Μεγάλη σιδηροδρομική γέφυρα με σεισμική μόνωση-Διερεύνηση εναλλακτικών λύσεων αντισεισμικού σχεδιασμού:
Creators: name: Τιτίρλα, Μαγδαληνή Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Γέφυρα
Σεισμικά ενεργό ακρόβαθρο
Σεισμική μόνωση
Bridge
Abutments
Seismic isolation

description: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της σεισμικής αποδοχής ενός ισχυρού ακροβάθρου στην αντισεισμική θωράκιση, αξιοποιώντας την αντίσταση των ισχυρών σεισμικώς ενεργών πτερυγοτοίχων. Ο αντισεισμικός ανασχεδιασμός της σεισμικώς μονωμένης σιδηροδρομικής γέφυρας με εμπλοκή των ακροβάθρων, επιτυγχάνεται μέσω της ενεργοποίησης των υπαρχόντων μελών δηλαδή των πτερυγοτοίχων και του επιχώματος, τα οποία αναλαμβάνουν μέρος της σεισμικής δράσης μέσω της κρουστικής αλληλεπίδρασης ακροβάθρου και καταστρώματος. Μελετήθηκαν δύο (2) εναλλακτικές περιπτώσεις ανασχεδιασμού, μία με συμμετοχή του σεισμικώς ενεργού ακροβάθρου και μία με μονολιθική σύνδεση του μεσαίου μεσοβάθρου με το κατάστρωμα και με συμμετοχή του ακροβάθρου. Στις ανασχεδιασμένες γέφυρες μειώθηκε το εύρος των ακραίων αρμών, ώστε αυτοί να εξυπηρετούν μόνο λειτουργικές μετακινήσεις, δηλαδή τη συστολή ξήρανσης, τον ερπυσμό και τις θερμικώς επιβαλλόμενες καταναγκασμένες μετακινήσεις. Σημειωτέον ότι έγινε πιθανοτικός προσδιορισμός της μετακίνησης που προκαλούν οι θερμικές επιδράσεις ώστε αφενός μεν να μειωθεί ο κίνδυνος της λειτουργικής αλληλεπίδρασης καταστρώματος - δύσκαμπτου ακροβάθρου και αφετέρου να επαυξηθεί η σεισμική εμπλοκή του ακροβάθρου. Ο προτεινόμενος μη συμβατικός αντισεισμικός σχεδιασμός της γέφυρας προβλέπει επιπλέον την αφαίρεση των υδραυλικών αποσβεστήρων ιξώδους απόσβεσης καθώς και την αντικατάσταση των ελαστομεταλλικών εφεδράνων με πυρήνα μολύβδου, με κοινά ελαστομεταλλικά εφέδρανα. Ως γέφυρα αφετηρία αξιοποιήθηκε η σιδηροδρομική κοιλαδογέφυρα διπλής γραμμής από τη Χ.Θ. 59+686,91 έως τη Χ.Θ. 59+854,91 της Νέας Χάραξης της Σιδηροδρομικής Γραμμής Θεσσαλονίκης - Ειδομένης στο τμήμα Πολυκάστρου-Ειδομένης, η οποία διαθέτει ένα ισχυρό σύστημα σεισμικής μόνωσης με ελαστομεταλλικά εφέδρανα με πυρήνα μολύβδου και υδραυλικούς αποσβεστήρες ιξώδους συμπεριφοράς. Ο ανασχεδιασμός της γέφυρας έδειξε ότι οι δύο εναλλακτικές λύσεις είναι σαφώς οικονομικότερες, συγκρινόμενες με την γέφυρα αφετηρία, η οποία διαθέτει ένα δαπανηρό σύστημα μόνωσης με ελαστομεταλλικά εφέδρανα με πυρήνα μολύβδου και υδραυλικούς αποσβεστήρες ιξώδους συμπεριφοράς.
description: This dissertation studies the seismic efficiency of an unconventional abutment, that has wing-walls with high capacity, which participate in the earthquake resisting system of the bridge also assisted by the backfill soil. This design concept aims at reducing effectively the seismic demand of the piers, their foundations and bearings and hence to reduce the initial structural cost of the bridge, taking to account that the reference bridge had an expensive seismic isolation system. The primary feature of the proposed jointless abutment is the decoupling of the in-service response of the bridge from the backfill soil and the utilization of the resistance of the abutment’s wing walls and the backfill soil during earthquake. This objective was achieved by accommodating the in-service constraint movements of the deck through the flexibility of the IAB and via as small as possible clearances. During an earthquake the bridge interacts with the abutment and the backfill soil and hence the displacements of the deck are effectively reduced. The investigation utilized bridge in order to identify the effectiveness of the new concept in terms of earthquake resistance and cost effectiveness. The re-design of the bridge, showed that the proposed abutment with the backfill soil lead to a more economic design of the bridge, due to the reduced seismic demand of the unconventional bridge, as compared to the reference bridge that was equipped with a heavy seismic isolation system with lead rubber bearings and expensive hydraulic dampers.