Στατική συμπεριφορά ενός πετρογέφυρου

Τεχνική ανάλυσις - τεκμηρίωσις

της στατικής συμπεριφοράς των γεφυριών

Αρίσταρχος Σπ. Οικονόμου

Δρ. Πολιτικός Μηχανικός

Καθηγητής Πανεπιστημίου Πατρών

Απόσπασμα ομιλίας - ανακοίνωσης  στο Γ΄ Ευρυτανικό Επιστημονικό Συνέδριο της Εταιρείας Ευρυτανικών Επιστημόνων «Μνημεία και Φυσικό Περιβάλλον της Ευρυτανίας», Καρπενήσι 17-19 Μαΐου 1996. Αναφέρεται στα γεφύρια Μανώλη και Τατάρνας.

Δημοσιεύτηκε στα Πρακτικά (Αθήνα 2000).

Κ

άθε γεφύρι συνίσταται εκ δύο μερών εκ πρώτης όψεως απολύτως διακεκριμένων λειτουργιών:

Σχ. 1  Η Γέφυρα της Τατάρνας

- εξ ενός πρώτου μέρους δεχομένου το σύνολο των φορτίων της γέφυρας και υλοποιημένου δια (λίθινου) ημιτόξου σταθερού πάχους 80 περίπου εκατοστών (σχ. 1), διπλής στρώσεως, εξαιρετικώς επιμελημένης κατασκευής και

Σχ. 2  Η Επιδομή

- εξ ενός δευτέρου μη εξικνουμένου μέχρι την κορυφή του τόξου μέρους συνδιαμορφώνοντος με το πρώτο την επάνω επιφάνεια του γεφυριού εις βατό (οριακώς ανεκτών κλίσεων) κατάστρωμα.

Το δεύτερο αυτό μέρος, η «επιδομή» (σχ. 2), «στηρίζεται» επί του πρώτου, δηλαδή επί του ημικυκλικού τόξου. Είναι, ή τουλάχιστον φαίνεται ότι είναι «αναγκαίο κακό». Αναγκαίο δια την εξασφάλισιν της βατότητος και κακό δια την περαιτέρω «επιβάρυνσιν» του τόξου.

Αλλά η φαινομένη επιβάρυνσις της εντατικής καταστάσεως του τόξου εκ της «επιδομής», είναι και πραγματική; Ή μήπως, χωρίς αυτήν το στήσιμο του γεφυριού θα ήτο αδύνατο. Μήπως δηλαδή η «επιδομή» όχι μόνον δεν είναι «νεκρό» φορτίο αλλά συνιστά αναπόδραστον στατική αναγκαιότητα και μήπως μάλιστα ο περιορισμός της στα χαμηλά υψόμετρα βελτιστοποιεί την στατική εικόνα του γεφυριού;

Δια να απαντηθούν τα ερωτήματα αυτά, και πάντα δια τας ανάγκας της σημερινής ομιλίας, ερευνήσαμε την στατική καταπόνησιν του τόξου δια διαφόρους συνθήκας και σταθμός «επιδομής». Τα αποτελέσματα ήσαν εκπληκτικά (σχήματα 3 & 4).

Σχ. 3  Καταπόνηση τόξου με επιδομή

Προέκυψε ότι:

1.         Χωρίς την κατ’ επίφασιν επιβάρυνσιν εκ της «επιδομής» το στήσιμο του τόξου θα ήτο αδύνατο. Τούτο φαίνεται και στο σχήμα 4 αφού η μέγιστη καταπόνησίς του θα ήτο τότε 227 τμ.

2.         Η στάθμη και η κλίσις της «επιδομής» ήσαν οι βέλτιστες (σχ. 5) δια την στατικήν επάρκεια και ασφάλεια του έργου.

3.         Με την «επιδομή» στο ύψος που την κατασκεύασε ο Πρωτομάστορας (ούτε χαμηλότερα, ούτε υψηλότερα) η καταπόνησις του τόξου είναι η βέλτιστη, με μεγίστην τιμή μόνο 70 τμ (σχ. 3).

4.         Με τη συγκεκριμένη «επιδομή», η καμπτική καταπόνησις του τόξου στα κρίσιμα τμήματά του (δηλαδή περί την κορυφή του) ουσιαστικώς εμηδενίσθη.

Σχ. 4  Καταπόνηση τόξου χωρίς επιδομή

5.         Τέλος η εφαρμοσθείσα «επιδομή» στο ύψος που εξικνήθη απετέλεσε αριστοτεχνικό μέσο μετατροπής του άνω αριστερά μέρους της εικόνος 4 στο άνω δεξιά, και χωρίς την σχετική κατ’ επίφασιν και μόνον επιβάρυνσιν του τόξου η κατάρρευσίς του θα ήτο εν τω αυτώ χρόνω με το ξεκαλούπωμά του. 

Σχ. 5  Βελτίστη στάθμη & κλίσις επιχώσεως