مقاوم‌سازي پايه پل‌هاي بتن‌آرمه به كمك FRP با استفاده از روش‌هاي دورپيچ، نزديك به سطح و تركيبي

Strengthening of Reinforced Concrete Bridge Columns with FRP, Using Wrapping, Near-surface Mounted and Combined Methods

پل‌ها جزو سازه‌هاي زير بنايي هر كشور محسوب مي‌شوند كه قسمت اعظمي از هزينه يك پروژه راه‌سازي را به خود اختصاص مي‌دهند و به علت ظرافت ساختار سيستم سازه‌اي آن‌ها از آسيب‌پذيري زيادي در برابر حوادث طبيعي مانند زلزله برخوردارند مخصوصاً پايه پل‌ها كه وظيفه انتقال بار‌ها را از عرشه به زمين دارا هستند لذا طراحي دقيق و ايمن اجزاي پل‌ها به‌خصوص پايه‌ها بايد بيش از پيش مورد توجه قرار گيرد.زلزله‌هاي اتفاق افتاده در دهه 90 ميلادي در آمريكا، ژاپن، تايوان و تركيه، خرابي‌هاي نسبتاً زيادي در پل‌ها ايجادكردند. پل‌ها به دلايلي چون ازدياد بارهاي ناشي از افزايش جريان ترافيك، سرويس‌دهي به وسايل نقليه سنگين‌تر از بارهاي اوليه طراحي، پايين بودن كيفيت اجرا، مسائل لرزه‌اي، مسائل زيست‌محيطي اعم از خوردگي آرماتورها، افت‌هاي پيش تنيدگي ناشي از خزش و جمع شدگي بتن، تغيير آيين‌نامه و كوتاه بودن پايه در پل‌هايي كه به صورت شيب‌دار ساخته شده و پايه‌هاي با ارتفاع متغير دارند، نياز به مقاوم‌سازي پايه دارند. يكي از آسيب‌هاي قابل توجه در پايه پل‌ها به آسيب‌هاي وابسته به شكست برشي به علت كوتاه بودن پايه پل و ظرفيتبرشي ناكافي پايه پل مي‌باشد. در اين مقاله، به كمك روش اجزاي محدود، به بررسي روش‌هاي جديد و تركيبي مقاوم‌سازي پايه پل‌ها با FRP پرداخته مي‌شود. بدين منظور، يك ستون كوتاه كه در برش ضعيف طراحي شده است با روش‌هاي دورپيچ كامل و نواري، نصب ميلگرد در شيار نزديك به سطح و روش‌هاي تركيبي مدل شدند و به روش اجزاي محدود تحليل گرديد. بررسي نتايج نشان مي‌دهد كه روش تركيبي بهترين روش در مقاوم‌سازي پايه‌هاي كوتاه پل‌ها مي‌باشد.

Bridges are considered as part of the infrastructure of each country, which dedicate themselves a large part of the cost of road construction. Due to their structural elegancy, bridges have high degree of vulnerability to natural disasters such as earthquake, especially bridge columns that carry loads from deck to foundation. So, precise and safe design of bridge components, especially columns, should be considered. The earthquakes which have occurred in the United States, Japan, Taiwan, and Turkey in the 1990s, have caused significant damages to bridges. Bridges require column retrofit due to reasons such as increased loads because of increased traffic, service to vehicles heavier than initial loads, low quality of implementation, seismic issues, environmental issues such as corrosion of reinforcement, pre-stressed losses due to concrete creep and wrapping, change of codes and short column effect in sloping bridges made due to bases with variable height. One of the significant damages in bridge columns depends on shear failure due to the short column effect and inadequate shear capacity of the bridge columns. In this paper, using finite element method, new and combined methods of bridge strengthening with FRP are considered. For this purpose, a short column which was weak in shear, has been modeled and retrofitted by different methods such as wrapping, NSM, and combination methods, and has been analyzed by finite element method. Results showed that the combination method is the best method for retrofitting of short columns bridges.