BAĞLANTI DÖŞEMELERİYLE GÜÇLENDİRİLMİŞ ÇOK AÇIKLIKLI BASİT MESNETLİ VEREV KÖPRÜLERİN DEPREM PERFORMANSI Gizem SEVGİLİ *, Alp CANER ** *ZTM Müh., Müş. LTD. ŞTİ, Ankara ** Orta Doğu Teknik Üniv., İnşaat Müh. Böl., Ankara ÖZET Yetmişten fazla otoyol köprüsüyle yapılan araştırma sonucunda, Türk mühendislik pratiğinde çok açıklıklı basit mesnetli verev köprülerin çok yaygın olduğu ortaya konulmuştur. Büzülmeye, sünmeye ve ısıl etkilere karşı döşemenin genleşmesini sağlayabilmek için kullanılan derzler akan sulardan, darbe yüklerinden ve biriken kirlerden dolayı maliyeti yüksek bakım masrafları yaratırlar. Bu nedenle, derzlerin kaldırılması köprülerdeki bakım masraflarını azaltmaktadır. Betonarme bağlantı döşemeleri sayesinde derzler çıkartılarak döşeme seviyesinde devamlılık sağlanır. Bu çalışma, Türkiye deki çok açıklıklı basit mesnetli verev köprülerin sismik davranışlarını incelemektedir. Ayrıca, betonarme bağlantı döşemelerinin sismik güçlendirme metodu olarak kullanılmaları da irdelenmiştir. Bağlantı döşemelerinin ve farklı verev açılarının köprü performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu çalışmanın sonuçlarına dayanarak, bağlantı döşemeleri için yeni bir tasarım metodu önerilmiştir. Anahtar Kelimeler: Köprü, Verev, Derz ABSTRACT IMPROVED SEISMIC RESPONSE OF MULTISIMPLE-SPAN SKEW BRIDGES RETROFITTED WITH LINK SLABS Investigation of more than seventy highway bridges revealed that multisimple-span skew bridges with expansion joints were very common in Turkish practice. The expansion joints, used to provide deck expansion against shrinkage, creep and thermal effects, create costly maintenance problems due to leaked water, impact loads and accumulated debris in the joints. Therefore, elimination of expansion joints decreases the maintenance cost for the 1
bridges. Reinforced concrete link slabs provide continuity at the deck level with the elimination of expansion joints. This study aims to address the improvements in seismic response of skew bridges in terms of forces and displacements when link slabs are added as a retrofit tool. Based on the findings of this study, a new reinforcement design for link slabs is proposed. Keywords: Bridge, Skew, Expansion joint 2
GİRİŞ Çok açıklıklı, basit mesnetli verev köprüler Türk karayolları sisteminde çoğunlukla kullanılan köprülerdendir. Tipik bir açıklık öndökümlü öngermeli I-kirişlerinin üzerinde betonarme döşemeye sahiptir. Sıcaklık, sünme ve büzülme etkilerinin yol açtığı döşeme deplasmanlarına izin vermek için, ardışık açıklıklar arasına genellikle genleşme derz elemanları yerleştirilir. Genleşme derzi kullanımı pahalı bakım problemlerine neden olabilir. Bu problemler, derzlerde oluşabilecek su sızıntılarından dolayı betonun bozulması, derzlerde biriken kir ve ağır kamyonların geçişinde oluşabilecek darbelerden kaynaklanır [1]. Genleşme derzleri çıkarılarak köprü döşemesi sürekli hale getirilebilir. İki ardışık basit mesnetli açıklığı birbirine bağlayan döşeme parçasına bağlantı döşemesi adı verilir [2]. Caner ve Zia (1998) sürekli döşemeli köprülerin hareketli yükler altındaki davranışını incelemişlerdir. Araştırmacılar bağlantı döşemelerine sahip köprülerde hareketli yük testleri yaparak bağlantı döşemeleri için bir tasarım metodu geliştirmişlerdir. Bu tasarım metodunda, bağlantı döşemesi yüzeyinde oluşabilecek çatlak genişlikleri 0.03 mm ile sınırlandırılmıştır. Bahsedilen bu çalışma, aynı zamanda, zamana dayalı etkileri ve sıcaklık yüklerini göz önünde almaktadır. Bu çalışmanın sonucunda, bağlantı döşemeleriyle sürekli hale getirilmiş döşemenin mevcut kesit boyutları ve donatısıyla, genleşmeden, zamana dayalı etkilerden ve düşey yüklerden dolayı oluşan zorlamalara karşı yeterli olduğu belirtilmiştir. 2002 de bağlantı döşemeleriyle güçlendirilmiş köprülerin deprem performansları yalnızca düz köprülerde boyuna etkiler göz önüne alınarak incelenmiştir [3]. Yapılan çalışma sonunda, düz köprüler için bağlantı döşemeleriyle elde edilen sürekliliğin, açıklıkların ayrılması ve oturma bozulmalarından oluşan hasarları ortadan kaldırabileceği sonucuna varılmıştır. Araştırmacılar, bağlantı kirişlerinin tasarımı için, köprünün enine doğrultusunda sabit bir donatı oranı önermişlerdir. Araştırmacılar, aynı zamanda, bağlantı döşemesine sahip köprülerin Ağustos 1999 Depremi ndeki deprem performanslarının tatmin edici olduğunu belirtmişlerdir. Wing ve diğerleri (2005) [4], makalelerinde ABD, North Carolina da bağlantı döşemesi ile güçlendirilen ilk köprü ile ilgili gerçekleştirilen araştırma projesinin sonuçlarını sunmuşlardır. Bu köprünün güçlendirilmesi Caner ve Zia (1998) makalesinde önerilen tasarım metoduna uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Araştırmacılar köprüye hareketli yük testi uygulayarak mevsimlik yükleme durumlarına karşı köprünün perfomansını araştırmak için uzun süreli gözlem yapmışlardır. Araştırmacılar, bu çalışmanın sonunda önerilen tasarım metodunun fazla güvenli sonuçlar vermesine rağmen tatbik edilebilir olduğu sonucuna varmışlardır. Verev köprüler, boyuna doğrultuları boyunca asimetrik geometrilerinden dolayı çeşitli dezavantajlara sahiptir. Verev köprüler, yalnızca boyuna doğrultularında değil aynı zamanda enine doğrultularında da genişleyip büzülebilirler [5] [6]. Sismik etkinlik sırasında oturma bozulmasını önlemek amacıyla döşeme deplasmanlarının kontrol edilmesi, özellikle verev köprüler için, çok önemlidir. Verev köprülerin, deprem sırasında oturma bozulmasından dolayı oluşan hasarlara maruz kalma ihtimali, düz köprülerinkine göre daha yüksektir. Bu çalışma çok açıklıklı, basit mesnetli verev köprülerin deprem davranışlarına, bağlantı döşemeleri kullanılarak güçlendirme ve rehabilitasyon tekniklerine odaklanmaktadır. 3
ANALİZ METODU Mevcut Köprüler Üzerine Yapılan Araştırmalar Ve Oluşturulan Modeller Türkiye deki otoyol köprü özelliklerini belirleyebilmek için, Türkiye de mevcut yetmiş altı otoyol köprüsü incelenmiştir. Bu köprülerden 2000 ve 2005 yılları arasında inşa edilmiş olan elli beş tanesinin özellikleri, bir tasarım firması aracılığıyla temin edilmiştir. Geriye kalan köprülerin özellikleri ise Çanakkale Bursa otoyolu üzerindeki mevcut köprülerde yapılmış olan gözlem sonucu elde edilmiştir [7]. Bu köprüler, verev açıları, maksimumum açıklık uzunlukları, açıklık sayıları, başlık kirişi atalet momentinin kolon atalet momentine oranı (I cb /I c ), kolonlar arası mesafenin kolon yüksekliğine oranı (L/H )gibi özellikler dikkate alınarak sınıflandırılmışlardır. Bu özellikler Şekil 1 de gösterilmektedir. Şekil 1: Köprü özellikleri İncelenen köprülerin verev açıları 0 ve 60 arasında değişmektedir. Açıklık uzunlukları, çoğunluğu 15 ve 30 metre arasında olmakla birlikte, 10 ile 40 metre arasında değişiklik göstermektedir. Açıklık sayısı 1 ile 9 arasında değişmektedir. Çoğunluğu 2 ile 4 arasında değişen açıklıklara sahiptir. %50 sinden fazlasında başlık atalet momentinin kolon atalet momentine oranı 0,1 civarındadır. L/H değeri ise genellikle 1 ile 2 arasında değişmektedir. Bilgisayar Modellemesi Verev açısı ve bağlantı döşemesinin köprülerin deprem performansına etkilerini araştırabilmek için, Türkiye de kullanılan köprülen üzerine yapılan bu araştırmaya dayanarak, LARSA 4D Yapı ve Deprem Mühendisliği Analiz ve Tasarım programı kullanılarak 112 (yüz on iki) farklı bilgisayar modeli oluşturulmuştur. Bu köprü modelleri, standart ve standart dışı köprüleri temsil etmek üzere verev açısı, açıklık sayısı, açıklık uzunluğu, L/H, I cb /I c ve bağlantı döşemelerinin kullanılması gibi özelliklerin değişik kombinasyonları kullanılarak oluşturulmuşlardır. Bu özellikler Tablo 1 de özetlenmişlerdir. 4
Tablo 1: Model özellikleri Özellik Değer 1) Verev Açısı 0º, 20º, 40º, 60º 2) Açıklık Sayısı 2, 4 3) Açıklık Uzunluğu 18 m., 25 m. 4) I cb /I c 0.1, 1.5 5) L/H 1.0, 1.5 6) Bağlantı Döşemesi Evet, hayır Oluşturulan yüz on iki köprü adları A, B, C ve D olmak üzere dört farklı gruba ayrılmışlardır. Otuz iki farklı modelden oluşan A Grubu aynı altyapıya, farklı verev açıları, açıklık sayısı ve açıklık uzunluğuna sahip köprülerden oluşmaktadır. Bunlardan sadece on altısında, döşemede, köprü ayakları hizasında bağlantı döşemeleri kullanılmıştır. Grup D köprüleri, Grup A köprülerinden farklı olarak hem köprü ayakları hizasında hem de kenar ayaklar hizasında bağlantı döşemesine sahiptirler. Bir başka deyişle, Grup D köprüleri, kenar ayaklar arası sürekli, tek parça döşemeye sahiptirler. Bu çalışmada, yalnızca Grup A ve D köprülerinin analiz sonuçları sunulacaktır. Daha detaylı bilgi Sevgili (2007) çalışmasında bulunabilir [5]. Üç boyutlu bir köprü modelinin elemanları Şekil 2 de verilmektedir. Köprü döşemesi ve bağlantı döşemeleri plaka elemanları ile modellenmiştir. Öngermeli I-kirişler nötral eksenlerinde çerçeve elemanları olarak modellenmişlerdir. Döşeme ve kirişler rijit bağlantı elemanları vasıtasıyla kompozit hale getirilmişlerdir. Tüm modeller 13 metre genişliğe ve eşit aralıklı yerleştirilmiş sekiz adet öngermeli I-kirişe sahiptir. Açıklık uzunluğuna bağlı olarak Türkiye de uygulanan iki farklı I-kiriş kesiti kullanılmıştır. Şekil 2 Kirişler arasındaki yük paylaşımını sağlayabilmek amacıyla açıklıkların iki ucunda ve ortalarında olmak üzere bir açıklık için toplam üç enleme kullanılmıştır. Verev köprülerde enlemeler verev çizgisine paralel olarak yerleştirilmişlerdir. Köprüler, zemin seviyesinde ankastre mesnetli kabul edilmişlerdir. Köprüler boyuna yönde sabit mesnetlere sahip değildir. Diğer taraftan, enine yönlerinde, mesnet deplasmanlarını sınırlamak ve sismik aktivite sırasında oluşabilecek oturma bozulmasını önlemek amacıyla, dikdörtgen kesitli deprem takozları kullanılmıştır. 5
Servis Yüklemeleri Analizleri Servis yüklemeleri kombinasyonunda ölü yükler (DL), hareketli yükler (LL) ve sıcaklık yükleri (TL) kullanılmıştır. Hareketli yük olarak, modellere H30-S24 kamyon yükü uygulanmıştır. Darbe etkisi de, AASHTO (1996) ya göre hareketli yükün bir parçası olarak analizlere eklenmiştir [8]. Sıcaklık düşüşü, soğuk hava koşullarına göre 25 C olarak seçilmiştir. Genleşme derzleri çıkartılıp sürekli bir döşeme kullanıldığında, bağlantı döşemelerinde ince çatlaklar oluşabilir. Bu çatlaklar, kiriş uçlarında hareketli yüklerden kaynaklanan dönmelerden ya da sıcaklık değişiminden kaynaklanan yüklerden dolayı meydana gelebilirler [1]. Servis yükleme durumunda bağlantı döşemesi yüzeyindeki çatlak genişliği AASHTO (1996) Şartnamesine göre kontrol edilmelidir. AASHTO (1996) çatlak kontrol kriteri bağlantı döşemesi yüzeyindeki çatlak genişliğini 0,33 mm. ile sınırlandırır. Yanıt Spekturumu Analizi Tüm modeller için, üç ortogonal yönde en az %90 kütle katılım oranı elde edebilmek için, altmış titreşim modu analiz edilmiştir. Analiz için, AASHTO (1996) da verilen yanıt spektrumu kullanılmıştır. Araştırılan köprülerin büyük çoğunluğu yüksek riskli sismik alanlarda bulunmaktadır. Bu nedenle, ivme katsayısı (A) Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (1997) de verilen en büyük değer olan 0.4 olarak alınmıştır. Bütün köprülerin kaya zeminde oldukları kabul edilmiştir. AASHTO (1996) Şartnamesi nde kaya zeminler için kullanılan I. zemin profil tipi seçilerek zemin profili katsayısı 1.0 alınmıştır. İki yatay deprem kuvvetinin yanı sıra, dikey deprem kuvveti de, deprem yükü kombinasyonlarına dahil edilmiştir. Doğrusal Zaman Tanım Alanı Analizi Doğrusal zaman tanım alanı analizi için, en uzun ve hasara en yatkın köprüler oluşu dolayısıyla, 25 m lik dört açıklığa sahip köprüler seçilmiştir. Köprü verev açısının etkisini araştırabilmek için iki düz köprü ve verev açısı 60 olan iki köprü analiz edilmiştir. Araştırılan dört köprüden ikisinde bağlantı döşemeleri mevcuttur. Akkar (2001) [9] çalışmasındaki 1999 Marmara depremlerine ait beş değişik faya yakın deprem kaydı kullanılmıştır. AASHTO, 1996 aktif fayların çok yakınında bulunan yapıların spektral ivmeleri için yükseltme katsayısı kullanmaz. Bu nedenle, yanıt spektrumu analizinden farklı olmak üzere, doğrusal zaman tanım alanı analizi sonuçları modellerin deprem davranışlarındaki aktif faya yakınlığın etkilerini kapsayacaktır. Bütün köprülerin kaya zeminlerde olduğu varsayıldığı için, kaya zeminlerde ölçülmüş olan kayıtlar kullanılmaya çalışılmıştır. Kullanılan kayıtlardan üçü kaya zeminde, diğer ikisi ise toprak zeminde kaydedilmiştir. Analizlerde kullanılan deprem kayıtlarının özellikleri Tablo 2 de verilmektedir. 6
Tablo 2: Kullanılan deprem kayıtları Deprem Büyüklük (Mw) Kaydedildiği Yer Faya Uzaklık (km) Zemin Sınıfı 1999 İzmit 7.4 Yarımca 3.28 kaya 1999 İzmit 7.4 İzmit 4.26 kaya 1999 İzmit 7.4 Gebze 7.74 kaya 1999 İzmit 7.4 Düzce 17.06 toprak 1999 Düzce 7.2 Bolu 20.41 toprak Doğrusal Olmayan Zaman Tanım Alanı Analizi Elastik analiz yöntemlerinde, ardışık açıklıkların ve açıklık ile kenar ayak ricat duvarı arasındaki çarpışma göz önüne alınmaz. Çarpışma etkilerini analizde göz önüne almamak altyapı tasarımı için güvenli tarafta, kenar ayak tasarımı için ise güvenli olmayan tarafta sonuçlar vermektedir. Doğrusal olmayan zaman tanım alanı analizi kullanılarak yapı üzerindeki çarpışma etkileri araştırılmıştır. Kayada kaydedilmiş olan üç deprem kaydı içinde en fazla döşeme deplasmanı oluşturan Yarımca deprem kaydı doğrusal olmayan zaman tanım alanı analizi için kullanılmıştır. Bu analiz için, 25 m. açıklığa ve 60 verev açısına sahip iki dört açıklıklı model kullanılmıştır. Bu modellerden birinde orta ayaklar üzerinde genleşme derzleri, diğerinde ise orta ayaklar üzerinde bağlantı döşemeleri kullanılmıştır. Çarpışma etkilerini inceleyebilmek için ardışık açıklıklar arasına ve açıklık uçları ile kenar ayak arasına doğrusal olmayan basınç özelliklerine sahip yaylar yerleştirilmiştir. Bu yayların özellikleri belirlenirken beton pas payının ezilmesi durumu göz önüne alınmıştır. Yayların yalnızca basınç altında çalışmasını sağlamak amacıyla her yaya deplasman-kuvvet grafiği tanımlanmıştır [5]. ANALİZ SONUÇLARI Servis Yüklemesi Analiz Sonuçları Genleşme derzlerinin çıkarılıp, yerlerine bağlantı döşemelerinin eklenmesinin, kiriş kesitinin alt kısmında oluşan hareketli yük gerilmelerini %25 e kadar azalttığı gözlenmiştir. Dört açıklıklı ve 60 verev açısına sahip olan köprülerde bu azalma daha fazladır. Grup D köprülerinde oluşan hareketli yük gerilmeleri, Grup A köprülerinde oluşan hareketli yük gerilmelerinden daha küçüktür. Dolayısıyla, kenar ayak bölgelerinde bağlantı döşemeleri kullanımı, bir başka deyişle kenar ayaklar arasında döşemenin tümüyle sürekli olması, kirişlerde oluşan hareketli yük gerilmeleri dikkate alındığında, daha avantajlıdır. Ayrıca, verev açısının kirişlerde oluşan maksimum hareketli yük gerilmelerinde önemli rolü olduğu gözlenmiştir. Artan verev açısıyla, kirişlerin altında oluşan hareketli yük gerilmelerinin önemli miktarda azaldığı gözlenmiştir. 20, 40 ve 60 verev açısına sahip olan modellerde bu azalım sırasıyla 10%, 25% ve 45% e varabilmektedir. Benzer sonuçlar Ebedio ve Kennedy (1996) çalışmasında da elde edilmiştir [10]. 7
Bağlantı döşemelerinde Φ 16/150 mm uzunlamasına alt ve üst donatı kullanılmıştır. Oluşturulan her modelde, uzunlamasına üst ve alt donatıların AASHTO, 1996 nın çatlak kontrol kriterlerini karşıladığı ve bununla beraber çatlak genişliklerinin 0,33 mm den küçük olduğu tespit edilmiştir. Yanıt Spekturumu Analizi Sonuçları Bağlantı döşemelerinin kullanımı, köprülerin boyuna ve enine yönlerindeki temel periyotlarını azaltmaktadır. Verev açısı arttıkça boyuna yöndeki periyotlar azalmakta ve enine yöndeki periyotlar artmaktadır. Genleşme derzine sahip olmayan modeller, boyuna ve enine yönlerindeki en düşük temel periyot değerlerine sahiptirler. Verev açısındaki artışla köprülerdeki boyuna yöndeki döşeme deplasmanları azalmaktadır. Sisteme bağlantı döşemesinin eklenmesi döşeme deplasmanlarını azaltmaktadır. Köprü enine yönündeki döşeme deplasmanları artan verev açısıyla birlikte artar. Bağlantı döşemelerinin kullanımı, enine yönde oluşan döşeme deplasmanlarını da azaltmaktadır. Bağlantı döşemelerinin kullanımı, kolon, başlık kirişi ve enlemelerde deprem yüklemelerinden dolayı oluşan kuvvetleri azaltmaktadır. Daha detaylı bilgi Sevgili (2007) çalışmasında bulunabilir [5]. Şekil 3 ve 4 te basit mesnetli, çok açıklıklı ve genleşme derzi olan bir köprünün mod şekilleri gösterilmiştir. Şekil 6 da açıklıkların ayrılması, Şekil 7 de ise açıklıkların çarpışması problemleri gözlenmektedir. Şekil 5 te ise aynı köprünün bağlantı döşemesiyle güçlendirildikten sonraki mod şekli gösterilmektedir. Bağlantı döşemesinin eklenmesi açıklıkların ayrılması probleminin oluşma olasılığını azaltmaktadır. Bununla beraber, açıklıklar döşeme seviyesinde birbirlerine bağlandıklarından açıklıkların çarpışması problemi de bağlantı döşemesinin eklenmesiyle ortadan kalkar. Şekil 3: Genleşme derzli köprüde açıklıkların ayrılması problemi Şekil 4: Genleşme derzli köprüde açıklıkların çarpışması problemi 8
Şekil 5: Aynı köprünün bağlantı döşemeleriyle güçlendirilmiş hali Doğrusal Zaman Tanım Alanı Analizi Sonuçları İncelenen düz köprülerin yanıt spektrumu analizleri doğrusal zaman tanım alanı analizi sonuçları ile karşılaştırıldığında güvenli tarafta sonuçlar vermektedir. 60 derece verev açısı olan köprülerde ise, doğrusal zaman tanım alanı analizi sonuçları yanıt spektrumu analizi sonuçlarıyla karşılaştırıldığında daha yüksek çıkmaktadır. Dolayısıyla, aktif fayların yakınında bulunan köprülerin tasarımında, aktif faya yakınlık etkisi de göz önüne alınmalıdır. Daha detaylı bilgi Sevgili (2007) çalışmasında bulunabilir [5]. Doğrusal Olmayan Zaman Tanım Alanı Analizi Sonuçları Doğrusal olmayan zaman tanım alanı analiziyle hesaplanan döşeme deplasmanları, ve kolon momentleri, doğrusal zaman tanım alanı analiziyle hesaplananlardan daha küçüktür. Köprünün kenar ayakları ile açıklık sonları arasında meydana gelen çarpışma, döşeme deplasmanlarını sınırlandırarak, oluşan kolon momentlerini azaltmaktadır. Tablo 3 te doğrusal ve doğrusal olmayan zaman tanım alanı analizi sonuçlarının karşılaştırması verilmektedir. Tablo 3: Doğrusal ve doğrusal olmayan zaman tanım alanı analizi sonuçları Kolon Momenti (kn-m) Döşeme Desplasmanları (m) Model Analiz No. Tipi Boyuna Enine Boyuna Enine Yönde Yönde Yönde Yönde 1 Doğrusal 13135 14712 0.124 0.108 1 Doğrusal 10570 11544 0.119 0.054 olmayan 2 Doğrusal 8853 10640 0.108 0.059 2 Doğrusal 6226 8658 0.109 0.033 olmayan Önerilen Bağlantı Döşemesi Sismik Donatı Tasarımı Sadece Türk inşaat pratiğinde değil, diğer ülkelerde de bağlantı döşemeleri için genellikle köprünün eni boyunca sabit bir donatı oranı kullanılmaktadır. Ancak, aşağıdaki Şekil 6 da görüldüğü gibi, köprünün eni boyunca deprem yüklemelerinden kaynaklanan bağlantı 9
döşemesi eksenel kuvvetinin sabit bir şekilde dağılmadığı gözlenmiştir. Bağlantı döşemelerinin uç bölgelerinde oluşan eksenel kuvvet orta alanlarda oluşanlara oranla daha yüksektir. Bu durum, Şekil 7 de de görülebileceği gibi, döşemenin özellikle enine yönde deprem yüklemesi aldığı durumlarda kendi güçlü ekseninde eğilmesinden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, köprünün enine doğrultusunda bağlantı döşemeleri için sabit bir donatı oranı kullanmak yerine, bağlantının uç bölgelerinde orta alanlara oranla daha yüksek bir donatı oranı kullanılabilir. Bağlantı döşemelerinin uç ya da orta bölgelerinde kullanılacak donatı miktarı oluşan bütün gerilme kuvvetinin bağlantı döşemesi donatıları tarafından taşınacağı varsayılarak belirlenebilir. Şekil 6: Bağlantı döşemesi eksenel yük dağılımı Şekil 7: Döşeme bağlantılı tipik döşeme planı 10
ÖZET VE SONUÇLAR Bu çalışmada analiz edilen toplam yüz on iki köprü modelinin servis yükleri ve deprem yükleri kombinasyonları altındaki davranışı verev açısının köprü davranışı üzerindeki etkisini incelemek amacıyla irdelenmiştir. Ayrıca, güçlendirme metodu olarak bağlantı döşemeleri eklenmesi de incelenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları şöyle özetlenebilir: - Genleşme derzlerinin çıkartılıp yerlerine bağlantı döşemesi yerleştirilmesi genleşme derzlerinin yol açtığı pahalı bakım masraflarını ortadan kaldırmaktadır. - Deprem yüklemelerinden kaynaklanan köprünün enine yönünde döşeme deplasmanları verev köprülerde düz köprülere göre daha yüksektir. Ardışık açıklıklar arasına bağlantı döşemeleri eklenmesi köprünün hem enine hem de boyuna yönündeki döşeme deplasmanlarını azaltmaktadır. - Bağlantı döşemeleri eklenmesi, açıklıkların ayrılma eğilimini azaltmaktadır. Bağlantı döşemeleri kullanıldığında, ardışık açıklıklar birbirlerine bağlandığı için aralarında çarpışma gerçekleşmez. - Bağlantı döşemeleri eklenmesi deprem yüklemelerinden kaynaklanan altyapı kuvvetlerini azaltabilir. - Bağlantı döşemelerinin uçlarında oluşan eksenel kuvvetin, ortasında oluşan eksenel kuvvetten daha fazla olduğu gözlenmiştir. Bağlantı döşemelerinin uç kısımlarında, bağlantının orta bölgelerine oranla daha yüksek donatı oranı kullanılabilir. - Bağlantı döşemesi eklenmesi hareketli yüklerden oluşan kiriş gerilmelerini azaltabilir. - Verev açısı arttıkça kirişlerdeki hareketli yük gerilmeleri azalabilir. - İncelenen düz köprülerin yanıt spektrumu analizi sonuçları doğrusal zaman tanım alanı analizi sonuçları ile karşılaştırıldığında daha küçüktür. 60 verev açısı olan köprülerde ise doğrusal zaman tanım alanı analizi sonuçları yanıt spektrumu analizi sonuçlarıyla karşılaştırıldığında daha yüksek çıkmaktadır. Dolayısıyla, aktif fayların yakınındaki köprülerin tasarımında yalnızca yanıt spektrumu analizi kullanılması güvenli sonuçlar vermeyebilir. - Bütün köprü modelleri içerisinde genleşme derzi olmayan modellerin deprem yüklemesinden kaynaklanan altyapı kuvvetlerinin en az olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak, kenar ayaklar arasında tümüyle sürekli bir döşemeye sahip olmanın daha ekonomik bir tasarıma yol açacağı söylenebilir. 11
KAYNAKÇA: [1] Caner, A., and Zia, P. (1998), Behavior and design of link slabs for jointless bridge decks, PCI J., 43(3), 68 80. [2] El-Safty, A., K. (1994). Analysis of jointless bridge decks with partially debonded simple span beams, Ph.D. Dissertation, North Carolina State University, Raleigh. [3] Caner, A., Dogan, E., and Zia, P.(2002). Seismic performance of multisimple-span bridges retrofitted with link slabs, J. of Bridge Eng., 7(2), 85 93. [4] Wing, K., M., and Kowalsky, M., J., (2005). Behavior, analysis, and design of an instrumented link slab bridge, J. of Bridge Eng., 10(3), 331-344. [5] Sevgili, G., (2007). Seismic performance of multisimple-span skew bridges retrofitted with link slabs, Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. [6] Priestley M. J., Seible F., Calvi M., (1996), Seismic Design and Retrofit of Bridges, John Wiley and Sons, New York. [7] Caner, A., Yanmaz, M., Yakut, A., Avsar, O., and Yilmaz, T., 2006, Service Life Assessment of Existing Highway Bridges with No Planned Regular Inspections, basılmamış makale. [8] AASHTO, American Association of State Highway and Transportation Officials (1996). Standard specifications for highway bridges., 16 th Edition with 2001 Interims, Washington D.C. [9] Akkar, S. (2001). Near-field earthquakes and their implications on seismic design codes, Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. [10] Ebedio, T., Kennedy, J., B. (1996). Girder moments in continuous skew composite bridges, J. of Bridge Eng., 1(1). 37-45. 12