SİSMİK İZOLASYONLU VE TERS T BAŞLIK KİRİŞLİ STANDART KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN DE...Onur AÇIK
Bu çalışma kapsamında ülkemizde yaygın olarak kullanılan ters T başlık kirişli standart karayolu köprülerinin daha önce derinlemesine araştırılmamış olan deprem performansı
incelenmiş ve bu tip köprülerin sismik izolasyona uygunluğu araştırılmıştır. Doğrusal dinamik analiz kolaylığı ve pratikliği nedeniyle tasarım mühendisleri tarafından köprülerin deprem tasarımında yaygın olarak kullanılmak
tadır. Bu tip doğrusal analizlerin ters T başlık kirişli köprülerdeki çarpma etkilerini tam temsil edememesinden dolayı bazı durumlarda güvensiz neticelere ulaşılabildiği yapılan doğrusal olmayan tasarım deprem spektrum uyumlu zaman tanım alanı analizlerinde görülmüştür. Bu tarz köprülerde sismik izolasyon yönteminin ekonomik olarak kullanılabilmesi için çarpma nedeniyle altyapıya
aktarılan tesirleri azaltacak veya ortadan kaldıracak uygulama detayları seçilmelidir.
Dolu Gövdeli Betonarme Plak Köprülerin AnaliziYusuf Yıldız
Bu çalışmada toplum üzerinde büyük etkisi olan ve önemli uygarlık yapıları arasında yer alan plak köprülerin Izgara kirişi analojisi, Wetergaard ya da Pucher yöntemi gibi
oldukça zaman alıcı yöntemlere kıyasla hızlı, kolay ve güvenilir çözümler sunan SAP 2000 yazılımı ile Tek Açıklıklı, Basit Mesnetli, Betonarme Dolu Gövdeli Plak Köprülerin analizi sunulmuştur.
SİSMİK İZOLASYONLU VE TERS T BAŞLIK KİRİŞLİ STANDART KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN DE...Onur AÇIK
Bu çalışma kapsamında ülkemizde yaygın olarak kullanılan ters T başlık kirişli standart karayolu köprülerinin daha önce derinlemesine araştırılmamış olan deprem performansı
incelenmiş ve bu tip köprülerin sismik izolasyona uygunluğu araştırılmıştır. Doğrusal dinamik analiz kolaylığı ve pratikliği nedeniyle tasarım mühendisleri tarafından köprülerin deprem tasarımında yaygın olarak kullanılmak
tadır. Bu tip doğrusal analizlerin ters T başlık kirişli köprülerdeki çarpma etkilerini tam temsil edememesinden dolayı bazı durumlarda güvensiz neticelere ulaşılabildiği yapılan doğrusal olmayan tasarım deprem spektrum uyumlu zaman tanım alanı analizlerinde görülmüştür. Bu tarz köprülerde sismik izolasyon yönteminin ekonomik olarak kullanılabilmesi için çarpma nedeniyle altyapıya
aktarılan tesirleri azaltacak veya ortadan kaldıracak uygulama detayları seçilmelidir.
Dolu Gövdeli Betonarme Plak Köprülerin AnaliziYusuf Yıldız
Bu çalışmada toplum üzerinde büyük etkisi olan ve önemli uygarlık yapıları arasında yer alan plak köprülerin Izgara kirişi analojisi, Wetergaard ya da Pucher yöntemi gibi
oldukça zaman alıcı yöntemlere kıyasla hızlı, kolay ve güvenilir çözümler sunan SAP 2000 yazılımı ile Tek Açıklıklı, Basit Mesnetli, Betonarme Dolu Gövdeli Plak Köprülerin analizi sunulmuştur.
Betonarme yapilardaki donati korozyonunun kimyasal analiziIlhan Söylemez
Turkey is on one of the most active seismic zones in the world. Due to its location, there are countless earthquakes every year. Life and property losses are alive.It is a well-known fact that buildings are damaged due to the corrosion of reinforced concrete structures due to the earthquake reality.In this study, samples of untreated and samples of corrosion were taken from different points of the structure at Istanbul, Ataşehir, Küçükbakkalköy Mah., Cengiz Topel Cad., No: 25 / 27B, the results of the chemical analysis were determined with a spectrometer, the results were interpreted comparatively and the importance of the corrosion of the reinforcement was emphasized.
Geçmişten günümüze insanlık olumsuz çevre şartlarında korunabilmek için çeşitli yapılar inşa etmişlerdir. Günümüzde, daha az yer kaplayan yerleşim alanlarını çok daraltmadan dikey yükselen yapılar kullanılmaktadır. Bu yapılar hem estetik açıdan hem mühendislik açısından önemli konumdadır. Yüksek yapıların gerek yük durumları altında gerekse depreme karşı sağlamlığının korunması konusunda beton ve çelik kullanımları çok önemlidir. Çelik, betonarme yapılarda kayma ve çekme gerilmelerini karşılamak amacı ile beton içine konulan özel şekillendirilmiş malzemeye denilmektedir. Donatı hazırlanması ve montajı mühendislik gerektiren bir konudur. Betonarme yapılarda çelik yapı ömrü için önem arz etmektedir.
Beklenen İstanbul Depremlerinin geçmişte Adalara yakın olduğu gibi gelecekte adalara yakın olabileceği sürekli tartışılır. İlk defa Adalarda "İstanbul Depremi ve Adalar Oturumu" JFMO İstanbul Şube tarafından organize edildi ve bu organizasyon için 18 Eylül 1963 M6.3 Adalar depreminden 50 Yıl sonra gerçekleşti. Katılım çok iyiydi ve Jeofizik Mühendisi Deprem Uzmanları Adalı yaşayanlara depremle ilgili gerçekleri bilimsel verilerle açıklamaya çalıştı. Halkın diliyle Bilim İnsanının dili arasında ki farktan dolayı toplantı sürecinde anlaşılmayan kısımlar oldu ve bu kısımlar sorularla giderildi. Jeofizik Mühendisleri Deprem Uzmanları Adalı Yaşayanlarla Yüzleştiği İlk ve Tek Toplantı olarak yapılan organizasyon TARİHE GEÇTİ. JFMO İstanbul Şube düzenlediği bir toplantıyla TARİH YAZDI dense abartı sayılmamalı çünkü Adalar Tarihinde Yaşayan Adalılarla Jeofizik Mühendisi Bilim Uzmanlarının ÖZEL DEPREM OTURUMUNDA ilk yüzleşmesiydi
Betonarme yapilardaki donati korozyonunun kimyasal analiziIlhan Söylemez
Turkey is on one of the most active seismic zones in the world. Due to its location, there are countless earthquakes every year. Life and property losses are alive.It is a well-known fact that buildings are damaged due to the corrosion of reinforced concrete structures due to the earthquake reality.In this study, samples of untreated and samples of corrosion were taken from different points of the structure at Istanbul, Ataşehir, Küçükbakkalköy Mah., Cengiz Topel Cad., No: 25 / 27B, the results of the chemical analysis were determined with a spectrometer, the results were interpreted comparatively and the importance of the corrosion of the reinforcement was emphasized.
Geçmişten günümüze insanlık olumsuz çevre şartlarında korunabilmek için çeşitli yapılar inşa etmişlerdir. Günümüzde, daha az yer kaplayan yerleşim alanlarını çok daraltmadan dikey yükselen yapılar kullanılmaktadır. Bu yapılar hem estetik açıdan hem mühendislik açısından önemli konumdadır. Yüksek yapıların gerek yük durumları altında gerekse depreme karşı sağlamlığının korunması konusunda beton ve çelik kullanımları çok önemlidir. Çelik, betonarme yapılarda kayma ve çekme gerilmelerini karşılamak amacı ile beton içine konulan özel şekillendirilmiş malzemeye denilmektedir. Donatı hazırlanması ve montajı mühendislik gerektiren bir konudur. Betonarme yapılarda çelik yapı ömrü için önem arz etmektedir.
Beklenen İstanbul Depremlerinin geçmişte Adalara yakın olduğu gibi gelecekte adalara yakın olabileceği sürekli tartışılır. İlk defa Adalarda "İstanbul Depremi ve Adalar Oturumu" JFMO İstanbul Şube tarafından organize edildi ve bu organizasyon için 18 Eylül 1963 M6.3 Adalar depreminden 50 Yıl sonra gerçekleşti. Katılım çok iyiydi ve Jeofizik Mühendisi Deprem Uzmanları Adalı yaşayanlara depremle ilgili gerçekleri bilimsel verilerle açıklamaya çalıştı. Halkın diliyle Bilim İnsanının dili arasında ki farktan dolayı toplantı sürecinde anlaşılmayan kısımlar oldu ve bu kısımlar sorularla giderildi. Jeofizik Mühendisleri Deprem Uzmanları Adalı Yaşayanlarla Yüzleştiği İlk ve Tek Toplantı olarak yapılan organizasyon TARİHE GEÇTİ. JFMO İstanbul Şube düzenlediği bir toplantıyla TARİH YAZDI dense abartı sayılmamalı çünkü Adalar Tarihinde Yaşayan Adalılarla Jeofizik Mühendisi Bilim Uzmanlarının ÖZEL DEPREM OTURUMUNDA ilk yüzleşmesiydi
1. T.C
Ulaştırma Bakanlığı
Karayolları Genel Müdürlüğü
17.Bölge Müdürlüğü
Mayıs 2009
İSTANBUL’DAKİ BÜYÜK AÇIKLIKLI KÖPRÜLERİN
SİSMİK TAKVİYESİ PROJESİ KAPSAMINDA
MECİDİYEKÖY VİYADÜĞÜ UYGULAMALARI
Sunum: Asım ÖZTÜRK
Karayolları 17. Bölge Müdür Yardımcısı
2. 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 yılında meydana
gelen Kocaeli ve Düzce depremlerinden sonra
gelecekte İstanbul merkezli büyük ölçekli bir depremin
meydana gelmesi halinde İstanbul Boğazı ile Haliç
geçişlerini sağlayan ve Avrupa ile Asya’yı birbirine
bağlayan büyük açıklıklı köprülerin hizmet dışı kalması
durumunda, deprem sonrasında hasar görmüş bölgelere
ulaşılması zorlaşacaktır.
Dolayısı ile bu olumsuz şartları bertaraf etmek ve
ulaşımdaki sürekliliği sağlamak için İç ve Dış kaynaklar
devreye sokularak bu yapılarla ilgili ciddi bir çalışma
başlatılmıştır.
3. DEPREME KARŞI GÜÇLENDİRME ÇALIŞMALARI
KAYNAK İşin Cinsi ve Durumu
ASMA
KÖPRÜ
KÖPRÜ VİYADÜK TÜNEL TOPLAM
İÇ
KAYNAK
Yapımı
Tamamlanmış
İşler
- 8 2 - 10
108
Kısım I - - 5 - 5
Kısım II - 15 6 2 23
Kısım III - 62 5 2 69
Sağmalcılar - - 1 - 1
Projesi
Tamamlanan
İşler
1. iş - 46 12 - 58
142
2. iş - 81 3 - 84
Yapımı Devam
Eden İşler
Kısım I - 49 10 1 60 60
DIŞ KAYNAK
Yapımı Devam
Eden İşler
2 3 10 - 15 15
TOPLAM 2 264 54 5 325 325
5. İSTANBUL’DAKİ BÜYÜK AÇIKLIKLI KÖPRÜLERİN SİSMİK
TAKVİYESİ PROJESİ KAPSAMINDA MECİDİYEKÖY
VİYADÜĞÜ UYGULAMALARI
1 - Mevcut Yapı Tasarımı
2 - Mevcut Yapının Sismik Performansı
8 - Güçlendirme Yöntemi ve Detayları
5 - Hedef Performanslar
3 - Mevcut Yapı Güçlendirme Tipinin Belirlenmesi
4 - Modelleme Esasları ve Dinamik Analizi
6 - Dinamik Analiz Sonuçları
7 - Testler
6. 1 - YAPI TİPİ GENEL BİLGİLER
Yeri : İstanbul Çevreyolu üzerinde
Açıklık Sayısı : 29 Açıklıklı ve 30 Akslı
Ayaklar : 3 Aks Tek ve 25 Aks Çift Ayaklı
Toplam Uzunluk : 860 m
Ortalama Aks Açıklığı : 30.8 m
Köprü Genişliği : 31 m
Trafik Şerit Durumu : 2x1 Metrobüs + 2x3 Taşıt
Üstyapı : Ard Germeli Betonarme
Üstyapı Ağırlığı : 40.415 ton
Altyapı Ağırlığı (Kolonlar): 2.065 ton
Köprü Zati Ağırlığı : 42.480 ton
7. MEVCUT YAPI (AYAKLAR)
Tek ayaklı kolonlar temele ve
üstyapıya ankastredir.
Tek ayaklı kolonlara komşu olan akslardaki ayaklar
temele ankastre üstyapıya ise boyuna yönde
mafsallıdır.
Diğer bütün kolonlar ise
(2 ayaklı) boyuna yönde hem
temele hem de üstyapıya
mafsallıdır.
13. Mecidiyeköy Viyadüğü, 1. Çevreyolu ve Boğaziçi Köprüsü ile
birlikte inşaatı tamamlanarak 1973 yılında trafiğe açılmıştır. O
tarihlerde viyadük, İstanbul için belirlenmiş olan deprem
seviyelerine göre tasarlandığından daha çok düşey yükler
ve termal (sıcaklık) yükler dikkate alınarak tasarlanmıştır.
Bu yüzden çift ayaklı akslardaki kolonlar alttan ve üstten
mafsallı yapılarak yatay yüklerin bu ayaklara daha az tesir
etmesi sağlanmıştır. Ayrıca kenar ayaklarda da kayıcı pot
mesnetler kullanılmıştır. Dolayısı ile oluşabilecek yatay
yüklerin önemli bir bölümü tek ayaklı kolonlara iletilmiştir.
MEVCUT YAPI TASARIMI
14. Deprem anında enine yönde oluşabilecek yatay yüklerin az bir
miktarı çift ayaklı kolonların temele ve üstyapıya bağlandığı
noktalarda az da olsa moment taşıyan, her ayakta 10 adet Ø36lık
St85 yüksek mukavemetli çelik çubuklar ile karşılanmaktadır.
Sonuç olarak 2 ayaklı akslar temele ve üstyapıya boyuna yönde
mafsallı iken, enine yönde kısmi olarak ankastredir. Kenar
ayaklarda ve ortada (P16-P17 ayakları arasında) genleşme
derzleri mevcuttur.Kenar ayaklardaki mevcut derzin kapasitesi
±30mm; ortadaki mevcut genleşme derzinin kapasitesi ise min
235mm mak 635 mm’ dir. Kenar ayak derzlerinin, ortadaki derze
göre daha düşük deplasman yapmasının sebebi, temele ve üst
yapıya ankastre bağlı tek ayakların kenar ayaklara yakın
olmalarından kaynaklanmaktadır. Viyadük üstyapısı ise boyuna
yönde 2 adet kutu kiriş, enine yönde ise 3mt aralıklı enine kirişler
mevcuttur. Bu kirişlerde ard germe uygulanmıştır.
MEVCUT YAPI TASARIMI
17. • Bu proje kapsamında bulunan bütün köprü ve viyadükler
fonksiyonel ve emniyetli olmak üzere 2 adet deprem
seviyesine göre değerlendirilmişlerdir.
• Bu köprüde Fonksiyonel Değerlendirme Depremi; 50 yılda
%10 olasılıkla meydana gelmesi muhtemel durumu
simgelemekteyken, Emniyetli Değerlendirme Depremi; 50
yılda %2 (2475 yıl tekerrürlü) olasılıkla meydana gelmesi
muhtemel durumu simgelemektedir.
2 - MEVCUT YAPININ SİSMİK PERFORMANSI
18. • Mevcut köprünün sismik performansını belirlemek için
köprü ortadaki genleşme derzinden (P17) , P30 kenar
ayağına kadar olan kısmı modellenerek pushover
(artımsal itme) analizine tabi tutulmuş ve buna göre P29
tek ayaklı kolonun boyuna yönde 0.07g (g=yerçekimi
ivmesi) ivmesinde meydana gelen yatay yük altında
taşıma kapasitesine ulaştığı saptanmıştır. Fonksiyonel
değerlendirme depreminde meydana gelebilecek yer
ivmesi ortalama olarak 0.4g; emniyetli değerlendirme
depreminde ise 0.7g mertebesindedir. Analiz sonucunda
bulunan P29 ayağının taşıma kapasitesi fonksiyonel
değerlendirme depreminin bile çok altında kalmıştır.
Sonuç olarak Mecidiyeköy viyadüğünün beklenen
depreme karşı güçlendirmeye ihtiyacı olduğu be
verilerden de anlaşılmaktadır.
MEVCUT YAPININ SİSMİK PERFORMANSI
19. • Köprünün sismik performansını arttırmak için alternatif olarak
temele mafsallı tüm ayakların da betonarme manto vasıtasıyla
sadece temele ankastre hale getirilerek artımsal itme analizi yeni
duruma göre tekrarlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre düktülite
faktörleri de dikkate alınarak köprünün boyuna yöndeki sismik
kapasitesi 0.37g ye, enine yöndeki sismik kapasitesi ise 0.57g ye
yükselmiştir. Tepki spektrumuna göre enine yönde köprüye
etkiyen sismik ivme 0.59g, boyuna yönde ise 0.76g olduğundan,
boyuna yönde köprünün sismik kapasitesi yetersiz kalmıştır.Diğer
taraftan ayakların moment kapasitesini daha fazla arttırmak,
temellerin daha fazla yük almasına neden olacak ve temellerin
de güçlendirilmeleri gerekecektir. Bu trafik altında çalışma
güçlüğü ile birlikte inşaat süresini de önemli ölçüde
arttıracağından bu şekildeki güçlendirme tipi avantajlı
görülmemiştir.
3 - MEVCUT YAPININ GÜÇLENDİRME
TİPİNİN BELİRLENMESİ
20. • Köprünün yapı tipi dikkate alındığında üstyapısı altyapıya göre
çok daha ağır olduğundan, deprem anında üstyapı ağırlığı
oranında ayaklara yatay yük iletilmektedir. Dolayısıyla üstyapıdan
gelecek yatay yükü sönümlemek için ayakların (kolonların) üst
kısmına sismik izolatörler yerleştirilerek bahsedilen yatay yüklerin
yeterli miktarının sönümlenerek altyapıya daha az yatay yük
iletilmesi öngörülmüştür. Ayrıca bu çözümde enine ve boyuna
yöndeki periyotlar da artacağından, köprünün daha düşük deprem
yükü alması sağlanacaktır. Sonuçta, bu şekildeki güçlendirilme ile
temellere müdahale edilmeden istenen deprem dayanımına
ulaşılması sağlanacaktır.
• Mevcut ayaklar(2 akslı ayaklar) sönümlenen bu kuvvetleri
taşımaları için 9mm’lik çelik plakalarla güçlendirilmektedir. Tek
ayaklar ise betonarme manto vasıtasıyla güçlendirilmektedirler.
Güçlendirme sistemi detayları ilerde daha ayrıntılı olarak
anlatılacaktır.
MEVCUT YAPININ GÜÇLENDİRME TİPİNİN
BELİRLENMESİ (SİSMİK İZOLASYON)
21. • Matematik Model
Güçlendirilmiş köprü sonlu elemanlar yöntemiyle (FEA) modellenmiştir.
Köprü elemanları çubuk olarak, sismik izolatör mesnetler ise non lineer
link eleman olarak modellenmiştir. Zemin etüt sonuçları doğrultusunda
temeller yay olarak modellenmişlerdir.
• Analiz Yöntemi
Zaman tanım alanında (Time History) dinamik analiz yapılmıştır. Daha
önce de ifade edildiği gibi, tekrarlanması 50 yılda %10 (FEE) ve 50
yılda %2 (SEE) olasılıklı iki adet deprem seviyesi göz önüne
alınmıştır.Bu çözümde düşey deprem etkisi de dikkate alınmıştır.
Düşey deprem, ivme kayıtlarının FEE için 0.25, SEE için 0.35 ile
çarpılarak yapıya etkitilmiştir. Her bir deprem seviyesi ve doğrultusu
için 7 adet deprem ivme kaydı alınmıştır. Sonuç olarak, çubuk
kuvvetleri bu 7 adet ivme kaydının ortalaması dikkate alınarak elde
edilmiştir.
4 - Modelleme Esasları ve Dinamik Analiz
Yöntem ve Kabulleri
22. • Yükler
Uluslararası kabul görmüş yönetmeliklerde (AASHTO,
CALTRANS vs.) köprülerde hareketli yükler genelde dinamik
analizdeki kütle hesabında dikkate alınmazlar. Ancak bu köprü
konum ve önem itibariyle çok yüksek miktarda hareketli yüke
maruz kalmaktadır. Dolayısıyla deprem anında olası
muhtemel hareketli yük ölü yükün %10’u nispetinde deprem
kütlesine ilave edilmiştir. Düşey yük analizinde ise hareketli
servis yükü 8 şerit (TCK H30-S24)ve metrobüs dikkate
alınarak hesaplanmıştır.
• Yönetmelikler
Analiz ve dizayn aşamalarında AASHTO ve JAPON Deprem
Yönetmeliği kullanılmıştır.
Modelleme Esasları ve Dinamik Analiz
Yöntem ve Kabulleri
23. Köprü sismik izolasyon yöntemiyle güçlendirileceği için
ayaklarda ve üstyapıda plastik mafsal oluşmasına izin
verilmemiştir. Dolayısıyla bütün ayaklar ve üstyapı için
moment eğrilik ilişkisi ilk akma noktası baz alınarak
karşılaştırılmıştır.
Aşağıda tabloda sismik izolasyonla güçlendirilmiş köprünün iki
ayaklı akslar için moment-eğrilik ilişkisi görülmektedir.
5 - HEDEF PERFORMANSLAR
Ayaklar ve Üstyapı
Myo Фyo Iy Myo Фyo Iz A
Temel Seviyesi 10221 0.00141355 0.258 12268 0.00122088 0.359 3.496
Ayak Koruma Betonu 10213 0.00141189 0.258 12818 0.00139250 0.329 5.101
Çelik Panel 9062 0.00209081 0.155 11742 0.00165686 0.253 2.121
Temel Seviyesi 10080 0.00139200 0.259 12638 0.00120824 0.374 5.280
Ayak Koruma Betonu 10080 0.00139200 0.259 12638 0.00120824 0.374 5.280
Çelik Panel 9062 0.00209081 0.155 11742 0.00165686 0.253 2.121
P2,P3
P8-P27
P4-P7
P28
Boyuna Enine
İlk Akma Noktasındaki Moment
Alan
24. Yo= İlk Akma Noktası
C=Çatlama Noktası
Y= Akma noktası
U=Kopma Noktası
Sonuç olarak hem ayaklarda hem de üstyapıdaki
elemanlar ilk akma noktasındaki moment kapasiteleri,
analiz sonucunda elde edilen maksimum momentlerle
karşılaştırılarak yeterli oldukları saptanmıştır. Ayrıca
elemanların kesme kapasiteleri de analiz sonucunda
elde edilen maksimum kesme kuvvetleriyle
karşılaştırılmış ve yeterli oldukları saptanmıştır
HEDEF PERFORMANSLAR
Ayaklar ve Üstyapı
25. HEDEF PERFORMANSLAR
LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet)
Sismik İzolatör
• Sismik izolatör mesnetler ayakların üst kısmına yerleştirileceklerdir.
İzolatörün ebadı ve yüksekliği sönüm oranını belirlemektedir. Mevcut
ayakların alanları sınırlı olduğundan mesnetlerin plandaki boyutları
970x970 yapılabilmiş ve yüksekliği de 435mm olarak belirlenmiştir.Bu
mesnette çapı 125 mm olan 4 adet kurşun kullanılmıştır. Optimum
sönüm oranı ve deplasmanı yakalamak için kayma modülü G=0.54 olan
kauçuk seçilmiştir. Mesnet dinamik yükler altında hasar görmemeli ve
recentering (yeniden merkezlenme) özelliğini korumalıdır. Aşağıdaki
tabloda seçilen sismik izolatör mesnedin boyutları verilmiştir.
LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet) mm
Mesnet Boyu (Boyuna Yön) 970
Mesnet Boyu (Enine Yönde) 970
Kauçuk Tabaka Kalınlığı 10
Tabaka Adedi 27
Kurşun Çekirdek Adedi ve Çapı 4x125
Paspayı 10
İç Çelik (shim) Plaka Kalınlığı 2.5
Dış Çelik (shim) Plaka Kalınlığı (Üst ve alt) 25
Yükleme Plaka Kalınlığı (Üst ve alt) 25
Toplam Yükseklik 435
27. • İzolatör mesnet kauçuğun sıcaklık, yaşlanma ve zamana bağlı
sürekli yük altında özellikleri farklı olacağından, bu durum efektif
rijitlik değerlerinin değişkenlik göstermesine neden olacaktır.
Dolayısıyla dinamik analiz sonuçları alt limit(Lower Bound) ve Üst
limit (Upper Bound) olmak üzere λ değerleriyle çarpılmış ve bu
değerlerin kritik olanları mesnet hesabında dikkate alınmıştır.
Aşağıdaki tabloda analiz sonuçları özetlenmiş ve kritik değerler koyu
renkli gösterilmiştir.
6 - DİNAMİK ANALİZ SONUÇLARI
LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet)
Sismik İzolatör
29. DİNAMİK ANALİZ SONUÇLARI
LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet)
Sismik İzolatör
Dinamik analiz sonuçlarına göre histeriz(çevrim) eğrisi ve buna
bağlı olarak elde edilen sönüm oranı aşağıda görülmektedir.
FEE SEE
Deplasman (mm) 158 366
Efektif Rijitlik (kN/mm) 4219 2806
Sönüm Oranı 32.30% 22.90%
Period (%) 2.62 3.22
Histeriz(çevrim) eğrisi (SEE)
30. • Bu yük ve deplasman değerlerine göre izolatör mesnetlerin tahkiki
depremli ve depremsiz çeşitli yük durumlarına göre AASHTO ve JAPON
yönetmeliklerindeki şekil değiştirmeye dayanan formüllerle
karşılaştırılmış ve sonuçlar limit değerlerin altında kalmıştır. AASHTO
için bu formüller ve limit değerler aşağıda özetlenmiştir.
DİNAMİK ANALİZ SONUÇLARI
LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet)
Sismik İzolatör
Burada;
γc= Basınç nedeniyle oluşan kesme şekil değiştirme oranı
γr= Dönme nedeniyle oluşan kesme şekil değiştirme oranı
γs=Yerdeğiştirme nedeniyle oluşan kesme şekil değiştirme oranı
P=Eksenel yük B=Mesnetin boyu
S=Şekil fonksiyonu Ar=Mesnetin Plandaki Alanı
G=Kayma modülü
T=Kauçuk kalınlığı
Limit Değerler:
31. • Aşağıda tablolarda bazı yük durumları için bahsedilen formüllere göre
mesnetlerin kapasite değerleri ve tahkikleri özetlenmiş ve değerler limit
değerlerin altında kalmış ve şartname kriterleri sağlanmıştır.
DİNAMİK ANALİZ SONUÇLARI
LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet)
Sismik İzolatör
Maksimum Yük Altındaki Kapasite (Birim; kN, mm)
Uygulanan Maksimum Yük 10160
Şekil Faktörü 22.46
Katsayı 0.8
Elastik Modül, E 0.0018
Basınç Modulü, Ec 1.454
Azaltılmış mesnet alanı 853413
Basınç Şekil Değiştirmesi, esc
S<15 0.92
S>15 1.72
Toplam Şekil Değiştirme 1.72
İzin verilen (Limit Değer) Şekil Değ. 2.5
Burkulma Yükü, Pcr 42920
Burkulma Emniyeti 4.22
SEE Depremi Altındaki Kapasite (Birim; kN,mm)
Uygulanan Maksimum Yük 9342
SEE Deplasmanı 366
Ofset Deplasmanı 75
Faktörlü MCE Deplasmanı 1.1
Uygulanan Deplasman 478
Şekil Faktörü 22.46
0.8
Azaltılmış mesnet alanı 424371
Basınç Şekil Değiştirmesi
1.7
3.18
Deplasman Kesme Şekil Değiş. 1.77
Toplam Şekil Değiştirme 4.95
İzin Verilen (Limit Değer) Şekil Değ. 5.00
Burkulma Yükü, Pcr 30266
Burkulma Emniyeti 3.24
Katsayı
S<15
S>15
32. • Sismik izolatör mesnetin dinamik analizde hesaplanan sönüm
oranını gerçekleştireceği yapılan testlerle de kanıtlanmış ve bu
sönün oranına bağlı olarak analiz sonuçlarına göre altyapıya etkiyen
kesit tesirleri ayak kapasiteleri ile karşılaştırılmış ve etki/kapasite
oranlarının 1 den küçük olduğu saptanmıştır.
DİNAMİK ANALİZ SONUÇLARI
AYAKLAR
33. • Analiz sonuçlarına göre mesnetler kapasite tahkikinin yanı sıra,
tasarım yükleri altında da testlere tabi tutulmuş ve yeterli dayanım
ve performansa sahip oldukları saptanmıştır. Testler üretim ve
prototip testler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Üretim testleri her
mesnet için, prototip testler ise kontrol heyeti tarafından gelişigüzel
seçilen iki adet mesnet için yapılmaktadır. Prototip testler depremli
yük kombinasyonlarında, üretim testleri ise servis yük durumlarında
yapılmaktadır. Dolayısıyla prototip testler deprem anındaki gerçek
hızlarda yapılmıştır.Test sonuçları ve kabul kriterleri AASHTO’ya
göre değerlendirilmektedir. AASHTO test kriterlerine göre eğer test
sonuçları efektif rijitlik veya sönüm oranları, izin verilen belli değer
aralıklarından daha fazlaysa dinamik analiz bu yeni değerleri
hesaba katarak tekrarlanmalıdır. Aşağıdaki tabloda test yükleri,
koşulları ve kabul kriterleri özetlenmiştir.
7 - TESTLER
LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet)
Sismik İzolatör
34. TESTLER-LRB (Kurşun Çekirdekli Kauçuk Mesnet)
No Açiklama Çevrim Sayısı Notlar Test Sonuçlari Kabul Şartlari
1 Termal (Sicaklik) Ortalama DL+LLs 9618 150 3
Termal deplasman 0.003 inc/dk dan az
olmamalıdır.
Ölçülen maksimum kuvvet tasarımda öngörülen değerden daha az
olmalıdır.
2 Ruzgar&Frenleme Ortalama DL+LLs 9618 150kN 20 Rüzgar yükü, 1 dakika bekletilmelidir. Sistem servis yükleri altında yeterli dayanıma sahip olmalıdır.
3.1 Ortalama DL+0.5xLLs+E 7880 142 DDx 1.00 3
3.2 Ortalama DL+0.5xLLs+E 7880 36 DDx 0.25 3
3.3 Ortalama DL+0.5xLLs+E 7880 71 DDx 0.50 3
3.4 Ortalama DL+0.5xLLs+E 7880 107 DDx 0.75 3
3.5 Ortalama DL+0.5xLLs+E 7880 142 DDx 1.00 3
3.6 Ortalama DL+0.5xLLs+E 7880 178 DDx 1.25 3
4 Sismik-1 Ortalama DL+0.5xLLs+E 7880 142 DD 20 Tasarım Deplasmanı (FEE)
Belirtilen çevrim adedi sonunda ölçülen minimum etkili rijitlik, maksimum
etkili rijitliğin %80 ninden daha az olmamalıdır. Eğer daha az olursa, test
sonucunda bulunan mininmum etkili rijitliğe tekabül eden deplasman
değerleri ve maksimum etkili rijitliğe tekabül eden kuvvetler tasarımda
kullanılmalıdır. Ayrıca, Belirtilen çevrim adedi sonunda ölçülen minimum
yutulan enerji (EDC) , maksimum yutulan enerji (EDC) nin %70 ninden
daha az olmamalıdır. (AASHTO)
5 Rüzgar&Frenleme Ortalama DL+LLs 9618 150kN 3 Rüzgar yükü, 1 dakika bekletilmelidir.
Sistem büyük deprem sonrası servis yükleri altında yeterli dayanıma
sahip olmalıdır.
7
Sismik stabilite
(kararlılık) Testi
DLmax+1.0xLLs+E 13532 366 DMT 1 Toplam Maksimum Deplasman (SEE)
Mesnet, maksimum deplasmandana tekabül eden yatay yük altında stabil
(kararlı) kalmalıdır. (Pozitif artan rijitlik). Uygulanan yatay yük
deplasmanın yönünde ve sıfırdan büyük bir değere sahip olmalıdır.
1
Uzun Süreli Basınç
Testi
1.5x (DL+LL) 15240 0 - - 5 dakika beklenmelidir. Çelik plakalarda yetersiz yapışma ve kabarma görülmemelidir.
Efektif rijitlik ve sönüm oranları 5 çevrim sonunda aşagıda verilen
değerlerden daha büyük farklılıklar göstermemelidir.
3 Düşey rijitlik Testi Ortalama DL+0.5xLL 8118 0 - 5
Prototip Test için minimum test hızı 25 mm/s olmalıdır.
Sismik-2 Tasarım Deplasmanı (FEE)
313
MECIDIYEKOY VIYADUGU SISMIK IZOLATOR ICIN TEST SARTLARI
URETIM TESTI
6
Sismik Performans
ispatı
Ortalama DL+0.5xLLs+E 12225
Yuk (kN) Deplasman (mm)
PROTOTIP TEST
Toplam tasarım deplasmanında son üç çevrimde elde edilen ortalama
etkili rijitlik, tasarımdaki rijitlikten %10 daha fazla farklılık göstermemelidir.
Ayrıca üç çevrim süresince herbir deplasman için ölçülen minimum etkili
rijitlik, ölçülen maksimum etkili rijitliğin %80 ninden az olmamalıdır.
DM 3 Tasarım Deplasmanı (MCE) Mesnet test sonucunda yeterli performansı göstermelidir.
142 DD 5
Deplasman elastomer kaucuk kalınlıgının %50 si
kadar alınabilir.
2
Birleşik Basınç ve
Kesme Testi
Ortalama DL+0.5xLL 7880
Kef
f ED C
H er bi
r M esnet ±20% -25%
Gurup ortalaması ±10% -15%
38. • Çelik Giydirme:
Altyapıya transfer olacak yükler mevcut ayaklar tarafından
karşılanamadığından, ayaklar 9mm’lik çelik paneller vasıtasıyla
güçlendirilecektir. Çelik paneller mevcut ayak yüzeyi
pürüzlendirildikten sonra birbirlerine bulonlar vasıtasıyla
bağlanacaklardır. Ayrıca mevcut ayakla çelik panel arasına
büzülmeyen harc enjekte edilmektedir.
• Ayak Koruma Betonu:
Ayakların temel bağlantılarının ankastre hale getirilmeleri için,
donatıların mevcut temele ankrajlanarak C30 kalitesinde ayak
koruma betonu gerekli yüksekliğe kadar dökülmektedir. Kullanılacak
donatılar da S420 kalitesinde olacaktır. Çelik plakanın ayak koruma
betonuyla kompozit çalışmasını sağlamak için kayma bağlayıcıları
(stud) kullanılmıştır.
• İzolator Montajı:
Ayak geçici olarak askıya alındıktan sonra üst kısmının kesilerek
kurşun çekirdekli sismik izolatör mesnetler buraya monte edilecektir.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
2 AYAKLI AKSLAR
41. • Çelik Plaka Montajı (Çelik Giydirme)
9 mm kalınlığındaki çelik plakalar sahada birbirlerine bulonlar vasıtasıyla
bağlanacaklardır.Yatay ve düşey bağlantılarda kullanılacak bulon adetleri
aşagıdaki gibi belirlenmektedir:
Yatay Bağlantı: Burada belirleyici ayaktaki maksimum eğilme momenti olacaktır.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
2 AYAKLI AKSLAR
N= t x B x σ / (ρax1.5)
N=Gerekli bulon sayısı
σ= Plakadaki çekme gerilmesi (σ=M/W)
ρa= 48000 N/nos. Bulonun emniyet
gerilmesi
B=75 mm öngürelen sabit bulon tespit
aralığı
t= 9 mm çelik plaka kalınlığı
42. GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
2 AYAKLI AKSLAR
• Çelik Plaka Montajı (Devam)
Düşey Bağlantı: Burada belirleyici ayaktaki maksimum kesme kuvveti
olacaktır.
N=
5
.
1
a
A
L
t
SPL
nos. / m
N= Birim uzunluk için gerekli bulon sayısı
L= Birim uzunluk (1000 mm)
t= 9mm (çelik plaka kalınlığı)
ρa= 48000 N/nos. Bulonun emniyet
gerilmesi.
Kesme kuvveti ayağın dar yüzünde daha az olduğu için düşey
birleşimler bütün ayaklarda bu yüzde yapılmıştır.
44. • Ayak Koruma Betonu:
Ayak koruma betonunun yüksekliği, olası mafsallaşmanın her zaman temel
seviyesinde gerçekleşmesi için gerekli yüksekliğe kadar yapılacaktır.
Gerekli yükseklik (Hg):
Mtyo / (H-Hg) / (Mbyo/H) > 1.2 şartı sağlanacak şekilde
Mtyo: Ayak koruma betonunun bittiği noktadaki kesitin moment akma
dayanımı
Mbyo: Ayağın temel seviyesindeki kesitin moment akma dayanımı
H= Ayak Yüksekliği
Hg=Gerekli Ayak Koruma Betonu Yüksekliği
Hk= Kazı Derinliği
Ayak koruma betonu yüksekliği HB= Mak(Hg;Hk)+30cm olacak şekilde
ayarlanmıştır.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
2 AYAKLI AKSLAR
45. • Ayak Koruma Betonu (Devam):
Kayma bağlayıcıları (stud) adedinin belirlenmesi:
Stud çapı (Ф )= 22 mm
Stud boyu (h) = 150 mm
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
2 AYAKLI AKSLAR
ck
Qc
2
4
.
9
Stud kesme kapasitesi:
Burada:
M: Eğilme momenti
Nn:Gerekli Stud adedi
X: Tarafsiz eksene olan
mesafe
ck
= Beton mukavemeti
46. Kayma Bağlantıları ve Temel Üzerinde Donatı Ankrajı Uygulaması
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
2 AYAKLI AKSLAR
47. • İzolatör Montajı:
Plan boyutları 970mmX970mm, yüksekliği 435mm olan içinde 125mm
çapında 4 adet kurşun çekirdeği olan izolatör mesnetler, mevcut ayaklar
çelik bentler vasıtasıyla askıya alındıktan sonra mevcut ayağın üst
kısmının kesimini takiben aşağıdaki gibi monte edileceklerdir.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
2 AYAKLI AKSLAR
Mesnetler uzun vadede değiştirilmeleri gerekebileceğinden(yangın vs gibi
nedenlerden dolayı) yeniden monte edilebilecek şekilde bağlanacaklardır.
Bağlantı bulonlarının çap ve adedi mesnette oluşabilecek maksimum
deplasman ve yükler dikkate alınarak belirlenmişlerdir. Dolayısıyla mesnet
deprem anında hiçbir şekilde yapıdan ayrılmayacaktır.Diğer taraftan,
mesnetler yangın emniyeti için bir koruyucu kaplama ile etrafları örtülecektir.
51. • Betonarme Manto:
50 cm kalınlığında betonarme manto yapılacaktır.
• Yeni Başlık Kirişi:
İzolatörlerin mesnetlenmeleri için ard germeli betonarme
yeni başlık kirişi yapılacaktır.
• Mevcut Enleme Kirişinin Güçlendirilmesi:
Mesnetlenme yeri değiştiğinden dolayı, ard germeli
enleme kirişi dışardan bağlantılı ard germeli kablolar
vasıtasıyla güçlendirilecektir.
• İzolatör Montajı: Mesnetler 2 ayaklı akslardaki
yönteme benzer olarak monte edileceklerdir.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
TEK AYAKLI AKSLAR
52. GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
TEK AYAKLI AKSLAR
• Betonarme Manto
Plan geometrisi altıgen olan ayağın yan yüzeylerinden 50cm kalınlığında
betonarme manto yapılarak ayak aşağıda görüldüğü üzere dikdörtgen
hale getirilecektir. İlave donatılar temele ankre edilcektir. Ankrajlanan
donatıların çap ve adetleri temel kapasitesini aşmayacak şekilde
ayarlanmıştır. Kullanılacak beton kalitesi C30, donatı kalitesi ise S420’dir.
53. • Yeni Başlık Kirişi:
Mevcut tek ayaklar temele ve üstyapıya rijit bağlıdır. Ayağın üstü
kesilip mevcut ayağın tepesine izolatör yerleştirildiği taktirde, üstyapı
ayağa göreceli olarak çok geniş olduğu için bu bölümde köprü
tabliyesinin burulma etkilerine maruz kalmaması için yeni başlık kirişi
yapılarak mesnetlenmeler 2 kenar noktaya taşınmıştır. Yeni başlık
kirişinin genişliği 16m., İki mesnet arası mesafe 12m olduğundan, bu
açıklığı geçmek için kirişte ard germe sistemi uygulanacaktır.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
TEK AYAKLI AKSLAR
54. • Mevcut Enleme Kirişinin Güçlendirilmesi:
Mesnetlenme şartı değiştiği için enine kirişteki moment dağılımı da
değişecektir. Enleme kirişinin orta noktasında moment mevcut durum da
negatif iken, yeni durumda pozitif değer alacaktır. Dolayısıyla yeni
durumda mevcut öngerme halatı kiriş kapasitesini azaltacak şekilde
çalışacaktır. Yapılan hesaplar neticesinde yeni durumda mevcut enine
kirişin kapasitesinin yetersiz olduğu saptanmış ve kirişe aşağıdaki şekilde
görüldüğü üzere dışardan bağlı öngerme halatlarıyla takviye yapılarak
yeterli kapasiteye ulaşması sağlanmıştır.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
TEK AYAKLI AKSLAR
55. • Her bir kenar ayakta ikisi enine yönde sabit boyuna
yönde hareketli; diğer ikisi her iki yönde hareketli toplam
4 adet neotop tipte mesnet bulunmaktadır. Bu mesnetler
19mm uzama 58mm kısalma yeteneğine sahiptir. Bunlar
daha yüksek deplasman kapasiteli (350mm) çelik
mesnetlerle değiştirileceklerdir.
• Mevcut tabliyenin kenar ayağa çarpmaması için temiz
açıklığın 350mm i sağlaması için gerekli iyileştirmeler
(tıraşlama vs.) yapılacaktır.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
KENAR AYAK ve GENLEŞME DERZLERİ
• Kenar Ayaklar:
56. • Bu proje kapsamındaki bütün köprülerin genleşme derzleri
performans kriterleri açısından Fonksiyonel değerlendirme
depreminde (FEE) hasar görmemeleri, Emniyetli değerlendirme
depreminde (SEE) ise onarılabilir hasar görmeleri hedeflenmiştir.
Kenar ayaklardaki mevcut genleşme derzleri boyuna deplasman
kapasiteleri yetersiz olduğundan yenileneceklerdir.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
KENAR AYAK ve GENLEŞME DERZLERİ
• Kenar Ayak Genleşme Derzleri:
57. • Kenar ayaklardaki genleşme derzlerinin FEE depreminde enine
yönde de hasar görmemeleri için her bir kenar ayağa bu yönde
akma dayanımı bu depremde meydana gelecek kuvvetleri
karşılayacak aşağıdaki şekilde görülen tipte 2 adet damper monte
edilecektir. Bu damperler matematik modele de yansıtılmıştır.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
KENAR AYAK ve GENLEŞME DERZLERİ
Kenar Ayak Genleşme Derzleri (Devam)
58. • P16 ve P17 ayakları arasında tabliyede 1 adet genleşme derzi
mevcuttur. Deprem anında tabliyenin yekpare hareket etmesini
sağlamak için her bir kirişte 4 adet olmak üzere toplam 8 adet
kilitleme cihazı (Lock-Up Device) kullanılacaktır.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
KENAR AYAK ve GENLEŞME DERZLERİ
Orta Ayak Genleşme Derzi - Kilitleme Cihazı
Yan Görünüş Plan Görünüşü
59. • Kilitleme cihazları(Lock Up Device) derzin ısı, trafik vb. gibi yavaş
hareketinde ötelenmesine izin verecek, fakat deprem gibi ani
hareketlerde kilitlenerek tabliyenin ortak hareket etmesini
sağlayacaklardır. Deprem sonrası yine eski haline dönerek ötelenmelere
izin verecektir. Dolayısıyla, matematik modelde de bu durum dikkate
alınmıştır. Tabliyede dinamik analiz neticesinde deprem anında oluşacak
eksenel normal kuvvet bu cihazların tip ve kapasitelerini belirleyecektir.
Ayrıca enine yönde tabliyenin derz bölgesinde göreceli olarak hareketini
engellemek için her bir kirişin altında 1 adet yer değiştirmeyi sınırlayıcı
aygıt monte edilecektir.
GÜÇLENDİRME YÖNTEM ve DETAYLARI
KENAR AYAK ve GENLEŞME DERZLERİ
Orta Ayak Genleşme Derzi - Kilitleme Cihazı (Devam)
61. 61
・ AYAK ETRAFINDA KAZI YAPILMASI
・ ÇELIK MANTO MONTAJI
・ KORUMA BETONU
・ ÇELIK BENT MONTAJI
・ HIDROLIK KRIKO ILE KALDIRMA
・ AYAK USTUNUN KESILMESI
・ KURSUN ÇEKIRDEKLI MESNET MONTAJI
・ KRIKOLARIN BOSALTILMASI
・ BENT VE KRIKOLARIN KALDIRILMASI
・ SON KAT MANTO MONTAJI
・ GERI DOLGU YAPILMASI
・ DONATILARIN ANKRAJLANMASI
MECİDİYEKÖY VİYADÜĞÜ