دهانه)
شکل 4-40: تغییرات سرعت در گیج 20 (آرماتور طولی در وسط دهانه)
شکل 4-41: جابجایی قائم گیج 20 ( آرماتور طولی در وسط دهانه)
4-2-انفجار بر روی عرشه در محل پایه
پس از شروع انفجار بر روی عرشه در محل پایه با برخورد موج انفجار به پل، بتن بال بالایی مقطع عرشه در زیر محل انفجار خرد شده و سوراخ می‌شود، سپس موج انفجار به داخل باکس وارد می‌شود. گیج‌های شماره 1 الی 9 برای سنجش فشار در نقاط مختلف باکس نصب شده‌اند. با مقایسه فشار گیج‌های 3 و 4 مشاهده می‌شود که حدود %88 فشار گیج 3 صرف عبور از دال بتن عرشه شده است و تنها %12 فشار تولید شده توسط انفجار به داخل باکس نفوذ کرده است.
شکل 4-42: پروفیل فشار-زمان در گیج‌های 3 الی 9
جبهه موج انفجار پس از شکست بتن دال عرشه به داخل باکس نفوذ می‌کند، سپس به حرکت در جهت طول پل در داخل باکس ادامه می‌دهد.شکل 4-42 نمودار پروفیل فشار-زمان گیج‌های 3 الی 9 که در مسیر حرکت موج انفجار قرار گرفته‌اند را نشان می‌دهد. تشدید انفجار تنها در دو گیج 7 و الی 8 صورت گرفته است که البته مقدار آن ناچیز و در حدود %10 می‌باشد. بزرگتر بودن ابعاد صندوقه عرشه و در نتیجه کاهش محصورگی برای موج هوا علت کاهش تشدید در فشار موج انفجار است.
شکل 4-43: پروفیل فشار-زمان گیج 7
شکل 4-44: پروفیل فشار-زمان گیج 8
شکل 4-45: تنش طولی دال بالایی عرشه
با توجه به شکل 4-50، ناحیه‌ای در حدود 12.1 در 35 متر از عرشه وسط پل خراب شده است. به علاوه بتن دال عرشه بر روی پایه دیگر تنش کششی 50 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تجربه کرده است. بتن زیر محل انفجار نیز کاملا خرد شده و به فشار افتاده است. مطابق شکل 4-55 بار زنده تاثیر زیادی در تغییر تنش طولی دال نداشته است، علت این امر شدت بزرگ بار انفجاری است که باعث می‌شود اثر بار زنده به چشم نیاید.
شکل 4-46: خرابی بتن پل
شکل 4-47: انتشار موج انفجاری به اطراف
شکل 4-48: ورود موج انفجار به داخل باکس
شکل 4-49: خرابی عرشه
شکل 4-50: ناحیه خرابی در انفجار در محل پایه پل
شکل 4-51: جابجایی قائم (میلیمتر) در سیکل صفر
شکل 4-52: جابجایی قائم (میلیمتر) در سیکل آخر
شکل 4-53: کرنش موثر پلاستیک بتن در سیکل آخر
شکل 4-54: تنش محوری در پایه‌ها در سیکل آخر
شکل 4-55: توزیع تنش طولی در عرشه
شکل 4-56: سطح تنش تسلیم در عرشه
شکل 4-57: توزیع کرنش طولی
شکل 4-58: توزیع کرنش طولی پلاستیک
شکل 4-59: جابجایی قائم عرشه
شکل 4-60: تنش کابل‌ها
شکل 4-61: تنش کابل‌ها
شکل 4-62: کرنش موثر کابل در سیکل آخر
شکل 4-63: نحوه‌ی توزیع تنش طولی در دال بالایی عرشه
شکل 4-64: ضربه وارده به بتن پل
ضربه‌ی وارده به بتن پل در تمامی مدل‌ها مطابق شکل 4-64 یکسان است.
شکل 4-65: تغییرات سرعت قائم گیج 10 (در محل کوله‌ها)
با توجه به شکل 4-65 نتیجه می‌شود که در دو حالت بدون بارگذاری زنده و بار زنده در دهانه اصلی، باعث کاهش سرعت جابجایی قائم در محل کوله‌ها هستند.
شکل 4-66: جابجایی قائم در گیج 11 ( بر روی دال در وسط دهانه اصلی)
شکل 4-66 نشان می‌دهد که بارگذاری زنده بر روی دهانه کناری باعث کاهش جابجایی قائم وسط دهانه می‌شود.
شکل 4-67: جابجایی در جهت طول پل در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار)
شکل 4-68: جابجایی در جهت عرض پل در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار)
شکل 4-69: جابجایی قائم در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار)
شکل 4-70: کرنش موثر در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار)
شکل 4-70 نشان می‌دهد که نیروی محوری پایه در حدود 5000 تن است. این درحالیست که مجموع بار مرده و زنده محوری برای پایه‌ برابر 2400 تن است. یعنی بار انفجاری بار محوری پایه را 2600 تن افزایش داده است. با توجه به این نیروی محوری و اینکه پایه در حدود 7 میلیمتر جابجایی داشته است، لنگر ناشی از P-delta در حدود 35 تن-متر می‌شود که رقم ناچیزیست.
شکل 4-71: تغییرات سرعت در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار)
با شروع انفجار، تمام پل جابجایی به سمت منفی دارد یعنی انفجار آنقدر شدید است که عرشه در محل کوله‌‌ها نه‌تنها از روی کوله بلند نمی‌شود بلکه بر روی نئوپرن کوبیده می‌شود.
شکل 4-72: جابجایی قائم گیج 10 (روی جان عرشه در محل کوله‌ها)
شکل 4-73: تغییرات سرعت قائم گیج 10 (روی جان عرشه در محل کوله‌ها)
شکل 4-74: نمایش محل‌های بررسی تنش کابل
شکل 4-75: محل‌های پارگی و تسلیم کابل
مطابق شکل 4-76 کرنش موثر در کابل 23 ایزواستاتیک حداکثر برابر 0.014 است که در مقایسه با کرنش پلاستیک 0.05 کمتر است و این یعنی کابل جاری نشده است. شکل 4-77 نیز نشان‌دهنده‌ی کرنش موثر در کابل 16 ایزواستاتیک است. این کابل نیز جاری نشده است. همچنین با مشاهده تاریخچه زمانی جابجایی دو کابل 16 و 23 در می‌یابیم که این دو کابل مهار خود را از دست داده‌اند چراکه نزدیک به 20 سانتیمتر جابجایی قائم داشته‌اند اما جاری نشده‌اند. این بیانگر آن است که بتن اطراف این دو کابل ازبین رفته است و این دو کابل رها شده‌اند.
شکل 4-76: کرنش موثر در کابل شماره 23 (گیج 15)
شکل 4-77: تغییرات کرنش موثر در کابل 16 ( گیج 16)
شکل 4-78: جابجایی قائم گیج 11 (وسط دهانه اصلی)
شکل 4-79: جابجایی قائم در گیج 16 (کابل 16 ایزواستاتیک)
شکل 4-80: تغیییرات سرعت در گیج 15 (کابل 23 ایزواستاتیک)
شکل 4-81: تنش محوری آرماتورهای زیر محل انفجار
شکل 4-82: کرنش میلگردها
شکل 4-83: کرنش موثر میلگردها
شکل 4-84: کرنش موثر پلاستیک میلگردها
شکل 4-85 تغییرات کرنش در گیج 20 (آرماتور طولی در وسط دهانه اصلی در بالای مقطع عرشه) را نشان می‌دهد. این آرماتور در هر 4 مدل گسیخته شده است.
شکل 4-85: تغییرات کرنش در گیج17 (آرماتور طولی عرشه)
شکل 4-86: تغییرات سرعت در گیج 17 (آرماتور طولی در عرشه)
شکل 4-78 بیانگر آن است که آرماتور عرضی‌ها بکارافتاده‌اند اما جاری نشده‌اند. بنابراین آرماتور عرضی‌های طراحی شده برای بار انفجاری نیز کفایت می‌کنند.
شکل 4-87: تغییرات کرنش در آرماتور عرضی جان (گیج 18)
شکل 4-88: جابجایی قائم آرماتور عرضی جان (گیج 18)
4-3–نتیجه گیری
با بررسی قسمت‌ها قبل نتایج زیر به طور خلاصه ارائه می‌گردد.
• خرابی ناشی از اثر بار انفجاری به صورت موضعی است، ولی شدت آن آنقدر زیاد است. از این رو اگر خرابی در نقاط حساس باشد می‌تواند منجر به خرابی کامل شود.
• درصد کمی از موج انفجار تولید شده (حدود 5 الی 10 درصد) به داخل باکس نفوذ پیدا می‌کند.
• موج انفجار در داخل باکس متناسب با ویژگی‌های محصورگی باکس تا حدود 4 برابر تشدید می‌شود. با افزایش ابعاد باکس تشدید موج انفجار کاهش می‌یابد، بطوریکه در انفجار در محل پایه‌ها این مقدار تشدید به 1.1 برابر می‌رسد.
• تشدید موج انفجار باعث می‌شود بال پایینی عرشه نیز آسیب ببیند.
• خرابی بتن دال با پیشروی موج کششی انفجار بیشتر می‌شود. بنابراین بتن به علت کمبود مقاومت کششی خرد شده است.
• کابل‌های پیش‌تنیدگی مقاومت بالایی دارند، به علاوه اثر نرخ کرنش در کابل‌ها حدود 10 درصد موجب افزایش مقاومت گسیختگی و مقاومت تسلیم آن می‌شود.
• از بین رفتن مهار انتهایی کابل علت اصلی از کار افتادن کابل در باربری است.
• کابل‌هایی که مهار انتهایی‌اشان سالم مانده در محل مهار انتهایی جاری شده‌اند. این مسئله باعث می‌شود کرنش پسماند در کابل باقی بماند و نیروی پیش‌تنیدگی موثر بر کابل کاهش یابد.
• یکی دیگر از عواملی که باعث می‌شود نیروی پیش‌تنیدگی موثر کابل کاهش یابد، از بین رفتن بتن اطراف کابل است. این مسئله باعث لغزش بیشتر کابل شده و افت تنش در کابل اتفاق می‌افتد.
• آرماتورها در زیر محل انفجار گسیخته می‌شوند. و ضریب افزایش مقاومت آنها به علت اثر نرخ کرنش در حدود 1.5 است.
• بار زنده تاثیر بسیار ناچیزی در پاسخ‌های پل دارد. دلیل این امر زیاد بودن بار انفجاریست.
• در انفجار بر روی پل در محل پایه‌ها، ضربه شدید وارده باعث خرد شدن بتن پایه می‌شود. خرابی بتن پایه به علت نیروی محوری شدید است.
منابع
1-Winget, D. G., K. A. Marchand, and E. B. Williamson. (2004). “Analysis of Blast Loads on Substructures.” Proceedings, Structures under Shock and Impact. Greece.
2-Williamson, E. B. et al. (2010). “Blast-resistant highway bridges: Design and detailing guidelines.” National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) Report 645, Transportation Research Board of
3-Jenkins, B. M., and L. N. Gersten. (2001). Protecting Public Surface Transportation against Terrorism and Serious Crime. Mineta Transportation Institute: San Jose, California
4-Minnesota Department of Transportation (Mn/DOT). (2007). “Interstate 35W Bridge Collapse.” http://www.dot.state.mn.us/i35wbridge/ index.html. Accessed April 20, 2008.
5-Mays G.C. and Smith P.D. (2003), “Blast effects on buildings-Design of buildings to optimize resistance to blast loading”, Thomas Telford, London.
6-Conrath, E. J., Krauthammer, T., Marchand, K. A., and Mlakar, P. F. (1999). Structural design for physical security: State of practice, ASCE, Reston, VA.
7-Hopkingson B, British Ordnance board minutes 13565, 1915.
8-Glasstone S. and P. J. Dolan. (1997), “The Effects of Nuclear Weapons”, 3rd Edition. The United States Department of Defense and the United States Department of Energy: Washington, D.C
9-U.S. Department of Army Technical Manual, TM5-1300, Design of structures to resist the effect of accidental explosions, Washington DC, 1990.
10-UFC-3-340-02. Structures to resist the effect of accidental explosions. US Department of the Army, Navy and Air Force Technical Manual; 2008.
11-Rankin W.J.H. Phil. Trans. Roy Soe., 1870, 160, 277-288
12-Brode H.L. Numerical solution of spherical blast waves. J. App. Phys., 1955, No. 6, June.
13-Henrych, J. (1979). The Dynamics of Explosion and Its Use, Elsevier, Amsterdam.
14-Newmark, N.M. and Hansen, R.J., “Design of blast resistant

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

background