Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης – Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΕΦΥΡΩΝ Επιστημονική Ομάδα ΔΠΘ: Σ. Πανταζοπούλου, Καθηγήτρια ΔΠΘ Α.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης – Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΕΦΥΡΩΝ Επιστημονική Ομάδα ΔΠΘ: Σ. Πανταζοπούλου, Καθηγήτρια ΔΠΘ Α."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

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 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. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος /14

3  Μπορεί να οδηγήσει υπό συνθήκες σε δραματική μεταβολή των δυναμικών χαρακτηριστικών και της δυναμικής συμπεριφοράς του συνολικού φορέα. 3/14 Αλληλεπίδραση Θεμελίωσης- Ανωδομής Αλληλεπίδραση Επιχώματος-Ανωδομής Αλληλεπίδραση Εδάφους-Γεφυρών  Ιδιαίτερα σημαντικές ζημιές ή και καταρρεύσεις τυπικών άνω διαβάσεων (Highway Overcrossings) των Η.Π.Α. Flexible Abutment Assembly Τυπικές άνω διαβάσεις-Η.Π.Α PSO Detailed Model  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 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

4  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. 4/14 Αλληλεπίδραση Εδάφους-Γεφυρών Mode Shape Amplitude 0 1 South Abutment Central Pier North Abutment 1979 Imperial Valley Earthq. motionAmbient vibr.  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. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

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

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

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

8 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. Αλληλεπίδραση με την Γέφυρα Εγκάρσια Διαμήκης  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. F abut F inert -U emb F abut F inert -U emb Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

9 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). Προσδιορισμός Καμπύλης Αντίστασης του Ακρόβαθρου Προσδιορισμός Καμπύλης Αντίστασης Μεσόβαθρου Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

10 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. Boundary Conditions Συνοριακές συνθήκες στο μαθηματικό μοντέλο  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.  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). y Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

11 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. Απλοποιημένο μοντέλο φορέα γέφυρας Μοντέλο επιχώματος Spring Deck Mass Embankment Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

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

13 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. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

14 1.«Bridge-Embankment Interaction Under Transverse Ground Excitation» Kotsoglou A. and Pantazopoulou S., Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (In Press 2007) 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, June «Seismic Performance and Limit State Assessment of Highway Overcrossings», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., COMPDYN Computational Methods In Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rethymno, Greece, June «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, 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 «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 Σχετικές Δημοσιεύσεις 14/14 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

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

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 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 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. 2/11

18 3/11 ΚριτήριαΕπιτελεστικότητας Ορισμός Στόχων Επιτελεστικότητας Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Επίπεδα Λειτουργίας Επίπεδα Ασφαλείας  Δυνατότητα κυκλοφορίας μετά το πέρας του σεισμικού συμβάντος  Απαιτούμενο χρονικό διάστημα για την αποκατάσταση της κυκλοφορίας  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 ATC-32 ACI-341 ACI-341 AASHTO (LRFD 2001) AASHTO (LRFD 2001) CALTRANS (SDC 1999) EUROCODE 8 EUROCODE 8

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

20 5/11 Μεθοδολογία Σχεδιασμού Μονολιθικών Γεφυρών – Incremental Dynamic Analysis Μοντέλο Σχεδιασμού Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Μοντέλο Ανάλυσης (Kotsoglou and Pantazopoulou 2007) (Kotsoglou and Pantazopoulou 2007) Input (Acceleration) Output (Displacements) >> Pushover Curve  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 L c υπολογίζονται για κάθε επίπεδο σεισμικής έντασης.

21 Επιτελεστικότητα - Σεισμική Αποτίμηση της PSO 6/11  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).  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. Panagiotakos and Fardis 2001 Lehman et al Priestley et al Ικανότητα Υποστυλωμάτων Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

22 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. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Partial Replacement Repairable Damage No Significant Damage Upper limit Lower limit Average Line Απόκριση της PSO ανάλογα της επιβαλλόμενης έντασης και συσχετισμός με κριτήρια επιτελεστικότητας (ACI-341)  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 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 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007 Στρατηγικές Σχεδιασμού >>  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 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.  Συνεπώς, ο σχεδιασμός των υποστυλωμάτων του μεσόβαθρου, μπορεί να πραγματοποιείται βάσει της μετακίνησης στόχου που προσδιορίζεται από την εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου.

24 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. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

25 1.«Bridge-Embankment Interaction Under Transverse Ground Excitation» Kotsoglou A. and Pantazopoulou S., Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (In Press 2007) 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, June «Seismic Performance and Limit State Assessment of Highway Overcrossings», Kotsoglou, A. and Pantazopoulou, S., COMPDYN Computational Methods In Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rethymno, Greece, June «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, 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 «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 Σχετικές Δημοσιεύσεις 10/11 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007

26 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» Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑσΠροΓε-Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών, Απρίλιος 2007


Κατέβασμα ppt "Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης – Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΕΦΥΡΩΝ Επιστημονική Ομάδα ΔΠΘ: Σ. Πανταζοπούλου, Καθηγήτρια ΔΠΘ Α."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google