23308

ارزيابي ميداني مدول ارتجاعي پل سنگي با آزمايش جك تخت

كارشناسي ارشد

خطوط راه آهن

1396

1399/6/22

دكتر شروان عطايي

راه آهن

چكيده توصيف و بدست آوردن پارامترهاي مربوط به سازه¬هاي تاريخي كه عموماً با مصالح بنايي ساخته شده¬اند مسئله¬اي است كه نه تنها به دليل تكنيك¬هاي آزمايشي بلكه به خاطر تغييرات ذاتي خواص مكانيكي اين گونه مواد هنوز مورد بحث و بررسي قرار دارد. يكي مهم¬ترين از گلوگاه¬هاي خطوط راه آهن انواع پل مي¬باشد. نزديك به 3500 پل طاقي ساخته شده از مصالح بنايي در شبكه راه آهن كشور وجود دارد كه در برخي موارد طول اين پل¬ها تا 250 متر و دهانه آنها تا 40 متر نيز مي¬رسد. لذا علاوه بر اهميت تاريخي، ارزشي و معماري آنها، در بسياري از موارد هزينه جايگزيني آنها در شبكه راه آهن بسيار بالا مي¬باشد. آناليز سازه هاي قديمي به علت وجود هندسه پيچيده با چالش هاي زيادي مواجه است. يكي از مهمترين پارامترهاي مورد نياز براي آناليز اين گونه از سازه¬ها ضريب ارتجاعي مي¬باشد. از آنجايي كه اين سازه¬ها از بعد تاريخي و معماري از ارزش بالايي برخوردار هستند امكان انجام آزمايش¬هاي مخرب بر روي آنها مقدور نمي¬باشد. آزمايش¬هاي جك تخت از جمله تكنيك¬هاي قدرتمند و غير مخربي هستند كه جهت ارزيابي و بدست آوردن مدول ارتجاعي اينگونه مواد و سازه¬ها استفاده مي¬شوند. در اين تحقيق دو نمونه جك تخت به ابعاد mm 10×200×300 با استفاده از ورق¬هاي فولادي ضد زنگ به ضخامت mm 1 ساخته شده، لازم به ذكر است نوع جوش به كار رفته در ساخت آرگون بوده و فشار كاري جك¬ها 40 بار مي¬باشد. جك¬هاي ساخته شده در آزمايشگاه با توجه به آيين نامه¬هاي ASTM-C1196 و RIELM-MDT.4 كاليبره شده¬اند كه اين بخش در قسمت كار آزمايشگاهي، و كار ميداني در اصل انجام آزمايش دوبل جك تخت بر روي يك پل طاقي سنگي راه آهن بوده است. آزمايش دوبل جك با خالي كردن ملات ميان سنگ¬ها در سازه آغاز مي¬شود و جك¬ها درون شكاف¬هاي ايجاد شده قرار مي¬گيرند، ابزار بندي اندازه¬گيري بر روي سازه نصب شده و از طريق جك¬ها به بخشي از سازه كه نمونه¬ ما محسوب مي¬شود نيرو وارد مي¬گردد و گراف تنش - كرنش بدست مي¬آيد. هدف ما در اين تحقيق بدست آوردن مدول الاستيسته يك پل طاقي سنگي واقع در كيلومتر 500+48 خط قديم تهران-قم بوده و همچنين معرفي روابط مناسب براي محاسبه اين مدول كه در پايان 3 مدول E_s و E_(sec,30%) و E_(s,unl) معرفي و ميزان مدول محاسبه شده GPa 2 با انحراف معيار 0.098 مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: جك تخت، ضريب ارتجاعي، سازه با مصالح بنايي، واسنجي

1399/11/13

In situ Estimating of elastic modulus of the stone masonry bridge by flat jack test

9/12/2020 12:00:00 AM

Abstract: Describing and obtaining parameters related to historic structures that are generally made of masonry is an issue that is still being discussed not only because of experimental techniques but also because of the inherent changes in the mechanical properties of such materials. One of the most important bottlenecks in railway network is bridges. There are about 3500 arched bridges made of masonry in the country's railway network, in some cases the length of these bridges reaches up to 250 meters and their spans can reach up to 40 meters. Therefore, in addition to their historical importance and architecture in many cases the cost of replacing them in the railway network is very high. Analysis of old structures faces many challenges due to its complex geometry. One of the most important parameters required for the analysis of such structures is the modulus of elasticity. Due to the high historical and architectural value of these structures, it is not possible to carry out destructive experiments on them. Flat jack experiments are among the most powerful and non-destructive techniques used to Estimating and obtain the modulus of elasticity of such materials and structures. In this research, two samples of flat jacks with dimensions of 300 × 200 × 10 mm were made using 1 mm thick stainless-steel sheets, the type of welding used in making was argon. The working pressure of the jacks is 40 bar. The made jacks are calibrated in the laboratory according to ASTM-C1196 and RIELM-MDT.4 regulations, which was in the laboratory work section. And the fieldwork was a double jack flat test on a stone arch bridge. The double flat jack test begins with the emptying of mortar between the stones in the structure and the jacks are placed inside the gaps created. Measuring instruments are installed on the structure and through the jacks, force is applied to the part of the structure that is our example and the stress-strain graph is obtained. In this study, our goal is to obtain the elastic modulus of a stone bridge located at 48+500 km of the old Tehran-Qom line and also to introduce suitable Formula for calculating this module. At the end, 3 modules E_s and E_(sec,30%) and E_(s,unl) are introduced and the calculated modulus of GPa 2 with standard deviation is 0.098. Keywords: Flat jack, Elastic modulus, Masonry structure, Calibration

جك تخت , ضريب ارتجاعي , سازه با مصالح بنايي , واسنجي

Flat jack , Elastic modulus , Masonry structure , Calibration