AKARSU KÖPRÜLERİNİN YIKILMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Benzer belgeler
Akarsu Köprülerinde Yıkılma Riskinin Azaltılması Üzerine Bir Çalışma

KÖPRÜLERİN TETKİK VE İZLENMESİNDE HİDROLİK ETKENLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Akarsu Geçişleri Akarsu Geçişleri

Güzelyurt Taşkını Modellemesi ve Çözüm Önerileri *

KIZILIRMAK NEHRİ TAŞKIN RİSK HARİTALARI VE ÇORUM-OBRUK BARAJI MANSABI KIZILIRMAK YATAK TANZİMİ

TAŞKIN YÖNETİMİNDE MODELLEME ÇALIŞMALARI

DERZ TASARIMI 1. YAPILARDA DERZLER

Hidrolik Yapılarda (Kanallar, Kıyı Koruma Yapıları, Göletler) Erozyon Koruması

BETONARME KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN MUAYENESİ,

ORMANCILIKTA SANAT YAPILARI

AKARSU KÖPRÜLERİNDE HİDROLİK SORUNLAR VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ

runaway truck ramp», «runaway truck lane», «emergency escape ramp», «truck arrester bed»

Akarsu Köprü Temellerindeki Oyulma Riskinin Değerlendirilmesi *

TEMEL İNŞAATI TEKİL TEMELLER

Tek bir sistemle ısı, yangın ve ses yalıtımı nasıl sağlanır?

Akarsu Köprülerinde Gözle Muayene ve Güvenlik Değerlendirme Çalışmaları

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

Yol Derecelendirmesi: Trafik Karakteristiği: Yön

UZUN AÇIKLIKLI KÖPRÜLERDE HAREKETLİ YÜK TASARIM PARAMETRELERİNİN TÜRK LRFD METHODU İÇİN BELİRLENMESİ. Doç. Dr. Alp CANER & Yusuf DÖNMEZ

BETONARME-I 5. Hafta KİRİŞLER. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

KARAYOLU SINIFLANDIRMASI

EK-3 NEWMONT-OVACIK ALTIN MADENİ PROJESİ KEMİCE (DÖNEK) DERESİ ÇEVİRME KANALI İÇİN TAŞKIN PİKİ HESAPLAMALARI

Eğim dereceleri Merdivenler

DERİVASYON VE DİPSAVAK TASARIMI İnş. Y. Müh. MURAT IŞILDAK

DRENAJ YAPILARI. Yrd. Doç. Dr. Sercan SERİN

Kirişli Döşemeli Betonarme Yapılarda Döşeme Boşluklarının Kat Deplasmanlarına Etkisi. Giriş

SU YAPILARI. 2.Hafta. Genel Tanımlar

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Doç. Dr.

Bahar. Su Yapıları II Dolusavaklar. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1

CBS DESTEKLİ TAŞKIN ALANLARININ BELİRLENMESİ: KAVAKÖZÜ DERESİ ÖRNEĞİ GIS AIDED DETERMINATION OF FLOOD AREAS: KAVAKÖZÜ CREEK CASE STUDY

SU YAPILARI. 2.Hafta. Genel Tanımlar

EROZYON MODELİNİN GELİŞTİRİLMESİ & HAVZA VERİTABANININ OLUŞTURULMASI. Doğu Karadeniz Havzasının Su Çerçeve Direktifi Sınıflandırma Sistemi

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ (Bölüm-3) KÖPRÜLER

TEMEL İNŞAATI ŞERİT TEMELLER

İsmail KARTAL. Bölge Müdürü

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

KARAYOLU ESNEK ÜSTYAPISININ PROJELENDĐRĐLMESĐ; D KARAYOLU ÖRNEĞĐ

T.C. İZMİR KÂTİP ÇELEBİ UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING AND ARCHITECTURE DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING. Course Name T P L ECTS

KİRİŞ YÜKLERİ HESABI GİRİŞ

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

YAPI ELEMANLARI DERS SUNUMLARI 5. HAFTA

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

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

Taşıyıcı Sistem İlkeleri

Baraj Yıkılması Sonrasında Taşkın Yayılımının Sayısal Modeli. Ürkmez Barajı

Surface Processes and Landforms (12.163/12.463) Fall K. Whipple

Temeller. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Yüzeyaltı Drenaj (Subsurface Drainage) Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Müfredat Hafta Konular Yöntem Giriş. Genel bilgiler. Ödevi 1, 2, 3 açıklaması

Ders 1.2 Türkiyede Barajlar ve Deprem Tehlikesi

Kanalizasyon Şebekesi ÇEV 314 Yağmursuyu ve Kanalizasyon

İNŞAAT TEKNOLOJİSİ UYGULAMALARI I MERDİVEN

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

Bulanık Mantık ve DURTES Yönteminde Uygulanması İçin Bir Öneri

Prof. Dr. Cengiz DÜNDAR

Bir esnek üstyapı projesi hazırlanırken değerlendirilmesi gereken faktörler: - Trafik hacmi, - Dingil yükü, - Dingil yüklerinin tekrarlanma sayısı -

ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ İnşaat Mühendisliği Bölümü DÖŞEMELER 1

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

SU YAPILARI. 3.Hafta. Bağlama Yapıları. Bağlama nedir? Barajdan farkları Bağlamaların genel özellikleri ve türleri Bağlamaların projelendirilmesi

BÖLÜM 7. RİJİT ÜSTYAPILAR

ULAŞTIRMA. Dr. Öğr. Üyesi Sercan SERİN

ANADOLU ÜNivERSiTESi BiliM VE TEKNOLOJi DERGiSi ANADOLU UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Oilt/Vol.: 4 - Sayı/No: 2 : (2003)

HİDROJEOLOJİ. Hidrolojik Çevrim Bileşenleri Akış ve süzülme. 3.Hafta. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

INM 405 Temeller. Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN. Temel Çukuru Güvenliği; Destekli Kazıların Tasarımı. Hafta_13

MOCKUS HİDROGRAFI İLE HAVZA & TAŞKIN MODELLENMESİNE BİR ÖRNEK: KIZILCAHAMAM(ANKARA)

Bahar. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1.

Karadeniz ve Ortadoğu Bölgesel Ani Taşkın Erken Uyarı Projesi

Enerji Piyasası Düzenleme Kurumundan:

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

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

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DOĞRUSAL ELASTİK VE DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN HESAP YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

HAYAT DIŞI SİGORTALARI SINAVI EKİM 2017

MERİÇ NEHRİ TAŞKIN ERKEN UYARI SİSTEMİ

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

Yerinde Dökme Dengeli Konsol Köprülerin Döküm Eğrisi Takibi. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, C.Noyan Özel

İSTATİSTİK DERS NOTLARI

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

Açık Drenaj Kanallarının Boyutlandırılması. Prof. Dr. Ahmet ÖZTÜRK

Projemizde bir adet sürekli temel örneği yapılacaktır. Temel genel görünüşü aşağıda görülmektedir.

PROF. DR. FATMAGÜL KILIÇ GÜL HARİTA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROF. DR. ERKAN GÖKAŞAN DOĞA BİLİMLERİ MERKEZİ YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ 2018, İSTANBUL

İSTANBUL DERELERİNİN TAŞKIN DEBİLERİNİN TAHMİNİ ESTIMATION OF FLOOD DISCHARGE IN ISTANBUL RIVERS

İstatistik ve Olasılık

ÇATI MAKASINA GELEN YÜKLER

Dr. Öğr. Üyesi Sercan SERİN

3. Ulusal Taşkın Sempozyumu, Nisan 2013, İstanbul

CE498 PROJE DERS NOTU

Marmaray ın Ekonomik Faydalarının Değerlendirilmesi

SULAMA YAPILARI SULAMA YAPILARI. 1) Su Depolama Yapıları Kestel Barajı- İzmir Sulama amaçlı, toprak dolgu

Su Ekonomisi ve Doğal Kaynak Değerlemesi. Doç. Dr. Serkan GÜRLÜK Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Ekonomisi Bölümü

Çaycuma Köprüsünün Çökmesi Üzerine Görüşler

1. Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır

Çalışma hayatında en çok karşılaşılan soru işyerinden patlama tehlikesi olup olmadığı yönündedir. Bu sorunun cevabı, yapılacak risk

BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR (KATEGORİ 2 ve 3) İÇİN PARSEL BAZINDA DÜZENLENECEK ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ (GEOTEKNİK) DEĞERLENDİRME RAPORU FORMATI

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-4

EK-2 BERGAMA OVACIK ALTIN İŞLETMESİ TÜBİTAK RAPORU ELEŞTİRİSİ NE İLİŞKİN GÖRÜŞLER

ÇEV314 Yağmursuyu ve Kanalizasyon. KanalizasyonŞebekesinin Projelendirilmesi

SU ALTI BORU HATLARI TASARIM ve STABİLİTE

YAPAN: ESKISEHIR G TIPI LOJMAN TARİH: REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım

Bu projede Döşemeler eşdeğer kirişe dönüştürülerek BİRO yöntemi ile statik hesap yapılmıştır. Bu yöntemde;

Transkript:

AKARSU KÖPRÜLERİNİN YIKILMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ Meriç APAYDIN*, A. Melih YANMAZ** * Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Müh. Böl., Ankara smeric@metu.edu.tr ** Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Müh. Böl., Ankara myanz@metu.edu.tr ÖZET Taşkınlar, akarsu yapılarına ve çevreye büyük zararlar veren doğal afetlerden biridir. Önemli ulaşım yapılarından olan akarsu köprüleri, ülkemizde örneklerine sıkça rastladığımız taşkınlar nedeniyle ağır hasar görme, hatta yıkılma riskiyle karşı karşıyadır. Malzeme kullanımı ve yapısal tasarım açısından problemsiz bir akarsu köprüsünde yıkılma riski oluşturan en önemli etken, köprünün orta ve kenar ayaklarında oluşan aşırı yerel oyulmalardır. Köprüyü hem yapısal olarak ayakta tutmak, hem de olası bir taşkın sırasında köprü civarındaki insanların hayatını korumak açısından, köprülerin aşırı yerel oyulmaya bağlı yıkılma riskini hesaplamak büyük önem taşımaktadır. Bu bildiride, akarsu köprülerinin aşırı yerel oyulmaya bağlı yıkılma riskinin hesaplanması ve bu risk doğrultusunda yapılabilecek yapısal düzenlemeler üzerinde durulmuştur. Yıkılma riskinin hesaplanmasında, Amerika Birleşik Devletleri Federal Karayolları İdaresi nin önerdiği bir yönteme bağlı olarak geliştirilen HYRISK yazılımı kullanılmıştır. Yöntemin tanıtımı için Karadeniz Bölgesi nde Vakfıkebir civarında bulunan Fol Deresi üzerindeki mevcut bir köprü ile örnek uygulama yapılmıştır. Bu köprünün yıkılma riskinin bulunması, köprü yıkılmasıyla olumsuz etkilenecek yaşam koşullarının ve sosyo-ekonomik sonuçların irdelenmesi ve köprü için yapılabilecek yapısal düzenlemelerin belirlenmesi açısından önemlidir. Bu çalışma kapsamında birtakım hidrolik ve ekonomik hesaplar yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Köprü ayaklarında yerel oyulma, risk değerlendirmesi, HYRISK 1. GİRİŞ Akarsu köprüleri şiddetli taşkınlara maruz kaldıklarında, çoğu zaman yapısal olarak hasar görmekte, hatta bazen yıkılmaktadır. Köprülerin en sık zarar görme nedeni ise, alüvyonlu akarsu yatağında inşa edilmiş orta ve kenar ayaklar etrafında aşırı yerel oyulma oluşması nedeniyle yapının sahip olduğu dengenin bozulmasıdır. Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Federal Karayolları İdaresi nin (FHWA) 1973 yılında yaptığı bir çalışmaya göre, taşkınlar sırasında ABD de, %25 i orta ayaklar, %75 i ise kenar ayaklar etrafında oluşan aşırı yerel

oyulmalar sebebiyle, toplamda 383 köprü yıkılmıştır. 1978 yılında yapılan bir başka çalışma ise, orta ve kenar ayaklar arasındaki bu oranın eşit olduğunu göstermiştir [1]. Aşırı yerel oyulmaların bu denli zarar verebilmesinden dolayı, köprüler beklenen servis ömrü içerisinde böyle bir zarara uğramayacak şekilde tasarlanmalı ve inşa edilmelidir. Ayrıca, servis ömrü boyunca düzenli olarak kontrol edilmeli, gerektiği takdirde yapısal düzenlemeler yapılmalıdır. Bu çalışmanın amacı, köprülerin aşırı yerel oyulma nedeniyle yıkılma risklerini değerlendirme ve parasal olarak hesaplama yöntemini tanıtmak ve yıkılma durumunda çevreye ve insanlara yaratacağı olumsuz etkileri değerlendirmektir. Yıkılma riski hesaplanmasında FHWA nın önerdiği risk-esaslı yöntem ve bu yönteme bağlı olarak geliştirilen HYRISK yazılımı kullanılmıştır [2]. Buna ek olarak, değerlendirme sırasında akarsu yatağı koşullarının belirlenmesi için Johnson ve diğerlerinin önerdiği bir yöntem kullanılmıştır [3]. Köprülerin oyulma eğilimlerinin ve buna bağlı yıkılma risklerinin hesaplanmasını göstermek amacıyla, Karadeniz Bölgesi nde Vakfıkebir ilçesinden geçen Fol Deresi üzerindeki mevcut Fol-1 Köprüsü için örnek bir uygulama yapılmıştır. Ayrıca, köprüye uygulanabilecek yapısal düzenlemeler incelenmiştir. 2. OYULMA EĞİLİMLİ KÖPRÜLERİN YIKILMA RİSKİ DEĞERLENDİRMESİ Köprülerin oyulma nedenli yıkılma riskini hesaplamada FHWA nın önerdiği risk-esaslı yöntem ve HYRISK yazılımı kullanılmıştır. Bu yöntemin amacı, bir köprünün oyulmaya bağlı yıllık yıkılma riskini maliyet cinsinden hesaplamaktır. Bu yöntemin uygulanmasında kullanılan yapı ve trafik ile ilişkili değişkenler, FHWA tarafından geliştirilen Ulusal Köprü Envanteri (NBI) isimli veri tabanında bulunmaktadır. Bu veri tabanı ABD de bulunan yaklaşık 600,000 köprünün bilgilerini içermektedir [4]. Risk-esaslı yöntemde kullanılan ve NBI veri tabanında saklanan değişkenler şöyledir: köprünün yıkılma durumunda trafiğin yönlendirileceği aktarma yolu uzunluğu, köprünün bulunduğu yol sınıflandırması, inşa edildiği yıl, günlük ortalama trafik ve günlük ortalama kamyon (ticari araç) trafiği, köprünün işlev sınıflandırması, köprünün yapı tipi, köprü uzunluğu ve genişliği, köprü altındaki su yolu açıklığı ve oyulma kritikliği derecesi. Oyulmaya bağlı yıllık yıkılma riski Pearson ve diğerleri tarafından önerilen aşağıdaki denklemle bulunabilir [2]: R=KP A [(Yeniden inşa maliyeti)+(araç işletim maliyeti)+(kayıp zaman maliyeti)] (1) Yeniden inşa maliyeti, köprü yıkıldığı takdirde yerine aynı köprüyü inşa etmenin maliyeti, Araç işletim maliyeti, köprünün yeniden inşası sırasında yolun aktarılması sebebiyle fazladan kat edilen yoldan dolayı araçlardaki işletim maliyeti, Kayıp zaman maliyeti de yine yolun aktarılması sırasında kaybedilen zamanın insanlar ve ticari araçlar için yarattığı zarar maliyetidir. Denklem (1) açık olarak şöyle yazılabilir: R = KPA ( ) + ( ) + T T DAd C WLbM C2DAd C3O 1 + C4 1 (2) 100 100 S

Burada, K = köprü düzeltme çarpanı = K 1.K 2 ; K 1 = köprü cinsi çarpanı, K 2 = köprü temel cinsi çarpanı, P A = oyulmaya bağlı yıllık yıkılma olasılığı (1/yıl), C 1 = birim yeniden inşa maliyeti ($/m 2 ), W = köprü döşeme genişliği (m), L b = köprü uzunluğu (m), M = yeniden inşa maliyet çarpanı, C 2 = birim araç işletim maliyeti ($/km), D = yol aktarımı sırasında fazladan katedilen yol uzunluğu (km), A = günlük ortalama trafik (araç/gün), d = yol aktarım süresi (yeniden inşa süresi) (gün), C 3 = birim kişi zaman kayıp maliyeti ($/saat), O = araçtaki kişi sayısı (yetişkin/araç), T = günlük ortalama kamyon trafiği (%), C 4 = birim kamyon zaman kayıp maliyeti ($/saat) ve S = aktarma yolunda azami hız (km/saat) [2]. Yıllık yıkılma riskinin hesaplanmasında aşağıdaki bağıntı kullanılmaktadır [2]: P tr = (F (OT ve SV)) = P(Dd OT)P(F SV ve Dd ) (3) Burada, P tr = deneme yıkılma olasılığı, F = yıkılma, OT = savaklanma frekansı, SV = oyulma kritikliği, ve D d = boyutsuz derinliktir. Savaklanma frekansı köprü altındaki su yolu açıklığı ve köprünün bulunduğu yol sınıflandırmasına göre belirlenmektedir [2]. Deneme yıkılma olasılığı ise oyulma kritikliği ve savaklanma olasılığına bağlı olarak Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1 de aynı zamanda oyulma kritikliği kodları ve ilgili tanımları yer almaktadır. Çizelge 1. Köprülerin oyulmaya bağlı deneme yıkılma olasılığı Oyulma Savaklanma Frekansı Kritikliği Çok Seyrek Seyrek Sık Çok Sık 0 (Köprü yıkılmış) 1 1 1 1 1 (Köprü önlem olarak trafiğe kapanmış) 1 1 1 1 2 (Çok kritik) 0.45730 0.48310 0.62800 0.7255 3 (Çok kritik, köprü ayakları stabil değil) 0.24830 0.26730 0.39830 0.49510 4 (Kritik, köprü ayakları stabil, önlem gerekiyor) 0.12660 0.13730 0.22770 0.29770 5 (Kritik, köprü ayakları stabil) 0.00522 0.00648 0.03140 0.05744 6, U (Köprü ayak temeli bilinmiyor/değerlendirilmemiş) 0.18745 0.20230 0.31300 0.39640 7 (Yapısal düzenlemeler yapılmış) 0.18745 0.20230 0.31300 0.39640 8 (Kritik değil, köprü ayakları iyi durumda) 0.00312 0.00368 0.0144 0.02784 9 (Kritik değil, köprü ayakları çok iyi durumda) 0.00208 0.00216 0.0036 0.00600 Çizelge 1 de verilen deneme yıkılma olasılıklarını Denklem (2) de verilen risk hesaplamasında kullanabilmek için köprünün mevcut yaşını, Denklem (4) ile hesaplanan beklenen ömür ile kıyaslamak gerekir. X 90 log(1 0.90) = (4) log(1 ) Burada, X 90 = Binom dağılımına göre %90 güven aralığında köprü yıkılma süresi (köprünün beklenen ömrü) (yıl). Eğer mevcut yaş, beklenen ömürden yüksek çıkmışsa, bu köprünün beklenenden iyi durumda olduğunu gösterir. Bu durumda, deneme yıkılma olasılığı (P tr ), X 90 yerine köprünün mevcut yaşı girilerek yeniden hesaplanır ve bu değer P A olarak Denklem (2) de kullanılır. Eğer mevcut yaş X 90 dan küçükse Çizelge 1 de bulunan değer değiştirilmeden P A olarak Denklem (2) de kullanılır. P tr

Köprülerin oyulma kritikliği, köprünün alt elemanlarının ve civarındaki akarsu yatağının durumu incelenerek belirlenebilir. Köprü elemanlarının durumunu belirlemede Yanmaz ve diğerlerinin önerdiği, köprü yerinde yapılacak gözlemlere dayalı derecelendirme yöntemi kullanılabilir [5]. 3. ÖRNEK UYGULAMA Fol Deresi üzerinde bulunan Fol-1 Köprüsünün oyulma kritikliğini ve yıkılma riskini hesaplamak için bir örnek uygulama yapılmıştır. Fol Deresi Havzası, Türkiye nin, taşkınlarla en çok karşı karşıya kalan bölgesi olan Karadeniz Bölgesi nde bulunmaktadır [6]. Havza ile ilgili coğrafi ve hidrolojik özellikler, bu bölge ile ilgili Yanmaz ve Coşkun tarafından yapılmış olan bir çalışmadan elde edilmiştir [7]. Bu çalışmada kullanmak üzere HEC-RAS yazılımından faydalanarak Fol Deresi nin su yüzü profili oluşturulmuştur [8]. Su yüzü profili, köprü altındaki su yolu açıklığının belirlenmesinde faydalı olacaktır. Çalışma bölgesine yapılan arazi gezisinde, köprü ve civarı ile ilgili bilgiler toplanmıştır. İl yolu olarak sınıflandırılan Vakfıkebir-Tonya yolu üzerinde bulunan Fol-1 Köprüsü, 1979 yılında inşa edilmiştir. Vakfıkebir şehir merkezinden 1+442 km, Fol Deresi Havzası çıkışından 1+600 km membada bulunmaktadır. Betonarme T-kiriş köprünün boyu 50.1 m, döşeme genişliği ise 10.40 m dir. Köprü iki adet dik duvar kenar ayak ve dörder silindirik orta ayaktan oluşan iki orta ayak grubu ile desteklenmiştir. Denklem (2) de kullanılan A ve T değerleri sırayla 1295 araç/gün ve 158 kamyon/gün (%12) olup, Karayolları Genel Müdürlüğü, 10. Bölge Müdürlüğü nden elde edilmiştir. Köprünün yıkılması halinde belirlenen aktarma yolu mevcut yoldan 325 m daha fazladır. Aktarma yolunda azami hız 50 km/saat olarak belirlenmiştir. Bölge yetkililerinden alınan bilgilerden yola çıkarak araçlarda ortalama 3 yetişkin olduğu varsayılmıştır. Köprü ve temel tipine göre K çarpanı 1 alınmıştır [6]. Köprünün yeniden inşasıyla ilgili tüm beton, çelik, kazı, taşıma gibi masraflar hesaplandığında, birim maliyeti (C 1 ) 615.53 $/m 2 bulunmuştur. Ortalama yakıt tüketimi ve araç eskime bedeli dikkate alındığında C 2 birim maliyeti 0.20 $/km olarak hesaplanmıştır. Zaman kayıp maliyetleri ile ilgili Türkiye de bir veri bulunmadığı için, HYRISK yazılımının varsayılan değerleri olan C 3 = 8 $/saat ve C 4 = 30 $/saat kullanılmıştır. A=1295 araç/gün için d ve M değerleri sırayla 365 gün ve 1.5 alınmıştır [2]. Arazi gezisi sırasında yapılan gözlemlere dayanarak, alt yapı elemanlarının makul emniyet seviyesinde olduğu saptanmıştır. HYRISK e göre makul seviye, az miktarda çatlak olmasına rağmen genel olarak sağlam alt yapı elemanlarını tanımlamaktadır. Johnson ve diğerlerinin yöntemi uygulanarak, akarsu yatağının ve şevlerin durumu da orta derecede emniyetli olarak belirlenmiştir [3]. Yerel yetkililerden alınan bilgilere göre, köprüde savaklanma gerçekleşmemiştir. Bu nedenle, risk hesaplamasında savaklanma frekansı seyrek ve dönüş aralığı 100 yıl olarak alınmıştır [6]. Son olarak, köprünün şu anki ayak etrafı taban derinliği ve ileride gerçekleşebilecek büyük taşkınlar sırasında oyulma veya malzeme birikmesi sonucu değişecek taban derinliği dikkate alınacak olursa, köprünün oyulma kritikliği altı farklı derecede incelenmiştir. Köprü ile ilgili değişkenler dikkate alınarak Denklem (1) de görülen maliyetler hesaplandığında, yeniden inşa maliyeti 481,074 $, araç işletim maliyeti 94,535 $, ve kayıp

zaman maliyeti kişiler ve ticari araçlar için toplamda 233,690 $ bulunmuştur. Tüm maliyetlerin toplamı ise 809,299 $ olarak hesaplanmıştır. HYRISK yazılımı ile yapılan risk analizi sonucunda farklı oyulma kritikliği değerleri için yıkılma riski maliyet cinsinden hesaplanmış ve Çizelge 2 de sunulmuştur. Burada beklenen ömrün çok yüksek çıktığı durumlar için >100 ibaresi kullanılmıştır. Beklenen ömür köprünün yaşı olan 30 yıldan az olan durumlarda, deneme yıkılma olasılığı Denklem (4) kullanılarak yıllık yıkılma olasılığına çevrilmiştir. Çizelge 2. Fol-1 Köprüsü nün oyulmaya bağlı yıkılma riski Oyulma Kritikliği Deneme Yıkılma Olasılığı Yıllık Yıkılma Olasılığı Risk ($/yıl) Beklenen Ömür (yıl) 2 0.457 0.074 59,792 3.8 3 0.248 0.074 59,792 8.1 4 0.127 0.074 59,792 17.0 5 0.005 0.005 4,225 >100 7 0.187 0.074 59,792 11.1 8 0.003 0.003 2,525 > 100 Fol-1 Köprüsü nün yıkılma riski, farklı oyulma kritikliği dereceleri için Çizelge-2 deki gibi hesaplanmıştır. Köprünün farklı dönüş aralıklarındaki taşkınlar geçtiğinde oluşacak oyulma derinliklerini hesaplarken, kenar ayaklar için Froehlich denklemi, orta ayaklar içinse Richardson ve Davis denklemi kullanılmıştır [8]. Buna göre sol kenar ayakta oyulma bulunmazken, sol orta ayak grubu ve sağ kenar ayakta hesaplanan oyulma köprünün yapısal dengesini, 500 yıllık dönüş aralığına sahip bir taşkında bile sarsmayacak seviyededir. Ancak, akım alanının darlığı sebebiyle yüksek akım hızının oluştuğu sağ orta ayak grubunda ciddi oyulmalar meydana gelmektedir. Bu oyulma seviyesine göre, köprünün oyulma kritikliği 2, 3, ve 4 kodları ile değerlendirilebilir. Böylece, Fol-1 Köprüsü nün mevcut yıllık yıkılma olasılığı 0.074 olarak bulunmuştur. Bu seviyede oyulma kritikliğini yaratan sağ orta ayak grubu için yapısal bazı düzenlemeler yapılmalıdır. Bu çalışmada Fol-1 Köprüsü için uygulanabilecek iki farklı yapısal önlem üzerinde durulmuştur: riprap kaplama ve kısmi harçlı riprap kaplama. Bu düzenlemelerin seçilme sebebi, köprü ve civarının yersel koşulları ve uygulama kolaylığıdır. Riprap Kaplama Medyan riprap çapı, HEC-23 kriterine göre Isbach denklemi kullanılarak bulunabilir [9]: 2 ( K pu p ) r50 = 0.692 (5) 2g D r50 = medyan riprap çapı (m), K p = orta ayak şekli katsayısı (yuvarlak uçlar için 1.5), u p = orta ayak membasındaki yerel hız (m/s), g = yerçekimi ivmesi (m/s 2 ) ve Δ = göreli yoğunluk (1.65). 100-yıl dönüş aralığındaki taşkına karşılık gelecek u p hızı kullanıldığında

riprap çapı 2.50 m bulunmuştur [6]. Oldukça büyük riprap gerektiği için, buna alternatif olarak kısmi harçlı riprap kaplama üzerinde çalışılmıştır. Kısmi Harçlı Riprap Kaplama Kısmi harçlı riprap kaplamada riprap ve dolgu malzemesi olarak harç kullanılmaktadır. Riprap ayak etrafına yerleştirilir, aradaki boşlukların yaklaşık %50 si harç ile doldurulur. Riprap kullanmak taşkınlar sırasında esnekliği artırmakta, kısmi harçlı uygulama ise riprapın denge emniyetini sağlamaktadır. Ayrıca bu sayede, klasik riprap kaplamada kullanılan malzemeden daha küçük çaplı malzeme kullanmak yeterli olmaktadır [10]. Lagasse ve diğerlerinin kısmi harçlı riprap kaplama uygulama kriterine göre Fol-1 Köprüsü için malzeme kaplama işinin maliyet analizi yapılmıştır (Bkz. Şekil 1) [9]. Taralı alanlar kaplama yapılan kısmı, y s oyulma derinliğini göstermektedir. Akarsu yatağı kotundan ayakların alt kotuna kadar kaplama yapılmıştır. Çapı 40.64 cm olan Sınıf IV riprap kullanılmıştır. Riprap ile toprak arasına serilen jeotekstil filtre, riprap, harç, kazı ve taşıma bedeli dikkate alındığında, kısmi harçlı riprap kaplamanın maliyeti 8,685 $ olarak hesaplanmıştır. a 10 m a 1 m 1 m 1 m 3 m 12 m 15 m a) Plan görünüşü Akarsu yatak kotu 1.05 m 1 m 2 m 1 m 2 m y s 12 m b) a-a kesiti Şekil 1. Kısmi harçlı riprap kaplama yerleşimi

Yapısal Düzenlemenin Ekonomik Analizi Köprü ayaklarına yapılacak yapısal düzenlemelerin ekonomik analizi HYRISK yazılımının bir parçası olan Oyulmaya Karşı Yapısal Düzenlemeler Hesaplayıcısı kullanılarak yapılabilir. Bu hesapta kullanmak üzere iskonto oranı, yani faiz oranı ile enflasyon oranı arasındaki fark, Türkiye de birçok mühendislik uygulamasında kullanıldığı üzere %2 olarak alınmıştır. Ekonomik Kalkınma ve İşbirliği Örgütü (OECD) ülkelerinde yapılan köprülerin ortalama servis ömrü 80 yıldır [11]. Bu nedenle, Fol-1 Köprüsü nün kalan ömrü yaklaşık 50 yıldır. Fol Deresi sıklıkla taşkına maruz kaldığı için, bu köprüye yapılacak yapısal düzenleme, kalan servis ömrü boyunca oyulmaya karşı koruyacak şekilde tasarlanmalıdır. Köprüye bir yapısal düzenleme yapılırken amaçlanan, köprüyü en az mevcut yıllık yıkılma olasılığının tersi olan 1/0.074=14 yıl süre dönüş aralığı olan taşkınlara karşı korumasıdır. Koruma dönüş aralığı, bu süreden daha yüksek olan herhangi bir yapısal düzenleme, köprünün mevcut yıllık yıkılma olasılığını azaltacaktır. Mevcut oyulma kritikliği derecesi 2, 3, ve 4 olarak değerlendirilebilecek olan Fol-1 Köprüsü ne kısmi harçlı riprap kaplama yapılması durumunda sağlanacak 50 yıl dönüş aralıklı koruma sonucunda, köprünün yeni oyulma kritikliği derecesinin 8 e yükselmesi beklenmektedir. Yani köprünün yıllık yıkılma olasılığı 0.074 ten 0.003 e düşecektir. Bu durumda, Çizelge 2 de görüldüğü gibi, köprünün yıllık yıkılma riski 59,792 $ dan 2,525 $ a düşecektir. Bu yapısal düzenleme için, mevcut yıllık yıkılma riskinin yaklaşık %15 i kadar, yani 8,685 $ harcayarak, köprü olası bir yıkılmadan kurtarılabilir. Yukarıda hesaplanan maliyetlerin yanı sıra çevreye olumsuz etkilerin de ayrıca düşünülmesi gerekmektedir. Fol-1 Köprüsü nün yıkılması durumunda, mevcut yola çok yakın bir alternatif yoldan trafik akışı sağlanabilmektedir. Ancak böyle bir yol olmadığı takdirde, yeni bir yol açılması gerekebilirdi. Bu, beklenenin daha da üzerinde bir zaman kaybına neden olabilirdi. Ayrıca, bu çalışmada söz edilmemiş olan, köprünün yıkılması durumunda meydana gelebilecek ölümler de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu durumda oluşacak manevi ve maddi kayıp, risk maliyetine de ciddi miktarda artış getirecektir. Tüm bu olasılıkları dikkate alarak, köprüye yapısal bir düzenleme uygulamanın gerekliliği açıktır. 4. SONUÇ Bu çalışmada, köprülerin oyulmaya bağlı yıkılma riskinin hesaplanması üzerinde durulmuş ve Fol Deresi üzerinde bulunan Fol-1 Köprüsü ile örnek bir uygulama yapılmıştır. Hesaplamada, FHWA nın önerdiği risk-esaslı yöntem ve HYRISK yazılımı kullanılmıştır. Köprünün hem mevcut oyulma kritikliği hem de ileride oluşabilecek taşkın veya akarsuyun yanlış kullanımından dolayı değişebilecek oyulma kritikliği dereceleri için risk hesaplaması yapılmıştır. Buna bağlı olarak, Fol-1 Köprüsü oyulmaya karşı kritik çıkmış olup, yıllık yıkılma olasılığı 0.074, yıllık yıkılma riski ise 59,792 $ bulunmuştur. Akımın yerel hızlanmasından dolayı sağ orta ayak grubu etrafında çok derin oyulma meydana gelmektedir. Bu nedenle, bu ayak için yapısal düzenleme tasarlama gereği duyulmuştur. Hem ekonomik uygunluğu hem de uygulama kolaylığı göz önüne alınarak kısmi harçlı riprap kaplama tasarlanmıştır. Bu düzenlemenin uygulanması ile köprünün yıllık yıkılma olasılığı ve riski, sırasıyla 0.003 ve 2,525 $ a düşecektir.

KAYNAKÇA [1] Richardson, E. V. ve Davis, S. R. (2001). "Evaluating scour at bridges." Fourth edition, Federal Highway Administration Report No. FHWA NHI 01-001, Federal Highway Administration, Virginia. [2] Pearson, D., Stein, S., ve Jones, J. S. (2002). "HYRISK methodology and user guide." Federal Highway Administration Report No. FHWA-RD-02-XXX, Federal Highway Administration, Virginia. [3] Johnson, P. A., Gleason, L. G., ve Hey, R. D. (1999). "Rapid assessment of channel stability in vicinity of road crossing." J. Hydraul. Eng., 125(6), 645-651. [4] Federal Highway Administration (FHWA) (1989). "Public disclosure of National Bridge Inventory (NBI) Data" < http://www.fhwa.dot.gov/bridge/nbi/20070517.cfm> (10 Mayıs 2011). [5] Yanmaz, A. M., Caner, A., ve Berk, A. (2007). Renovation of a safety-inspection methodology for river bridges. J. Perfor. Constructed Facilities, 21(5), 382-389. [6] Apaydın, M. (2010). A study on risk assessment of scour vulnerable bridges." Yükseklisans tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. [7] Yanmaz, A. M. ve Coşkun, F. (1995). "Hydrological aspects of bridge design: Case Study." J. Irrig. and Drain. Eng., 121 (6), 411-418. [8] Brunner, G. W. (2002). HEC-RAS river analysis system user s manual Version 3.1 US Army Corps of Engineers Institute for Water Resources, Hydrologic Engineering Center, California. [9] Lagasse, P. F., Zevenbergen, L. W., Schall, J. D., ve Clopper, P. E. (2001). "Bridge scour and stream instability countermeasures - experience, selection, and design guidelines." Hydraulic Engineering Circular No. 23, Second Edition, Federal Highway Administration Report No. FHWA NHI 01-003, Federal Highway Administration, Washington, D.C. [10] Lagasse, P. F., Clopper, P. E., Zevenbergen, L. W., ve Girard, L. G. (2007). "Countermeasures to protect bridge piers from scour. National Cooperative Highway Research Program Report No. 593, Transportation Research Board of the National Academies, Washington D.C. [11] Caner, A., Yanmaz, A. M., Yakut, A., Avşar, O., ve Yılmaz, T. (2008). Service life assessment of existing highway bridges with no planned regular inspections. J. Perfor. Constructed Facilities, 22(2), 108-114.