Geri Dön

Testing and evaluation of Konaklar Railway Bridge

Konaklar Demiryolu Köprüsünün değerlendirmesi ve rafine bir bilgisayar modelinin hazırlanması

  1. Tez No: 75454
  2. Yazar: CANES AVCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ERDOĞAN UZGİDER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1998
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 62

Özet

Toplumsal ve ekonomik alanda gelişmekte olan bir ülke olarak Türkiye kısa zamanda kendisine en uygun ve verimli taşımacılık sistemini belirlemesi gerekmektedir. Bu doğrultuda, Türkiye ve benzeri gelişmekte olan ülkeler için -genellikle-diğer taşımacılık yöntemlerine kıyasla demiryolu taşımacılığı en uygunu olarak görülmektedir. Modern demiryollarının; trenlerinin enerji sarfiyatı, ekonomi ve verimlilik açılarından karayolu taşımacılığı araçlarına göre iki ila dört kez daha ekonomik olmasının yanısıra işletme maliyetlerinde getirdiği belirgin avantaj bunu desteklemektedir. Türkiye'deki demiryolu ağının yüzyılı aşkın bir tarihi vardır. Şu anda bu ağda kullanımda olan mevcut demiryolu köprülerinin bir çoğu geleneksel teorik standartlara göre boyutlandırıldıklarından ve hesap ömürlerini tamamlamaları nedeniyle çoktan demiryolu mevcut trafiğinin ağır araçlarının yüklerini taşıyamayacak durumda olmaları gerekirken, halen bu yükleri emniyetli bir şekilde taşımakta ve beliğin bir tehlike arz etmemektedirler. Bu durumdan hareketle, köprülerin gerçek yük taşıma kapasiteleri ile geleneksel yöntemler kullanılarak hesaplanmış olan yük taşıma kapasiteleri arasında büyük bir fark olduğu sonucu çıkarılabilir. Öte yandan, bir köprüden optimum biçimde faydalanabilmenin hesaplanan ve mevcut yük tasıma kapasitelerinin birbirine belirli bir güvenlik faktörü çerçevesinde yakın olabilmesi ile mümkün olacağı aşikardır. Köprülerde yapılan testler sayesinde köprü üzerindeki gerçek gerilmeler doğru bir şekilde belirlenebilmektedir. Dikkatli planlanlanmış bir test, bu testte kullanılan uygun ekipmanlar ve doğru kabuller ile elde edilmiş sonuçlar doğrultusunda geliştirilmiş bilgisayar modeli üzerinde yürütülecek analizler sonucunda bir köprünün gerçek yük taşıma kapasitesinin belirlenmesi en doğru yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır.“Köprü mühendisinin”en çok hassasiyetle dikkat etmesi gereken konu, güvenilebilir bir analitik model kurabilmek için belirli bir rasyonel yöntemin kullanılmamasıdır. Uygun bir analitik model köprünün statik karakteristiklerini, önemli tüm taşıma mekanizmalarını ve bu mekanizmalar üzerindeki mevcut herhangi bir hasar etkisini yansıtabilmelidir. Köprü testleri sırasında alınmış ölçümler ile mevcut imalat resimleri ve mukavemet hesaplarını da kullanarakgeliştirilmiş bir analitik model kullanılabilir. Oluşturulan model, yerinde yapılmış ölçümlere dayandığı için yapının lineer davraniş göstereceği varsayımına dayanılarakyürütülen analiz sonuçlarında elde edilen statik davranış gerçeği en doğru biçimde yansıtacaktır. Oluşturulan bu rafine model aynı zamanda sistemin yorulma ömrünü belirlemekte de kullanılabilir. Tüm bu bahsedilen saptamaları yeterli güvenilirlikte yapabilmek için öncelikle yapılması gereken köprü yapısının statik davranışını yeterli doğrulukta verebilen bir bilgisayar modeli ihtiyacının giderilmesidir. Bu konuları içeren çalışmalar ise oldukça yetersizdir. Robson, N.B. [9] sadece dolu gövdeli kirişlerden oluşan köprülerle sınırlı olmak üzere“yeniden modelleme”tekniğine dayanan optimizasyon ile ilgili çalışmasını sunmuştur. Bununla beraber, I 990 yılında“NATO Science for Stability Programme”sponsorluğunda başlayan ve 1 9% yılında biten“Eski Demiryolu Köprülerinin Rehabilitasyonu”isimli bir araştırma projesinin amacını Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları demiryolu ağının önemli bir parçasını oluşturan köprülerin mevcut yapısal durumlarını, gerçek servis ömürlerini ve yük taşıma kapasitelerini belirlemek oluşturmuştur. Sözü edilen bu proje kapsamında 1992 yılında test edilmiş olan“Konaklar Köprüsü”, yukarıda bahsedilen ve 1 991 'de başlayan test programlarını içeren ölçümlerin gerçekleştirildiği on köprüden biridir. Yapılan testler ölçüm yapılan köprünün gerçek davranışını belirleyecek olmasının yanısıramevcut yükleri taşımaya devam edip edemeyeceği sorusuna da bu davranışı tanımlayan gerçekçi bir model oluşturulmasıyla ışık tutacağı kesindir. Bu çalışmada incelenmiş olan“Konaklar Köprüsü”bulonlu birleşimli, kenardaki açıklıkları 30m. ve orta açıklığı 100m. olan ve kagir ayaklar üzerine oturmuş üç açıklıklı tek yönlü demiryolu köprüsüdür. Tren yolu üst başlıkta olup boylama sürekli olarak boyutlanmıştır. İzmir'in 189km. doğusunda, İzmir-Afyon demiryolu hattının üzerinde olan bu köprü I932'de“Societe Anonyme des Ateliers de Construction de Jambes-Namur”tarafından dizayn edilmiştir. Yükleme mekanizması olarak aks aralıkları ve yükleri bilinen DE24000 tipi dizel lokomotifin çok yavaş geçişleri kullanılmıştır. Bu geçişler her iki yönde test lokomotifinin yaklaşık saatte 5 km. köprü boyunca ilerlemesi ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu geçişler sayesinde, bilinen aks yükü ve aralıkları için gerekli deformasyon kayıtlarının toplanmasını sağlamıştır. Test lokomotifinin köprü üzerindeki pozisyonunun saptanabilmesi için yer belirleyiciler imal edilmiş ve köprü testlerinde kullanılmıştır. Yerbelirleyiciler köprünün ilk olarak girişine ve son olarak da çıkışına olmak üzere eşit aralıklarla en az beş yere yerleştirilmiştir. Böylece test treninin köprüye ne zaman girip, ne zaman çıktığı ve de köprü üzerindeki hız profili saptanmış ve hazırlanan modelde gözönüne alınmışlardır. Konaklar Köprü'sünde yürütülen testler 7- 17. Eylül. 1992 tarihleri arasında yapılmış ve statik testler beş sette tamamlanmıştır. Bu çalışma kapsamında ise sadece orta açıklıktaki elemanlar üzerinde yapılmış ölçümleri içeren üç ölçüm dikkate alınmıştır.Statik ölçümlere esas teşkil eden malzeme olan deformasyon ölçerler kullanılmışlardır. Bu deformasyon ölçerler sökülüp tekrar monte edilebilme özelliğine sahip olup, sadece bir doğrultudaki uzama ve kısalma tesbit edebilen aletlerdir. Deformasyon ölçerin önceden saptanan elemanın üzerine tespit edilebilmesi için önce eleman üzerindeki boya kazınır, varsa kapsama sökülür, yüzey temizlenir ve tamamen pürüzsüz hale getirilir. Deformasyon ölçerin altındakki üç bıçaklı ayak, elemandaki uzama ve kısalmayı tesbit eder ve deformasyon ölçerin içinde düzenlenmiş olan deformsayon ölçme birimine S-şeklinde bir elastik deformasyon olarak verir. Wheatstone köprüsü ve dört adet deformasyon ölçerin yer aldığı bu ölçme biriminde, elektrik dirençlerindeki volta] değişimlerine bağlı olarak bir çıkış sinyali üretmekte ve bu da ölçülen elemanın boyundaki değişmeyle orantılı olmaktadır. Bu sinyal değişimleri bilgisayar yardımıyla kaydedilir. Elde edilen deformasyon kayıtları önce deformasyona, sonra elastisite modülü kullanmak suretiyle gerilme kayıtlarına dönüştürülmüştür. Deformasyon ölçümlerinde elde edilen kayıtlar iki ayrı bilgisayar yardımıyla kaydedildiklerinden ölçümlerin senkronizasyonu ve desimasyonu yapılmıştır. Kayıtlar sırasında oluşan gürültü sinyalleri ve anormal kayıtlar da filtrelendikten ve elde edilen deformasyon ölçümleri statik ve dinamik birleşenine ayrılmıştır. Bu çalışmada gerilme ölçüm değerleri olarak deformasyon ölçümlerinin statik bileşeninin elastisite modülü ile çarpılmış değerler dikkate alınmıştır. Köprünün üç boyutlu bilgisayar modeli COSMOS/M [6] sonlu elemanlar programı kullanılarak oluşturulmuştur. Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları tarafından sağlanan orijinal imalat resimleri kullanılmış ve köprünün mevcut statik sistemi aşağıda detaylı biçimde açıklanan kapsamlı bilgisayar modellerine yansıtılmıştır. MODEL I: Bu model üç boyutlu bir bilgisayar modelli olup, mevcut konstrüksiyondaki tüm eksen kaymalarını da içermektedir. 1065 adet elemandan oluşan bu bilgisayar modelinde her elemanın diğerine rijit olarak bağlandığı kabul edilmekte ve böylece her bir elemanın bir tarafında yer alan düğüm noktalarında serbestlik derecesi altı olarak tanımlanmaktadır. Ayrıca, hazırlanan bu modelde ayaklara oturan mesnetlerde düşey yaylar,kayıcı mesnetler için de yatay yaylar düzenlenmiştir. MODEL 2: Bu üç boyutlu model MODEL l'in aynısı olup, sadece kayıcı mesnetlerin kilitli olması haline karşı gelmektedir. MODEL 3: Bu üç boyutlu modelde, köprü ana kirişleri kafes sistem olarak gözönüne alınmış ve boylama ile enlemenin eğilmeye çalıştıkları kabul edilmiştir. Böylece kafes kiriş çubularının uç düğüm noktalarında serbestlik derecesi üçe inmiştir. Öteyandan, bahsedilen her üç modele ait statik analiz sonuçları ile ölçüm sonuçları kıyaslandıkları zaman aralarında uyumsuzlluklar gözlemlenmektedir. Bu nedenle kopilinim ölçümler sonucu elde edilen gerçek davranışını en iyi şekilde ifade eden yenibir modele ihtiyaç vardır. Bu uyumsuzlukların başlıca nedenleri olarak aşağıdaki durumlar öngörülmüştür.. DURUM A: Düğüm noktasında eksenel rij itlik kaybı. Bu durum, perçin deliği çevresinde oluşan plastik deformasyonlar veya köprünün aşırı yüklenmesi vb. nedenlerle oluşabilir.. DU RUM B: Düğüm noktası dönmesindeki rij itlik kaybı. Bu hal, yukarıda bahsedilen nedenlerle oluşabilir ve elemanın eğilme rijitliğini azaltabilir. » DURUM C: Yarı rijit birleşim. Başlangıç bilgisayar modelinde rijit olarak kabul edilen düğüm noktalan gerçekte perçinli birleşimler nedeniyle yarı rijit bir düğüm noktası oluşturmaktadır.. DURUM D: Korozyon nedeniyle eleman kesitindeki kayıplar.. DURUM E: Yorulma nedeniyle oluşan çatlaklar. s DURUM F: Asimetrik perçinli birleşimler. Böyle perçinli birleşimde ilave eksantrik momentleri oluşmaktadır.. DURUM G: Köprüde sonradan yapılan ve dokümanlarda yer almayan ilaveler, takviyeler v.b. durumlar. Yukarıda bahsedilen durumları bilgisayar modeli üzerinde düzenlemeler yaparak en gerçekçi şekilde sonuç verecek modele aktarmak gerekmektedir. Bu doğrultuda DURUM A & C, rijit çubuk boylan ve eleman enkesitleri azaltılarak, DURUM B & C, rijit çubuk boyları ve eleman eğilme rijitlikleri azaltılarak, DURUM D & E, eleman enkesiti ve eğilme rijitlikleri azaltılarak, DURUM F, modele eksantrik uç moment uygulayarak, DURUM G, eleman enkesiti ve eğilme rijitlikleri arttırılarak sistem yeniden modellenir. Yukarıda açıklananlar doğrultusunda, her bir düğüm noktasındaki düğüm levhalarının dönme rijitliğine katkısının saptanması amacıyla,elde edilen mevcut imalat resimleri kullanılarak her bir elemanın uç bağlantılarının uzunluğuna karşı gelen düğüm levha boyları, hazırlanan bilgisayar modelinde rijit çubuklar kullanılarak modellenmiştir. Saptanan bu ilk çubuk boyları, test ölçümlerindeen elde edilen dönmelere karşıXİİ gelecek şekilde yeniden ayarlanmıştır. Öte yandan sözü, I atalet momenti, A enkesit, ı atalet yarıçapı olmak üzere edilen enkesitlerin eğilme rintliklerinin azaltılması ve arttırılması için aşağıdaki formül kullanılmış. I=r2A Al=r2AA ve başlangıçta üretilen bilgisayar modeli,test kayıtlarından elde edilen köprünün gerçek davranışını en iyi şekilde ifade edecek şekilde değiştirilerek Model 4 olarak tanımlanan, son rafine bilgisayar modeli oluşturulmuştur. Bu modelin statik analizinden elde edilen gerilme değerleri ise ölçülen gerilme değerleri ile belirli bir aralık sınırları dahilinde uymluluk göstermektedir. Bu son modelin üretilmesinde kullanılan modifikasyon a değerleri ise kesitlerin yeni karakteristik değerlerinin eskilerine oranını göstermekte olup ifadesi aşağıda yer almaktadır. Ason- et A i it I»“”= a Ijlk

Özet (Çeviri)

In this study, it has been aimed to evaluate the current structural conditions and reliability of the midspan of a railway deck bridge called Konaklar Railway Bridge, which is located in 189km. east of İzmir. This bridge, which was built in 1932 by“Societe Anonyme des Ateliers de Consteuction de Jambes-Namur”, was tested in 1992 relying on the summer test program of the research project entitled“Rehabilitation of Old Railway Bridges”which is executed by collaboration of İsanbul Technical University and Turkish State Railways Administartion, and is financially supprted by NATO Science For Stability Program and depending on the original calculations it has completed its design life. However, it carries the current daily traffic load. In this study, strain measurements were possesed, filtered due to the noise contamination, decimated and syncronised. Then they were filtered to separate the dynamic component from the static part. The record captured from the position indicator was used to get the position of the test train along the bridge and also its speed. And finally it was reflected to the developed load model. Depending on above mentioned effort a refined computer model was developed which demonstrates high correlation to the measured values. Thus, it is supposed that therefined model prepared for the Konaklar Railway Bridge reflects its current behaviour and can be used in the reliability analysis satisfactorily. Mainly it can be said that, the main objective of this proposed study is to submit a comparison between the recorded test data and the analytical results produced by employing the initial computer models having different structural properties and the refined computer model constructed by employing a Manual Remodelling Technique and to draw out a conclusion.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    866406

    Testing and evaluation of the deformation effects developed by landslides in the laboratory with image processing techniques

    Heyelanların yaratmış olduğu deformasyon etkilerinin görüntü işleme yöntemleriyle laboratuvarda test edilmesi ve değerlendirilmesi

    ABDULLAH ENES ÖZŞİMŞİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA KEREM KOÇKAR

  2. Tez No

    705051

    Karadeniz'in tuzsuzlaştırılmasında elektrodiyaliz yönteminin denenmesi ve performansının değerlendirilmesi

    Testing and evaluation of elektrodialysis method on desalination of Blacksea

    SİNEM KAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YÜKSEL ARDALI

  3. Tez No

    652532

    Gebelerde rahim ağzının farklı yöntemlerle incelenmesi vedeğerlendirilmesi - gebelerde serviksin değerlendirilmesindemultihiperspektroskopi tekniğinin etkinliği

    Examination and evaluation of the cervix in pregnant women with different methods - performance of multimodal hyperspectroscopy for scanning of cervix in pregnantwomen

    ÖMER DEMİR

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Kadın Hastalıkları ve Doğumİstanbul Üniversitesi

    Kadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SAMET TOPUZ

  4. Tez No

    815426

    Üniversitelerin İngilizce öğretmenliği programında alan dersleri kapsamında verilen ölçme değerlendirme ders programının değerlendirilmesi: Ankara ili örneği

    The evaluation of the testing and assessment curriculum given within the scope of the field courses in the English language teaching program of the universities: Ankara province example

    ELİF KÖSEMEHMETOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Eğitim ve ÖğretimGazi Üniversitesi

    Eğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET TAŞPINAR

  5. Tez No

    758701

    Simulation-based testing and evaluation of automated vehicle motion planning and control algorithms

    Otonom araçların hareket planlama ve kontrol algoritmalarının simülasyon ortamında testi ve değerlendirilmesi

    KEMAL FURKAN BEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELAHATTİN ÇAĞLAR BAŞLAMIŞLI

Geri Dön