پایین‌صتر این افزایش بیشتر است .همچنین تأثیر نسبت ‮‭B/L‬ در زوایای بالای ‮‭۲۵‬ درجه بیشتر می-باشد .با افزایش بیه لنگرهای خمشی مثبت در وسط دهانه دچار کاهش شده که در زوایای بالاتر این کاهش بیشتر است و لنگرهای خمشی منفی در محل تکیه‌صگاه‌صها پدیدار می‌صگردند .نیروی برشی کل با توجه به ثابت بودن وزن پل، تغییری نمی‌صکند ولی توزیع آن بین شاهتیرها تغییر می‌صکند به گونه‌صای که در گوشه منفرجه دچار افزایش و در گوشه حاده دچار کاهش می‌صشود .این تغییر منجر به تغییرات مشابه در عکس‌صالعمل‌صهای تکیه‌صگاهی نیز می‌صشود .همچنین افزایش بیه منجر به ایجاد لنگرهای عرضی و نیز کاهش تغییرمکان‌صهای قائم نیز می‌صشود .یکی از مسائل مهم دیگری که بررسی گردید مسئله بالا آمدگی عرشه بود که سه حالت بار مختلف شامل بار مرده و نیز بار مرده به همراه دو بارگذاری نامتقارن کامیون برای آن درنظر گرفته شد .نتایج نشان داد که تحت بار مرده‌ی سازه، عکس‌صالعمل‌صهای تکیه‌صگاهی فشاری در گوشه‌صهای منفرجه و حاده به ترتیب دچار افزایش و کاهش می‌صشوند .علاوه بر آن حالت بارگذاری ‮‭۲‬ نیز به عنوان حالت بار بحرانی در بین سه حالت انتخاب شد که در جهت کمک به بالا آمدگی عرشه عمل می‌صنماید .در کنار این‌صها، تأثیر نیروی پیش‌صتنیدگی نیز در بالاآمدگی عرشه مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که وجود نیروی پیش تنیدگی برعکس تأثیر بار مرده‌ی سازه باعث ایجاد عکس‌صالعمل‌صهای تکیه‌صگاهی رو به بالا در گوشه منفرجه و رو به پایین در گوشه حاده می‌صشود و نیز پیش‌صتنیدگی عرشه در کنار آثار مثبت آن در طراحی اقتصادی و کنترل تغییرمکان‌صها، مانع از بالا آمدگی عرشه در گوشه‌صهای حاده می‌صشود .پس از بررسی مدل‌صهای ساده، اجزای زیرسازه شامل بالشتک‌صها و کوله‌صها و نیز اعضای داخلی عرشه مثل دیافرگم‌صها نیز به مدل‌صها اضافه شدند و خروجی‌صهای قبلی دوباره مورد بررسی قرار گرفتند .نتایج در برخی موارد تغییرات قابل توجهی را نشان می‌صداد .در اشکال مودی نیز تغییراتی مشاهده شد

Text of Note

symmetric trucks loading were considered.The result indicated that under dead load, compressive reactions in obtuse and acute corners are increased and decreased respectively. The load condition 2 was selected as the critical load condition, so that it intensified uplift. Also the influence of prestressing forces on uplift was studied and it was found that it`s effect was opposite to dead load effect on uplift. Because of this effect, the reaction were decreased at the obtuse corners and, therefore, increased at the acute corners of the bridge. In addition to prestressing effect on economic design of bridges and it`s effect on the decreasing of vertical displacements, it can prevent from uplift at acute corners. After studying on simple models, substructure and superstructure elements such as bearings, abutments and diaphragms were added to models and previous outputs were checked again. In some cases, results indicated significant changes -span of the bridge. One of the most important problems in bridge is the uplift of supports. Three load cases consist of dead load only and dead load plus two anti-span and negative moments appear in supports. Total shear force is constant, since deck weight is constant too, but it`s distribution vary between girders, so that shear force increase for girder of obtuse corner and it decreases for the girder of acute corner. Variations in total shear force distribution cause similar changes in support reactions. In addition to above effects, skew causes transvers moments and decreases the displacements of mid-. Increase in skew cause decrease in positive moments of midgirder bridges have spread in the last decades. In this study, bridges with different lengths and skew angles were modeled. Modeling was begun in simple mode. First, a 3D model of bridge deck without substructure elements such as bearings and abutments and without internal superstructure elements such as diaphragms was modeled by CSi Bridge software. Bridge deck was loaded under dead load and several live loadings of truck loads. Structural responses such as flexural and torsional moments, shear forces, support reactions and displacements were extracted from software. For comprehensive studies, different width to length ratios (B/L) from 0.2 to 0.5 and skew angles from 0 to 60 degrees were considered. In addition to geometric nonlinear static analysis, modal analysis was done to extract frequencies and mode shapes and their variations compared with skew angle variations. By increasing the amount of skew it was observed that the first modal frequency was increased, but no obvious trend for the higher modes was observed. As a result of this finding, it appeared that skew angles increaseed the apparent stiffness relative to mass. In all models, first mode`s deformation was flexural and in higher modes, torsional deformations were predominant and in some modes torsional deformations were combined with longitudinal and transverse flexural deformations. It can be said that for internal forces, increasing skew angles cause torsional moments. So that in small angles, increasing is more than those in big angles. The Influence of B/L ratio on torsional moment is more in skew angles above 25-Skewed bridges are especially common in design of highways and urban streets. When the geometry of bridges can`t accommodate straight bridges, using of skewed geometry is necessary. Design of this type of bridges and specially prestressed box

اصغری، رسول

برقیان، مجید، استاد راهنما

فرزام، مسعود، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی