نشریه شماره ۵۱۱
نشریه شماره ۵۱۱ ضوابط، معیارها و مشخصات فنی مطالعات ارزیابی آسیبپذیری و بهسازی لرزهای پلها را در برمیگیرد. در این نشریه ملزومات و شرایط اختیار برنامه و روند مطالعات ارزیابی آسیبپذیری لرزهای، بررسی گزینههای ذیربط بهسازی و انتخاب گزینه برتر و همچنین شیوههای برنامهریزی و انجام اقدامات عملی بهسازی لرزهای پلها ارایه شده است.
اهداف نشریه شماره ۵۱۱
نشریه شماره ۵۱۱ براساس روشهای طراحی و بهسازی لرزهای مبتنی بر مفاهیم عملکردی تدوین شده است و به طور عمومی، اهداف عملکردی را برای دو سطح خطر زمین لرزه منظور میدارد و با در نظر گرفتن میزان اهمیت پل، عمر مفید باقیمانده فعلی و مورد نظر پس از بهسازی، لرزهخیزی، شرایط ساختگاهی و خطرپذیری ژئوتکنیکی و همچنین گستره و میزان آسیبپذیری لرزهای پل تعیین میشود.
دامنه کاربرد نشریه شماره ۵۱۱
نشریه شماره ۵۱۱ ملزومات ارزیابی آسیبپذیری و بهسازی لرزهای پلهای بتن آرمه و فولادی، شامل پلهای راه و راه آهن به استثنای پلهای کابلی (ترکهای) و معلق را در بر میگیرد. مفاهیم این راهنما عمدتاً پلهای دارای انتظام هندسی و نظم در توزیع سختی و جرم، با طول دهانههای کوچکتر از ۱۲۰ متر و با تعداد دهانههای حداکثر ۲۰ متر است. همچنین ساختارهای سازه عرشه متشکل از دال، تیر دال، مجوف، سلولی و جعبهای بتن آرمه اعم از درجا، پیش ساخته و پیش تنیده است. این راهنما ملزومات حداقل مطالعات ارزیابی آسیبپذیری و بهسازی لرزهای را به منظور کاربرد در مورد پلهای با ویژگیهای هندسی پیچیده، پلهای نامنظم و همچنین قوسی (کلافدار و بدون کلاف) را نیز ارایه مینماید.
شرایط و محدودیتهای کاربرد نشریه شماره ۵۱۱
کاربران نشریه شماره ۵۱۱ باید در زمینه مباحث طراحی لرزهای پلها صلاحیت داشته و بر اصول و مفاهیم ارزیابی آسیبپذیری و بهسازی لرزهای پلها مسلط باشند. همراه با انجام مطالعات سیستماتیک قادر باشند اصول قضاوت مهندسی را که لازمۀ انتخاب سطوح منطقی عملکردی و اهداف مطالعات ارزیابی آسیبپذیری لرزهای و بهسازی پل است، به کار گیرند.
باید به میزان اهمیت و میزان آسیبپذیری پل و مخاطرات ساختگاهی توجه نمود. این امر در اولویتبندی چارچوب ساختار مدیریت پلها و شبکه ارتباطی راههای شهر، منطقه، استان یا کشور مورد بررسی قرار داده شود. پلهای مهم در مناطق با لرزهخیزی خیلی زیاد و زیاد و دارای نارساییهای مشهود، دارای بالاترین اولویت خواهند بود. بنابراین در مرحله اول، شناسنامه فنی پل بر اساس اطلاعات موجود، مشاهدات و مطالعات میدانی تکمیل و بر اساس یک ساختار تخصیص امتیاز غربال شده است.
مخاطرات ژئوتکنیکی لرزهای
علاوه بر جنبهی عملکردی سازه پل در مقابل زلزله، آثار ناشی از بروز پدیدهایی مانند روانگریی، گسترش جانبی، فرونشست خاک، گسلش سطحی و آثار زمین لغزش، با توجه به تجارب گذشته، در این راهنما مورد توجه ویژه قرار داده شدهاند؛ ولی مواردی از قبیل امواج دریایی ناشی از زلزله مشمول ین ملزومات نمیشوند.
در نشریه شماره ۵۱۱، اثر پاسخ فراالاستیک سازه پل و پیهها، جابهجایی نسبی، دوران و جابهجایی کولهها و ستونها در اثر تحریک نامتجانس تکیه گاهها نیز مورد اشاره قرار داده شدهاند.
خلاصه فرایند مطالعات ارزیابی آسیبپذیری
با ترکیب ضریب شتاب مبنا و ویژگیهای خاک، ساختگاه پل، سطوح خطرپذیری ساختگاه تعیین و با توجه به طبقهبندی اهمیت پل، عمر مورد نظر برای بهرهبرداری از پل پس از بهسازی مشخص شده است. با توجه به ترازهای عملکردی مورد نظر برای دو سطح خطر زمین لرزه (سطح خطر در بهرهبرداری متعارف و سطح خطر برای کنترل یا تضمین ایمنی)، گروهبندی بهسازی لرزهای پل تعیین شده است. حداقل ملزومات مطالعات تحلیل تقاضا و تخمین ظرفیت به منظور ارزیابی میزان آسیبپذیری لرزهای و در صورت نیاز به بهسازی، ملزومات حداقل طراحی و ارزیابی طرح بهسازی در چارچوب این گروهبندی ارایه شده است.
روند عملیاتی بهسازی لرزهای
روند ارزیابی آسیبپذیری لرزهای پلها شامل ارزیابی تعداد متنوعی از متغیرها و فرایندها است که اغلب ماهیت تصادفی داشته و با توجه به منابع عدم قطعیت موجود، قضاوت مهندسی قابل ملاحظهای را طلب مینماید. مطالعات را میتوان در سه مرحله اصلی به نتیجه رساند.
- غربال اولیه ( کیفی وکمی)
- ارزیابی تفصیلی
- در صورت نیاز به بهسازی: بررسی گزینهها، اتخاذ راهکارها، رویکردها و شیوهها، تدابیر و تمهیدات بهسازی.
روند بهسازی لرزهی پلها
قبل از ارایه طرح بهسازی، لازم است نارساییهای پل از دیدگاه رفتار لرزهای، از طریق ارزیابی آسیبپذیری لرزهای بر اساس روش شناسی مبتنی بر ترکیبی از ترازهای عملکردی و سطوح خطر زمین لرزه، شناسایی شده باشند.
انتخاب هدف بهسازی
تعیین هدف بهسازی بری هر پل خاص شامل انتخاب تراز عملکردی است. ترازهای عملکردی تعریف شده تحت تأثیر سطح خطر زمین لرزه پیش بینی شده از میان سطوح خطر زمین لرزه است. که منتج به تعیین گروه بهسازی لرزهای پل جهت اختیار روش ارزیابی و در صورت نیاز، اقدامات متناسب بهسازی خواهد شد.
سطوح خطر زلزله
سطح خطر زمین لرزه را باید با توجه به ویژگیهای ساختگاه پل از نظر لرزهخیزی، لرزه زمین ساختی، زمین شناسی، ژئوفیزیکی، ژئوتکنیکی و مکانیکی و دینامیکی خاک در نظر گرفت. تحلیل خطر زمین لرزه و تعیین سطوح خطر و طیف طراحی باید مطابق با مندرجات نشریه شماره ۵۱۱ صورت گیرد. سطوح خطر زمین لرزه باید به صورت طیفدهی پاسخ شتاب یا تاریخچه زمانی شتاب حاصل از روشهای احتمال اندیشانه تعریف شوند.
بهسازی در تراز ایمنی
در تراز ایمنی، بهسازی به نیات زیر صورت میگیرد.
- ممانعت از فروافتادن عرشه از پیهها و کولهها.
- ممانعت از خرابی پیهها (کمانش کلی و موضعی، شکست خمشی، برشی یا خمشی- برشی، بیرون کشیده شدن میل مهارهی تکیه گاهی و …..) که احتمال خطرات فرو ریزش را مطرح سازد.
- ممانعت از خرابی کلی تحت تأثیر گونههای متفاوت خرابی و از جمله گسیختگی یا فرونشست ناشی از جابهجاییهای خاک
- بسته به نیات عملکردی و به منظور ارضای این نیّات، میزان جابهجایی نسبی دایمی قابل پذیرش در تراز عرشه تحت تأثیر زلزله تعیین میشود. این جابهجاییها نباید منجر به بروز مدهای خرابی غیرقابل پذیرش یا پیشبینی نشده شوند.
بهسازی پی
طراحی و بهساز ی پل در ارتباط با مسایل ژئوتکنیک لرزهای و دینامیک خاک و آثار اندرکنشی خاک پی سازه باید همساز با معیارهای عملکردی و اهداف بهسازی لرزهای صورت گیرد. این معیارها شامل جابهجایی و نشست و دوران محتمل پی در امتدادهای متفاوت و حول محورهای ذیربط هستند. ارزیابی آسیب پذیری و طراحی بهسازی خاکریزهای دسترسی باید به منظور حصول اطمینان از عدم فرو نشست یا بروز نشست نامتجانس در این نواحی و در حوالی کولهها و دالهای دسترسی به عمل آید.
فهرست مطالب نشریه شماره ۵۱۱
در نشریه شماره ۵۱۱، با ترکیب ضریب شتاب مبنا و ویژگیهای خاک ساختگاه پل، سطوح خطرپذیری ساختگاه تعیین و با توجه به طبقهبندی اهمیت پل، عمر مورد نظر برای بهرهبرداری از پل پس از بهسازی تعیین شده است. در تمامی حالات، لازم است پس از وقوع زلزله، بازرسی فنی سریع پل در مدت زمان حداقل ممکن به منظور بررسی عملکرد واقعی پل و مقایسه آن با عملکرد مورد نظر با توجه به مشخصههای تحریک زمین و ویژگیهای ژئوتکنیکی لرزهای ساختگاه پل به عمل آید. نشریه شماره ۵۱۱ در غالب۱۰ فصل منتشر شده است.
ملاحظات مقدماتی و مفاهیم عمومی ارزیابی آسیبپذیری و بهسازی لرزهای پلها
فلسفه مطالعات ارزیابی آسیبپذیری و بهسازی لرزهای پلها
ملزومات بنیادین
مفاهیم تحلیل تقاضا
ارزیابی ظرفیت
شیوههای بهسازی و نحوۀ ارائه طرح بهسازی لرزهای
ارزیابی آسیبپذیری لرزهای پل
مفاهیم بنیادین و فلسفه مطالعات ارزیابی آسیبپذیری و بهسازی لرزهای
روشهای تحلیل تقاضا و ارزیابی نسبتهای ظرفیت به تقاضا
ارزیابی کمّی ظرفیت
ارزیابی شالوده و پی