Köprü kenar ayakları etrafında oluşan yerel oyulmanın kıvrımlı bir kanal boyunca deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of local scour around bridge abutments  
throughout a meander channel
Yazar: MERAL KORKMAZ
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET EMİN EMİROĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Köprüler ulaşım ağını hızlandırmak ve kolaylaştırmak için yapılan önemli yapılardır. Son yıllarda ağır hasar gören veya yıkılan köprüler üzerinde yapılan çalışmalar, hasar nedenlerinin çoğunun taşkınlar sırasında meydana gelen oyulma olayından kaynaklandığını ortaya koymuştur. Taşkınlar esnasında köprü kenar veya orta ayakları etrafındaki taban malzemelerinin taşınması sonucu bu bölgede oyulmalar oluşmaktadır. Bu oyulmaların sonucunda köprü ayaklarının stabilitesi azalır ve ayaklar köprüyü taşıyamaz hale gelerek yıkılırlar. Bu sorunun çözümü için; taban oyulmalarına karşı önlemler alınması ve akarsu rejimine en uygun ayak tipinin belirlenmesi veya akarsu rejimini mevcut ayak tipine uygun hale getirilip getirilemeyeceği çalışmalarının yapılması zorunlu olmaktadır. Akarsuyun debisi nedeniyle temelin oyulmasını engellemek için temelin yeterince derine yapılması gerekmektedir. Böylece temel altının oyulması engellenmektedir. Ancak ne kadar derine inşa edileceğini bilmek için mevcut akım ve yapı koşullarına göre maksimum oyulmanın doğru olarak tahmin edilmesi oldukça önemlidir. Akarsularda özellikle kıvrımlı kanallarda sekonder akım nedeniyle de köprü ayakları oyulmaya maruz kalmaktadırlar.
Bu çalışmada, kıvrımlı bir kanal boyunca köprü ayağı etrafında oluşan yerel oyulmalar ve köprü ayak şeklinin oyulma olayına etkisi incelenmiştir. Ayrıca debi ve su derinliği de değiştirilerek bunların oyulma üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Köprü kenar ayağının uzunluğu oyulma derinliği üzerine direk bir etkiye sahiptir. Bu konuda literatürde çalışmalar yapılmıştır, ancak kıvrımlı bir kanal boyunca köprü ayak uzunluğunun ve derinliğinin değişimi ile ilgili çok fazla çalışma yapılmamıştır. Bu çalışmada kıvrımlı bir kanal boyunca iç ve dış kıyılarda 30°, 60°, 90°, 120° ve 150°'lik açılarda köprü kenar ayak uzunluğu ve debisi değiştirilerek temiz su oyulmasında bir dizi deney yapılmıştır. Her ayak için 12-18 saat arasında maksimum oyulma derinlikleri ölçülmüştür. Maksimum oyulma derinlikleri grafikler çizilerek yorumlanmıştır. Ayrıca kanal boyunca taban topoğrafyası incelenmiştir.
Birinci bölüm oyulma olayı, ikinci bölüm kıvrımlı akarsular, üçüncü bölüm köprü ayaklarındaki oyulma olayı, dördüncü bölüm literatür özeti ve köprü ayakları için oyulma bağıntılarını, beşinci bölüm deneysel çalışmayı ve altıncı bölüm ise deney sonuçlarını kapsamaktadır. Bu çalışma ile kıvrımlı kanallara yerleştirilen köprü kenar ayaklarındaki oyulma konusundaki literatürdeki eksikliği gidermek amaçlanmıştır.

Abstract:
Bridges are important structures that have been made to make transportation network faster and easier. In recent years, studies about heavily damaged or destroyed bridges, revaeled that most of the damage caused than scour events that consisting by floods. During floods the base materials around the abutment or pier transportations consists scour. The results of scours are the bridge feets stability reduces and the feet becoming unable to carry the bridge and the bridge destroyes. To solve this problem; take measures againts bed scours and determination of the feet type most appropriate to the regime of the river. Because of the river regime to prevent base scours the base must be made deep enough. Thus obstructs scours on the bottom of the base. But estimating the maximum scours with the current flow and conditions in the building is important to know how deep it will be built. In rivers, especially because of secondary flow in meandering channel are exposed to scour bridge feets.
In this study, throughout a meandering channel the local scours around the bridge feets and the scours into the bridge feet shapes has been investigated. İn addition, by changing the water depth and the discharge the effect of scour on of thew was investigated. The length of abutment of the bridge has a direct effect on the depth of scour. Studies have been made in the literatüre on this subject, however, there is not a lot of work about change of the bridge abutment and depth throughout meandering channel. In this study, conducted a series of experiments about clean water scours throughout a meandering channel on the inner and outer coasts 30º, 60º, 90º, 120º and 150º angels of bridges side foot and with changing flow. The maximum scour depths were measured for each abutment between 12-18 hours. By drawing the graphs of maximum scour depths has been interpreted. The topografy of the base along the channel also interpreted.
The first chapter includes scour events, second chapter includes meandering channel, third chapter includes scours on the bridge feets, fourth chapter includes summary of the literatüre and equations for bridge feets scours, fifth chapter includes experimental works and the sixth chapter includes experimental results. With this study, it is intended to correct the deficiency in the literature about bridge abutment scours in meandering channels.