Akarsuyu verev kesen köprülerde farklı akım şartlarında meydana gelen taban oyulmalarının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of scouring under skewed bridge deck in pressurized and weir type of flow
Yazar: GÜLAY DEMİR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MÜSTEYDE BADUNA KOÇYİĞİT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Köprüler ulaşım ağının uzun süre ve yaygın biçimde kullanılan çok önemli elemanlarıdır. Taşkın dönemlerinde akarsu debisinin ani ve önemli miktarda artmasıyla birlikte su seviyesi yükselmekte, köprü ayakları etrafında ciddi oyulmalara ve bu oyulmalardaki artışlara bağlı olarak köprülerin yıkılmalarına veya ağır hasar görmelerine neden olabilmektedir. Bu araştırma kapsamında laboratuvar koşullarında 15°'lik verevlik açısı olan köprü modeli ile temiz su durumunda, basınçlı ve savak tipi akım şartlarında deneyler yapılmış ve verev köprü tabliyesi altında meydana gelen oyulma çukuru derinliği ve şekli ile bu büyüklükler üzerinde etkili olan parametreler incelenmiştir. Çalışmada yaklaşım akım derinliği, kiriş yüksekliği, basınçlı ve savak tipi akım durumları ile tabliyenin verevli olması durumlarının oyulma çukuru derinliğine etkileri ayrı ayrı incelenmiştir. Basınçlı ve savak tipi akım koşullarında temiz su oyulması durumunda elde edilen deney ölçümleri kullanılarak her iki akım durumu için regresyon analizi yapılmış ve iki adet ampirik bağıntı elde edilmiştir. Köprü tabliyesinin akıma dik olması ile 15° verevli olması durumlarındaki maksimum oyulma çukuru derinlikleri karşılaştırılarak verevliğin etkisi incelenmiştir. Kiriş yüksekliğinin artması, tabliyenin verevli olması ve yaklaşım akım derinliğinin küçülmesi maksimum oyulma çukuru derinliğini artıran etkenler olarak tespit edilmiştir. Savak tipi akımla karşılaştırıldığında aynı yaklaşım akım derinliğinde basınçlı akım durumunda oyulma çukuru derinliğinde artış olduğu görülmüştür. Ayrıca boyutsuzlaştırılmış oyulma çukuru profillerinden yararlanarak basınçlı akım durumunda oyulma çukurunun daha geniş olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Bridges are very important elements of transportation network that are broadly in use for long periods of time. During flooding, water level rises as a result of sudden and significant increase in the amount of the river flow, which can cause bridge failure or serious damage to the river bridges due to scouring around piers and increase in the magnitude of these scour holes. In the scope of this research, experiments were carried out in a flume under clear water, pressurized and weir type of flow conditions with a bridge model having a skewness angle of 15° and scour hole depth and shape formed under this skewed bridge deck were investigated in regard with the parameters that have influence on these quantities. Effects of approach flow depth, girder height, pressurized and weir type of flow conditions and skewness of bridge deck on scour hole depth were investigated separately. Regression analysis was performed for both flow conditions using experimental measurements obtained for clear water under pressure and weir type of flow conditions and two empirical equations were obtained. The effect of bridge skewness was investigated by comparing measured data of maximum scour depths formed under a similar bridge model located perpendicular to the flow and a bridge with a skewness angle of 15°. Increasing beam height, skewness of bridge deck and decreasing approach flow depth were identified as factors that increased the maximum depth of scour hole. It was noted that there was an increase in the scour hole depth under pressurized flow at the same approach flow depth when compared with weir type of flow. Furthermore, by using the dimensionless scour hole profiles, it was also shown that the width of the scour hole for pressurized flow was wider.