نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 مدیر مرکز پژوهشی علوم و فناوری مهندسی زمین امن
3 سایر/سایر
چکیده
پل ها یکی از عناصر کلیدی و راهبردی در شبکه ی حمل ونقل یک کشور هستند و از این رو، از اولین اهداف حملات انفجاری در زیرساخت های حمل و نقل هستند. انهدام پل ها در یک شبکه منجر به کاهش قابل توجه دسترسی و بروز تأخیر در جابه جایی می شود. به منظور مقابله و کاهش اثرات پیامدهای ناشی از این گونه تهدیدات، رعایت الزامات طراحی و ساخت بهینه ی سازه های مستحکم و مقاوم در برابر امواج انفجاری، ضروری و حیاتی است. علیرغم افزایش هر روزه ی این نوع تهدیدات در سراسر جهان، تاکنون پژوهش های بسیار محدودی در مورد ارزیابی ریسک پل انجام شده است.
در این پژوهش، ضمن بررسی انواع روش های ارزیابی ریسک، به دلیل وجود ارتباط منطقی، جامعیت و سهولت استفاده، روش مطرح شده در دستورالعمل FEMA452 انتخاب شد. به منظور تعیین اهمیت نقاط آسیب پذیر پل ها، پرسش نامه ای بر اساس معیارهای FEMA طراحی و در اختیار خبرگان و کارشناسان مرتبط قرار داده شد. در این پرسش نامه، ابتدا تهدیدات متوجه شبکه ی راه شناسایی و رتبه بندی شده و سپس، ارزش دارایی های پل
مورد بررسی قرار گرفته و میزان آسیب پذیری محتمل در هر سناریوی تهدید محاسبه گردید. به منظور ارزیابی نتایج حاصل شده، یکی از پل های مسیر راه آهن درود - خرم آباد برای مطالعه ی موردی انتخاب و محاسبات ریسک روی اجزای آن صورت پذیرفت. نتایج تحلیل ها، عدد ریسک 250 را آستانه ی تعیین دارایی های همراه با ریسک بالا و خیلی بالا معرفی نموده و بر همین اساس، عرشه و ستون با اعمال ضریب تهدید، ارزش دارایی و آسیب پذیری بیشترین عدد
ریسک را به خود اختصاص دادند.
به منظور تحلیل خرابی پل در اثر وقوع انفجار، با کمک نرم افزار ANSYS نسخه ی شماره ی 15 ، پل مورد نظر مدل سازی شده و دارایی های با ریسک بالاتر از مقدار تعیین شده تحت بارهای ناشی از انفجار مقادیر مختلف TNT قرار گرفته و رفتار پل از نظر پایداری کلی و خرابی بتن مورد توجه قرار گرفت. با بررسی نتایج حاصل از مد ل سازی، راهکارهایی به منظور کاهش ریسک در مقابل تهدیدات انفجاری تروریستی ارائه گردید که به تداوم خدمت رسانی پل در زمان بحران کمک خواهد نمود.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Passive Defense Considerations in the Design of Specific Bridges for Continuous Service in Crisis Situations
نویسندگان [English]
- zahra jamshidi 1
- Mohammad Yaser Radan 2
- Mohammad Ali Nekooie 3
2 Head of SEE Research center
چکیده [English]
Bridges are one of the key elements in a country’s transportation network; thus, they are the first targets of exsplosive
attacks on transport infrastructure. Destruction of bridges in a network leads to a significant reduction in access and
latency in the transmission. In order to counteract and mitigate the consequences of these types of threats, it is essential
to meet the requirements for designing and constructing optimal structures resistant to explosive waves. Despite the rising
number of such threats every day around the world, there has been very limited research on the risk assessment of the
bridge. In this research, along with a review of a variety of risk assessment methods, the method proposed in the FEMA452 instruction
was selected due to its rationale, comprehensiveness and ease of use. In order to determine the importance
of vulnerable bridges, a questionnaire was developed based on FEMA criteria and was made available to experts. In this
questionnaire, network threats were first identified and ranked, and then, the value of bridge assets was investigated and
the probable vulnerability was calculated in each threat scenario. In order to evaluate the results, one of the bridges of
Dorood-Khorramabad railway route was selected as the case study and risk calculations were made on its components.
The results of the analyses revealed the risk number of 250 as the threshold for identifying assets of high and ultra high
risks. Accordingly, the deck and column introduced the highest risk number by applying the coefficient of threat, asset
value, and vulnerability. In order to analyze the breakdown of the bridge due to the explosion, version 15 of ANSYS software was used. In this
regard, the bridge was modeled and the assets with a higher risk than the specified value were subjected to the loads
of explosion of different values of the TNT. Then, the bridge behavior of the overall stability and concrete damage was
noticed. By reviewing the results of modeling, solutions to reduce the risk of explosive threats have been presented, which
will help to continue the service of the bridge in the time of crises.
کلیدواژه‌ها [English]
- bridge
- Explosive loading
- Passive defense
- crisis management
- Risk Assessment
)توازن ناحی های و پدافند غیرعامل(. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده
حقوق و علوم سیاسی، دانشگاه تهران.
2. US Army corps of engineers, (1990). TM 5-1300:
Structures to resist the effects of accidental explosions.
Washington: US Department of Defense
(DoD).
3. US Army corps of engineers, (1986). TM-5-855-1:
Fundamental of protective design for conventional
weapons. Washington: US Department of Defense
(DoD).
4. FEMA. (2003). FEMA 426: Reference manual to
mitigate potential terrorist attacks against buildings.
Federal Management Agency.
5. FEMA. (2003).FEMA 427: Primer for design of commercial
building to mitigate terrorist attacks. Federal
Management Agency.
6. FEMA. (2003). FEMA 428: Primer to design safe
school projects in case of terrorist attacks. Federal
Management Agency.
7. ASCE. (1985). Manual NO 42: Design of structures
to resist nuclear weapons effects. American Society
of Civil Engineers.
8. ASCE. (1997). Design of blast resistant buildings in
petrochemical facilities. American Society of Civil
Engineers.
9. ASCE. (1999). Structural design for physical security:
state of practice. American Society of Civil Engineers.
10. AASHTO. (2011). Bridge security guidelines. American
Association of State Highway and transportation
Officials.
11. Fujikara, S. Bruneau, M. (2008). Blast resistant of
seismically designed bridge piers. The 14th World
Conference on Earthquake Engineering , Beijing ,
China.
12. Abdelahad, F A. Arockiasamy, M. (2008). Analysis
of blast/explosion resistant reinforced concrete solid
slab and T-beam bridges, MSc Thesis, Florida university.
13. Tokal-Ahmed, Y M. Najm, H S. (2009). Response of
bridge structures subjected to blast loads and protection
techniques to mitigate the effect of blast hazards
on bridges. Ph.D Thesis, State University of New
Jersey.
14. Zhou, F. Arockiasamy, M. (2009). Blast/Explosion resistant
analysis of composite steel girder bridge system.
MSc Thesis, Florida University.
۱۵ ۱۵ خاکی، غلامرضا )چاپ دوم 1391 (. روش تحقیق با رویکردی به پایان نامه
نویسی. تهران: انتشارات فوژان.
۱۶ ۱۶ مرکز پدافند غیرعامل فاوا ) 1389 (. ملاحظات پدافند غیرعامل فاوا - جلد
اول. تهران: نشر سازمان فناوری اطلاعات ایران - اداره کل روابط عمومی
و امور بین الملل.
۱۷ ۱۷ عطایی،محمدحسن) 1394 ( ارزیابی آسیب پذیری فرودگا ههای غیر
نظامی کشور در برابر تهدیدات و ارائه راهکارهای کاهش آسیب پذیری
،نمونه موردی: فرودگاه بین المللی امام خمینی)ره(. پایا ننامه کارشناسی
ارشد،دانشگاه صنعتی مالک اشتر.
۱۸ ۱۸ سازمان پدافند غیرعامل کشور، معاونت مدیریت بحران و دفاع غیر نظامی
) 1390 (. راهنمای پدافند غیرعامل در مدیریت بحران ناشی از جنگ.
۱۹ ۱۹ جلالی فراهانی، غلامرضا ) 1391 (. مقدمه ای بر روش و مدل برآورد تهدیدات
در پدافند غیرعامل. تهران: مؤسسه چاپ و انتشارات دانشگاه جامع امام
حسین)ع(.
۲۰ ۲۰ حسینی، سید بهشید ) 1389 (. معیارهای عمومی در طراحی ساختمان های
عمومی شهری. تهران: نشر عابد.
21. FEMA 452 (2005): Risk Assessment, a How to guide
to Mitigation Potential Terrorist Attacks against
Buildings, Federal Emergency Management Agency,
USA.
)