Kazıklı iskelelerde dalga kuvvetleri ve etkilerinin incelenmesi

Abstract

Özel teşebbüse liman faaliyetlerinde bulunma izninin verilmesinden sonra çeşitli sanayi kuruluşlarınca gemi yanaşma tesisleri yapımına hız verilmiş ve buna bağlı olarak iskele, dolphin, rıhtım vb. tesislere ait projeler de artmıştır. Liman yerinde kıyıya paralel olarak yeterli yanaşma yeri uzunluğu sağlanamıyorsa kıyıya dik yönde iskeleler inşa edilir. Masif iskeleler dalgalan yansıtmanın yanı sıra büyük derinliklerde inşa edildiklerinde büyük ağırlıklar nedeniyle oturmalara neden olduklarından kazıklı tip tercih edilmektedir. Kazıklı iskeleler kazıklar üzerine oturan bir döşeme ile oluşturulurlar. Kazık çelik, betonarme, öngerilmeli beton veya ahşap olabilir. Bir kazıklı iskeleye, iskele üst yapı ve kazık zati ağırlıklarından oluşan ölü ağırlık, tabiiye üzerinde düzgün yayılı yük, kara vasıtası, katar yükü, vinç yükü, gemi yanaşma basıncı, baba çekme kuvveti, fren kuvveti, rüzgar kuvveti, deprem kuvvetinin yanı sıra dalga kuvveti de etkimektedir. Ancak yapılmış çalışmalarda dalga kuvvetlerinin gözönüne alınmadığı görülmektedir. Oysa dalgaların kıyıdaki yapılar üzerinde önemli etkileri olduğu bilinmektedir. Kazıklara etkiyen dalga kuvvetinin hesabı dalga yüksekliği, su derinliği, dalga peryodu, dalga uzunluğu, kazık çapı gibi değişkenler gözönüne alınarak yapılmaktadır. Dolayısıyla dalga yüksekliği ve dalga peryodunun belirlenmesi önem taşımaktadır. Düzensiz dalgaların oluşumu çok karmaşık olduğundan bunların özelliklerini teker teker dalgalan inceleyerek elde etmek zordur. Bu nedenle istatistiksel yaklaşımla ele alınmaları gerekir. Dalgaların extrem değerleri kıyı yapılarının etkisi altında kalabilecekleri en büyük yükler ve olası hasar oranlarının belirlenmesi açısından çok önemlidir. Bu yüzden bu çalışmada, belli bir dönem rüzgar verileri ile dalga iklimi çalışması yapılarak dalga yükseklikleri ve dalga peryotları hesaplanmıştır. Bu çalışmada, kazıklardan oluşan iskelelerin boyutlandırılmasında gerekecek bilgiler bir araya getirilerek, dalga yüklerinin olasılıkları incelenmesi sonucunda elde edilen dalga yüksekliği ve peryoduna bağlı olarak bulunan kazıklara etki eden dalga kuvvetleri hesaplandıktan sonra iskeleye etki eden yük kombinasyonlarına göre çözümler yapılmıştır. Kazık üst ucuna etkiyen kuvvet ve deplasmanların hesabında SAP90 Yapı Analiz programı kullanılıp, kazığın zemin içindeki bölümü yaylarla tanımlanmış, kazık başlığı ise rijit alınmıştır. Burada sabit yük (G) ve hareketli yük (P) ile birlikte baba çekme kuvvetinden (B) oluşan yüklemenin kazık üst ucundaki kuvvetler ve dolayısıyla deplasmanlar açısından en elverişsiz yükleme olduğu, ancak bunun yanı sıra dalga kuvvetlerinin de hesaplarda gözönüne alınması gerektiği görülmektedir.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Kazıklı iskele / dalga yüksekliği / dalga peryodu / dalga kuvveti / yük kombinasyonları

After private companies were given permission to built and operate the port ' activities, the ship berthing foundations has been getting important. Therefore, the projects of foundations as piers, dolphin and wharf has also been increasing. If the berthing location length is not long enough as parallel to the coast at the port, piers are built at the normal direction of the coast. Piled piers are preferred to massive piers because the massive piers have reflected to waves and settled due to large weight when they were built considerable deep water. The piled piers consist of piles and a deck on them. Piles are made by steel, timber, reinforced or prestressed concrete. A piled pier is influenced by the dead weight formed upper structure and own weight of pile, uniform distributed load on the tablet, vehicle, cooper loading, crane load, ship berthing pressure, bollard pulling force, breaking force, wind force, earthquake force and also wave force. But, in most of the previous studies, the wave forces are not taken into account sufficiently. However, it is known that waves have important effect over the structures on the coast especially inside the breaking line. The wave force effecting to piles are calculated taking into account following parameters: wave height, water depth, wave period, wave length and pile diameter. Consequently to determine the wave height and wave period are very important. Because of the complex formation of irregular wave, it is very hard to examine wave properties as one by one. For this reason, the statistic approach must be used. The extreme values of waves are very important for determining the largest loads effecting coast structures and probable damages. Therefore, wave heights and wave periods have been calculated by studying wave climate by using the wind data obtained during a historical time period. In this study, firstly, knowledges in related to dimensions for piled piers are reviewed. Then the wave height and wave period are determined by considering the probabilities of load induced by the waves. The wave forces were calculated depending on the wave height and wave period by using the emperical equations. After that, solutions are obtained according to combinations of the different loads which affect to pier. SAP90 programme was used in the calculation of forces and displacements of the upper tip of the pile. In this programme, the part of the pile in the soil are defined as a spring and the pile cap has been accepted as rigid. As a result, the total load which take place from the constant load (G), live load (?) and bollard pulling force (B) is the most unsuitable loading for the total forces acting on pier and displacement in the upper tip of the pile. In addition, it is shown that the wave forces are considerable important especially for the extrem load combinations must be added to the calculations.KEYWORDS: Piled pier / wave height / wave period / wave force / load combinations m