Μελέτη σχετικής επιρροής ανοιχτών ζητημάτων δυναμικής αλληλεπίδρασης εδάφους ‐θεμελίωσης-κατασκευής και σεισμικού κραδασμού σε καμπύλες γέφυρες μεγάλου μήκους
Creators: name: Τασκάρη, Ολυμπία Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Γέφυρα
Δυναμική αλληλεπίδραση εδάφους-κατασκευής
Γωνία διέγερσης
Bridges
Soil-structure interaction
Angle of incidence

description: Πρόσφατη επιστημονική έρευνα έχει αναδείξει περιπτώσεις μη συμβατικών ή μη‐κανονικώνκτιριακών κατασκευών όπου εκτός του συχνοτικού περιεχομένου του σεισμικού κραδασμού, και ηγωνία πρόσπτωσης των σεισμικών κυμάτων είναι δυνατόν να επηρεάσει σημαντικά τη δυναμικήαπόκριση τους στο πεδίο του χρόνου. Ανάλογη ευαισθησία έχει καταδειχθεί και για την περίπτωσηγεφυρών με σημαντική καμπυλότητα σε κάτοψη (Sextos et al., 2004). Εντούτοις, το τρέχονκανονιστικό πλαίσιο (τόσο η εγκύκλιος Ε39/99 όσο και ο νέος Ευρωκώδικας 8 – Μέρος 2 πουαφορά τις γέφυρες), δεν προδιαγράφει σαφώς διαδικασίες επιλογής της γωνίας εφαρμογής τηςομάδας επιταχυνσιογραφημάτων που επιβάλλονται ως οριζόντια διέγερση στη βάση καμπύλωνγεφυρών. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να εξεταστεί το μέγεθος της τυχόν επιρροής τηςγωνίας διέγερσης συνεκτιμώντας όμως ταυτόχρονα και τον ρόλο του εδάφους θεμελίωσης τόσο ωςπρος τη μεταβολή των δυναμικών χαρακτηριστικών του συνολικού συστήματος ανωδομής‐θεμελίωσης‐εδάφους όσο και από άποψη τοπικής επιρροής των εδαφικών συνθηκών στοσυχνοτικό περιεχόμενο και την ένταση του προσπίπτοντος σεισμικού κραδασμού. Για τον σκοπόαυτόν, μελετάται η γέφυρα της Κρυσταλλοπηγής ακτίνας καμπυλότητας R=488m και συνολικούμήκος 680m η απόκρισης της οποίας έχει μελετηθεί διεξοδικά στην ελαστική και ανελαστικήπεριοχή (Paraskeva et al, 2006). Το σύστημα προσομοιώνεται με τη μέγιστη δυνατή διακριτοποίησηλαμβάνοντας υπόψη τη θεμελίωση των βάθρων και το υποκείμενο (και περιβάλλον) έδαφος, καθώςκαι την αλληλεπίδραση του καταστρώματος με τα ακρόβαθρα, συνθέτοντας ένα τρισδιάστατοπροσομοίωμα το οποίο υποβάλλεται σε σεισμικές διεγέρσεις διαφορετικών χαρακτηριστικών, υπόδιάφορες γωνίες πρόσπτωσης. Από τη μελέτη των παραπάνω συμπερασματικά προκύπτει ότι τοπρόβλημα είναι πολυπαραμετρικό και σύνθετο, ενώ αναδεικνύονται οι περιπτώσεις εκείνες στιςοποίες η συνήθης υπόθεση της διέγερσης καμπύλων γεφυρών κατά και εγκαρσίως του άξονα τηςχορδής αυτών δε συναρτάται με τη δυσμενέστερη αναμενόμενη δυναμική απόκρισή τους.
description: It has been already shown through recent research worldwide that not only the frequency contentbut also the incidence angle of earthquake excitation may play significant role in the response ofstructures especially in the case of irregular buildings or curved bridges (Sextos et al. 2004). Howeverthis phenomenon is not taken into account in all current codes (E39/99, EC8-Part 2). Along theselines, the scope of this study is to investigate the potential influence of the excitation direction ofseismic motion in the case of long, curved bridges, using the most refined finite element modelaffordable in terms of computational cost. For this purpose, Krystallopigi bridge (Paraskeva et al.,2006) is chosen and modeled using the general purpose finite element program ANSYS. Krystallopigibridge is a twelve span structure of 638m total length that crosses a valley, as a part of the 680KmEGNATIA highway in northern Greece. The deck, the piers and the piles are modeled as 3D beamelements as well as the piers are supported on pile groups of length and configuration that differsbetween support points due to the change of the soil profile along the bridge axis, an issue that hasbeen accounted for in the modeling of the system. The abutments, embankments, and pile capstogether with the entire soil volume are modeled using solid elements. As for the boundaryconditions, appropriate dashpots are implemented on the lateral surfaces to diminish reflections ofwaves along these boundaries. Seismic input motion was defined in terms of displacements acting atthe bedrock level after deconvolution process of specifically chosen natural accelerograms. Theparametric study of different ground motion scenarios performed, highlights the complexity of thephenomenon and the difficulty in determining a 'critical' angle of excitation for all responsequantities and all piers at the same time. However, the dispersion of the results obtained indicatesthat the error induced in seismic design when ignoring the influence of the direction of seismicexcitation and the role of the soil-foundation system may be significant under certain circumstances.