TR|EN
Actual Content
Newsletter
Casp 2022
EUROCORR
Çelik Yapılar Extra
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 35 - 2013/1

Proje




ESENLER YENİ VİYADÜĞÜ


İstanbul'un Dev Ulaşım Projesi, Raylı Toplu Taşıma Sistemleri inşaatının önemli bölümü çelik olarak tasarlandı. Esenler Viyadüğü'nde hem deprem durumunda altyapıya aktarılan kuvvetleri azaltmak, hem de daha estetik bir görünüm için çelik bir üstyapı tercih edildi....

Cenan ÖZKAYA
Dr İnş. Yük. Müh., Yüksel Proje Uluslararası Aş, Ankara
Fikret TULUMTAŞ
Genel Müdür Yardımcısı, Yüksel Proje Uluslararası Aş, Ankara

Esenler Yeni Viyadüğü İstanbul Büyükşehir Belediyesi Otogar Bağcılar Raylı Toplu Taşıma Sistemleri İnşaat Elektromekanik İşleri Yapımı İşi kapsamında yer alıp toplam uzunlukları sırasıyla 128 metre (Kısım-1) ile 291 metre (Kısım-2) olan iki adet viyadükten oluşmaktadır. Viyadük altyapılarının bir kısmı daha önceden imal edilmiş olup, projeye başlanıldığında yerinde mevcut durumda bulunmakta idi. İmalatı yapılacak altyapı ve üstyapı ile beraber viyadüğün Esenler istasyonuna bağlanması planlanmaktadır. Viyadük inşaatının yüklenicisi Gülermak-Doğuş Adi Ortaklığı, müşaviri Emay Uluslararası Mühendislik Müşavirlik ve Tic. Ltd. şti., projecisi ise Yüksel Proje Uluslararası Aş'dir.

Mevcut altyapının İstanbul'da beklenen büyük depreme dayanıksız olması nedeniyle mevcut altyapıda güçlendirme çalışmaları yapılmıştır. Altyapıya etkiyen deprem yüklerini azaltmak amacıyla kurşun çekirdekli kauçuk mesnet olarak adlandırılan (LRB) sismik izolasyon mesnetleri seçilmiş ve testleri EuCentre, İtalya laboratuvarında yapıldıktan sonra yerine yerleştirilmiştir. LRB mesnetler dairesel olup 460 mm çapında ve 216 mm yüksekliğindedir. Deprem durumunda mesnetin ortasındaki kurşun çekirdeğin elasto-plastik davranış göstermesi neticesinde mesnet enerji sönümleyerek altyapıya etkiyen kuvvetleri azaltmaktadır. Mesnet tasarım ötelenmesi ±200 mm'dir.

Kısım-1'de toplam 10 açıklık bulunmakta olup en büyük açıklık boyu 33 metredir. Kısım-2'de ise toplam 5 açıklık bulunmakta olup en büyük açıklık boyu 40 metre'dir. Köprü üstyapısı her iki köprü için de sürekli olup genleşme derzleri bir tek kenarayakta bulunmaktadır. Köprü üstyapısı sürekli yapılarak kirişlerin deprem durumunda mesnetlerinden düşmesi riski ortadan kaldırılmış ve aynı zamanda yükleme altında eğilme momentinin mesnet ve açıklık momenti olarak bölünmesi neticesinde daha efektif bir yapı elde edilmiştir. Köprü üzerinden tek hat geçmekte olup, köprü platform genişliği 5.30 metre'dir. İki köprüde de ciddi miktarda yatay kurp mevcut olup, yatay kurp yarıçapı Kısım-1'de 240 metre iken Kısım-2'de ise 85 metre'ye kadar düşmektedir. Köprü boyuna doğrultusundaki düşey eğimin özellikle Kısım-2'nin giriş kısmında %5.5'a kadar çıkması keskin yatay kurpla birleştiğinde özel bir çözüm gerektirmektedir.

Hem deprem durumunda altyapıya aktarılan kuvvetleri azaltmak hem de daha estetik bir görünüme sahip olması amacıyla çelik bir üstyapı tercih edilmiştir. İmalat kolaylığı düşünülerek üstyapı sitemi olarak iki adet çelik U kiriş ile üzerinde yerinde dökme betonarme kirişten oluşan bir üstyapı sistemi tercih edilmiştir. Betonarme tabliyenin seçilmesindeki nedenlerden biri de trenin döşemenin üzerinde teşkil edilecek olan ray altı kirişlerinden geçecek olmasıdır.

U kirişlerin nispi yapım zorluğuna rağmen I kirişlere tercih edilmesindeki ana sebep U kirişler ile üzerindeki döşeme sisteminin kapalı bir kesit oluşturup, yüksek burulma rijitliğine sahip olmalarıdır. I kesitin burulma rijitliğinin yok denecek kadar az olduğu, köprülerdeki keskin yatay kurpla birleştirildiğinde seçilen sistemin teknik olarak avantajı ortadadır. Yatay kurp, geometrik olarak kirişlerde burulma momenti yarattığı için burulma rijitliği yüksek bir üstyapı bu tip geometrilerde bir gereksinimdir.

U kirişlerin imalatında S355 JR çeliği kullanılmıştır. Köşebent ve U profillerin imalatında ise S235 JR çeliği kullanılmıştır. Tabliye betonunun malzeme sınıfı C35'dir. Köprüde toplam 1168 Ton yapısal çelik kullanılmıştır.

U kesitli kirişlerin üzerinde prizini almış olan beton olmadan burulma rijitlikleri düşüktür. Bu tip kesitlerde genelde kiritik yükleme durumu betonun dökülüp, dayanımını henüz kazanmadığı durumdur. Bu durumda özellikle bir de yatay kurp mevcutsa, U kesitin üst flanşında ciddi stabilite problemleri ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle Esenler Viyadüğünde 2xL 100.100.10 kesite sahip yatay çaprazlar kullanılmış ve bunlar şekilde görülebileceği üzere planda baklava deseninde yerleştirilmişlerdir. Yatay çaprazların fonksiyonu tabliye betonu prizini kazandığında bittiğinden dolayı nihai durumda sökülmektedirler. Esenler Viyadüğünde çelik kiriş derinlikleri 1.0-1.5 metre arasında değişken olduğundan dolayı beton prizini kazandıktan sonra içeride çalışmak mümkün olmayacağından ötürü yatay çaprazlar sökülmeyip yerinde kalacaktır. Yerinde dökme betonarme tabliye kalınlığı 20 cm'dir. U kirişler ile betonarme tabliye 19 mm çapında 150 mm uzunluğunda çiviler ile bağlanmıştır.

Aynı şekilde keskin yatay kurp nedeniyle kutu kesitlerin kendi içinde deforme olmasını engellemek amacıyla düşey çaprazlar sık aralıklarla kullanılmıştır. Düşey çapraz aralığı yaklaşık 2.5 metre olup, her iki düşey çaprazdan biri iki U kirişi birbirine bağlamaktadır. Düşey çaprazlarda K tipi bir çapraz kutu içine çalışmayı mümkün kılmak amacıyla seçilmiştir. şekilde düşey çaprazlar gösterilmiştir. Aynı şekilde, alt flanşın mesnet yakınlarında basınçta olmasından dolayı stabilitesini sağlamak için kullanılmış olan 1/2IPE 500 kesite sahip T kesitli boyuna berkitmeler gösterilmiştir.

U kirişlerin alt flanş genişliği 1500 mm olup, alt flanş plaka kalınlığı 30 mm-80 mm arasında değişkendir. Plaka kalınlığının değiştiği yerlerde geçişler uluslararası şartnamelere uygun olarak eğimli olarak yapılmış ve kesit kalınlığında ani değişikliklerden kaçınılmıştır. Üst flanş genişliği 400 mm olup, plaka kalınlığı yine 30 mm-80 mm arasında değişkendir. Gövdede kullanılan çelik plaka kalınlığı ise 15 mm-20 mm arasında değişkendir.

Mesnet akslarında üstyapıdan mesnetlere yük aktarımını sağlamak için ve o bölgede üstyapıya rijitlik sağlamak amacıyla kapalı diyafram kirişler kullanılmıştır. Kullanılan diyafram kirişinin gövde levhasının kalınlığı 20 mm'dir.

Köprü yapısal çözümündeki ve tasarımındaki detaylar yorulmadan kaynaklanacak sıkıntıların/çatlakların önüne geçecek şekilde düşünülmüştür. AAHSTO LRFD 2007 şartnamesine göre yorulma sınıfı C'den aşağı olacak hiçbir detaya yer verilmemiştir.

Köprü yapısal modelleri Larsa 4D programında hazırlanıp çözülmüştür. Ana kirişleri tasarlayabilmek için ana kirişlerin çubuk elemanlarla, döşemenin ise plak elemanlarla modellenmiştir.

Bunun haricinde yatay çapraz ve düşey çapraz elemanlarını modelleyebilmek ve tasarlayabilmek için kabuk elemanlarından oluşan bir başka model daha oluşturulmuştur. Bu modelin de genel görünüşü şekilde sunulmuştur.

Yapısal hesaplarda kirişlerin üzerindeki betonarme tabliyenin sünmesi, negatif moment bölgelerinde çekme altında olmasından dolayı çatlaması dikkate alınmıştır. Hareketli yük olarak dingil yükü 13. 5 Ton olan ve İstanbul'da kullanılan ABB tipi tren dikkate alınmıştır. Yorulma hesaplarında da aynı tren modeli kullanılmıştır. Bunun haricinde hesaplarda merkezkaç, lase ve fren kuvvetleri gibi hareketli yükten kaynaklanan diğer yükleme durumları da dikkate alınmıştır.

Bu tip köprülerin tabliye betonunun dökümünde önce açıklıktaki pozitif moment bölgelerinin betonu dökülmekte, bu bölgelerde dökülen beton prizini kazandıktan sonra ise negatif moment bölgelerindeki tabliye betonu dökülmektedir.

Sonuç olarak, Esenler Viyadüğü üstyapısı mevcut altyapının deprem dayanımının yetersiz olması, yatay kurp yarıçapının çok düşük olması gibi nedenlerden ötürü daha hafif bir sistem olan çelik U kiriş ve yerinde dökme tabliyeli bir sistem olarak tasarlanmıştır. Burulma rijitliğinin daha fazla olması nedeniyle U kirişler I kirişlere tercih edilmiştir. Köprünün inşaatının Nisan 2013 tarihinde tamamlanması beklenmektedir.


Çelik Yapılar - Sayı: 35 - 2013/1
© 2014 - Turkish Constructional Steelwork Associaton