Σχεδιασμός Χαλύβδινης Γέφυρας με Ορθότροπο Κατάστρωμα      

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Μπεκιάρη Αναστασία                                
Επιβλέπων Καθηγητής: Θανόπουλος Π., Λέκτορας
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2020

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός οδικής τοξωτής μεταλλικής γέφυρας με ορθότροπο κατάστρωμα. Το άνοιγμα της γέφυρας είναι 74,98 m και το πλάτος του καταστρώματος 14,40 m. Η μελέτη γίνεται σύμφωνα με τους Ευρωκώδικες.

Αρχικά, γίνεται μια περιγραφή των ορθότροπων ή ορθοτροπικών καταστρωμάτων τα οποία αποτελούνται από μια χαλύβδινη πλάκα καταστρώματος με μεγάλη δυσκαμψία στην εγκάρσια διεύθυνση, στη διαμήκη, ή και στις δύο διευθύνσεις με σκοπό την αποτελεσματική κατανομή του φορτίου στις κύριες δοκούς. Γίνεται αναφορά στην οικονομία που προσφέρουν οι χαλύβδινες πλάκες καθώς αποτελούνται από μικρότερη μάζα σε σχέση με τις συμβατικές γέφυρες, γεγονός το οποίο τις καθιστά μια γρήγορη και οικονομική λύση.  

Παρουσιάζονται τα δομικά στοιχεία που τις αποτελούν και αναλύεται η συμπεριφορά τους σε συνολική εικόνα αλλά και σε επίπεδο μέλους. Αναλύονται τα δύο συστήματα των διαμήκων νευρώσεων από τα οποία κατασκευάζονται, τα ανοιχτά (στρεπτικά εύκαμπτα) και τα κλειστά συστήματα (στρεπτικά δύσκαμπτα). Γίνεται αναφορά στα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ορθότροπων πλακών και στις σχεδιαστικές θεωρήσεις που απαιτούν η χαλύβδινη πλακα καταστρώματος, οι διαμήκεις και οι εγκάρσιες δοκοί. Στην συνέχεια αναφέρεται η λειτουργία αυτών των δομικών στοιχείων με σκοπό την αποτελεσματική κατανομή των τάσεων στο κατάστρωμα της γέφυρας.

Ακολούθως, περιγράφονται οι μηχανισμοί συμπεριφοράς της χαλύβδινης πλάκας καταστρώματος αλλά και τα συστήματα παραμόρφωσης στα οποία υπόκειται. Σημαντικό φαινόμενο που συναντάμε ιδιαιτέρως σε ορθότροπες πλάκες, είναι αυτό της κόπωσης στο οποιο γίνεται αναλυτική περιγραφή σχετικά με τις τάσεις που αναπτύσσονται στο ενιαίο δομικό σύστημα της πλάκας, των διαμήκων και εγκάρσιων δοκών, και πώς αυτές μπορούν να εκτιμηθούν με σκοπό την αποφυγή  της συσσώρευσης τους ώστε να περιοριστεί το φαινόμενο της κόπωσης. Στη συνέχεια, δίνονται κάποιες πληροφορίες σχετικά με την κατασκεύη αυτών των πλακών, κυρίως για τις συγκολλήσεις που απαιτούνται στα χαλύβδινα καταστρώματα αλλά και για την τοποθέτηση της επιφάνειας φθοράς, η οποία τα προστατεύει από τη διάβρωση, προσφέροντας και άλλα οφέλη.

Αφού γίνεται μια σύντομη αναφορά στο λογισμικό SOFiSTiK, το οποίο χρησιμοποιήθηκε για την εκπόνηση της εργασίας, παρουσιάζεται το στατικό προσομοίωμα της τοξωτής μεταλλικής γέφυρας. Παρουσιάζονται επίσης, οι τελικές διατομές που προέκυψαν από τη μελέτη και περιγράφονται αναλυτικά οι φορτίσεις που εφαρμόζονται στη γέφυρα με βάση τους Ευρωκώδικες. Ακολούθως, περιγράφεται η διαδικασία υπολογισμού των φορτίων κυκλοφορίας και του φορτίου του ανέμου, καθώς και οι συνδυασμοί φορτίσεων που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση μέσω του λογισμικού. Επιλέγοντας τους δυσμενέστερους συνδυασμούς απεικονίζονται τα διαγράμματα των εντατικών μεγεθών και ακολουθούν οι έλεγχοι σε οριακή κατάσταση αστοχίας, σε οριακή κατάσταση λειτουργικότητας και ο έλεγχος σε κόπωση.

Τελειώνοντας, αναγράφονται τα συμπεράσματα τα οποία προέκυψαν από την εκπόνηση της παρούσας εργασίας και η βιβλιογραφία από την οποία αποκτήθηκαν όλες οι πληροφορίες και τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν.   

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ