Dilimsel Dengeli Konsol Yöntemi ile Tasarlanan Bir Köprünün Yapım Aşamaları Dikkate Alınarak Yapısal Davranış ve Maliyet Açısından İncelenmesi

Abstract

Dilimli dengeli konsol köprü, üstyapısının boyuna doğrultusunda dilimlere bölünerek inşa edilmesine dayanan bir yöntemdir. Köprü modeli açıklık ortasında kapatma dilimi döküldükten sonra sürekli hale gelir. Dolayısıyla dilimli yapım metoduyla yapılan viyadüğün tasarımında iki ayrı aşama dikkate alınması gerekir. Bu çalışmanın amacı, dilimli dengeli konsol yöntemine göre tasarlanmış bir köprünün, tasarımında yapım aşamalarının dikkate alınmasının köprünün sürekli sistem olarak tasarımı ile ortaya çıkan kesit tesirleri ile mukayesesini yapmaktır. Bu amaca yönelik olarak 2 ayaklı 3 açıklıklı toplam 345 m uzunluğunda bir dengeli konsol tasarlanmıştır. Örnek köprü modeli, Trabzon ili Ortahisar ilçesinde yer alan ve prekast kirişli köprü yöntemine göre yapımı halen devam etmekte olan Karşıyaka Viyadüğü’nün aplikasyonuna göre tasarlanmıştır. Böylelikle iki farklı inşa yönteminin mukayeseli maliyet analizi gerçekleştirmek de mümkün olmuştur. Yapım aşaması dikkate alınarak yapılan çözüm metodunda elde edilen sonuçlar %14 daha yüksek eğilme momenti ortaya çıkarmıştır.

Keywords

• Dengeli konsol köprü
• Sonlu Elemanlar Yöntemi
• Yapım aşaması analizi
• Zamana bağlı malzeme özellikleri.

Investigation of Structural Behavior of Construction and Cost of a Bridge Designed by the Segmentally Constructed Balanced Cantilever Method

Abstract

Segmentally constructed balanced cantilever bridge is a construction method slicing the superstructure vertically. The bridge model becomes continuously system after pouring the closing slice in the middle of the span. As a result, two different stages should be taken into account in the design of the viaduct in the segmentally construction method. The purpose of this study is to compare the internal forces that occur with the design of the bridge as a continuous system, considering the construction stages of a bridge designed according to the segmentally constructed cantilever method. For this purpose, a balanced cantilever bridge with a total length of 345 m with 2 piers and 3 spans was designed and the analyzes were carried out on this bridge. The sample bridge model was designed according to the application of Karşıyaka Viaduct in Trabzon, Ortahisar district, which is still under construction according to the precast beam bridge method. Thus, it was possible to perform comparative cost analysis of two different construction methods. The results obtained in this method made taking into account the construction stage revealed a 14% higher bending moment.

Keywords

• Balanced cantilever bridge
• Finite element analysis
• Construction stage analysis
• Time dependent material properties.

References

1. [1] Wang, P.H., Tang, T.Y. and Zheng, H.N., (2004). Analysis of cable-stayed bridges during construction by cantilever methods, Comput. Struct., 82, 329-346.
2. [2] Zapico, J. L. , Gonzalez, M. P. , Friswell, M. I. , Taylor, C. A. ve Crewe, A. J., (2003). Finite Element Model Updating of a Small Scale Bridge,.Journal of Sound and Vibration, 268, 993-1012.
3. [3] Adanur, S., Günaydın, M., Altunışık, A.C. and Sevim, B., (2012). Construction stage analysis of humber suspension bridge. Applied Mathematical Modelling, 36, 11, 5492-5505.
4. [4]Atmaca, B., and Ateş, Ş., (2012). Construction stage analysis of three-dimensional cable-stayed bridges. Steel and Composite Structures, 12, 5, 413-426.
5. [5] Cho, T. and Kim, T.S., (2008). Probabilistic risk assessment for the construction phases of a bridge construction based on finite element analysis. Finite Elem. Analy. Des., 44(6-7), 383-400.
6. [6] Cluyet, N.C. and Shepherd, R., (1994). Analysis of Concrete Cable-Stayed Bridges for Creep, Shrinkage and Relaxtion Effects. Department of Civil Engineering, Calofornia State Polytechnic University, Pomona, USA.
7. [7] Kwak, H.G. and Seo, Y.J., Numerical analysis of time-dependent behaviour of pre-cast pre-stressed concrete girder bridges, Constr. Buil. Mater., 16, 49-63, 2002.
8. [8] Li, Z., Li, A. and Zhang, J., Effect of boundary conditions on modal parameters of the Run Yang Suspension Bridge. Smart Struct. Syst., 6(8), 905-920, 2010.

9. [9] Pindado, S., Meseguer, J. and Franchini, S., (2005). The influence of the section shape of box-girder decks on the steady aerodynamic yawing moment of double cantilever bridges under construction . J. Wind Eng. Indus. Aerod., 93, 547-555, 2005.
10. [10] Ubertini, F. (2010). Prevention of Suspension Bridge flutter using multiple tuned mass damper. Wind Struct.,13(3), 235-256.
11. [11] Wang, S.Q., Xia, H., Guo, W.W. and Zhang, N., (2010). Nonlinear dynamic response analysis of a long-span Suspension Bridge under running train and turbulent wind, Interact. Multis. Mech., 3(4), 309-320.
12. [12] Wang,X.M., Wang, H., Sun, Y., Mao, X.Y., and Tang, S.P., (2020). Process-independent construction stage analysis of self-anchored suspension bridges. Automatıon In Constructıon, 117, 107-127.
13. [13] Zhang, W.M., Ge, Y.J. and Levitan, M.L., (2011). Aerodynamic flutter analysis of a new Suspension Bridge with double main spans. Wind Struct., 14(3), 187-208.
14. [14] Somja, H. and Goyet, V.V., (2008). A new strategy for analysis of erection stages including an efficient method for creep analysis. Eng. Struct., 30(10), 2871-2883.
15. [15] Şener, M. A., (2020). Dilimsel dengeli konsol yöntemi ile tasarlanan bir köprünün yapım aşamaları dikkate alınarak yapısal davranış ve maliyet açısından değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Gümüşhane Üniversitesi.
16. [16] SETRA, (2007). Design Guide Pretressed Concrete Bridges Built Using the Cantilver Method. Fransa, Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes.
17. [17] SAP 2000. (2015), Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures, Computers and Structures Inc, Berkeley, California, USA.
18. [18] CEB-FIP, (1990). Model Code, Thomas Telford, London.
19. [19] AASHTO, (1998). Commentary to Standard Specifications for Highway Bridges,American Association of State Highway and Transportation Officials.