Διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης συστήματος εδάφους - μονολιθικής γέφυρας με χρήση ανακυκλωμένων ελαστικών στα μεταβατικά επιχώματα
Creators: name: Παπάντου, Μαρία Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Μονολιθικές γέφυρες
Μεταβατικά επιχώματα
Ανακυκλωμένα ελαστικά
Integral bridges
Approach Embankments
Recycled tyre-derived-aggregates

description: Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η μελέτη της σεισμικής απόκρισης μιας μονολιθικής γέφυρας λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση εδάφους-κατασκευής και την συνεισφορά των μεταβατικών επιχωμάτων καθώς και η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας της τροποποίησης αυτών με τη χρήση κοκκοποιημένων ανακυκλωμένων ελαστικών. Παράλληλα όμως με την ορθή περιβαλλοντική μέριμνα, επιχειρήθηκε η αντιμετώπιση των γνωστών παρενεργειών που συνοδεύουν την επιδίωξη μονολιθικού αποτελέσματος στην περιοχή των ακροβάθρων. Αυτό επετεύχθη μέσω εφαρμογής συμπιεστών ενθεμάτων από ελαστικά μεταξύ του ακροβάθρου και του μεταβατικού επιχώματος ή μιγμάτων χονδρόκκων εδαφών με ελαστικά στο επίχωμα, έχοντας ως πηγή έμπνευσης τα συστήματα σεισμικής μόνωσης. Για το σκοπό αυτό, μία πλήρως μονολιθική γέφυρα τριών ανοιγμάτων, τα μεταβατικά επιχώματα και το έδαφος θεμελίωσης της προσομοιώθηκαν σε ένα βήμα, λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση εδάφους-κατασκευής. H προσομοίωση έγινε στον κώδικα πεπερασμένων στοιχείων Abaqus σε δύο διαστάσεις, υπό την παραδοχή επίπεδης παραμόρφωσης των επιφανειακών στοιχείων του εδάφους. Σε πρώτο στάδιο προσδιορίστηκαν τα δυναμικά χαρακτηριστικά του προσομοιώματος με διενέργεια στατικών υπερωθητικών και ιδιομορφικών αναλύσεων και στη συνέχεια διενεργήθηκαν δυναμικές αναλύσεις στο πεδίο του χρόνου. Οι παράμετροι που εξετάστηκαν είναι η αποτελεσματικότητα της τεχνικής βελτίωσης του επιχώματος, το ποσοστό ελαστικού κλάσματος κατά βάρος του βελτιωμένου επιχώματος με μίγματα και η σεισμική κίνηση εισαγωγής. Τα αριθμητικά αποτελέσματα αφορούν χρονοϊστορίες απόκρισης σε όρους επιταχύνσεων, τα εντατικά μεγέθη του φορέα, ωθήσεις επί του ακροβάθρου, τις κατακόρυφες και οριζόντιες μετακινήσεις του συστήματος και τις πλαστικές παραμορφώσεις του επιχώματος. Τα προαναφερθέντα συγκρίθηκαν με τα αντίστοιχα αποτελέσματα του προσομοιώματος αναφοράς με το συμβατικό επίχωμα.
description: The purpose of the present study is the research on the seismic response of a fully integral bridge taking into account firstly the soil-structure interaction and the contribution of the approach embankments and secondly the investigation of the efficiency of the approach embankment modification by using tyre derived aggregates. Alongside with the proper environmental care, the writer attempts to mitigate the well-known side effects that a fully integral bridge suffers at the area of the abutments. This is attempted by installing compressive inclusions or mixtures of coarse soil and tyre derived aggregates between the wall-web of the abutment and the approach embankment, emulating the mechanical behavior of an isolation system. A fully integral three-span bridge, the approach embankments and the foundation soil are modeled in a continuous 2D model, using Αbaqus software. In this way, the soil-structure interaction effects are directly accounted for. Initially, static pushover and modal analyses were conducted so that the model’s dynamic properties to be determined. Subsequently, dynamic analyses in time domain were performed. The investigated parameters include the effectiveness of the embankment enhancement method, the percent by weight of tyre fraction in the coarse soil-tyre derived aggregates mixture and the input seismic motion. The obtained results were acceleration time-histories, developing stresses of the bridge bearing-structure, earth pressures acting on the abutment wall-web, vertical and horizontal displacement of the bridge and plastic deformations of the embankments. These results were evaluated comparatively to the results of the reference case study of the bridge with conventional approach embankments.