بررسی رفتار دینامیکی پلها تحت اثر بار متحرک

افزایش روزافزون سرعت و جرم قطارها و وسایط نقلیه از یک سو و تمایل به ساخت سازههای سبک تر از سوی دیگر باعث میشود تا خطاهای ناشی از به کارگیری مدل نیروی متحرک در طراحی سازههای پل، غیر قابل چشم پوشی باشد. در مقالهی حاضر، رفتار دینامیکی پلها تحت اثر بار متحرک مورد بررسی قرار گرفته است. در نحوه مدل کردن بار متحرک رویکردهای متفاوتی وجود دارد، در این بررسی مدلهای نیروی متحرک ( moving force )و جرم متحرک (moving mass ) برای تعیین تغییر مکان دینامیکی وسط دهانهی پل به کار گرفته شدهاند. از آنجا که در مدل کردن بار متحرک با استفاده از مدل نیروی متحرک از اینرسی جسم متحرک صرف نظر میگردد، لذا این نوع مدل سازی در محدوده بسیارکوچکی از پارامترهای موثر )سرعت، جرم( دارای اعتبار است. با لحاظ کردن نیروهای اندرکنشی بین بار متحرک و سازه تکیه گاهی، مدل جرم متحرک برای تعیین معادلات دینامیکی حاکم مورد استفاده قرار میگیرد. نتایج مدل سازی در این بررسی نشان می دهد تغییر مکان دینامیکی وسط دهانهی تیر در مدل جرم متحرک با افزایش جرم و سرعت وسیلهی نقلیه، نسبت به مدل نیروی متحرک اختلاف چشمگیری پیدا می کند. به طور مثال برای نسبت جرمی (جرم متحرک به جرم کل تیر) برابر 0/15 و سرعت وسیله نقلیه برابر 0/8 سرعت مبنا (که به صورت طول تیر تقسیم بر پریود اول تیر تعریف میشود)، اختلاف تغییر مکان دینامیکی حداکثر وسط دهانهی تیر در دو مدل حدود 11 درصد می باشد.

Keywords:

نیروی متحرک , جرم متحرک , تیر اولر برنولی , روش بسط توابع ویژه متعامد یکه