Εναλλακτική πρόταση αντισεισμικής θωράκισης μεγάλης σιδηροδρομικής γέφυρας που μελετήθηκε με σεισμική μόνωση:
Creators: name: Σαμψάνης, Κωνσταντίνος Ηλία
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Γέφυρα
Σύστημα θλιπτήρων-ελκυστήρων
Δέσμες ράβδων οπλισμού
Bridge
Struts and ties system
Steel bundles

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζονται εναλλακτικοί τρόποι αντισεισμικής προστασίας μίας σιδηροδρομικής γέφυρας τεσσάρων ανοιγμάτων. Ο φορέας της γέφυρας είναι συνεχής, διατομής μονοκυψελικού κιβωτίου και εδράζεται στα ακρόβαθρα και στα μεσόβαθρα μέσω ελαστομεταλλικώνεφεδράνων με πυρήνα μολύβδου. Κάθε ακρόβαθρο της γέφυρας είναι εφοδιασμένο με δύο αποσβεστήρες απλής δράσης μέγιστου φορτίου 2000kN. Παρά την πολύ καλή τους λειτουργία στην αντιμετώπιση του προβλήματος των καταναγκασμών, υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα ως προς τη «ετοιμότητα» αυτών των συστημάτων σεισμικής μόνωσης την στιγμή που θα κληθούν να αντιμετωπίσουν τον σεισμό. Επιπροσθέτως αυξάνουν τόσο το κόστος κατασκευής όσο και συντήρησης του τεχνικού έργου καθώς είναι πολύ σύνθετα και ευαίσθητα έναντι του χρόνου. Για αυτό το λόγο τα πράγματα ωθούν στην ανάγκη εύρεσης εναλλακτικών λύσεων για την αντιμετώπιση του σεισμού. Προτείνονται λοιπόν δύο εναλλακτικές λύσεις που περιλαμβάνουν ένα αδάπανο και χωρίς ανάγκες συντήρησης,σύστημα θλιπτήρων-ελκυστήρων μέσω του οποίου επιτυγχάνεται ανάσχεση των σεισμικών μετακινήσεων της ταλαντούμενης μάζας του καταστρώματος.Το αναφερθέν σύστημα περιλαμβάνει τέσσερις συμμετρικά τοποθετούμενες δέσμες ράβδων στα άκρα της γέφυρας που συνδέουν τον φορέα με τα ακρόβαθρα. Η αγκύρωση των ράβδων πραγματοποιείται μόνα στα άκρα τους, δηλαδή στους πτερυγότοιχους και στον φορέα κατά το προβλεπόμενο μήκος αγκύρωσης. Στο υπόλοιπο μήκος χρησιμοποιούνται κατάλληλοι πλαστικοί σωλήνες που αποτρέπουν την συνεργασία των δεσμών με το περιβάλλον σκυρόδεμα.Επίσης και στις δύο παραλλαγές της αρχικής γέφυρας τα δύο ψηλότερα μεσόβαθρα Μ1 και Μ2 συνδέονται μονολιθικά με το φορέα. H πρώτη λύση διατήρησε τα ίδια μεσόβαθρα με τη γέφυρα αναφοράς, ενώ η δεύτερη επέλεξε μικρότερης συμπαγούς κυκλικής και όχι κοίλης ορθογωνικής διατομής μεσόβαθρα, όπως είχε η αρχική γέφυρα.Από τις αναλύσεις προέκυψε ότι οι δύο παραλλαγές επέτυχαν περίπου τον ίδιο υποβιβασμό των μετακινήσεων με τη γέφυρα αφετηρία. Για τη δεύτερη εναλλακτική λύση, μολονότι χρησιμοποιήθηκαν πολύ μικρότερες διατομές, όπως ανεφέρθη, δεν προέκυψαν σημαντικά μεγαλύτερες μετακινήσεις και η όπλιση των μεσοβάθρων προέκυψε γύρω από τον ελάχιστο οπλισμό.Οι μεγάλες δυνάμεις που ασκούνται στα ακρόβαθρααπό τοσύστημαθλιπτήρων – ελκυστήρων παραλαμβάνονται άνετα από τους πασσάλους μέσω των οποίων θεμελιώνεται κάθε ακρόβαθρο. Τέλος προκύπτουν σημαντικά οικονομικά οφέλη τόσο στην κατασκευή όσο και στην συντήρηση λόγω της κατάργησης των δαπανηρών συστημάτων σεισμικής μόνωσης.
description: This master thesis examines alternative ways for the seismic protection of a long seismic isolated railway bridge. This bridge is straight, has four spans and a total length equal to 168,0m. The end spans have a length equal to 39,0m, while the two intermediate spans are 45,0m long. The prestressed deck has a hollow T-beam-like section and is supported on three hollow rectangular piers. The deck is connected to the abutments and piers through LRB bearings and is separated from the backwall through an expansion joint. Each abutment is equipped with two fluid dampers. Although these systems behave quite well against the serviceability constraint movements of the bridge, it is not sure that they are going to behave adequately against seismic actions. In addition they increase not only the construction cost but also the maintenance cost due to the fact that they are extremely complicated and sensitive to time. This is the reason why alternative solutions should be found to deal with the crucial seismic issue. In this thesis, two alternative solutions are proposed that include a simple and without need of maintenance struts and ties system which reduce the longitudinal movements of the bridge. This system comprises four symmetrical bundles of steel bars in the edges of the bridge that connect the superstructure with the abutments. The steel bars are anchored at their ends, inside the wing walls and the deck. Plastic ducts enclose the remaining length (except for the anchorages in the ends) of the bars in order to avoid the bonding with the surrounding concrete. In both the proposed solutions the two higher piers M1 and M2 are rigidly connected to the deck. The first solution retained the same piers cross-section with the initial bridge, while in the second solution the piers cross-section was modified from rectangular hollow to smaller solid circular section. The analysis of the two models resulted approximately in the same reduction of the seismic displacements with the initial bridge. Although in the second alternative solution smaller pier cross-sections were used the displacements were not quite larger and the required longitudinal reinforcement was about the minimum required by the Code. The abutment’s foundation has adequate capacity to withstand the forces that are transferred to the abutments through the struts and ties system. Moreover important economic benefits derive from the removal of the costly seismic isolation devices.