ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΘΑΛΗΣ – ΕΜΠ ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Π.Ε. 6 : Εφαρμογή για.

Παρουσίαση με θέμα: "ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΘΑΛΗΣ – ΕΜΠ ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Π.Ε. 6 : Εφαρμογή για."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΘΑΛΗΣ – ΕΜΠ ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Π.Ε. 6 : Εφαρμογή για γέφυρα από Ο.Σ. Ισοστατικός φορέας Ερευνητική Ομάδα 1 : ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΜΠ Ι. ΨΥΧΑΡΗΣ Ν. ΨΥΛΛΑ Αναπλ. Καθηγητής ΕΜΠ Δρ. Πολιτικός Μηχανικός ΕΜΠ, Νοέμβριος 2015

2 Περιοχή ακροβάθρων Ανάδυση βραχώδους υποβάθρου Περιοχή μεσοβάθρου Ρευστοποιήσιμο έδαφος

3 ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΟΜΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΛΥΣΗ Περιοχή μεσοβάθρου Ρευστοποιήσιμο έδαφος -> βελτίωση Περιοχή ακροβάθρων Ανάδυση βραχώδους υποβάθρου

4 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΒΑΘΡΟΥ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΛΥΣΗ

5 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ ΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Φασματική ανάλυση για το σεισμό με Τ ret. = 1000 years ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΛΥΣΗ T=1,56sec Σχεδιασμός σύμφωνα με τους Ευρωκώδικες

6 ΑΓΚΥΡΟΥΜΕΝΑ ΕΛΑΣΤΟΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΕΦΕΔΡΑΝΑ Ακρόβαθρο: 400  500mm 2 (t el =121mm) Μεσόβαθρο: 350  450mm 2 (t el =99 mm) ΑΡΜΟΙ ΔΙΑΣΤΟΛΗΣ: Τ250 ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΠΑΣΣΑΛΩΝ ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΗΣ ΔΟΚΟΥ ΚΑΙ ΠΛΑΚΑΣ ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΚΕΦΑΛΟΔΕΣΜΟΥ Εσχάρα Φ20/10 πάνω Διπλή εσχάρα Φ20/10 κάτω

7 ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΣ ΛΥΣΗ

8 Καθορισμός ανεκτών εδαφικών μετακινήσεων / στροφών με βάση τις αντίστοιχες ανοχές της ανωδομής – υποδομής Μέσω βιβλιογραφικών αναφορών, προβλέψεων κανονισμών Δίνονται μόνον προσεγγιστικές (εμπειρικές) τιμές ανεκτών μετακινήσεων υπό τις στατικές συνθήκες, συνήθως εξαρτώμενες από το στατικό σύστημα της γέφυρας Μέσω αναλύσεων

9 Μελέτη ευαισθησίας φορέα σε παραμένουσες κατακόρυφες μετακινήσεις και στροφές λόγω ρευστοποίησης. Οι καθιζήσεις και οι προκύπτουσες στροφές λόγω ρευστοποίησης συσσωρεύονται σταδιακά κατά την διάρκεια της δόνησης και λαμβάνουν την μέγιστη τιμή τους στο τέλος της Αποτελούν ΜΟΝΙΜΑ ΦΟΡΤΙΑ Προσδιορισμός μέγιστης επιτρεπτής καθίζησης ρ all ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΑΝΕΚΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ ΜΕΣΩ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΣΤΟΧΟΣ: Εξασφάλιση της στατικής ακεραιότητας της κατασκευής

10 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΡΟΠΩΝ-ΚΑΜΠΥΛΟΤΗΤΩΝ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ Σε ισοστατικούς φορείς: Κρίσιμο στοιχείο για την ανοχή του συνόλου της γέφυρας σε επιβαλλόμενες μετακινήσεις λόγω ρευστοποίησης: το ΒΑΘΡΟ ΣΤΟΧΟΣ: Εξασφάλιση της στατικής ακεραιότητας του συνόλου Μέγιστη επιτρεπτή καθίζηση ρ all = Καθίζηση κατά την έναρξη της διαρροής στη βάση του βάθρου

11 Συνδυασμοί (στατικοί) κατά EC0: Δ = ρ + φ y + 0.3φ x ή Δ = ρ + 0.3φ y + φ x όπου:ρ καθίζηση φ x και φ y στροφές περί τον ισχυρό και τον ασθενή άξονα του βάθρου αντίστοιχα και φ x = φ y = 0.05ρ (μοίρες, cm) εμπειρική σχέση Yasuda, 2014 Εισαγόμενες καθιζήσεις και στροφές στη βάση του βάθρου Μη γραμμική στατική ανάλυση (pushover analysis) με χρήση λογισμικού Opensees 1.15G+1.15Δ+P+1.35Q (max N) G+1.15Δ+P (min N)

12 ΝmaxΝmin Συνδυασμός ρ all (cm) φ y,y (rad) φ x,y (rad) θ y (rad) M Rd,y (kNm) 1.15(G+Δ)+P+1.35Q (for N max ) 26.83/1.15= 23.3 0.020 0.006 0.01357/1.15= 0.0118 28275 G+1.15Δ+P (for N min ) 26.85/1.15= 23.3 0.020 0.006 0.01261/1.15= 0.0110 25850 -Μέγιστη επιτρεπτή εισαγόμενη καθίζηση λόγω ρευστοποίησης της τάξης των 23 cm -Κρίσιμη η στροφή περί τον ασθενή άξονα του βάθρου και όχι η καθίζηση (Κρίσιμος συνδυασμός : Δ = ρ + φy + 0.3φx) ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΡΟΠΩΝ-ΕΠΙΒΑΛΛΟΜΕΝΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ

13 ΑΠΛΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΜΕΘΟΔΟΣ (για τις ανάγκες της πράξης) Υπολογισμός καμπύλης ροπών-καμπυλοτήτων στη βάση του στύλου με τις απλοποιημένες σχέσεις του KANEΠΕ (παράρτημα 7Α) Εκτέλεση μίας μόνον γραμμικής ελαστικής ανάλυσης της γέφυρας για μια τυχαία τιμή καθίζησης ρ act Εάν M act είναι η καμπτική ροπή στη βάση του στύλου που αντιστοιχεί σε αυτή τη τιμή της καθίζησης, η μέγιστη επιτρεπόμενη καθίζηση ρ all δίνεται από τη σχέση: ρ all = ρ act x (M Rd,y / M act ) Παρόμοια, αν και πιο συντηρητικά αποτελέσματα: ρ all = 18cm, φ y = 0.016rad, θ=1.09%. (1/r) y (m -1 ) M Rd,y (ΚNm) N max 0.002727944 N min 0.002624728

14 Σε σχέση με τη διαστασιολόγηση της συμβατικής λύσης τώρα μεταβάλλονται: -Η θεμελίωση του βάθρου και οι συνθήκες στήριξης (επιφανειακό θεμέλιο και κρούστα επί ρευστοποιημένου ή μη εδάφους) ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΣ ΛΥΣΗ

15 - Η σεισμική φόρτιση (φάσμα ρευστοποιημένου ή μη εδάφους) Σημαντικά μειωμένη σε σχέση με αυτή του συμβατικού σχεδιασμού ! Σεισμός με Τ ret =225 χρόνια ΜΗ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΔΑΦΟΥΣ Σεισμός με Τret=1000 χρόνια ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΔΑΦΟΥΣ

16 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΕ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟ ΛΥΣΗ 1.Εκπόνηση προμελέτης γέφυρας με σκοπό την αρχική διαστασιολόγηση και όπλιση μελών. Αρχικός προσδιορισμός διαστάσεων επιφανειακού θεμελίου. 2.Μελέτη ευαισθησίας φορέα σε παραμένουσες κατακόρυφες μετακινήσεις και στροφές λόγω ρευστοποίησης. Προσδιορισμός ανοχών (ρ all ) 3.Προσδιορισμός τελικών διαστάσεων θεμελίου και κρούστας. Έλεγχος αναπτυσσόμενων εδαφικών καταναγκασμών – Σύγκριση με ανοχές(FS deg >1.10, ρ res <ρ all ). 4.Προσδιορισμός στατικών και δυναμικών χαρακτηριστικών ελατηρίων θεμελίου για το σχεδιασμό. 5.Επανασχεδιασμός της γέφυρας έναντι σεισμικών δράσεων. Τελική διαστασιολόγηση μελών (για ρευστοποίηση ή μη). 6.Εφόσον προκύψει διαφοροποίηση των διαστάσεων ή της όπλισης του βάθρου, επανάληψη της διαδικασίας από βήμα 2.

17 Στην περίπτωσή μας, διατηρούνται οι διαστάσεις των μελών της γέφυρας που προέκυψαν από τη συμβατική λύση (ανωδομή, βάθρα, εφέδρανα, κλπ). Εκτελείται δυναμική φασματική ανάλυση για τους δύο σεισμούς: α) με Τ ret =225 χρόνια (χωρίς ρευστοποίηση) β) με Τ ret =1000 χρόνια (με ρευστοποίηση) με σκοπό την αρχική επιλογή των ελάχιστων διαστάσεων του θεμελίου. Κριτήριο: Ικανοποίηση ελέγχου εκκεντρότητας έναντι σεισμικών δράσεων Επιθυμητή η κατά το δυνατόν ομοιόμορφη κατανομή των φορτίων στη βάση του θεμελίου: - e < L/6 (μη ύπαρξη αδρανούς περιοχής) Σε κάθε περίπτωση: - e < L/3 ΒΗΜΑ 1 : Προμελέτη Γέφυρας

18 Eπιλέγεται θεμέλιο διαστάσεων BxL=8,0x13,0m 2 και Η=1,80m

19 Σε αυτή τη φάση υπάρχει ΑΔΥΝΑΜΙΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΣΤΗΡΙΞΗΣ Ως αρχική επιλογή γίνεται χρήση ελατηρίων με ακαμψία που αντιπροσωπεύουν την ακαμψία της θεμελίωσης του μεσοβάθρου στη συμβατική λύση. - Αποδεκτή και η χρήση συνθηκών πάκτωσης - ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ kxkx kzkz RxRx RyRy kyky

20 Load Combinations Mx O KNm My O KNm N O KN exey (1) min18954.3239577.1425437.950.751.56 (1) max-18954.32-39577.1423004.92-0.82-1.72 (2) min61087.3512475.2525437.952.400.49 (2) max-61087.35-12475.2523004.92-2.66-0.54 (3) min18934.3312495.2528276.480.670.44 (3) max-18934.33-12495.2520166.40-0.93-0.62 L/6= 2.16 < ex = 2.66m < L/3 = 4.33m (L=13m) B/6=1.33 < ey = 1.72m < B/3 = 2.66m (B=8m) Σεισμικοί συνδυασμοί (q=1): G t +0.2  Q+0.5  DT’±Ex±0.3Ey±0.3Ez G t +0.2  Q+0.5  DT’±0.3Ex±Ey±0.3Ez G t +0.2  Q+0.5  DT’±0.3Ex±0.3Ey±Ez Δυσμενέστερη η περίπτωση φόρτισης για σεισμό με Τ ret =225 χρόνια Τελικά:

21 ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ (διατομή βάσης) ΒΗΜΑ 2 : Μελέτη ευαισθησίας φορέα σε παραμένουσες κατακόρυφες μετακινήσεις και στροφές λόγω ρευστοποίησης. Προσδιορισμός ρ all ρ all = 23cm

22 ΒΗΜΑ 3 : Επιλογή διαστάσεων θεμελίου και κρούστας με χρήση του λογισμικού της γεωτεχνικής ομάδας Τελικές διαστάσεις θεμελίου: 8,0 x 15,0 m2 επί κρούστας πάχους 4,0 m Κριτήρια: FS degr > 1,10 ρ dyn < ρ all - ρ st << ρ all -ρ st = =23-2=21cm FS degr ΚΡΙΣΙΜΟ Από σεισμικό συνδυασμό G+0.2Q+E+G γαιών+πεδίλου

23

24 ΒΗΜΑ 4 : Καθορισμός ελατηρίων εδάφους, με βάση τις διαστάσεις της κρούστας και του πεδίλου (μεθοδολογία ομάδας Μυλωνάκη)

25

26 Α. ΧΩΡΙΣ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Β. ΜΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΝΟ LIQUEFACTION Static Stiffness k static Dynamic Impedance (T brid =1,54sec) Spring Coefficient K Dashpot Coefficient C K 1 (T)K 2 (T) Vertical, z (kN/m)2.95E+060.940.062.77E+061.77E+05 Horizontal, x (kN/m)2.28E+060.950.052.17E+061.14E+05 Horizontal, y (kN/m)2.16E+060.950.052.05E+061.08E+05 Rocking, rx (around x axis) (kNm/rad) 1.17E+081.000.061.17+087.02E+06 Rocking, ry (around y axis) (kNm/rad) 4.66E+071.000.064.66E+072.79E+06 WITH LIQUEFACTION Static Stiffness k static Dynamic Impedance (T brid =1,54sec) Spring Coefficient K Dashpot Coefficient C K 1 (T)K 2 (T) Vertical, z (kN/m)7.95E+050.680.285.40E+052.22E+05 Horizontal, x (kN/m)1.19E+060.760.539.04E+056.31E+05 Horizontal, y (kN/m)1.13E+060.760.538.58E+055.99E+05 Rocking, rx (around x axis) (kNm/rad) 7.18E+070.980.087.04E+075.74E+06 Rocking, ry (around y axis) (kNm/rad) 2.86E+070.980.082.80E+072.29E+06

27 α) ΧΩΡΙΣ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΔΑΦΟΥΣ (σεισμός με Τ ret =225 χρόνια) Γίνεται δυναμική φασματική ανάλυση ΔΕΝ επιβάλλονται εδαφικοί καταναγκασμοί. Η γέφυρα πρέπει να συμπεριφέρεται πρακτικά ελαστικά (q ≤ 1.5). Ο έλεγχος αντιστοιχεί σε στάθμη επιτελεστικότητας «Άμεση Χρήση». ΒΗΜΑ 5 : Επαναδιαστασιολόγηση της γέφυρας έναντι σεισμικών δράσεων Για G t +0.2Q+0.5DT’+Ex+0.3Ey-0.3Ez M y,στ = 21636 ΚNm (< M Rd,y = 25850 KNm) ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ

28 β) ΜΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΔΑΦΟΥΣ (σεισμός με Τ ret =1000 χρόνια) Κι εδώ η γέφυρα πρέπει να συμπεριφέρεται πρακτικά ελαστικά (q ≤ 1.5) Κατά Τη Διάρκεια Του Σεισμού -Γίνεται δυναμική φασματική ανάλυση με ενιαίο φάσμα (της θέσης του μεσοβάθρου) για τον προσδιορισμό των αδρανειακών δυνάμεων -Επιβάλλονται και εδαφικοί καταναγκασμοί ώστε να ληφθεί υπόψη η ασύγχρονη κίνηση του ακροβάθρου και του μεσοβάθρου: Οριζόντιες διαφορικές μετακινήσεις δ του μεσοβάθρου (σε σχέση με τα ακρόβαθρα), που λαμβάνονται ίσες με τη μέγιστη διαφορά των μετακινήσεων του αναδυομένου υποβάθρου (ακρόβαθρο) και της επιφάνειας του εδάφους (μεσόβαθρο) κατά τη διάρκεια της ρευστοποίησης, ως: (±δ x ±0.3δ y ) ή (±0.3δx±δy)

29 α/αΔόνηση Μέγιστη Οριζόντια Μετακίνηση, δ(cm) Αναδυόμενο υπόβαθρο Επιφάνεια Εδάφους Με ζώνη βελτίωσηςΧωρίς ζώνη βελτίωσης ΑπόλυτηΣχετικήΑπόλυτηΣχετική 1ITALY_BAG13.1319.1210.4927.6420.59 2ITALY_VLT1.282.813.204.034.39 3KOBE_TDO13.4717.172014.4621.47 4LOMAP_AND10.2021.1622.1711.239.31 5LOMAP_GIL11.6812.594.9913.074.87 ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 9.9514.5712.1714.0921.07

30 Για: Ex+0.3Ey-0.3Ez M y,στ = 11240 ΚNm ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (αδρανειακά μεγέθη)

31 M y,στ = 12634 KNm ΕΠΙΒΟΛΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ δx=12,17 cm δy=0,3x12,17=3,65 cm

32 Λόγω της μη ταυτόχρονης ανάπτυξης των μέγιστων τιμών της εδαφικής επιτάχυνσης και των επιβαλλόμενων οριζόντιων μετακινήσεων, ελέγχονται οι ακόλουθες δύο φορτίσεις, με χρήση του κανόνα των ελαχίστων τετραγώνων: (α) Με ολόκληρα τα αδρανειακά φορτία σεισμού και 30% των οριζόντιων διαφορικών μετακινήσεων ( (±Ex±0.3Ey±0.3Ez) 2 + (0.3(±δx±0.3δy)) 2 ) 1/2 ((±0.3Ex±Ey±0.3Ez) 2 + (0.3(±0.3δx±δy))2)1/2 (β) Με 30% των αδρανειακών φορτίων σεισμού και ολόκληρες τις οριζόντιες διαφορικές μετακινήσεις ((0.3 (±Ex±0.3Ey±0.3Ez)) 2 + (±δx±0.3δy) 2 ) 1/2 ((0.3 (±0.3Ex±Ey±0.3Ez)) 2 + (±0.3δx±δy) 2 ) 1/2 Τελικά για το δυσμενέστερο συνδυασμό G t +0.2  Q+0.5  DT’+((0.3(Ex+0.3Ey-0.3Ez)) 2 +(δx+0.3δy) 2 ) 1/2 M y,στ = 13076 ΚNm (< M Rd,y = 25850 KNm) ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ

33 Αμέσως μετά το Σεισμό Λόγω ρευστοποίησης, επιβάλλονται στη βάση του βάθρου απομένουσες μετατοπίσεις (καθιζήσεις και στροφές), που συσσωρεύονται κατά τη διάρκεια του σεισμού και εκδηλώνονται μετά το τέλος του. Από γεωτεχνικό υπολογισμό: ρ dyn =6.8cm και φ x = φ y = 0.05ρ dyn = 0.006rad Εφόσον το βάθρο δεν έχει διαρρεύσει η απομένουσα οριζόντια μετατόπιση είναι πρακτικά μηδενική. Λαμβάνεται τυχηματική οριζόντια μετατόπιση δ=1cm Συνδυασμοί φορτίσεων: G t +0.2Q+0.5DT’+δ res +ρ dyn +φ y +0.3φ x G t +0.2Q+0.5DT’+δ res +ρ dyn +φ x +0.3φ y Για το δυσμενέστερο συνδυασμό: G t +0.2Q+0.5DT’+δ res +ρ dyn +φ y +0.3φ x M y,στ = 13314 ΚNm (< M Rd,y = 25850 KNm) Αναμενόμενο! (βλ. βήμα 2)

34 Τελικά για το σεισμικό σχεδιασμό, δυσμενέστερος ο συνδυασμός για την κατάσταση ΧΩΡΙΣ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ (σύμφωνα με τον καινοτόμο σχεδιασμό) Εμβαδόν διαμήκους οπλισμού: As,inn=357.96 cm 2 < As,con=510.60 cm 2

35 ΒΗΜΑ 6 : Επανάληψη της διαδικασίας από βήμα 2 (έλεγχος ευαισθησίας) ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΡΟΠΩΝ-ΚΑΜΠΥΛΟΤΗΤΩΝ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ

36 Combination ρ all (cm) φ y,y (rad) φ x,y (rad) θ y (rad) M Rd,y (kNm) 1.15(G+S)+P+1.35Q (for N max ) 20.3 0.018 0.0061.16 23680 G+1.15S+P (for N min ) 20.80.0180.006 1.0821450 ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (PUSHOVER ANALYSIS) ΜΕ ΕΙΣΑΓΟΜΕΝΕΣ ΚΑΘΙΖΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΡΟΦΕΣ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΒΑΘΡΟΥ Μέγιστη επιτρεπτή εισαγόμενη καθίζηση λόγω ρευστοποίησης ρ all =20.3 cm > ρ st + ρ dyn = (1.0 ~ 2.0)+6.8 cm για τις συγκεκριμένες διαστάσεις θεμελίου και κρούστας ΔΕΝ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΠΕΡΑΙΤΕΡΩ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ

37 M y due to inertial seismic loads (kNm) M y due to relative horizontal displacements (kNm) M y for the seismic load combination (kNm) Conventional design - T ret =1000years25238- Innovative design - T ret =225years (no liquefaction) 21636- Innovative design - T ret =1000years (liquefaction) 112401263413076 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ Σημαντική μείωση εισαγόμενων εντάσεων (κατά 50% περίπου) -> ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ S e,conv. =3.22m/sec 2 S e,innov. =1.54m/sec 2 Σε περίπτωση ρευστοποίησης, εισαγωγή πρόσθετων οριζόντιων εδαφικών καταναγκασμών στη θεμελίωση λόγω ασύγχρονης κίνησης ακροβάθρου-μεσοβάθρου - δ της τάξης των 12 cm ΠΡΟΣΟΧΗ! Οι εισαγόμενες καθιζήσεις και στροφές μετά το πέρας της δόνησης δεν αποδείχτηκαν κρίσιμες για το σχεδιασμό ΦΑΣΜΑΤΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΑΝΑΠΤΥΣΣΟΜΕΝΕΣ ΡΟΠΕΣ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΒΑΘΡΟΥ Κρίσιμο στοιχείο το βάθρο Μείωση αδρανειακών εντάσεων Ανάπτυξη σημαντικών εντάσεων λόγω πρόσθετων εδαφικών καταναγκασμών δ στη θεμελίωση Στο πρωτότυπο σχεδιασμό κρίσιμη η περίπτωση ΜΗ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ (μείωση έντασης κατά 15% έναντι του συμβατικού σχεδιασμού)

38 ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΠΡΟΜΕΤΡΗΣΗ ΔΥΟ ΛΥΣΕΩΝ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣΔιαφορά (I/C) Χαλικοπάσσαλοι D=0.80m 1387m273m-80% Σκυρόδεμα m 3 Χάλυβες Kgr Kgr/m 3 Σκυρόδεμα m 3 Χάλυβες Kgr Kgr/m 3 (Σκυρόδεμα, Χάλυβες) Πάσσαλοι2362300098-- Πλάκα θεμελίωσης 2762800010221622000102 Σ51251000 21622000 -58%, -57% Βάθρο9710500108979200950%, -12% Εφέδρανα740lt623lt-16% Αρμοί διαστολής27.5m πλάτους 250mm27.5m πλάτους 200mm-20%

39 ΠεριγραφήΠοσότηταΜον.Τιμή μον. (€)Κόστος (€) Χαλικοπάσσαλοι1387m58.0080446.00 Πάσσαλοι Φ100300m135.0040500.00 Κεφαλόδεσμος276m3m3 158.0043608.00 Οπλισμός (θεμελίωσης) 51000kg1.0553550.00 Οπλισμός (βάθρου) 10500kg1.0511025.00 Αρμοί διαστολής27.5m473.80*4.1754333.00 Εφέδρανα740lt36.8027232.00 Σύνολο 310694.00 ΠεριγραφήΠοσότηταΜον.Τιμή μον. (€)Κόστος (€) Χαλικοπάσσαλοι273m58.0015834.00 Πλάκα θεμελίωσης216m3m3 158.0034128.00 Οπλισμός (θεμελίωσης) 22000kg1.0523100.00 Οπλισμός (βάθρου) 9200kg1.059660.00 Αρμοί διαστολής27.5m473.80*3.3343388.00 Εφέδρανα623lt36.8022926.00 Σύνολο 149036.00 Καινοτόμος λύση ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΣ ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Συμβατική λύση 218104.00 € 73062.00 € Μείωση κόστους θεμελίωσης 67%

40 ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ/ΑΝΟΙΓΜΑ (με τιμή μονάδας 1500 €/m 2 ) ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΛΥΣΗ: 870000,00 € ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΣ ΛΥΣΗ: 720000,00 € ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΟΦΕΛΟΣ 17%

41

42 Επαλήθευση Παραδοχής Μη Ταυτόχρονης Ανάπτυξης Των Μέγιστων Τιμών Της Εδαφικής Επιτάχυνσης Και Των Επιβαλλόμενων Οριζόντιων Μετακινήσεων Εκτελέστηκαν μη γραμμικές αναλύσεις με την επιβολή 5 χρονοϊστοριών που διατέθηκαν από την Ομάδα των Γεωτεχνικών. Χρήση λογισμικού Opensees. Εισάγονται στη βάση των ακροβάθρων διεγέρσεις βραχώδους υποβάθρου και στη βάση του μεσοβάθρου η διέγερση του επιφανειακού εδάφους (Dynamic Multiple-Support Excitation). ITALY_BAG ITALY_VLT KOBE_TDO LOMAP_AND LOMAP_GIL ΧΡΟΝΟΙΣΤΟΡΙΕΣ ΑΝΑΠΤΥΣΣΟΜΕΝΩΝ ΡΟΠΩΝ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ

43 Εκτελέστηκαν γραμμικές ελαστικές αναλύσεις για κάθε χρονοϊστορία ξεχωριστά με την επιβολή: - ενιαίου φάσματος για όλη την γέφυρα (αυτό της περιοχής του μεσοβάθρου) και - οριζόντιων διαφορικών μετατοπίσεων δ ακροβάθρου-μεσοβάθρου στη βάση του μεσοβάθρου όπως διατέθηκαν από την Ομάδα των Γεωτεχνικών. Χρήση λογισμικού SAP. noΔιέγερση Σχετική μετακίνηση δ (cm) 1ITALY_BAG10.49 2ITALY_VLT3.20 3KOBE_TDO20.00 4LOMAP_AND22.17 5LOMAP_GIL4.99 ΦΑΣΜΑΤΑ ΔΙΕΓΕΡΣΕΩΝ

44 NoExcitation M yy at the base of the pier (KN) Time history analysis Elastic static analysis Due to inertial loads E iner Due to imposed displacements E disp E iner +0.3 E disp or 0.3 E iner +E disp (E iner 2 +(0.3E disp ) 2 ) 1/2 or ((0.3 E iner ) 2 +E disp 2 ) 1/2 1ITALY_BAG 1681816797108902006417111 2ITALY_VLT 33175582332265795670 3KOBE_TDO 176117500207622301220884 4LOMAP_AND 238728228230142548223146 5LOMAP_GIL 181661856451802011818629 E iner +0.3 E disp or 0.3 E iner +E disp (E iner 2 +(0.3E disp ) 2 ) 1/2 or ((0.3 E iner ) 2 +E disp 2 ) 1/2 I-B I-V K-T L-A L-G Σε κάθε περίπτωση τα αποτελέσματα της ελαστικής λύσης είναι δυσμενέστερα αυτών της λύσης των χρονοϊστοριών (ΥΠΕΡ ΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ) Με τον κανόνα της στατιστικής άθροισης τα αποτελέσματα της ελαστικής ανάλυσης προσαρμόζονται καλύτερα σε εκείνα της ακριβούς λύσης

45 ΑΓΚΥΡΟΥΜΕΝΑ ΕΛΑΣΤΟΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΕΦΕΔΡΑΝΑ Ακρόβαθρο: 400  500mm 2 (t el =99mm) Μεσόβαθρο: 350  450mm 2 (t el =99 mm) ΑΡΜΟΙ ΔΙΑΣΤΟΛΗΣ: Τ200 ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΠΛΑΚΑΣ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ Εσχάρα Φ20/10 πάνω Διπλή εσχάρα Φ20/10 κάτω Προσομοίωμα υπολογισμού

46 Επιβάλλονται μετατοπίσεις στις στηρίξεις του καταστρώματος για ρ=6.8cm για τους συνδυασμούς Ικανοποίηση όλων των ελέγχων σε Ο.Κ.Λ και Ο.Κ.Α ΑΝΩΔΟΜΗ Διαστασιολογείται όπως στο συμβατικό σχεδιασμό έναντι μονίμων δράσεων ΕΛΕΓΧΟΣ