Design and seismic analysis of a long span cable stayed bridge across the izmit bay in Kocaeli
Kocaeli'de İzmit Körfezi üzerindeki uzun açılı kablo uzunluk köprüsünün tasarımı ve sismik analizi
- Tez No: 764272
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ERDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Askılı köprü, Sonlu Elemanlar Metodu, Zaman Alanı Analizi, Dinamik Analizi, Tasarım Kodu, Cable-stayed Bridge, Finite Element Method, Time History Analysis, Dynamic Analysis, Design Code
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Bu tez, sismik yüklere maruz kalan A ve H şekilli direklere sahip kablolu köprü karşılaştırmalı bir çalışmasını sunmaktadır. Yapıların tasarımı ve modellemesi, hem kıyı liman yapıları, demiryolları, hava meydanları inşaatlarına ilişkin deprem teknik yönetmeliğinde (DLH2008) hem de AASHTO – LRFD'de yer alan tasarım ilkeleri ve hükümleri kullanılarak yapılmıştır. Bu çalışma, kablolu köprülerin tasarımı için en güncel yöntem dikkate alınarak proje sahası ve yapısal tasarım parametrelerinin seçimini içermektedir. Ana hedef, sismik yükler altında uzun açıklıklı kablolu köprülerin davranışı üzerinde pilon şeklinin etkisini teorik yaklaşımla göstermektir. Köprünün İzmit körfezi üzerinde olduğu ve Derince ilçesi ile Gölcük ilçesi arasında bir bağlantı görevi gördüğü varsayılmıştır. Köprünün yeri iki ilçe arasındaki en kısa mesafe düşünülerek belirlendi. Bu bölgenin iki yakada İzmit Körfezi kıyıları boyunca yoğun bir şekilde sanayi tesisleri tarafından işgal edildiğini belirtmek gerekmektedir. Köprünün toplam açıklığı 2000 m olup, ana açıklığı 1200 m, yan açıklıkları 400 m ve iki direk, payanda ve her bir direk üzerinde 78 adet halat bulunmaktadır. İlk olarak literatürde belirtilen sınırlamalar dikkate alınarak ön tasarım yapılmıştır. Daha sonra, köprünün sonlu eleman modelini oluşturmak için SAP2000 kullanılmıştır. Direkler ve payandalar altta sabitlenmiş, tabliye-pilon bağlantısının ağırlıklı olarak uzunlamasına yönde viskoz amortisörler ve elastomerik mesnetlerle bağlanmış kısmen sabit olduğu düşünülmüştür. Kablo elemanları, kendi ağırlığı altında sıfır tabliye sapmasını sağlamak için öngeme uygulanmistır. İki yaklaşım arasındaki farkı araştırmak için tabliye, rijit kiriş modeli ve kabuk modeli olmak üzere iki farklı şekilde modellenmiştir. Ek olarak, direkleri, payandaları ve enine kirişleri tanımlamak için çerçeve elemanları kullanıldı. Köprünün tepe sismik tepkisini belirlemek için hem modal zaman tanım alanında analiz (MRTHA) hem de doğrudan entegrasyon zaman tanım alanında analizi yapılmıştır. Analizden elde edilen bulgular, köprünün kritik noktalarında yer değiştirmeler ve iç kuvvetler açısından sunulmuş ve tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a comparative study of cable bridges with A and H-shaped pylons subjected to seismic loads. The design and modelling of the structures were performed considering the design principles and provisions prescribed in the Earthquake technical regulation on shore and port structures, railways, airway constructions (DLH2008) and the AASHTO – LRFD codes. This study includes the project site and the structural design parameters selection considering the most recent method for design of cable stayed bridges. The main motivation is the theoretical approach to demonstrate the influence of the pylon shape on the behavior of long span cable stayed bridges under seismic loads. The bridge was assumed to be spanning on the Izmit bay and serving as a link between Derince district and Gölcük district. The location of the bridge was decided considering the shortest route between both districts. It should be noted that this region is densely occupied by industrial facilities along the banks of the İzmit Bay on both sides. The overall span length of the bridge is 2000 m consisting of a main span of 1200 m, side spans of 400 m and two pylons, piers and 78 stay cables on each pylon. First, the preliminary design was conducted considering the limitations described in the literature. Afterwards, SAP2000 was used to create the finite element model of the bridge. Pylons and piers were considered as fixed at the bottom, deck-pylon connection considered as partially fixed with movement predominantly in the longitudinal direction linked by viscous dampers and elastomeric bearings. The cable elements are pretensioned to enable zero deck defection under self-weight. The deck was modelled in two different ways namely spine model and shell model in order to investigate the difference in two approaches. In addition, frame elements were used to define pylons, struts and transverse cross-beams. Both modal time history analysis (MRTHA) and direct integration time history analysis were conducted to determine the peak seismic response of the bridge. The findings from the analysis were presented and discussed in terms of displacements and internal forces at critical locations of the bridge.
Benzer Tezler
- Çelik tabliyeli eğik kablo askılı köprülerin deprem performanslarının incelenmesi
Seismic performance evaluation of cable-stayed bridges with steel deck
OĞUZHAN ÇETİNDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Deprem MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüDeprem ve Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT AKBAŞ
- Yakın fay etkisindeki uzun açıklıklı köprü sistemlerin dinamik analizi
Dynamic analysis of long span bridges under near-fault ground motion effects
HAYRETTİN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Deprem MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KURTULUŞ SOYLUK
- An investigation on structural identification (ST-ID) of a long-span bridge for performance prediction
Uzun açıklıklı bir köprünün performans tahmini için yapısal tanılanması üzerine bir araştırma
SELÇUK BAŞ
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
DOÇ. DR. NURDAN APAYDIN
- Denizden soğutma amaçlı su alma yapıları
Sea water intake structures for cooling purposes
MUSTAFA KAVAS
- Fatih Sultan Mehmet Asma Köprüsü'nün deprem ve taşıt yükleri altında yapısal davranışının belirlenmesi
Determining the structural behavior of Fatih Sultan Mehmet Suspension Bridge under earthquake loads and vehicle loads
APAER MUBULI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ SEVİM