بررسی سختی کوله های پل در حین زلزله
کوله ها(Abutment) پایه های کناری پل میباشند که هم برای انتقال عکس العمل عرشه پل به شالوده و هم بعنوان حائل بین خاکریز جاده و پل عمل می نماید، کوله دارای انواع مختلفی میباشند 1. کوله بسته 2.کوله باز 3.کوله خاک مسلح MSE( Mechanically stabilized Earth برای دیدن نحوه اجرا کوله های خاک مسلح میتوانید به فیلم آموزشی نحوه اجرا این کوله ها مراجعه کنید ) در شکل زیر قسمت های مختلف یک کوله بسته نشان داده شده است
در طرح لرزه ای پلها اگر کوله هابه نوعی طرح شوند که سختی آنها در حین زلزله در نظر گرفته شود در این حالت پایه ها (Pier) برای کل نیروی زلزله طرح نخواهد شد و بخشی از نیروی زلزله سهم کوله ها خواهند شد در این حالت خرابی در قسمت فوقانی کوله یا Back wall مجاز بوده وخاک پشت کوله نقش موثری در عملکرد پل در هنگام زلزله خواهد داشت
در حین زلزله طولی واکنش فشار خاک پشت دیوار کوله از حالت استاتیکی خارج شده و به یکی از دوحالت زیر تغییر می کند
1.شرایط فشار محرک یا Active که باعث حرکت کوله به سمت روسازه (super structure) یا عرشه خواهد شد
2.شرایط فشار مقاوم یا Passive که دیوار به سمت خاک پشت کوله جابجا می شود
باتوجه به شرایط فوق احتمال اینکه کدامیک از شرایط فوق حاکم خواهد بود بستگی به عواملی از قبیل جابجایی عرشه پل ،جابجایی دیوار و پیکر بندی سازه ای پل دارد یکی از نکانی که میبایست در نظر گرفت در صورتیکه عرض درز انبساط میان کوله و روسازه به اندازه کافی باشد خاک پشت کوله به صورت Active عمل کرده .ولی در شرایطی که این درز به اندازه کافی نباشد در این صورت عرشه به کوله برخورد میکند و باعث شکستن back wall شده وخاک پشت کوله به صورت passive عمل میکند
باتوجه به تجربیات بدست آمده از خرابی پلها در زلزله های گذشته و رویکرد های کشورهای اروپایی و آیین نامه های آمریکایی در طرح لرزه ای پلها ترجیح داده میشود که حالت فشار full passive برای خاک پشت کوله در نظر گرفته شود
باتوجه به راهنمای لرزه ای AASHTO LRFD دونوع رویکرد در طراحی لرزه ای پلها در نظر گرفته شده است
- پایه های میانی برای کل نیروی زلزله طرح شده و کوله ها نیز هیچگونه مشارکتی به عنوان سیستم مقاوم لرزه ای نخواهند داشت بنابراین سختی کوله در مدلسازی صفر لحاظ می شود
2. در حالت دوم کوله ها به عنوان المان کلیدی در سیستم مقاوم لرزه ای عمل کرده وسختی آنها در حین زلزله در نظر گرفته در این حالت ، فرض میشود backwall در حین زلزله شکسته شود (در صورت شکستن در حین زلزله ترمیم آن به راحتی صورت میگیرد )و سختی در نظر گرفته شده برابر سختی خاک پشت Back wall می باشد در این شرایط مقدار نیروی Passive خاک برابر است با:
پس از مشخص شدن نیروی Passive جهت تعیین سختی آن جهت منظور کردن در مدل سازه ای سختی طولی کوله برابر است (برای کوله هایی که عرشه به صورت اتکایی مطابق تصویر 3 برروی کوله قرار گرفته است )
شایان ذکر است مطابق دستورالعمل آیین نامه AASHTO در صورت عدم اخذ مجوز از کارفرما مجاز به استفاده از 70 درصد ظرفیت فوق میباشیم برای نحوه اعمال سختی کوله ها در نرم افزار براساس آیین نامه CALTRANS میتوانید به فایل آموزش طراحی لرزه ای پلها مراجعه فرمایید
