عملكرد پل هاي بتني پيش تنيده تحت بار انفجاري

Behaviuor of Prestressed Concrete Bridge Under Blast Loading

افزايش رفتارهاي تروريستي بر سازه‌هاي زيربنايي و حملونقل، يك هشدار براي امنيت ملي است. طراحي سازه‌ها در برابر بارهاي انفجاري در گذشته فقط محدود به ساختمان‌هاي نظامي و ساختمان‌هاي مرتبط با فعاليت‌هاي هسته‌اي و سوختي مي‌شد. پل‌ها اجزاي مهمي در سيستم‌هاي حملونقل هستند. نقش حياتي پل‌ها، اهميت ملي آنها و خسارت ناشي از آسيب وارده به پل‌ها، آنها را به اهداف تروريستي جذابي تبديل كرده و طراحي بهتر اين سازه‌ها تحت بار انفجاري، براي جلوگيري از فروپاشي پيشرونده سازه و تلفات انساني فاجعهانگيز است. پل‌هاي پيشتنيده بتني خيلي رايج هستند، با اين وجود، اطلاعات خيلي كمي در مورد رفتار پلهاي بتني پيشتنيده در برابر بار انفجار موجود است و مطالعه در مورد اين نوع پل‌ها تحت بارهاي انفجاري محدود است. در اين تحقيق يك مدل اجزا محدود براي پل‌هاي بتني با اجزاي پيشتنيده بتني با استفاده از نرمافزار ABAQUS ايجاد شده است. دقت شبيهسازي عددي با داده‌هاي تست‌هاي آزمايشگاهي توسط محققين ديگر مقايسه شده و تطابق قابل قبولي بهدست آمده است. مدل‌هاي ايجادشده تحت سناريوهاي مختلف انفجاري با وزن مواد منفجره مختلف، در عرض عرشه پل قرار گرفته‌اند. فرآيند تخريب اجزاي پل مشاهده شده و بر روي ساز و كار آسيب وارده بحث شده است. نتايج بهدستآمده در اين مطالعه، اطلاعاتي در مورد پل‌هاي پيشساخته پيشتنيده بتني در مورد رفتار و پاسخ‌هاي احتمالي وقتي كه تحت بار انفجاري شديد ميباشد بهدست ميدهد و ميتواند به مهندسان براي انتخاب موثرترين روش بهسازي براي مقاومسازي و عملكرد بهتر اين نوع پل‌ها در آينده كمك كند.

Increasing terrorist attacks to substructure and transport structures is an alarm for national security. In the past designing structures against the explosive loads were only limited to military buildings and buildings related to atomic activities. Bridges are important elements in transport systems. The vital rule of bridges and national importance of them makes the bridges a good target as a terrorist attack. Better design of these structures under explosive load to prevent growing collapse is of great importance. Prestressed concrete bridges are very popular however; there is lack of information and study about these bridges under the explosive load. In this research a finite element model for concrete bridges with prestressed elements has been established by ABAQUS software. A validation has been carried out by laboratory test of other researchers and acceptable convergence was observed. Established models were placed on the width of bridge deck under different explosive scenarios by different weight of explosive materials. Collapse process of bridge has been observed and the destruction mechanism has also been investigated. Results of this study give us some information about behavior and possible response of pre prepared bridges under the severe explosive load which can help the engineers to select the most effective way of operation improvement and retrofitting of these bridges.