Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η διερεύνηση της απόκρισης της κρεμαστής γέφυρας Angus L. Macdonald που βρίσκεται στο λιμάνι του Halifax στον Καναδά υπό δυναμικά φορτία, χρησιμοποιώντας λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων. Η προσοχή εστιάζεται στα δυναμικά φαινόμενα που εμφανίζονται σε μη γραμμικά συστήματα και συγκεκριμένα στα φαινόμενα που εμφανίζονται κατά την κατακόρυφη κίνηση της κρεμαστής γέφυρας.

Αρχικά παρουσιάζεται θεωρία ιδιομορφικής και δυναμικής ανάλυσης καλωδίων σημαντικής κρέμασης επισημαίνοντας κύριους και δευτερεύοντες συντονισμούς όπως είναι ο υπεραρμονικός και ο υποαρμονικός συντονισμός. Στη συνέχεια περιγράφονται τα γεωμετρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά του φορέα της κρεμαστής γέφυρας. Με χρήση του λογισμικού ADINA κατασκευάζεται επίπεδο προσομοίωμα του ενός επιπέδου καλωδίωσης της γέφυρας. Υπολογίζονται οι πρώτες δέκα ιδιομορφές και ιδιοσυχνότητες που αφορούν την κατακόρυφη κίνηση και συγκρίνεται με αναλυτικές λύσεις που δίνουν τις ιδιοσυχνότητες ενός καλωδίου με κρέμαση για την πρώτη συμμετρική και αντισυμμετρική ιδιομορφή.

Ακολούθως, το προσομοίωμα φορτίζεται με αρμονικά φορτία εντός επιπέδου της καλωδίωσης και εκτελούνται μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις. Θεωρούνται οι περιπτώσεις συμμετρικής και αντισυμμετρικής κατανομής φορτίου, ενώ για κάθε μία από τις δύο περιπτώσεις συγκρίνονται διαφορετικές κατανομές και διαφορετικές τιμές της έντασης φόρτισης. Η μόνιμη απόκριση του κύριου καλωδίου σε όρους πλάτους ταλάντωσης και αξονικής τάσης απεικονίζεται σε διαγράμματα για συχνότητες φορτίου κοντά στην ιδιοσυχνότητα του συστήματος στοχεύοντας σε φαινόμενα θεμελιώδους συντονισμού, για συχνότητες μικρότερες της ιδιοσυχνότητας αναζητώντας υπεραρμονικούς συντονισμούς και για συχνότητες μεγαλύτερες της ιδιοσυχνότητας επιδιώκοντας την εμφάνιση υποαρμονικών και εσωτερικών συντονισμών. Παρατηρείται καμπύλωση των διαγραμμάτων προς χαμηλότερες συχνότητες στη συμμετρική φόρτιση που υποδεικνύει συμπεριφορά χαλάρωσης του συστήματος, ενώ στην περίπτωση της αντισυμμετρικής φόρτισης εμφανίζονται κορυφές του διαγράμματος για συχνότητες χαμηλότερες αλλά και υψηλότερες της ιδιοσυχνότητας. Επισημαίνεται ότι ο υπεραρμονικός συντονισμός δευτέρας τάξης είναι αξιοσημείωτος σε αντίθεση με τον υπεραρμονικό συντονισμό τρίτης τάξης. Επίσης εμφάνιση συντονισμών συχνότητας μεγαλύτερης της ιδιοσυχνότητας πραγματοποιείται μόνο για λόγο εξωτερικής συχνότητας προς ιδιοσυχνότητας ίσο με 2. Ο συντονισμός αυτός εσωτερικός μεταξύ της 1^ης και 3^ης συμμετρικής ιδιομορφής που μπορεί να ενεργοποιηθεί αφού εξελιχθεί πρώτα ο θεμελιώδης συντονισμός για την 3^η συμμετρική ιδιομορφή. Και στις δύο περιπτώσεις δευτερευόντων συντονισμών η εμφάνισή τους απαιτεί σημαντικά φορτία. Παράλληλα αναζητούνται φαινόμενα παραμετρικού συντονισμού για τους αναρτήρες της γέφυρας.

Τέλος, προκειμένου να διερευνηθεί η συμπεριφορά της κρεμαστής γέφυρας υπό ρεαλιστικά δυναμικά φορτία με συχνότητες κοντά στην περιοχή των ιδιοσυχνοτήτων της γέφυρας μελετάται φόρτιση εξαιτίας ανέμου. Κατόπιν παρουσίασης των φαινομένων και των φορτίων που εμφανίζονται σε κρεμαστές γέφυρες εξαιτίας ανέμων, παράγονται τεχνητές χρονοϊστορίες ταχύτητας ανέμου λαμβάνοντας υπόψη το φάσμα ταχυτήτων ανέμου του Ευρωκώδικα 1. Γίνονται απλοποιητικές υποθέσεις υπέρ της ασφαλείας όσον αφορά τα φορτία και τη χωρική κατανομή τους και εκτελούνται μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις με εστίαση της προσοχής στα φαινόμενα απόσχισης δινών και ταλάντωσης εξαιτίας ανεμοριπών (αεροκραδασμοί). Για τη διερεύνηση του φαινομένου απόσχισης δινών εκτελούνται μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις με αρμονικά ομοιόμορφα φορτία για ταχύτητες ανέμου έως 15m/s, ενώ στην περίπτωση των αεροκραδασμών εκτελούνται μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις με βάση τα τεχνητά διαγράμματα για ταχύτητες ανέμου έως και 50m/s. Παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα της κατακόρυφης μετατόπισης και της μέγιστης επιτάχυνσης του καταστρώματος για τις διάφορες ταχύτητες ανέμου, καθώς και οι συχνότητες και τα μη γραμμικά φαινόμενα που ενεργοποιούνται κατά τους αεροκραδασμούς μέσω διαγραμμάτων Fourier.