Asma köprülerin ve eğik askılı köprülerin yapısal elemanlarının incelenmesi

Abstract

ÖZET Uzun yıllar boyunca, kablolu köprü tasarımında, hesap yöntemleri önemli rol oynamıştır. Hesap yöntemlerinde problemlerle karşılaşmamak için klasik tipte köprüler tasarlanıyordu. Sonuç olarak değişik tipte köprülerin tasarımından kaçınılıyordu. Son yıllarda elektronik bilgisayarların gelişmesi ile durum tamamen değişmiş, hesap sırasında karşılaşılan problemler de buna bağlı olarak çözülmüştür. Günümüzde, bilgisayarlar sayesinde çok karışık yapı sistemleri, davranışlarını tam olarak irdelemeye gerek kalmaksızın analiz edilebiliyor. Ancak, bilgisayarlar hiçbir zaman kendi başlarına sistemleri geliştirip daha iyi bir çözüm alamazlar. Bu yüzden kablolu köprü tasarımı yeni bir boyut kazanmıştır. Artık, tasarım sırasında istenilen sistem kolayca analiz edilebiliyor, böylece farklı sistemler denenip optimasyon yapılabiliyor. Bu sistemlerin seçimi için kablolu köprüleri oluşturan yapı elemanlarının davranışlarının ve detaylarının bilinmesi gerekmektedir. Bu düşünceden hareketle, bu çalışma; ` Asma Köprülerin ve Eğik Askılı Köprülerin Yapı Elemanlarının İncelenmesi `, köprü sistemleri ailesinde uzun açıklıkları geçmek için kullanılan kablolu köprüleri oluşturan elemanların incelenmesini içermektedir. Boğaziçi Köprüsü ile Fatih Sultan Mehmet Köprüsünün inşaasından sonra bu konu Türkiye' de de güncel hale gelmiştir. Bu çalışmada ilk önce bu iki kablolu köprü sisteminin - eğik askılı ve asma sistemler- genel tanıtımı ve içerdikleri kablo sisteminin dizilişine göre değişik tipleri anlatılmıştır. Daha sonraki bölümlerde sırası ile kablolar, rijitlik kirişleri, kuleler ve bu elemanlar arasındaki birleşim detayları anlatılmıştır. Kablolarla ilgili ikinci bölümde genel olarak kablo tipleri, paslanmaya karşı korunmaları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. İncelenen mekanik özellikler arasında kabloların, statik mukavemeti, gevşeme özelliği ve yorulma mukavemeti vardır. Kablolu köprülerde trafik yükünü taşıyan ve daha sonra kablo sistemine aktaran rijitlik kirişleri (tahliyeler) üçüncü bölümde anlatılmıştır. Burada kirişlerin değişik yükler altındaki eksenel, eğilme ve burulma rijitlikleri, mesnetlenme şartları ve enkesit özellikleri incelenmiştir. Dördüncü bölümde kuleler konusu ele alınmıştır. Burada kulelerin değişik yüklere ve kablo sistemlerine karşı yapısal davranışı, farklı kablo sistemleri için kule tipleri ve kule enkesitleri anlatılmıştır. Son bölümde ise kablo birleşim detayları hakkında bilgi verilmiştir. Daha önce anlatılan elemanların kablo ile birleşimi, tek halatlı kablolarla çok halatlı kabloların ankrajı, asma sistemlerde ana kablo ile askıların bağlantısı ve kablo ile ankraj bloğunun birleşimi bu bölümde incelenmiştir.

SUMMARY In the design process of cable supported bridges analytical problems have played a dominant role for a long period. In order not to face with such problems, designers used the classical bridge types. Thus, less effort has been aimed at developing new bridges. However, due to the latest developments within electronic computers, the situation has been changed, and according to this, the problems have been solved. Today the almost unlimited capacity of electronic computers means that very complicated structural systems can be analysed without any deeper understanding of their behaviour.But, the computer will not on its own suggest favourable modifications to the structural system. Thus, designing of cable supported bridge is easier now. Several systems can be analysed and an optimum solution can be reached easily. For these systems, it is essential to know about the behaviour and detail of the structural elements comprising the cable supported bridges. Therefore, this research concentrates on ` The Structural Elements of Suspended Bridges and Cable Stayed Bridges `, which are used to pass big span lengths. After the construction of Boğaziçi Bridge and Fatih Sultan Bridge, this topic become more important in Turkey. In this study, firs of all the general description of suspended bridges and cable- stayed bridges is done. Then, basic types of each bridge are introduced accordig to their cable system configuration. In the next chapters, topics like cables, stiffening girders, pylons, and cable anchorage and connection are introduced. In the second chapter, cables are introduced. Their types, corrosion protection and mechanical properties are studied. Mechanical properties comprises static strength, relaxation and fatique strength. In cable supported bridges the traffic load is transfered to the cable system by the stiffeninig girders which are introduced in chapter three.Here, the axial, flexural and torsional stiffness, supporting conditions and crossections of stiffening girder are studied. In the fourth chapter pylons are introduced. Here, structural behaviour of the pylons depending on different loadings and cable systems, and their crossections are studied. In the last chapter cable anchorage and connection is introduced. Here, anchoring of single strand and multi-strand cables, connection between cable and stiffening girder, connection between main cable and hanger, connection between cable and pylon, connection between cable and anchor block are studied.