دانلود پاورپوینت آشنايی با مراحل طراحی و ساخت پل

اصول مهندسی پل :موضوع کنفرانس آشنايی با مراحل طراحی و ساخت پل «» Carquinez Strait Bridge فهرست مطالب دالیل ساخت نوع سازه مراحل طراحی پل مطالعات مهندسی مانند باد و زلزله ...و  :منبع سايت اينترنتی : ‏www.Ketchum.org  :چشم انداز کلی اين مقاله توسـط آقای Mark Ketchum که يکـی از مهندسـين مشـاور شرکـت « » OPACواقع در شهر « سان فرانسيسکو » است ,ارائه شده است . • خيابان , Carquinezدر حـدود 20مايـلی شـمال شـرقی « , » San Franciscoو در ميان رودخـانه « » Sacramentoدر خليج « San » Franciscoقرار دارد . – اين خيابان در حال حاضر بوسيله 2دهنه پل خرپايی که در سالهای 1927و 1958سـاخته شده اند ,پوشـش داده شده است ,و ساخـت آن به عنـوان ايـجاد يـک کريدور بين ايالتی ,نقش حياتی داشت .  :داليل ساخت پل سوم .1ترافيک سنگين در I-80 .2غير عملی بودن اضافه کردن تعداد خطوط عبور • مـطالعـات منطـقه ای در سـال 1988در « » San Franciscoنشان داد مـنطقه خلـيج که ,نيـاز به اجـرای يک پـل بزرگتر در اين محل وجود دارد . سومين پل Carquinezيکـی از جديدترين و مهـمترين بنـاهای خـليج « » San Franciscoبـود , که طراحی و ساخت آن با کمترين جلب توجه برای عموم همراه بود . • در اين کنفرانس دور نمايی از نحوه انتخـاب سـازه پل و ترکيـب ساختار اصـلی اين پل جـديد بيان می شود. – اين پل يکی از مهمترين دستاوردهای علم مهندسی و ساخت وساز اسـت و باعث ورود شـغل مهندسی پل و صنعت پل سازی برای اولين بار به منطقه شد .  :از جمله .1اولين پل جديد ماشيـن رو بعد از سـال 1980در منطقه خليج است . .2اولين پل جديد معلق بعد از سال 1937در منطقه خليج است . .3اولين پل معـلق مهم در آمريکا بعد از سال 1973است . .4 .5 .6 .7 اولين پل معلق در آمريکا با عرشه فلزی Aerodynamicاست . اولين پل معلق در آمريکا با برج های بتنی است . اولين پل معلق در آمريکا با شالـوده استوانه ای است . اولين پل معلق در جهان با بـرج های بتنی در ناحيه ای با لرزه خيزی باالست . • اين پـل حـمل و نقـل کريـدور بيـن ايـالتی 80را از ميان رودخانه « » Sacramentoما بين نواحی Crockettو Vallejoدر « » Californiaانجام می دهد . • پـل اول در سـال 1927تکمـيل شده و بوسـيله شـرکت خصـوصی « » American Toll Bridgeاداره و گردانده می شد.سپس در سال 1940 ايالت « » Californiaاين مسئوليت را بر عهده گرفت . • دومـين پـل در سال 1958کامل گرديد که بوسيله بخش بزرگراه های « California » طراحی شده بود . – اين پل از نظر طراحی مشابه پل اول بود ,اما ترکيبی از سيستم های پيشرفته نظير استفاده از فوالد پر مقاومت با اتصاالت جوشی بود .  :تعويض پل 1927 داليل تامين بودجه سريع برای تعويض پل ساخته شده در سال 1927 عبارتند از :  .1اضافه شدن حجم ترافيک .2نامناسب شدن شرايط سازه • يک برنامه زمانبندی شده سريع • برنامه لرزه ای ايالتی • وجود هزينه باالی ترميم پل قديمی  :تعيين نوع سازه مطالعـات اوليـه شـرکت Caltrans نشـان داد که استـفاده از يـک پل کابـلِی دارای 3برج در اين منطقه مناسب است . • در سـال » Caltrans « ,1992به« » JMI سـفارش داد که طـراحی مقدمـاتی و تـخمين هزينه ها را انجام دهد . • پل طراحی شده : – – – 2دهنه ميانی 358متری 2دهنه کناری 152متری برج های بتنی و شاهتيرهای بتنی جعبه ای • در سـال 1996شـرکت مهنـدسين مشـاور « » OPACپيشنهاد داد که يک پـل مـعلق 3 دهنه می تواند در اين منطقه مناسب باشد . • پل جديد طراحی شده : – – – يک دهنه ميانی 716متری دو دهنه کناری 152متری برج های بتنی با پايـه های خميده و شاهتير جعبه ای فلزی • در طی بهار و تابستان 1996 • « » Caltransهمراه با NCGو OPAC • 2راه حل جديد : .1پل قوسی .2پل خرپايی • پل قوسی پيشنهادی دارای دهـانه هايی با سـاختار منـظم ,مشابه پلهای موجود بود . • به پيکربندی اين پل قوسی , دسته سبد گفته شد ,زيرا : – اتکای انحنای قوس بصورت دندانه ای به يکديگر – ادامه داشتن تا باالی عرشه پل • پل خرپايی پيـشنهادی بود که از نظـر معـماری مشـابه پـل 1958بود . • اين پل دارای : – 2دهنه 358متری – متکی بر روی پايه مرکزی • در طی اين دوره ,گزينه های پل معلق و کابلی برای ايجاد عرشه پهن تر و همچنين ايـجاد تغييرات بنـيادی در باال بردن بهره وری و عملکرد ,توسعه بيشتری پيدا کردند . • از اين رو : – برای پل معلق عرشه فلزی Orthotropic – برای پل کابلی عرشه بتنی : 1996 در اواخر DeLuew.1 OPAC.2 Steiman.3 Joint Venturi.4 • • شرکت Joint Ventureاز طرف Caltrans دستور گرفت تا %35از محاسبات نهـايی و تخمـين هـزينه ها را برای پل معلق و کابلی انجام دهد . • تا از اين طريق انتـخاب نـهايی نـوع سـازه پل ,توسـط Caltransانجام گيرد . • پل کابلی نهايی دارای : • 3برج بتنی لوزی شکل • عرشه با شاهتيرهای بتنی جعبه ای • اتصال کابلها بصورت شعاعی و روبه پايين به تکيه گاه عرشه • پل معلق نهايی دارای : • 2برج بتنی با پايه خميده • عرشه Orthotropicبا شاهتير جعبه ای فلزی • ايجاد عرشـه Aerodynamicو ظـريف بوسيله کابلهای مايل و قائم • در نهايت بر اساس داليل : – دارا بودن باالترين عملکرد لرزه ای – کوتاهترين برنامه زمانی ساخت – کمترين خطر از لحاظ برخورد کشتی ها با پايه پل – کمترين نياز به مراقبت و نگهداری از سيستم کابلی – زيبايی بيشتر – و کمترين خطر از نظر ساخت و ساز پل – معل برای طراحی نهايی و  :طراحی پل معلق طراحی پل مـعلق برای دهـانه اصلی 728متـری و بر اسـاس فراهم کردن فاصله آزاد ناوبری مورد نياز در شـمال و جـنوب کانال انجام گرفت . برج ها بر روی شـمع های استوانه ای به قطر 3متر تکيه می کنند . برای حفاری ابتدا يک غالف فـلزی را از ميان مصالح رويی تا باالی سنـگها به داخل فرستادند . سپس صخره سنگی را بوسـيله متـه سوراخ کرده و آنگاه غالف را به پايين هدايت کردند . بعد از اين مرحله حفره سنگی و غالف را با آرماتور مسلح کرده و بتن ريزی انجام گرفت . هر برج بر روی 20شمع که بيشترين طول آن 90متر است تکيه می کند. شمع های بتن مسلح بوسـيله پوشـش های پيش ساخته بتنی ,بارهای جانبی و قـائم را بين شمع و برج منتقل می کنند . همچنين يک سکوی مناسب بـرای سـاخت استوانه های برج نيز فراهم می کنند . هر يک از اين سر شـمع ها ,دارای ابعـادی حدود 18m* 22mو ضخامت 6mمی باشند. برای حفظ پايداری طولی و همچنين مقاومت در برابر زلزله به آرماتور های زيادی احتياج است . برج ها دارای ساختاری سلولی از بتن مسلح هستنـد ,که بشـکل فريـم های دروازه ای در آمده اند . محور استـوانه ای مايـل ,فضـای بازی برای شاهتير پيوسته عرشه فلزی فراهم می کند . در عيـن حـال اجـازه می دهـد که کابلهای آويزان ,مستقيمًا از لبه عرشـه به تکيه گاه متصل شوند . ديوارهای کششی و ميله های مسلِح ,ستـون های کنـاری ,تنها به دلـيل مطابقـت داشتن با معيارهای لرزه ای گسترش پيدا کرده اند . پايه انتقالی جنـوب پل ,انتهای شاهتيرهای فلزی را نگهداری می کند . از عضـو کشـشی پايين برای منـحرف کردن هندسه کابـلها بسـمت تکـيه گاه جنـوبی و همچنين ايجاد تکيه گاه الزم برای پل دره ای استفاده می شود . اين کار از نظر سازه ای و معماری همانند برج اصلی است ,که دارای محوری از بتن مسلح سلولی و شالوده شمعی است . تکيه گاِه کابـل های جنـوبی ,فشـار وارد بر کابلها را ,به زمين که بوسيله يک بلوک بتنی حجيم مهار شده است ,منتقل می کندکه اين تکيه گاه ترکيبی از شمع خـميده و عـمودی است . اين حفره از 18متـری باالی سـطح زمين تا 10متری زير سطح زمين ادامه پيدا می کند. تکيه گاِه کابـل های شمالی ,فشار کابلها را بوسيله يک سطـح اتکای مسطح که در زير سنگ قرار گرفته ,به زمين منتقل می کند . اين تکيه گاه اغلب بعنوان يـک پايه کناری عمل می کند . بلوک های مهاری بتنی و حفره مايل بر روی بستر سنگی سواره رو قرار می گيرد . کابلها کليه بارها را از عرشـه به برج ها و آنجا به زمين منتقل می کند . اين کابلها از متراکم کردن و بهم فشـردن سيم ها بوجود مـی آيند که بوسـيله يک روش تابيدن کنترل شده کامپيوتری انجام می گيرد . ايـن روش تکـامل يافـته ای از سـيستم استـفاده شـده در پـل« »Golden Gate است . آهن ريخـته گری شـده بارها را از طـريق کابلهای معلق قائم به کابلهای اصلی منتقل می کند . سپس کابلهای اصلی بارها را به باالی برج منتقل می کنند . • • روبنای اين پل معـلق دارای 1056مترطـول است ,که به شاهـتير جـعبه ای فلزی محدود شده است ,و از تکيه گاه شـمالی تا پـايه انتـقال جنوبی ادامـه پيدا می کند . شاهتير جعبه ای دارای 3متر عـمق و 29مـتر پهنا می باشد .صفـحات لبـه ای و کناری به شکلی در آمده اند که يک مقطع پايدار Aerodynamicرا بوجود آورند. • • عرشه , Orthoropicصفـحه ای با ضـخامت يکـسان mm 16 است ,و مقطـعی ذوزنقه شکل به عمق mm 305دارد . اين عرشه با دندانه هايی که از يک ورق به ضخامت mm 8 ساخته شده اند ,بسته می شود . شاهتيرهای عرشه از قطعات پيش ساخته در ژاپن ,که بوسيله کـشتی به محل پروژه حمل شدند ,تشکيل می شود . برای انتقال شاهتيرها به موقعيت نهايی نصب از جک های کنار دريا استفاده شد. بعد از اين مرحلـه برای ايـجاد يک نـوار فلزی پيوسـته و يکپارچه از جوشـکاری برای اتصال آنها استفاده گرديد . • بعد از نصب شاهتيرها ,در واقع سازه کامل شده است .هر چند باز هم بسياری از کـارهای سـاخت و سـاز باقی مانـده است .از آن جـمله عبارتند از : .1 نقاشی و کشيدن روکش بر روی کابلها .2 نصب سنگفرش و نرده های عرشه .3 ساخت بزرگراهی قابل عبور برای ,اتومبيل .4 ساخت پياده رو های وابسته به بزرگراه  :مطالعات ويژه مهندسی طراحی يک پـل با انجام مطالعـات بيـشماری انجـام می گيرد 2 .مورد از اين مطالعات شايسته بـررسی و بازبينی بيشتری است : .1باد .2زلزله • اين پل برای دو حالت از باد و طوفان طراحی شده است : • اوًال :استحکام در برابر باد 1ساعته با سرعت متوسـط , 47m/sبا دوره بازگشت 100 ساله ,که در آن تنـش های وارد بر پل نبايد بيشتر از مقدار مجاز باشد . • دومًا :پايداری در بـرابـر بـاد 10دقيقه ای و سـرعت متوسـط , m/s 70با دوره بازگشت 1000سـاله که در آن بايد پايـداری پل حفظ گردد . اين مـطالعات ,شامل آزمايـش هايی بـر روی مقـاطع و مـدل کامل پل می • • • • • • طرح لرزه ای پل ,از اطالعات حالت ارتعاشی و عملکردی سازه پيروی می کند . اين ناحيه تحت تأثير گسلهای : ‏San Andreas ‏Hayward ‏Franklin قرار دارد ,که مطالعات بر اساس جنبـش زمـين در گسل Franklinانجام گرفت . • دو حالت برای زلزله مطرح شد : .1ارزيابی اساسی ,برای زلـزله با دوره بازگـشت 300ساله ,که در آن هيچ خسارت و جابجايی دائمی بيشتر از حد مجاز در سازه رخ ندهد .  .2ارزيابی امنـيتی ,بـرای زلـزله بـا دوره بازگـشت 1000تا 2000ساله ,که در آن تنها ,خسارتهای قابل جبران و بدون برهم زدن نظم ترافيک اتفاق بيفتد . عملـکرد لـرزه ای پل بعد از پخـش ميـدان امـواج گسـسته ,بوسـيله مـدل کامپـيوتری غـير ارتـجاعی تصـديق شـد ,و محـدوده دقيـق تغيير شکلهای نسبی در بتن ,کابل و فوالد های سازه ای مورد باز بينی قرار گرفت . پایان کانال تلگرامی بانک پاورپوینت های مهندسی رشته عمران و معماری @Bankpptmohandesi