Tössbrücke Wila eğik açılı köprü
Proje hakkında
Köprünün yeniden hesaplanması, Zürih Kantonu Bayındırlık Müdürlüğü'nün talebi doğrultusunda gerçekleştirilmiştir. Köprünün kesme taşıma güvenliğine ilişkin uzman değerlendirmesi kapsamında, eğik köprünün üst yapısının köşe mesnetlerinden birinde ardgerme sistemine ait kiriş teli ankrajının yetersiz olduğu tespit edilmiştir.
Mühendislik zorlukları
Üst yapı; kesme donatısının yetersiz detaylandırılması ve özgün ardgerme sisteminin kiriş mesnetleri üzerindeki etkisi gibi statik açıdan önemli çeşitli özelliklere sahiptir. Tüm bu hususlar, akabinde gerçekleştirilen ayrıntılı yapısal analizde dikkate alınmıştır.
Boyuna kiriş gövdeleri, etriyelerle kesme donatısı olarak güçlendirilmiştir. Bazı etriye kolları kesit üstünde yalnızca kısmen ankrajlanmış olup altta kıvrımlarla tam olarak ankrajlanmıştır. Geri kalan etriyeler, İsviçre yönetmeliğine göre detaylandırma gereksinimlerini karşılamaktadır.
En ağır yüklü gövdenin mesnet bölgesi, artan karmaşıklık düzeyine sahip bir yaklaşım seviyesi yöntemiyle ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. İlk aşamada, kesme dayanımını tahmin etmek için İsviçre yönetmeliğindeki tasarım denklemleri kullanılmıştır. Bu standart yaklaşımın, etriye detaylandırmasındaki yetersizlikleri göz önünde bulundurmak amacıyla bilimsel literatür ve deneysel araştırmalar temelinde değiştirilmesi gerekmiştir. Analizler daha sonra ayrıntılı kafes modelleri kullanılarak daha da geliştirilmiştir. Son aşamada ise yerel kuvvet akışı, doğrusal olmayan sonlu elemanlar (SE) analizleri kullanılarak IDEA StatiCa Detail ile elastik-plastik gerilme alanları yöntemi temelinde incelenmiştir.
İnelastik SE analizi, Çubuk model yöntemi modellerinden elde edilen önceki sonuçların önemli bir doğrulamasını sağlamıştır. Bu analiz, dağıtılmış kesme donatısını daha ayrıntılı biçimde ele almış ve aynı zamanda basınç alanının optimum yerel eğimleri kullanılarak betondaki karşılık gelen gerilme durumunu otomatik olarak incelemiştir. Donatı aderansının açık modellemesine dayanan bu yaklaşım, etriye ankraj koşullarının özgün niteliklerinin ayrıntılı biçimde değerlendirilmesine olanak tanımıştır. Bu bağlamda, Çubuk model yöntemi analizlerinin daha da geliştirilmiş bir versiyonunu temsil etmektedir.
IDEA StatiCa Detail, deformasyon davranışını ve gerinim uyumluluğunu dikkate aldığından, malzemelerin deformasyon talebine ilişkin de değerli bilgiler sunmuştur. Özellikle düşük kesme donatısı oranına sahip elemanlarda betonun basınç alanında çok küçük açılar oluşması muhtemeldir. Bir yandan, buna karşılık gelen büyük enine gerinim değerleri betonun basınç dayanımını azaltmaktadır. Öte yandan, oluşan etriye gerinim değerleri kritik bir seviyeye ulaşabilmekte ve dolayısıyla kirişin nihai kapasitesi açısından belirleyici olabilmektedir. Her iki deformasyona bağlı etki de Çubuk model yöntemi modelinde dikkate alınması güç olmakla birlikte, IDEA StatiCa Detail'de açıkça hesaba katılmaktadır. Program, yerel enine gerinim durumuna bağlı olarak betonun basınç dayanımını azaltmış ve etriye gerinim değerlerini de kontrol etmiştir. IDEA StatiCa Detail'deki çekme kirişi modelinin uygulanması, çatlaklardaki donatı gerinim yoğunlaşmasının ve dolayısıyla düşük basınç alanı açılarında deformasyon talebinin gerçekçi biçimde değerlendirilmesi açısından büyük önem taşımıştır.
Sonuçlar ve çözümler
Yapının büyük bir bölümünde, ayrıntılı analizler temelinde yeterli yapısal güvenliğin sağlandığı gösterilebilmiştir. Ancak köprünün 10 mesnetinden birinde, mesnet bölgesindeki eğilme donatısının hatalı ankrajlanması nedeniyle bir yetersizlik tespit edilmiştir. Bu kavramsal zayıf nokta, yapının kalan birkaç yıllık faydalı ömrü boyunca kullanımda önemli kısıtlamalar olmaksızın güvenli işletimini sağlamak amacıyla özel olarak geliştirilen bir güçlendirme önlemiyle giderilmiştir. İlgili mesnet bölgesini güçlendirmek için, mesnetteki boyuna çekme kuvvetini kesme etkisiyle taşımak üzere ek bir eğilme donatısı olarak harici bir çelik çekme kirişi yerleştirilmiştir. Mevcut yapıyla bağlantı, delme yoluyla yerleştirilen dişli çubuklar ve yapıştırılmış dübeller ile mevcut yapısal mesnet ve uç çapraz kirişe yönelik temas bağlantısı aracılığıyla mekanik olarak sağlanmıştır.
Önlem, köprü azaltılmış trafik yüküyle işler durumdayken uygulanmıştır. Güçlendirme çalışmasının tüm planlama ve inşaat yönetimi dsp tarafından yürütülmüştür. Ayrıntılı delme konumlarının belirlenmesi için gerekli mevcut donatı taraması da dsp tarafından Profometer ve Georadar kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
IDEA StatiCa'yı ücretsiz deneyin
DİĞER ÖRNEK ÇALIŞMALAR
