منبع پایان نامه ارشد با موضوع بارهاي، زير، ضريب، بارگذاري

دانلود پایان نامه ارشد

در برابر انواع بارهاي وارده از اهميتي ويژه برخوردار است. نظر به اينکه وسايل نقليه عبوري از پل ها متنوع و مطالعه اين سازه ها در مقابل تمامي بارهاي واقعي پيچيده و حجيم مي باشد، در کشورهاي مختلف با پاره اي مطالعات تحليلي و به کارگيري قواعد آمار و احتمالات، مجموعه اي از بارهاي استاندارد که اثر آنها معادل بحراني ترين حالت هاي ترافيک واقعي باشد، تعيين و پل هاي مختلف براي اين بارها طراحي مي شوند [7].
2-3- بارهاي محاسباتي در طراحي پل ها
بارهاي محاسباتي در طراحي پل ها به شرح زير تعريف مي شوند:

– بارهاي دائمي

– بارهاي بهره برداري و هرگونه اثر مربوط به آنها مانند اثر ضربه، ترمز و نيروي گريز از مرکز

– بارهاي وارد بر پياده رو

– اثر باد

– اثر تغييرات دما

– اثر غوطه وري و جريان آب

– اثر تغيير شکل هاي تابع زمان مصالح

– اثر نشست يا کوتاه شدن پايه ها

– اثر زمين لرزه

– بارهاي وارد بر جان پناه و نرده ها

– بارهاي ويژه مانند اثر برخورد وسايل نقليه، کشتي ها و قطعات يخ به پايه هاي پل

لازم به ذکر است در محاسبه پل هاي راه، بار برف منظور نمي شود.

2-4- مشخصات هندسي
2-4-1- خط عبور
مقطع عرضي پل هاي راه عموماً شامل سه بخش متمايز سواره رو، پياده رو و جان پناه هاست. عرض استاندارد هر خط عبوري 3 متر در نظر گرفته مي شود. تعداد خط هاي عبور معادل عدد صحيح خارج قسمت عرض سواره رو پل به عرض خط عبور محاسباتي است.

2-4-2- ارتفاع مفيد
ارتفاع مفيد براي عبور وسايل نقليه از زير پل، که از روي آسفالت جاده تا زير عرشه پل يا قطعات الحاقي در نظر گرفته مي شود، بايد معادل 5 متر اختيار شود. دستگاه هاي اجرايي مجاز مي باشند که برحسب نوع راه، نحوه بهره برداري و نوع وسايل نقليه اي که معمولاً از زير پل عبور خواهد نمود، در مورد تعيين ارتفاع خاص براي يک يا چند دستگاه پل واقع بر يک محور، با ارائه توجيه فني و اقتصادي، ارتفاع پل را تا 60/5 متر نيز اختيار نمايند. قاب ارتفاع سنج (گاباري) چند منظوره مطابق ارتفاع مفيد پل، بايد قبل از ورودي پل نصب گردد و انجام روکش زير گذرها بايد به نحوي صورت پذيرد که باعث کاهش ارتفاع مفيد پل نگردد.

2-5- ترکيبات بارگذاري
ضرايب بار و تنش هاي مجاز محاسباتي، از روي آيين نامه هاي آشتو يا اوروکد (EURO CODE) تعيين مي شوند، اما احتمال همزماني و ترکيبات بارگذاري به شرح زير مي توانند در محاسبات منظور شود:

گروه يک: مجموعه اي از بارها شامل بار مرده، اثر جريان آب، اثر کاهش وزن ناشي از غوطه وري، تغيير شکل هاي تابع زمان مصالح (جمع شدگي و وارفتگي)، نشست پايه ها و فشار خاک.

گروه دو: شامل گره يک + بارهاي بهره برداري همراه با اثر ضربه، اثر ترمز و گريز از مرکز.

گروه سه (الف): شامل گروه يک + اثر باد

گروه سه (ب): شامل گروه دو + اثر باد
گروه چهار (الف): شامل گروه يک + اثر تغيير دما

گروه چهار (ب): شامل گروه دو + اثر تغيير دما

گروه پنج: شامل گروه يک + اثر زمين لرزه

گروه شش: شامل گروه يک + بارهاي ويژه

2-5-1- بارهاي دائمي
بارهاي دائمي، وزن اجزاي باربر و غير باربر تشکيل دهنده پل و نيز خاک روي عرشه پل را شامل مي شوند.

2-5-1-1- وزن اجزاي باربر و غير باربر
اين بار شامل اجزاي باربر و غير باربر تشکيل دهنده پل است. مقصود از اجزاي باربر قطعاتي است که نقش سازه اي داشته باشند و منظور از اجزاي غير باربر قسمت هايي از قبيل پياده رو ها، عايق کاري و روکش آسفالت سطح سواره رو، روکش هاي آتي، جان پناه ها، لوله ها، مجاري عبور کانال ها و ساير تجهيزات شهري که به پل نصب مي شوند، مي باشند.

2-5-2- اثر خاک روي پل هاي زير خاکي
مقدار بار موثر بر پل هايي که در عمق قابل ملاحضه اي نسبت به سطح راه قرار مي گيرند به عواملي چون مشخصات هندسي پل، روش اجرا، عمق و مشخصات ژئوتکنيکي خاک بستگي دارد. در حالت کلي توصيه مي شود با انتخاب مناسب مشخصات خاکريز دو طرف پل، مثلا استفاده از مخلوط درشت دانه و قلوه سنگ و متراکم کردن آن قبل از اجراي عرشه، امکان کاهش بار مرده موثر بر پل فراهم شود.

2-5-2-1- روش محاسبه بارهاي وارد بر پل هاي زير خاکي
اگر وزن ستون خاک موجود روي عرشه پل با W نشان داده شود مقدار کل بار مرده موثر از رابطه P=K.W قابل محاسبه است. ضريب K به ميزان و جهت جابه جايي خاک دو طرف پل نسبت به ستون خاک موجود روي پل بستگي داشته و غالبا بين 7/0 تا 6/1 تغيير مي کند. در مورد پل هاي مهم لازم است مقدار اين ضريب متناسب با عوامل ياد شده و بر مبناي محاسبات ژئوتکنيکي دقيق تعيين گردد.

2-5-3- اثر نامساعد حذف قسمتي از بارهاي دائمي
اثر نامساعد حذف قسمتي از بارهاي دائمي که منجر به افزايش تنش ها مي گردد بايد مورد نظر قرار گيرد.

2-6- بارهاي بهره برداري
بارهاي بهره برداري شامل سه نوع بار فرضي هستند که اثر آنها معادل اثر بارهاي واقعي موثر بر اجزاي پل است. تعداد و موقعيت اين بارها با هدف دست يافتن به بحراني ترين شرايط با توجه به منحني هاي تأثير نيروهاي داخلي تعيين مي شوند. مشخصات اين بارها به شرح زير است:

2-6-1- بار نوع اول
اين بارگذاري که “بار عادي” ناميده مي شود. معرف اثر محورهاي سنگين، اثر قطار، کاميون ها و وسايل نقليه معمولي است که به طور معمول در سطح راه هاي کشور تردد نموده و به شرح زير مي باشند:

2-6-1-1- مشخصات
بار عادي هر خط مطابق شکل هاي (2-1) و (2-2) شامل دو قسمت است:

1- يک کاميون به وزن 400 کيلونيوتن و به طول 10 متر که 3 متر جلو و 3 متر عقب آن خالي است.

– فاصله دو محور عقب 40/1 متر

– فاصله محورهاي مياني 00/6 متر

– فاصله عرضي محور به محور دو چرخ 00/2 متر

– وزن هر يک از دو محور عقب 16 تن (مجموع 32 تن)

– وزن محور جلو 8 تن

شکل (2-1) : وزن کاميون بر اساس آيين نامه ايران

شکل (2-2) : ابعاد کاميون بر اساس آيين نامه ايران

2- در بقيه طول خط عبور، بار يکنواختي به ميزان 15 کيلونيوتن بر متر طول که به طور پيوسته يا ناپيوسته و به طول هاي لازم که بحراني ترين اثر مورد نظر را ايجاد کند، قرار داده شده و همچنين يک بار متمرکز به ميزان 160 کيلونيوتن براي هر خط عبور در نامناسب ترين موقعيت اعمال مي شود که به آنها بار معادل گويند (شکل 2-3).

شکل (2-3) : بار معادل در آيين نامه ايران

2-6-1-2- نحوه استقرار بار عادي روي عرشه پل
نحوه استقرار فرضي کاميون ها روي عرشه پل بدين صورت است که در امتداد طول پل، همواره يک کاميون در هر دهانه قرار داده مي شود و در امتداد عرض، حداکثر تعداد کاميون به تعداد خطوط عبوري محاسباتي محدود شده يعني در اين امتداد، بار عادي يک خط عبور محاسباتي را اشغال مي کند. حداقل فاصله محور به محور نزديک ترين چرخ هاي دو کاميون 1 متر و حداقل فاصله محور چرخ از لبه پياده رو 5/0 متر در نظر گرفته مي شود.

2-6-1-3- ضريب کاهش به مناسب همزماني بارها
در مورد پل هاي عريض در صورتي که به منظور حصول شرايط بحراني، خطوط متعددي بارگذاري شوند، بايد يک ضريب کاهش مربوط به احتمال همزماني بارها به شرح جدول (2-1) در نيروهاي داخلي اعمال گردد:

جدول (2-1) : ضريب کاهش نيروهاي داخلي به علت عدم همزماني بارها
چگونگي بارگذاري
ضريب کاهش
بارگذاري يک يا دو خط عبور
1
بارگذاري سه خط عبور
9/0
بارگذاري چهار خط عبور و بيشتر
75/0

2-6-2- بار نوع دوم
اين بار معادل 80 کيلونيوتن است که سطح اثر آن مربعي به ابعاد 30 سانتي متر فرض مي شود و موقعيت آن در محدوده سواره رو متغير است.

2-6-3- بار نوع سوم
در طرح تمامي پل هايي که امکان عبور تانک با تريلي تانک بر از روي آنها وجود دارد بايد اثر بار غير عادي شامل دو نوع بار نظامي به شرح زير در محاسبات منظور شود.

2-6-4- بار تانک
اين بار به ميزان 700 کيلونيوتن روي دو زنجير به ابعاد 1 x 5/3 متر مطابق شکل (2-4) در نظر گرفته مي شود. در هر قسمت از عرض سواره رو پل، تنها يک تانک و در امتداد طول پل حداقل فاصله وسط تا وسط تانک هاي متوالي 30 متر منظور مي شود.

شکل (2-4) : ابعاد يک تانک استاندارد در بارگذاري پل

2-6-5- بار تريلي تانک بر
اين وسيله نقليه که براي حمل تانک مورد استفاده قرار مي گيرد مطابق شکل (2-5) داراي شش محور به وزن 900 کيلو نيوتن است. در عرض پل تنها يک تريلي و در طول پل حداکثر دو دستگاه تريلي تانک بر با حداقل فاصله بين چرخ هاي دو وسيله متوالي 12 متر در نظر گرفته مي شود. فاصله محور چرخ ها در تريلي تانک بر، در جهت عرض تريلي، معادل 1/3 متر و حداقل فاصله چرخ هاي آن از لبه پياده رو 5/0 متر مي باشد.

شکل (2-5) : ابعاد و نيروهاي محور چرخ تريلي تانک بر در بارگذاري پل

لازم به ذکر است که:
براي عبور بارهاي نظامي استثنايي و سنگين تر از مفروضات فوق، بايد قبلاً مجوز عبور از پل از مقامات زيربط کسب شود.

حداقل سربار قائم براي خاکريز پشت پايه هاي کناري پل ها براي 10 کيلونيوتن بر متر مربع در نظر گرفته شود.

حداقل شعاع گردش تريلي تانک بر 50 متر است.

2-7- ضريب ديناميکي (ضربه)
اثر بار عادي بايد در ضريبي به نام ضريب ديناميکي (ضربه) ضرب شود که مقدار آن از رابطه (2-1) به دست مي آيد:

? = 1.3 – 0.005L – 0.15h 1(2-1)
در اين رابطه h ارتفاع خاکريز روي پل بر حسب متر است. مقدار L بر حسب متر براي حالت هاي مختلف به ترتيب زير تعيين مي شود:

– در پل هاي ساده، L طول دهانه است.

– در پل هاي يکسره يا پيوسته، در محاسبه لنگر خمشي مثبت هر دهانه، L طول همان دهانه و در محاسبه لنگرهاي خمشي تکيه گاهي L مقدار متوسط طول هاي دو دهانه مجاور تکيه گاه مورد نظر است.

– در مورد تيرهاي عرضي و دال ها، L طول دهانه مربوط است.

– در محاسبه اجزاي طره اي، L طول طره است.
ضريب ضربه بايد در محاسبه تمامي اعضاي عرشه پل منظور شود. ديوارهاي حائل، کوله ها و پي ها از اين قاعده مستثني هستند.

2-8- اثر ترمز
براي تعيين وسايل نقليه روي پل، فرض مي شود فقط يک نيروي افقي در يکي از خطوط عبور اعمال شود که مقدار آن از رابطه (2-2) به دست مي آيد:

F1 = 200 + V L0 ? 400 (2-2)

در رابطه فوق L0 فاصله درز انبساط تا درز انبساط بعدي بر حسب متر و F1 نيروي ترمز بر حسب کيلونيوتن است. حداکثر نيروي ترمز به وزن يک کاميون محاسباتي يعني 400 کيلونيوتن، محدود شده و ضريب ضربه به آن اعمال نمي شود.

2-9- نيروي گريز از مرکز
پل هايي که در قوس واقع مي شوند بايد براي نيروي گريز از مرکزي محاسبه شوند که به صورت افقي و در امتداد عمود بر خط مماس بر محور طولي پل اثر مي کند. مقدار اين نيرو از رابطه هاي (2-3) و (2-4) به صورت درصدي از بار زنده يک کاميون در هر خط عبور در نظر گرفته مي شود و در محاسبه آن اثر ضربه منظور نمي شود:

F0 = K0 . W(2-3)

K0 = (2-4)
در روابط فوق V سرعت طرح برحسب متر بر ثانيه، R

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع حمل و نقل، امر مشروط Next Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع پايه، کيلونيوتن، نيروي، بادگير