Repair of bridge steel girders damaged by distortion-induced fatigue
Distorsiyondan kaynaklanan yorulma hasarı gören köprü çelik kirişlerinin onarımı
- Tez No: 712652
- Danışmanlar: PROF. DR. ADOLFO MATAMOROS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Kansas
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Bu çalışma, deformasyona bağlı yorulma nedeniyle hasar gören çelik köprü kirişlerinin onarımını araştırmaktadır. Çalışma üç bölüm halinde sunulmaktadır. İlk kısım, distorsiyon kaynaklı yorulmaya maruz kalan çelik kirişlerde yorulma çatlakları potansiyelini değerlendirmek için kullanılan sonlu eleman modelleme tekniklerini açıklamaktadır. Bu çalışmada kullanılan modelleme teknikleri, yorulma çatlakları geliştirme potansiyeli en yüksek olan köprü kirişlerindeki kaynaklı bağlantıların yakınındaki alanları belirlemeyi ve mevcut yorulma çatlakları ile kaynaklı bağlantıların yakınında çatlak yayılımı potansiyelini azaltmada güçlendirme önlemlerinin etkinliğini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Bilgisayar simülasyonları, deneysel olarak gözlemlenen çatlak modelleri ile iyi bir korelasyon içindeydi ve çeşitli güçlendirme önlemlerinin etkinliğinin bir göstergesini sağlamada faydalıydı. Çalışmanın ikinci kısmı, çelik kirişlerde yorulma hasarını onarmak için kompozit malzemelerin kullanımını araştırmaktadır. Çelik yapılarda yorulma hasarını onarmak için kullanıldığında kompozit kaplamaların performansını değerlendirmek için önceden var olan yorulma çatlaklarına sahip toplam 17 numune döngüsel yükleme altında test edildi. İki kontrol numunesi kaplama olmadan test edildi ve kalan 15 numune çeşitli kalınlıklarda Karbon Fiber Takviyeli Polimer (CFRP) kaplamalarla onarıldı. Sonuçlar, bu yöntemin çok etkili olduğunu ve bu tip bir onarımın uygun şekilde uygulanmasının, çatlak yayılma oranını ihmal edilebilir değerlere indirebileceğini göstermektedir. Çalışmanın üçüncü bölümü, çevrimsel yüklemeye maruz kalan 914 mm (36 inç) derin kiriş-çapraz çerçeve alt yapı gruplarının fiziksel ve bilgisayar simülasyonlarından oluşuyordu. Simülasyonlar, distorsiyona bağlı yorulmanın neden olduğu gerilme taleplerini araştırmak ve çeşitli güçlendirme önlemlerinin etkinliğini değerlendirmek için yapılmıştır. Bozulma kaynaklı yorulma hasarı için daha önce kullanılan onarım yöntemleri, çapraz çerçeveden kirişe bağlantının esnekliğini artırarak veya bağlantı plakasını kirişe takarak çapraz çerçevenin yanal hareketini kısıtlayarak gövde boşluğu bölgesindeki stres talebini azaltmaya çalışmıştır. levha. Kiriş-çapraz çerçeve bağlantısındaki kuvveti daha geniş bir alana dağıtarak gövde boşluğu bölgesindeki stres talebini azaltmak için tasarlanan bu çalışmada yeni bir güçlendirme yaklaşımı araştırılmıştır. Bu yaklaşıma dayalı olarak, kiriş ağı ile bağlantı plakasını birleştiren çelik açılar ve yanal kuvveti daha geniş bir ağ bölgesine dağıtmak için kiriş ağının arka tarafına bir çelik çubuk eklenmesinden oluşan yeni bir güçlendirme detayı önerilmiştir. Deneysel ve bilgisayar simülasyonu sonuçları, bu onarım yönteminin gövde-çapraz çerçeve bağlantısının etrafındaki at nalı şeklindeki çatlakların ve başlık ile gövde arasındaki birleşme yerinin yakınındaki düz çatlakların büyümesini önlemede çok etkili olduğunu gösteren sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
This study investigates the repair of steel bridge girders damaged by distortion-induced fatigue. The study is presented in three parts. The first part describes finite element modeling techniques used to evaluate the potential for fatigue cracks in steel girders subjected to distortion-induced fatigue. The modeling techniques employed in this study were intended to identify areas near welded connections in bridge girders with the highest potential for developing fatigue cracks and to evaluate the effectiveness of retrofit measures in reducing the potential for crack propagation near welded connections with existing fatigue cracks. Computer simulations correlated well with experimentally observed crack patterns and were useful in providing an indication of the effectiveness of various retrofit measures. The second part of the study investigates the use of composite materials to repair fatigue damage in steel girders. A total of 17 specimens with pre-existing fatigue cracks were tested under cyclic loading to evaluate the performance of composite overlays when used to repair fatigue damage in steel structures. Two control specimens were tested without overlays and the remaining 15 were repaired with Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) overlays of various thicknesses. Results indicate that this method was very effective and that proper implementation of this type of repair can reduce the crack propagation rate to negligible values. The third part of the study consisted of physical and computer simulations of 914-mm (36-in.) deep girder-cross frame subassemblies subjected to cyclic loading. The simulations were carried out to investigate the stress demands caused by distortion-induced fatigue and to evaluate the effectiveness of various retrofit measures. Previously used repair methods for distortion-induced fatigue damage have attempted to reduce the stress demand in the web gap region by increasing the flexibility of cross-frame to girder connection or by restraining the lateral motion of the cross-frame by attaching the connection plate to the slab. A new retrofit approach was investigated in this study designed to reduce the stress demand in the web gap region by distributing the force at the girder-cross frame connection over a larger area. A new retrofit detail is proposed based on this approach, which consists of adding steel angles connecting the girder web and the connection plate, and a steel bar on the backside of the girder web to distribute the lateral force over a wider region of the web. Experimental and computer simulation results are presented showing that this repair method is very effective in preventing the growth of horseshoe-shaped cracks around the web-cross frame connection and of straight cracks near the junction between the flange and web.
Benzer Tezler
- Öngerilmeli beton köprü kirişlerinin yapısal onarımı
Structural repair of prestressed concrete bridge beams
BÜLENT PEKYER
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGUT ÖZTÜRK
- Sabancı Center Akbank Kulesi için bir sistem analizi
The System analysis for Akbank Tower of Sabancı Center
OSMAN SALICI
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN UZGİDER
- Estetik, hafif ve yeni nesil ağır hizmet tipi çelik köprü otokorkuluk sistemi geliştirilmesi
Development of an aesthetic, lightweight and new generation heavy containment level steel bridge rail
MEHMET ONUR ÖZTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN ATAHAN
- An experimental study on repair of steel bridge piles using GFRP concrete-filled jacket
Başlık çevirisi yok
ALİ KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat MühendisliğiUniversity of HoustonYRD. DOÇ. DR. BORA GENÇTÜRK
YRD. DOÇ. DR. MINA DAWOOD
- İnkudostapedial Bone-Cement Ossikuloplastinin Biomekanik Özelliklerinin Değerlendirilmesi: Deneysel Çalışma
Biomechanical strength of glass ionomer cement in incudostapedial rebridging.
ELA ARAZ SERVER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
Kulak Burun ve BoğazSağlık BakanlığıKulak Burun Boğaz ve Baş-Boyun Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR YİĞİT