راهنمای بهسازی لرزه ای پل ها

توضیحات

راهنمای بهسازی لرزه ای پل ها

این راهنما ضوابط و، معیارها مشخصات فنی مطالعات ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای پل ها را در برمیگیرد. در این راهنما ملزومات و شرایط اختیار برنامه و روند مطالعات ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای، بررسی گزینه های ذیربط بهسازی و انتخاب گزینه برتر و همچنین شیوه های برنامه ریزی و انجام اقدامات عملی بهسازی لرزه ای پل های مشمول این راهنما ارایه گردیده است و شامل موارد زیر می باشد:
– فرایند شناسایی پل های آسیب پذیر و اولویت بندی اقدامات عملی جهت بـرنـامه ریزی اجرایی مطالعات.
– اسلوب شناسی ارزیابی کیفی آسیب پذیری لرزه ای پل های موجود.
– اسلوب شناسی ارزیابی کمّی تقاضا و ظرفیت لرزه ای پل های موجود.
– ارزیابی میزان اثربخشی شیوههای بهسازی لرزه ای پل ها، با در نظر گرفتن:
• نوع، ماهیت و میزان گستردگی نارسا یی ها،
• امکانات، منابع و اهداف قابل حصول،
• یاسهولت صعوبت عملیت اجرا یی راهکارها،
• هزینه های اولیه و دوره بهرهبرداری باقیمانده،
• سایر عوامل فنی و اقتصادی.
– ملزومات طراحی و راهکارهای بهسازی لرزه ای پل های مشمول این . راهنما
– شیوه های مستندسازی فرایندهای مطالعاتی و عملیاتی و ارایۀ مشخصات فنی مربوط.
– روند عملیات اجرا بهسازی و روش های اعمال مدیریت کیفیت فراگیر.
– پایش پل بهسازی شده.
– اصول بهره برداری و نگهداری.
– دامنه کاربرد
– این راهنما ملزومات ارزیابی آسیب پذیری و در صورت نیاز، بهسازی لرزه ای پل های بتن آرمه و فولادی، شامل پلهای راه و راه آهن را در انواع ساختارها و فرم ها، به استثنای پلهای کابلی ترکهای و معلق در بر می گیرد. مفاهیم این راهنما عمدتاً پل های دارای انتظام هندسی و نظم در توزیع سختی و جرم، با طول دهانه های کوچکتر از 120متر و با تعداد دهانه های حداکثر 20دهانه با عملکرد توأم لرزه ای و با ساختارهای سازه عرشه متشکل از دال، تیر دال، مجوف، سلولی و جعبه ای بتن آرمه ـ اعم از درجا، پیش ساخته و پیش تنیده و همچنین متشکل از تیر ورق های فولادی مختلط با بتن یا دارای عرشه ارتوتروپیک فولادی و پل های خرپایی را شامل می گردد که بر کوله های باز یا بسته و پایه های منفرد تک ستونه یا دیوارهای یا متشکل از ستون و سرستون بتن آرمه یا فولادی یا برج های فضاکار فولادی ـ با یا بدون قیود حرکتی ـ به صورت ساده، غلطکی ـ لغزشی، پیوسته یا ناپیوسته اتکا افته اند. همچنین، این راهنما ملزومات حداقل مطالعات ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای به منظور کاربرد در مورد پل های دارای ویژگی های هندسی پیچیده، پل های نامنظم و همچنین قوسی کلاف دار و بدون کلاف را نیز ارایه می نماید.
– این راهنما برای مناطق لرزه خیزی نسبتاً کم تا بسیار زیاد مطابق با پهنه بندی استاندارد شماره 2800ایران کاربرد خواهد داشت.
– شرایط و محدودیت های کاربرد
– بهسازی لرزه ای پل ها باید با معیارها و روش های ارایه شده در این راهنما و به قصد نیل به اهداف عملکردی بهسازی مندرج در این راهنما صورت گیرد.
– کاربران این راهنما باید در زمینه مباحث طراحی لرزه ای پل ها صلاحیت داشته و بر اصول و مفاهیم ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای پل ها مسلط باشند و همراه با انجام مطالعات سیستماتیک به شرح مندرج در این راهنما، قادر باشند اصول قضاوت مهندسی جامع نگرانه را هک لازمۀ انتخاب سطوح منطقی عملکردی و اهداف مطالعات ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای و بهسازی یا مقاومسازی پل تلقی می گردند، به کارگیرند.
– در این راهنما کوشش به عمل آمده است تا مبانی نظری و فنی مطروحه، معرفت زمان را شامل شود؛ ولی نباید به وسیله ای تبدیل گردد تا از روش های ابتکاری مبتنی بر مطالعات منطقی و قابل دفاع مهندسی ممانعت به عمل آید.
-سایر استانداردها و مدارک و متون فنی مرتبط با راهنما
در مواردیکه بین مفاد این راهنما با سایر آیین نامه ها، دستورالعمل ها و مشخصات فنی ابلاغ شده از سوی مراجع ذیصلاح تفاوت یا مشاهده تناقضی گردد، مشخصات، ضوابط و ملزومات مندرج در این راهنما در مورد سازه های مشمول این راهنما حایز اولویت بوده و نافذ خواهند بود. در موارد لازم، به استانداردها، مقررات، آیین نامه ها و دستورالعملهای ملی رجوع داده شده و در موارد کمبود مدارک ملی، به استانداردهای معتبر جهانی با ذکر شیوه های کاربرد همساز و هماهنگ استانداردهای مزبور با این راهنما، رجوع خواهد گردید.
–واحدها
ساختار واحدهای مورد استفاده در ارتباط با کمیت های مورد بحث در این راهنما ساختار بینالمللی واحدها SIمی باشد.

–نمادها
نمادهای بکار گرفته شده در این راهنما به طور کلی منطبق با نمادهای متحدالشکل مورد تأیید سازمان بینالمللی استانداردها ISOمی باشد و جز در مواردیکه به صراحت قید گردد، از این نمادها بهره گیری به عمل خواهد آمد.
–مفاهیم اولیه
– این راهنما براساس روش های طراحی و بهسازی لرزه ای مبتنی بر مفاهیم عملکردی تدوین گردیده است و به طور عمومی، اهداف عملکردی را برای دو سطح خطر زمین لرزه منظور میدارد و با در نظر گرفتن میزان اهمیت پل، عمر مفید باقیمانده فعلی و مورد نظر پس از بهسازی، لرزه خیزی، شرایط ساختگاهی و خطرپذیری ژئوتکنیکی و همچنین گستره و میزان آسیب پذیری لرزه ای پل اهداف عملکردی مورد نظر تعیین میگردد.
– توصیه های مطروحه در این راهنما در ارتباط با روش مبتنی بر یک سطح خطر زمین لرزه و یک تراز عملکردی متناظر با آن را نباید به عنوان گزینه جایگزین روش مبتنی بر دو سطح خطر زمین لرزه و ترازهای عملکردی مربوطه تلقی نمود؛ زیرا با توجه به فلسفه متفـاوت حاکم بر این دو دیدگاه، در حالت کلی نتایج متفاوتی از اعمال دو روش مزبور حاصل خواهد گردید. بنابراین مطالب ذیربط این راهنما در مورد روش تک سطحی صرفاً به منظور ارایه طریق حتی المقدور همساز با فلسفه ارزیابی و بهسازی لرزه ای عملکردی درج گردیده و مختص مواردی است که به دلایل قابل توجیه برای پروژه خاص و در شرایط خاص، در مورد ارزیابی بر اساس روش تک سطحی اتخاذ تصمیم شده باشد.
– ارزیابی مبتنی بر روش تک سطحی برای پل هایی که بر اسـاس تعـاریف این راهنما در زمره پل های مهم طبقه بندی میگردند، مجاز نمی باشد .
– در چارچوب مطالعات بهسازی، با توجه به دیدگاههای اقتصاد مهندسی مرتبط، اهداف ایمنی و عملکردی و همچنین اعتمادپـذیری، بهطور معمول با آنچه در مورد احداث پلهای موجود مطرح است، متفاوت اختیار می گردند .
– آنچه برای اتخاذ تصمیم در مورد بهسازی لرزه ای پل های موجود در پیش روست، می تواند شامل موارد زیر باشد:
• قبول ریسک و عدم اقدام در زمینه بهسـازی لـرزه ای، به معنـای کـاربری در وضعیت موجود
• مسدودکردن و متروکه اعلام نمودن پل و تأمین مسیر ثانویه
• جایگزین نمودن پل با پل جدید
• ارزیابی آسیبپذیری و در صورت نیاز، اقدام به بهسازی لرزه ای
– در مطالعات فنی و اقتصادی طرح های بهسازی باید هزینه های بهرهبرداری، مسدودشدن ترافیک و خسارات ثانویه ناشی از آن،
که به طور معمول قابل ملاحظه است، ملحوظ نمود.
– در اغلب موارد از دیدگاه عملی و کاهش تداخل با ترافیک متعارف و همچنین از جنبههای فنی و اقتصادی، مناسب خواهد بود که عملیات بهسازی لرزه ای را همراه با سایر عملیات مورد نیاز یا برنامه ریزی شده برای ارتقا و بازیافت توان خدمترسانی متعارف پل در مقابل عوامل دیگر غیر از نیروهای ناشی از زمین لرزه توأماً به انجام رساند. در موارد ممکن و عملی، توصیه میشود اعضا و عناصر نارسـا و آسیب پذیر پل با استانـدارد طـراحی پلهای جدیدالاحداث مقاوم سازی یا جایگزین شوند.
– مقاوم سازی، ایمن سازی یا بهسازی لرزه ای پل در حالات متنوعی که از نظر فنی و اقتصادی توجیه پذیر باشد، ممکن است به صورت اقدامات مرحله بندی شده در طول عمر مفید پل نیز صورت گیرد.
– تمهیدات و تدابیر بهسازی متخذه که به منظور عملکرد مورد انتظار در زمان وقوع زلزله در طراحی و عملیات اجرایی بهسازی لرزه ای ملحوظ می گردند، باید به نحوی طراحی شوند که امکان دسترسی و بازبینی، پایش و نگهداری آنها برای حصول اطمینان از ایفای وظیفۀ به موقع و به گونۀ پیش بینی شده، در صورت وقوع زلزله وجود داشته باشد.
– برخی از عوامل مؤثر در برنامه ریزی بهسازی لرزه ای پل ها، از جمله چارچوب برنامه های توسعۀ ملی، منابع تأمین اعتبارات مالی، عوامل سیاسی، اجتماعی، اقتصادی، دفاعی و امنیتی علاوه بر دیدگاه های مهندسی باید در فرایند تصمیم گیری و برنامه ریزی، مورد توجه قرار گیرد.
-اولویت بندی مطالعات ارزیابی آسیب پذیری و اقدامات عملی بهسازی لرزه ای پل ها
– در برنامه بهسازی لرزه ای پل هایی که آسیب پذیر تشخیص داده شدهاند، بسته به گستره نارسا یی ها، باید حالات جایگزینی کامل پل با پل جدید، مسدود نمودن و متروکه نمودن آن یا عدم انجام اقدام عملی و پذیرش ریسک و نتایج ناشی از بروز خسارت محتمل را، علاوه بر بهسازی لرزه ای در تراز مورد نظر، مورد بررسی قرار داد.
– برای اتخاذ تصمیم مناسب، لازم است به میزان اهمیت و میزان آسیب پذیری پل و مخاطرات ساختگاهی توجه نمود. این امر باید در اولویت بندی چارچوب ساختار مدیریت پلها و شبکه ارتباطی راه های شهر، منطقه، استان یا کشور مورد بررسی قرار داده شود.
– در مرحله اول، مفید خواهد بود که با روشی سریع روشهای ارزیابی کیفی و یا مطالعات کمی اولی  بهبه غربال اولیه منظور شناسایی نارسا ها و همچنین پلهای دارای نارسایی و اولویت بندی مجموعه مطالعات و اقدامات پرداخته شود.
– بدیهی است پل های مهم در مناطق با لرزه خیزی خیلی زیاد و زیاد و دارای نارسا یی های مشهود، دارای بالاترین اولویت خواهند بود. بنابراین در مرحله اول، شناسنامه فنی پل بر اساس اطلاعات موجود، مشاهدات و مطالعات میدانی تکمیل و براساس یک ساختار تخصیص امتیاز غربال شده و به عنوان حاصل این مطالعات، پل هایی که از نظر لرزه ای آسیب پذیر میباشند، برحسب اهمیت و میزان آسیب پذیری و شرایط ساختگاهی شناس یا ی میگردند و این دسته از پلها در برنامه مطالعات و اقدامات عملی بهسازی لرزه ای حایز اولویت خواهند بود. به طور معمول چنین فرایندی باید سریع و در عین حال به سهولت قابل کاربرد و اعمال باشد و همچنین از دیدگاهی محافظه کارانه صورت گیرد.
– در روش مبتنی بر ارزیابی کیفی سریع و غربال به منظور اولویت بندی، ابتدا شیوه ای برای رتبه بندی از دیدگاه آسیب پذیری ارایه گردیده است که نتایج آن متعاقباً برای اولویتبندی اقدامات لازم مورد بهره برداری قرار داده خواهد شد.

از جملۀ عوامل مؤثر در رتبه بندی به منظور بررسی میزان آسیب پذیری لرزه ای ل، خطرپذیری لرزه ای و مخاطـرات ژئوتکنیکی لرزه ای، اهمیت پل، وجود یا عدم وجود مسیرهای ثانویه ترافیکی، میزان آسیب پذیری لرزه ای پی و سازه و همچنین عوامل اجتماعی، اقتصادی و سیاسی چندی ملحوظ خواهند گردید.
– برای تمامی پل هایی که نیاز به بهسازی آنها در بررسی اولیه تعیین گردیده است، قبل از اقدام عملی به بهسازی لازم است ارزیابی تفصیلی به عمل آید. به این ترتیب نارسا یی هایی که در ارزیابی کیفی یا کمّی اولیه مورد توجه قرار داده شدهاند، تأیید یا رد می گردند.
در صورت رد نارسا ارضای یی و ملزومات این راهنما برای هدف بهسازی مورد نظر، مطالعات چنین پلی ادامه نخواهد یافت؛ ولی در صورت تأثیر نارسا یی های قبلی یا کشف نارسا یی های جدید، لازم است هزینه و دستاوردهای بهسازی لرزه ای در مطالعات تفصیلی تعیین گردد.
– مبانی ارزیابی مبتنی بر عملکرد
– در این راهنما، روش مبتنی بر عملکرد مورد بهره گیری قرار داده شده است که در آن دو سطح خطر زمین لرزه، سطح خطر -1 و سطح خطر ، -2منظور گردیده است.
– در روش دو سطحی با توجه به آنکه زلزله با سطح خطر  -1در این راهنما در ترازی اختیار گردیده است که احتمال وقوع آن به دفعات طی یک بازه زمانی دوره بازگشت قابل مقایسه با عمر مفید پل قابل اعتنا باشد، تمامی پل ها باید قادر باشند بدون تحمل خسارت قابل ملاحظه، آثار ناشی از زلزله با چنین مشخصاتی را تحمل نمایند. در عین حال، زمین لرزه با بزرگای افزونتر و احتمال وقوع کمتری نیز باید به شرح زیر ملحوظ گردند. در این حالت نیز میزان خسـارات نباید فراتر از آنچه در تراز عملکـردی مرتبط پیشبینی گردیده، به وقوع پیوندد.
– در این راهنما، دوره های بازگشت 150سال در سطح خطر -1 سطح بهره برداری و 1000سال در سطح خطر  -2سطح ایمنی در نظر گرفته شدهاند.
– تمامی پل ها برای زلزله در سطح خطر -1باید رفتار کلی عمدتاً الاستیک از خود بروز دهند. تحت تأثیر این زلزله، انتظار می رود خسارتی بر پل وارد نگردد یا دامنۀ خسارات جزیی باشد تا پل قادر به ارایه خدمت رسانی متعارف یا محدود، به صورت بلاوقفه یا حداکثر ظرف چند ساعت، باشد.
– شیوه مطالعات و همچنین تراز عملکردی مناسب، براساس عمر مفید باقیمانده پیش بینی شده میزان اهمیت پل و با توجه به نسبت هزینۀ بهسازی به منفعت حاصله تعیین میگردد.
– تراز عملکردی های بالاتر برای پل های مهم یا با عمر مفید طولانی تر مورد توجه می باشند. اگرچه ممکن است خساراتی نیز به نحوی که ذکر خواهد شد، در این تراز قابل پذیرش باشد.

–مخاطرات ژئوتکنیکی لرزه ای
– علاوه بر جنبه های عملکردی سازه پل در مقابل زلزله، آثار ناشی از بروز پدیده های یی مانند روانگرا یی، گسترش جانبی، فرونشست خاک، گسلش سطحی و آثار زمین لغزش، با توجه به تجارب گذشته، در این راهنما مورد توجه ویژه قرار داده شده اند؛ ولی مواردی از قبیل امواج دریای ناشی از زلزله ی مشمول این ملزومات نمی گردند.
– در راهنمای حاضر، اثر پاسخ فراالاستیک سازه پل و پایه ها، جابه جایی نسبی، دوران و جابه جایی کوله ها و ستون ها در اثر تحریک نامتجانس تکیه گاه ها نیز مورد اشاره قرار داده شده اند.
– طبقه بندی اهمیت
از دیدگاه اهمیت، دو دسته بندی در راهنمای حاضر منظور شده است:
• پل مهم
• پل متعارف
چارچوب تعیین شاخصه ای تمایز پل های مهم از پل های متعارف در بند 3-2-6-1این راهنما ارا ئه گردیده است. این امر باید با توجه به تمامی عوامل ترافیکی ـ اجتماعی ـ اقتصادی ـ سیاسی ـ امنیتی ـ دفاعی، علاوه بر مسایل سازه ای و ساختگاهی انجام گیرد.
–عمر مفید باقیمانده
– عمر مفید باقیمانده پل قبل از بهسازی عمدتاً به قدمت و وضعیت عمومی پل وابسته است. انتظار می رود پل های جدیدالاحداث، از تاریخ بررسی، به مدت طولانی تری مورد بهره برداری قرار داشته باشند و بنابراین دوره زمانی طولانی تری در معرض خطر زلزله قرار گیرند.
– طول عمر باقیمانده پل پس از بهسازی باید با انجام مطالعات توجیهی و امکان سنجی تعیین گردد.
– درصورتیکه ملاحظات فنی و اقتصادی و سایر عوامل ذیربط بهسازی لرزه ای پل را توجیه پذیر نمایند، طرح بهسازی را میتوان با قصد افزودن عمر مفید باقیمانده پل مدنظر قرار داد.

ترازهای عملکردی
در این راهنما ترازهای عملکردی مطابق فصل هفتم تعریف شده اند.
پس از تعیین میزان اهمیت پل و عمر مفید باقیمانده آن، می توان ترازهای عملکردی حداقل تعریف شده در این راهنما را برای زلزله در سطوح خطر مورد نظر مشخص نمود و در صورت لزوم، سطح عملکرد بالاتری را از ترازهای عملکردی حداقل ارائه شده در این راهنما نیز مد نظر قرار داد.