Μία πρόταση για τον σχεδιασμό μονολιθικών οδογεφυρών πολλών ανοιγμάτων
Authors: Τσιτώτας Μιχαήλ 
Published: August 2021

Η Διδακτορική Διατριβή αφορά στον Σχεδιασμό γεφυρών υψηλού βαθμού μονολιθικότητος, πολλών ανοιγμάτων. Το κύριο ζήτημα είναι η αντιμετώπιση των λειτουργικών απαιτήσεων του μονολιθικώς δεσμευμένου φορέα γεφύρας, κυρίως λόγω των αυτεντατικών φαινομένων και ο Σχεδιασμός του φορέα πολλών ανοιγμάτων με συμβατικό, Οπλισμένο Σκυρόδεμα Ο/Σ (άνευ προεντάσεως). Η αποτελεσματική και αξιόπιστη επίλυση του προβλήματος της λειτουργικότητος μέσω καινοτόμου Σχεδιασμού του φορέα και των ακροβάθρων, είναι ιδιαίτερης σημασίας, δεδομένων των εξαιρετικών πλεονεκτημάτων σεισμικής αντίστασης, οικομονικότητος, ανθεκτικότητος και αισθητικής που παρουσιάζει ο προτεινόμενος σχεδιασμός μονολιθικών γεφυρών, στην προκειμένη περίπτωση, ειδικώς των γεφυρών πολλών ανοιγμάτων μεγάλου μήκους.Όσον αφορά στα κυριότερα πρωτότυπα σημεία της Διατριβής:Ως πρώτο στοιχείο πρωτοτυπίας επισημαίνεται, η ενδελεχής διερεύνηση, αξιολόγηση και συστηματική ταξινόμηση διακριτών περιπτώσεων γεφυρών υψηλής μονολιθικότητος, ανά τον κόσμο, η ολοκληρωμένη ανάλυση των χαρακτηριστικών και των ιδαιτεροτήτων τους, των μεθόδων με τις οποίες μελετήθηκαν και κατασκευάστηκαν, καθώς και η αξιολόγησή τους. Τολμά να αντιπαρατεθεί με το αναφυόμενο στην οξύτερη δυνατή του μορφή, λειτουργικό πρόβλημα, και της εξ΄ αυτού απορρέουσας αλληλεπιδράσεως καταναγκασμών και εξωτερικής φορτίσεως.Σε αντίθεση με τις μέχρι σήμερα ισχύουσες επιλογές (α) εφεδράνων στα άκρα (Ευρωπαϊκή) και κινητών ακροβάθρων (ΗΠΑ), επιλέγει καινοτόμως ακλόνητα ακρόβαθρα και επωμίζεται την εξασφάλιση της λειτουργικότητος και της, έναντι του σεισμού, ευστάθειά τους.Τολμά την επιβολή πάκτωσης του φορέα στα ακρόβαθρα και αναλαμβάνει την παραλαβή της υπάρχουσας ροπής από το καταλλήλως διαμορφωμένο-προσαρμοσμένο ακρόβαθρο, το οποίο δύναται να χαρακτηρισθεί ως καινοτόμο.Τολμά την επαναφορά του Οπλισμένου Σκυροδέματος στη Γεφυροποιία, χωρίς μάλιστα την αντιαισθητική αύξηση των υψών των διατομών του φορέα σε σχέση με το προεντεταμένο σκυρόδεμα.Καινοτομεί στη διάταξη των 14μετρων ράβδων οπλισμού, οι οποίες δεν χρειάζονται τις συμβατικές παραθέσεις, που θα προκαλούσαν αδιαχώρητο οπλίσεως και αδυναμία ασφαλούς σκυροδέτησης.Είναι απαλλαγμένη από την ανάγκη της τμηματικής σκυροδετήσεως, την οποία δεν μπορούν να αποφύγουν οι φορείς από προεντεταμένο σκυρόδεμα (εξ αιτίας των απωλειών εκ των τριβών). Τα ανοίγματα των επιμέρους φατνωμάτων ουδόλως υστερούν σε μήκος έναντι των αντιστοίχων των προεντεταμένων φορέων γεφυρών.Επινοεί και προσφέρει μία πρωτότυπη και καινοτόμο λύση προσομοίωσης του φορέα, για τον προσδιορισμό των προσθέτων καταπονήσεων, εκ των καταναγκασμών, η οποία ερείζεται στη θεωρία των συνθέτων ελκυστήρων και η οποία προτείνεται και εφαρμόζεται για πρώτη φορά.Επιτυγχάνει την απλοποίηση του προβλήματος της αντιμετώπισης των καταναγκασμών, το οποίο εξετάζεται στο πλαίσιο ενός τυπικού φατνώματος και όχι επί του συνολικού μήκους της γεφύρας.Δεν οριοθετείται από άνω φράγμα, όσον αφορά στο αντιμετωπιζόμενο μήκος γεφύρας. Μάλιστα είναι τόσο οικονομικό, όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος της γεφύρας, γεγονός που οφείλεται στο ότι, οι εκ των καταναγκασμών δράσεις είναι ίδιες για τα μικρά και τα μεγάλα μήκη γεφυρών. Ωστόσο κρίνεται ενίοτε αντιοικονομική για τα μικρά μήκη, εξαιτίας του σχετικώς δαπανηρού των δύο ακροβάθρων της, συγκριτικώς με τα συμβατικά.Ξεκαθαρίζοντας και με ίδιο πειραματικό υλικό, αλλά και με κανονιστικές διατάξεις, τη μηχανική απόκριση των ρηγματωμένων και αρρηγμάτωτων ελκυστήρων, και οριοθετώντας, στο πλαίσιο του ως άνω τυπικού φατνώματος, τα μήκη αμφοτέρων, καταλήγει τελικώς σε εξάδα πρωτότυπων εξισώσεων, μέσω των οποίων διεξάγεται ο Έλεγχος σε ρηγμάτωση, και πλήρης υπολογισμός των αναγκαίων διαμήκων οπλισμών, για τον υποβιβασμό του εύρους των ρωγμών σε κανονιστικώς αποδεκτά επίπεδα.Αντισεισμικώς, μετά την τακτοποίηση του λειτουργικού μέρους του προβλήματος, για μεν τη δύσκολη διαμήκη διεύθυνση αποτελεί την ιδανική λύση, τύπου "Αυγού του Κολόμβου", καθόσον ο φορέας δεν παρουσιάζει διαφορικές μετακινήσεις, ως προς τους πόδας των μεσοβάθρων, ενώ για τη συνεκτίμηση της χωρικής μεταβλητότητας της σεισμικής κίνησης κατά τον σεισμικό σχεδιασμό των εν θέματι γεφυρών, κυρίως στην περίπτωση ακραίας διαφοροποίησης τοπικών εδαφικών συνθηκών, ισχύει επίσης η προαναφερόμενη ρήση του Αριστοτέλη, δεδομένου ότι η περιορισμένη επιρροή της παραμέτρου στις μονολιθικές γέφυρες δεν αφορά ουσιαστικά το σκεπτικό της παρούσας εργασίας. Σε ότι αφορά την 'εύκολη' εγκάρσια διεύθυνση, η λύση είναι απλούστατη, δια της πριμοδοτήσεως της αντίστοιχης πλευράς της τοιχοειδούς διατομής των μεσοβάθρων. Ωστόσο, εκτός αυτού, υπάρχει και το πρόσθετο πλεονέκτημα της εγκαρσίας πακτώσεως του φορέα στα ακρόβαθρα, με ό,τι αυτή συνεπάγεται στη μείωση των εγκαρσίων σεισμικών μετακινήσεων.