1 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΔΡΑΣΗ 8: Εφαρμογή σε Χαλύβδινη Γέφυρα ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Χάρης Γαντές, Ισαβέλλα Βασιλοπούλου ΑΘΗΝΑ 30 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2015 ΠΡΑΞΗ: «ΘΑΛΗΣ- ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ» MIS

2 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ

3 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ

4 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ Συμβατική λύση θεμελίωσης Καινοτόμος λύση θεμελίωσης

5 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ Όψη ενός ανοίγματος

6 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ Κάτοψη ενός ανοίγματος

7 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ Οριζόντια τομή φορέα ενός ανοίγματος

8 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ Εγκάρσια τομή μεσοβάθρου

9 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ Διαμήκης τομή και κάτοψη μεσοβάθρου

10 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ

11 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ Προσομοίωμα γέφυρας Μη γραμμικές αναλύσεις γεωμετρία και υλικού με αρχικές ατέλειες LC1: Ίδιο βάρος κατασκευής LC2: Πρόσθετα μόνιμα φορτία LC3: Κινητά φορτία LC4: Καθιζήσεις και στροφές

12 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ Μεταλλικά στοιχεία Τόξα Κύριες δοκοί Διαδοκίδες Αναρτήρες Σύνδεσμοι δυσκαμψίας Καταστατικοί νόμοι υλικών Χάλυβας S355 με κράτυνση Μέγιστη διατμητική παραμόρφωση λόγω μετακίνησης Μέγιστη διατμητική παραμόρφωση συμπεριλαμβανόμενων στροφών & θλίψης Εφέδρανα

13 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ Καταστατικοί νόμοι υλικών Σκυρόδεμα C30/37 Xάλυβας οπλισμού Β500C Διατομή στύλου

14 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ Αρχικές ατέλειες ανωδομής με σχήματα ιδιομορφών λυγισμού Λυγισμός εντός επιπέδου των διαγώνιων συνδέσμων δυσκαμψίας Λυγισμός εκτός επιπέδου των διαγώνιων συνδέσμων δυσκαμψίας Λυγισμός εκτός επιπέδου των τόξων Λυγισμός εντός επιπέδου των ακραίων διαγώνιων συνδέσμων δυσκαμψίας

15 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ Καθορισμός αστοχίας Καταγράφεται η συμπεριφορά των κρίσιμων μελών της γέφυρας ως την πρώτη αστοχία Πρώτη αστοχία: Η πρώτη διαρροή στη βάση των στύλων (εγκάρσια στροφή θ y ) Ο σχηματισμός πλαστικής άρθρωσης στην κορυφή των στύλων (διαμήκης στροφή θ x )

16 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ Επιτρεπόμενες καθιζήσεις και στροφές στη βάση των στύλων ΠερίπτωσηΣυνδυασμόςρ [cm]θ [rad]θ [degrees]θ i [rad]θ i [degrees] 1 (θ x +ρ) (θ y +ρ) (θ x +0.3θ y +ρ) (0.3θ x +θ y +ρ) Συνδυασμός 1: LC1 + LC2 + LC3+LC4 Συνδυασμός 2: LC1 + LC2 + LC4 θ=0.05ρ (θ σε μοίρες, ρ σε cm) Η πρώτη αστοχία παρουσιάζεται πάντοτε στους στύλους των μεσοβάθρων LC1: Ίδιο βάρος LC2: Πρόσθετα μόνιμα LC3: Φορτία κυκλοφορίας LC4: Καθιζήσεις/στροφές θ i : γωνίες κλίσης στύλων μεσοβάθρου

17 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ Αποτελέσματα Ο Συνδυασμός 1 είναι δυσμενέστερος για την ανωδομή, ενώ ο Συνδυασμός 2 είναι δυσμενέστερος για τους στύλους Τα μεταλλικά δομικά μέλη της ανωδομής παραμένουν ελαστικά σε όλες τις αναλύσεις, εκτός από τους διαγώνιους συνδέσμους δυσκαμψίας που αστοχούν σε κάποιες αναλύσεις λόγω ελαστοπλαστικού λυγισμού. Γι’ αυτό, στο σχεδιασμό της γέφυρας η διατομή τους αντικαθίσταται από μία μεγαλύτερη διατομή, ώστε να αποφεύγεται ο λυγισμός τους. Οι εντάσεις των εφεδράνων παραμένουν σε χαμηλά επίπεδα σε όλες τις αναλύσεις Η μέγιστη επιτρεπόμενη καθίζηση είναι 24.3cm και η αντίστοιχη στροφή 0.022rad.

18 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ

19 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Προσομοιώματα Συμβατική λύσηΚαινοτόμος λύση

20 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Σεισμικά Σενάρια Σεισμικό Σενάριο 2 Τ=1000 έτη Μ=7.0 a g =0.32g Προκαλεί ρευστοποίηση Αξιοποιείται η φυσική σεισμική μόνωση Σεισμικό Σενάριο 1 Τ=225 έτη Μ=6.2 a g =0.22g Δεν προκαλεί ρευστοποίηση Δεν αξιοποιείται η φυσική σεισμική μόνωση

21 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Σεισμικά φάσματα Συμβατική λύση Δυσμενέστερο το σενάριο 2 για Τ=1000 έτη (με ρευστοποίηση) Καινοτόμος λύση Δυσμενέστερο το σενάριο 1 για Τ=225 έτη (χωρίς ρευστοποίηση)

22 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Input Soil Properties Relative Density of the natural soil, D r,o (%)60 Excess Pore Pressure ratio in the improved zone, r u,design 0.30 Buoyant unit weight, γ' (kN/m 3 )9.81 Soil Geometry Total Thickness of the liquefiable layer, Z tot (m)20 Thickness of the improved zone, Hi mp (m)3.20 Thickness of the liquefiable layer, Z liq (m)14.3 Width of the improved zone, L imp (m)10.00 Excitation Maximum input acceleration, α max (g)0.17 Predominant period, T (sec)0.25 Number of cycles, N12 Footing Properties Footing width, B(m)6.70 Footing Length, L(m)>B(m) [use 0 for strip footing]17.70 Embedment depth, D(m)2.50 Total static load from footing, q o (kPa) Output Improved Soil Length of the improved zone (m)21.00 Volume of the improved zone (m 3 ) Replacement ratio, α s Relative Density of the improved zone, D r,imp (%)80 Friction Angle of the improved zone, φ imp (deg)40 Permeability of the improved zone, k eq (m/s) 1.39E- 03 Infinite Improvement Degraded factor of safety, F.S. deginf 1.29 Seismic settlements, ρ dyn,inf (m)0.069 Differential settlements, δ(m)0.046 Rotation, θ(degrees)0.226 Finite Improvement Degraded factor of safety, F.S. deg 1.10 Seismic settlements, ρ dyn (m)0.080 Differential settlements, δ(m)0.054 Rotation, θ(degrees)0.262 Σχεδιασμός πεδίλου – κρούστας ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Διαστάσεις πεδίλου και κρούσταςΕλαχιστοποίηση όγκου κρούστας

23 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Input Soil Properties Relative Density of the natural soil, D r,o (%)60 Excess Pore Pressure ratio in the improved zone, r u,design 0.30 Buoyant unit weight, γ' (kN/m 3 )9.81 Soil Geometry Total Thickness of the liquefiable layer, Z tot (m)20 Thickness of the improved zone, Hi mp (m)3.20 Thickness of the liquefiable layer, Z liq (m)14.3 Width of the improved zone, L imp (m)10.00 Excitation Maximum input acceleration, α max (g)0.17 Predominant period, T (sec)0.25 Number of cycles, N12 Footing Properties Footing width, B(m)6.70 Footing Length, L(m)>B(m) [use 0 for strip footing]17.70 Embedment depth, D(m)2.50 Total static load from footing, q o (kPa) Output Improved Soil Length of the improved zone (m)21.00 Volume of the improved zone (m 3 ) Replacement ratio, α s Relative Density of the improved zone, D r,imp (%)80 Friction Angle of the improved zone, φ imp (deg)40 Permeability of the improved zone, k eq (m/s) 1.39E- 03 Infinite Improvement Degraded factor of safety, F.S. deginf 1.29 Seismic settlements, ρ dyn,inf (m)0.069 Differential settlements, δ(m)0.046 Rotation, θ(degrees)0.226 Finite Improvement Degraded factor of safety, F.S. deg 1.10 Seismic settlements, ρ dyn (m)0.080 Differential settlements, δ(m)0.054 Rotation, θ(degrees)0.262 Σχεδιασμός πεδίλου – κρούστας ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Επιθυμητός Σ.Α.Εκτίμηση καθίζησης για το Σεσμικό Σενάριο 2

24 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Στατικά Ελατήρια Προσομοίωση καινοτόμου θεμελίωσης ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Σεισμικά Ελατήρια k dynamic =k static × k 1 (T) Σεισμικοί αποσβεστήρες (ενεργοποιούνται μόνο σε δυναμική ανάλυση) C=k static × k 2 (T) × T/2π

25 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Στατικοί Συνδυασμοί Q:κινητά φορτία θερμοκρασιακές μεταβολές τροχοπέδηση άνεμος καθιζήσεις/στροφές ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Σεισμικοί Συνδυασμοί (q=1.50) Σεισμικά ελατήρια για μη ρευστοποίηση Φάσμα για μη ρευστοποίηση (225 χρόνια) Σεισμικοί συνδυασμοί χωρίς μετακινήσεις Χωρίς ρευστοποίησηΜε ρευστοποίηση Σεισμικά ελατήρια για ρευστοποίηση Φάσμα για ρευστοποίηση (1000 χρόνια) Σεισμικοί συνδυασμοί με μετακινήσεις

26 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Δόνηση Μέγιστες οριζόντιες μετακινήσεις, (cm) Αναδυόμενο υπόβαθρο Επιφάνεια εδάφους Με ζώνη βελτίωσηςΧωρίς ζώνη βελτίωσης ΑπόλυτηΣχετικήΑπόλυτηΣχετική 1ITALY_BAG ITALY_VLT KOBE_TDO LOMAP_AND LOMAP_GIL Μέσος όρος ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Επιπλέον διαφορικές μετακινήσεις μεσοβάθρου-ακροβάθρων λόγω ρευστοποίησης

27 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Χωρίς ρευστοποίηση Έλεγχος τάσεων ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ

28 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ Με ρευστοποίηση Έλεγχος τάσεων

29 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ

30 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ Μέλη από σκυρόδεμα Απαιτήσεις Συμβατική λύση Κανοτόμος λύση (χωρίς ρευστοποίηση)(με ρευστοποίηση) Μεσόβαθρο Διαμήκης οπλισμός186.70cm cm cm 2 Συνδετήρες16.60cm 2 Πλάκα Διαμήκης οπλισμός47.9cm cm cm 2 Εγκάρσιος οπλισμός33.6cm cm cm 2 Μέλη από χάλυβαΔιατομές Λύση ΣυμβατικήΚαινοτόμος Τόξα CHS750/ Εγκάρσιοι σύνδεσμοι CHS244.5/ Διαγώνιοι σύνδεσμοι (CHS139.7/8)0.96 (CHS168.3/12.5) Ορθοστάτες CHS168.3/ Διαδοκίδες HEB Κύριες δοκοί HEB

31 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Προμετρήσεις Καινοτόμος λύση (επιφανειακή θεμελίωση) Συμβατική λύση (θεμελίωση με πασσάλους) 1.Χαλικοπάσσαλοι 2.Σκυρόδεμα πεδίλου 3.Οπλισμός πεδίλου (120kg/m 3 ) 4.Εφέδρανα 5.Αρμοί 6.Μεταλλικά στοιχεία 1.Πάσσαλοι 2.Χαλικοπάσσαλοι 3.Σκυρόδεμα κεφαλοδέσμου 4.Οπλισμός κεφαλοδέσμου (120kg/m 3 ) και πασσάλων (140kg/m 3 ) 5.Εφέδρανα 6.Αρμοί 7.Μεταλλικά στοιχεία ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ

32 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Προϋπολογισμός ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ Συνολικό κόστος με καινοτόμο λύση (επιφανειακή θεμελίωση) ΠεριγραφήΠοσότηταΜονάδαΜονάδα μέτρησης (€)Κόστος (€) Πέδιλο240m3m Χαλαρός Οπλισμός28500kg Αρμοί250m Εφέδρανα1450lt Δομικός χάλυβας6500kg Χαλικοπάσσαλοι165m Σύνολο (περιλαμβάνονται μόνον οι ποσότητες που διαφοροποιούνται μεταξύ των δύο λύσεων)

33 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Προϋπολογισμός ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ Κόστος θεμελίωσης με καινοτόμο λύση (επιφανειακή θεμελίωση) ΠεριγραφήΠοσότηταΜονάδαΜονάδα μέτρησης (€)Κόστος (€) Πέδιλο240m3m Χαλαρός Οπλισμός28500kg Χαλικοπάσσαλοι165m Σύνολο

34 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Προϋπολογισμός ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΠεριγραφήΠοσότηταΜονάδαΜονάδα μέτρησης (€)Κόστος (€) Πάσσαλοι Φ120200m Κεφαλόδεσμος215m3m Χαλαρός Οπλισμός57200kg Αρμοί360m Εφέδρανα1250lt Δομικός χάλυβας3520kg Χαλικοπάσσαλοι1450m Σύνολο Συνολικό κόστος με συμβατική λύση (θεμελίωση με πασσάλους) (περιλαμβάνονται μόνον οι ποσότητες που διαφοροποιούνται μεταξύ των δύο λύσεων)

35 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Προϋπολογισμός ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΠεριγραφήΠοσότηταΜονάδαΜονάδα μέτρησης (€)Κόστος (€) Πάσσαλοι Φ120200m Κεφαλόδεσμος215m3m Χαλαρός Οπλισμός57200kg Χαλικοπάσσαλοι1450m Σύνολο Κόστος θεμελίωσης με συμβατική λύση (θεμελίωση με πασσάλους)

36 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Προϋπολογισμός ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ Θεωρώντας 1000÷1500€/m 2 Συνολικό κόστος γέφυρας: ÷ €. Το κόστος της θεμελίωσης της καινοτόμου λύσης είναι μόλις 36% του αντίστοιχου κόστους της συμβατικής λύσης. Η διαφορά συνολικού κόστους μεταξύ των δύο λύσεων είναι € και ανέρχεται στο 9%÷13% του συνολικού κόστους της γέφυρας. Εάν αυτή η διαφορά αναχθεί ανά μεσόβαθρο, που θεωρείται αντιπροσωπευτικότερο για γέφυρες με πολλά ανοίγματα, το οικονομικό όφελος από την καινοτόμο λύση εκτιμάται σε περίπου 20% επί του του συνολικού κόστους της γέφυρας.

37 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΦΥΡΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ/ΣΤΡΟΦΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΛΥΣΗΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

38 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Πράγματι η ρευστοποίηση λειτουργεί ως σεισμική μόνωση οδηγώντας σε μικρότερες σεισμικές επιταχύνσεις. Η καινοτόμος λύση προσφέρει δικλείδα ασφαλείας έναντι ατυχηματικών πολύ υψηλών σεισμικών δράσεων, ενώ η συμβατική λύση δεν προσφέρει τέτοια προστασία και κινδυνεύει από πολύ σοβαρές βλάβες και ενδεχόμενη κατάρρευση σε τέτοιες περιπτώσεις. Γενικά Συμπεράσματα

39 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Δυσμενές για το μεσόβαθρο της συμβατικής λύσης είναι το Σεισμικό Σενάριο 2 (Τ=1000 έτη), ενώ για την καινοτόμο το Σεισμικό Σενάριο 1 (Τ=225 έτη), αφού για το Σενάριο 2 γίνεται εκμετάλλευση της φυσικής σεισμικής μόνωσης. Οι σεισμικοί συνδυασμοί του δεύτερου Σεισμικού Σεναρίου (1000 χρόνων) δεν είναι κρίσιμοι για τη διαστασιολόγηση της καινοτόμου λύσης, παρόλο που λαμβάνονται υπόψη ταυτόχρονες σημαντικές παροδικές οριζόντιες μετακινήσεις στη βάση του μεσοβάθρου. Κρίσιμοι για την ανωδομή είναι οι στατικοί συνδυασμοί, οι οποίοι συμπεριλαμβάνουν τις μόνιμες καθιζήσεις και στροφές που οφείλονται στη ρευστοποίηση. Απαιτείται μικρή αύξηση της διατομής των διαγωνίων συνδέσμων δυσκαμψίας, των εφεδράνων και αρμών σε σχέση με τη συμβατική λύση, λόγω των αυξημένων μετακινήσεων. Ωστόσο, τα στοιχεία αυτά θεωρούνται δευτερεύοντα και εύκολα αντικαταταστάσιμα. Ειδικά Συμπεράσματα

40 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το κόστος της αισθητά απλούστερης καινοτόμου λύσης θεμελίωσης του μεσοβάθρου ανέρχεται σε περίπου 36% του αντίστοιχου κόστους της συμβατικής λύσης. Για τη συγκεκριμένη γέφυρα το συνολικό κόστος της καινοτόμου λύσης προκύπτει περίπου 9%÷13% μικρότερο του συνολικού κόστους της συμβατικής γέφυρας. Το ποσοστό αυτό αναμένεται ότι θα είναι υψηλότερο σε γέφυρες πολλών ανοιγμάτων, με μεγαλύτερο αριθμό μεσοβάθρων, όπου εκτιμάται ότι θα προσεγγίζει το 20%, ανάλογα βέβαια και με το πλήθος των μεσοβάθρων. Σύγκριση των δύο λύσεων

41 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Οι παροδικές μετακινήσεις, καθώς και οι μόνιμες καθιζήσεις και στροφές είναι κρίσιμα μεγέθη για το σχεδιασμό της γέφυρας με την καινοτόμο λύση θεμελίωσης και απαιτείται αξιόπιστος υπολογισμός τους. Οι διαγώνιοι σύνδεσμοι δυσκαμψίας που προκύπτει να απαιτούν ελαφρώς μεγαλύτερες διατομές στην καινοτόμο λύση, είναι εναλλακτικά δυνατόν να διατηρηθούν στα αρχικά μεγέθη διατομών και να αντικατασταθούν (εφόσον απαιτηθεί) μετά από ενδεχόμενη ρευστοποίηση. Τότε, αφετηρία υπολογισμού της απόκρισης θα είναι ένας απαραμόρφωτος φορέας, με εξαίρεση μόνον τα ίδια βάρη. Επομένως, για τον έλεγχο της ανωδομής, δε θα χρειάζεται να ληφθούν υπόψη στους στατικούς συνδυασμούς μετά τη ρευστοποίηση οι παραμένουσες καθιζήσεις και στροφές. Κύριο πλεονέκτημα αυτής της θεώρησης είναι η υποβάθμιση της σημασίας της πρόβλεψης των οφειλόμενων σε ρευστοποίηση παραμενουσών καθιζήσεων και στροφών. Προτάσεις

42 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Συναφείς διπλωματικές εργασίες Χρήστος Τασιούλας "Σχεδιασμός Τοξωτής Μεταλλικής Οδικής Γέφυρας με Σύμμικτο Κατάστρωμα". Τόνια Ψυχάρη "Αλλελεπίδραση Ανωδομής – Βάθρων – Θεμελίωσης - Εδάφους σε Τοξωτή Οδική Μεταλλική Γέφυρα με Σύμμικτο Κατάστρωμα". Βάσια Καϋμενάκη "Διερεύνηση Ευπάθειας Τοξωτής Μεταλλικής Γέφυρας σε Διαφορικές Μετακινήσεις λόγω Ρευστοποίησης Εδάφους". Μαρία Γκιόκα "Κριτήρια Επιτελεστικότητας και Σχεδιασμός Επιφανειακής Θεμελίωσης Τοξωτής Μεταλλικής Γέφυρας σε Ρευστοποιήσιμο Έδαφος".

43 ΔΡΑΣΗ 8: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΗ ΓΕΦΥΡΑ ΧΑΡΗΣ Ι. ΓΑΝΤΕΣ, ΙΣΑΒΕΛΛΑ ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ Η παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο – ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) – Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΘΑΛΗΣ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου.