Meer dan 1 miljoen mensen zijn omgekomen bij de 1800 magnitude 5+ aardbevingen die wereldwijd zijn geregistreerd sinds 2000.

Bruggen zijn het meest kwetsbare onderdeel van de transportinfrastructuur, het belemmeren van de hulpverlening, zoek- en reddingsmissies en hulpverlening, mogelijke dodelijke slachtoffers verder toenemen.

Terwijl ingenieurs structuren hebben ontworpen om destructieve natuurlijke krachten zoals extreme winden en tornado's te weerstaan, catastrofale aardbevingen zoals de aardbeving in Haïti in 2010 (meer dan 310, 000 doden) of de aardbeving in Tōhoku in 2011 in Japan (meer dan 20, 000 doden) blijft een uitdaging.

Om de gevolgen van dergelijke grote aardbevingen te verzachten, een team van onderzoekers van de University of Technology Sydney (UTS) heeft een toepassing ontwikkeld voor grondankers als het belangrijkste seismische weerstandssysteem voor ultieme bescherming van bruggen tegen catastrofale aardbevingen.

Onder leiding van universitair hoofddocent Behzad Fatahi en ondersteund door Mootassem Hassoun (Ph.D. Candidate) aan de School of Civil and Environmental Engineering, kan deze nieuwe applicatie bruggen beschermen tegen aardbevingen die ver boven de code-aanbeveling liggen.

Ondanks de strenge ontwerpcodes die wereldwijd worden afgedwongen, en technologische vooruitgang in seismisch ontwerp en bescherming van constructies, er zijn meer inspanningen nodig om het aantal dodelijke slachtoffers en financiële verliezen te verlagen. Dit is met name relevant omdat snelle verstedelijking leidt tot hogere bevolkingsconcentraties in seismisch actieve zones zoals Japan en Indonesië, waar 230, 000 werden nationaal geregistreerd na een enkele aardbeving in 2004.

Universitair hoofddocent Fatahi en zijn team hebben een geavanceerd driedimensionaal computermodel ontwikkeld om de seismische capaciteit van verankerde bruggen die zijn blootgesteld aan enkele van 's werelds meest catastrofale aardbevingen, te simuleren en te evalueren.

Grondankers zijn gemaakt van staalkabels met een hoge treksterkte die gewoonlijk worden gebruikt om diepe uitgravingen in stadscentra te ondersteunen. De kabels zijn licht en flexibel, maar kunnen een enorme trekkracht dragen.

Ze zijn ingebed in de grond achter de brug, het vermijden van effecten op het esthetische uiterlijk van de brug, en over een bepaalde lengte gevoegd om de ankers in de grond te bevestigen. De voorgestelde grondankers zijn passief en flexibel, waardoor de brug kan uitzetten en krimpen tijdens zijn normale seizoenscycli zonder te barsten.

Het voordeel van deze technologie zijn de lage kosten en de hoge effectiviteit:het is goedkoop en levert toch ongelooflijke kracht en energiedissipatie in de grond - een materiaal dat technisch vrij is.

"Onze bevindingen bewijzen dat bruggen die zijn vastgezet met grondankers een superieur seismisch gedrag vertonen in vergelijking met traditionele of zelfs moderne bruggen met moderne seismische beschermingsmiddelen zoals viskeuze dempers, ', zegt universitair hoofddocent Fatahi.

Dit verhoogt de haalbaarheid van bruggen met veel lichtere en economische fundamenten, en verminderde omvang en kosten van veilige brugconstructie met behoud of zelfs verhoging van het vermogen van de brug om significante aardbevingsbewegingen te ondersteunen.

Het team testte hun oplossing voor veel aardbevingen met een hoge magnitude, waaronder de enorme aardbeving in Kobe in 1995 in Japan, die bijna 400 beschadigde, 000 structuren. Hun onderzoek toont aan dat bruggen die zijn uitgerust met de nieuwe grondankertechnologie catastrofale aardbevingen kunnen overleven en vrijwel onbeschadigd blijven, terwijl bruggen die zijn ontworpen met behulp van conventionele seismische mitigatietechnieken waren ingestort.

Veel landen zouden tegen lage kosten aardbevingsveilige bruggen kunnen bouwen of aanpassen. omdat het ook kan worden gebruikt om oudere bruggen die zijn ontworpen en gebouwd volgens eerdere codes en daarom onderontworpen tegen grote aardbevingen, achteraf aan te passen.