مقاله تحلیلی: سیستم پیش تنیدگی ارگانیک - کاربردها، ویژگی‌ها و مزایا

مفهوم سیستم پیش تنیدگی ارگانیک برگرفته از رفتار یک ساختار ارگانیک (بیومیمِتیک یا ساختارهای ساخته‌شده در طبیعت) است که از طبیعت به‌دست‌آمده است. این سیستم مشابه یک سیستم کنترل فعال پیش تنیدگی است.

هدف اصلی سیستم پیش تنیدگی ارگانیک، کاهش تنش‌ها و تغییرشکل‌های ایجادشده به دلیل بار زنده است. سیستم پیش تنیدگی ارگانیک (OPS) می‌تواند به‌عنوان یک سیستم پیش تنیدگی تطبیق‌پذیر اتوماتیک تعریف شود که توانایی افزایش یا کاهش نیروی پیش تنیدگی بر اساس تغییر بار تحت شرایط بهره برداری از سازه را دارد.

برای درک بیشتر، سیستم پیش تنیدگی ارگانیک را می‌توان به‌عنوان یک سیستم پیش تنیدگی که به‌طور خودکار کشش واردشده به کابل‌ها را بر اساس بارهای اعمال‌شده، تنظیم می‌کند، بیان کرد. این مسئله با کمک یک سیستم کنترل انجام می‌شود. این تنظیم کردن، در جهت کمینه کردن کشش‌ها و تغییرات سازه‌ای است.

توسعه OPS به‌وسیله یک پروژه تحقیقاتی در FEUP آغاز شد. نتیجه شبیه‌سازی‌های عددی اولیه نشان داد که پیش تنیدگی ارگانیک، عمدتاً برای سازه پل‌ها مفید است. به دلیل اینکه تغییر در بار زنده و تغییرشکل در ساخت پل اهمیت زیادی دارد، سیستم پیش تنیدگی ارگانیک می‌تواند بهترین گزینه برای این سازه باشد. همان‌طور که در جدول زیر نشان داده‌شده است، توسعه سیستم پیش تنیدگی ارگانیک می‌تواند به‌صورت مراحل زیر بیان شود.

عناصر اصلی سیستم OPS عبارت‌اند از:

1. فعال‌کننده و مهار فعال
2. استفاده از کابل‌های فاقد پیوستگی
3. حس‌گرها
4. استفاده از کنترل‌کننده الکترونیکی در واحد کنترل شاه‌تیرها
5. مهار کششی غیرفعال
6. شمع انحرافی

از یک الگوریتم که خیز دهانه میانی شاه‌تیر را به‌عنوان متغیر اصلی لحاظ می‌کند، به‌عنوان معیار کنترل OPS استفاده می‌شود. از مبدل‌های فشار برای بررسی و اندازه‌گیری خیز دهانه وسط، استفاده می‌شود. حس‌گرها به‌طور پیوسته سیگنال را به واحد کنترل کل مجموعه (PLC) خواهند فرستاد.

این الگوریتم کنترل بر اساس بارها تصمیم می‌گیرد. این تغییر از کشش کابل‌ها که پیش‌تنیده شده‌اند، تأثیر می‌گیرد.

OPS به حسگرهای ویژه و اضافی مجهز شده است که به‌طور دقیق و درست اندازه‌گیری می‌کند. این مسئله تضمین می‌کند که تصمیم الگوریتم بر اساس اطلاعات دقیق گرفته می‌شود.

از چندین اپراتور هشداردهنده برای بررسی داده‌ها استفاده می‌شود. اگر هر نوع تناقضی یافت شود این اپراتورها کار می‌کنند. چندین ترکیب هشدار برای تسهیل این تناقض و هشدار به اپراتور برای بررسی داده‌ها، وجود دارند. این دستگاه بر روی واحد کنترل تیر اصلی نصب می‌شود.

اپراتور باید تائید کند که داده درست است یا نه تا بر اساس آن سریع تصمیم‌گیری شود. این امر برای تضمین منظم فعالیت و برطرف شدن دلیل خطر است.

مزایای سیستم پیش تنیدگی ارگانیک

برخی از مزایایی که با نصب سیستم OPS به دست می‌آیند عبارت‌اند از:

• طراحی سبک‌تر سازه‌ها
• ساخت سازه‌های بهینه
• کاهش وزن، اثر خوبی بر هزینه عملیاتی و کارآمدی سیستم دارد.
• ظرفیت حمل بار افزایش می‌یابد.
• بهره‌وری سیستم افزایش می‌یابد.

تکنولوژی OPS برای ساخت پل‌ها با دهانه بلند بهترین عملکرد را دارد. به‌جز مزایای گفته‌شده در بالا، توانایی غلبه بر چالش‌های زیر را نیز دارد:

• وزن زیاد تجهیزات
• زمان ساخت – تأخیر در زمان ساخت به دلیل سختی در مدیریت لوازم به کمک تکنولوژی OPS کاهش می‌یابد.
• نقل‌وانتقال دشوار
• فضای زیاد برای انبار کردن و نگه‌داری تجهیزات
• بهره‌وری کم
• ناپایداری دهانه‌های بزرگ

ویژگی‌های سیستم پیش تنیدگی ارگانیک

ویژگی‌های عمده تکنولوژی OPS در ساخت پل عبارت‌اند از:

• کاهش خیز دهانه میانی
• کاهش خیز دهانه میانی در جرثقیل‌های دروازه‌ای
• سبک‌تر شدن تجهیزات ساخت‌وساز
• اطمینان از ظرفیت باربری بیشتر برای تجهیزات
• استفاده از اتصالات فولادی ساده‌تر توسط تکنولوژی OPS، کاهش کشش

 منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.