Öngerilmeli Beton Kirişlerdeki Hasarın Kaynakları

Öngerilmeli beton kirişlerdeki hasarın gözlemlenen hasar kaynakları, Çizelge 3.3’te gösterildiği şekilde sınıflandırılmaktadır.

Çizelge 3.3 : Gözlemlenen hasarın kaynakları. Hasar Kaynağı Açıklama Temsili Şekil(ler) Gözlemlenen Köprüler

I Ağır vasıtanın çarpması

Şekil 3.1 ile Şekil 3.5 arasındaki şekiller A,C,J-P&LV II Çevresel Tehlike/Eskime; dönme-çözüme ve suyun neden olduğu hasarlar dâhil

Şekil 3.6

Şekil 3.7 A,E,F,G,H,N&LV

III Yapım hatası veya önceki

onarımla ilgili kötü uygulama - H&LV

IV Montajla ilgili yapım hatası Şekil 3.8 C&E

V Kötü bakım uygulaması Şekil 3.7

Şekil 3.8 A,C,E,F,H&LV

VI Yapım hatası Şekil 3.9 LV

VII

Yükle ilgili hasar (darbe dışında); doğal afetlerin

etkileri dahil

Şekil 3.12

Şekil 3.13 E

VIII Doğal afet ve yangın gibi

olağan dışı olaylar Şekil 3.10

Araç darbesi hasarı (Kaynak I) köprü seçimi için esas oluşturuyor. 16 Temmuz 2008 tarihi itibarıyla, Bölge 11’de sadece 18 köprü araç darbesinden dolayı önemli hasar görmüştür; bunların 7 tanesi öngerilmeli beton yapılardı. Darbe hasarı, araştırılan köprülerde gözlemlenmiş olan önemli kesit ve güçlendirme kaybından (Şekil 3.1) köprü güçlendirmesinde önemsiz ‘sıyrık’ işaretlerine (Şekil 3.2) kadar uzanmaktadır.

Şekil 3.1 : Araç darbesinden kaynaklanan AASHTO kirişinde kesit kaybı.

Şekil 3.2 : Hafif araç darbesinden kaynaklanan sıyrılma (PennDOT ve Harries 2006) Şekil 3.3’te ise I kirişlerinde darbeden dolayı meydana gelmiş hasarlar görünmektedir. Burada kopmuş halatların yakın plan görünümünü ve darbeden kaynaklanan uzunlamasına çatlamaların plan görünümünü göstermektedir. Şekil 3.4’te ise araç darbesi sonucu halat kopmasını göstermektedir.

a) b)

c)

a) Kiriş güçlendirmesinde hasar yakın plan görünümü. b) Kopmuş halatların yakın plan görünümü.

c) Darbeden kaynaklanan uzunlamasına çatlamanın yakın plan görünümü. Şekil 3.3 : I-kirişinde darbe hasarı (PennDOT).

Şekil 3.4 : Araç darbesi sonucu ortaya çıkan ve kesilen halat. (Lake View Drive Köprüsü, Harries 2006)

Darbe parçalanmaya neden olabilmekte ve genellikle halatların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Feldman vd. (1996), yan darbe soncunda genel olarak meydana gelen bir hasar tipini tespit etmiştir. Darbe, Şekil 3.5’te gösterildiği gibi dış (veya alın) kirişte burulmanın yarattığı bir kesme çatlamasına neden olmaktadır. Bu çalışma için gözden geçirilmiş olan Köprü P’de (Şekil 3.5) bu tip hasar gözlemlenmiştir

Şekil 3.5 : Çarpışma sonucunda araç darbesi.

Gözlemlenen en yaygın hasar kaynağı, çevresel tehlike’den, yapının normal olarak yıpranmasından ve yetersiz bakımdan (Kaynak II) kaynaklanmaktadır. Yol tuzunun kullanılmasından kaynaklanan klorür müdahalesi ise en önemli çevresel etken durumundadır. Köprü yüzeyindeki klorür yüklü su, damlalık şeritlerinin mevcut olmadığı köprü platformunu, köprünün yanlarını ve güçlendirme kısımlarını etkilemektedir (Şekil 3.6).

a) b)

a) Bitişik kutu kesitli kirişin dış yüzünden aşağı akan su (Harries 2006). b) Bitişik kutu kesitli kirişler arasında su sızıntısı (PennDOT).

Şekil 3.6 : Bitişik kutu kirişlerin üzerindeki su.

a) b) a) Tıkanmış platform giderinden kaynaklanan su birikintisi. b) Üstyapıyı etkileyen suya neden olan hasarlı gider sistemi.

Şekil 3.7 : Öngörülemeyen kaynaklardan gelen su.

Uygun olmayan güçlendirme veya onarım uygulamaları hasar başlatabilir (Kaynak III). Örneğin, bitişik betondan daha düşük klorür içeriğine sahip olan bir beton yama, yama arabiriminde bir lokal korozyon hücresi oluşumuna yol açarak ek klorür yükü olmasa bile (çünkü klorür iyonları eski betondan yamanın içine göçerler) bu bölgede korozyonun hızlanmasına neden olur. Bu hasar kaynağı, yamalı platformlarda en sık görülenidir. Köprü güçlendirmesiyle ilgili bir başka hasar kaynağı (IV), bir bariyer korkuluk sisteminin konulduğu ve orijinal cıvatalı bağlantı yerlerinin yamanmadığı yerlerdir. Bu, Şekil 3.8’de görüldüğü gibi lokal kabarmaya neden olabilir. Ayrıca, yeni korkuluk montajının (Şekil 3.8a) bir halatı delerek geçmesi veya gelecekte kabarma yaratması olasılığı da göz ardı edilemez.

a) b)

a) Sorijinal ataşmanda pullanma ve gelecekte yeni ataşmanda hasar. b) Yüzeyde yamanmamış delikler halatların ortaya çıkmasıyla sonuçlanır. Şekil 3.8 : Bariyer desteklerinin yerlerinin değişmesinin halatlarda yarattığı hasar.

Yetersiz bakım uygulamaları bir ana hasar kaynağı olarak nitelendirilemez; ne var ki, bunlar mevcut hasarı daha da kötüleştirebilirler (Kaynak V). Tıkanan gider sistemleri, görünür duruma gelen halatlar, yamanmadan kalan beton ve tıkanmış drenaj delikleri, bunların hepsi daha fazla hasar meydana gelmeden giderilmesi gereken bakım sorunlarıdır. Örneğin, Lake View Drive Köprüsünün bitişik kutu kesitli kirişlerindeki drenaj delikleri (Harries 2006), kiriş boşluklarında önemli su birikmesinin kanıtladığı gibi açık bir şekilde tıkanmıştır. Bu dâhili su, yukarıdan aşağıya doğru kiriş güçlendirmesinin klorür oranını etkileyebilir ve kirişe hesaba katılmamış bir sabit yük ekleyebilir.

Đnşaat hatası (Kaynak VI), eğer düzeltilmezse köprü hasarıyla sonuçlanabilir. Ufak tefek hatalar, diğer hasar kaynaklarının yarattığı bozulmayı kötüleştirebilirler. Örneğin, Şekil 3.9 ’da, Lake View Drive Köprüsündeki bazı halatların öngörülen 3.81 cm (1.5 inç) ‘lik paspayının sadece yarısına sahip olduklarını göstermektedir. Böyle yanlış yerleştirme, çeliğin klorür müdahalesine karşı daha az korunmasına neden olur ve kabarmayı artırır.

a)Yetersiz paspayı. b) Halatlar arasında değişken aralık. Şekil 3.9 : Yeterli paspayı olmayan ve halatlar arasında mesafenin değişken olduğu

kiriş (Lake View Drive Köprüsü. Harries 2006).

Köprülür, aşırı yükten (Kaynak VII) veya olağan dışı olaylardan (Kaynak VIII) hasar görebilirler. Böyle yükler, aşırı yüklü veya aşırı boyutlu araçlardan veya sismik etkiler dâhil olmak üzere doğal olaylardan (Şekil 3.10a) veya sellerden kaynaklanabilir.

Genel olarak, selin taşıdığı molozun yarattığı hasar araç darbesinin yarattığı hasara benzeyecek, fakat köprü derinliğinin herhangi bir yerinde görülebilecektir. Bu çalışmada, böyle hiçbir hasar ele alınmamaktadır. Köprüler, yangın sonucunda da

hasar görebilirler (Şekil 3.10b). Bu tür hasarın niteliği nedeniyle, yangından etkilenen köprüler her vaka için özel olarak değerlendirilmelidir. Yangın hasarı, bu çalışmanın kapsamı dışında kalmaktadır.

a) Deprem (FEMA). b) Yangın (SIKA Corporatice). Şekil 3.10 : Ekstrem olaylar.