کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6737029 1429059 2018 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Response and fragility assessment of bridge columns subjected to barge-bridge collision and scour
ترجمه فارسی عنوان
ارزیابی واکنش و آسیب پذیری ستون های پل مورد بررسی قرار می گیرد
ترجمه چکیده
در این مقاله، اثرات بارج در ستونهای پل بررسی شده است. اثر پارامترهای طراحی های مختلف و طول آزاد شمع، که می تواند به صورت طراحی یا بوجود آمده باشد، مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، یک تجزیه و تحلیل اولیه برای ارزیابی ایمنی پس از برخورد پلها برای حمل بارهای ترافیکی انجام شده است. به منظور کمک به طراحی و مدیریت پل ها با طیف گسترده ای از پارامترهای طراحی و هندسی، متامول ها برای برآورد تقاضای نیرو و شکنندگی ستون های پل ها تحت تاثیر بارج توسعه داده شده است. برای به دست آوردن این مدل های احتمالاتی، شبیه سازی اجزای محدود برای 2000 پل ها با ترکیب های مختلف از ویژگی های طراحی، خواص بارج و سرعت تاثیر انجام می شود. در هر شبیه سازی یک تحلیل دینامیکی غیر خطی برای ارزیابی حداکثر نیروی برشی، لحظه، فشار برشی و انحنای ستون ها انجام می شود. پس از تجزیه و تحلیل پویا، تجزیه و تحلیل بار عمودی انجام شده است برای تعیین ثبات پس از برخورد پل در بارهای وسیله نقلیه. این تجزیه و تحلیل ها برای تمام نمونه های پل برای مقادیر مختلف طول های شمع آزاد تکرار می شود (احتمالا به علت اسکله اسکله) برای درک تاثیر آن بر عملکرد برز در پل ها. نتایج نشان می دهد که بسته به ویژگی های اسکله و شرایط ضربه، شکست ممکن است به علت برش، خمش یا ترکیبی از هر دو باشد؛ با این حال، حضور طول شمع آزاد منجر به شکست بیشتر غلط است. فراتر از بینش های حاصل شده از این تحلیل های پاسخ، این مقاله مدل های سطحی پاسخ چند متغیره را توسعه می دهد که می تواند برای پیش بینی پاسخ برشی و خمشی برای طیف گسترده ای از ویژگی های پل و شرایط برخورد بدون نیاز به هر گونه شبیه سازی عناصر محدود دیگر استفاده شود. نتایج شبیه سازی عددی محدود برای استخراج مدل های شکننده با استفاده از رگرسیون لجستیک بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. این سازگاری را می توان به طیف گسترده ای از پل ها و شرایط برخورد برای ارزیابی احتمال های بیش از حد فشار برشی و ظرفیت انحنای ستون در هنگام برانگیختگی پل اعمال کرد. متامولهای توسعه یافته در این مطالعه به یک پل مورد مطالعه برای نشان دادن تنوع در خواسته ها و شکنندگی به عنوان پارامترهای پل، طول شمع آزاد (عمق شستشو) و شرایط برخورد متفاوت هستند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی
پیش نمایش مقاله
ارزیابی واکنش و آسیب پذیری ستون های پل مورد بررسی قرار می گیرد
چکیده انگلیسی
This paper studies barge impact performance of bridge columns. The effect of various design parameters and the free length of pile, which could be either by design or caused by scour, are studied. Additionally, a preliminary analysis is conducted to assess the post-collision safety of bridges to carry traffic loads. In order to aid design and management of bridges with a wide range of design and geometric parameters, metamodels are developed to estimate the force demands and fragility for bridges columns subjected to barge impact. In order to derive these probabilistic models, finite element simulations are performed for 2000 bridges with varying combinations of design characteristics, barge properties, and impact velocities. In each simulation, a non-linear dynamic analysis is performed to evaluate the maximum shear force, moment, shear strain, and curvature in the columns. Following the dynamic analysis, vertical load analysis is conducted to determine the post-collision stability of bridges under vehicular loads. These analyses are repeated for all the bridge samples for various values of free pile lengths (possibly due to pier scour) to understand its effect on the barge impact performance of bridges. The results highlight that depending on the pier properties and impact conditions, the failure may be caused due to shear, flexure, or a combination of both; however, presence of free pile length leads to more flexure dominated failures. Beyond the insights gained from these response analyses, this paper develops parameterized polynomial response surface models, which can be used to predict the shear and flexural response for a wide range of bridge characteristics and collision conditions without the need for any additional finite element simulations. Finite element simulation results are further employed to derive fragility models using logistic regression. These fragilities can be applied to a wide range of bridges and collision conditions to evaluate the probabilities of exceeding the ultimate shear strain and column curvature capacity limits when a bridge pier is subjected to barge impact. The metamodels developed in this study are applied to a case study bridge to show the variation in demands and fragility as the bridge parameters, free pile length (scour depth), and collision conditions are varied.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Structures - Volume 168, 1 August 2018, Pages 308-319
نویسندگان
, ,