Παραμετρική Διερεύνηση της Συμπεριφοράς Καλωδιωτών Γεφυρών Μικτού Συστήματος

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Μασούρας Στυλιανός
Επιβλέπων Καθηγητής: Ερμόπουλος Ι., Καθηγητής
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2012

Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η παραμετρική διερεύνηση της συμπεριφοράς τριών καλωδιωτών γεφυρών μικτού συστήματος. Πρόκειται για γέφυρες οι οποίες διαθέτουν κύριο παραβολικό καλώδιο, κατακόρυφους αναρτήρες καθώς και κεκλιμένα καλώδια. Έχοντας ως δεδομένα τη γεωμετρία των γεφυρών αυτών και τις διατομές των μελών του φέροντος οργανισμού τους, πραγματοποιήσαμε μια σειρά αναλύσεων με παράμετρο τη διάμετρο των κεκλιμένων καλωδίων. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με χρήση του Στατικού Προγράμματος Sap 2000 Version 14.

Στο πρώτο κεφάλαιο της διατριβής, παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά των  καλωδιωτών γεφυρών καθώς και η στατική λειτουργία των επιμέρους μελών του φέροντος οργανισμού τους. Επίσης, γίνεται ιστορική αναδρομή της κατασκευής των καλωδιωτών γεφυρών με την παρουσιάση έργων που αποτέλεσαν ορόσημα σε αυτόν τον τομέα της Γεφυροποιίας. Στο τέλος του κεφαλαίου, γίνεται αναφορά στη μη γραμμική συμπεριφορά των καλωδιωτών γεφυρών, η οποία οφείλεται τόσο στις μεγάλες μετακινήσεις των φορέων αυτών όσο και στη στατική λειτουργία των καλωδίων.

Στο δεύτερο κεφάλαιο, παρουσιάζεται αρχικά ο τρόπος εξιδανίκευσης του φέροντος οργανισμού των γεφυρών ενώ στη συνέχεια παρατίθενται οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών κατασκευής τους  καθώς και τα αδρανειακά χαρακτηριστικά των διατομών των διάφορων μελών τους. Τέλος, παρουσιάζονται οι φορτίσεις που χρησιμοποιήθηκαν στις παραμετρικές αναλύσεις καθώς και οι αντίστοιχοι συνδυασμοί φόρτισης με βάση τους οποίους υπολογίστηκε η εντατική και παραμορφωσιακή κατάσταση των γεφυρών. 

Στο τρίτο κεφάλαιο της εργασίας, γίνεται παρουσίαση των αποτελεσμάτων των στατικών και ιδιομορφικών αναλύσεων που αφορούν την 1η καλωδιωτή γέφυρα συνολικού μήκους 960 m. Αρχικά, παρατίθενται τα διαγράμματα εντατικής κατάστασης των πυλώνων, των κύριων δοκών και του καταστρώματος της γέφυρας καθώς επίσης και τα διαγράμματα που αφορούν την κατανομή της αξονικής έντασης στους αναρτήρες, στα κεκλιμένα καλώδια καθώς και στο κύριο παραβολικό καλώδιο. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι κύριες ιδιομορφές της γέφυρας για τις διάφορες τιμές της διαμέτρου των κεκλιμένων καλωδίων και γίνεται διαγραμματική απεικόνιση της μεταβολής των τιμών των αντίστοιχων ιδιοπεριόδων.

Στο τέταρτο κεφάλαιο της διατριβής, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων που αφορούν την 2η καλωδιωτή γέφυρα συνολικού μήκους 1280 m. Στην αρχή αυτού του κεφαλαίου, παρουσιάζονται επίσης τα διαγράμματα εντατικής κατάστασης των διαφόρων μελών του φέροντος οργανισμού καθώς και συγκριτικά διαγράμματα της αξονικής καταπόνησης των καλωδίων. Στη συνέχεια, ακολουθεί η αναλυτική  παρουσίαση των κύριων ιδιομορφών της γέφυρας για τις διάφορες τιμές διαμέτρων των κεκλιμένων καλωδίων και γίνεται σύγκριση των τιμών των ιδιοπεριόδων που προκύπτουν. 

Στο πέμπτο κεφάλαιο, παρατίθενται τα αποτελέσματα των στατικών και ιδιομορφικών αναλύσεων που αφορούν την 3η καλωδιωτή γέφυρα συνολικού μήκους 1600 m. Ομοίως με τα δύο προηγούμενα κεφάλαια, γίνεται αναλυτική παρουσίαση των διαγραμμάτων εντατικής κατάστασης της γέφυρας καθώς και των αντίστοιχων ιδιομορφών της που προέκυψαν μέσω των παραμετρικών αναλύσεων.

Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε όσον αφορά τη συμπεριφορά των καλωδιωτών γεφυρών μικτού συστήματος. Αρχικά παρατηρήσαμε ότι αυξάνοντας τη διάμετρο των κεκλιμένων καλωδίων, οι γέφυρες γίνονται πιο δύσκαμπτες κυρίως όσον αφορά την ταλάντωσή τους στην κατακόρυφη διεύθυνση. Επίσης, η αύξηση της διατομής των κεκλιμένων καλωδίων έχει ως αποτέλεσμα την καταπόνησή τους με υψηλότερες αξονικές δυνάμεις και την αντίστοιχη μείωση της αξονικής έντασης του κυρίου παραβολικού καλωδίου και των αναρτήρων.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ