Η επισκευή ζημιών σε γέφυρες αποτελεί σημαντικό έξοδο για κάθε κράτος- και τα νέα σχέδια γεφυρών υπόσχονται ανθεκτικότερες δομές και χαμηλότερα κόστη συντήρησης. Ωστόσο αν τα σχέδια αυτά δεν εφαρμοστούν στον πραγματικό κόσμο, οι προβλέψεις για τις ζημιές και τις επισκευές τους παραμένουν στον αέρα.
Στο πλαίσιο μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Journal of Structural Engineering, ερευνητές από το Texas A&M University και το University of Colorado, Boulder, πραγματοποίησαν μια εκτενή αξιολόγηση ζημιάς και επισκευής πάνω σε ένα σχέδιο γέφυρας που δεν έχει τεθεί σε εφαρμογή ακόμα, χρησιμοποιώντας μια επιτροπή ειδικών από πανεπιστήμια και τη βιομηχανία. Οι ερευνητές λένε ότι η μέθοδος αυτή παρέχει μια μοναδική και αξιόπιστη τεχνική για την αξιολόγηση της βιωσιμότητας σχεδίων γεφυρών που βρίσκονται ακόμα σε στάδιο πρώιμης έρευνας και ανάπτυξης.
«Οι γέφυρες, ειδικά αυτές σε πολύ σεισμογενείς περιοχές, είναι ευάλωτες σε ζημιά και θα χρειάζονταν επισκευές σε κάποια φάση. Αλλά τώρα το ερώτημα είναι τι είδη επισκευών θα έπρεπε να χρησιμοποιηθούν για διαφορετικά είδη και επίπεδα ζημιάς, ποιο θα είναι το κόστος αυτών των επισκευών και πόσο χρόνο θα χρειαστούν οι επισκευές- όλα αυτά είναι άγνωστα για τα νέα σχέδια γεφυρών», είπε ο Dr. Πέτρος Σιδέρης, επίκουρος καθηγητής στο Zachry Department of Civil and Environmental Engineering. «Απαντήσαμε σε αυτά τα ερωτήματα για ένα πρωτοποριακό σχέδιο γέφυρας χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση η οποία σπάνια χρησιμοποιείται».
Οι πιο πολλές γέφυρες είναι μάλλον «μονολιθικά» συστήματα από μπετόν που χύνεται σε φόρμες οι οποίες δίνουν στις γέφυρες το σχήμα τους. Οι γέφυρες αυτές είναι αρκετά ανθεκτικές για να αντέχουν το βάρος τους και άλλα φορτία (πχ η κίνηση οχημάτων). Ωστόσο ο κ. Σιδέρης είπε ότι εάν υπάρχει μια απρόσμενη σεισμική δραστηριότητα, οι δομές αυτές θα μπορούσαν να ραγίσουν, και η επισκευή της ζημιάς θα ήταν εξαιρετικά δαπανηρή.
Σε αυτό το πλαίσιο, ο Έλληνας ερευνητής και η ομάδα του ανέπτυξαν ένα νέο, υβριδικό σχέδιο- τη «hybrid sliding-rocking» γέφυρα: Αντί για έναν μονολιθικό σχεδιασμό, οι γέφυρες αυτές αποτελούνται από στήλες που αποτελούνται από αρθρώσεις και τμήματα- εμπνευσμένα από τα ανθρώπινα άκρα. Ως εκ τούτου, σε περίπτωση σεισμού, οι αρθρώσεις αυτές επιτρέπουν την εκτόνωση ενός μέρους της ενέργειας από την κίνηση του εδάφους, ενώ τα τμήματα κινούνται ελαφρώς, γλιστρώντας το ένα πάνω από το άλλο αντί να ραγίζουν και να σπάνε.
Παρά τα ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά αυτού του σχεδίου, ωστόσο, είναι άγνωστο πώς οι γέφυρες θα συμπεριφέρονταν σε συνθήκες πραγματικού κόσμου. «Για να βρεθεί η σωστή στρατηγική επιδιόρθωσης, πρέπε ινα ξέρουμε πώς είναι οι ζημιές» είπε ο κ. Σιδέρης. «Το σχέδιο γέφυράς μας είναι σχετικά νέο, και ως εκ τούτου υπάρχει λίγη επιστημονική βιβλιογραφία στην οποία θα μπορούσαμε να κοιτάξουμε. Και έτσι ακολουθήσαμε μια αντισυμβατική προσέγγιση για να καλύψουμε τα κενά γνώσης μας, δημιουργώντας ένα πάνελ ειδικών στις ζημιές και επισκευές γεφυρών».
Για τους σκοπούς της έρευνας ο κ. Σιδέρης, η Dr Άμπι Λιλ, καθηγήτρια του University of Colorado, Boulder, και η ομάδα τους έφτιαξαν μια επιτροπή οκτώ ειδικών από τη βιομηχανία και τον ακαδημαϊκό χώρο για να καθορίσουν τις καταστάσεις ζημιάς σε τμήματα που είχαν δοκιμαστεί πειραματικά. Με βάση τις αξιολογήσεις των ζημιών, προτάθηκαν στρατηγικές επισκευής και έγιναν εκτιμήσεις πάνω στα κόστη επισκευής. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτές τις πληροφορίες για επισκευές, έκαναν νέες δοκιμές υπό τις ίδιες συνθήκες πρόκλησης ζημιάς και έκαναν συγκρίσεις.
Όπως διαπιστώθηκε, τα τμήματα που είχαν κατασκευαστεί με τα δικά τους σχέδια είχαν υποστεί μικρότερες ζημιές σε σχέση με τις συμβατικές γέφυρες- για την ακρίβεια, η αντοχή τους ήταν πολύ ανώτερη, ακόμα και υπό συνθήκες ενός πολύ ισχυρού σεισμού. Ως εκ τούτου, η ζημιά μπορούσε να επισκευαστεί σχετικά γρήγορα, υποδεικνύοντας πως δεν χρειαζόταν κάποια ειδική στρατηγική επιδιόρθωσης.
