Abstract
Deteriorated steel truss bridges have caused catastrophes in the USA and Japan. Progressive collapse analysis is carried out for three continuous steel truss bridge models with a total length of 230.0 m using large deformation and elastic plastic analysis. The analysis is to clarify how the live load intensity and distribution affect ultimate strength and ductility of two steel truss bridge models, Bridge Model A with a span ratio of 1:2:1 and Bridge Model B with a span ratio of 1:1.3:1. Sizes and steel grades of the truss members are determined so that they are within the allowable stress for the design dead and live loads. After the design load is applied, the live load is increased until the bridge model collapses. Although the collapse process differs depending on live load distribution and span length ratio, both steel truss bridge models collapse due to buckling of compression members. When the live load is fully applied in the center span, the span ratio does not affect the ultimate strength which is sufficiently high and the model bridge is safe. When the live load is applied in the side span, the model bridge with a longer side span has higher ultimate strength. When the live load is applied near the intermediate support, the model bridge with a longer center span has higher ultimate strength. As for the ductility factor which is defined by the ultimate load over the yield load, Bridge Model B is in general more ductile than Bridge Model A. This leads to the fact that the center and side span length ratio of Bridge Model B with more commonly used dimensions is rational. This study clarifies the collapse process, buckling strength, and influences of live load distribution and the span ratio on a steel truss bridge
چکیده
پلهای خرپایی فولادی خراب شده در آمریکا و ژاپن فاجعه آفریده اند. تحلیل فروپاشی پیش رونده برای سه مدل خرپای فولادی پیوسته با طول کلی 230m با استفاده از تغییر شکل های بزرگ و تحلیل الاستیک- پلاستیک، انجام شده است. این تحلیل برای روشن ساختن اینکه چگونه شدت بار زنده و توزیع آن بر مقاومت نهایی و شکل پذیری دو مدل پل خرپای فولادی تاثیر می گذارد صورت گرفته است. مدل پل A با نسبت اندازه دهانه 1:2:1 و مدل پل B با نسبت اندازه دهانه 1:1.3:1 می باشد. ابعاد و نوع فولاد عضوهای خرپا طوری تعیین شده اند تا در محدوده تنش مجاز برای طراحی بارهای مرده و زنده قرار گرفته باشند. بعد از اعمال بار طراحی، بار زنده افزوده می شود تا مدل پل فرو ریزد. گرچه روند فرو پاشی بسته به توزیع بار زنده و نسبت طول دهانه، متفاوت است ، اما هر دو مدل پل خرپای فولادی، در اثر کمانش عضوهای فشاری، فرو می ریزند. هنگامی که تمام بار زنده به دهانه میانی اعمال می گردد ، نسبت دهانه بر مقاومت نهایی که به اندازه کافی بالا بوده و مدل پل ایمن است. تاثیر ی ندارد. وقتی که بار زنده به دهانه کناری اعمال می شود، مدل پل با طول دهانه کناری بلندتر، مقاومت نهایی بالاتری خواهد داشت. هنگامی که بار زنده در نزدیکی تکیه گاه میانی اعمال می شود، مدل پل با دهانه میانی بلندتر دارای مقاومت نهایی بیشتر خواهد بود. در ارتباط با عامل شکل پذیری که با بار نهائی بر بار تسلیم تعریف می شود، مدل پل B در کل نسبت به مدل پل A، شکل پذیرتر است. این ما را به این واقعیت می رساند که نسبت طول دهانه مرکزی و کناری مربوط به مدل پل B با ابعاد مورد استفاده معمول تر، منطقی می باشد. این مطالعه روند فرو پاشی، مقاومت کمانش و تاثیرهای توزیع بار زنده و نسبت دهانه، برای یک پل خرپای فلزی را روشن می سازد.
1-مقدمه
پل خرپای فولادی I-35W بر روی رودخانه میسی سی پی در میناپولیس، مینه سوتا، ایالات متحده، ناگهان در اول آگوست سال 2007 میلادی فرو ریخت و این فاجعه، مجروحان زیادی داشت ]2و1[. گزارش مربوط به فرو پاشی I-35W روشن می سازد که بار مرده بخاطر تعمیرات و عملیات مسلح نمودن دال به چندین مرتبه افزایش یافته بود و اینکه ضخامت صفحه لچکی نصف مقدار طراحی بود. علاوه بر آن در روز فرو ریختن، مصالح ساختمانی و ماشین آلات سنگین بر روی خرپای پل به منظور کار تعمیر و نگهداری قرار داشتند. این عوامل، از علت های احتمالی فرو ریختن I-35W می باشند...