رشد ثابت ترافیک تهدیدی برای ایمنی خستگی پل های بحساب می آید. بی ثباتی در جریان ترافیک باعث افزایش چالش ارزیابی دقیق ایمنی خستگی می گردد. این مقاله از نمونه بار ترافیک تصادفی بمنظور ارزیابی قابلیت اعتماد خستگی پل روگذر فلزی متعامد بهره برده است. نمونه بار ترافیک بوسیله اندازه گیری های مخصوص مکان-در حال-حرکت شبیه سازی می گردد. روش سطحی واکنش بمنظور حل مسئله زمان بر ایجاد شده بوسیله شبیه سازی های تنش نقطه حساس در نمونه مؤلفه محدود ارائه شده است. کاربردهای نمونه بار ترافیک اتفاقی برای ارزیابی شبیه سازی احتمالی و قابلیت اعتماد خستگی در مورد مطالعه پل تیر آهن فولادی نشان داده شده اند. نتایج عددی اشاره کرده که میزان رشد وزن ناخالص وسیله نقلیه منجر به کاهش سریع قابلیت اعتماد خستگی در مقایسه با رشد حجم ترافیک می گردد. با وجود رشد حجم ترافیک، کنترل کامیون های بارگیری شده در مقایسه با حجم ترافیک روشی موثر جهت اطمینان از قابلیت اعتماد خستگی پل-های فولادی می گردد.
1. مقدمه
تجمع خسارت خستگی یکی از مسائل مهم منجر به سقوط اکثر پل های فولادی می گردد. بر اساس مطالعه صورت گرفته توسط کمیته ASCE، حدود %80 تا %90 شکست پل های فولادی بدلیل مسائل خستگی یا شکستگی رخ می دهد. بطور کلی، مؤلفه مهم خستگی یک پل فولادی با مقاومت کافی در برابر خستگی و خستگی زندگی در برابر بار محوری چرخه ای طراحی شده است (4-2). بهرحال، افزایش مداوم در حجم ترافیک و وزن ناخالص وسیله نقلیه (GVW)، بدلیل رشد سریع و گسترش تحولات در حمل و نقل میان شهری و بین ایالتی، باعث ایجاد اطمینان خستگی پل های موجود گردیده است (5،6). بی ثباتی در جریان ترافیک، منجر به چالش ارزیابی صدمه خستگی دقیق می گردد. مؤلفه های بحران خستگی اکثر پل های فلزی بزرگراه اتصال جوش در صفحات عرشه هستند که ثابت قرار دادن سنسورهای کرنش مشکل می باشد. در نتیجه، ارزیابی قابلیت اعتماد خستگی عرشه های پل متعامد با توجه به بارهای ترافیکی واقعی هنوز به عنوان یک چالش محسوب می گردد.
یک گام حیاتی بمنظور ارزیابی قابلیت اعتماد خستگی پل ها نمونه سازی احتمالی محدوده تنش خستگی بشمار می شود. در این خصوص، اکثر پژوهشگران در سیستم نظارت سلامت ساختاری (SHM) بمنظور تجزیه و تحلیل آماری از سنجش فشار بهره بردند (9-7). بهرحال، کاربرد سیستم SHM بوسیله هزینه سنگین آن و اهداف مشخص شده محدود معین گردیده است. با توسعه تکنولوژی های سنسور، سیستم وزن-در-حرکت مختص مکان (WIM) که ابتدا برای مدیریت ترافیک مورد استفاده قرار گرفته، بمنظور تجزیه و تحلیل آماری بارهای ترافیکی مورد بهره برداری قرار گرفته است (10). بنابراین یکپارچه سازی سنجش WIM مختص مکان و روش مؤلفه محدود به یک رویکرد کاربردی برای ارزیابی قابلیت اعتماد خستگی پل های مورد استفاده تبدیل می گردد. رویکردهای تحلیلی متعدد در این مبحث ارائه شده است. مثلا، Wang و همکاران یک چارچوب محاسباتی بمنظور ارزیابی افزایش صدمه خستگی پل فولادی بوسیله ادغام محاسبات FE و داده های SHM ایجاد و توسعه دادند. GUO و همکاران (12) از یک نمونه FE احتمالی چند مقیاسی جهت ارزیابی قابلیت اعتماد خستگی پل روگذر فولادی متعامد بهره بردند. Zheng و همکاران (13) از یک رویکرد مواد متعامد برابر بمنظور شبیه سازی بار پویایی در نمونه FE بهره بردند. Ye و همکاران حساسیت اندازه و نوع مؤلفه را در محاسبات تنش ساختاری تحت بار وسیله نقلیه مورد مطالعه قرار دادند. Zhang و Au (15) یک نمونه بار احتمالی پیشرفته جهت شبیه سازی بار کامیون در پل بر اساس اندازه WIM ارائه داده و قابلیت اعتماد خستگی و خدمات باقیمانده عمر پل را ارزیابی می کنند. با توجه به توضیحات فوق، ادغام داده های ترافیکی بررسی شده و شبیه سازی عددی مبتنی بر FE رویکردی موثر در ارزیابی قابلیت اعتماد خستگی پل های فولادی بحساب می آید.
این مقاله در نشریه هینداوی منتشر شده و ترجمه آن با عنوان بارگیری کامیون در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
Fatigue Reliability Assessment of Orthotropic Bridge Decks under Stochastic Truck Loading
