تاثير نوع اتصال عرشه به پايه در انتقال بارهاي ثقلي و بهره برداري در پل هاي پيوسته پيش تنيده بتني

Effect of Connection’s Type on The Transferring of Dead and Live Loads for Prestressed Concrete Bridges

در پنجاه سال گذشته استفاده از بتن پيش تنيده در اجراي پل هاي پيوسته با مقطع ثابت و متغير رواج يافته است. يكي از مسايل مهم در طراحي، نحوه اتصال عرشه به پايه است كه با استفاده از دستگاه هاي تكيه گاهي انجام مي شود. در حالت استفاده از صفحات نيوپرن، اين اتصال به سه صورت ساده با يك رديف صفحات نشيمن، نيمه-گيردار با دو رديف صفحات نشيمن و يكپارچه انجام مي شود. عملكرد مطلوب در مقابل شرايط محيطي، امكان پذيري لغزش و تغيير شكل محدود براي عرشه از خصوصيات مهم صفحات نيوپرن است. در اين تحقيق اثر تعداد خطوط تكيه گاهي و نحوه اجراي اتصال در انتقال بار، توزيع تنش در پايه هاي پل و نسبت انتقال لنگرخمشي به نيروي محوري مورد بررسي قرار گرفته است. طرح هاي مورد بررسي شامل پل هاي پيوسته چهار دهانه از بتن پيش تنيده با دهانه هاي مختلف، به روش عددي اجزا محدود و توسط تحليل گر آباكوس مورد تحليل قرار گرفته اند. سپس، عملكرد مدل ها با شرايط اتصال سه گانه با هم مقايسه شده اند. تحليل با فرض رفتار مصالح بتن با پخش ترك در المان ها (ايجاد ترك هاي ريز و ايجاد نشدن ترك هاي بزرگ)، عملكرد الاستيك نيوپرن و الاستيك-پلاستيك كامل براي فولاد آرماتورها و فولاد پيش تنيدگي انجام شده است و در هر مدل، شرايط انتقال نيرو به تكيه گاه بررسي شده است. تحليل نتايج نقش بسيار موثر فاصله بين دو رديف صفحات تكيه گاهي، در مقايسه با تغيير در ضخامت اين صفحات را تصريح مي نمايد. هم چنين اثرات طراحي ناكافي و غيراقتصادي زيرسازه در فرايند انتقال بار نيز مورد بررسي گرفته است.

On recent fifty years, using pre-stressed concrete for construction of continuous bridges with constant or variable cross section has a large spread. One of important objects in design is the way of connecting deck to piers that is done mostly by means of bearings. In the case of using neoprene bearings, There are three kinds of deck-pier connection; Simple, semi-rigid and rigid connections. Desired performance against environmental conditions, possibility of sliding, and finite movement of deck are of important properties for neoprene bearings. Bearing lines’ number and the effect of connection construction in load transferring, stress distribution in bridge piers and the ratio of bending moment to axial force transferred, are surveying in this research. Models, contain four spans continuous pre-stressed concrete bridges with various span lengths, and are analyzed by Finite Element Method and using ABAQUS analyzer. After analysis performance, models with different kinds of connection are compared. With assuming smeared crack performance for concrete, elastic for neoprene and elastic-prefect plastic for steel, analysis is done and for each model, load transfer is surveyed. Results of analysis show the effective role of distance variation of two rows of bearings, in comparison with their thickness effect. In addition, analysis results insist on optimum design for bearings, to have a safe and controlled load transfer.