Asma Köprüler için Bir Yıldırımdan Korunma Sistemi Tasarımı

Year 2024, Volume: 27 Issue: 4, 1409 - 1416, 25.09.2024

Cüneyt Koç , Özgür Turay Kaymakçı

https://doi.org/10.2339/politeknik.1246318

Abstract

Asma köprüler ülkelerde büyük şehirlerin kilit bağlantı noktalarında yer almaktadır. Bundan dolayı yıldırımdan korunma sistemi böylesine önemli kritik yapılarda hayati öneme sahip olmaktadır. Yıldırım çarpması yalnızca can kaybına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda köprüyü ve köprü üzerindeki elektro-mekanik sistemleri de tahrip edebilir. Bu nedenle yıldırımdan korunma sistemi tasarımı çok önemlidir. Bu çalışmada vaka çalışması olarak İzmit ile Yalova illeri arasında bulunan Gebze-İzmir Otoyolunun kilit noktasında yer alan dünyanın en büyük 7. asma köprüsü olan Osmangazi Köprüsü için hesaplar yapılmıştır. Yıldırımdan Korunma Sistemi (YKS) bir bütün olarak incelenmiştir. Benzer çalışmalardan farklı olarak asma köprü yapısının aşağı iniş iletkeni olarak kullanıldığında aynı tepe değerli yıldırım akımı bakımından indirme iletkenine göre daha küçük empedansa sahip olan direk gövdesinin tercih edileceğini hatta bu tür asma köprülerde indirme iletkeni kullanılmayıp doğrudan köprü metal gövdesinin akım yolu olarak kullanılabileceğini gösterilmiştir. Bu çalışmada literatürdeki örneklerinden farkı olarak asma köprülerde yıldırımdan korunma sistemi bir bütün halinde incelenerek gerekli hesaplar ile asma köprüler için en güvenilir sistem önerilmiştir.

Keywords

Güneş enerjili hava kollektörü, konik yay, bulanık mantık, modelleme, çıkış sıcaklığı, termal verim

Design of a Lightning Protection System for Suspension Bridges

Abstract

Suspension bridges are located on the connection point of big cities. Therefore lightning protection is crucial for that kind of critical structures. Lightning strike not only can cause casualties, but also can destroy the bridge and other electro-mechanical systems. Due to this, lightning protection system design is highly critical. In this article, world’s 7th biggest suspension bridge Osmangazi Bridge located in key control projection of Gebze-Izmir Highway between Izmit and Yalova cities are selected for case study calculations. The Lightning Protection System (LPS) has been examined as a whole system. Unlike similar studies, it has been shown that when the suspension bridge structure is used as the down conductor, the tower body with a smaller impedance than the external down conductor in terms of the same peak value and so lightning current will always prefer tower body as down conductor. In this study, unlike the examples in the literature, the lightning protection system in suspension bridges was examined as a whole system and the most reliable system for suspension bridges was proposed with the necessary calculations.

Keywords

suspension bridge, lightning, characteristic impedance, resistivity

References

• [1] Karslıoğlu M., Yılmaz M.O., Şahin A. “İzmit Körfez Geçişi Asma Köprüsü'nün Dinamik Analizi”, 6. Çelik Yapılar Sempozyumu
• [2] www.en.wkipedia.org, “List of longest suspension bridge spans”
• [3] Zeybek F. “E-mosty Suspension Bridges” Issue 02/July (2017).
• [4] Küçükmehmetoğlu M. "Köprülerle Ekonomik Büyüme ve Gelişme: Mekânsal, Kurumsal, Sosyokültürel Bütünleşme ve Eşiklerin Aşılması", Bölgesel Araştırmalar Dergisi 2:271-332
• [5] Kolukırık, S. “Koridor Kentten Kuşak Kente Yalova Körfez Geciş Projesinin Sosyal Etkilerı Üzerine Bir Araştırma”, Sosyoloji Dergisi , (1ozel) , 119-156, (2016).
• [6] Theodore P. Z., Steinhouse J., “Some Considerations In The Design Of Long Span Bridges Against Progressive Collapse” (2007).
• [7] Zhongjiang Y., Tianqi Y. , Chunxia N. “Hazard Analysis and Protection Measures of Direct Lightning on Lishui Bridge”, (2011).
• [8] Shiranishi Y., Otsuka T., Matsuura H. ‘The observation of direct lightning stroke current to the wind turbine system’. 28th ICLP, Avignon, France, (2004).
• [9] Starossek U., “Progressive Collapse of Bridges—Aspects of Analysis and Design” International Symposium on Sea-Crossing Long-Span Bridges, Mokpo, Korea, Feb. 15-17, (2006)
• [10] Rousseau A., Boutillon L., Huynh A., “Lightning protection of a cable-stayed bridge”, (2006).
• [11] IEC 62305-3 Protection against lightning- Part 3: Physical damage to structures and life hazard,
• [12] NFPA 780 Standard for the Installation of Lightning Protection Systems
• [13] BS 7430 Code of practice for earthing
• [14] Güngör N., Zeybek F. “Gebze–Orhangazi–Izmit Motorway, Izmit Bay Suspension Bridge” Proceedings Of The International Conference On Multi-Span Large Bridges Porto, Portugal,435-443, (2015).
• [15] www.lightningsafety.com, “NLSI Site Map - National Lightning Safety Institute
• [16] IEC 62305-4 Protection against lightning–Part 4: Electrical and electronic system s within structures
• [17] Kalenderli, Ö. “GSM Anten Direği Karakteristik Empedansının Hesabı” (2002).
• [18] Diesendorf W., “Insulation Co-ordination in High Voltage Electric Power Systems, Butterworth”, page 56, (1974).
• [19] Paul R. P. Hoole, R. P. Hoole & Samuel R. H. Hoole “Practice of Lightning Protection: Risk Assessment, External Protection, Internal Protection, Surge Protection, Air Termination, Down Conductor, Earthing, and Shielding”, page 146 (2002).