Οι γέφυρες θεωρούνται από τις πλέον εντυπωσιακές κατασκευές του Πολιτικού Μηχανικού αλλά ταυτόχρονα έχουν πολλές ιδιομορφίες και λεπτά σημεία στην ανάλυση, στη διαστασιολόγηση και στην ανέγερσή τους, γεγονός που καθιστά απαραίτητες κάποιες ιδιαίτερες γνώσεις. Η απαίτηση προσομοίωσης και ανάλυσης τέτοιων φορέων με όσο το δυνατόν ρεαλιστικότερο τρόπο είναι πρωτεύουσας σημασίας γιατί οι ίδιες οι κατασκευές είναι εξέχουσας σπουδαιότητας για την οικονομική και κοινωνική ζωή μιας χώρας. Σε πολλές γέφυρες ο φορέας τους αποτελείται από ραβδωτά στοιχεία που έχουν αυξημένη αντοχή αλλά λόγω των διαστάσεων τους καθοριστικό ρόλο στο δομοστατικό σχεδιασμό τους παίζουν κυρίως οι μετατοπίσεις-παραμορφώσεις και λιγότερο η ανελαστική συμπεριφορά των υλικών.

 

Το πρόβλημα προσδιορισμού του κρίσιμου φορτίου λυγισμού για την περίπτωση του άνω θλιβόμενου πέλματος μια δικτυωτής ή ολόσωμης γέφυρας κάτω διάβασης, μελετήθηκε από πολλούς ερευνητές όπως ο Timoshenko και ο Bleich, εφαρμόζοντας τη θεωρία γραμμικής ευστάθειας, και τελικά κατέληξαν σε διάφορες προσεγγιστικές μεθόδους για τον υπολογισμό του. Ο αντίστοιχος έλεγχος ευστάθειας έχει αποδειχθεί αναγκαίος για γέφυρες κάτω διάβασης εξαιτίας της απουσίας άνω αντιανέμιου συνδέσμου. Σε αυτού του είδους τις γέφυρες, όπου το θλιβόμενο άνω πέλμα δεν διαθέτει πλευρική στήριξη, ο πλευρικός λυγισμός αποτρέπεται μέσω της ελαστικής ακαμψίας που προσφέρουν τα ανοιχτά άνω ημιπλαίσια. Καθένα από αυτά αποτελείται από την διαδοκίδα και τους δύο ορθοστάτες εκατέρωθεν της διαδοκίδας.

 

Μια θεωρητική λύση αυτού του προβλήματος δόθηκε αρχικά από τον Timoshenko, στην προσέγγιση του οποίου βασίζονται και οι μετέπειτα διατάξεις του Ευρωκώδικα 3 - Μέρος 2. Η φιλοσοφία των δύο μεθόδων βασίζεται στη θεώρηση ότι το άνω πέλμα της κύριας δοκού (είτε δικτυωτής, είτε ολόσωμης), προσομοιάζεται με μια αμφιαρθρωτή δοκό, εδραζόμενη επί ελαστικού εδάφους, με πλήρως άκαμπτες τις ακραίες στηρίξεις και με την αξονική θλιπτική καταπόνηση να ακολουθεί μια παραβολική κατανομή.

 

Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η παραμετρική διερεύνηση του κρίσιμου φορτίου λυγισμού άνω θλιβόμενου πέλματος για την περίπτωση μιας δικτυωτής γέφυρας κάτω διάβασης χωρίς άνω αντιανέμιο σύνδεσμο.

 

Η πεζογέφυρα έχει μήκος (σταθερό) 24,00 μέτρα, άνοιγμα 10 μέτρων και θα εξεταστούν 4 περιπτώσεις στις οποίες η γεωμετρία της πεζογέφυρας είναι η εξής,

• υπάρχουν 4 φατνώματα, μήκους 6,0 m το καθένα και το ύψος της γέφυρας είναι h=4,0 m.

• υπάρχουν 6 φατνώματα, μήκους 4,0 m το καθένα και το ύψος της γέφυρας είναι h=4,0 m.

• υπάρχουν 8 φατνώματα, μήκους 3,0 m το καθένα και το ύψος της γέφυρας είναι h=3,0 m.

• υπάρχουν 10 φατνώματα, μήκους 2,40 m το καθένα και το ύψος της γέφυρας είναι h=2,40 m.

 

Σε κάθε μια από τις παραπάνω περιπτώσεις θα προσδιορίσουμε το κρίσιμο φορτίο λυγισμού βάσει,

 • της μεθόδου του Timoshenko

• των διατάξεων του Ευρωκώδικα 3 - Μέρος 2

• της ανάλυσης του προγράμματος SAP2000 μέσω πεπερασμένων στοιχείων για,

• ένα δυσδιάστατο μοντέλο και

• ένα τρισδιάστατο μοντέλο της πεζογέφυρας.

 

Τέλος θα συγκριθούν τα αποτελέσματα των αναλύσεων που θα προκύψουν από κάθε μεθοδολογία και θα διερευνηθούν οι μεταβολές λόγω αλλαγών στη γεωμετρία του μοντέλου καθώς και οι περιπτώσεις σύγκλισης ή απόκλισης μεταξύ των μεθόδων αλλά και με την πραγματικότητα (την οποία θεωρούμε ότι προσεγγίζει καλύτερα η ανάλυση του τρισδιάστατου μοντέλου μέσω του λογισμικού ανάλυσης).