Σεισμική συμπεριφορά υφιστάμενης γέφυρας Ο/Σ συνεκτιμώντας την αλληλεπίδραση επιχώματος, ακρόβαθρου και καταστρώματος:
Creators: name: Φαραώνης, Περικλής Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Επίχωμα
Ακρόβαθρο
Αλληλεπίδραση
Γεφυροποιία
Προσομοίωση
Δυναμική ανάλυση Χρονοϊστορίας
Embankment
Abutment
Interaction
Bridges
Simulation
Time-history dynamic analysis

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με τον αντισεισμικό σχεδιασμό και τον τρόπο προσομοίωσης υφιστάμενης γέφυρας. Ως μέθοδος ανάλυσης επιλέχθηκε η δυναμική ελαστική ανάλυση στο πεδίο του χρόνου με τη χρήση φυσικών επιταχυνσιογραφημάτων (κατά EC8 - Part 1,2). Εφαρμόστηκε στη 2η Χαραδρογέφυρα Παράκαμψης της Καβάλας, η οποία βρίσκεται στο 13.7 Τμήμα της Εγνατίας Οδού, με αρχή στη Χ.Θ. 2+418.50 και τέλος στη Χ.Θ. 2+598.50. Η γέφυρα είναι σεισμικά μονωμένη, αποτελείται από δύο ανεξάρτητους κλάδους ανά κατεύθυνση, καθένας από τους οποίους είναι τεσσάρων ανοιγμάτων και συνολικού μήκους 177.46m. Οι όποιες προσομοιώσεις και αναλύσεις του φορέα πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση του λογισμικού Abaqus. Στο πρώτο μέρος, μετά την επιλογή των κατάλληλων ομάδων καταγραφών (δύο ομάδες από επτά καταγραφές η κάθε μια), σύμφωνα με τις προδιαγραφές που καθορίζουν οι διατάξεις του EC8 -Part 2, διερευνάται η ευαισθησία του αντισεισμικού σχεδιασμού των γεφυρών και κατ’ επέκταση των κατασκευών Ο/Σ, στην επιλογή και χρήση διαφορετικών ομάδων καταγραφών. Παράλληλα, μελετάται τόσο η επιρροή του τρόπου προσομοίωσης του φορέα όσο και η επιρροή της προσομοίωσης ή όχι της αλληλεπίδρασης της γέφυρας με το έδαφος και το επίχωμα. Λόγω της στατικής ανεξαρτησίας των κλάδων της γέφυρας, προσομοιώνεται αρχικά μόνο ο ένας κλάδος της. Πιο αναλυτικά, μορφώνονται ένα παγιωμένο προσομοίωμα γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων (προσομοίωμα αναφοράς), ένα προσομοίωμα γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων που προσομοιώνει το έδαφος με ελατήρια, ένα παγιωμένο προσομοίωμα τρισδιάστατων πεπερασμένων στοιχείων και ένα λεπτομερές προσομοίωμα τρισδιάστατων πεπερασμένων στοιχείων προσομοίωσης του συστήματος γέφυρας, ακρόβαθρων και περιβάλλοντος εδάφους. Στο δεύτερο μέρος ελέγχεται η επιρροή και η ευαισθησία των παραπάνω αποτελεσμάτων στην περίπτωση που η υφιστάμενη γέφυρα ήταν μονολιθική και όχι σεισμικά μονωμένη. Ο έλεγχος πραγματοποιείται με τη μόρφωση ενός πέμπτου μονολιθικού προσομοιώματος τρισδιάστατων πεπερασμένων στοιχείων, που προσομοιώνει τον ένα κλάδο της γέφυρας, με τα ακρόβαθρα και το περιβάλλον έδαφος. Στο τρίτο μέρος της διπλωματικής εργασίας διερευνάται η δυναμική ανεξαρτησία των δύο κλάδων της γέφυρας. Η διερεύνηση πραγματοποιείται με τη μόρφωση ενός έκτου προσομοιώματος τρισδιάστατων πεπερασμένων στοιχείων, που προσομοιώνει και τους δύο κλάδους της γέφυρας, με τα ακρόβαθρα και το πλήρες περιβάλλον έδαφος. Η σύγκρισή του θα γίνει με ένα έβδομο προσομοίωμα, τρισδιάστατων πεπερασμένων στοιχείων, που προσομοιώνει και τον έναν κλάδου της γέφυρας, με τα ακρόβαθρα και το πλήρες περιβάλλον έδαφος. Στο τέταρτο και τελευταίο μέρος της διπλωματικής εργασίας συγκεντρώνονται όλα τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τις αναλύσεις των επτά προσομοιωμάτων.
description: The present thesis studies the seismic design and the modelling of a real, already constructed bridge. The linear dynamic time-history method is chosen as the analysis method and the input motion is defined by natural records (according to EC8-Part 1, 2). The method is applied to the 2nd Kavala Bypass Ravine Bridge, which is located in Section 13.7 of Egnatia. The bridge is seismic isolated and comprises two statically independent branches, one at each direction, with four identical simply supported spans and an overall length of 177.46m. The numerical simulation of the bridge is carried out with Abaqus. Having selected the required sets of records (two sets consisting each one of seven pairs of earthquake records), based on the prescriptions of EC8-Part 2, the first part of the thesis studies the sensitivity of bridge and R/C structures seismic design, due to using different sets of records. Furthermore, it investigates not only the influence of using models of increasing analysis complexity but also the effect of considering or not soil-structure interaction. For this purpose, a parametric analyses scheme was developed for different finite element models. Due to the static independence of the two branches, the first four models involve only the one branch. In more detail, the first model is a simple fixed base frame superstructure, the second is a spring supported frame bridge and the third is a 3D fixed-base superstructure where bearings, I-beams and stoppers are modeled in maximum possible detail in 3D space. Having established a level of confidence between the 1D and the 3D finite element models, the exact geometry of the abutment-backfill-embankment system and the middle piers-caisson-soil substructure system is also considered by forming a fourth model. The second part of the thesis studies the alternative approach of a monolithic abutment-deck connection. For this purpose a fifth model is formed. The third part of the thesis studies the dynamic independence of the two branches. For this purpose two more models are formed. The first involves both branches of the twin bridge (sixth model) and the other involves only the one branch (seventh model). Finally, the fourth part of the thesis brings together the comparative evaluation of the results and the conclusive remarks that derived from the parametric analyses scheme.