Operational modal analysis and finite element model updating of an in-service steel railroad bridge

Ülkemizde demiryolu köprüleri gibi önemli yapılarda dâhi zorunlu periyodik muayeneler gözleme dayalı olarak sürdürülmektedir. Sübjektif karar esaslı biçimde sürdürülen köprü muayenelerinin, gizli hasarları teşhis etmekte yetersiz kalacağı, ya da ancak hasar ileri boyutlara ulaşmış olduğunda görsel teşhis yapılabileceği açıktır. Sayısallaşabilir/modellenebilir niteliğiyle yapı sağlığının izlenmesi (YSİ) yöntemleri, gözleme dayalı değerlendirme sürecinin geliştirecek, değerlendirme sürecini objektif ölçütlere bağlayacak ve olası gizli hasarların zamanında fark edilerek gerekli önlemlerin alınmasını sağlayacaktır. Uzun süredir hizmet vermekte olan demiryolu köprüleri muayenelerinde YSİ yöntemlerinin sürece dâhil edilmesi kritik ve önemli bir boşluğu dolduracaktır. Sunulan tezin temel amacı, sonlu elemanlar modeli güncellenmesi tabanlı yapı sağlığı izleme (YSİ) yönteminin Uşak ili sınırları içerisindeki Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları (TCDD) tarafından işletilmekte olan; yüz yılı aşkın süredir hizmet altındaki Basmane–Dumlupınar güzergâhındaki 199+325 çelik demiryolu köprüsüne uygulanmasıdır. Böylece, hâlen düzenli olarak yapılmakta olan köprü kontrollerinin daha güvenilir, objektif yöntemlerle iyileştirilmesi; olası gizli hasarların saptanması, yapının hasar görebilirliği konusundaki mevcut belirsizliğin ortadan kaldırılması hedeflenmektedir. Bu tez kapsamında, köprü üzerinden ortamsal titreşim verisi ivmeölçerler yardımıyla toplanmış ve köprünün modal parametreleri operasyonel modal analiz yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Köprüye ait 16 adet mod şekli ve frekans değerleri operasyonel modal analiz yöntemleri kullanılarak tahmin edilmiştir. 199+325 çelik demiryolu köprüsünün oluşturulan sonlu elemanlar modelinin modal parametreleri köprü üzerinden toplanan dinamik veriler kullanılarak güncellenmiştir. Güncellenmiş olan bu modal parametreler hasarın varlığını, yerini ve miktarını tespit etmek için kullanılabilecektir. Ayrıca gelecekte oluşabilecek köprüye hasar verme olasılığı bulunan herhangi bir doğa olayı sonrasında kıyaslama amacı ile kullanılabilecek köprünün kalibre edilmiş sonlu elemanlar modeli ve köprünün modal parametrelerine ilişkin bir veri tabanına da sahip olunmuştur.