Development and implementation of a biaxial contact element to analyze pounding in highway bridges with deck rotation under bidirectional seismic excitation

During the last strong earthquakes, the impact between closely adjacent structures was reported as one of the major causes of collapse in buildings and bridges. This impact is also called seismic pounding and is due to the different dynamic characteristics of those neighboring structures that make them to vibrate out of phase and become them in potentially dangerous. In the case of bridges, seismic pounding is the impact produced between deck-deck and deck-abutment. In the common engineering practice, bridges are designed with expansion joints or gaps to allow the expansion of the deck because of temperature, shrinkage or creep of concrete. Since this gap cannot be removed generally, it is a vulnerable part of the bridge when earthquake occurs. In addition, seismic pounding produces severe damage in bridges and even collapse.

Durante gli ultimi terremoti forti, l'impatto tra strutture adiacenti è stata riportata come una delle principali cause di collasso in edifici e ponti. Tale impatto è anche chiamato martellamento sismico ed è dovuta alle diverse caratteristiche dinamiche di quelle strutture vicine che li rendono di vibrare fuori fase e diventano potenzialmente pericoloso. Nel caso di ponti, il martellamento sismico è l'impatto prodotto tra impalcati e tra impalcato e il suo sopporto . Nella pratica comune di ingegneria, i ponti sono progettati con giunti di dilatazione o fessure per consentire l'espansione del ponte a causa della temperatura, il restringimento o scorrimento del calcestruzzo. Poiché questo spostamento non può essere rimosso in generale, è una parte vulnerabile del ponte quando si verifica terremoto. Inoltre, il martellamento sismico produce gravi danni a ponti e anche collasso.