Dilimsel dengeli konsol yöntemi ile tasarlanan bir köprünün yapım aşamaları dikkate alınarak yapısal davranış ve maliyet açısından değerlendirilmesi

Dilimsel dengeli konsol yapım metodu dünyada ve ülkemizde yıllardır kullanılan ve birçok örneği bulunan köprü inşa metodudur. Açıklıkları 300 metre mesafeyi bulan ve viyadük toplam mesafesi birkaç kilometreye ulaşabilen, bununla birlikte orta açıklıklar 80-200 metre arasında etkili olmakta olup kutu kesitli ardgermeli beton tabliyeler için öncelikli bir yapım metodu olarak kullanılır. Açıklıklar belli uzunluklara sahip dilim şeklinde köprü ayağı üstü diliminden itibaren açıklık ortalarına doğru sağa ve sola ilerlemektedir. Sistem dengeli konsol şeklinde çalışmaktadır. Köprü modeli açıklık ortasında kapatma dilimi döküldükten sonra sürekli hale gelir. Sonuç olarak, dilimsel yapım metoduyla yapılan viyadüğün tasarım ve projelendirilmesinde iki ayrı aşama dikkate alınması gerekir. Bu çalışmanın öncelikli amacı, dilimli dengeli konsol yöntemine göre tasarlanmış bir köprünün, tasarımında yapım aşamalarının dikkate alınmasının köprünün sürekli sistem olarak tasarımı ile ortaya çıkan kesit tesirleri ile mukayesesini yapmaktır. Ayrıca sürekli köprü sistemin deprem analizi de gerçekleştirilmiştir. Bu analiz sırasında depremler uzak ve yakın fay etkisini inceleyecek şekilde seçilmiştir. Bu amaca yönelik olarak 2 ayaklı 3 açıklıklı toplam 345 m uzunluğunda bir dengeli konsol tasarlanmış ve analizler bu köprü üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmadaki örnek köprü modeli, Trabzon ili Ortahisar ilçesinde yer alan ve prekast kirişli köprü yöntemine göre yapımı halen devam etmekte olan Karşıyaka Viyadüğü'nün aplikasyonuna göre tasarlanmıştır. Böylelikle iki farklı inşa yönteminin mukayeseli maliyet analizi gerçekleştirmek de mümkün olmuştur. Bu çalışmada köprü üstyapısının yapım aşamaları anlatılmış, tasarımda dikkate alınacak yük ve yük kombinasyonları verilmiştir. Viyadük üstyapısının dengeli konsol durumu analizi için gerekli yükler hesaplanmıştır. Köprü üstyapısı farklı geometriye sahip dilimlerden oluşmaktadır. Bu sebeple, herbir dilimin ardgerme tekniği, yapım süresine bağlı olarak dilimlerin farklı beton yaşlarında uygulandığından zamana bağlı gelişen etkiler dikkate alınmalıdır. Uluslararası düzeyde kabul görmüş ve ülkemizde de Kara Yolları Genel Müdürlüğünce kullanılmakta olan köprü tasarım yönetmeliği, American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) hükümleri doğrultusunda dilimsel dengeli konsol köprülerin analizi malzeme modelleri ele alınarak incelenmiştir. Buna göre, yapılan bu yüksek lisans çalışmasında ilk olarak dilimlerin yapım aşamaları artırımsal zaman adımlı analiz yöntemine göre incelenmiştir ve her bir kesitte her bir dilimin yapımı tamamlandıktan sonra meydana gelen gerilmelerin analizleri yapılmıştır. Yapım aşaması zamanı süresince herhangi bir kesitte oluşan gerilmeler AASHTO'da belirlenen izin verilen gerilme sınırlarını aşmadığı belirlenmiştir. Yine dengeli konsol köprü modeline Düzce 1999 Deprem kayıtları ile zaman tanım alanında analiz yapılmıştır. Yapılan analiz sonucunda modelde meydana gelen eğilme momenti değerlerinin deprem anında daha yüksek sonuçlar verdiği ortaya çıkmıştır. Yapım aşamasına göre yapılan analiz sonucunda daha yüksek eğilme momenti, kesme kuvveti ve gerilme değerleri elde edilmiştir. Buradan hareketle köprü tasarımlarının sadece servis durumuna göre değil yapım aşamalarını da dikkate alacak şekilde yapılmasının gerekliliği ortaya koyulmuştur. Özellikle yapılan halat hesaplarında elde edilen sonuçlar halat miktarını etkileyebilmektedir. Aktif fay kuşağında bulunan ülkemizde halat yetersizliği ciddi sorunlara sebebiyet verebilmektedir. Ülkemizde ve dünyada kullanılan birçok köprü sınıfı metodu vardır. Bunlardan en çok kullanılan köprü sınıfı ise prekast kirişli köprüdür. İnşası devam eden Karşıyaka Viyadüğü ile gerçekleştirilen mukayeseli maliyet analizi sonucunda ise bu çalışmaya konu olan dilimli konsol köprünün maliyetinin %33'e varan oranda daha düşük bulunduğu görülmüştür.