Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης – Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

1. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης – Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΕΦΥΡΩΝ Επιστημονική Ομάδα ΔΠΘ: Σ. Πανταζοπούλου, Καθηγήτρια ΔΠΘ Α. Κοτσόγλου, Πολ. Μηχ., MSc, Υ.Δ. ΔΠΘ Δ. Τιμοσίδης, Πολ. Μηχ., MSc, Υ.Δ. ΔΠΘ Συμμετοχή στις Ε.Ε.: 1.3. Εφαρμογή βελτιωμένων μεθόδων ανάλυσης στη μελέτη ανοιχτών θεμάτων αλληλεπίδρασης εδάφους-επιχώματος-αντιστηρίξεως ακροβάθρου-γέφυρας (Ε.Υ.Ε.:Γ.Γκαζέτας, ΕΜΠ) 2.3. Συμπεριφορά κόμβων βάθρων και καταστρώματος και κόμβων βάθρων – φρεάτων (Ε.Υ.Ε.: Σ. Πανταζοπούλου, ΔΠΘ) 3.2. Σχεδιασμός γεφυρών με βάση την επιτελεστικότητα και με συνεκτίμηση επιχωμάτων (Ε.Υ.Ε.: Β.Κόλιας, DENCO)

2. 2/14 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 1.3. Εφαρμογή βελτιωμένων μεθόδων ανάλυσης στη μελέτη ανοιχτών θεμάτων αλληλεπίδρασης εδάφους-επιχώματος-αντιστηρίξεως ακροβάθρου-γέφυρας (Ε.Υ.Ε.: Γ. Γκαζέτας, Ε.Μ.Π) ΔΠΘ: Εργασία 1.3: Σ. Πανταζοπούλου, Α. Κοτσόγλου • Στόχοι Εργασίας 1.3: • Αναλυτικά προσομοιώματα πρόβλεψης της σεισμικής συμπεριφοράς γεφυρών με μονολιθική • σύνδεση στα ακρόβαθρα, λαμβανόμενης υπόψη της συμμετοχής των επιχωμάτων. • Προσομοίωση της ενδοτικότητας των επιχωμάτων σε γέφυρες με μονολιθική σύνδεση στα • ακρόβαθρα. • Παραδοτέα Ενότητας 1.3: • Σχέσεις υπολογισμού του ενεργού μήκους των επιχωμάτων ως συνάρτηση του μεγέθους της επιβαλλόμενης σεισμικής μετακίνησης, των χαρακτηριστικών του εδάφους και της μορφολογίας του επιχώματος. • Οδηγίες για την προσομοίωση των στοιχείων αυτών κατά την ανάλυση και σεισμική αποτίμηση της γέφυρας ως σύνθετο σύστημα που αποτελείται από τον φορέα, τα μονολιθικά συνδεδεμένα ακρόβαθρα, τα επιχώματα και την θεμελίωση. • Βαθμονόμηση των αναλυτικών προσομοιωμάτων με μετρήσεις πεδίου. • Τεκμηρίωση και αξιολόγηση των επιπτώσεων της ενεργοποίησης των επιχωμάτων στα εντατικά μεγέθη σχεδιασμού των επιμέρους στοιχείων της γέφυρας.

3. PSO Detailed Model Flexible Abutment Assembly Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Αλληλεπίδραση Εδάφους-Γεφυρών 3/14 • Μπορεί να οδηγήσει υπό συνθήκες σε δραματική μεταβολή των δυναμικών χαρακτηριστικών και της δυναμικής συμπεριφοράς του συνολικού φορέα. Αλληλεπίδραση Θεμελίωσης- Ανωδομής Αλληλεπίδραση Επιχώματος-Ανωδομής • Ιδιαίτερα σημαντικές ζημιές ή και καταρρεύσεις τυπικών άνω διαβάσεων (Highway Overcrossings) των Η.Π.Α. Τυπικές άνω διαβάσεις-Η.Π.Α • Μονολιθικά συνδεδεμένες γέφυρες με εύκαμπτα ακρόβαθρα εδραζόμενα επί των επιχωμάτων πρόσβασης. • Ιδιαίτερα ευαίσθητες σε φαινόμενα αλληλεπίδρασης με τις παρακείμενες εδαφικές μάζες των επιχωμάτων πρόσβασης. • Πρόγραμμα ενοργάνωσης “California Strong Motion Instrumentation Program (CSMIP)” • PSO - Painter Street Overcrossing • MRO - Meloland Road Overcrossing

4. 1 Mode Shape Amplitude 1979 Imperial Valley Earthq. motion Ambient vibr. 0 North Abutment South Abutment Central Pier Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Αλληλεπίδραση Εδάφους-Γεφυρών 4/14 • Από μετρήσεις πεδίου επί των ενοργανωμένων PSO και MRO, αποδεικνύεται η προοδευτικά αυξανόμενη ενεργοποίηση των επιχωμάτων πρόσβασης ανάλογα της επιβαλλόμενης σεισμικής έντασης, παρασύροντας στην κίνησή τους τα εύκαμπτα ακρόβαθρα. • Κατά την επιβολή μέσης ή ισχυρής έντασης σεισμικών διεγέρσεων, λόγω της ενεργοποίησης των ενδοτικών επιχωμάτων πρόσβασης υπό αυξανόμενες γωνιακές παραμορφώσεις, η προεντεταμένη δύσκαμπτη ανωδομή ταλαντώνεται ως άκαμπτο σώμα. • Λόγω της μεγάλης δυσκαμψίας της ανωδομής αλλά και των μονολιθικά συνδεδεμένων ακροβάθρων, το μεγαλύτερο τμήμα των αδρανειακών δυνάμεων ακολουθεί εναλλακτική διαδρομή προς τα επιχώματα.

5. ACI-341 ACI-341 Bent Column PSO Central Bent Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Αλληλεπίδραση Εδάφους-Γεφυρών 5/14 • Τα υποστυλώματα του εύκαμπτου μεσόβαθρου καθίστανται ουραγοί της κίνησης ενώ οι απαιτήσεις σε όρους πλαστιμότητας, μετακίνησης ή στροφής αυξάνονται δραματικά. • Λόγω των αυξημένων σεισμικών απαιτήσεων τίθεται σε αμφισβήτηση η αρχικά προσδιορισθείσα (εφαρμογή συμβατικών μεθόδων) ικανότητα των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου για την πραγματοποίηση των επιβαλλόμενων μετακινήσεων. • Σοβαρότατες βλάβες ή και καταρρεύσεις δύναται να παρατηρηθούν ιδίως σε περιπτώσεις ανεπαρκούς διαστασιολόγησης των υποστυλωμάτων (ACI-341). • Συνεπώς κρίνεται αναγκαία η αναθεώρηση τόσο των μεθόδων σχεδιασμού, όσο και των αντίστοιχων στρατηγικών όπλισης των επιμέρους δομικών στοιχείων.

6. Ισοδύναμη Ορθογωνική Διατομή Επίχωμα Πρόσβασης >> >> >> Στοιχειώδες τμήμα εδάφους (Υ-Υ) Στοιχειώδες τμήμα εδάφους (Χ-Χ) Διαφορική εξίσωση κίνησης Διαφορική εξίσωση κίνησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Προτεινόμενο Μοντέλο Επιχώματος 6/14 Συνοριακές Συνθήκες και Καταστατικοί Νόμοι Υλικού

7. Επίχωμα PSO Θεμελιώδης ιδιομορφή, Μοντέλα Πεπερασμένων Στοιχείων (Εγκάρσια και Διαμήκης Διέγερση), G=8Mpa Εγκάρσια Διεύθυνση Διαμήκης Διεύθυνση Εγκάρσια Διεύθυνση Διαμήκης Διεύθυνση Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Συγκριτική Διερεύνηση Παρεχόμενων Αποτελεσμάτων με Αναλύσεις Μοντέλων Πεπερασμένων Στοιχείων 7/14

8. Αλληλεπίδραση με την Γέφυρα Εγκάρσια Fabut >> Finert -Uemb Διαμήκης -Uemb Finert Fabut Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Αδρανειακή και Κινηματική Αλληλεπίδραση με την Γέφυρα 8/14 • Αδρανειακή Αλληλεπίδραση: Προσθήκη συγκεντρωμένης μάζας στο άκρο του επιχώματος για τον συνυπολογισμό της συμμετέχουσας μάζας ανωδομής που αποδίδεται στον κοινό βαθμό ελευθερίας ανωδομής-επιχώματος. • Κινηματική Αλληλεπίδραση: Προσθήκη ελατηρίου στο άκρο του επιχώματος για τον συνυπολογισμό των αντιστάσεων του φορέα της γέφυρας που αποδίδονται στον κοινό βαθμό ελευθερίας επιχώματος-ανωδομής. Εισαγωγή αλληλεπίδρασης στο μαθηματικό μοντέλο με την μορφή Συνοριακών Συνθηκών • Ισορροπία Δυνάμεων: Εφαρμογή ισορροπίας δυνάμεων στην συγκεντρωμένη μάζα.

9. Προσδιορισμός Καμπύλης Αντίστασης του Ακρόβαθρου Προσδιορισμός Καμπύλης Αντίστασης Μεσόβαθρου Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Αδρανειακή και Κινηματική Αλληλεπίδραση με την Γέφυρα 9/14 • Υπερωθητική Ανάλυση: Η δυσκαμψία του φορέα της γέφυρας που αποδίδεται στον κοινό ακραίο κόμβο αλληλεπίδρασης υπολογίζεται με την διεξαγωγή υπερωθητικών αναλύσεων στα επιμέρους συστήματα (Ακρόβαθρο, Μεσόβαθρο).

10. Boundary Conditions y Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Κρίσιμο μήκος συμμετοχής επιχώματος στην συνολική απόκριση 10/14 • Προσδιορισμός κρίσιμου μήκους συμμετέχοντος επιχώματος στην απόκριση του συνολικού φορέα: Καθώς μέρος των παρακείμενων επιχωμάτων πρόσβασης αλληλεπιδρά με την ανωδομή, ο προσδιορισμός του κρίσιμου μήκους συμμετοχής τους στην συνολική απόκριση αναδεικνύεται σε σημαντικότατο παράγοντα για την ρεαλιστική εκτίμηση των μεγεθών που απαιτούνται κατά τον σχεδιασμό ή την αποτίμηση. • Ως κρίσιμο μήκος συμμετέχοντος επιχώματος ορίζεται το μήκος πέρα του οποίου η κίνηση του επιχώματος δεν επηρεάζεται από την επιβαλλόμενη λόγω της ανωδομής συνοριακή συνθήκη στο άκρο. Συνοριακές συνθήκες στο μαθηματικό μοντέλο • Στην θέση του κρίσιμου μήκους, μηδενισμός της μεταβολής των σχετικών μετακινήσεων κατά μήκος του άξονα y. • Στην θέση του κρίσιμου μήκους οι μετακινήσεις επιχώματος ανεξάρτητες του y (συμπεριφορά διατμητικής δοκού).

11. Απλοποιημένο μοντέλο φορέα γέφυρας Deck Mass Μοντέλο επιχώματος Spring Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Embankment Υπολογισμός Δυναμικής Απόκρισης Γέφυρας 11/14 Δυναμική Συμπεριφορά Συνολικού Φορέα • Με γνωστά τα δυναμικά χαρακτηριστικά του επιχώματος πρόσβασης, η δυναμική απόκριση του συνολικού φορέα υπολογίζεται με την εφαρμογή απλοποιημένων μοντέλων. • Τα δυναμικά χαρακτηριστικά του επιχώματος αποδίδονται στους κοινούς βαθμούς ελευθερίας με την μορφή Συγκεντρωμένων μαζών, Ελατηρίων και Αποσβεστήρων. • Επαναληπτικές υπολογιστικές διαδικασίες απαιτούνται με την εφαρμογή των δύο μοντέλων (μοντέλο επιχώματος-μοντέλο φορέα) μέχρι την σύγκλιση των παρεχόμενων αποτελεσμάτων στις θέσεις των κοινών βαθμών ελευθερίας.

12. PSO Μεσόβαθρο, Χρονοιστορία μεσόβαθρου (Σχετικές μετακινήσεις) Διαμήκης (mm) Εγκάρσια (mm) Σύγκριση καταγεγραμμένων και προβλεπόμενων αποκρίσεων Συμβατικός Σχεδιασμός Εγκάρσια Διεύθυνση (Σχετικές Μετακινήσεις mm) Εγκάρσια Διεύθυνση (Σχετικές Μετακινήσεις mm) Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Αποτελέσματα Δυναμικής Απόκρισης της PSO 12/14 • Απόκριση της PSO με χρήση του προτεινόμενου μοντέλου κατά την επιβολή των δύο συνιστωσώντης σεισμικής διέγερσης Petrolia 1992 Main event, Rio Dell, California, USΑ.

13. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Συμπεράσματα 13/14 • Η αλληλεπίδραση εδάφους γεφυρών δύναται να αποτελέσει παράγοντα δραματικής μεταβολής των δυναμικών χαρακτηριστικών του συνολικού φορέα της γέφυρας. • Κατά την εφαρμογή του προτεινόμενου αναλυτικού μοντέλου, υπολογίζονται τα δυναμικά χαρακτηριστικά φορέων γεφυρών με συνεκτίμηση της αλληλεπίδρασης επιχώματος-ανωδομής τόσο κατά την εγκάρσια όσο και κατά την διαμήκη διεύθυνση. • Το κρίσιμο μήκος συμμετοχής επιχώματος στην απόκριση του συνολικού συστήματος, προσδιορίζεται με την χρήση αντίστοιχων σχέσεων ως συνάρτηση της επιβαλλόμενης έντασης, της μορφολογίας του εδάφους αλλά και της γεωμετρίας του φορέα. • Το συνολικό σύστημα «Ανωδομή-Βάθρα-Θεμελίωση-Επιχώματα» προσομοιώνεται με την εφαρμογή απλοποιημένων μοντέλων με την χρήση συγκεντρωμένων μαζών, ελατηρίων και αποσβεστήρων για τον συνυπολογισμό της αδρανειακής, της κινηματικής αλληλεπίδρασης καθώς και της ενδοτικότητας του εδαφικού υλικού αντίστοιχα. • Τα αναλυτικά εξαγόμενα από την εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου στην ενοργανωμένη άνω διάβαση PSO βρίσκονται σε πλήρη σύγκλιση με τις αντίστοιχες καταγεγραμμένες αποκρίσεις. • Κατά την ενεργοποίηση των επιχωμάτων πρόσβασης, λόγω της δημιουργίας εναλλακτικού μηχανισμού ανάληψης της σεισμικής τέμνουσας, οι απαιτήσεις παραμορφωσιμότητας των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου είναι σημαντικά αυξημένες.

14. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Σχετικές Δημοσιεύσεις 14/14 • «Bridge-Embankment Interaction Under Transverse Ground Excitation» • Kotsoglou A. and Pantazopoulou S., Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (In Press 2007) • 2. «Soil-Structure Interaction: Capacity Curve Evaluation and Seismic Assessment of Highway Overcrossings», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., 4th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, Thessaloniki, Greece, 25-28 June 2007 • 3. «Seismic Performance and Limit State Assessment of Highway Overcrossings», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., COMPDYN 2007- Computational Methods In Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rethymno, Greece, 13-16 June 2007 • 4. «Σεισμική Συμπεριφορά Γεφυρών Οπλισμένου Σκυροδέματος με Συνεκτίμηση της Αλληλεπίδρασής τους με το Έδαφος και της Ενδοτικότητας των Επιχωμάτων Πρόσβασης», Κοτσόγλου, A. και Πανταζοπούλου, Σ., 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος ΤΕΕ, 25-27 Οκτωβρίου 2006, Αλεξανδρούπολη • 5. «Modeling of Embankment Flexibility and Soil-Structure Interaction in Integral Bridges», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., 1st European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Switzerland 3-8 September 2006 • 6. «Dynamic Response of Short Integral Concrete Bridges Considering Soil-Structure Interaction and Embankment Flexibility», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., 2nd International FIB Congress, Naples, Italy, 5-8 June 2006

15. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Ευχαριστίες Η παρούσα εργασία χρηματοδοτείται από την Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας (ΓΓΕΤ) στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος «Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών ΑΣ.Προ.Γε»

16. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης – Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΕΦΥΡΩΝ Επιστημονική Ομάδα ΔΠΘ: Σ. Πανταζοπούλου, Καθηγήτρια ΔΠΘ Α. Κοτσόγλου, Πολ. Μηχ., MSc, Υ.Δ. ΔΠΘ Δ. Τιμοσίδης, Πολ. Μηχ., MSc, Υ.Δ. ΔΠΘ Συμμετοχή στις Ε.Ε.: 1.3. Εφαρμογή βελτιωμένων μεθόδων ανάλυσης στη μελέτη ανοιχτών θεμάτων αλληλεπίδρασης εδάφους-επιχώματος-αντιστηρίξεως ακροβάθρου-γέφυρας (Ε.Υ.Ε.: Γ.Γκαζέτας, ΕΜΠ) 2.3. Συμπεριφορά κόμβων βάθρων και καταστρώματος και κόμβων βάθρων – φρεάτων (Ε.Υ.Ε.: Σ. Πανταζοπούλου, ΔΠΘ) 3.2. Σχεδιασμός γεφυρών με βάση την επιτελεστικότητα και με συνεκτίμηση επιχωμάτων (Ε.Υ.Ε.: Β.Κόλιας, DENCO)

17. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 3.2. Σχεδιασμός γεφυρών με βάση την επιτελεστικότητα και με συνεκτίμηση των επιχωμάτων. (Ε.Υ.Ε.: Β. Κόλιας,DENCO) ΔΠΘ: Εργασία 3.2: Σ. Πανταζοπούλου, Α. Κοτσόγλου 2/11 • Στόχοι Εργασίας 3.2: • Ορισμός στόχων επιτελεστικότητας για γέφυρες με μονολιθική σύνδεση ακροβάθρων- ανωδομής • σε όρους μετακινήσεων. • Ορισμός μοντέλου σχεδιασμού για τα διάφορα επίπεδα σεισμικού κινδύνου σχεδιασμού, με • συνεκτίμηση των επιχωμάτων. • Διαστασιολόγηση βάθρων και λοιπών στοιχείων για πραγματοποίηση των μετακινήσεων • σχεδιασμού και ανάληψη των λοιπών φορτίων. • Παραδοτέα Ενότητας 3.2: • Στόχοι επιτελεστικότητας για γέφυρες με μονολιθική σύνδεση ακροβάθρων-ανωδομής σε όρους • μετακινήσεων. • Μοντέλο σχεδιασμού με συνεκτίμηση των επιχωμάτων για χρήση σε συνδυασμό με ανελαστικά • φάσματα σχεδιασμού για τον προσδιορισμό της απαιτούμενης πλαστιμότητας και μετακίνησης • διαρροής. • Οδηγίες για την διαδικασία διαστασιολόγησης βάθρων και λοιπών στοιχείων, για πραγματοποίηση • των μετακινήσεων σχεδιασμού και ανάληψη των λοιπών φορτίων της ανωδομής. • Παραδείγματα εφαρμογής της προτεινόμενης μεθόδου και συγκριτική διερεύνηση των • αποτελεσμάτων σε σχέση με αυτά της ισχύουσας διαδικασίας σχεδιασμού.

18. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Ορισμός Στόχων Επιτελεστικότητας 3/11 Κριτήρια Επιτελεστικότητας Επίπεδα Λειτουργίας • Δυνατότητα κυκλοφορίας μετά το πέρας του σεισμικού συμβάντος • Απαιτούμενο χρονικό διάστημα για την αποκατάσταση της κυκλοφορίας ATC-32 ACI-341 AASHTO (LRFD 2001) CALTRANS (SDC 1999) EUROCODE 8 Επίπεδα Ασφαλείας • Έκταση παρατηρούμενων βλαβών λόγω της σεισμικής διέγερσης • Απαιτούμενο χρονικό διάστημα για αποκατάσταση των βλαβών Ορισμός Μετακίνησης Στόχου • Δημιουργία εναλλακτικού μηχανισμού ανάληψης της σεισμικής τέμνουσας λόγω της ενεργοποίησης των επιχωμάτων πρόσβασης. • Αυξημένες απαιτήσεις παραμορφωσιμότητας για τα υποστυλώματα του μεσόβαθρου. • Υπολογισμός των σεισμικών απαιτήσεων για τα υποστυλώματα του μεσόβαθρου με βάση τα νέα δεδομένα σε όρους πλαστιμότητας μετακινήσεων ή στροφών. • Σχεδιασμός και Διαστασιολόγηση έναντι των αναπροσαρμοσμένων σεισμικών απαιτήσεων

19. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Μοντέλο Σχεδιασμού 4/11 Μεθοδολογία Σχεδιασμού Μονολιθικών Γεφυρών με Συνεκτίμηση της Αλληλεπίδρασης Εδάφους Γεφυρών • Επιλογή ικανού αριθμού αντιπροσωπευτικών επιταχυνσιογραφημάτων για σχεδιασμό. • Δημιουργία αντίστοιχων ομάδων επιταχυνσιογραφημάτων διαδοχικά αυξανόμενης έντασης. • Διαδοχική εφαρμογή του μοντέλου (Kotsoglou and Pantazopoulou 2007) και υπολογισμός του κρίσιμου μήκους συμμετοχής επιχώματος και των αντίστοιχων δυναμικών του χαρακτηριστικών. • Υπολογισμός της δυναμικής απόκρισης του συνολικού φορέα με βάση το προτεινόμενο μοντέλο της ενότητας 1.3 (Kotsoglou and Pantazopoulou 2007). • Υπολογισμός της μέγιστης προκύπτουσας μετακίνησης του φορέα και των αντίστοιχων δυνάμεων που παραλαμβάνουν τα επιμέρους δομικά στοιχεία (βάθρα, πασσαλοθεμελίωση, επιχώματα κλπ) και εξαγωγή ζεύγους τιμών «Δύναμη- Μετακίνηση» για κάθε επίπεδο επιβαλλόμενης έντασης. • Δημιουργία υπερωθητικής καμπύλης η οποία διέρχεται από τα ζεύγη τιμών που έχουν προσδιοριστεί.

20. Μοντέλο Ανάλυσης (Kotsoglou and Pantazopoulou 2007) Output (Displacements) Input (Acceleration) >> Pushover Curve Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Μοντέλο Σχεδιασμού 5/11 Μεθοδολογία Σχεδιασμού Μονολιθικών Γεφυρών – Incremental Dynamic Analysis • Τα χαρακτηριστικά του αναλυτικού προσομοιώματος δεν παραμένουν σταθερά, αλλά μεταβάλλονται ανάλογα της επιβαλλόμενης σεισμικής έντασης. • Τα δυναμικά χαρακτηριστικά του συστήματος καθώς και το κρίσιμο μήκος συμμετέχοντος επιχώματος Lcυπολογίζονται για κάθε επίπεδο σεισμικής έντασης.

21. Ικανότητα Υποστυλωμάτων Lehman et al. 1998 Panagiotakos and Fardis 2001 Priestley et al. 1996 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Επιτελεστικότητα - Σεισμική Αποτίμηση της PSO 6/11 • Με εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου προσδιορίζεται η υπερωθητική καμπύλη του συνολικού φορέα, με συνυπολογισμό της ανάλογα της επιβαλλόμενης σεισμικής έντασης, σταδιακής ενεργοποίησης των επιχωμάτων πρόσβασης και των φαινομένων αλληλεπίδρασης. • Η ικανότητα παραμόρφωσης των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου παρέχεται από γνωστά μοντέλα της διεθνούς βιβλιογραφίας. • Η Σεισμική αποτίμηση της γέφυρας πραγματοποιείται με τον συσχετισμό του φάσματος A.D.R.S και της αντίστοιχης καμπύλης αντοχής του συνολικού φορέα (Pushover Curve).

22. Απόκριση της PSO ανάλογα της επιβαλλόμενης έντασης και συσχετισμός με κριτήρια επιτελεστικότητας (ACI-341) Partial Replacement Upper limit Repairable Damage Average Line Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 No Significant Damage Lower limit Επιτελεστικότητα - Σεισμική Αποτίμηση της PSO 7/11 • Με εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου υπολογίστηκαν οι σεισμικές απαιτήσεις των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου της PSO σε όρους μετακίνησης κορυφής βάσει της νέας θεώρησης. • Πραγματοποιήθηκε συσχέτιση των αποτελεσμάτων με την σεισμική ένταση και τα κριτήρια επιτελεστικότητας διεθνών κανονισμών ή επιστημονικών αναφορών. • Από τα εξαγόμενα αποτελέσματα κατά την εφαρμογή της μεθόδου παρατηρούνται ιδιαίτερα αυξημένες απαιτήσεις μετακίνησης κορυφής έναντι ισχυρών σεισμικών συμβάντων (Takatori-Kobe 1995).

23. Υπερωθητική Καμπύλη μεσόβαθρου της PSO και οριακή μετακίνηση από CALTRANS SDC 1999 Στρατηγικές Σχεδιασμού >> Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Επιτελεστικότητα - Σεισμική Αποτίμηση της PSO 8/11 • Από τα αναλυτικά εξαγόμενα προκύπτει η ανεπάρκεια των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου κατά τον συσχετισμό των προσδιορισμένων σεισμικών απαιτήσεων βάσει του προτεινόμενου μοντέλου με τα αντίστοιχα κριτήρια του CALTRANS SDC 1999. • Συνεπώς ο σχεδιασμός και η διαστασιολόγηση των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου με βάση την κλασική θεώρηση (μεγάλες διατομές μικρής παραμορφωσιμότητας) κρίνεται ανεπαρκής λόγω της ενεργοποίησης και της συμμετοχής των επιχωμάτων στην συνολική απόκριση του συστήματος. • Μικρές διατομές μεγάλης παραμορφωσιμότητας προτείνονται κατά τον σχεδιασμό, ώστε τα υποστυλώματα του μεσόβαθρου να φέρουν με επιτυχία τα φορτία βαρύτητας της ανωδομής και παράλληλα να πραγματοποιούν με επιτυχία τις αυξημένες απαιτούμενες μετακινήσεις. • Συνεπώς, ο σχεδιασμός των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου, μπορεί να πραγματοποιείται βάσει της μετακίνησης στόχου που προσδιορίζεται από την εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου.

24. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Συμπεράσματα 9/11 • Λόγω της αδρανειακής και κινηματικής αλληλεπίδρασης αλλά και της ενδοτικότητας των επιχωμάτων πρόσβασης, οι πραγματικές απαιτήσεις των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου αυξάνονται σημαντικά σε σχέση με τις προβλέψεις κατά τον σχεδιασμό με συνήθεις συμβατικές μεθόδους. • Με την εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου σχεδιασμού προσδιορίζονται οι απαιτήσεις του συστήματος σε όρους πλαστιμότητας μετακινήσεων ή στροφής με συνεκτίμηση της σταδιακής ενεργοποίησης του εναλλακτικού μηχανισμού ανάληψης της σεισμικής τέμνουσας καθώς και της συμμετοχής των επιχωμάτων πρόσβασης στην συνολική απόκριση. • Σύμφωνα με τα αναλυτικά εξαγόμενα, προτείνεται ο σχεδιασμός μικρότερων διατομών με ικανή περίσφιξη για τα υποστυλώματα του μεσόβαθρου ώστε να παρέχεται επαρκής παραμορφωσιμότητα για την πραγματοποίηση των ιδιαίτερα αυξημένων απαιτήσεων μετακίνησης κορυφής στην περιοχή του μεσόβαθρου. • Με βάση τα παραπάνω, ορίστηκαν κριτήρια επιτελεστικότητας φορέων γεφυρών με συνεκτίμηση της αλληλεπίδρασης εδάφους-ανωδομής, σε όρους μετακίνησης στόχου ανάλογα του επιπέδου της επιβαλλόμενης σεισμικής έντασης. • Πραγματοποιήθηκε η τεκμηρίωση της διαδικασίας σχεδιασμού με εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας επί της ενοργανωμένης PSO.

25. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Σχετικές Δημοσιεύσεις 10/11 • «Bridge-Embankment Interaction Under Transverse Ground Excitation» • Kotsoglou A. and Pantazopoulou S., Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (In Press 2007) • 2. «Soil-Structure Interaction: Capacity Curve Evaluation and Seismic Assessment of Highway Overcrossings», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., 4th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, Thessaloniki, Greece, 25-28 June 2007 • 3. «Seismic Performance and Limit State Assessment of Highway Overcrossings», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., COMPDYN 2007- Computational Methods In Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rethymno, Greece, 13-16 June 2007 • 4. «Σεισμική Συμπεριφορά Γεφυρών Οπλισμένου Σκυροδέματος με Συνεκτίμηση της Αλληλεπίδρασής τους με το Έδαφος και της Ενδοτικότητας των Επιχωμάτων Πρόσβασης», Κοτσόγλου, A. και Πανταζοπούλου, Σ., 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος ΤΕΕ, 25-27 Οκτωβρίου 2006, Αλεξανδρούπολη • 5. «Modeling of Embankment Flexibility and Soil-Structure Interaction in Integral Bridges», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., 1st European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Switzerland 3-8 September 2006 • 6. «Dynamic Response of Short Integral Concrete Bridges Considering Soil-Structure Interaction and Embankment Flexibility», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., 2nd International FIB Congress, Naples, Italy, 5-8 June 2006

26. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Ευχαριστίες 11/11 Η παρούσα εργασία χρηματοδοτείται από την Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας (ΓΓΕΤ) στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος «Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών ΑΣ.Προ.Γε»