Hasarsız Deneysel Yöntemlerle Borçka Çelik Kemer Köprüsünün Restorasyon Öncesi Durum Tespiti

Benzer belgeler
Yapı Sağlığı İzleme Sistemlerinin Farklı Taşıyıcı Sistemli Uzun Açıklıklı Tarihi Köprülere Uygulanması

UZUN AÇIKLIKLI BETONARME KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN DEPREM GÜVENLİKLERİNİN HASARSIZ DİNAMİK DENEYSEL YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ: BİRECİK KÖPRÜSÜ ÖRNEĞİ

ÇEVRESEL TİTREŞİM VERİLERİ KULLANILARAK KEMER BARAJLARIN HASAR DEĞERLENDİRMESİ

ANALİTİK MODEL GÜNCELLEME YÖNTEMİ KULLANILARAK KÖPRÜLERİN HASAR TESPİTİ

DERİNER BETON KEMER BARAJI NIN DENEYSEL DİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Ölçekli Yığma Taş Kemer Köprü Modelinin Dinamik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN SONLU ELEMAN MODELLERİNİN OPERASYONAL MODAL ANALİZ YÖNTEMİYLE İYİLEŞTİRİLMESİ

Karayolu Köprülerinin Modal Davranışına Kutu Kesitli Kiriş Şeklinin Etkisi Doç. Dr. Mehmet AKKÖSE

Kömürhan Köprüsünün Sonlu Eleman Model İyileştirilmesi *

ÇELİK BİNALARDA MODAL ÖZELLİKLERİN DEĞIŞİMİNİN YAPIM SÜRESİNCE İZLENMESİ

Posta Adresi: Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon, Turkey.

Prefabrik Yapıların Dinamik Davranışlarının. hasarsız deneysel yöntemlerle belirlenmesi

Düzlem Çelik Çerçeve Sistemlerin Operasyonel Modal Analizi

TARİHİ KÖPRÜLERİN DEPREM DAVRANIŞINA SONLU ELEMAN MODEL İYİLEŞTİRİLMESİNİN ETKİSİ

Betonarme Binalarda İnşa Aşamalarının Dinamik Karakteristiklere Etkisinin Operasyonal Modal Analiz Yöntemiyle Belirlenmesi

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

YAPI MEKANİĞİ LABORATUVARI

Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

BETONARME BİR YAPIDA ÇEVRESEL VE KUVVET ETKİSİNDE TİTREŞİM ANALİZLERİ AMBIENT AND FORCED VIBRATION SURVEY IN A REINFORCED CONCRETE BUILDING

Binaların Dinamik Parametrelerinin Operasyonal Modal Analiz Yöntemiyle Belirlenmesi *

DENEYSEL MODAL ANALİZ YÖNTEMİ İLE DÜZLEM ÇERÇEVELERİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

İnşaat Yüksek Mühendisi, Trabzon Bölge Müdürlüğü, Vakıflar Genel Müdürlüğü,61080, Trabzon,

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

TARİHİ TAŞ KEMER KÖPRÜLERİN MODAL DAVRANIŞLARININ KÖPRÜ BOYUTLARINA BAĞLI OLARAK TAHMİN EDİLMESİ

TESTBOX Serisi Cihazlar ile Tarihi Bir Yapıda Kablosuz Yapısal Sağlık Takibi

Hibrit ve Çelik Kablolu Köprülerin Dinamik Davranışlarının Karşılaştırılması

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

Lif Takviyeli Kompozit Asma Yaya Köprüsünün Yapısal Davranışının İncelenmesi: Halgavor Asma Yaya Köprüsü

Posta Adresi: Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon, Turkey.

restorasy n 53 Prof. Dr. Alemdar Bayraktar, İsmet Çalık, Yrd. Doç. Dr. Temel Türker

DENGELİ KONSOL BETONARME KÖPRÜLER İÇİN DENEYSEL YÖNTEMLERE DAYALI DOĞAL FREKANS FORMÜLÜ

KODU DERSİN ADI SORUMLUSU YER P.TESİ SALI ÇARŞ PERŞ CUMA Yüksek Lisans Tezi Doç. Dr. Tayfun DEDE

SİMETRİK VE SİMETRİK OLMAYAN ÜÇ BOYUTLU ÇELİK YAPILARIN OPERASYONEL MODAL ANALİZİ

Farklı Özeliklerdeki Betonarme Çerçevelerin Çevresel Titreşimler Altında Dinamik Karakteristiklerinin Deneysel Modal Analiz Yöntemiyle Belirlenmesi

SARSMA TABLASINA YERLEŞTİRİLMİŞ 3 KATLI HASARLI VE HASARSIZ ÇELİK YAPI MODELİNİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ (Bölüm-3) KÖPRÜLER

İzmit Körfez Geçişi Asma Köprüsü nün Dinamik Analizi

KÖPRÜ SARSMA DENEYLERİYLE ARAÇLARIN KÖPRÜ DEPREM DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

Yarıyıl Kodu Dersin Adı Sorumlusu Sınav Yeri

Kirişli Döşemeli Betonarme Yapılarda Döşeme Boşluklarının Kat Deplasmanlarına Etkisi. Giriş

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

Betonarme Yapı Üzerine Çelik Taşıyıcı Sisteme Sahip Çok Amaçlı Salon Tasarımı

TARİHİ BİR CAMİİNİN DİNAMİK KRAKTERİSTİKLERİNİN ANALİTİK VE DENEYSEL YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ

Ege Üniv. Müh. Fak. İnşaat Müh. Böl. Bornova / İZMİR Tel: Faks:

MESLEKTE UZMANLIK KURSLARI 2017 EKİM OCAK BETONARME TASARIM BETONARME İLERİ TASARIM ÇELİK TASARIM ÇELİK İLERİ TASARIM GEOTEKNİK TASARIM

OPERASYONEL MODAL ANALİZ TEKNİĞİ İLE YIĞMA YAPILARIN DİNAMİK DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

TARİHÎ KEMER KÖPRÜLERİN SONLU ELEMAN METODUYLA ANALİZİ. Ali URAL 1 aliural@ktu.edu.tr

SÜLEYMANİYE CAMİİ NİN FARKLI DEPREM KAYITLARI ALTINDA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

AĞIR YÜK ALTINDAKİ BETONARME PREFABRİK KİRİŞLİ BİR KÖPRÜNÜN DENEYSEL ve TEORİK YAPISAL DAVRANIŞI

TAŞIYICI DUVARLARDA FARKLI BOŞLUK YAPILANDIRMASINA SAHİP SARILMIŞ YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

DEPREM YÖNETMELİĞİNDEKİ FARKLI ZEMİN SINIFLARINA GÖRE YAPI DAVRANIŞLARININ İRDELENMESİ

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

ÇATI KONSTRÜKSİYONLARINDA GAZBETON UYGULAMALARI Doç.Dr.Oğuz Cem Çelik İTÜ Mimarlık Fakültesi Yapı Statiği ve Betonarme Birimi

Betonarme kubbelerin taş yığma duvarlı camilerin dinamik davranışına etkisinin çevresel titreşim yöntemiyle incelenmesi

hir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik

BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BAÜ MÜH.MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL. ÇELİK KAFES SİSTEM TASARIMI DERS NOTLARI

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

İNŞAAT TEKNOLOJİSİ UYGULAMALARI I MERDİVEN

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Kod numarası tek olanlar güz dönemi, çift olanlar bahar dönemi derslerini belirtmektedir.

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

... Alemdar BAYRAKTAR, Ahmet Can ALTUNIfiIK, Bar fl SEV M, Temel TÜRKER, Fatma B R NC Karadeniz Teknik Üniversitesi, nflaat Mühendisli i Bölümü

Panomod Güvenlikli İskele Sistemi

Tarihi Niksar Kulak Kümbetinin Deprem Altındaki Sismik Davranışının Değerlendirilmesi

Profesyoneller için Çelik Bağlantılar ve Detay Çizimleri

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

İSTANBUL BOĞAZI SU SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİNİN MODELLENMESİ. Berna AYAT. İstanbul, Türkiye

Lif Takviyeli Kompozit Asma Yaya Köprüsünün Yapısal Davranışının İncelenmesi: Halgavor Asma Yaya Köprüsü

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

BÜYÜKADA ÇARŞI CAMİİ MİMARİ PROJE YARIŞMASI STATİK RAPORU

BETONARME BİR BİNADA BÖLME DUVARLARIN BİNA DİNAMİK ÖZELLİKLERİNE OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Bir Otomatik Taşıma Sisteminin Eniyilenmesi Çalışması

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

Ön şart D. Kodu Dersin Adı T U L AKTS MAT101. English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ (Y.L.) PROGRAMI EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

Tarihi Ahşap Çatılı Yığma Taş Camilerin Deneysel Dinamik Karakteristikleri

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

ÜÇ AÇIKLIKLI TARİHİ YIĞMA KEMER KÖPRÜNÜN YAPISAL DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

YIĞMA TAŞ MİNARELERİN ANALİTİK VE DENEYSEL YÖNTEMLERLE GÜVENLİĞİNİN BELİRLENMESİ: TRABZON MUHİTTİN CAMİİ MİNARESİ ÖRNEĞİ

Posta Adresi: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fak. İnşaat Müh. Bölümü, Trabzon

02 MART 2017 ADIYAMAN SAMSAT DEPREMİ ÖN DEĞERLENDİRME RAPORU

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

BETONARME KÖPRÜLERİN YAPISAL ÇELİK ELEMANLAR KULLANILARAK DEPREME KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ UYGULAMALARI

FATİH SULTAN MEHMET KÖPRÜSÜ YAPISAL DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ. Kubilay KAPTAN 1

KÜTAHYA YEŞİL MİNARENİN KAPALI VE AÇIK ŞEREFELİ DİNAMİK DAVRANIŞLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

REZA SHIRZAD REZAEI 1

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

AKILLI BİR PLAKANIN SERBEST VE ZORLANMIŞ TİTREŞİMLERİNİN KONTROLÜ

Transkript:

Hasarsız Deneysel Yöntemlerle Borçka Çelik Kemer Köprüsünün Restorasyon Öncesi Durum Tespiti Prof. Dr. Alemdar BAYRAKTAR Doç. Dr. Ahmet Can ALTUNIŞIK Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon. Tel: 0462 377 26 53 E-Posta: alemdar@ktu.edu.tr, ahmetcan8284@hotmail.com Yrd. Doç. Dr. Temel TÜRKER Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon. Tel: 0462 377 2619 E-Posta: temelturker@ktu.edu.tr Öz Bu çalışmada, Artvin in Borçka ilçesinde Çoruh Nehri üzerinde bulunan 114m uzunluklu üstten çelik kemerli Borçka Köprüsünün restorasyon öncesi durum tespitinin hasarsız dinamik deneysel yöntemlerden olan Çevresel Titreşim Yöntemi kullanılarak yapılması amaçlanmıştır. Öncelikle köprünün taşıyıcı sistem elemanlarının mevcut durumu, nehir yatağı ve çevresi gözlemsel olarak incelenmiştir. Proje bilgileri yetersiz olduğundan köprünün rölövesi çıkartılmıştır. Daha sonra hassas ivmeölçerler ile trafik, rüzgar, insan hareketi vb çevresel etkiler altında köprünün tepkileri farklı ölçüm setupları için ölçülmüştür. Titreşim verilerin değerlendirilmesinde frekans ortamında EFDD ve zaman ortamında SSI Yöntemleri kullanılmıştır. Köprünün mevcut durumunun doğal frekansları ve mod şekilleri, gerçekleştirilen hasarsız dinamik ölçüm test verileri analiz edilerek belirlenmiş ve yorumlanmıştır. Rölöve verilerine göre oluşturulan sonlu eleman modeli modal analiz sonuçları, deneysel ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve sonuçlar arasındaki farklılıklar irdelenmiştir. Anahtar Sözcükler: Çevresel Titreşim Testi, Yapı Sağlığı İzleme, Dinamik Karakteristikler, Çelik Kemer Köprüler, Hasarsız Deneysel Yöntemler, Durum Tespiti Giriş Geçmişten günümüze farklı önemli ulaşım güzergahları üzerinde farklı taşıyıcı sisteme sahip birçok köprü yapılmıştır. Köprü yapımında doğal taşlardan, çelik malzemeden ve betonarme elemanlardan yararlanılmıştır. Çoğu tarihi köprü günümüzde aktif olarak kullanılmamakta ve tarihi miras olarak muhafaza edilmektedir. Özellikle de yapıldığı döneme göre oldukça ileri mühendislik hesaplarının yapıldığı bu tarihi köprülerin, gelecek nesillere güvenle aktarılabilmesi için gerekli yapısal sağlık izlemesinin ve bakım-onarımlarının yapılması önem arz etmektedir. Literatür incelendiğinde yapı sağlığı izleme sistemlerinin ilk olarak çoğunlukla yığma taş ve kısa açıklıklı tarihi köprülere uygulandığı görülmektedir. Fakat gelişen altyapı sayesinde Operasyonal Modal Analiz Yöntemi kullanılarak yığma köprüler, asma köprüler, çelik köprüler, kablolu köprüler, yaya üst geçitleri ve karayolu köprüleri gibi önemli mühendislik 81

yapılarının dinamik karakteristikleri olarak adlandırılan doğal frekans, mod şekli ve sönüm oranlarının belirlenmesi konusunda birçok çalışma mevcuttur (Bayraktar vd. 2010, 2011, 2015; Banerji ve Chikermane, 2012; Türker ve Bayraktar, 2014; Türker, 2014). Bu çalışma kapsamında ise, Artvin İli Borçka ilçesinde bulunan ve kemer taşıyıcı sisteme sahip olan tarihi Borçka Çelik Kemer Köprüsü incelenmiştir. Bu köprünün dinamik davranışı Operasyonal Modal Analiz Yöntemiyle incelenmiş ve köprünü ilk beş doğal frekansı ve mod şekli belirlenmiştir. Deneysel dinamik karekteristikler, sonlu eleman çözümleri ile karşılaştırılmıştır. Çevresel Titreşim Testi Yöntemi Çevresel Titreşim Testi Yöntemi, Operasyonel Modal Analiz Yöntemi olarak ta adlandırılabilmektedir. Operasyonal Modal Analiz Yönteminde yapının çevresel bir etki ile titreştirildiği kabul edilmekte ve yapının bu titreşime göstermiş olduğu tepki ölçülmektedir. Tepkilerin ölçülüp değerlendirilmesinde yaygın olarak başlıca iki yöntem kullanılmaktadır. Bu yöntemler frekans ortamında Geliştirilmiş Frekans Tanım Alanında Ayrıştırma (EFDD) ve zaman ortamında Stokastik Altalan Belirleme (SSI) yöntemleridir. EFDD ve SSI Yöntemlerinde dikkate alınan bağıntı ve formülasyonlar literatürde (Brincker vd. 2000, Ren vd., 2004) detaylı olarak yer almaktadır. Borçka Çelik Kemer Köprüsü Bu çalışmaya konu olan köprü, Artvin İli Borçka ilçesinde bulunan ve kemer taşıyıcı sisteme sahip olan Borçka Çelik Kemer Köprüsü dür. Köprü, Borçka ilçe merkezinde olup, Çoruh Nehri üzerinde bulunmaktadır. 1933 yılında temeli atılan ve 1936 yılında inşa edilen çelik kemer köprünün, özellikleri itibariyle, ülkemizde benzer bir örneği bulunmamaktadır. Köprü, Alman mühendislerce projelendirilerek uygulanmıştır. Birleşim noktalarında kaynak kullanılmadan perçinle tasarlanan köprü dünya kültür miras adayları arasında yer almaktadır. Borçka Çelik Kemer Köprüsü nün toplam uzunluğu ve genişliği yaklaşık olarak sırasıyla 114m ve 5.30m dir. Köprünün ana taşıyıcı sistemi kemer olup, kemer tepe noktasının tabliyeden yüksekliği 16.30m dir. Köprü tabiyesi kenarlarda iki ana kiriş olmak üzere, orta bölgelerde enine ve boyuna doğrultuda uzanan beş ayrı kiriş kademesinden oluşmaktadır. Taşıyıcı kemer ve tabliye, kenar kısımlarda rijit ayaklara oturmakta olup, ayaklar üzerinde farklı mesnetlenme şekilleri tasarlanmıştır. Köprünün kenar ayakları taş yığma duvar, taşıyıcı sistem elemanları çelik malzeme özelliğine sahip olup, bağlantı noktaları perçinli birleşimlerden oluşmaktadır. Borçka Çelik Kemer Köprüsü nün genel görünüş, tabliye kademeleri ve mesnetlenme şekillerine ait bazı görüntüler Şekil 1 de verilmektedir. Şekil 1. Borçka Çelik Kemer Köprüsü ne ait bazı görünüşler 82

Borçka Köprüsü nün ana taşıyıcı sistemi kemer formda olup, kemer ile tabliye arasındaki yük aktarımı farklı kesit özelliklerine sahip on altı adet dikme yardımıyla sağlanmaktadır. Ana taşıyıcı kemer çelik malzeme özelliğine sahip I profillerden oluşmakta olup, dikmeler I ve 2L profillerden oluşturulmuştur. Kemerden gelen yüklerin tabliyeye ve oradan da kenar ayaklara aktarımını kolaylaştırmak ve köprünün taşıma kapasitesini arttırmak amacıyla, tabliye orta noktası ortalama 80cm civarında kemerlenerek tasarlanmıştır. Köprü tabiyesi kenarlarda iki ana kiriş olmak üzere, orta bölgelerde enine ve boyuna doğrultuda uzanan beş ayrı kiriş kademesinden oluşmaktadır. Taşıyıcı kemer ve tabliye, kenar kısımlarda rijit ayaklara oturmakta olup, ayaklar üzerinde farklı mesnetlenme şekilleri (sabit ve hareketli mesnetler) tasarlanmıştır. Köprünün kenar ayakları yığma taş, taşıyıcı sistem elemanları çelik malzeme özelliğine sahip olup, bağlantı noktaları perçinli birleşimlerden oluşmaktadır. Ayrıca, hem kemerler arasındaki yük paylaşımını sağlamak hem de rüzgâr gibi yatay yüklere karşı stabilitenin korunması amacıyla kemerler üst noktalarından 2L profiller ile bağlanmıştır. Şekil 2 de köprünün mevcut durumuna ait röleve çalışmaları sonucunda hazırlanan plan ve cephe görünüşleri verilmektedir. Şekil 2. Borçka Çelik Kemer Köprüsü ne ait röleve görünüşleri Kemer Köprünün ana taşıyıcı sistemini oluşturan kemer, çelik malzeme özelliğine sahip olup, I400 boyutundaki profillerden oluşmaktadır. Kemer tepe noktasının tabliyeden yüksekliği yaklaşık 16.30m olup, kemer kirişleri kenar kısımlarda tabliye ana kirişlerinin üzerine oturmaktadır (Şekil 3). Orta bölgede yer alan çapraz stabilite elemanlarının her biri eşit kollu olup, kollarının genişliği 6.5cm dir. Profiller arasında ise enine ve boyuna yönde sırasıyla 1cm ve 3cm boşluklar bırakılmıştır. Kenar kısımlarda yer alan çapraz stabilite elemanlarının her biri ise farklı kollu olup, 2L120.80.10 boyutlarındadır Şekil 3. Köprü kemerine ait bazı görünüşleri 83

Tabliye Köprü tabliyesi, kenar ana boyuna kirişler, tabliye altı boyuna ve enine kirişler, tabliye altı çapraz stabilite elemanları ile kaplamadan oluşmaktadır. Ana taşıyıcı sistemini oluşturan kenar ana boyuna kirişler çelik malzeme özelliğine sahip olup, kenar kısımlarda birer tane olmak üzere toplam iki adet 2.35m yüksekliğinde I profillerden oluşmaktadır (Şekil 4). Şekil 4. Köprü tabliyesi ve kenar ana kirişlere ait bazı görünüşler Tabliye kenar ana kirişleri, kiriş alt başlık noktalarından köprü enine doğrultusunda her bir dikme seviyesinin ve buna ilaveten dikmeler arası orta nokta seviyelerinin altına yerleştirilen I profiller aracılığı ile birleştirilmiştir (Şekil 5). Tabliye sistemini oluşturan elemanlarda yer yer paslanmalara rastlanmıştır. Şekil 5. Tabliye boyuna ve enine kirişlerine ait bazı görünüşler Dikmeler Köprünün taşıyıcı sistem elemanlarından biri olup, kemer ve tabliye arasındaki bağlantıyı sağlayan dikmeler, her bir kemer üzerinde toplam on altı adettir. Kenarlarda bulunan başlangıç ve bitiş dikmeleri I profillerden oluşmaktadır. I profiller 43.5cm yüksekliğinde olup, profillerin alt ve üst başlık genişlikleri 15cm dir. Kenar dikmelerin yanında bulunan sıralı iki adet dikme de I profillerden oluşmaktadır (Şekil 6). Dikmelerin kemer bağlantı noktalarına yakın kısımlarında yer yer paslanmalar gözlenmiştir. Şekil 6. Dikmelere ait bazı görünüşler 84

Perçinler Köprünün çelik malzeme özelliğine sahip taşıyıcı sistem elemanlarının (kemer, dikme, tabliye, rüzgar bağlantıları vb.) bağlantı noktaları her iki tarafı yuvarlak başlıklı perçinli birleşimlerden oluşmaktadır (Şekil 7). Perçinlerde gevşeme ve boşluk tespit edilmemiştir. Ayrıca, birleşimlerde yırtılma gözlenmemiştir. Şekil 7. Perçinli birleşimlere ait bazı görünüşler Mesnetler Yerinde yapılan incelemeler sonucunda, köprünün ana yol girişinde bulunan ayağı üzerindeki mesnedin sabit mesnet, karşı yakada bulunan ayak üzerindeki mesnetin ise hareketli mesnet olarak çelik malzemeden tasarlandığı ve inşa edildiği görülmektedir. Mesnetlerde, malzeme birikimi, ağaçlanma, su alma ve paslanma gibi mesnet ve taşıyıcı sistem davranışını önemli derecede olumsuz etkileyen problemlerin oluştuğu gözlemlenmiştir. Çelik mesnetlere ait bazı görünüşler Şekil 8 de verilmektedir. Şekil 8. Kenar çelik mesnetlere ait bazı görünüşler Borçka Çelik Kemer Köprüsünün Çevresel Titreşim Testi Borçka Çelik Kemer Köprüsü nün dinamik davranışını deneysel olarak belirlemek amacıyla köprü üzerinde çevresel titreşim testleri gerçekleştirilmiş ve dinamik karakteristikler olarak adlandırılan doğal frekansları ve mod şekilleri oranları belirlenmiştir. Aktif bir trafik güzergâhı üzerinde bulunmayan köprü üzerindeki ölçümlerde, yaya hareketi ve rüzgâr etkilerinden oluşan titreşimler için, sismik özellikteki sinyalleri ölçme özelliğine sahip hassas ivmeölçerler kullanılmıştır. İvmeölçerler, köprünün hem düşey hem de yatay yöndeki hareketlerini ölçebilmek amacıyla Şekil 9 da gösterilen biçimde köprüye yerleştirilmiştir. Köprü tabliyesinde kenar kirişler üzerine ivmeölçerler yatay ve düşey doğrultularda bağlanmıştır. Köprü tabliyesine yerleştirilen ivmeölçerden gelen sinyaller 17 kanallı veri toplama ünitesinde toplanmıştır (Şekil 10). 85

Şekil 9. İvmeölçer yerleşimi ve bağlantısına ait görüntüler Şekil 10. Veri toplama ünitesine ait görüntüler Ölçümlerde 12 adet ivmeölçer kullanılmış olup, 1 saat süre ile 0-3.25Hz aralığında titreşim verileri toplanmıştır. Titreşim verilerin değerlendirilmesinde frekans ortamında EFDD ve zaman ortamında SSI Yöntemleri dikkate alınmıştır. OMA (2006) ve PULSE (2006) yazılımları kullanılarak köprünün spektrumları elde edilmiştir (Şekil 11-12). Doğal titreşim frekansları Tablo 1 de, mod şekilleri ise Şekil 13 te verilmektedir. Şekil 11. EFDD Yöntemiyle elde edilen spektrum Şekil 12. SSI Yöntemiyle elde edilen spektrum 86

Tablo 1. Deneysel ölçümlerden elde edilen ilk beş doğal titreşim frekansı Mod No Doğal Titreşim Frekansı (Hz) EFDD SSI 1 0.970 0.968 2 1.352 1.348 3 1.761 1.758 4 2.042 2.041 5 2.726 2.725 Birinci Mod İkinci Mod Üçüncü Mod Dördüncü Mod Beşinci Mod Şekil 13. Borçka Çelik Kemer Köprüsü nün deneysel ölçümlerinden elde edilen ilk beş mod şekli 87

Borçka Çelik Kemer Köprüsünün Analitik Modellenmesi Borçka Çelik Kemer Köprüsü nün mevcut durumu için SAP2000 (2008) programında analitik model oluşturulmuş, oluşturulan model üzerinden modal analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu modelin (Şekil 14) oluşturulmasında, rölöve işlemleri sonucunda elde edilen çizimlerdeki boyutlar ile yerinde yapılan incelemeler dikkate alınmıştır. Tablo 2 de köprünün analitik modelinin oluşturulmasında kullanılan malzemeler için dikkate alınan mekanik özellikler verilmektedir. Tablo 2. Borçka Köprüsü nün analitik modelinde dikkate alınan malzeme özellikleri Taşıyıcı Sistem Elemanları Elastisite Poisson Oranı Birim Hacim Modülü (N/m 2 (-) Ağırlığı (kg/m 3 ) ) Kemer, Dikme, Tabliye, Enine ve Boyuna Kirişler, Çaprazlar 2.1E11 0.30 7850 Borçka Köprüsünü temsil etmek amacıyla oluşturulan analitik modelin modal analizi gerçekleştirilmiş ve köprünün doğal frekansları ile mod şekilleri belirlenmiştir. Şekil 15 te teorik analizlerden elde edilen mod şekilleri verilmektedir. Şekil 14. Borçka Köprüsü nü temsil eden analitik model 1. Mod-0.901 Hz (Enine hareket) 2. Mod-1.590Hz (Düşey hareket) 3. Mod-1.860Hz (Burulma hareketi) 4. Mod 1.900Hz (Düşey hareket) 5. Mod-2.320Hz (Burulma hareketi) Şekil 15. Borçka Köprüsü nün teorik modal analizinden elde edilen mod şekilleri 88

Sonuçlar ve Öneriler Bu çalışmada, Artvin ili Borçka ilçesi Çoruh Nehri üzerinde bulunan 114m uzunluklu üstten çelik kemerli Borçka Köprüsünün restorasyon öncesi dinamik özellikleri Çevresel Titreşim Yöntemiyle deneysel olarak, Sonlu Elemanlar Yöntemiyle analitik olarak belirlenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar aşağıda maddeler halinde sunulmuştur: Köprünün deneysel olarak ölçülen ilk beş frekansı 0.968-2.726Hz aralığında belirlenmiştir. Köprünün deneysel olarak ölçülen ilk beş mod şekli sırasıyla yanal mod, düşey mod, yanal mod, düşey mod ve burulma modu olarak elde edilmiştir. Köprünün oluşturulan analitik modeli üzerinde gerçekleştirilen modal analizden, ilk beş frekansı 0.901-2.320Hz aralığında hesaplanmıştır. Köprünün analitik olarak belirlenen ilk beş mod şekli sırasıyla yanal mod, düşey mod, burulma modu, düşey mod ve burulma modu olarak belirlenmiştir. Deneysel ve analitik frekanslar arasında farklar gözlenmiştir. Bu farkların köprünün taşıyıcı sistem elemanlarından bazılarında eğilmeler, malzeme bozulmaları, kesit kayıpları ve mesnet bozulmalarından kaynaklandığı düşünülmektedir. Restorasyon için yapılacak yapısal analizler öncesi, köprü analitik modelinin kalibre edilmesi uygun olur. Kalibrasyon işleminde köprünün saha incelemesinde karşılaşılan durumlar dikkate alınarak, kesitlerde, bağlantı noktalarında, malzeme özelliklerinde ve mesnet sınır şartlarında değişiklikler yapılması önerilir. Borçka Çelik Kemer Köprüsü dinamik ölçümlerinden elde edilen sonuçlar, köprünün daha sonraki dönemlerde yapılacak hasar tespit işlemlerinde referans veri olarak kullanılabilecektir. Kaynaklar Banerji, P., Chikermane, S., (2012). Condition assessment of a heritage arch bridge using a novel model updation technique, J. of Civil St. Health Monitoring, 2 (1), 1-16. Bayraktar, A., Altunışık, A.C., Birinci, F., Sevim, B., Türker, T., (2010). Finite Element Analysis and Vibration Testing of a Two-Span Masonry Arch Bridge, Journal of Performance of Constructed Facilities, 24, 1. Bayraktar, A., Altunışık, A.C., Sevim, B., Birinci, F., (2011). Vibration Based Operational Modal Analysis of the Mikron Historic Arch Bridge After Restoration, Civil Engineering and Environmental Systems, 28, 3. Bayraktar, A., Türker, T., Altunışık, A.C., (2015). Experimental frequencies and damping ratios for historical masonry arch bridges, Construction and Building Materials, 75, 234-241. Brincker, R., Zhang, L., Andersen P., (2000). Modal Identification from Ambient Responses using Frequency Domain Decomposition, Proceedings 18th International Modal Analysis, 625-630, San Antonio, Texas, USA. Cancelliere, I., Imbimbo, M., Sacco, E., (2010). Experimental tests and numerical modeling of reinforced masonry arches, Engineering Structures, 32 (3), 776-792. OMA, (2006). Operational Modal Analysis, Release 4.0, Structural Vibration Solution A/S, Denmark. 89

PULSE, (2006). Analyzers and Solutions, Release 11.2. Bruel and Kjaer, Sound and Vibration Measurement A/S, Denmark. 2006. Ren, W.-X., Zhao, T., Harik, I. E. (2004). Experimental and Analytical Modal Analysis of Steel Arch Bridge, Journal of Structural Engineering, ASCE, 130, 7, 1022-1031. SAP2000, (2008). Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures, Computers and Structures, Inc., Berkeley, California, USA. Türker, T., (2014). Structural evaluation of Aspendos (Belks) Masonry Bridge, Structural Engineering and Mechanics, 50, 4, 419-439. Türker, T., Bayraktar, A., (2014). Structural safety assessment of bowstring type RC arch bridges using ambient vibration testing and finite element model calibration, Measurement, 58, 33-45. 90