Σεισμική απόκριση καλωδιωτής γέφυρας σε πολλαπλούς σεισμούς

Abstract

Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει τη μη γραμμική σεισμική ανάλυση μιας κρεμαστής γέφυρας μεγάλης κλίμακας υπό την επίδραση πολλαπλών διαδοχικών σεισμικών καταγραφών. Αναπτύχθηκε ένα λεπτομερές τρισδιάστατο (3D) μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων στο λογισμικό SAP2000, το οποίο ενσωματώνει πυλώνες τύπου CFST (χαλύβδινους σωλήνες πληρωμένους με σκυρόδεμα), σύμμικτο κατάστρωμα και σύστημα ανάρτησης με κύριο καλώδιο. Η καινοτομία της εργασίας έγκειται στη συνδυασμένη εξέταση δύο κρίσιμων παραγόντων που συχνά μελετώνται ανεξάρτητα: τη μη γραμμική συμπεριφορά της θεμελίωσης με πασσάλους και τη διαδοχική σεισμική φόρτιση. Η αλληλεπίδραση εδάφους-πασσάλου μοντελοποιείται μέσω μη γραμμικών καμπυλών ελατηρίων p-y, t-z και Q-z εξαρτώμενων από το βάθος, οι οποίες υλοποιούνται ως πολυγραμμικά πλαστικά στοιχεία συνδέσμων (Multi-Linear Plastic Link elements), αποτυπώνοντας την πλήρη μη γραμμική εγκάρσια και αξονική απόκριση της ομάδας πασσάλων διαμέτρου 1,8 m και μήκους 60 m. Ταυτόχρονα, η δομική απόκριση αξιολογείται υπό πραγματικές σεισμικές ακολουθίες αντί για μεμονωμένα γεγονότα, αντιμετωπίζοντας τη συσσωρευμένη βλάβη την οποία οι συμβατικές αναλύσεις συστηματικά υποτιμούν. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι ο συνδυασμός της μη γραμμικότητας της θεμελίωσης και της επαναλαμβανόμενης σεισμικής φόρτισης ενισχύει σημαντικά τις εσωτερικές δυνάμεις και τις απαιτήσεις παραμόρφωσης σε κρίσιμα δομικά στοιχεία. Αυτό υπογραμμίζει την ανεπάρκεια των τυπικών παραδοχών σχεδιασμού που βασίζονται σε μεμονωμένα γεγονότα και σε παραδοχή σταθερής βάσης (fixed-base) για γέφυρες μεγάλου ανοίγματος ABSTRACT «Seismic Response of Cable stayed Bridge under multiple Earthquakes» This study presents the nonlinear seismic analysis of a large-scale suspension bridge under multiple sequential earthquake records. A detailed 3D finite element model is developed in SAP2000, incorporating CFST pylons, a composite deck, and a main cable suspension system. The novelty of this work lies in the combined treatment of two critical and often independently studied factors: nonlinear pile foundation behavior and sequential seismic loading. Soil–pile interaction is modeled through depth-dependent p-y, t-z, and Q-z nonlinear spring curves implemented as Mul-ti-Linear Plastic Link elements, capturing the full nonlinear lateral and axial response of the 1.8 m diameter, 60 m long pile group. Simultaneously, the structural response is evaluated under real seismic sequences rather than single events, addressing the cu-mulative damage that conventional analyses systematically underestimate. Results demonstrate that the combination of foundation nonlinearity and repeated seismic loading significantly amplifies internal forces and deformation demands on critical structural components, highlighting the inadequacy of standard single-event, fixed-base design assumptions for long-span bridges.