Design, analysis and evaluation of bridge superstructures for live loads
Hareketli yükler altında köprü üstyapılarının tasarımı, analizi ve değerlendirilmesi
- Tez No: 932203
- Danışmanlar: PROF. DR. CHRISTOPHER HIGGINS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Oregon State University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
Yaşlanma, günümüz standartlarına göre yetersiz kalan özgün tasarımlar, yetersiz bakım, çevresel koşullar ve artan taşıma yükleri nedeniyle, başta Amerika Birleşik Devletleri olmak üzere pek çok ülkedeki çok sayıda köprü,“yetersiz”olarak sınıflandırılmakta ve güçlendirme ya da yenileme ihtiyacı duymaktadır. Amerika Birleşik Devletleri Federal Karayolları İdaresi tarafından oluşturulan Ulusal Köprü Envanteri'ne göre, ülkedeki köprülerin yaklaşık üçte biri standart altı veya yapısal olarak yetersiz durumdadır. Yetersiz olarak nitelendirilen birçok köprü, trafiğe kapatılmakta ya da sınırlı kullanıma açılmakta olup; bu köprüler için onarım veya yenileme kararları hem ekonomik hem de güvenlik açısından titizlikle değerlendirilmelidir. Gereksiz onarım ya da yenileme müdahalelerinden kaynaklanan yüksek maliyetlerin önüne geçilebilmesi için, köprü üstyapılarının taşıma kapasitesini ortaya koyacak daha gelişmiş analitik ve istatistiksel yöntemlerin kullanılması gerekmektedir. Bu yöntemlerin, güncel yönetmelik ve şartnamelere entegre edilmesi ve geçmişte başarılı saha performanslarıyla kalibre edilmesi büyük önem arz etmektedir. İkinci bölümde, belirli bir dönemin yaygın tasarım detaylarına ve malzeme özelliklerine sahip geleneksel donatılı beton köprü kirişleri için birleşik kesme-moment dayanımını tahmin etmeye yönelik istatistiksel bir model sunulmuştur. Hizmetteki tabliye-kiriş tipi köprüler üzerinde yapılan saha ölçümlerinden elde edilen etriye aralığına ilişkin yeni istatistiksel veriler, literatürdeki mevcut verilerle birleştirilerek dayanım belirsizliğini modellemek amacıyla kullanılmıştır. Geliştirilen model, Değiştirilmiş Basınç Alanı Teorisi (Modified Compression Field Theory) kullanılarak moment ve kesme kapasitesinin birleşik hali için üretmiştir. Seçilen kesitlerin kapasitesi, hem AASHTO-LRFD hem de ACI-318 yönetmelikleri esas alınarak hesaplanmış ve elde edilen istatistiksel parametreler kullanılarak her iki yönetmelikteki dayanım azaltma katsayıları karşılaştırılmıştır. Üçüncü bölümde, geçmişte saha koşullarında başarılı performans sergilemiş 26 adet hizmetteki tabliye değerlendirilmiştir. Bu tabliyelerin tasarımları; güncel AASHTO-LRFD yönetmeliğindeki (dayanım ve yorulma için) tasarım momentleri, sehim kriterleri, önceki AASHTO-LRFD (1994) tasarım momentleri ve AASHTO-LRFD beton döşeme tasarım tabloları ile karşılaştırılmıştır. Her bir tabliye için tasarım talepleri, yorulma gerilme aralıkları ve sehim sınırları analiz edilmiştir. Seçilen üç tabliye, detaylı sonlu elemanlar analizine tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlara dayanarak, mevcut yönetmelik ve uygulamalara katkı sağlayacak nitelikte tasarım önerileri sunulmuştur. Dördüncü bölümde, sonsuz genişliğe sahip ve basit mesnetli ortotrop plaklar için, rastgele yama yüklemelerine (patch loading) maruz kalmaları durumunda oluşan moment ve sehim davranışlarını öngörmeye yönelik denklemler geliştirilmiştir. Bu denklemlerin yakınsama hızları belirlenmiş ve hem simetrik hem de asimetrik yama yükleri durumunda elde edilen sonlu elemanlar analizi sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Geliştirilen ifadeler aracılığıyla, burulma rijitliğinin (torsional rigidity) yapısal tepkiler üzerindeki etkisi detaylı olarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Due to age, original design that is deficient by modern standards, inadequate maintenance, environmental conditions, and increasing loads, large numbers of bridges in United States and elsewhere are classified as deficient and in need of rehabilitation or replacement. According to a national bridge inventory established by the Federal Highway Administration, about a third of the bridges in the United States are substandard or deficient. Many deficient bridges are posted or closed to traffic, and repair or replacement decisions for these bridges involves both economical and safety considerations. To avoid the high costs of unnecessary replacement or repair, better analytical and statistical methods should be used to reveal load carrying capacity of bridge superstructures, these methods should be adopted by the current code and specifications, and they should be calibrated by using historically successful field performances. A statistical model for combined shear-moment resistance of conventionally reinforced concrete bridge girders with common vintage design details and properties was presented in Chapter 2. New statistical data on stirrup spacing variability were developed from field measurements on in-service deck-girder bridges and these were combined with available data in literature to model resistance uncertainty. The model produced bias factor and coefficient of variation for combined moment and shear capacity using Modified Compression Field Theory. Both AASHTO-LRFD and ACI-318 were utilized to calculate capacity of the selected sections and strength reduction factors in AASHTO-LRFD and ACI-318 were compared using the obtained statistical parameters. Twenty-six in-service decks were evaluated by using historically successful field performances in Chapter 3. The deck designs were compared with the current AASHTO-LRFD design moments (for strength and fatigue) as well as deflection criteria, the previous AASHTO-LRFD (1994) design moments, and with AASHTO-LRFD concrete slab deck design tables. Design demands, fatigue stress ranges, and deflection limits were compared for each of the deck considered. Three decks were used for further detailed finite element analysis. Based on the results, design recommendations were provided. Moment and deflection equations for infinitely wide and simply supported orthotropic plates subjected to arbitrary patch loading were developed in Chapter 4. Convergence rates of the equations were determined and compared with finite element analysis results considering both symmetrical and asymmetrical patch loading on the plate. Using the provided equations, influence of torsional rigidity was investigated.
Benzer Tezler
- Ardgermeli sürekli köprü tabliyelerinin yapısal davranışının incelenmesi
Investigation of the structural behavior of horizontally curved posttensioned continous bridges
ESRA NAMLI
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT ÖZTÜRK
- Dilimsel dengeli konsol yöntemi ile tasarlanan bir köprünün yapım aşamaları dikkate alınarak yapısal davranış ve maliyet açısından değerlendirilmesi
Evaluation of structural behavior and cost of construction of a bridge designed by the segmentally constructed balanced cantilever method
MUHAMMET ABDULLAH ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiGümüşhane Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM ÇAVDAR
- Application of the capacity spectrum method in bridge structures
Kapasite spektrumu metodunun köprü yapılarına uygulanması
ERHAN OTAMIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. POLAT GÜLKAN
- A comparison and evaluation of different soil-structure-interaction approaches for bridges
Köprüler için farklı yapı-zemin-etkileşim yaklaşımlarının değerlendirilmesi ve karşılaştırılması
OYTUN İNCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deprem MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ŞAFAK
DR. GÖKTÜRK ÖNEM
- Mevcut bir demiryolu köprüsünün deprem performansının doğrusal olmayan yöntemlerle incelenmesi
Seismic performance evaluation of existing railway bridge by nonlinear analysis methods
OGÜN ERBAY ONAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH NECMETTİN GÜNDÜZ