منبع پایان نامه ارشد با موضوع حمل و نقل، امر مشروط

دانلود پایان نامه ارشد

رايج نظير بتن مسلح، مي تواند باعث سختي عمليات اجرايي و ازدياد مدت زمان اجراي پروژه مي گردد.

سازه هاي مشبک فضايي به علت سبکي نسبت به ديگر مصالح رايج نظير بتن مسلح مي توانند گزينه مناسبي جهت ساختن پل با دهانه هاي متفاوت مي باشند که علاوه بر کاهش بارهاي مرده نسبت به ساير عرشه هاي ساخته شده با مصالح مذکور به علت صلبيّت بالا و رفتار سه بعدي آن مي تواند در ساخت پل هاي با دهانه طولاني به کار گرفته شود. در اين نوع عرشه ها با سيستم سازه اي مذکور به دليل قابليت اجرا در دهانه هاي طولاني و کاهش تعداد ستون ها که در پي آن کاهش هزينه هاي هنگفت مربوط به شمع کوبي را به دنبال خواهد داشت، مي تواند مزيت مهمي براي آنها در مقابل عرشه هاي ساخته شده با ديگر روش هاي رايج نظير بتن مسلح به شمار رود، به طوري که اين قابليت در عرشه هاي بتني مستلزم هزينه هاي فراوان و گاهاً غيرممکن مي باشد. امروزه جهت ساخت پل هاي با دهانه هاي طولاني از پل هاي کابلي (ترکه اي) يا پل هاي معلق استفاده مي شود. ساخت اين گونه پل ها علاوه بر صرف هزينه هاي بسيار زياد، مدت زمان زيادي را جهت اتمام عمليات پل سازي مي طلبد. لذا استفاده از سازه هاي مشبک فضايي علاوه بر کاهش هزينه هاي اجرايي نسبت به پل هاي معلق، باعث کاهش چشمگير مدت زمان اتمام پروژه نيز مي شود. لذا اين نوع سازه در جاهايي که نياز به احداث يک پل (مثلا با اهداف نظامي) در کمترين زمان ممکن است، کاربرد فراوان دارد.

اين نوع سيستم سازه اي از نظر رفتاري، مانند پوسته ها عمل کرده به طوري که بارهاي وارد شده بر سازه عمدتاً توسط نيروهاي محوري (کششي يا فشاري) با خمش کم يا بدون خمش تحمل مي شود و به دليل سختي ذاتي، تغييرمکان ها در اين نوع سازه ها کوچک بوده و علاوه بر سبکي از صلبيّت بالايي برخوردار است. لذا با توجه به حجم بارهاي مرده و زنده (بارهاي متحرک) در پل ها، استفاده از سازه هاي مشبک فضايي علاوه بر ايجاد صلبيّت زياد که در پي آن کاهش تغييرمکان هاي تک تک گره هاي سازه و در نتيجه کاهش خيز ناشي از اعمال اين بارها را به دنبال دارد، مي تواند منجر به کاهش بارهاي مرده نسبت به نمونه هاي ساخته شده با ديگر مصالح، نظير عرشه هاي بتني شود.

در عرشه مشبک فضايي، انتقال بارها به صورت سه بعدي مي باشد. بدين معني که در اين گونه سازه ها، بارهاي وارد به يک نقطه، فقط توسط عضوهاي منتهي به آن نقطه تحمل نمي شود، بلکه با پخش بار در عضوهاي متعدد ديگر، آنها هم در تحمل بار کمک مي کنند. بدين طريق مي توان بارهاي متمرکز سنگين را به هر گره انتقال داده و با پخش اين بار بين تمامي عضوها، پايداري سازه را برقرار نمود. اين مزيت در پل ها که بارهاي زنده بسيار زيادي را تحمل مي کنند مي تواند منجر به کاهش خيز ناشي از اين بارها و استفاده بهينه از مصالح عرشه گردد.

زمان ساخت يک عرشه مشبک فضايي کوتاه است زيرا اجزاي آنها در کارخانه با روش هاي سريع توليد مي شود و پس از حمل به کارگاه به راحتي نصب خواهد شد. از آنجايي که عرشه هاي مشبک فضايي با در کنار هم قرار دادن اجزاي دقيق کارخانه اي ساخته مي شود، لذا کارگر غير متخصص هم مي تواند در مونتاژ و اجراي آنها به کار گرفته شود. اين در حالي است که در ساخت يک عرشه بتني نياز به استفاده از نيروي کار متخصص مي باشد.

از ديگر مزاياي يک عرشه مشبک فضايي نسبت به عرشه هاي ساخته شده با ديگر مصالح نظير بتن مسلح آنست که در اين نوع سيستم سازه اي مي توان کليه اجزا و اتصالات را روي زمين نصب و از صحت اتصال آنها اصمينان حاصل نمود و سپس توسط جرثقيل در محل مورد نظر بر روي تکيه گاه ها قرار داده شود. اين امر علاوه بر کاهش خطرهاي کار در ارتفاع باعث تسريع سرعت عمليات اجرايي پروژه مي شود.

در يک عرشه مشبک فضايي به علت وجود منافذ کافي بين لايه ها، مي توان سيستم هاي تاسيساتي مکانيکي و الکتريکي نظير لوله هاي جمع آوري آب ناشي از بارندگي و همچنين کابل هاي مربوط به نورپردازي را از اين منافذ عبور داده به طوري که علاوه بر حفظ زيبايي ظاهري پل مي توان کليه تاسيسات را روي زمين نصب کرده و بدين ترتيب خطرهاي کار در ارتفاع برطرف مي شود.

عرشه هاي مشبک فضايي به علت خاصيت اجرا در دهانه هاي طولاني مي توانند در محل هاي صعب العبور نظير دره ها که اجراي ستون در اين مناطق مستلزم هزينه هاي فراوان و گاهاً غير ممکن است اجرا شده و شرياني جهت عبور وسايل نقليه سبک و سنگين به ويژه قطارها باشد.

از ديگر مزاياي سازه هاي مشبک فضايي قابليت اجرا به صورت فرم هاي سازه اي متفاوت را دارند. لذا استفاده از اين نوع سازه هاي به عنوان عرشه پل، علاوه بر داشتن مزاياي مذکور مي تواند از لحاظ معماري، ظاهري زيبا و شکيل را ارائه نموده به طوري که چشم هر بيننده اي را به خود خيره نمايد و در زيبايي شهر محل احداث آن تأثيرگذار باشد.

عرشه هاي مشبک فضايي سازه هاي مقاومي هستند که به علت رفتار سه بعدي و پخش بارهاي وارده بين کليه اعضا در اين نوع سازه ها، فروريختن تعداد محدودي از اعضا (مثلا به علت کمانش فشاري تحت بارگذاري بيش از حد) لزوماً منجر به فروپاشي کل سازه نمي شود و اگر عضوهايي از سازه به هر دليلي عملکرد خود را از دست داده و فرو ريخته شوند ساير اعضا، سهم بارهاي وارده بر اين عضوها را تقبل نموده و مانع فروپاشي کل سازه مي شود.

اين نوع سازه ها عملکرد مناسبي در مقابل زلزله از خود نشان مي دهند. لذا استفاده از سيستم سازه هاي مشبک فضايي به عنوان عرشه پل ها علاوه بر اجراي يک پل که به لحاظ معماري، ظاهري زيبا و شکيل داشته و گاهاً مي تواند نماد يک شهر يا منطقه محسوب شود، از لحاظ لرزه اي نيز نسبت به پل هاي ساخته شده با ديگر مصالح نظير بتن مسلح عملکرد بهتري را عرضه نموده و در اجراي يک پل که مستلزم صرف بودجه هاي هنگفت دولتي است، استفاده از اين نوع سيستم سازه اي مي تواند منجر به افزايش ضريب اطمينان پايداري سازه پل در هنگام وقوع زلزله باشد. لازم به ذکر است که ترميم عرشه هاي ساخته شده با سيستم سازه هاي مشبک فضايي اگر در هنگام وقوع زلزله دچار آسيب ديدگي شوند بسيار راحت تر از ترميم عرشه هاي بتن مسلح مي باشد. چه بسا در بسياري از عرشه هاي بتني که در زلزله به شدت آسيب ديده اند ديگر قادر به ترميم نبوده و يا مستلزم صرف هزينه هاي فراوان مي باشد.

يکي از مهمترين مزاياي عرشه هاي مشبک فضايي امکان گسترش آنها بعد از اتمام پروژه مي باشد. اين بدان معناست که اگر بنا به هر دليلي در ابعاد عرشه فضايي اشتباهي صورت گرفت و از حد مورد نظر کوچکتر بود مي توان با نصب اتصالات و اعضاي بيشتر، ابعاد عرشه فضايي را گسترش داده، به طوري که اين قابليت در عرشه هاي بتني مستلزم هزينه هاي فراوان و گاهاً غيرممکن مي باشد. عکس اين موضوع در مورد کاهش ابعاد عرشه هاي مشبک فضايي نيز صادق است، به طوري که اگر به هر دليلي نياز به کاهش ابعاد يک عرشه مشبک فضايي باشد مي توان با حذف اتصالات و اعضاي اضافي به اين مهم دست يافت. اين در حالي است که در يک عرشه ساخته شده با بتن مسلح کاهش ابعاد عرشه بسيار مشکل و با صرف هزينه هاي فراوان صورت مي گيرد.

در يک عرشه مشبک فضايي اگر نياز به تخريب باشد، مسلماً عمليات تخريب با سرعت بيشتري نسبت به عرشه بتني صورت گرفته و مي توان از مصالح باقي مانده پس از تخريب در سازه هاي فضايي ديگر استفاده نمود يا با بازيافت مصالح باقي مانده، مجدداً آنها را به چرخه صنعت کشور بازگرداند که اين امر صرفه جويي هاي اقتصادي را به دنبال خواهد داشت. اما در مورد عرشه هاي بتني، نوخاله هاي باقي مانده از تخريب آنها به طور کامل بازيافت نخواهد شد و زايعات باقي مانده از اين نوع مصالح مي تواند مشکلات زيست محيطي را به دنبال داشته باشد.

همان طور که مي دانيم سازه هاي مشبک فضايي عملکرد مناسبي در مقابل آتش سوزي نخواهند داشت اما از آن جهت که در پل ها امکان بروز حريق بسيار کم بوده و به ندرت دچار آتش سوزي مي شوند، لذا استفاده از اين نوع سيستم سازه اي به عنوان عرشه پل ها مي تواند ساير مزيت هاي مذکور را به دنبال داشته باشد.

يکي از معايب سازه هاي مشبک فضايي و شايد اصلي ترين آنها، هزينه اجراي پروژه است که گاهي مي تواند در مقايسه با سيستم هاي سازه اي ديگر مثل قاب مسطح بيشتر باشد. هزينه بالاي اين گونه سازه ها در مواقعي که از شبکه هاي فضايي در دهانه هاي کوچک استفاده مي شود بيشتر مشهود است. اين موضوع در مورد سازه هاي فضايي که به عنوان پوشش سقف ها به کار گرفته مي شود صحت دارد و اجراي سقف هاي فضايي با دهانه هاي کوچک در مقابل سقف هاي ساخته شده با ديگر مصالح چندان اقتصادي به نظر نمي رسد. اما در مورد پل هايي که در دهانه هاي طويل اجرا مي شود و به همين علت نياز به طرح پايه هاي متعدد جهت پايداري سازه بر طرف شده و در پي آن کاهش هزينه هاي هنگفت ناشي از شمع کوبي را به همراه خواهد داشت، استفاده از سازه هاي مشبک فضايي گزينه مناسبي مي باشد. از طرف ديگر در عرشه هاي مشبک فضايي هزينه هاي مربوط به قالب بندي جهت بتن ريزي سطح عرشه به شدت کاهش يافته و همچنين نسبت به عرشه هاي بتني نياز کمتري به استفاده از مصالح بتني در آن ديده مي شود. زيرا همان گونه که مي دانيم استفاده از مصالح بتن مسلح علاوه بر صرف مدت زمان طولاني جهت ساخت و اجراي پروژه مستلزم پرداخت هزينه هاي فراوان به منظور تهيه و انتقال مصالح نظير مصالح ريز دانه، درشت دانه، سيمان و ميلگرد از کارخانه به محل کارگاه بوده و با صرف هزينه هاي هنگفت جهت قالب بندي و بتن ريزي، خطر ساخت عرشه در ارتفاع نيز بر سختي عمليات اجرايي مي افزايد. اين در حالي است که در عرشه هاي ساخته شده با سازه هاي مشبک فضايي علاوه بر حذف هزينه هاي مذکور چون اجراي عرشه در سطح زمين صورت گرفته و بعد توسط جرثقيل در محل مورد نظر نصب مي گردد، لذا از سختي عمليات اجرايي کاسته و سرعت پيشرفت پروژه افزايش مي يابد.

در کنار تمام مزاياي اين نوع عرشه ها که با سازه هاي مشبک فضايي ساخته مي شوند طراحي دقيق و اجراي صحيح اعضا و اتصالات از مهمترين وظايف مهندسي و متصديان اجراي پروژه به شمار مي رود که لازمه آن شناخت توپولوژي هاي کارآمد، بارهاي وارد بر عرشه اعم از بارهاي مرده و زنده (متحرک)، تعداد و محل تکيه گاه ها و عمق بهينه عرشه که در واقع همان فاصله بين دو لايه بالا و پايين مي باشد، است. همچنين طراحان بايد با اتخاذ مناسب قطر و ضخامت اعضا و فاصله بهينه گره ها که در واقع طول اعضا را رقم مي زند مانع از ايجاد کمانش هاي احتمالي در عضوهاي فشاري شوند. يک عرشه فضايي بهينه بايد به کمترين تعداد اعضا و در عين حال کمترين ميزان خيز ناشي از بارهاي مرده و متحرک طرح شود؛ يعني علاوه بر اينکه در سبک ترين حالت ممکن طرح گرديده بايد از لحاظ بيشترين تغيير مکان گره ها، ناشي از بارهاي مرده و متحرک در محدوده توصيه شده توسط آيين نامه هاي سازه هاي فضايي قرار داشته تا پايداري سازه تأمين گردد. اين امر مشروط به شناخت کامل رفتار سازه هاي مشبک فضايي که به عنوان عرشه پل ها مورد استفاده قرار گرفته اند مي باشد که در فصل سوم به طور مفصل به بررسي آن پرداخته ايم. ذکر اين نکته حائز اهميت است که لازمه طرح يک عرشه فضايي کارآمد شناخت بارهاي زنده وارد بر آنها مي باشد که ناشي از حرکت وسايل نقليه سبک و سنگين است، لذا قبل از بررسي رفتار عرشه پل ها با سيستم سازه هاي مشبک فضايي به بررسي نحوه بارگذاري پل ها بر اساس آيين نامه بارگذاري پل ايران و آيين نامه AASHTO مي پردازيم.

2-2- بارگذاري پل ها بر اساس ضوابط آيين نامه ايران
احداث شبکه راه هاي ارتباطي و توسعه صنعت حمل و نقل، از مهمترين عوامل پيشرفت اقتصادي، اجتماعي و فرهنگي هر کشور مي باشند. معمولاً در مسير هر قطعه راه يا راه آهن، متناسب با شرايط منطقه تعدادي پل ساخته مي شود که هزينه هر واحد طول آنها دهها برابر مشابه راه و يا راه آهن متصل به آنهاست. از اين رو مطالعه دقيق رفتار پل ها

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع حمل و نقل، اوقات فراغت Next Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع بارهاي، زير، ضريب، بارگذاري