Yaklaşım dolgularından kaynaklı köprü deplasmanlarının üç boyutlu sayısal modellerle analizi
Three-dimensional numerical analysis of bridge displacements caused by approach embankments
Yazar: OSMAN ONUR GÜRLER
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KUBİLAY KELEŞOĞLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Özellikle akarsu kıyısında inşa edilen köprülerde, servis koşulları altında istenilen tasarım düzeyinin sağlanması için yaklaşım dolgularında oluşacak, kısa ve uzun dönem zemin hareketlerinin belirlenmesi çok önemlidir. Yüksek sıkışabilirliğe sahip, düşük mukavemetli alüvyonel akarsu çökelleri hem köprü orta ayaklarında ve dilatasyonlarda, hem de köprü kenar ayakları üzerinde yıkıcı hasarlara neden olabilir. Bu çalışmada bu tipi hasarların en iyi örneklerinden bir tanesi olan Surtees Köprüsü'nün inşat süreci çalışılmıştır. 

Surtees Köprüsü doğu ve batı olarak tanımlanan iki yaklaşım dolgusu arasına inşa edilmiştir. 1978 yılında doğu dolgusu yapıldıktan sonra bir yıl beklenilerek oturmalar gözlemlenmiş, takiben 1980 yılında batı dolgusunun yapımı ve köprünün inşası tamamlanmıştır. Surtees Köprüsü beş açıklıklı ve altı akslı olarak tasarlanmıştır.  Orta ayak akslarında dört adet başlık kirişi ile birleştirilmiş düşey kolon ile desteklenmektedir. Toplam altı adet orta ve kenar ayağından, köprünün ortasını destekleyen iki ayak ile doğu dolgusu üstünde yer alan köprü ayağı köprü döşemesi ile rijit olarak bağlantılanmıştır. Köprünün dolgulara oturan iki ayağı temeli altında kazıklarla desteklenmiş istinat yapıları olarak teşkil edilmiş olup, doğu tarafında köprü ile ayağı arasında kayıcı mesnet tipi bağlantı yapılmıştır. Zamanla doğu dolgusu altında oluşan aşırı oturmalardan ötürü köprü batıya doğru deplase olmuştur. Bu durum köprü ayaklarında ek gerilmelere sebep olarak kalıcı hasara neden olmuş ve tamir edilmiştir. 
Bu çalışmada, yukarıda tanımlanan süreçler üç boyutlu sayısal modeller kullanılarak irdelenmiş ve köprüdeki aşırı deplasmanların tasarım aşamasında tahmin edilip edilemeyeceği araştırılmıştır.  Yapılan analizler neticesinde, yapısal elemanlardaki deplasmanların yaklaşık olarak tahmin edilebildiği, konsolidasyon sürecinde tabaka geçişlerindeki ilave boşluk suyu basınçlarının tespitinde zorluklar bulunduğu söylenebilir. Bu çalışma neticesinde elde edilen sonuçlar kullanılarak, köprü kenar ayakları arkasında oluşması beklenen yatay toprak basıncı değerleri ile ilgili bir takım değerlendirmeler yapılması da hedeflenmektedir.

Abstract:
It is vitally important to determine the short and long term ground movements that will occur in the approach embankments in order to provide the desired design level under the service conditions, especially in the bridges built along the river shore. Alluvial creek deposits which have high compressibility with low strength can cause destructive damage on both the bridge mid-piers and dilatations, as well as on the bridge edge piers. In this study, the construction process of the Surtees Bridge, one of the best examples of this type of damage, was studied.
The Surtees Bridge was built between east and west approach embankments. After the western embankment was completed in 1978, settlements were observed for one year then the construction of the eastern embankment and the construction of the bridge were completed in 1980. The Surtees Bridge is designed with five spans with six axles. Mid spans supported by four vertical piers which connected with beam as a pier row. Three of six pier rows are rigidly connected with bridge deck which are, two pier rows supporting the middle span of the bridge and eastern edge pier over the eastern fill. The edge piers formed as retaining structures supported by embedded piles under two foundations placed on the embankments, and a sliding type connection is made between the bridge deck and the pier on the west side. Over time, the bridge has been displaced westward due to the extreme settlements that formed under the eastern fill. This caused additional stresses on the bridge piers causing permanent damage and repairs.

In this study, the processes described above were investigated using three-dimensional numerical models and whether excessive displacements in the bridge could be predicted in the design phase. As a result of the analysis made, it can be said that there are difficulties in determining the excess pore pressure transition in the between layers during the consolidation process, in which the displacements in the structural elements can be estimated approximately. By using the results obtained in this study, it is aimed to make some evaluations about lateral soil pressures values which are expected to occur behind bridge edge piers.