Türkiye Köprü Mühendisliğinde Tasarım ve Yapıma İlişkin Teknolojilerin Geliştirilmesi TUBITAK KAMAG 1007 Alp Caner IMUS 2013
Proje Ekibi Proje ekibi yaklaşık olarak 60 kişidir. Kurumlar KGM, Ankara ODTÜ, Ankara Atılım Uni, Ankara Boğaziçi Uni, İstanbul İstanbul Teknik Uni. İstanbul Özel Sektör
Amaç ve Süre Ülkemiz köprü mühendisliğini öncü ülkeler ile daha çok rekabet edebilecek seviye getirmektir. Bu çerçevede köprü mühendisliğinde ulusal seviyede ülkemiz şartlarına uygun ileri teknolojilerin kullanımına yol veren köprü tasarım ve yapım şartnamelerini temel kriterleriyle birlikte şekilendirmektir. Süre = 36 ay
İş Paketleri Dağılım Ağacı Türkiye Köprü Mühendisliğinde Tasarım ve Yapıma İlişkin Teknolojilerin Geliştirilmesi TASARIM ve PROJELENDİRME (1.0) ODTÜ YAPIM (2.0) ODTÜ YÜKLER (3.0) ODTÜ BÖLGESEL DEPREM TEHLİKESİ (4.0) UST YAPI (İDA: 1.1) UST YAPI (İDA:2.1) SÜREKLİ VE HAREKETLİ DÜŞEY YÜKLER (İDA: 3.1) ODTÜ BÖLGESEL DEPREM TEHLİKESİ TAŞIYICI ALT YAPI (İDA: 1.2) TAŞIYICI ALT YAPI (İDA: 2.2) RÜZGAR VE DEPREM ETKİLERİ (İDA:4.1) (İDA: 3.2) DENEYSEL ÇALIŞMALAR ZORLAMA ETKİLERİ (İDA: 2.3) (İDA: 3.3)
Proje Çıktıları Karayolu Köprü Tasarım ve Projelendirme Kılavuzu (TR-LRFD) Karayolu Köprü Yapım Esasları Kılavuzu Karayolu Köprüleri Yük Kılavuzu Karayolu Köprüleri Bölgesel Deprem Tehlikesi Kılavuzu Yol Köprüler için Teknik Şartname için Revizyon Önerileri Mevcut Türkçe LRFD Komisyonu ile Koordinasyon
TR-LRFD Çalışması Zati ve Hareketli Yükler Altında Yük ve Direnim Katsayılarının Tespiti Deprem Tasarımı için Yük ve Direnim Katsayılarının Tespiti Sıcaklık, Zamana Bağlı Zorlama Etkileri, Rüzgar Etkileri ile İlgili Yük Bileşenlerinin İrdelenmesi
İleri Teknoloji Köprüler Art Germe (Çekme) Köprüler ile ilgili tasarım, projelendirme ve yapım esaslarının belirlenmesi Gergin Eğik Askılı Köprüler ile ilgili ilgili tasarım, projelendirme ve yapım esaslarının belirlenmesi Çelik Köprüler ile ilgili ilgili tasarım, projelendirme ve yapım esaslarının belirlenmesi Asma Köprüler ile ilgili benzer çalışmalar
Köprü Alt Yapısı Köprü Alt Yapılarının Sınıflandırılması, Orta Ayak ve Kenar Ayak ile ilgili tasarım, projelendirme ve yapım esaslarının belirlenmesi Zemin araştırmaları ile ilgili mevcut esasların değerlendirilmesi
Deneyler Rüzgar Tüneli Kesit Testleri ( Başka bir BAP projesinde) Köprü Mesnet Testleri - Kayma Rijitliği - Basınç ve Çekme - Köprü Testi
Bölgesel Deprem Tehlikesi Klasik deprem haritası kullanmak yerine köprü yerine özel değişik sürelerde oluşacak depremlerin olasılıksal kuvvetli yer hareketi ivme tahmini metodunun adaptasyonu
Çelik Köprü Mesnet Deneyi
Çelik Köprü Mesnet Deneyi
Çelik Köprü Mesnet Deneyi
Çelik Köprü Mesnet Deneyi Teşekkürler Çelik Profil: Bülbüloğlu Bilgisayar Kontrol ve Hidrolik Sistem: BESMAK Mesnetler: Özdekan
Mesnet Test Makinesi Düşey = 200 Ton, Yatay = 25 Ton
Çelik Köprülerde Sorunlar Çökme Yüzde Kısıtlı Bilgi 22 Tasarım Hatası 22 İnsan Hatası 13 Afet deprem hariç 21 Kaza 14 Aşırı Yükleme 5 Bozulma 3
Çökme Olasılıkları
Çeşitli Hareketli Yükler HL 93 LRFD 2010 H30S24-Yeni AYK 45
Olasılıksal Çalışma
İstatiksel Parametreler Açıklama Yanlılık Varyasyon Katsayısı Katsayı sı Anma Moment Kapasitesi, M n 1.12 0.100 Sabit Yük Momenti, M dc 1.05 0.100 Ek Sabit Yük, M dw 1.00 0.250 Kamyon yükü iki şerit dolu, M ll 0.78 0.165 Şerit Yükü, M ll 1.15 0.120 Kamyon Dinamik Etki, M ım 1.15 0.180
Yük ve Direnim Katsayıları Güvenirlik İndisi (phi = 0.90) H30S24Yeni
Kablo Tasarımı Güvenirlik İndisi 1.0 Zati Yük Etkisi + 1.0 Hareketli Yük Etkisi < 0.45 A kablo. f s Güvenirlik İndisi > 4.0
Hareketli Yük/Zati Yük Moment Oranı
Rüzgar Tüneli - ODTÜ
Gergin Eğik Askılı Köprü Yapımına Ait Bazı Hususlar Yapım ve aşamaları köprü için oluşturulmuş özel bir şartname var ise ona göre yapılmalıdır. Yapım aşamalarının sıraları belirlendikten sonra bütün aşamaların yapısal analizini ve yapının buna göre tasarımını yeniden yapmak veya değerlendirmek yüklenicinin sorumluluğunda bulunmaktadır. Bu sorumlulklar içinde kullanılacak ekipmanın kullanımı il ilgili koşullar ve var ise tasarından da yüklenici sorumludur. Yüklenici öngördüğü yapım aşamaların her birinde yapım devam ederken oluşan yer değiştirmeler ve kuvvetleri tespit edip yapısal analizi ile karşılaştırmalıdır. Bu işlemler düzgün bir şekilde raporlanmalı ve mal sahibi (veya ilgili idare) ile paylaşılmalıdır. Yapım sırasında göz önüne alınan minium montaj yükleri ve yük bileşenleri yapım aşamalı analiz ile uyum içinde olmalıdır. Yüklenici yapının yapımı sırasında beklenenden yüksek bir ruzgar esmesi sonucu oluşabilecek stabilite sorunlarını gidermek için gerekli ruzgar hesaplarını yapmalı ve acil durum paket önlemlerini hazırlamalıdır. Günlük ısı değişimleri yapım aşamaları sırasında göz önüne alınmalıdır. Eğer herhangi bir temel yapısının yapımı sırasında köprü yakınındaki diğer yapılar etkileniyor ise buna göre önlemlerini almalıdır. Bu önlemler arasında geçici yapılar yapılmış ise yapım sonrası kaldırılmalıdır. Geçici yapıların tasarımından tümü ile yüklenici sorumludur. Bütün yapım derzleri ilgili köprü şartnamesine uygun olarak yapılmalıdır.
Parça Eleman Ömürleri Gergin eğik askılı köprülerde tahmini yapısal parça ömürleri aşağıda listelenmiştir. Köprü yapısı : 100 sene Askı kablolar : 75 sene Aska kablo titreşim azaltıcılar : 25 sene Çelik mesnetler : 20 sene Kauçuk mesnetler : 25 sene Köprü derzleri : 10 sene Parmak derzler : 30 sene Kaplama sistemleri : 20 sene
Kablo Ankrajı Kablolar yerlerine takılabildikleri gibi sökülebilirde olmalıdırlar. Bunun için dıştan dişli bir soket, ankraj kafası, yük taşıyıcı somun ve koruma kılıfı gerekmektedir. Ankraj sistemi koroljona karşı korunmalıdır. Özellikle kablo uç bağlantılarının korunması gerekir. Dıştan dişli söketin uzunluğu kablo yerleştirmesine uygun seçilmeli ve gelecekte ince kablo gerginlik ayarı için +/- %2,5 oranında değişime izin vermelidir. Aynı zamanda ankraj sistemi taşıdığı kabloların taşıma kapasitesine göre tasarlanmalıdır.
Askıların Yerleşimi Kablo askılarının yerleşiminde her değişik uzunluktaki kablonun yük-çekme uzaması ilişkisi belirlenmelidir. Yapım ve montaj sırasında yapılan değişiklikler olur ise kablo yerleştirme programı gerekli görülür ise revize edilmelidir. Kabloların yerleştirilmesinde kullanılan krikolar ve ölçüm aletleri yapım başlamadan 1 ay önce kalibre edilmelidir. Yapım süresine her 6 ay boyunca da kalibrasyon işlemleri tekrar etmelidir. Kablo yerleşim planı içerisinde kabloların çekim sonrası ne kadar çekildikleri plan ile karşılaştırılıp izin verilen sapma içinde olup olmadığı gözlenmelidir. Strand ve kablo yükü doğrulaması bağımsız bir taşeron firma tarafından yapılmalıdır. Lazer esaslı bir yük ölçüm sistemi kullanılmalıdır. Kablo askılarını oluşturan strandler aynı zamanda yorulma ve dayanım testlerine tabi tutulmalıdır. Bu sayede strandler arası düzgün bir malzeme özelliği sağlandığı tespit edilebilir köprü kabloların hepsinin çekim işi tamamlandıktan sonra kablo içindeki yükler ölçülmelidir. Kablo yerleşim plan içinde yapısal izleme sistemleride tanımlanmalıdır. Kablo yerleşimi sırasında her kablo için aşağıdaki listelerde veriler toplanmalıdır. Survey verileri (geometrik yerleşim) Tarih, zaman ve sıcaklık Kablo yükleri, kablo çekim uzunlukları, kilit somunun oturması
Kablo Sönümleyecileri Normal bir günde ve rüzgar/yağmur kaynaklı titreşim sırasında salınımlar L/200 oranını aşmamalıdır. Bu durumda rüzgar hızı 40 km/hr saati geçmez. Olağandışı bir durum, bir kaza anında veya yorulma kaynaklı strand kopmasında izin verilecek salınımlar testler sonucunda hesap edilmelidir. Genelde bu değer L/90 oranını geçmemelidir.
Kablo Yağmur-Rüzgar Titreşim Azaltıcılar
Ekstradoz Köprü
Sorular için E-mail: acaner@metu.edu.tr