Ergebnisse von Parameterstudien für vertikal einfallende Erdbebenwellen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird angenommen, dass die Erdbebenwellen vertikal einfallen. Dadurch kann der Einfluss der Boden-Struktur-Interaktion vorerst ohne Berücksichtigung der in Wirklichkeit auftretenden horizontal wandernden Erdbebenwellen untersucht werden. Die Boden-Struktur-Interaktion für repräsentative Brückensysteme, welche keine eingespannten Stützen aufweisen (BS1 mit einer gelenkigen Stütze und BS3 mit zwei gelenkigen Stützen), kann unter dieser Voraussetzung mit dem in Bild 2.23 dargestellten Modell untersucht werden. Dies ist möglich, weil bei Brücken mit zwei gelenkigen Stützen die Masse des Fahrbahnträgers gemäss Gleichung (2.101) gleichmässig auf die beiden mitwirkenden Stützen verteilt wird. Diese mitwirkenden Stützen können dann voneinander getrennt werden. Man erhält somit zwei gleiche Systeme mit derselben Boden-Struktur-Interaktion, da die dimensionslosen Parameter für beide Systeme gleich sind. Bei einer synchronen Erdbebenanregung bewegen sie sich ebenfalls synchron, womit die kinematischen Randbedingungen erfüllt sind. Die Brücke zeigt also grundsätzlich dasselbe dynamische Verhalten wie eine solche mit nur einer einzigen mitwirkenden Stütze. Das in Bild 2.24 dargestellte Modell dient hingegen zur Untersuchung der repräsentativen Brückensysteme, welche keine gelenkigen Stützen aufweisen (BS2, B S4 und BS5). Brücken mit gelenkigen und eingespannten Stützen müssen mit dem in Bild 2.25 dargestellten Modell untersucht werden. Die Modelle und ihre Bewegungsgleichungen wurden schon in Kapitel 2.4 hergeleitet und erläutert. Für die beiden ersten Modelle führt die Lösung der Bewegungsgleichungen im Frequenzbereich zu den absoluten Verschiebungen u₁, u₂, u_o und zur Rotation θ für jede Anregungsfrequenz. Von grösserem Interesse als die absoluten Verschiebungen sind aber die Schnittkräfte und die entsprechenden Deformationen der Stützen sowie die relativen Verschiebungen zwischen Brückenträger und Widerlager.