الكاتب تعريف حالات الضرر:
تم تحديد خمس حالات ضرر لمكونات نظام السكك الحديدية (لا شيء، طفيفة، معتدلة، واسعة النطاق، وكاملة).
أولا- الأضرار الطفيفة:
1- بالنسبة للمسارات وأساسات الطرق يتم تعريف الضرر الطفيف عن طريق الانحراف الطفيف (الموضعي) بسبب الهبوط التفاضلي الطفيف أو إزاحة الأرض.
2- بالنسبة لجسور السكك الحديدية يتم تعريف الضرر الطفيف بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة.
3- بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية يتم تعريف الضرر الطفيف بشكل مشابه لأنفاق الطرق السريعة.
4- بالنسبة لمرافق نظام السكك الحديدية:
– بالنسبة للمحطات الحضرية ومرافق الصيانة التي يخضع أدائها لأداء المباني نفسها يتم تعريف حالة الضرر الطفيف على أنها ضرر طفيف في المبنى.
– بالنسبة لمنشآت الوقود المزودة بمعدات مثبتة يتم تعريف الضرر الطفيف بالضرر الطفيف الذي يلحق بمبنى المضخة أو الضرر الطفيف الذي يلحق بمثبتات الخزانات أو فقدان الطاقة خارج الموقع لفترة زمنية قصيرة جدا والضرر الطفيف الذي يلحق بالطاقة الاحتياطية (مولدات الديزل إن وجدت).
– بالنسبة لمنشآت الوقود التي تحتوي على معدات غير مثبتة يتم تعريف الضرر الطفيف من خلال انبعاج الخزانات دون أي تسرب أو فقدان للمحتويات أو ضرر طفيف لمبنى المضخة أو فقدان الطاقة من الشبكة الكهربائية لفترة قصيرة جدا من الوقت وأضرار طفيفة للطاقة الاحتياطية (أي مولدات الديزل إذا كانت متوفرة).
– بالنسبة لمنشآت الوقود التي تحتوي على خزانات مدفونة يتم تعريف الضرر الطفيف من خلال رفع بسيط (بضع أنشات) للخزانات المدفونة أو تشقق بسيط في الجدران الخرسانية.
– بالنسبة لمرافق الإرسال المزودة بمعدات مثبتة يتم تعريف الضرر الطفيف بالأضرار الطفيفة التي لحقت بتثبيت المعدات أو الأضرار الطفيفة للمبنى أو فقدان الطاقة من الشبكة لفترة زمنية قصيرة جدا والأضرار الطفيفة للطاقة الاحتياطية (مولدات الديزل إن وجدت).
– بالنسبة لمرافق الإرسال ذات المعدات غير المثبتة يتم تعريف الضرر الطفيف بفقدان الطاقة خارج الموقع لفترة زمنية قصيرة جدا وأضرار طفيفة للطاقة الاحتياطية (مولدات الديزل إن وجدت) أو ضرر طفيف للمبنى.
ثانيا- الأضرار المتوسطة:
1- بالنسبة لمسارات السكك الحديدية وأساساتها يتم تعريف الضرر المتوسط من خلال الانحراف الكبير عن المسار بسبب الهبوط التفاضلي أو إزاحة الأرض، إصلاح السكك الحديدية مطلوب.
2- بالنسبة لجسور السكك الحديدية يتم تعريف الضرر المتوسط بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة.
3- بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية يتم تعريف الضرر المتوسط على نحو مشابه لأنفاق الطرق السريعة.
4- بالنسبة لمرافق نظام السكك الحديدية:
– بالنسبة للمحطات الحضرية ومرافق الصيانة يتم تعريف الضرر المتوسط على أنه ضرر متوسط في المباني.
– بالنسبة لمنشآت الوقود ذات المعدات المثبتة يتم تعريف الضرر المتوسط من خلال انبعاج الخزانات بشكل مفاجئ مع عدم وجود تسرب أو فقدان للمحتويات وأضرار جسيمة للمعدات وأضرار متوسطة لمبنى المضخة أو فقدان الطاقة من الشبكة لبضعة أيام وخلل في الطاقة الاحتياطية (مولدات الديزل إن وجدت).
– بالنسبة لمنشآت الوقود التي تحتوي على معدات غير مثبتة يتم تعريف الضرر المتوسط من خلال انبعاج الخزانات بشكل مفاجئ مع فقدان جزئي للمحتويات وأضرار متوسطة لمبنى المضخة وفقدان الطاقة من الشبكة لبضعة أيام وخلل في الطاقة الاحتياطية (مولدات الديزل إن وجدت).
– بالنسبة لمنشآت الوقود التي تحتوي على خزانات مدفونة يتم تعريف الضرر المتوسط من خلال الأضرار التي لحقت بأعمدة دعم السقف والتشققات الكبيرة في الجدران.
– بالنسبة لمرافق الإرسال التي تحتوي على معدات مثبتة يتم تعريف الضرر المتوسط من خلال الضرر الكبير الذي يلحق بمثبتات المعدات أو الضرر المتوسط للمبنى أو فقدان الطاقة من الشبكة لبضعة أيام وخلل في الطاقة الاحتياطية (مولدات الديزل إن وجدت).
– بالنسبة لمرافق الإرسال التي تحتوي على معدات غير مثبتة يتم تعريف الضرر المتوسط على أنه ضرر معتدل للمبنى أو فقدان الطاقة خارج الموقع لبضعة أيام وخلل في الطاقة الاحتياطية (مولدات الديزل إن وجدت).
ثالثا- الأضرار واسعة النطاق:
1- بالنسبة لمسارات السكك الحديدية وأساساتها يتم تعريف الضرر واسع النطاق من خلال الهبوط التفاضلي الكبير للأرض مما يؤدي إلى احتمال الخروج عن المسار على طول المسار الممتد.
2- بالنسبة لجسور السكك الحديدية يتم تعريف الضرر الواسع النطاق بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة.
3- بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية يتم تعريفها بشكل مشابه لأنفاق الطرق السريعة.
4- بالنسبة لمرافق نظام السكك الحديدية:
– بالنسبة للمحطات الحضرية ومرافق الصيانة يتم تعريفها على أنها أضرار جسيمة في المباني.
– بالنسبة لمنشآت الوقود ذات المعدات المثبتة يتم تحديدها من خلال انبعاج الخزانات بشكل مفاجئ مع فقدان محتوياتها أو حدوث أضرار جسيمة للمضخات أو أضرار جسيمة لمبنى المضخة.
– بالنسبة لمنشآت الوقود التي تحتوي على معدات غير مثبتة يتم تعريف الضرر الواسع النطاق من خلال فشل اللحام في قاعدة الخزان مع فقدان المحتويات أو تلف واسع النطاق لمبنى المضخة أو تلف واسع النطاق للمضخات.
– بالنسبة لمنشآت الوقود التي تحتوي على خزانات مدفونة يتم تعريف الضرر الواسع النطاق من خلال الرفع الكبير (أكثر من قدم) للخزانات وتمزق الأنابيب المرفقة.
– بالنسبة لمنشآت الإرسال التي تحتوي على معدات غير مثبتة أو مثبتة يتم تعريف الضرر الواسع النطاق من خلال الأضرار الجسيمة التي لحقت بالمبنى وعند هذا المستوى من الضرر يحكم أداء المبنى حالة الضرر الإجمالية للمنشأة.
رابعا- الأضرار الكاملة:
1- بالنسبة لمسارات السكك الحديدية وأساساتها فإن الضرر الكامل هو نفس الضرر واسع النطاق.
2- بالنسبة لجسور السكك الحديدية يتم تعريف الضرر الكامل بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة.
3- بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية يتم تعريف الضرر الكامل بشكل مشابه لأنفاق الطرق السريعة.
4- بالنسبة لمرافق نظام السكك الحديدية:
– بالنسبة للمحطات الحضرية ومرافق الصيانة يتم تعريف الضرر الكامل على أنه الضرر الكامل للمبنى.
– بالنسبة لمنشآت الوقود المزودة بمعدات مثبتة يتم تعريف الضرر الكامل من خلال فشل اللحام في الخزان مع فقدان محتوياته أو الضرر الكامل لمبنى المضخة.
– بالنسبة لمنشآت الوقود ذات المعدات غير المثبتة يتم تعريف الضرر الكامل عن طريق تمزيق جدار الخزان أو انفجار الخزان (بإجمالي محتوياته) أو الضرر الكامل لمبنى المضخة.
– بالنسبة لمنشآت الوقود ذات الخزانات المدفونة فإن الضرر الكامل هو نفس الضرر واسع النطاق.
– بالنسبة لمنشآت الإرسال ذات المعدات غير المثبتة أو المثبتة فإن الضرر الكامل هو نفس الضرر واسع النطاق.
تم تطوير منحنيات الاستعادة بما يتوافق مع حالات الضرر المحددة سابقا وكما تم في أنظمة الطرق السريعة ويتم عرض المتوسط والتشتت (الانحرافات المعيارية) لمنحنيات استعادة الوظيفة في الجدول الشكل(1) ويبين الجدول الشكل(2) نسب الاستعادة بناء على حالة الضرر وفترة الاستعادة.
الشكل(1)
الشكل(2)
تطوير منحنيات الهشاشة:
يتم تعريف منحنيات الهشاشة لمكونات نظام السكك الحديدية فيما يتعلق بالتصنيف ومعاملات الحركة الأرضية.
تتشابه منحنيات الهشاشة للمسارات وأساساتها مع منحنيات الطرق الرئيسية.
منحنيات الهشاشة لجسور السكك الحديدية هي نفس تلك المقدمة لجسور الطرق السريعة ذات الامتداد الواحد HWB3 وHWB4.
منحنيات الهشاشة للأنفاق هي نفس تلك المشتقة من أنفاق الطرق السريعة.
يتم تعريف منحنيات الهشاشة لمرافق نظام السكك الحديدية من حيث قيم التسارع الطيفي وPGD.
من المفترض أن تكون منحنيات الهشاشة المرتبطة بالإزاحة الأرضية الدائمة لهذه المرافق مماثلة لتلك الموصوفة للمباني. فبالنسبة للإزاحة الجانبية بمتوسط 60 إنش وتشتت قدره 1.2 لحالة الضرر على الأقل واسع النطاق ومن المفترض أن يكون 20% من هذا الضرر كاملا، أي أنه بالنسبة لـ PGD يبلغ المتوسط 60 إنش وهناك احتمال بنسبة 50% لحدوث ضرر واسع النطاق على الأقل.
بالنسبة للهبوطات بمتوسط 10 إنش وتشتت قدره 1.2 لحالة الضرر واسع النطاق على الأقل و20% من هذا الضرر يفترض أن يكون كاملا، وهذا يعني أنه بالنسبة لـ PGD يبلغ المتوسط 10 إنش بسبب الهبوطات وهناك احتمال بنسبة 50% لحدوث ضرر واسع النطاق على الأقل.
بالنسبة لتمزق الفالق بمتوسط 10 إنش وتشتت قدره 0.5 لحالة الضرر الكامل، وهذا يعني أنه بالنسبة لـ 10 إنش من PGD بسبب تمزق الفالق هناك احتمال بنسبة 50% لحدوث ضرر كامل، ويتم تقديم مثال لكيفية الجمع بين توزيعات احتمالية حالة الضرر PGD المتعددة مع توزيع احتمالية حالة الضرر PGA في الأجزاء القادمة.
تشبه منحنيات الهشاشة للمحطات الحضرية ومرافق الصيانة منحنيات هشاشة المباني القياسية التي تمت مناقشتها سابقا.
بالنسبة لمرافق الوقود تم تطوير منحنيات الهشاشة للأنواع الخمسة من مرافق الوقود المذكورة من قبل وهي على وجه التحديد مرافق الوقود ذات المعدات والطاقة الاحتياطية المثبتة، ومرافق الوقود المزودة بمعدات مثبتة ولكن لا توجد طاقة احتياطية، ومرافق الوقود المزودة بمعدات غير مثبتة وطاقة احتياطية، ومرافق الوقود المزودة بمعدات غير مثبتة ولا توجد بها طاقة احتياطية، ومرافق الوقود المزودة بخزانات مدفونة، وتعتمد منحنيات هشاشة مرافق الوقود على احتمالية حدوث ضرر لمكوناتها الفرعية (أي مبنى المضخة، والطاقة الكهربائية، والخزانات، وغيرها من المعدات).
يتم استخدام نوع المبنى العام في تطوير منحنيات الهشاشة لمنشآت الوقود في منطق شجرة الأخطاء الشكل(3) حيث أن تأثيرات التفاعل وتحديدا تأثيرات الطاقة الكهربائية، يتم أخذها بالاعتبار في منطق شجرة الأخطاء لحالات الضرر الطفيف والمعتدل.
تعرض شجرة الأخطاء حالة الضرر المتوسط الذي يلحق بمنشآت الوقود ذات المعدات المثبتة والطاقة الاحتياطية ويبين الشكل(4) منحني الهشاشة الناتج عن هذه التركيبة.
يمثل الخط المنقط منحني الهشاشة الإجمالي لمنشأة الوقود. يبين الجدول الشكل(5) والجدول الشكل(6) المتوسطات والانحرافات لمنشآت الوقود ذات المعدات المثبتة وغير المثبتة والمرافق ذات الخزانات المدفونة وتظهر الأشكال(7) و(8) و(9) و(10) و(11) منحنيات الهشاشة.
بالنسبة لمرافق الإرسال كما هو الحال مع مرافق الوقود يتم استخدام نفس نوع المبنى العام في تطوير منحنيات الهشاشة ذات الصلة بـ PGA لمرافق الإرسال في منطق شجرة الأخطاء ويتم عرض المتوسطات والتشتتات لحالات الضرر المتعلقة بـ PGA لمنشآت الإرسال المثبتة وغير المثبتة في الجدول الشكل(12) ويتم رسمها في الأشكال(13) و(14) و(15) و(16).
الشكل(3)
الشكل(4)
الشكل(5)
الشكل(6)
الشكل(7)
الشكل(8)
الشكل(9)
الشكل(10)
الشكل(11)
الشكل(12)
الشكل(13)
الشكل(14)
الشكل(15)
الشكل(16)
شبكة السكك الحديدية الخفيفة:
يقدم هذا الجزء والأجزاء اللاحقة منهجية تقدير خسائر الزلازل لنظام النقل بالسكك الحديدية الخفيفة.
تتكون أنظمة السكك الحديدية الخفيفة من خطوط السكك الحديدية وأساساتها والجسور والأنفاق ومرافق الصيانة ومرافق الإرسال ومحطات الطاقة الفرعية، ولذلك فإن الفرق الوحيد بين أنظمة السكك الحديدية والسكك الحديدية الخفيفة هو في مرافق الوقود والتي بالنسبة للسكك الحديدية الخفيفة هي محطات فرعية للطاقة DC.
يتضمن نطاق هذا القسم تطوير طرق لتقدير أضرار الزلزال التي ستلحق بنظام النقل بالسكك الحديدية الخفيفة مع الأخذ في الاعتبار المعرفة بمكونات النظام وتصنيف كل مكون (على سبيل المثال، لمرافق الإرسال، سواء كانت معدات المنشأة مثبتة أم لا)، والخطر (أي التسارع الأرضي الأعظمي والإزاحة والهبوطات الأرضية الدائمة).
يتم تحديد حالات الضرر التي تصف مستوى الضرر الذي يلحق بكل مكون من مكونات نظام السكك الحديدية الخفيفة (على سبيل المثال، لا شيء، أو طفيف، أو متوسط، أو واسع النطاق، أو كامل).
ترتبط حالات الضرر بنسبة الضرر (المحددة على أنها نسبة الإصلاح إلى تكلفة الاستبدال) لتقييم الخسارة الاقتصادية المباشرة.
تم تطوير منحنيات الهشاشة لكل نوع من مكونات نظام السكك الحديدية الخفيفة وتصف هذه المنحنيات احتمالية الوصول إلى كل حالة ضرر أو تجاوزها بالنظر إلى مستوى الحركة الأرضية.
يتم تقييم وظائف المكونات بطريقة مشابهة لتلك المستخدمة في مكونات الطرق السريعة والسكك الحديدية ويتم توفير منحنيات استعادة المكونات لكل حالة ضرر لتقييم فقدان الوظيفة.
متطلبات الإدخال ومعلومات المخرجات:
تتضمن المدخلات المطلوبة لتقدير الأضرار التي لحقت بأنظمة السكك الحديدية الخفيفة العناصر التالية:
– مسارات السكك الحديدية الخفيفة وأساساتها: الموقع الجغرافي لروابط السكك الحديدية، والإزاحة الأرضية الدائمة (PGD) عند وصلات السكك الحديدية.
– جسور السكك الحديدية الخفيفة: تصنيف الجسور، والموقع الجغرافي للجسر (خط الطول وخط العرض)، وقيم التسارع الطيفي SA و PGD عند الجسر.
– أنفاق السكك الحديدية الخفيفة: تصنيف الأنفاق، والموقع الجغرافي للأنفاق (خط الطول وخط العرض)، وPGA وPGD في النفق.
– مرافق السكك الحديدية الخفيفة: تصنيف المنشأة، والموقع الجغرافي للمرافق (خط الطول وخط العرض)، وPGA وPGD في المنشأة.
يتضمن ناتج الضرر المباشر لأنظمة السكك الحديدية الخفيفة تقديرات احتمالية لوظيفة المكون، والضرر المادي.
يتم وصف وظيفة المكون من خلال احتمالية وجوده في حالة الضرر (مباشرة بعد الزلزال) النسبة المئوية المرتبطة بالمكون والذي من المتوقع أن يعمل بعد فترة زمنية محددة.
تم تصميم منحنيات الهشاشة لجميع مكونات نظام السكك الحديدية الخفيفة المذكورة أعلاه كمنحيات لوغاريتمية طبيعية تعطي احتمالية الوصول إلى أو تجاوز مستويات مختلفة من الضرر لمستوى معين من الحركة الأرضية أو الانهيار الأرضي، ويتميز كل منحنى هشاشة بقيمة متوسطة لحركة الأرض (أو انهيار الأرض) وعامل التشتت المرتبط به (الانحراف المعياري اللوغاريتمي الطبيعي).
قياس الحركة الأرضية من حيث PGA والتسارع الطيفي (Sa) ويتم قياس الفشل الأرضي من حيث PGD.
– منحنيات الهشاشة للمسارات وأساساتها هي نفس منحنيات مسارات السكك الحديدية، والتي تشبه تلك الخاصة بالطرق الرئيسية.
– منحنيات الهشاشة للجسور هي نفسها بالنسبة لجسور الطرق السريعة والسكك الحديدية.
منحنيات الهشاشة للأنفاق هي نفسها بالنسبة لأنفاق الطرق السريعة والسكك الحديدية.
منحنيات الهشاشة لمرافق الصيانة مشابهة لمنحنيات هشاشة البناء القياسية التي تمت مناقشتها سابقا.
منحنيات الهشاشة لمرافق الإرسال هي نفسها الخاصة بمرافق إرسال السكك الحديدية.
يتم تعريف منحنيات الهشاشة لمحطات الطاقة الفرعية DC من حيث PGA.
وصف مكونات نظام السكك الحديدية الخفيفة:
يتكون نظام السكك الحديدية الخفيفة بشكل أساسي من ستة مكونات: المسارات، والجسور، والأنفاق، ومرافق الصيانة، ومرافق الإرسال، ومحطات الطاقة الفرعية.
الخمسة الأولى هي نفسها الخاصة بأنظمة السكك الحديدية وتم وصفها سابقا ويتم وصف محطات الطاقة الفرعية أدناه.
محطات الطاقة الفرعية DC: تستخدم أنظمة السكك الحديدية الخفيفة الطاقة الكهربائية ولها محطات فرعية للطاقة DC.
تتكون محطات الطاقة الفرعية DC من المعدات الكهربائية التي تحول طاقة التيار المتناوب إلى طاقة التيار المستمر.
يتم النظر في نوعين من محطات توليد الطاقة DC وهي محطات طاقة التيار المستمر ذات مكونات مثبتة (مصممة زلزاليا) ومحطات طاقة تيار مستمر ذات مكونات غير مثبتة (غير مصممة زلزاليا).
تعريف حالات الضرر:
تم تحديد إجمالي خمس حالات ضرر لمكونات نظام السكك الحديدية الخفيفة وهي لا شيء، وطفيفة، ومعتدلة، وواسعة النطاق، ووكاملة.
– الأضرار الطفيفة: بالنسبة للمسارات وأساساتها يتم تعريف الضرر الطفيف بشكل مشابه لمسارات السكك الحديدية، وبالنسبة لجسور السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر الطفيف بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة والسكك الحديدية، وكذلك بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر الطفيف بشكل مشابه لأنفاق الطرق السريعة والسكك الحديدية، وبالنسبة لمرافق نظام السكك الحديدية الخفيفة: بالنسبة لمرافق الصيانة يتم تعريف الضرر الطفيف بشكل مشابه لمرافق الصيانة لمحطات السكك الحديدية وبالنسبة لمرافق الإرسال يتم تعريف الضرر الطفيف بشكل مشابه لمرافق إرسال السكك الحديدية أما بالنسبة لمحطات طاقة التيار المستمر الفرعية ذات المكونات المثبتة أو غير المثبتة يتم تعريف الضرر الطفيف بفقدان الطاقة لفترة زمنية قصيرة جدا أو تلف طفيف للمبنى.
– الأضرار المتوسطة: بالنسبة للمسارات وأساساتها يتم تعريف الضرر المتوسط بشكل مشابه لمسارات السكك الحديدية وبالنسبة لجسور السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر المتوسط بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة والسكك الحديدية، وكذلك بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر المتوسط بشكل مشابه لأنفاق الطرق السريعة والسكك الحديدية، وبالنسبة لمرافق الصيانة يتم تعريف الأضرار المتوسطة بشكل مشابه لمرافق الصيانة لمحطات السكك الحديدية، وكذلك بالنسبة لمرافق الإرسال يتم تعريف الضرر المتوسط بشكل مشابه لمرافق إرسال السكك الحديدية وبالنسبة لمحطات الطاقة الفرعية ذات التيار المستمر ذات المكونات المثبتة أو غير المثبتة يتم تعريف الضرر المتوسط من خلال فقدان الطاقة لبضعة أيام أو حدوث ضرر كبير للمعدات أو تلف متوسط للمبنى.
– الأضرار واسعة النطاق: بالنسبة للمسارات وأساساتها يتم تعريف الأضرار واسعة النطاق بشكل مشابه لمسارات السكك الحديدية، وبالنسبة لجسور السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر واسع النطاق بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة والسكك الحديدية، وكذلك بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر واسع النطاق بشكل مشابه لأنفاق الطرق السريعة والسكك الحديدية وبالنسبة لمرافق الصيانة يتم تعريف الأضرار واسعة النطاق بشكل مشابه لمرافق الصيانة لمحطات السكك الحديدية، وبالنسبة لمرافق الإرسال يتم تعريف الضرر الواسع النطاق بشكل مشابه لمرافق إرسال السكك الحديدية، أما بالنسبة لمحطات طاقة التيار المستمر الفرعية ذات المكونات المثبتة أو غير المثبتة يتم تعريف الضرر الواسع النطاق من خلال الضرر واسع النطاق للمبنى ويحكم أداء المبنى حالة الضرر الإجمالية للمنشأة.
الأضرار الكاملة: بالنسبة للمسارات وأساساتها يتم تعريف الضرر الكامل بشكل مشابه لمسارات السكك الحديدية، وبالنسبة لجسور السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر الكامل بشكل مشابه لجسور الطرق السريعة والسكك الحديدية، وكذلك بالنسبة لأنفاق السكك الحديدية الخفيفة يتم تعريف الضرر الكامل بشكل مشابه لأنفاق الطرق السريعة والسكك الحديدية وبالنسبة لمرافق الصيانة يتم تعريف الضرر الكامل بشكل مشابه لمحطات السكك الحديدية ومرافق الصيانة وكذلك بالنسبة لمرافق الإرسال يتم تعريف الضرر الكامل بشكل مشابه لمرافق إرسال السكك الحديدية أما بالنسبة لمحطات طاقة التيار المستمر الفرعية ذات المكونات المثبتة أو غير المثبتة يتم تعريف الضرر الكامل من خلال الضرر الكامل للمبنى ويحكم أداء المبنى حالة الضرر الإجمالية للمنشأة.
منحنيات استعادة المكونات:
من المفترض أن تكون منحنيات استعادة مسارات السكك الحديدية الخفيفة وأساساتها والجسور والأنفاق والمرافق هي نفسها تلك الخاصة بمكونات نظام السكك الحديدية.
يتم تعريف منحنيات الهشاشة لمكونات نظام السكك الحديدية الخفيفة فيما يتعلق بالتصنيف والمخاطر باستثناء محطات طاقة التيار المستمر وقد تم بالفعل تعريف منحنيات الهشاشة لمكونات نظام السكك الحديدية الخفيفة الأخرى بشكل مشابه لأنظمة الطرق السريعة أو أنظمة السكك الحديدية وتم تعريف منحنيات الهشاشة لمرافق الإرسال بشكل مشابه لتلك الموصوفة لمرافق نظام السكك الحديدية، أما مرافق الصيانة لأنظمة السكك الحديدية الخفيفة هي في الغالب عبارة عن هيكل فولاذي مدعم وتشبه منحنيات الهشاشة لمرافق الصيانة منحنيات هشاشة البناء القياسية التي تمت مناقشتها سابقا، وبالنسبة للأضرار التي ستلحق بالمكونات الفرعية لمحطة طاقة التيار المستمر (المبنى والمعدات والطاقة) تم تطوير منحنيات الهشاشة من هشاشة المكونات الفردية من خلال استخدام تحليل شجرة الأخطاء. ويتم عرض المتوسطات والتشتتات لمنحنيات الهشاشة الناتجة لمحطات طاقة التيار المستمر ذات المعدات المثبتة وغير المثبتة في الجدول الشكل(17) ويتم رسمها في الشكل(18) والشكل(19).
الشكل(17)
الشكل(18)
الشكل(19)
نظام النقل بالحافلات:
يقدم هذا الجزء منهجية تقدير خسائر الزلازل لنظام النقل بالحافلات. تتكون مرافق الحافلات من المحطات الحضرية ومرافق الصيانة والوقود والإرسال.
قد تتعرض المرافق لأضرار بسبب اهتزاز الأرض أو انهيار الأرض.
يمكن أن تحدث خسائر كبيرة في حالة انهيار مباني صيانة الحافلات وقد تنشأ مشاكل تشغيلية في حالة تلف مرافق الإرسال.
يشمل هذا الجزء تطوير طرق لتقدير أضرار الزلزال التي لحقت بنظام النقل بالحافلات بالنظر إلى معرفة المكونات (مثل محطات الوقود والصيانة ومرافق الإرسال مع أو بدون طاقة احتياطية)، والتصنيف (أي المكونات المثبتة أو غير المثبتة لمرافق الوقود)، والمخاطر (على سبيل المثال، التسارع الأرضي الأعظمي وتشوه الأرض الدائم).
يتم تحديد حالات الضرر التي تصف مستوى الضرر الذي يلحق بكل مكون من مكونات نظام الناقل (على سبيل المثال، لا شيء، أو طفيف، أو متوسط، أو واسع النطاق، أو كامل).
ترتبط حالات الضرر بنسبة الضرر (المحددة على أنها نسبة الإصلاح إلى تكلفة الاستبدال) لتقييم الخسارة الاقتصادية المباشرة.
تم تطوير منحنيات الهشاشة لكل نوع من أنواع مرافق نظام الحافلات، وتصف هذه المنحنيات احتمالية الوصول إلى كل حالة ضرر أو تجاوزها بالنظر إلى مستوى حركة الأرض أو انهيار الأرض.
يتم تقييم وظائف المكونات بطريقة مشابهة لتلك المستخدمة في مكونات الطرق السريعة والسكك الحديدية.
يتم توفير منحنيات استعادة المكونات لكل حالة ضرر لتقييم فقدان الوظيفة وتصف منحنيات الاستعادة الجزء أو النسبة المئوية للمكون الذي من المتوقع أن يكون مفتوحا أو جاهزا للعمل كدالة للوقت بعد الزلزال.
تتضمن المدخلات المطلوبة لتقدير الأضرار التي لحقت بأنظمة الحافلات العناصر التالية:
أولا- بالنسبة للمحطات الحضرية:
– التصنيف
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم التسارع الطيفي (SA) وPGD في المحطة
ثانيا- يالنسية لمرافق الوقود:
– التصنيف (أي مع أو بدون المعدات المثبتة والطاقة الاحتياطية)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض
– قيم PGA وPGD في المنشأة
ثالثا- بالنسبة لمرافق الصيانة:
– التصنيف (أي نوع المبنى)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم SA وPGD في المنشأة
رابعا- بالنسبة لمرافق الإرسال:
– التصنيف (أي مع أو بدون المعدات المثبتة والطاقة الاحتياطية)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD في المنشأة
يتضمن ناتج الضرر المباشر لأنظمة الحافلات تقديرات احتمالية لوظيفة المكون والضرر المادي معبرا عنه من حيث نسبة الضرر للمكون.
يتم وصف وظيفة المكون من خلال احتمالية وجوده في حالة ضرر (مباشرة بعد وقوع الزلزال) ومن خلال الجزء أو النسبة المئوية المرتبطة بالمكون الذي من المتوقع أن يعمل بعد فترة زمنية محددة.
منحنيات الهشاشة لجميع أنواع مرافق نظام الحافلات الأربعة هي منحنيات لوغاريتمية عادية تعطي احتمالية الوصول إلى أو تجاوز مستويات مختلفة من الضرر لمستوى معين من الحركة الأرضية، ويتميز كل منحنى هشاشة بقيمة متوسطة للحركة الأرضية (أو الانهيار) وعامل التشتت المرتبط به (الانحراف المعياري اللوغاريتمي الطبيعي).
يتم قياس الحركة الأرضية من حيث PGA أو SA ويتم قياس الانهيار الأرضي من حيث PGD.
بالنسبة للمحطات الحضرية يتم تعريف منحنيات الهشاشة من حيث SA وPGD.
بالنسبة لمنشآت الوقود يتم تحديد منحنيات الهشاشة من حيث PGA وPGD.
بالنسبة لمرافق الصيانة يتم تحديد منحنيات الهشاشة من حيث SA وPGD.
بالنسبة لمرافق الإرسال يتم تعريف منحنيات الهشاشة من حيث PGA وPGD.
يتكون نظام الحافلات بشكل أساسي من أربعة مكونات هي المحطات الحضرية، ومرافق الوقود، ومرافق الصيانة، ومرافق الإرسال.
– المحطات الحضرية: هي في الأساس هياكل بناء.
– مرافق الوقود في نظام الحافلات: تتكون مرافق الوقود من صهاريج تخزين الوقود والمباني ومعدات الضخ والأنابيب المدفونة وفي بعض الأحيان طاقة احتياطية، يتم تحديد وظيفة مرفق الوقود من خلال تحليل شجرة الأخطاء مع الأخذ في الاعتبار التكرار وسلوك المكونات الفرعية، يفترض هنا نفس الفئات الفرعية المفترضة لمرافق وقود السكك الحديدية.
– مرافق صيانة أنظمة الحافلات: مرافق صيانة أنظمة الحافلات هي في الغالب من الهياكل الفولاذية المدعمة ويتم افتراض نفس الفئات المفترضة لمرافق صيانة السكك الحديدية هنا.
– مرافق إرسال نظام الحافلات: يفترض هنا نفس الفئات المفترضة لمرافق إرسال السكك الحديدية، ويتم عرض المتوسطات والتشتتات لحالات الضرر المتعلقة بـ PGA لمنشآت الإرسال المثبتة وغير المثبتة في الجدول الشكل(20).
الشكل(20)
تم تعريف إجمالي خمس حالات ضرر للمكونات وهي لا شيء، طفيفة، معتدلة، واسعة النطاق، وكاملة.
بالنسبة لجميع حالات الضرر يتم تعريف الضرر بمنشأة الحافلات بشكل مشابه لنوع منشأة السكك الحديدية المكافئة، فبالنسبة لمحطات الحافلات الحضرية يتم تعريف جميع حالات الضرر بشكل مشابه لتلك الخاصة بمحطات السكك الحديدية الحضرية.
بالنسبة لمرافق وقود الحافلات يتم تعريف جميع حالات الضرر بشكل مشابه لتلك الخاصة بمنشآت وقود السكك الحديدية.
بالنسبة لمرافق صيانة الحافلات يتم تعريف جميع حالات الضرر بشكل مماثل لتلك الخاصة بمرافق صيانة السكك الحديدية.
بالنسبة لمرافق إرسال الحافلات يتم تعريف جميع حالات الضرر بشكل مشابه لتلك الخاصة بمرافق إرسال السكك الحديدية.
يتم تحديد منحنيات الهشاشة لمكونات نظام الحافلات فيما يتعلق بتصنيف المنشأة ومعاملات الخطر، يتم تصنيف المحطات الحضرية على أساس النوع الهيكلي للمبنى، تشبه منحنيات الهشاشة للمحطات الحضرية منحنيات هشاشة البناء القياسية، يتم تصنيف مرافق الوقود بناء على معيارين إما إذا كانت المكونات الفرعية التي تشتمل على مرافق الوقود مثبتة أم غير مثبتة وما إذا كانت الطاقة الاحتياطية موجودة في المنشأة، منحنيات الهشاشة لمرافق وقود نظام الحافلات هي نفس تلك الخاصة بنظام النقل بالسكك الحديدية، منحنيات الهشاشة لمرافق صيانة الحافلات مماثلة لمنحنيات هشاشة البناء القياسية، القيم المتوسطة PGA وPGD لحالات الضرر لمرافق الإرسال هي نفسها كتلك الخاصة بمرافق إرسال السكك الحديدية.
نظام النقل في الموانئ:
يقدم هذا الجزء منهجية تقدير خسائر الزلازل في نظام النقل في الموانئ.
تتكون مرافق الميناء من هياكل الواجهة البحرية (مثل هياكل الأرصفة والأرصفة والأسوار البحرية)، والرافعات ومعدات مناولة البضائع، ومرافق الوقود، والمستودعات.
إن هياكل الرصيف والرصيف والجدار البحري تكون عرضة للتلف بسبب انهيار التربة مثل التميع وقد تتضرر المكونات الأخرى بسبب اهتزاز الأرض وكذلك الانهيار الأرضي.
يتضمن نطاق هذا الجزء والأجزاء التالية تطوير طرق لتقدير أضرار الزلزال التي ستلحق بنظام النقل في الموانئ بالنظر إلى معرفة المكونات (أي هياكل الواجهة البحرية، والرافعات ومعدات مناولة البضائع، ومرافق الوقود، والمستودعات)، والتصنيف (أي مرافق الوقود بمكونات مثبتة أو غير مثبتة ومع أو بدون طاقة احتياطية)، والمخاطر (أي التسارع الأرضي الأعظمي وتشوه الأرض الدائم).
يتم تحديد حالات الضرر التي تصف مستوى الضرر الذي يلحق بكل مكون من مكونات النظام (على سبيل المثال، لا شيء، أو طفيف، أو متوسط، أو واسع النطاق، أو كامل).
ترتبط حالات الضرر بنسبة الضرر (المحددة على أنها نسبة الإصلاح إلى تكلفة الاستبدال) لتقييم الخسارة الاقتصادية المباشرة.
تم تطوير منحنيات الهشاشة لكل فئة من مكونات النظام وتصف هذه المنحنيات احتمالية الوصول إلى حالة ضرر معينة أو تجاوزها بالنظر إلى مستوى الحركة الأرضية الشكل(21).
استنادا إلى منحنيات الهشاشة هذه، يتم تقديم طريقة لتقييم وظائف كل مكون من مكونات النظام الأربعة.
يتم تقييم وظائف المكونات بطريقة مشابهة لتلك المستخدمة في مكونات الطرق السريعة والسكك الحديدية.
يتم توفير منحنيات استعادة المكونات لكل حالة ضرر لتقييم فقدان الوظيفة وتصف منحنيات الاستعادة الجزء أو النسبة المئوية للمكون الذي من المتوقع أن يكون مفتوحا أو جاهزا للعمل كدالة للوقت بعد الزلزال.
بالنسبة للموانئ تعتمد عملية الترميم على مدى الضرر الذي لحق بهياكل الواجهة البحرية والرافعات ومعدات مناولة البضائع ومرافق الوقود والمستودعات.
من وجهة نظر الأداء الوظيفي للميناء يجب على المستخدم أن يفكر في ترميم هياكل الواجهة البحرية والرافعات فقط نظرا لأن مرافق الوقود والمستودعات ليست ذات أهمية كبيرة لوظائف الميناء.
الشكل(21)
متطلبات المدخلات ومعلومات المخرجات:
تتضمن المدخلات المطلوبة لتقدير الأضرار التي لحقت بأنظمة الموانئ العناصر التالية:
أولا- هياكل الواجهة البحرية:
– التصنيف
– الموقع الجغرافي للهيكل (خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD
ثانيا- الرافعات ومعدات مناولة البضائع:
– التصنيف (ثابتة أو مثبتة على سكك حديدية)
– الموقع الجغرافي للمعدات (خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD
ثالثا- مرافق الوقود:
– التصنيف (مع أو بدون معدات مثبتة وطاقة احتياطية)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA و PGD
رايعا- المستودعات:
– التصنيف (أي نوع المبنى)
– الموقع الجغرافي للمستودع (خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD
تتضمن مخرجات الضرر المباشر لأنظمة الموانئ تقديرات احتمالية لوظائف المكونات والأضرار المادية، معبرا عنها بنسبة الضرر للمكون، وتستخدم نسب الضرر كمدخلات لحساب الخسارة الاقتصادية المباشرة.
يتم وصف وظيفة المكون من خلال احتمالية وجوده في حالة ضرر (مباشرة بعد وقوع الزلزال) ومن خلال الجزء أو النسبة المئوية المرتبطة بالمكون الذي من المتوقع أن يعمل بعد فترة زمنية محددة.
منحنيات الهشاشة الشكل(21) لجميع مكونات نظام المنافذ الأربعة هي وظائف موزعة بشكل طبيعي تعطي احتمالية الوصول إلى أو تجاوز مستويات مختلفة من الضرر لمستوى معين من الحركة الأرضية أو الفشل الأرضي، ويتميز كل منحنى هشاشة بقيمة متوسطة للحركة الأرضية (أو الفشل) وعامل التشتت المرتبط به (الانحراف المعياري اللوغاريتمي الطبيعي).
يتم قياس الحركة الأرضية من حيث PGA ويتم قياس الفشل الأرضي من حيث PGD، بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية والرافعات ومعدات مناولة البضائع ومنشآت الوقود والمستودعات يتم تحديد منحنيات الهشاشة من حيث PGA وPGD.
وصف مكونات الميناء:
يتكون نظام الميناء من أربعة مكونات هي هياكل الواجهة البحرية، والرافعات ومعدات مناولة البضائع، ومرافق الوقود، والمستودعات، ويقدم هذا الجزء وصفا موجزا لكل منها.
أولا- هياكل الواجهة البحرية:
تشمل هياكل الواجهة البحرية الأرصفة، والأسوار البحرية التي تعمل كجدران الحماية من التآكل، وهياكل حواجز المياه التي تشكل الموانئ.
ثانيا- الرافعات ومعدات مناولة البضائع:
هذه هي المعدات الكبيرة المستخدمة لتحميل وتفريغ البضائع من السفن. يمكن أن تكون ثابتة أو على سكك.
ثالثا- مرافق الوقود بالميناء:
تتكون مرافق الوقود بشكل رئيسي من صهاريج تخزين الوقود والمباني ومعدات المضخات والأنابيب وفي بعض الأحيان طاقة احتياطية ومن المفترض أن تكون هذه المرافق معادلة لتلك الخاصة بأنظمة السكك الحديدية.
يتم تحليل وظائف أنظمة الوقود من خلال تحليل شجرة الأخطاء والذي يأخذ في الاعتبار التكرار وسلوك المكونات الفرعية.
رابعا- المستودعات:
هي مباني كبيرة عادة ما يتم بناؤها من هياكل الفولاذ، وفي بعض الحالات قد تكون المستودعات على بعد عدة مئات من الأقدام من الشاطئ، بينما في حالات أخرى قد تكون موجودة على الرصيف نفسه.
تعريف حالات الضرر:
تم تحديد خمس حالات ضرر لمكونات نظام الموانئ وهي لا شيء، وطفيفة، ومعتدلة، وواسعة النطاق، وكاملة.
أولا- الأضرار الطفيفة:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية يتم تعريف الضرر الطفيف من خلال الهبوط الأرضي البسيط الذي يؤدي لتشكل الشقوق على سطح الرصيف وقد تكون هناك حاجة إلى الإصلاح.
– بالنسبة للرافعات ومعدات مناولة البضائع يتم تعريف الضرر الطفيف مع عدم فقدان وظيفة المعدات الثابتة بينما بالنسبة للمعدات غير المثبتة أو المثبتة على السكك الحديدية يتم تعريف الضرر الطفيف على أنه انحراف بسيط عن المسار أو اختلال في المحاذاة دون أي أضرار كبيرة بالسكك الحديدية وقد تكون هناك حاجة إلى إصلاحات وتعديلات بسيطة قبل أن تصبح الرافعة قابلة للتشغيل.
– بالنسبة لمرافق الوقود يتم تعريف الضرر الطفيف كما هو الحال بالنسبة لمرافق وقود السكك الحديدية.
– بالنسبة للمستودعات التي يخضع أداءها لأداء المباني نفسها يتم تعريف الضرر الطفيف على أنه ضرر طفيف يلحق بمبنى المستودع.
ثانيا- الأضرار المتوسطة:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية يتم تعريف الضرر المتوسط على أنه هبوط أرضي كبير مع أرصفة وجدران بحرية مكسورة ومتضررة.
– بالنسبة للرافعات ومعدات مناولة البضائع يتم تعريف الضرر المتوسط على أنه خروج عن المسار بسبب الإزاحة أو الهبوط التفاضلي ومطلوب إصلاح السكك الحديدية وبعض الإصلاحات للأعضاء الهيكلية.
– بالنسبة لمرافق الوقود يتم تعريف الضرر المتوسط كما هو الحال بالنسبة لمرافق وقود السكك الحديدية.
– بالنسبة للمستودعات يتم تعريف الضرر المتوسط على أنه ضرر متوسط لمبنى المستودع.
ثالثا- الأضرار واسعة النطاق:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية يتم تعريف الأضرار واسعة النطاق من خلال فشل العديد من الركائز والانزلاق الواسع للأرصفة البحرية والهبوط الأرضي الكبير الذي سيتسبب بتشققات واسعة النطاق في الأرصفة.
– بالنسبة للرافعات ومعدات مناولة البضائع يتم تعريف الضرر واسع النطاق من خلال الضرر الكبير الذي يلحق بالمعدات ومن المحتمل أن تنقلب الرافعات أو تخرج عن مسارها تماما، مطلوب استبدال الأعضاء الهيكلية.
– بالنسبة لمرافق الوقود يتم تعريف الضرر الواسع النطاق كما هو الحال بالنسبة لمرافق وقود السكك الحديدية.
– بالنسبة للمستودعات يتم تعريف الضرر واسع النطاق على أنه الضرر الجسيم الذي يلحق بمبنى المستودع.
رابعا- الأضرار الكاملة:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية يتم تعريف الضرر الكامل على أنه فشل هياكل الواجهة البحرية بسبب الهبوط الأرضي الكبير وأضرار جسيمة منتشرة على نطاق واسع في منشأة الميناء.
– بالنسبة للرافعات ومعدات مناولة البضائع فإن الضرر الكامل هو نفس الضرر واسع النطاق.
– بالنسبة لمرافق الوقود فإن الضرر الكامل هو نفسه بالنسبة لمرافق وقود السكك الحديدية.
– بالنسبة للمستودعات يتم تعريف الضرر الكامل على أنه الضرر الكامل لمبنى المستودع.
منحنيات استعادة وظيفة المكونات:
تم تطوير منحنيات الاستعادة بما يتوافق مع حالات الضرر كما حدث مع أنظمة الطرق السريعة والسكك الحديدية، ويبين الجدول الشكل(22) الوسطي والتشتت لعدد أيام الاستعادة، ويبين الجدول الشكل(23) النسبة المئوية للاستعادة في بعض الفترات الزمنية وتيبن الأشكال(24) و(25) منحنيات الاستعادة لهياكل الواجهة البحرية ومنحنيات الاستعادة للرافعات ومعدات مناولة البضائع.
الشكل(22)
الشكل(23)
الشكل(24)
الشكل(25)
تطوير منحنيات الهشاشة:
يتم تعريف منحنيات الهشاشة لمرافق نظام الموانئ من حيث PGA وPGD.
من المفترض أن تكون وظائف الأضرار المرتبطة بالفشل الأرضي الدائم لهذه المرافق مماثلة لتلك الموصوفة لمرافق نظام السكك الحديدية ما لم يتم تحديد خلاف ذلك.
تم تقديم مثال لكيفية الجمع بين توزيعات احتمالية حالة الضرر PGD وPGA سابقا.
تم تحديد قابلية الضرر لهياكل الواجهة البحرية بناء على قابلية تلف المكونات الفرعية وهي الأرصفة البحرية والأسوار البحرية وتم استخدام منطق شجرة الأخطاء وأفضل تقنية ملائمة لوغاريتمية طبيعية في تطوير منحنيات الهشاشة هذه ويتم وصف شجرة الخطأ ضمنيا في وصف حالة الضرر وتظهر منحنيات الهشاشة الناتجة في الشكل(26) وترد متوسطاتها وتشتتاتها في الجدول الشكل(27).
قابلية الضرر للرافعات ومعدات مناولة البضائع:
بالنسبة للرافعات يتم التمييز بين الرافعات الثابتة والرافعات المثبتة على السكك الحديدية ويتم عرض المتوسطات والتشتت في الجدول الشكل(28) والجدول الشكل(29) بالنسبة لاهتزاز الأرض وفشل الأرض وتظهر منحنيات الهشاشة في الأشكال(30) و(31) و(32) و(33).
منحنيات الهشاشة لمرافق الوقود في نظام الميناء هي نفس تلك التي تم تطويرها لمنشآت وقود السكك الحديدية كما أن منحنيات الهشاشة للمستودعات تشبه منحنيات هشاشة البناء القياسية التي تمت مناقشتها سابقا.
الشكل(26)
الشكل(27)
الشكل(28)
الشكل(29)
الشكل(30)
الشكل(31)
الشكل(32)
الشكل(33)
نظام النقل بالعبارات:
يقدم هذا القسم منهجية تقدير الخسارة لنظام النقل بالعبارة. تتكون أنظمة العبارات من هياكل الواجهة البحرية (مثل الأرصفة والأسوار البحرية) ومرافق الوقود والصيانة والإرسال ومحطات الركاب.
تقع هياكل الواجهة البحرية عند نقاط الركوب أو النزول وهي مشابهة لنظام النقل في الميناء.
في بعض الحالات قد يقع نظام العبارات داخل حدود نظام النقل في الميناء.
تقع نقاط الركوب أو النزول على مسافة متباعدة عن بعضها البعض وعادة ما تكون على شواطئ متقابلة وعادة ما توجد مرافق الوقود والصيانة في إحدى هاتين النقطتين وحجم منشأة الوقود أصغر من حجم منشأة الميناء وفي كثير من الحالات يقع مرفق الإرسال في مرفق الصيانة أو في إحدى محطات الركاب.
يشمل نطاق هذا الجزء تطوير طرق لتقدير أضرار الزلزال التي لحقت بنظام النقل بالعبارات مع الأخذ في الاعتبار معرفة المكونات (أي هياكل الواجهة البحرية والوقود والصيانة ومرافق الإرسال ومحطات الركاب)، والتصنيف (أي مرافق الوقود بمكونات مثبتة أو غير المثبتة مع أو بدون طاقة احتياطية)، والمخاطر (أي ذروة التسارع الأرضي الأعظمي وتشوه الأرض الدائم).
يتم تحديد حالات الضرر التي تصف مستوى الضرر الذي يلحق بكل مكون من مكونات نظام العبّارة (على سبيل المثال لا شيء، أو طفيف، أو متوسط، أو واسع النطاق، أو كامل).
ترتبط حالات الضرر بنسبة الضرر (المحددة على أنها نسبة الإصلاح إلى تكلفة الاستبدال) لتقييم الخسارة الاقتصادية المباشرة.
يتم تطوير منحنيات الهشاشة لكل فئة من مكونات نظام العبارة وتصف هذه المنحنيات احتمالية الوصول إلى كل حالة ضرر أو تجاوزها بالنظر إلى مستوى حركة الأرض أو انهيار الأرض ويتم تقييم وظائف المكونات بطريقة مشابهة لتلك المستخدمة في مكونات الطرق السريعة والسكك الحديدية.
يتم توفير منحنيات استعادة المكونات لكل حالة ضرر لتقييم فقدان الوظيفة وتصف منحنيات الاستعادة الجزء أو النسبة المئوية للمكون الذي من المتوقع أن يكون مفتوحا أو جاهزا للعمل كدالة للوقت بعد الزلزال.
بالنسبة للعبارات تعتمد عملية الترميم على مدى الضرر الذي لحق بهياكل الواجهة البحرية والوقود ومرافق الصيانة والإرسال ومحطات الركاب.
متطلبات الإدخال ومعلومات المخرجات:
تتضمن المدخلات المطلوبة لتقدير الأضرار التي لحقت بنظام العبارة العناصر التالية:
أولا- هياكل الواجهة البحرية للعبارات:
– المواقع الجغرافية للهياكل (خطوط الطول والعرض)
– قيم PGA وPGD
ثانيا- مرافق وقود العبارات:
– التصنيف (أي مع أو بدون المعدات المثبتة والطاقة الاحتياطية)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD
ثالثا- مرافق صيانة العبارة
– التصنيف (أي نوع المبنى)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم SA وPGD
رابعا- مرافق إرسال العبارة
– التصنيف (أي مع أو بدون المعدات المثبتة والطاقة الاحتياطية)
– الموقع الجغرافي للمنشأة ( خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD
خامسا- مباني محطات العبارات:
– التصنيف (أي نوع المبنى)
– الموقع الجغرافي للمبنى (خط الطول وخط العرض)
– قيم SA وPGD
تتضمن مخرجات الضرر المباشر لأنظمة العبارات تقديرات احتمالية لوظائف المكونات والضرر المادي معبرا عنه من حيث نسبة الضرر للمكون.
يتم استخدام نسب الضرر كمدخلات لحساب الخسارة الاقتصادية المباشرة، ويبين الشكل(34) منحنيات الهشاشة لهياكل الواجهة البحرية وترد متوسطاتها وتشتتاتها في الجدول الشكل(35).
الشكل(34)
الشكل(35)
نظام النقل بالعبارات:
يقدم هذا القسم منهجية تقدير الخسارة لنظام النقل بالعبارة. تتكون أنظمة العبارات من هياكل الواجهة البحرية (مثل الأرصفة والأسوار البحرية) ومرافق الوقود والصيانة والإرسال ومحطات الركاب.
تقع هياكل الواجهة البحرية عند نقاط الركوب أو النزول وهي مشابهة لنظام النقل في الميناء.
في بعض الحالات قد يقع نظام العبارات داخل حدود نظام النقل في الميناء.
تقع نقاط الركوب أو النزول على مسافة متباعدة عن بعضها البعض وعادة ما تكون على شواطئ متقابلة وعادة ما توجد مرافق الوقود والصيانة في إحدى هاتين النقطتين وحجم منشأة الوقود أصغر من حجم منشأة الميناء وفي كثير من الحالات يقع مرفق الإرسال في مرفق الصيانة أو في إحدى محطات الركاب.
يشمل نطاق هذا الجزء تطوير طرق لتقدير أضرار الزلزال التي لحقت بنظام النقل بالعبارات مع الأخذ في الاعتبار معرفة المكونات (أي هياكل الواجهة البحرية والوقود والصيانة ومرافق الإرسال ومحطات الركاب)، والتصنيف (أي مرافق الوقود بمكونات مثبتة أو غير المثبتة مع أو بدون طاقة احتياطية)، والمخاطر (أي ذروة التسارع الأرضي الأعظمي وتشوه الأرض الدائم).
يتم تحديد حالات الضرر التي تصف مستوى الضرر الذي يلحق بكل مكون من مكونات نظام العبّارة (على سبيل المثال لا شيء، أو طفيف، أو متوسط، أو واسع النطاق، أو كامل).
ترتبط حالات الضرر بنسبة الضرر (المحددة على أنها نسبة الإصلاح إلى تكلفة الاستبدال) لتقييم الخسارة الاقتصادية المباشرة.
يتم تطوير منحنيات الهشاشة لكل فئة من مكونات نظام العبارة وتصف هذه المنحنيات احتمالية الوصول إلى كل حالة ضرر أو تجاوزها بالنظر إلى مستوى حركة الأرض أو انهيار الأرض ويتم تقييم وظائف المكونات بطريقة مشابهة لتلك المستخدمة في مكونات الطرق السريعة والسكك الحديدية.
يتم توفير منحنيات استعادة المكونات لكل حالة ضرر لتقييم فقدان الوظيفة وتصف منحنيات الاستعادة الجزء أو النسبة المئوية للمكون الذي من المتوقع أن يكون مفتوحا أو جاهزا للعمل كدالة للوقت بعد الزلزال.
بالنسبة للعبارات تعتمد عملية الترميم على مدى الضرر الذي لحق بهياكل الواجهة البحرية والوقود ومرافق الصيانة والإرسال ومحطات الركاب.
متطلبات الإدخال ومعلومات المخرجات:
تتضمن المدخلات المطلوبة لتقدير الأضرار التي لحقت بنظام العبارة العناصر التالية:
أولا- هياكل الواجهة البحرية للعبارات:
– المواقع الجغرافية للهياكل (خطوط الطول والعرض)
– قيم PGA وPGD
ثانيا- مرافق وقود العبارات:
– التصنيف (أي مع أو بدون المعدات المثبتة والطاقة الاحتياطية)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD
ثالثا- مرافق صيانة العبارة
– التصنيف (أي نوع المبنى)
– الموقع الجغرافي للمنشأة (خط الطول وخط العرض)
– قيم SA وPGD
رابعا- مرافق إرسال العبارة
– التصنيف (أي مع أو بدون المعدات المثبتة والطاقة الاحتياطية)
– الموقع الجغرافي للمنشأة ( خط الطول وخط العرض)
– قيم PGA وPGD
خامسا- مباني محطات العبارات:
– التصنيف (أي نوع المبنى)
– الموقع الجغرافي للمبنى (خط الطول وخط العرض)
– قيم SA وPGD
تتضمن مخرجات الضرر المباشر لأنظمة العبارات تقديرات احتمالية لوظائف المكونات والضرر المادي معبرا عنه من حيث نسبة الضرر للمكون.
يتم استخدام نسب الضرر كمدخلات لحساب الخسارة الاقتصادية المباشرة، ويبين الشكل(34) منحنيات الهشاشة لهياكل الواجهة البحرية وترد متوسطاتها وتشتتاتها في الجدول الشكل(35).
منحنيات الهشاشة:
منحنيات الهشاشة لجميع مكونات نظام العبارة الخمسة المذكورة أعلاه هي منحنيات لوغاريتمية عادية تعطي احتمالية الوصول إلى أو تجاوز مستويات مختلفة من الضرر لمستوى معين من الحركة الأرضية.
ويتميز كل منحنى هشاشة بقيمة متوسطة للحركة الأرضية (أو الفشل) وعامل التشتت المرتبط به (الانحراف المعياري اللوغاريتمي الطبيعي).
يتم قياس الحركة الأرضية من حيث PGA أو SA ويتم قياس الفشل الأرضي من حيث PGD.
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية يتم تحديد منحنيات الهشاشة من حيث PGA وPGD.
– بالنسبة لمرافق الوقود ومرافق الإرسال يتم تحديد منحنيات الهشاشة من حيث PGA وPGD.
– بالنسبة لمباني الصيانة والمحطات يتم تحديد منحنيات الهشاشة من حيث SA وPGD.
يتم عرض تعريفات حالات الضرر المختلفة والمنهجية المستخدمة في استخلاص منحنيات الهشاشة لمكونات نظام العبّارة في الأجزاء التالية.
وصف مكونات نظام العبارات:
يتكون نظام العبارات من المكونات الخمسة المذكورة أعلاه: هياكل الواجهة البحرية، ومرافق الوقود، ومرافق الصيانة، ومرافق الإرسال، ومحطات الركاب. يقدم هذا القسم وصفا موجزا لكل منها.
أولا- هياكل الواجهة البحرية:
هي نفس تلك الموصوفة لأنظمة الموانئ.
ثانيا- مرافق الوقود:
هذه المرافق مماثلة لتلك الخاصة بأنظمة الموانئ.
ثالثا- مرافق الصيانة:
غالبا ما تكون هذه الهياكل عبارة عن هياكل ذات إطار فولاذي ولكن من الممكن استخدام أنواع أخرى من المباني.
رابعا- مرافق الإرسال:
تشبه تلك المحددة لأنظمة السكك الحديدية.
خامسا- محطات الركاب:
غالبا ما تكون بإطارات فولاذية مقاومة للعزم ولكن من الممكن استخدام أنواع أخرى من المباني.
تعريفات حالات الضرر:
تم تحديد إجمالي خمس حالات ضرر لمكونات نظام العبارة وهي لا شيء، أو طفيفة، أو معتدلة، أو واسعة النطاق، أو وكاملة.
أولا- الأضرار الطفيفة:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية فإن الأضرار الطفيفة هي نفسها التي لحقت بهياكل الواجهة البحرية في نظام الميناء.
– بالنسبة لمنشآت الوقود فإن الضرر الطفيف هو نفسه الذي حدث لمنشآت الوقود في نظام السكك الحديدية.
– بالنسبة لمرافق الصيانة التي يخضع أدائها لأداء المباني نفسها يتم تعريف الضرر الطفيف على أنه ضرر طفيف للمبنى.
– بالنسبة لمرافق الإرسال فإن الضرر الطفيف هو نفسه الذي حدث لمرافق الإرسال في نظام السكك الحديدية.
– بالنسبة لمحطات الركاب يتم تعريف الضرر الطفيف على أنه ضرر طفيف يلحق بالمبنى.
ثانيا- الأضرار المتوسطة:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية فإن الأضرار المتوسطة هي نفس الأضرار التي لحقت بهياكل الواجهة البحرية في نظام الميناء.
– بالنسبة لمنشآت الوقود فإن الضرر المتوسط هو نفسه الذي حدث لمنشآت الوقود في نظام السكك الحديدية.
– بالنسبة لمرافق الصيانة يتم تعريف الضرر المتوسط على أنه ضرر متوسط للمبنى.
– بالنسبة لمرافق الإرسال فإن الضرر المتوسط هو نفسه الذي يحدث لمرافق الإرسال في نظام السكك الحديدية.
– بالنسبة لمحطات الركاب يتم تعريف الضرر المتوسط على أنه ضرر متوسط للمبنى.
ثالثا- الأضرار واسعة النطاق:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية فإن الأضرار واسعة النطاق هي نفسها التي لحقت بهياكل الواجهة البحرية في نظام الميناء.
– بالنسبة لمنشآت الوقود فإن الأضرار واسعة النطاق هي نفس الأضرار التي لحقت بمنشآت الوقود في نظام السكك الحديدية.
– بالنسبة لمرافق الصيانة يتم تعريف الضرر واسع النطاق على أنه الضرر الجسيم الذي يلحق بالمبنى.
– بالنسبة لمرافق الإرسال فإن الأضرار الجسيمة هي نفس الأضرار التي لحقت بمرافق الإرسال في نظام السكك الحديدية.
– بالنسبة لمحطات الركاب يتم تعريف الضرر واسع النطاق على أنه الضرر الجسيم الذي يلحق بالمبنى.
رابعا- الضرر الكامل:
– بالنسبة لهياكل الواجهة البحرية فإن الضرر الكامل هو نفسه الذي حدث لهياكل الواجهة البحرية في نظام الميناء.
– بالنسبة لمنشآت الوقود فإن الضرر الكامل هو نفسه الذي حدث لمنشآت الوقود في وحدة السكك الحديدية.
– بالنسبة لمرافق الصيانة يتم تعريف الضرر الكامل على أنه الضرر الكامل الذي يلحق بالمبنى.
– بالنسبة لمرافق الإرسال فإن الضرر الكامل هو نفسه الموجود في مرافق الإرسال في نظام السكك الحديدية.
– بالنسبة لمحطات الركاب، يتم تعريف الضرر الكامل على أنه الضرر الكامل الذي يلحق بالمبنى.
تتكون أنظمة العبارات من مكونات مشابهة لتلك الموجودة في أنظمة الموانئ (أي هياكل الواجهة البحرية)، أو تلك الموجودة في أنظمة السكك الحديدية (أي مرافق الوقود، ومرافق الإرسال، ومرافق الصيانة، ومحطات الركاب) لذلك يمكن العثور على منحنيات استعادة مكونات نظام العبارة في الأجزاء السابقة كما يمكن العثور على منحنيات الهشاشة لحالات الضرر لمكونات نظام العبارة في الأجزاء السابقة، ويبين الشكل(34) منحنيات الهشاشة لهياكل الواجهة البحرية وترد متوسطاتها وتشتتاتها في الجدول الشكل(35).