İtme sürme yöntemi ile köprü tasarımı

Abstract

Dünya çapında birçok uygulamaları bulunan İtme Sürme Yöntemi (Incremental Launch Method – ILM) ülkemizde de kullanılmaya başlanmış bir köprü yapım yöntemidir. Bu yöntem ile kenar ayaklardan birinin arkasındaki prekast sahada köprü tabliyesi segmentler halinde dökülür ve özel ekipmanlar yardımıyla itilmektedir. Tabliye açıklıkları genelde 40m – 60m arasında değişmekte ve toplam köprü uzunlukları 700m – 800m'ye varan sürekli tabliyeler oluşturulabilmektedir. Bu yöntemin en önemli ekonomik avantajları, malzeme miktarında azalma, yapım süresinin kısalması, mesnet sayısının azalması ve genleşme derzlerinin sayısının azalmasıdır. Bu çalışma, itme sürme yöntemi ile yapılan bir köprünün yapısal analizi ve hesap adımları açıklanmaktadır. Örnek köprü modeli, 35m uzunluğunda iki adet kenar açıklık ve 55m uzunluğunda üç adet ana açıklıktan oluşmakta olup, köprünün toplam uzunluğu 235m'dir. Köprü plan ve boykesiti düz olmak ile birlikte 12m genişliğinde bir kutu kesit tabliyeden oluşmaktadır. İtme sürme yöntemi ile yapılan karayolu köprüsünün tasarımı, AASHTO LRFD'ye (2017) göre yapılmıştır. Köprü, üstyapı ve altyapı olmak üzere iki ana bölümde incelenmektedir. İlk bölümde, köprü açıklıkları, mesnetlenme koşulları ve tabliye geometrisi belirlenmiştir. Ardından, itme sürme ve servis tendonlarının konumları ve miktarları belirlenip aşamalı analizde hesap modeline dahil edilmişlerdir. Aşamalı analiz modeline sürekli yükler, hareketli yükler, sıcaklık, sünme ve büzülme, diferansiyel oturma, sürtünme yükleri ve rüzgar yükleri gibi tüm yük tanımlamalarından sonra analiz sonuçları elde edilmiştir. İtme sürme analizi için uluslararası geçerliliği bulunan köprü tasarım programı kullanılarak 1m aralıklar ile köprünün itme işlemi sırasında oluşan iç kuvvetler elde edilmiştir. Kombinasyonlardan elde edilen zarf kuvvetleri değerlendirilmiştir. Etkili tabla genişlikleri sonucunda belirlenen geometrik özelliklere göre gerilme kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan kontroller sonucunda gerilme değerlerinin yönetmeliklere göre sınırlar dahilinde kaldığı tespit edilmiştir. Ardından, eğilme kapasitesi kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Seçilen tabliye donatısına göre farklı tabliye kesitleri için talep/kapasite kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Tabliye kapasitesi her bir etkili tabla genişliği için toplamda 4 farklı kesit olarak hesaplanmıştır. Ardından, kesme ve burulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Tabliye kesitinin kesme ve burulma bileşik etkileri altında yeterli olduğu gözlemlenmiştir. Ardından, farklı yükleme durumları altında sehim değerlerinin kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Deplasman kontrolleri arasında gaga uç noktasının köprü hareketi boyunca değişken olan deplasman grafiği elde edilmiştir. Bu grafikten elde edilen en elverişsiz deplasman değerine göre düzeltme aparatının, köprü konsol durumda iken, gagayı ayaklardan destek alarak kaldırması gereken mesafeyi göstermektedir. Ardından, üst tabliye, alt tabliye ve gövde için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak enine analiz gerçekleştirilmiştir. Her döşeme bölümü için elde edilen iç kuvvetlere göre, seçilen donatı doğrultusunda, kapasite kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan kontroller sonucunda köprü üstyapı tasarımının uygun olduğu sonucuna varılmıştır.