خرید و دانلود نسخه کامل مقاله کامل ابزار دقیق در سدهای بتنی

مقاله کامل ابـزار دقیـق در سدهای بتنی

سد بارزو شیروان تابستان 85
ابـزار دقیـق در سـدهای بتنـی
(سد بارزو شیروان)
استاد راهنما : مهندس مصطفی بهمنیار
گرد آورنده :
مرتضی شکیبا
الکترونیک 81
مقدمـه:
سدها به عنوان منابع ذخیره سازی و انحراف آب و کنترل سیلاب های مخرب و تولید انرژی الکتریکی و بسیاری موارد دیگر ، طراحی و ساخته می شوند، لذا این سازه ها عامل مهمی در توسعه ظرفیت رودخانه با اهداف کشاورزی، تأمین آب شرب شهرها و روستاها ،و سایر پروژه های اقتصادی محسوب می گردند و بدین لحاظ سدها باید در طول سالیان متمادی در برابر بارهای نسبتاً بزرگ که توسط آب و سایر عوامل ایجادمی گردد، به صورت ایمن مقاومت نموده و پایداری لازم را از خود نشان دهند.
در صورت آزاد شدن ناگهانی آب ذخیره شده، به هنگام تخریب سد، پتانسیل عظیمی به وجود خواهد آمد که قادر است صدمات جانی و مالی شدیدی به قسمت های پائین دست وارد آورد. بنابراین عملکرد مناسب و ایمن یک سد مساله مهمی در سوددهی اقتصادی و ایمنی عمومی آن محسوب می گردد. در نظر گرفتن تأثیرات مخرب و ویران شدن سد که سبب بروز آسیب های مالی و جانی شده و رفاه و آسایش عمومی را به مخاطره می اندازد، موجب منتفی شدن سوددهی طرح می گردد و لذا وجود لوازم و تأسیساتی جهت جمع آوری اطلاعات برای دسترسی به عملکرد صحیح و اطمینان از ایمنی سد در حال حاضر و آینده را ضروری می سازد. بنابراین می توان گفت که مهمترین هدف ابزار گذاری در یک سد، تأمین اطلاعات ضروری در مورد رفتار سازه است که در برنامه نظارت و ایمنی سد مورد نیاز می باشد.
1 – حکمت و فلسفه نصب ابزار دقیق:
عوامل مهم و متغیرهایی که در یک سد بتنی می بایست مورد مشاهده قرار گیرند و سیر تغییرات آن ها به دقت کنترل گردد، عمدتاً شامل جابجائی ها، تغییر شکل ها، نشست ها، تراوش، سطوح پیزومتری در پی سازه و زیر فشارهای وارده به بدنه سد می باشد. ضمنا جابجایی کل و جابجائی نسبی بین بخش های مختلف سازه می بایست قسمت به قسمت مورد بررسی و کنکاش قرار گیرد. به هر حال لازم است تا با ارائه یک برنامه ریزی جامع و فراگیر و با استفاده از اطلاعات و ارقام بدست آمده از تجهیزات نصب شده، روابط کلی بین متغیرها به دست آید تا بتواند در هنگام بروز اشکال در سیستم راه حل مناسب را ارائه نماید. بدین لحاظ اهداف کلی ابزارگذاری شامل تشخیص، پیش بینی، استفاده در مسائل حقوقی و موضوعات تحقیقاتی خواهد بود.
الف) تشخیص: تشخیص خود می تواند شامل چهار مرحله ارزیابی پارامترهای طراحی، ارزیابی تکنیک های جدید ساختمانی، تشخیص تأثیرات ناشی از یک حادثه نامطلوب و ارزیابی عملکرد رضایتبخش در بلند مدت باشد که در ادامه توضیح داده می شود.
ارزیابی پارامترهای طراحی: ابزار گذاری غالباً نقش اصلی را در ارزیابی پارامترهای طراحی ایفاء می نماید، بخصوص آنکه در طی ساخت، مهندسین قادر خواهند بود که با اطلاعات بدست آمده، صحت طراحی در هر مرحله را کنترل نمایند. علاوه بر این اطلاعات بدست آمده کمک می نمایند تا فرضیات تئوریک اولیه که در طرح سازه به کار رفته است در مقایسه شرایط واقعی تصحیح گردند.
ارزیابی مطلوبیت تکنیک های جدید ساختمانی: تجربه نشان داده است که تکنیک های ساختمانی جدید یا اصلاح شده، تا زمانیکه بر اساس کارکرد عملی به نحو مطلوب و ارضاء کننده آزمایش نشده اند، نمی توانند با اطمینان کافی مورد پذیرش متخصصان و مهندسان عمران قرار گیرند، داده ها و اطلاعات بدست آمده از ابزار دقیق می تواند به ارزیابی مطلوبیت روش های جدید و یا تصحیح آن ها کمک موثر نماید.
ارزیابی عملکرد رضایتبخش در دراز مدت:هنگامی که اطلاعات به دست آمده از سیستم ابزار گذاری با مقادیر پیش بینی شده، سازگاری مناسبی داشته باشد و نشان دهنده رفتار مطلوب سازه باشد، ممکن است که وجود ابزار ضروری به نظر نرسد، اما همین اطلاعات ثابت می کند که تغییرات قابل توجه بعدی می تواند سبب بروز اشکال در سیستم گردند و به همین دلیل آگاهی از عملکرد رضایتبخش سد، به تنهایی برای استفاده از طرح های بعدی ارزشمند است.
ب)پیش بینی: داده های بدست آمده از تجهیزات ابزار دقیق نصب شده در داخل بدنه سد و جناحین می تواند جهت پیشگویی و پیش بینی رفتار سد در آینده مورد استفاده قرار گیرد. این پیشگویی ممکن است حاکی از عملکرد رضایتبخش سد یا خرابی جدی آن باشد که ایمنی و بقای سد را به خطر انداخته و لذا نیازمند اقدامات پیشگیری کننده و چاره جویانه باشد.
ج ) مسائـل حقوقـی:اطلاعات بدست آمده از قرائت ابزار دقیق نصب شده می توانند برای تخمین اولیه پارامترهای عملکرد سازه تا تأسیس یک بانک اطلاعاتی قوی برای استفاده احتمالی آتی سودمند باشد. در هنگام بروز صدمه جدی به سد و یا وقوع دعوای قضایی و مطالبات خسارت ناشی از احداث سد یا بروز حوادث نامطلوب، اطلاعات بدست آمده از ابزارها قادرند در تعیین عوامل موثر در حادثه و در قضاوت حقوقی صحیح، مورد استفاده قرار گیرند.
د) تحقیقـات: برای آگاهی از طبیعت پیچیده متغیرهای مختلف که به یک سد اعمال شده و در رفتار آن موثر هستند، مطالعه رفتارسازه های موجود بسیار مناسب و مفید می باشد. و اطلاعات بدست آمده از ابزارها می توانند به عنوان داده های مفید و ارزنده ای برای استفاده در طرح های آتی به کار گرفته شوند.
2 – تعداد، نوع و موقعیت ابزار دقیق در سدهای بتنی قوسی:
به دلیل رفتار یکپارچه سدهای قوسی، تغییر مکان سازه مهمترین عاملی است که باید اندازه گیری شود، اگرچه تغییر مکان در یک فضای سه بعدی رخ می دهد ولی مهمترین عامل آن تغییر مکان در صفحه افقی است و لذا تمام سدهای قوسی باید برای اندازه گیری این تغییر مکان، تأسیسات لازم را دارا باشند. شایان ذکر است که این تغییر مکان شامل تغییر مکان های نسبی و مطلق نقاط مختلف سد می باشد. تغییر مکان های مطلق نسبت به یک نقطه ثابت در خارج از بدنه سد اندازه گیری می شوند. عوامل مهم دیگری که می توان از آن ها نام برد، عبارتنداز: تغییر شکل های نسبی پی و درزهای ساختمانی، کیفیت آب مخزن، آب تراوش یافته و آب جاری در پایاب سد می باشد.
3 – طبقه بندی ابزارهای اندازه گیری
3 – 1- وسائل اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک:
هدف: اندازه گیری فشار آب تراوش یافته به داخل سد از داخل خلل و فرج موجود در بدنه به دلیل وجود تفاوت سطح آب مخزن و پایاب بسیار مهم است و می توان به وسیله آن موارد خطرناک نظیر وقوع تراوش متمرکز (piping) و نیز تغییرات افزایش زیر فشار در پی سد را پیش بینی نمود.
انواع: وسایل متنوعی برای اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک وجود دارد که به صورت عمده به سه سیستم باز، بسته و بسته نوع بُردن تقسیم بندی می شوند. سیستم های بسته عمدتاً شامل انواع سیستم لرزان Wire) – Vibrating) و کارلسون بوده. در سیستم های باز معمولاً بنام چاه های مشاهده ای نامیده می شوند. در سیستم های بسته، در بالای چاه یا لوله از نوعی فشار سنج خاص استفاده شده و می توان مستقیماً فشار را قرائت نمود.
3 – 2 – وسائل اندازه گیری تنش
هدف: ممکن است مقادیر تنش های وارده بر تست های مختلف مرتبط با بدنه ها، تکیه گاه ها، پی و نیز نقاط مختلف داخل سد با آنچه از محاسبات حاصل شده است متفاوت باشد و به دلیل عدم پیش بینی مقدار واقعی نیروها و نوع بارگذاری در ترکیب نیروها، عدم در نظر گرفتن پاره ای عوامل موثر مثل تغییرات درجه حرارت و … مقدار تنش واقعی بیش از مقدار محاسبه شده باشد، لذا اطلاع از میزان و چگونگی توزیع تنش ها و کنترل آن ها از ضروریات بوده، نصب ابزار ویژه در موقعیت های مختلف و حاصل، جهت تعیین این امر لازم است.
اقسام مختلف وسائل اندازه گیری تنش وجود داشته که چهار نوع معروف آن عبارتنداز:
سلول گلوتزل (Gloetzl cell)، سلول بار کارلسون (Carlson load cell) و تار مرتعش(Vibrating – wire gauge) و‌ جک صفحه ای (flat Jacks) است. عملکرد سیستم گلوتزل بصورت هیدرولیکی است تا به حالت متعادل بر سد در صورتی که نوع کارلسون با تغییر مقاومت الکتریکی یک سیستم و تغییر طول آن فشار اعمالی موثر را اندازه می گیرد.
تفاوت سیستم تار مرتعش و سیستم کارلسون در آن است که در سیستم تارمرتعش میزان فرکانس سیستم تحت کشش، تحت بارهای مختلف اندازه گیری می شود ولی در سیستم جک صفحه ای از سیستم بُردن استفاده می گردد.
3 -3 – وسایل اندازه گیری تغییر شکل های داخلی
هدف: اندازه گیری تغییر شکل داخلی یک سطح در هر صفحه و امتداد و کنترل و مقایسهآن ها با تغییر شکل های مجاز محاسبه شده، از اهمیت ویژه ای برخوردار است که شامل مولفه های اصلی قائم و افقی می باشد و به طور مرسوم اندازه گیری تغییر شکل نسبی بین قسمت های مختلف سد و بین سد و تکیه گاه یا پی صورت می گیرد. بنابراین به طور معمول تغییر شکل نسبی در امتداد درز یا ترک، بین تأسیسات وابسته به سازه نظیر لوله انتقال آب تحت فشار (pen stock) و تغییر شکل داخلی سازه در هنگام بارگذاری تناوبی درجه حرارت و آب مشاهده و اندازه گیری می شود.

فایل : 35 صفحه

فرمت : Word