Σύγκριση προσομοιωμάτων ανάλυσης σύμμικτης κιβωτιοειδούς γέφυρας

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία συγκρίνονται τα αποτελέσματα ανάλυσης τριών στατικών μοντέλων προσομοίωσης μιας κιβωτιοειδούς σύμμικτης γέφυρας. Το κιβώτιο είναι χαλύβδινο και αποτελείται από επίπεδα ελάσματα. Για την ανάλυση του φορέα αφού επιλέγονται τα χαρακτηριστικά της διατομής της γέφυρας στη συνέχεια μορφώνουμε τρία τρισδιάστατα προσομοιώματα του φορέα χρησιμοποιώντας πεπερασμένα στοιχεία, χωροδικτύωμα και εσχάρα δοκών αντίστοιχα. Για τις αναλύσεις μας χρησιμοποιούμε το πρόγραμμα SAP 2000. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στην εξέλιξη της γεφυροποιίας και αναφέρονται τα χαρακτηριστικά των σύμμικτων γεφυρών. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στα πλεονεκτήματα των συμμίκτων γεφυρών,στη χρήση κιβωτιοειδούς διατομής καθώς και στους τύπους που δύναται να χρησιμοποιηθούν. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια κιβωτιοειδής γέφυρα. Περιγράφονται αναλυτικά τα χαρακτηριστικά των μελών της γέφυρας, του ανοίγματος και όλων των απαιτήσεων που διέπουν τα μέλη του φορέα. Περιγράφεται τέλος η διατμητική σύνδεση πλάκας καταστρώματος με την διατομή κιβωτίου. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις ποιότητες των υλικών που θα χρησιμοποιήσουμε, αλλά και για το ίδιον βάρος, φορτία κυκλοφορίας, φορτία ανέμου, ερπυστικές τάσεις, θερμοκρασιακές μεταβολές, φορτίσεις δηλαδή που καταπονούν την κατασκευή. Τέλος, αναφέρονται οι συνδυασμοί δράσεων και οι οριακές καταστάσεις αστοχίας και λειτουργικότητας. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφονται τα μοντέλα προσομοίωσης. Αναφέρονται για κάθε μέθοδο ανάλυσης, εσχάρα δοκών, πεπερασμένα στοιχεία και χωροδικτύωμα, συνοπτικά η μοντελοποίηση του φορέα, οι πρώτες τέσσερις ιδιομορφές, οι αντιδράσεις στήριξης καθώς και κατακόρυφη μετακίνηση στο μέσον του ανοίγματος. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο συγκρίνονται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων των προσομοιωμάτων επίλυσης του φορέα της γέφυρας.

The issue of this diploma thesis consists of comparing the results of different bridge models. More specifically, a composite box-girder bridge with span 50 m long and deck’s width 15 m is analysed in SAP 2000 program using different models such us Finite Elements Method, 3D Beam Model, Grillage Models and a simply supported beam. At first chapter, a generall discussion about bridges and the characteristics of them are taking place. Moreover, a quick reference to the pros of composite bridges,the use of box-girder and types of them are developed in this text. At second chapter, the geometrical data of the composite box-girder bridge which is going to me analysed is described. Also we try to give some information about the composite connection between the box-girder and the deck. At third chapter, we set forth the qualities of materials we use, dead and live loads, wind, creep and temperature, while the fourth chapter explain the way we draw the different models of analysis. Furthermore, we picture the first five modals, joint’s reactions and deflection displacement due to the previous loads. At the end of the thesis, we choose to compare the results of the different models and try to explain their deviations.