Γέφυρες Γ12 στο τµήµα Πολύµυλος-Λευκόπετρα (5.1) της Εγνατίας Οδού

Γέφυρες Γ12 στο τµήµα Πολύµυλος-Λευκόπετρα (5.1) της Εγνατίας Οδού Ν. Χαλάτης Πολιτικός Μηχανικός. Γραφείο Μελετών ΜΕΤΕ ΣΥΣΜ Α.Ε. Α. Τοκατλίδης ρ Πολιτικός Μηχανικός. Γραφείο Μελετών ΜΕΤΕ ΣΥΣΜ Α.Ε. Λέξεις κλειδιά: γέφυρα, Εγνατία οδός, προβολοδόµηση, υψηλά βάθρα, φρέατα θεµελίωσης, µελέτη υπερυψώσεων ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Πρόκειται για κοιλαδογέφυρα δύο ανεξαρτήτων κλάδων της Εγνατίας οδού, συνολικού µήκους 457 m, που κατασκευάσθηκε µε τη µέθοδο της προβολοδόµησης. Η γέφυρα κάθε κλάδου αποτελείται από συνεχή φορέα ανωδοµής µε κιβωτιοειδή διατοµή σε µονολιθική σύνδεση µε τα µεσόβαθρα. Οι στύλοι των µεσοβάθρων έχουν ύψη, που κυµαίνονται από 36 έως 94 m, θεµελιώνονται δε σε κυκλικά φρέατα. Στο άρθρο παρουσιάζονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά των γεφυρών, οι παραδοχές σχεδιασµού, η µεθοδολογία των υπολογισµών καθώς και στοιχεία από τη µελέτη υπερυψώσεων κατά τη σκυροδέτηση των φορέων της ανωδοµής των γεφυρών. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τον Νοέµβριο του 1998 ανατέθηκε από την ΕΓΝΑΤΙΑ Ο ΟΣ Α.Ε. στα συµπράττοντα γραφεία µελετών ΜΕΤΕ ΣΥΣΜ Α.Ε. ΕΝΜ Ε.Π.Ε. Α. ΝΕ ΑΣ η οριστική µελέτη των γεφυρών Γ12 στο τµήµα Πολύµυλος - Λευκόπετρα (5.1) της Εγνατίας οδού. Πρόκειται για οδογέφυρες χωριστών κλάδων της κύριας αρτηρίας µε συνολικό µήκος 457 m επάνω από κοιλάδα µεγίστου βάθους της τάξης των 100 m. Η ανωδοµή του κάθε κλάδου αποτελείται από συνεχή φορέα πέντε ανοιγµάτων, µε µέγιστο άνοιγµα 107 m, ο οποίος συνδέεται µονολιθικά µε τα µεσόβαθρα. Η ανωδοµή των γεφυρών κατασκευάσθηκε µε τη µέθοδο της προβολοδόµησης (Φωτ. 1). Η οριστική µελέτη του έργου ολοκληρώθηκε τον Απρίλιο του 2002. Πριν από την έναρξη των εργασιών προβολοδόµησης συντάχθηκε για λογαριασµό του αναδόχου κατασκευαστή η µελέτη υπερυψώσεων-ταπεινώσεων της στάθµης σκυροδέτησης της ανωδοµής των γεφυρών (camber design). Οι εργασίες κατασκευής των γεφυρών ξεκίνησαν τον Σεπτέµβριο του 2001 και ολοκληρώθηκαν τον Οκτώβριο του 2004, οπότε οι γέφυρες δόθηκαν σε κυκλοφορία. 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Σύµφωνα µε τη µελέτη οδοποιίας, η Εγνατία οδός στη θέση του έργου αποτελείται από δύο χωριστούς κλάδους, που βρίσκονται σε µεταβλητή απόσταση κυµαινόµενη από 8.90 έως 7.70 m και συγκλίνουν προς την πλευρά του Πολυµύλου. Οριζοντιογραφικά οι δύο κλάδοι βρίσκονται σε ευθυγραµµία (Σχ. 2). Σε ευθυγραµµία βρίσκεται και η ερυθρά της χάραξης µε κατά µήκος κλίση 5%. Η διατοµή κάθε κλάδου αποτελείται από δύο λωρίδες κυκλοφορίας και Λ.Ε.Α., ενώ προβλέπεται ηλεκτροφωτισµός σε όλο το µήκος των γεφυρών µε τοποθέτηση των στύλων Η/Φ στην εξωτερική πλευρά κάθε κλάδου. Με τα δεδοµένα αυτά η διατοµή του καταστρώµατος της γέφυρας κάθε κλάδου έχει πλάτος 1.25 + 2 0.50 + 2 3.75 + 2.50 + 1.75 = 14.0 m (1.25 m και 1.75 m αντίστοιχα το πλάτος του εσωτερικού και εξωτερικού πεζοδροµίου). 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 1

Η γέφυρα κάθε κλάδου διαµορφώνεται στη λογική των «ενιαίων» γεφυρών από συνεχή ανωδοµή κιβωτιοειδούς διατοµής, µεταβλητού ύψους από τα ανοίγµατα στα στηρίγµατα, 5 ανοιγµάτων 61.0 + 3 107.0 + 75.0 = 457.0 m, ο οποίος συνδέεται µονολιθικά µε τα τέσσερα µεσόβαθρα, εδράζεται δε στα ακρόβαθρα µέσω σηµειακών εφεδράνων ολίσθησης (Σχ. 3). Με τον τρόπο αυτό διαµορφώνεται ένα τετράστυλο πλαίσιο µε αναµενόµενη ικανοποιητική συµπεριφορά στην παραλαβή τόσο των κατακορύφων, όσο και των οριζοντίων φορτίων, µε αρµούς µόνο στα ακρόβαθρα και µε ανάλογες µετακινήσεις. Όπως προαναφέρθηκε, η διατοµή του φορέα της ανωδοµής είναι µονοκυψελικό κιβώτιο σταθερού εξωτερικού πλάτους 7.30 m (Σχ. 4). Το ύψος της διατοµής κυµαίνεται από 6.50 m στα στηρίγµατα έως 3.00 m στην κλείδα, µε παραβολική χάραξη του κάτω πέλµατος. Το συνολικό πλάτος της πλάκας καταστρώµατος είναι 13.40 m µε προβόλους µήκους 3.05 m. Το πάχος της πλάκας του άνω πέλµατος κυµαίνεται από 0.25 έως 0.55 m στους προβόλους και 0.30 έως 0.55 m στο εσωτερικό του κιβωτίου. Το πάχος των κορµών ανέρχεται σε 0.50 m, ενώ το πάχος της πλάκας του κάτω πέλµατος κυµαίνεται από 0.25 m στην κλείδα έως 0.70 m στις περιοχές των µεσοβάθρων. Με τα παραπάνω δεδοµένα η λυγηρότητα για τα τρία εσωτερικά ανοίγµατα ανέρχεται σε 1/35.5 για το άνοιγµα και 1/16.5 για το στήριγµα, ο δε λόγος των εξωτερικών προς τα εσωτερικά ανοίγµατα ανέρχεται σε 0.57/1.0/1.0/1.0/0.70. Οι φορείς της ανωδοµής κατασκευάσθηκαν µε συµµετρική προβολοδόµηση (Φωτ. 5). Αρχικά σκυροδετείται η κεφαλή του µεσοβάθρου (µήκους 10 έως 12 m) µε ξυλότυπο, που στερεώνεται στο ήδη κατασκευασµένο βάθρο, προκειµένου να δηµιουργηθεί χώρος για τη συναρµολόγηση του πρώτου φορείου. Κάθε ηµιφορέας αποτελείται από 10 σπονδύλους µεγίστου µήκους 5 m και µεγίστου βάρους περίπου 140 t. Οι σπόνδυλοι σύνδεσης (κλείδες) των εκατέρωθεν προβόλων έχουν µήκος 3 m. Ο φορέας της ανωδοµής προεντείνεται µόνο κατά τη διαµήκη διεύθυνση. Για την παραλαβή των ροπών του προβόλου τοποθετούνται σε κάθε ηµιφορέα στο άνω πέλµα του κιβωτίου συνολικά 50 καλώδια προέντασης των 15Φ0.6. Τα άνω καλώδια αγκυρώνονται στα κατακόρυφα µέτωπα των σπονδύλων κοντά στη συµβολή άνω πέλµατος κορµών και σταδιακά αποµακρύνονται από τους κορµούς, ούτως ώστε στην περιοχή των µεσοβάθρων να καταλαµβάνουν σχεδόν όλο το πλάτος της πλάκας καταστρώµατος (Σχ. 6). Τα καλώδια του άνω πέλµατος εντείνονται µονόπλευρα εναλλάξ από δεξιά και αριστερά. Στις περιοχές των ανοιγµάτων του φορέα τοποθετούνται στο κάτω πέλµα καλώδια συνεχείας από 15Φ0.6 και 19Φ0.6, τα οποία εντείνονται µετά τις διαδοχικές συνδέσεις των προβόλων (Σχ. 7). Τα καλώδια του κάτω πέλµατος αγκυρώνονται σε κατάλληλα διαµορφωµένες προεξοχές. Τοποθετούνται 12 καλώδια 15Φ0.6 στα ανοίγµατα RA1-RM1 και LM4-LA2, 30 καλώδια 19Φ0.6 στα ανοίγµατα Μ1-Μ2 και Μ3-Μ4, 28 καλώδια 19Φ0.6 στα ανοίγµατα Μ2-Μ3 και 18 καλώδια 19Φ0.6 στα ανοίγµατα RM4-RA2 και LA1-LM1. Όλα τα καλώδια του κάτω πέλµατος εντείνονται µονόπλευρα, από τα αριστερά στα ανοίγµατα Α1-Μ1 και Μ1-Μ2, από τα δεξιά στα ανοίγµατα Μ3-Μ4 και Μ4-Α2 και εναλλάξ από δεξιά και αριστερά στο κεντρικό άνοιγµα Μ2-Μ3. Στους κορµούς του κιβωτίου προβλέπονται οπές εξαερισµού Φ100 mm ανά 10 m περίπου, ενώ στο κάτω πέλµα διατάσσονται οπές αποστράγγισης Φ50 ή Φ100 mm ανά 5 έως 10 m. Όλες οι οπές καλύπτονται µε γαλβανισµένο πλέγµα για την αποφυγή συσσώρευσης ακαθαρσιών. Επίσης για την εξασφάλιση της πρόσβασης στο εσωτερικό του φορέα διαµορφώνονται ανθρωποθυρίδες στα διαφράγµατα στις θέσεις των ακροβάθρων και των µεσοβάθρων. Τα ύψη των µεσοβάθρων, που προκύπτουν από την διαµόρφωση των ανοιγµάτων των γεφυρών, ανέρχονται σε 39.3 (LM1) έως 92.7 m (LM2) για τα βάθρα του αριστερού κλάδου και 35.6 (RM1) 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 2

έως 94.3 m (RM3) για τα βάθρα του δεξιού κλάδου. Η διατοµή των στύλων των µεσοβάθρων είναι κοίλη ορθογωνική, µε εξωτερικές διαστάσεις 5.50 6.80 m για τα υψηλότερα βάθρα Μ2 και Μ3 και 3.50 6.80 m για τα βάθρα Μ1 και Μ4. Το πάχος των τοιχωµάτων είναι 0.70 m για όλα τα βάθρα. Το εσωτερικό των µεσοβάθρων είναι επισκέψιµο καθ όλο το ύψος τους. Η πρόσβαση καθίσταται εφικτή µέσω οπών διέλευσης στο κάτω πέλµα του φορέα, µεταλλικών παταριών ανά 5 m και µεταλλικών κλιµάκων σε όλο το ύψος των βάθρων. Για την ανέγερση των µεσοβάθρων προβλέφθηκε κατά τη µελέτη η χρήση αναρριχώµενου ξυλοτύπου µε βήµα αναρρίχησης 4.20 m (Φωτ. 8). Το γεωτεχνικό υπόβαθρο στη θέση του έργου συνίσταται από επιφανειακό ελουβιακό µανδύα αποσάθρωσης µεγίστου πάχους 5 m, που υπέρκειται σχηµατισµού γνευσίων, κατά κανόνα µέτρια αποσαθρωµένων, µε µέση τιµή του δείκτη ποιότητας της βραχόµαζας RQD = 50%. Η βραχόµαζα χαρακτηρίζεται πτωχής ως µέτριας ποιότητας, κατατασσόµενη στην κατηγορία IV III κατά Bieniawski (RMR = 40 ± 2). Με τα παραπάνω δεδοµένα επιλέχθηκε για τη θεµελίωση των οκτώ µεσοβάθρων η λύση της θεµελίωσης ενδιαµέσου βάθους µέσω φρεάτων. Τα µεσόβαθρα θεµελιώνονται σε κυκλικά φρέατα από οπλισµένο σκυρόδεµα διαµέτρου 9 m και βάθους 14 έως 18 m. Η επιλογή της στάθµης στέψης των φρεάτων έγινε κατά τρόπο τέτοιο, ώστε αφενός η παρειά του φρέατος να απέχει από το πρανές περισσότερο από 5 m και αφετέρου το φρέαρ σε όλο το µήκος του να αναπτύσσεται στην βραχόµαζα, που υπόκειται του επιφανειακού µανδύα αποσάθρωσης. Η εκσκαφή των φρεάτων θεµελίωσης έγινε µε την τεχνική των «µαροκινών» φρεάτων, η οποία προβλέπει σταδιακή εκσκαφή και αντιστήριξη των µετώπων εκσκαφής (Φωτ. 9). Τα µέτρα αντιστήριξης συνίστανται στην εφαρµογή στρώσης εκτοξευόµενου σκυροδέµατος µέσου πάχους 75 mm οπλισµένου µε πλέγµα και αγκυρίων ολικής πάκτωσης Φ2½ µήκους 8.0 έως 12.0 m σε κάνναβο 1.50 2.00 έως 2.50 2.87 m. Τα ακρόβαθρα των γεφυρών προβλέπονται ολόσωµα µε επιφανειακή θεµελίωση πάχους 1.50 έως 1.80 m, κορµό πάχους 1.50 m και θωράκιο µε πτερυγότοιχους για εγκιβωτισµό του επιχώµατος πίσω από αυτά. Τα ύψη των ακροβάθρων είναι 12.0 m για το RA1, 13.0 m για το LA1 και 10.0 m για τα RA2 και LA2. Πίσω από τα ακρόβαθρα διαµορφώνεται χώρος για την πρόσβαση στο εσωτερικό του φορέα, την επιθεώρηση και αντικατάσταση των εφεδράνων καθώς και την αποθήκευση υλικών, που αφορούν τη συντήρηση της γέφυρας. Η έδραση του φορέα στα ακρόβαθρα προβλέπεται µε σηµειακά εφέδρανα εγκιβωτισµένου ελαστικού (pot bearings). Συγκεκριµένα σε κάθε ακρόβαθρο τοποθετήθηκε ένα εφέδρανο µε δυνατότητα ολίσθησης σε δύο διευθύνσεις και ένα εφέδρανο κινητό µόνο στη διαµήκη διεύθυνση, µε δυνατότητα ανάληψης εγκάρσιου οριζόντιου φορτίου. Η φέρουσα ικανότητα των εφεδράνων σε κατακόρυφο φορτίο είναι 5000 kn για τα ακρόβαθρα RA1 και LA2 και 6500 kn για τα RA2 και LA1, ενώ τα εφέδρανα που είναι σταθερά στην εγκάρσια διεύθυνση µπορούν να παραλάβουν οριζόντιο φορτίο 1200 kn. Οι επιτρεπόµενες διαµήκεις µετακινήσεις των παραπάνω εφεδράνων είναι 350 mm προς το θωράκιο και 550 mm προς το άνοιγµα. Παράλληλα µε τα εφέδρανα στις δοκούς έδρασης των ακροβάθρων διαµορφώνονται αντισεισµικά stoppers από οπλισµένο σκυρόδεµα για την ανάληψη των εγκάρσιων ικανοτικών δράσεων. Μεταξύ του φορέα και των stoppers τοποθετούνται κατακόρυφα ελεύθερα ολισθαίνοντα ελαστοµεταλλικά εφέδρανα 400 700 mm µεγίστου αναλαµβανοµένου φορτίου 3500 kn. Επίσης στον φορέα στις θέσεις των ακροβάθρων προβλέπονται ελαστοµεταλλικοί αρµοί συστολοδιαστολής µε εύρος µετακίνησης ±320 mm. Για την αποχέτευση των οµβρίων από το κατάστρωµα της γέφυρας τοποθετούνται φρεάτια υδροσυλλογής ανά 10 m περίπου και συλλεκτήριοι σωλήνες Φ300 mm, που καταλήγουν σε φρεάτια πίσω από τα ακρόβαθρα προς Λευκόπετρα. Τέλος προβλέπεται τοποθέτηση άκαµπτων µεταλλικών στηθαίων ασφαλείας τύπου ΣΤΕ-1 στα πεζοδρόµια, µόνωση του καταστρώµατος, µόνωση µε διπλή επάλειψη ασφαλτικού των επιφανειών βάθρων και πτερυγοτοίχων, που 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 3

επιχώνονται, διαµόρφωση τελειωµάτων τύπου Γ καθώς και αντιρρυπαντική επάλειψη των ορατών επιφανειών, στις οποίες είναι δυνατόν να γίνει αναγραφή συνθηµάτων. Τα υλικά κατασκευής των γεφυρών είναι: - Σκυρόδεµα C20/25 (Β25) : φρέατα θεµελίωσης, ακρόβαθρα, πτερυγότοιχοι, πλάκες πρόσβασης, πεζοδρόµια - Σκυρόδεµα C30/37 (Β35) : στύλοι µεσοβάθρων - Σκυρόδεµα C40/50 (Β45) : φορέας ανωδοµής - Χάλυβας οπλισµού S500s (BSt500/550RU) - Χάλυβας προέντασης St 1570/1770 Ενδεικτικά αναφέρεται ότι, σύµφωνα µε τη µελέτη, για την κατασκευή των γεφυρών και των δύο κλάδων απαιτήθηκαν 30.000 m 3 οπλισµένου σκυροδέµατος όλων των κατηγοριών, 3.600 t χάλυβα οπλισµού και 660 t χάλυβα προέντασης. Οι ποσότητες οπλισµού ανά m 3 σκυροδέµατος κατά τύπο δοµικού στοιχείου είναι: - Φρέατα θεµελίωσης 50 kg/m 3 - Στύλοι µεσοβάθρων 200 kg/m 3 - Φορέας ανωδοµής (χαλαροί οπλισµοί) 140 kg/m 3 - Φορέας ανωδοµής (χάλυβας προέντασης) 55 kg/m 3 3. ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ ΜΕΛΕΤΗΣ ΦΟΡΤΙΑ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ Για το σύνολο του έργου εφαρµόσθηκαν οι Γερµανικοί Κανονισµοί γεφυροποιίας, όπως ίσχυαν κατά την περίοδο της µελέτης, σε συνδυασµό µε την Εγκύκλιο 39/99 του ΥΠΕΧΩ Ε και τον Ε.Α.Κ. για θέµατα αντισεισµικού σχεδιασµού. Για θέµατα, που δεν καλύπτονται πλήρως από τους παραπάνω κανονισµούς, έγινε χρήση του Ευρωκώδικα 8 Μέρος 2 «Αντισεισµικός σχεδιασµός γεφυρών» και του Ευρωκώδικα 1 Μέρος 2-4 «Φορτία ανέµου». Επιπρόσθετα ελήφθησαν υπόψη οι απαιτήσεις των Προδιαγραφών ZTV K του Γερµανικού Υπουργείου Συγκοινωνιών και οι υποδείξεις της έκθεσης «Θέµατα σεισµικού σχεδιασµού για κοίλα βάθρα γεφυρών», που συνέταξε ο Καθ. M.J.N. Priestley για λογαριασµό της ΕΟΑΕ. Για τους ελέγχους της κατασκευής στην τελική κατάσταση λειτουργίας ελήφθησαν οι γνωστές φορτίσεις του DIN 1072 για κλάση γέφυρας SLW60/30. Για τους υπολογισµούς στη φάση κατασκευής, εκτός από το ίδιο βάρος, θεωρήθηκαν οι παρακάτω φορτίσεις: - Βάρος φορείων προβολοδόµησης (κατασκευή στήριξης και ξυλότυπος) 825 kν µε εκκεντρότητα 1.75 m ως προς το µέτωπο του ήδη σκυροδετηθέντος σπονδύλου. Πρόκειται για φορεία φέρουσας ικανότητας 185 t νωπού σκυροδέµατος µε µέγιστο µήκος σπονδύλου 5 m της εταιρείας HÜNNEBECK ITALIA. - Κινητό φορτίο λόγω εργατών, υλικών κ.λπ. ίσο µε 0.75 kν/m 3 - Οριζόντια ανεµοπίεση στον φορέα και τα βάθρα (για τη δυσµενέστερη στρεπτική καταπόνηση του στύλου εξετάσθηκε και η περίπτωση φόρτισης ενός µόνο προβόλου µε το µισό ανεµοφορτίο) - Κατακόρυφη ανεµοπίεση κατά EC1-2-4 ίση µε 11.0 kn/m (επίσης εξετάσθηκε η περίπτωση φόρτισης ενός προβόλου µε το µισό ανεµοφορτίο) - Ανακρίβεια πλευρικής µετατόπισης 1% Για τον αντισεισµικό υπολογισµό των γεφυρών ελήφθη σεισµική επιτάχυνση εδάφους ίση µε 0.16g και συντελεστής σπουδαιότητας 1.30. Θεωρήθηκε η δυνατότητα δηµιουργίας πλαστικών αρθρώσεων στην κεφαλή και τον πόδα των µεσοβάθρων για σεισµό στη διαµήκη διεύθυνση ή µόνο στον πόδα των στύλων για εγκάρσιο σεισµό και ελήφθη συντελεστής συµπεριφοράς q=3.5. Για τον υπολογισµό των σεισµικών δράσεων κατά τη διάρκεια της κατασκευής θεωρήθηκε 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 4

σεισµική επιτάχυνση ίση µε το 50% της κανονικής και συντελεστής συµπεριφοράς q=1.0, δηλαδή επιθυµητή ελαστική συµπεριφορά προς αποφυγή βλαβών πριν την ολοκλήρωση του έργου. 4. ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Το βασικό υπολογιστικό µοντέλο για την ανάλυση και διαστασιολόγηση του φορέα τόσο σε φάση κατασκευής όσο και στο στάδιο λειτουργίας αποτελείται από ραβδωτά πεπερασµένα στοιχεία. Κατά την διακριτοποίηση του ζυγώµατος λαµβάνονται υπόψη τα προβλεπόµενα µήκη σπονδύλων και οι φάσεις κατασκευής του έργου. Οι συνθήκες θεµελίωσης προσοµοιώνονται µε τη χρήση ελατηρίων, τα οποία συνδέονται µε τους κόµβους των στοιχείων των φρεάτων. Οι ελαστικές σταθερές των υλικών λαµβάνονται σύµφωνα µε το DIN 1045 για στοιχεία από οπλισµένο σκυρόδεµα και σύµφωνα µε το DIN 4227 για στοιχεία από προεντεταµένο σκυρόδεµα. Κατά τη φασµατική δυναµική ανάλυση των γεφυρών η δυσκαµψία των µεσοβάθρων λαµβάνεται ίση µε : - την πλήρη δυσκαµψία του σταδίου Ι για τον επί το δυσµενέστερο υπολογισµό της σεισµικής έντασης, - την ενεργό δυσκαµψία (ΕΙ) ef, σύµφωνα µε το Παράρτηµα της Εγκ. 39/99, για τον υπολογισµό των σεισµικών παραµορφώσεων και τον σχεδιασµό των αρµών και των εφεδράνων. Ενδεικτικά αναφέρεται, ότι η υπολογιστική σεισµική µετακίνηση των ζυγωµάτων στη διαµήκη διεύθυνση είναι περίπου 35 cm. Για τους ελέγχους των υψηλοτέρων µεσοβάθρων τόσο σε φάση κατασκευής όσο και σε στάδιο λειτουργίας έγιναν επιλύσεις σύµφωνα µε τη θεωρία 2 ης τάξεως. Σε κάθε στάδιο κατασκευής του φορέα της γέφυρας υπολογίζονται τα µεγέθη έντασης και παραµόρφωσης λόγω ιδίου βάρους, προέντασης και λοιπών εξωτερικών φορτίων. Η επιρροή του ερπυσµού και της συστολής ξήρανσης (απώλειες προέντασης, πρόσθετες παραµορφώσεις), που εκδηλώνονται στα διάφορα στάδια της κατασκευής, υπολογίζεται µε τη βοήθεια τµηµατικών συντελεστών φ και ε s. Οι τµηµατικοί συντελεστές ερπυσµού φ χρησιµοποιούνται επίσης και για τον υπολογισµό της ανακατανοµής των εντατικών µεγεθών κατά τη σταδιακή µεταβολή του στατικού συστήµατος λόγω των διαδοχικών συνδέσεων των ηµιφορέων (σκυροδέτηση κλειδών, σύνδεση µε τα ακρόβαθρα). Για την εκτίµηση των παραπάνω συντελεστών στα στάδια της προβολοδόµησης απαιτείται ο προσδιορισµός της ηλικίας των σπονδύλων κατά τις φάσεις της ανέγερσης. εδοµένου ότι κατά τον χρόνο εκπόνησης της οριστικής µελέτης δεν υπήρχε χρονοδιάγραµµα εργασιών εκ µέρους του Αναδόχου, κλήθηκε ο Μελετητής να εκτιµήσει την αλληλουχία των φάσεων κατασκευής και τους χρόνους αποπεράτωσης των ενδιάµεσων φάσεων. Ο Ανάδοχος ακολούθησε τελικά πρόγραµµα κατασκευής διαφοροποιηµένο από τις παραδοχές της µελέτης, µε αποτέλεσµα την ανάγκη επανυπολογισµού των φορέων µε τα νέα δεδοµένα. Στην παρούσα µελέτη οι συντελεστές φ και ε s υπολογίστηκαν σύµφωνα µε το DIN 4227 για µέσο ενεργό ύψος φορέα d ef =0.70 m. Με τα παραπάνω δεδοµένα έγιναν οι προβλεπόµενοι έλεγχοι τάσεων και οριακών καταστάσεων αστοχίας και ρηγµάτωσης σε κάθε στάδιο της κατασκευής των φορέων. Κατά τους ελέγχους αυτούς ελήφθησαν το ακριβή γεωµετρικά µεγέθη των διατοµών του φορέα ( netto και ideel διατοµές), ανάλογα µε τα καλώδια προέντασης, που είχαν ενσωµατωθεί στην διατοµή κατά την εξεταζόµενη φάση. Για τον υπολογισµό των εντατικών µεγεθών και τη διαστασιολόγηση του κιβωτίου στην εγκάρσια διεύθυνση διακριτοποιήθηκαν τµήµατα του φορέα µε επιφανειακά πεπερασµένα στοιχεία, ώστε να 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 5

αποδοθούν µε ικανοποιητική ακρίβεια οι εντός επιπέδου παραµορφώσεις των διατοµών της ανωδοµής. (Σχ. 10). Με ανάλογο µοντέλο έγινε ο έλεγχος στην περιοχή σύνδεσης φορέα στύλων. Για τον έλεγχο της θεµελίωσης των µεσοβάθρων τα φρέατα προσοµοιώθηκαν µε τη χρήση τριδιάστατων πεπερασµένων στοιχείων solid elements (Σχ. 11). Η περιβάλλουσα βραχόµαζα προσοµοιώθηκε µε στοιχεία διεπιφανείας (ελατήρια) δυνάµενα να παραλάβουν µόνο θλίψη, τόσο στον πυθµένα όσο και στην παράπλευρη επιφάνεια. Τα πλευρικά ελατήρια χαρακτηρίζονται από µία δύναµη πλαστικοποίησης (διαρροής) γραµµικά αυξανόµενη µε το βάθος, πέραν της οποίας παραµορφώνονται χωρίς αύξηση του αναλαµβανόµενου φορτίου. Το κάθε φρέαρ φορτίζεται µε τις ικανοτικές σεισµικές δράσεις στις δύο κύριες διευθύνσεις και η επίλυση του µη γραµµικού συστήµατος γίνεται µε µία θαµιστική µέθοδο τύπου Newton Raphson. Η µέγιστη κατακόρυφη τάση στον πυθµένα των φρεάτων ήταν της τάξης των 4.3 ΜPa. Το ύψος της ζώνης πλαστικοποίησης καθ ύψος της παράπλευρης επιφάνειας ήταν γενικά της τάξης του 1.0 m, εκτός από το µεσόβαθρο LM3 όπου λόγω των ασθενέστερων πλευρικών ελατηρίων αναπτύχθηκε µια ζώνη πλαστικοποίησης ύψους 4 m περίπου. Η αδρανής περιοχή στον πυθµένα των φρεάτων ήταν στη δυσµενέστερη περίπτωση 2.5 m περίπου (<D/3=3.0 m). Τέλος, η µέγιστη οριζόντια σεισµική µετακίνηση που υπολογίστηκε στη στέψη του φρέατος ανήλθε σε 15 mm. 5. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΥΠΕΡΥΨΩΣΕΩΝ ΤΑΠΕΙΝΩΣΕΩΝ ΣΤΑΘΜΗΣ ΣΚΥΡΟ ΕΤΗΣΗΣ ΤΩΝ ΦΟΡΕΩΝ ΤΗΣ ΑΝΩ ΟΜΗΣ Στα πλαίσια της µελέτης του έργου απαιτήθηκε η σύνταξη µελέτης υπερυψώσεων (camber design), δηλαδή ο αναλυτικός προσδιορισµός των υπερυψώσεων ή ταπεινώσεων της στάθµης των φορέων της ανωδοµής κατά τη διάρκεια της κατασκευής, ώστε κατά το δυνατόν να µην υπάρχει απόκλιση στη φάση σύνδεσης των επί µέρους τµηµάτων, η δε τελική στάθµη του φορέα να ταυτίζεται µε την προβλεπόµενη στη µελέτη ( ερυθρά ). Οι σχετικοί υπολογισµοί έλαβαν υπόψη το αναλυτικό χρονοδιάγραµµα του έργου, που συνέταξε ο Ανάδοχος, τη διαδοχή των σταδίων κατασκευής και τα τεχνικά χαρακτηριστικά των φορείων προβολοδόµησης. Η αρχική έκδοση της µελέτης υπερυψώσεων βασίστηκε σε ένα πρόγραµµα κατασκευής, που προϋπέθετε τη χρήση 2 ζευγών φορείων. Κατόπιν απαίτησης της ΕΟΑΕ για επίσπευση του χρόνου παράδοσης, ο Ανάδοχος προχώρησε σε προµήθεια 3 ου ζεύγους φορείων και στη ριζική αναθεώρηση του αρχικού προγράµµατος κατασκευής, γεγονός που οδήγησε στην επανασύνταξη της µελέτης υπερυψώσεων. Κατά τη διάρκεια της προβολοδόµησης δίνονται υπερυψώσεις/ταπεινώσεις στον ξυλότυπο του φορέα, ώστε να αντισταθµιστούν: α. οι βυθίσεις ο λόγω της παραµόρφωσης του φορέα, και β. οι παραµορφώσεις CCD των φορείων της προβολοδόµησης. Η συνολική υπερύψωση / ταπείνωση του ξυλοτύπου προκύπτει από το άθροισµα των παραπάνω παραµορφώσεων: = ο + CCD Τα στοιχεία σχετικά µε την παραµόρφωση των φορείων (παραµόρφωση µεταλλικού σκελετού, επιµηκύνσεις ράβδων ανάρτησης) κατά τις φάσεις κατασκευής παρέχονται από την προµηθεύτρια εταιρεία. Η βύθιση µίας διατοµής λόγω παραµόρφωσης του φορέα υπολογίζεται από τη σχέση: ο = Σ w t=t - Σ w be όπου: Σ w t=t το άθροισµα των τµηµατικών υπολογιστικών βυθίσεων της διατοµής για όλες τις επιµέρους φορτίσεις του φορέα από την έναρξη της προβολοδόµησης έως τη χρονική στιγµή t=t, και στο εκάστοτε στατικό σύστηµα, όπου αυτές εφαρµόζονται. Από το πέρας της κατασκευής έως τη χρονική στιγµή t=t θεωρείται, ότι στον φορέα δρούν τα µόνιµα φορτία. Επίσης, στον χρόνο t=t λαµβάνεται και το 50% του κινητού φορτίου της γέφυρας. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 6

Σ w be Το άθροισµα των τµηµατικών υπολογιστικών βυθίσεων της διατοµής πριν τη σκυροδέτηση του αντιστοίχου σπονδύλου. Τα θεωρητικά διαγράµµατα υπερυψώσεων/ταπεινώσεων συγκρίνονται µε επιτόπου µετρήσεις της στάθµης των φορέων καθ όλη τη διάρκεια της κατασκευής. Εφόσον υπάρξουν αποκλίσεις, που ενδέχεται να οδηγήσουν σε µία µη αποδεκτή ανισοσταθµία των άκρων των προβόλων πριν τη σκυροδέτηση της κλείδας, δίνεται εντολή για κατασκευαστική διόρθωση. Κατά την προβολοδόµηση των γεφυρών Γ12 η µέγιστη ανισοσταθµία, που µετρήθηκε στην κλείδα µεταξύ των βάθρων LM1-LM2, ήταν ίση µε 39 mm. Στις υπόλοιπες συνδέσεις επιµέρους τµηµάτων οι µετρηθείσες αποκλίσεις κυµάνθηκαν από 10 έως 25 mm. Σε γενικές γραµµές, η ταύτιση µεταξύ θεωρητικών τιµών και επιτόπου µετρήσεων των µετακινήσεων κρίνεται ικανοποιητική (Σχ. 12). 6. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Στατική µελέτη Μελέτη υπερυψώσεων: Σύµβουλος στατικής µελέτης: Μελέτη θεµελίωσης: Μελέτη αποχέτευσης γεφυρών: Τοπογραφικές αποτυπώσεις: Ελεγκτής µελέτης: Επίβλεψη µελέτης: Ανάδοχος κατασκευής: ΜΕΤΕ ΣΥΣΜ Α.Ε. OBERMEYER Planen+Beraten (Γερµανία) ΕΝΜ Ε.Π.Ε.- ρ Κ. Τσακαλίδης ΕΝΜ Ε.Π.Ε. Α. ΝΕ ΑΣ FLINT & NEILL Partnership (Μ. Βρετανία) /νση Μελετών ΕΟΑΕ Τµήµα Γεφυρών (Ε. Γκαβαϊσέ Κ. Σαριδάκη) J&P-ΑΒΑΞ Α.Ε. (µέλος της Κ/Ξ Πολυµύλου) Ιδιαίτερες ευχαριστίες εκφράζονται προς τα στελέχη και το προσωπικό της κατασκευάστριας εταιρείας (Εργοταξιάρχες: Π. Παπακώστας-Π. Πελεγκάρης, Υπεύθυνος Μηχανικός Γέφυρας: Α. Χατζηαγγελίδης) για την άρτια εκτέλεση του έργου και το πνεύµα συνεργασίας που επέδειξαν. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 7

Φωτ. 1. Γενική άποψη γεφυρών Γ12 Σχήµα 2. Οριζοντιογραφία έργου Σχήµα 3. Κατά µήκος τοµή δεξιού κλάδου Γ12δ 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 8

Σχήµα 4. Τυπικές διατοµές φορέα ανωδοµής Φωτ. 5. Προβολοδόµηση φορέα ανωδοµής 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 9

Σχήµα 6. 1/4 κάτοψης άνω καλωδίων προέντασης στο βάθρο RM2 Σχήµα 7. 1/4 κάτοψης κάτω καλωδίων προέντασης στο άνοιγµα RM2-RM3 Φωτ. 8. Ανέγερση µεσοβάθρου µε αναρριχώµενο ξυλότυπο 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 10

Φωτ. 9. Φρέατα θεµελίωσης µεσοβάθρων Σχήµα 10. Προσοµοίωση τµήµατος γέφυρας µε επιφανειακά πεπερασµένα στοιχεία 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 11

Σχήµα 11. Προσοµοίωµα φρεάτων θεµελίωσης Σχετικά υψόµετρα καταστρώµατος (mm) 100 50 0-50 -100 Υπολογιστικές τιµές Επιτόπου µετρήσεις RM1 RM2-120 -100-80 -60-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 Απόσταση από µέσο κλείδας RM1-RM2 (m) Σχήµα 12. Σχετικά υψόµετρα καταστρώµατος µετά τη σκυροδέτηση της κλείδας µεταξύ RM1-RM2 και την τάνυση των καλωδίων συνέχειας 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου., 2006 12