Basınçlı ve savak tipi akım durumlarında köprü tabliyesi altındaki oyulmanın incelenmesi
Investigation of scouring under bridge deck in pressured and weir type of flow
Yazar: ONUR KARAKURT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MÜSTEYDE BADUNA KOÇYİĞİT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Taşkınlar sırasında akarsularda su seviyesinde ve debide ani ve önemli miktarda artışlar meydana gelmekte ve bu durumdan köprü ayakları etrafındaki oyulmalar ciddi şekilde etkilenerek köprülerin ağır hasar görmesine ve hatta yıkılmasına neden olabilmektedir. Çalışma kapsamında temiz su durumunda basınçlı ve savak tipi akıma maruz kalmış köprü tabliyesi altında meydana gelen oyulma çukuru şeklinin ve derinliğinin incelenmesi ve bu derinlikler üzerinde etkili olan parametrelerin araştırılması için laboratuvarda bir dizi deney yapılmıştır. Deneylerde oyulma çukuru derinliği üzerinde etkili olabilecek akım, taban malzemesi ve köprüye ait geometrik parametreler dikkate alınmıştır. Bu parametreler arasında yaklaşım akım derinliği, debi, kiriş yüksekliği, sediment tane çapı, köprü tabliyesi ile kiriş konumu olup bunların oyulma çukuru derinliği üzerindeki etkileri basınçlı ve savak tipi akım durumları için ayrı ayrı incelenmiştir. Ölçüm verileri kullanılarak regresyon analizi yardımıyla basınçlı ve savak tipi akım durumları için maksimum oyulma çukuru derinliğinin tahmininde kullanılabilecek iki adet ampirik bağıntı elde edilmiştir. İnce taban malzemesi, tabliyenin tabana olan mesafesinin ve aynı debi değerinde yaklaşım akım derinliğinin küçülmesi etkenlerinin maksimum oyulma çukuru derinliğini artırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca aynı yaklaşım akım derinliğinde basınçlı ve savak tipi akımların maksimum oyulma çukuru derinliği üzerinde etkisi incelenmiş ve basınçlı akım koşullarında oyulma çukuru deriliğinde ciddi artışlar olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
During flooding, sudden and substantial increase in water level and discharge of rivers occurs and this in return may substantially affect scouring around bridge piers causing severe damage and even collapse of bridges. In this study, a series of experiments in a flume was conducted to investigate the shape and depth of the scour hole occurred on the base of the flume underneath a bridge deck that was subject to pressurized and weir type of flows under clear water conditions and to examine the effect of various parameters on the scour hole. In the experiments, parameters of flow, sediment and geometric features of the bridge that were considered to have effect on maximum scour hole depth were taken into consideration. Approach flow depth, discharge, girder depth, sediment size, position of bridge deck and girders are among those parameters whose effects on score hole depth for both pressurized and weir flow types were investigated separately. Two empirical equations were developed for both pressurized and weir flow types by using regression analysis of the measured data. It was observed that fine sediment, deck's location with respect to flume bed, and smaller depth of approach flow at constant discharge increase the depth of maximum scour hole. Furthermore the effect of flow type on the scour hole was examined at the same approach flow and it was found out that there was serious increase in the maximum scour hole depth under pressurized flow conditions.