حداقل عمق پوشش خاکی بر روی پلهای خاکی فولادی 50 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 50

حداقل عمق پوشش خاکی بر روی پلهای خاکی- فولادی

خلاصه: پهنای خاکی- فولادی از قابهای فولادی موجودار و انعطاف پذیر پوشانده شده درون خاک دانه ای خوب متراکم ساخته شده اند.

طراحی آنها براساس اندرکنش ترکیبی میان فشارهای خاک و جابه جایی های دیواره کانال انجام می شود. گسیختگی سازه ممکنست به سبب گسیختگی برشی یا کششی در پوشش خاکی روی کانال فولادی آغاز شود. بکارگیری ملاحظات طراحی ارائه شده در آئین نامه های مختلف، مانند آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا، در جلوگیری از برخی مشکلات مربوط به گسیختگی خاک روی پلهای خاکی- فولادی با در نظر گرفتن حداقل عمق پوشش خاکی روی تاج کانال با توجه به شکل هندسی آن، موفقیت آمیز بوده است. با این وجود، الزامات آئین نامه موجود برای حداقل عمق پوشش جهت حداکثر دهانه به طول 62/7 متر و استفاده از قابهای سخت نشده با عمق اعوجاج 51 میلیمتر، بسط داده شده اند. اثر طول دهانه های بزرگتر یا بکارگیری قابهای موجدار صلب تر، پیشتر بررسی نشده و موضوع این مقاله است. مطالعه حاضر، جهت بررسی مجدد گسیختگی های ممکن خاک به سبب بارهای زنده وارده در مرکز (یعنی بارهایی که بصورت متقارن، حدودا در وسط دهانه کانال وارد می شوند) یا بارهای زنده خارج از مرکز، از تحلیل اجزاء محدود استفاده می کند. این بررسی، مربوط به کانالهای دایروی با دهانه بزرگتر از 24/15 متر و قوسهای 3/21 متری با موجهای عمیق است. نتیجه حاصله این است که علاوه بر هندسه کانال، ابعاد واقعی دهانه نیز بایستی جهت تعیین عمق لازم برای پوشش خاکی مورد توجه قرار گیرد.

معرفی: پلهای خاکی- فولادی از قابهای فولادی موجدار و انعطاف پذیر پوشانده شده در خاک دانه ای خوب متراکم شده ساخته شده اند. این پلها با دهانه هایی به طول حداکثر 62/7 متر با استفاده از قابهای فولادی با عمق اعوجاج (موج) 51 میلی متر ساخته شده اند در حالیکه بخشهای خاصی مانند سخت کننده ها برای دهانه های بزرگ بکار رفته اند. اخیرا، موجهای عمیق تری (در قابها) به اندازه 140 میلیمتر (شکل 1) ایجاد شده و برای سازه هایی با دهانه هایی کمتر از 22 متر در استاندارد ASTM-A 796.A 796 M مورد استفاده قرار گرفته اند. (استاندارد 1999,ASTM).

طراحی پلهای خاکی- فولادی، بر اندرکنش ترکیبی میان فشارهای خاک و جابه جائیهای دیواره کانال، بنا نهاده شده است. (معیارهای) حدود طراحی و الزامات آئین نامه ای تعیین شده و به اثبات رسیده اند؛ به Abdel- sayed و همکاران (Adbel- Sayed) و همکاران، 1993) آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا (2001 , CSA- CHBDC) و مشخصات استاندارد پلهای بزرگراه منتشر شده توسط آشتو (2001, AASHTO) مراجعه شود.

یکی از معیارهای گسیختگی برای چنین سازه هایی در شرایطی که پوشش خاکی روی مجرای فولادی کافی نباشد، گسیختگی خاک بخاطر برش و / یا کشش ایجاد شده در آن می باشد. بکارگیری ملاحظات طراحی ارائه شده شده در آئین نامه های مختلف، مانند آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه (1992, OHBDC) Ontario، آشتو (آشتو، 2001) یا آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا، در جلوگیری از برخی مشکلات مربوط به گسیختگی خاک روی پلهای خاکی- فولادی با در نظر گرفتن حداقل عمق پوشش خاکی روی تاج کانال، موفقیت آمیز بوده است.

این الزامات، در اصل تجربی بوده و از آن پس، براساس تحلیل اجزاء محدود (1981, Hafez) با در نظر گرفتن شکل هندسی کانال و بارهای محوری، کامیون OHBDC جهت طراحی (شکل 2)، اصلاح شوند (1983a, Abdel- Sagal, Hafez). در نتیجه، حداقل عمق پوشش مورد نیاز (h) در دومین ویرایش از (1983,OHBDC)OHBDC، بزرگترین مقدار از بین یا با حداقل مقدار 6/0 متر بود که براساس شکل 3، D,S به ترتیب دهانه موثر و خیز (برآمدگی) کانال هستند. با وقوف به دست وپاگیر بودن الزامات فوق بخصوص در مورد کانالهای دهانه کوتاه به شکل بیضی افقی، سومین ویرایش (1992,OHBDC) OHBDC شرط پیشین را به کاهش داد.

همچنین الزامات مشابهی در آئین نامه فعلی طراحی پلهای بزرگراه کانادا مشخص شده اند (2001,CSA-CHBDC) و در حال حاضر بدون توجه به نیمرخ اعوجاج صفحه، قابل استفاده برای تمام سازه های خاکی فولادی می باشند. هر چند، بایستی به این نکته اشاره نمود که تمامی الزامات برای حداقل عمق پوشش، برای حداکثر دهانه 62/7 متری و استفاده از قابهای سخت نشده با عمق اعوجاج 51 میلیمتری ایجاد شده اند. تاثیر دهانه های بلندتر و / یا استفاده از قابهای موجدار صلب تر یا بیشتر مورد بررسی قرار نگرفته و موضوع این مقاله می باشد که به بررسی مجدد مسئله گسیختگی امکان پذیر در پوشش خاکی بعلت بار زنده واقع در مرکز یا خارج از مرکز که بر خاکریز اعمال می شود، می پردازد. در اینجا گسیختگی پوشش خاکی برای کانالهای دایروی با دهانه های کوتاهتر از 24/15 متر و قوسهای 3/21 متری دارای، قابهایی با موجهای عمیق (شکل 1) مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهدات ارائه شده مبتنی بر نتایج تحلیل اجزاء محدود انجام شده توسط Hafez در دانشگاه وینزور (1981, Hafez) (به بخش بعدی مراجعه شود) و نیز بکارگیری آئین نامه جامع و عمومی ABAQUS [نرم افزار اجزاء محدود، نسخه 1/6 (1998)، R.I. , Providence, Sorenson, Karlssen, Hibbit] و در نظر گرفتن بار کامیون مطرح شده توسط 1992, OHBDC می باشند (شکل 2).

شکل

شکل 1- انواع قابهای کانال، ابعاد به میلیمتر بیان شده اند موج استاندارد 51 میلیمتری (2 اینچی)، قاب (I)؛ (b) موج استاندارد 1400 میلیمتری، قاب (II)؛ (c) قابهای موجدار سخت شده؛ قاب (III)؛ و (d) قابهای موجدار سخت شده با پرکردگی بتنی، قاب (IV).

شکل 2- بارهای محوری کامیون OHBDC برای طراحی (1992,OHBDC)، (a) نما (b) پلان

شکل 3- تعریف و توضیح S,D برای اشکال مختلف سطح مقطع کانال، (a) دایره، (b) نیم قوس، (c) بیضی قائم، (d) بیضی افقی، (e) قوس Re-entrant و (f) قوس لوله ای

شکل 4- مدل اجزاء محدود برای کانالهای دایروی (1981, Hafez).

شکل 5- تعریف خروج از محوریت e برای موارد بارگذاری تحت بررسی، (a) در صورت اعمال یک بار محوری (b) در صورت اعمال یک بار محوری