Αναλυτική και πειραματική διερεύνηση επί της αντισεισμικής μηχανικής απόδοσης ενός προτεινομένου νέου τύπου ακροβάθρου με ιδιότητες ανάσχεσης των σεισμικών μετακινήσεων του φορέα της γέφυρας
Authors: Τέγου Σεβαστή 
Published: August 2021

Αντικείμενο της παρούσας Διατριβής αποτελεί η αναλυτική και πειραματικήδιερεύνηση επί της αντισεισμικής μηχανικής απόδοσης ενός καινοτόμου μηχανισμούανασχέσεως των σεισμικών μετακινήσεων του φορέα των γεφυρών. Ο μηχανισμόςαυτός συνίσταται από τοιχώματα, τα οποία λειτουργούν ως σεισμικοί ανασχετήρεςεγκατεστημένοι στα ακρόβαθρα και προσανατολισμένοι εγκαρσίως ως προς τονάξονα της γέφυρας. Τα τοιχώματα αυτά βρίσκονται εντός κιβωτίου, το οποίουποκαθιστά τους καθιερωμένους τοίχους αντεπιστροφής, μέσω του οποίουεπιτυγχάνεται η αντιστήριξη και ο διαχωρισμός του μεταβατικού επιχώματος από τουπόλοιπο σύστημα. Κατά συνέπεια, οι ασκούμενες στα τοιχώματα του κιβωτίουωθήσεις των γαιών δεν επηρεάζουν τη σεισμική απόκριση του συστήματος, ωστόσοπρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τον έλεγχο ευστάθειας του ακροβάθρου. Με τοπροτεινόμενο σύστημα η γέφυρα απαλλάσσεται από τους εσωτερικούς της αρμούςενώ, οι ακραίοι αρμοί, οι οποίοι είναι λειτουργικού και όχι αντισεισμικού εύρους,μεταφέρονται μέσω επεκτάσεων της πλάκας του καταστρώματος πέραν τουπροαναφερθέντος συστήματος και διαμορφώνονται άνωθεν καταλλήλου σώματοςολισθήσεως. Η μελέτη του παραπάνω συστήματος διέπεται από τις αρχές τουικανοτικού σχεδιασμού μέσω του οποίου επιδιώκεται η αποφυγή πρόωρης αστοχίαςτων μελών του.Δύο από τις κύριες παραμέτρους που καθορίζουν την απόκριση του μηχανισμούείναι το διαθέσιμο ύψος των ακροβάθρων αφενός και, το πάχος των τοιχωμάτωναφετέρου. Στα πλαίσια της Διατριβής διερευνάται το πεδίο εφαρμογής τουμηχανισμού, εις τρόπον ώστε να είναι δυνατή η αξιοποίησή του σε όλα ταακρόβαθρα ασχέτως διαθέσιμου ύψους καθώς επίσης και σε όλες τις γέφυρες μικρούκαι μεγάλου μήκους, δεδομένου ότι οι λειτουργικές απαιτήσεις θέτουν περιορισμούςως προς τον καθορισμό των προαναφερθεισών παραμέτρων.Η αντισεισμική συνεισφορά των τοιχωμάτων- ανασχετήρων επιδιώκεται αφενός μενμέσω της δυσκαμψίας τους και αφετέρου, μέσω της απορρόφησης σεισμικήςενέργειας, μέσω της υστερητικής απόκρισης των στοιχείων αυτών. Το γεγονός αυτόσυνεπάγεται την αξιοποίηση του προτεινόμενου αντισεισμικού ακροβάθρου σεπλάστιμα, βάσει των απαιτήσεων των Κανονισμών, συστήματα. Ως εκ τούτου, σταπλαίσια της παρούσας Διατριβής προτείνεται μεθοδολογία μετάλλαξης των “πλωτών”επί εφεδράνων γεφυρών σε πλάστιμα συστήματα, έτσι ώστε να καθίσταται εφικτή ηαξιοποίηση του προτεινομένου ακροβάθρου και σε αυτά τα συστήματα. Μετά τηνπλάστιμη προσαρμογή του συστήματος είναι δυνατή η ένταξη στα ακρόβαθρα των υπόψη γεφυρών του προτεινόμενου ανασχετικού μηχανισμού. Σημειωτέον ότι, σταπλωτά επί εφεδράνων συστήματα εντάσσονται γέφυρες, οι οποίες έχουνκατασκευαστεί με τις μεθόδους της προκατασκευής και της προώθησης.Στους στόχους της διεξαχθείσας έρευνας εντάσσεται η βελτιστοποίηση τηςμορφολογίας και των διαστάσεων του ακροβάθρου, με σκοπό αφενός μεν τονσυμβιβασμό των οιονεί, αντικρουόμενων, αντισεισμικών και λειτουργικώναπαιτήσεων της γέφυρας και αφετέρου, τη μεγιστοποίηση της αντισεισμικής τουαπόδοσης. Η διεξαχθείσα έρευνα καλύπτει τους τέσσερις συνηθέστερους, βάσει τηςμεθόδου κατασκευής, τύπους γεφυρών, δηλαδή των: (α) χυτών επί τόπου, (β)προκατασκευασμένων, (γ) γεφυρών κατασκευασμένων με τη μέθοδο τηςπροώθησης και (δ) γεφυρών κατασκευασμένων με τη μέθοδο του προωθούμενουικριώματος. Η αναλυτική και πειραματική διερεύνηση καλύπτει ένα ευρύ φάσμαπαραμέτρων που επηρεάζουν τη σεισμική απόκριση των γεφυρών. Οι κύριεςπαράμετροι που ετέθησαν υπό διερεύνηση ήταν: (α) Το είδος των γεφυρών ανάλογαμε την εφαρμοσθείσα μέθοδο κατασκευής του φορέα, (β) το μήκος του συνεχούςκαταστρώματος των γεφυρών, (γ) η μορφολογία, η όπλιση, η διάταξη και το είδοςτων αξιοποιηθέντων σεισμικών ανασχετήρων στα ακρόβαθρα των γεφυρών, (δ) ησυνολική δυσκαμψία του συστήματος, (ε) η κατηγορία του εδάφους θεμελίωσης τηςγέφυρας και (στ) η σεισμικότητα της περιοχής.Τα αποτελέσματα υπήρξαν ιδιαιτέρως ενθαρρυντικά στους τομείς της ασφάλειας, τηςανθεκτικότητας, της λειτουργικότητας, της αισθητικής και προπάντων τηςοικονομικότητας. Συγκεκριμένα, η αξιοποίηση του προτεινόμενου αντισεισμικούακροβάθρου τόσο σε μονολιθικά όσο και σε πλωτά επί εφεδράνων συστήματαγεφυρών έδειξε ότι οδηγεί σε σημαντική μείωση των διαμήκων και εγκαρσίωνμετακινήσεων του φορέα. Οι προαναφερθείσες μειώσεις των σεισμικώνμετακινήσεων οδηγούν σε αντίστοιχη μείωση των εντατικών μεγεθών τωνμεσοβάθρων, γεγονός που οδηγεί σε λεπτότερες και σε αισθητικώς πιο αποδεκτέςδιατομές των μεσοβάθρων. Τέλος, τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι ηαποσβεστική απόδοση του προτεινόμενου μηχανισμού είναι σημαντική.