برآورد مقاومت نهايي يك پل قوسي بتني غيرمسلح بر پايه نتايج محدود از آزمايش بارگذاري

Prediction of Maximum Load Capacity of a Plain Concrete Arch Bridge Based on Limited Test Results

آزمايش بارگذاري پل كيلومتر 23 راه آهن قديم تهران – قم، مشخصات مهمي نظير سختي اوليه، مقاومت تسليم، الگوي ترك خوردگي و مراحل اوليه پاسخ غيرخطي را به نمايش گذاشت. با اين وجود، بدليل محدوديت هاي ميداني، امكان بارگذاري پل تا حد نهايي ميسر نشد. در اين مقاله سعي شده است تا با استفاده از نتايج محدود آزمايش ميداني و به كمك مدلسازي اجزاي محدود، پاسخ غيرخطي پل تا بار نهايي پيش بيني شود. به همين منظور، الگوي ترك هاي ديده شده در آزمايش به مدل عددي اعمال شده و منحني نيرو - تغييرشكل با نتايج آزمايش تطبيق داده شده است و در ادامه حداكثر مقاومت پل تحت اثر بارهاي استاتيكي تعيين شده و مكانيسم تخريب پل كه شامل ايجاد چهار ناحيه مفصل در قوس است، به دست آمده است.

Field testing of an old railway bridge at the 23rd km of Tehran–Qom railway showed important characteristics of the bridge such as initial stiffness, yield strength, nonlinear response, cracking pattern and the governing mechanisms of structural behavior. Nevertheless, due to the practical limitations of field testing, the ultimate load capacity of the bridge had not been determined. In this article, an attempt is made to use the limited test results to predict the maximum strength and nonlinear response of the bridge. Therefore, while the finite element method is used, the pattern of cracks is modeled. The load–deflection curve is determined and compared with the test results. The numerical results are calibrated with test data such that they are extended to better prediction respect to the limited test data. Consequently, the load-deflection curve up to the maximum strength, formation of four hinges in the bridge arch and the collapse mechanism of the bridge are predicted.