اثرات تخریبی زلزله بر پل

زلزله های شدید اتفاق افتاده در دهه 90 میلادی در آمریکا، ژاپن، تایوان و ترکیه، آسیب های عمده ای به پل ها وارد آوردند. روش های طراحی پل ها برای زلزله و ایجاد شکل پذیری مناسب در اعضای آنها از اوائل دهه ی 70 میلادی در آیین نامه های پل مطرح شد.

بعد از زلزله های اخیر به دلیل وسعت آسیب ها، نحوه ی طراحی این سازه ها از طرف کارشناسان مهندسی زلزله مورد سوال قرار گرفت.و مجدداً تحقیق بر روی نیازهای شکل پذیری و جزییات طراحی اجزای پل شروع شد. در این راستا و برای طراحی ایمن پل ها لازم بود که آسیب های و دلایل این آسیب ها شناخته شوند.

اهمیت به حساب آوردن تأثیرات لرزه ای در طراحی سازه های مهندسی اولین بار موقعی شناخته شد که روش نیروی جانبی استاتیکی معادل با به کار گیری ضریب زلزله بین 0/1 تا 0/3 بر مبنای روش طراحی مجاز که اغلب روش ضریب لرزه ای نامیده می شد، در طراحی پل های بزرگراه در سال 1923 وارد شد. از آن زمان کار طراحی لرزه ای بهبود یافته و بر مبنای آسیب لرزه ای و پیشرفت های تحقیقاتی گسترش یافت. اما هنوز مرحله ی اول برای اطمینان از عملکرد لرزه ای مناسب بود.

آسیب پل های در زلزله های اخیر

پل های از جمله سازه هایی بودن که در زلزله های احیر دچار آسیب شدید شدند. خرابی ایجاد شده در پل ها به علت عوامل مختلف و به اشکال گوناگون بود.

خرابی نشیمن و کلیدهای برشی

یکی از آسیب های معمول در پل ها، خرابی نشیمن و کلیدهای برشی است. کلیدهای برشی به عنوان عناصر جلوگیری کننده از حرکت جانبی عرشه به کار گرفته می شوند. تصور عمومی بر این است که در طراحی و ساخت سازه ی پل فقط بایستی به شاهتیر ها، پایه ها و شالوده ها توجه نمود در حالی که عدم توجه کافی به اجزای ثانویه همچون نشیمن ها، مهارها، درزهای انبساط و کلیدهای برشی می تواند همانند اجزای اصلی بر عملکرد پل تأثیر نامطلوب بگذارد.

باید توجه کرد که خرابی در این اعضا فقط به خاطر ضعف خودشان ایجاد نمی شود و ممکن است با وجود طراحی درست، به دلیل ضعف طراحی سایر احزای پل و خرابی آن قسمت از پل در اثر نیروهای بیش از حد وارده به نشیمن ها و کلید برشی، آنها نیز دچار خرابی شوند. در چنین پل هایی به دلیل اصلی آسیب عامل دیگری است.

خرابی برشی پایه های پل

طبق آیین نامه های طراحی لرزه، ایجاد شکل پذیری کافی و جلوگیری از خرابی برشی پایه ها لازم است که از خاموت گذاری ویژه در آنها استفاده شود. همچنین باید حداقل طول مهاری آرماتورهای طولی رعایت شود و بحث ایجاد شکل پذیری در پایه ها و استفاده از خاموت گذاری ویژه مطرح شد و بعداً در آیین نامه های طراحی لرزه ای آورده شده است.

خرابی شاهتیر ها و افتادن دهانه ها

معمولاً عرشه ها و شاهتیرهای به کار رفته در پل ها از استحکام لازمه برخوردار بوده و همه الزامات طراحی در مورد آنها رعایت شده و دچار خرابی ضعف در طراحی خودشان نمی شوند. اکثر خرابی های اتفاق افتاده در شاهتیرها به علت لغزش آنها از روی تکیه گاه است. دو عامل در وقوع چنین پدیده ای دخالت دارد، یکی عرض نشیمن ناکافی برای جابه جایی طولی و عرضی شاهتیرها و دیگری دوران پایه ها. در پل های خرابی شده در زلزله های دهه 90 خرابی شاهتیرها و فرورریزی دهانه ها عمدتاً به دلیل دو عامل مذکور بود.

نشست دال معبر

این نوع خرابی در اثر جابه جایی پایه ها یا نشست خاکریز کوله ها حاصل می شود. در پل هایی که علی رغم پیدا شدن اختلاف تراز بین پایه ها یا نشست خاکریزی کوله ها، شاهتیرها از روی نشیمن نیفتد نشست دال معبر مشاهده می شود.