İkiz tabliyeli köprülerde merkezî dengeleyicinin aerodinamik performansa etkisinin incelenmesi
Examination of the effect of central stabilizer on aerodynamic performance in twin-box bridge decks
Yazar: SERHAT AKŞİT
Danışman: PROF. DR. AHMET ALPER ÖNER
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tarih boyunca, çeşitli kullanım amaçları için ve farklı taşıcı sistemlerde inşa edilmiş olan köprülerin uzunlukları günümüzde kilometrelerle ifade edilmektedir. Köprüde geçilen serbest açıklık arttıkça köprü rüzgâr yüklerine karşı daha duyarlı hale geldiğinden, tasarımlarında sabit ve hareketli yüklerin yanı sıra rüzgâr yüklerinin de göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Çok şeritli karayolu köprülerinde, artan tabliye genişliği ile rüzgâra karşı hassasiyet de artmaktadır. Bu sorunun önüne geçmek için tabliyenin ortasında uzunluğu boyunca bir boşluk bırakılan ikiz tabliyeli köprüler benimsenmiştir. Tabliyenin ortasında bırakılan boşluk, çırpınmaya karşı aerodinamik performansı iyileştirmesine rağmen, köprüyü girdap kaynaklı titreşimlere karşı daha hassas hale getirmektedir. Bu soruna çözüm olarak da tabliyelerin ortasına yerleştirilen merkezî dengeleyiciler kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, dengeleyicinin farklı açılarla yerleştirilmesi durumunda köprünün aerodinamik performansına etkisi araştırılmıştır. Çalışma için 2023 metrelik orta açıklığıyla dünyanın en uzun açıklıklı köprüsü unvanını taşıyan 1915 Çanakkale Köprüsü seçilmiştir. Köprü tabliyesinin küçük ölçekli bir modeli üretilerek rüzgâr tünelinde çeşitli aerodinamik testlere tabii tutulmuştur. Bulgular, dengeleyicinin tabliyelerin üstünde ve akış yönünde 15 derece açı ile yerleştirilmesi durumunda en iyi aerodinamik performansı sağladığını göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Köprü, Rüzgâr, Aerodinamik, İkiz Tabliye, Merkezî Dengeleyici, Girdap Kaynaklı Titreşim

Abstract:
The lengths of bridges, which have been built throughout history for various purposes and in different load-bearing systems, are expressed in kilometers today. Since the bridge becomes more sensitive to wind loads as the free span of the bridge increases, wind loads as well as dead and live loads must be taken into consideration in their designs. In multi-lane highway bridges, wind resistance increases with increasing deck width. To avoid this problem, twin-box bridge decks with an opening in the middle of the deck along its length have been adopted. Although the gap left in the middle of the deck improves the aerodynamic performance against flutter, it makes the bridge more sensitive to vortex-induced vibrations. As a solution to this problem, a central stabilizer plate placed in the middle of the decks is used. In this thesis study, the effect of the central stabilizer on the aerodynamic behavior of the bridge when placed at different angles was investigated. The 1915 Çanakkale Bridge, which has the title of the longest span bridge in the world with its middle span of 2023 meters, was chosen for the study. A small-scale model of the bridge deck was produced and subjected to various tests in the wind tunnel. The findings showed that the central stabilizer provided the best aerodynamic performance when placed above the decks at an angle of 15 degrees in the flow direction.

Keywords: Bridge, Wind, Aerodynamics, Twin Deck, Center Stabilizer, Vortex Induced Vibration