Νέα μέθοδος αντισεισμικής προστασίας γεφυρών βασισμένη στον λικνισμό των μεσοβάθρων
Creators: name: Βασιλείου, Σπυρίδων Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Σεισμική μόνωση βάσης
Λικνισμός μεσοβάθρων
Μηχανισμός ανασήκωσης εφεδράνων
Seismic base isolation
Pier rocking
Bearing uplift mechanism

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η συμπεριφορά δυο συστημάτων σεισμικής μόνωσης, όπου διαφοροποιείται η θέση των μονωτήρων. Στην πρώτη περίπτωση μελετάται η συμβατική μέθοδος σεισμικής μόνωσης στην γέφυρα αναφοράς, όπου ελαστομεταλλικά εφέδρανα και αποσβεστήρες τοποθετούνται στις κεφαλές των μεσοβάθρων. Στην δεύτερη περίπτωση προτείνεται ένα νέο σύστημα σεισμικής μόνωσης βάσης, όπου τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα τοποθετούνται στη στάθμη θεμελίωσης και πιο συγκεκριμένα στον πόδα των μεσοβάθρων, διαχωρίζοντας τα από τη θεμελίωση. Η νέα πρόταση αφενός προστατεύει τους μονωτήρες από την συνήθη διάβρωση του καταστρώματος και αφετέρου ενσωματώνει με τα πλεονεκτήματα μιας μονολιθικής κατασκευής. Σημαντική είναι η λεπτομερής προσέγγιση της συμπεριφοράς των εφεδράνων μέσω διαφορετικών στοιχείων στα μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν. Πιο συγκεκριμένα, επιχειρήθηκε η προσομοίωση της υστερητικής συμπεριφοράς των εφεδράνων, όσο και της δυνατότητας ανασήκωσης (Uplift) των μη αγκυρούμενων ελαστομεταλλικών εφεδράνων στη νέα πρόταση, καθώς και η ανάπτυξη τριβής μεταξύ των διεπιφανειών ελαστικού-σκυροδέματος. Τέλος, έγινε προσπάθεια ερμηνείας του φαινομένου της ανασήκωσης των εφεδράνων, λόγω παρουσίας εφελκυστικών δυνάμεων, και ανάδειξης της λικνιστικής συμπεριφοράς των βάθρων ως ευεργετικής για την σεισμική απόκριση της γέφυρας. Συνοψίζοντας, η παρούσα εργασία προτείνει μια νέα μέθοδο σεισμικής μόνωσης βάσης των γεφυρών. Η πρόταση αυτή κινείται στον άξονα σχεδιασμού με βάση την προσαρμοστικότητα (resilience design), κατά την οποία η προκύπτουσα μονολιθική ανωδομή προστατεύεται από την υποδομή και την μετάδοση σεισμικής ενέργειας. Ύστερα, από την σύγκριση της προτεινόμενης μεθόδου με την αντίστοιχη συμβατική, η πρώτη κρίνεται ιδιαίτερα ωφέλιμη, λειτουργική, οικονομική και άκρως αποτελεσματική.
description: This thesis investigates the behavior of two seismic isolation systems, which vary the position of isolators. In the first case the conventional method of seismic isolation is studied in the benchmark bridge, where elastomeric bearings and dampers placed on the pier caps. In the second case, a new base seismic isolation system is proposed where the elastomeric bearings are placed in the foundation level, specifically at pier bottom, separating them from the foundation. The new proposal both protects isolators from normal corrosion of the deck and integrates the advantages of a monolithic construction. An important point of this study is the detailed approach of bearings behavior via different data models that used. In particular, a simulation of the hysteretic behavior of the bearings was attempted, and the possibility of elastomeric bearings (non-anchored) uplift in the new proposal, and the development of friction between the elastic-concrete interface. Finally, an explain of the bearing uplift mechanism was attempted, due to the presence of tensile forces, and enhancement of the rocking response as fundamentally beneficial for the seismic response of the bridge. In conclusion, this paper proposes a new method of seismic base isolation for concrete bridges. This proposal follows the resilience design, where the whole monolithic superstructure is protected of the infrastructure and seismic energy transmission. Then, comparing the proposed method with the corresponding conventional, the first is particularly beneficial, functional, economical and highly effective.