Akarsu kıvrımlarına yerleştirilen köprü kenar ayakları etrafında meydana gelen yerel oyulma derinliğinin araştırılması

Abstract

Akarsular üzerine inşaa edilen köprülerin yıkılma sebepleri, ayaklan etrafında meydana gelen yerel oyulmalar sonucu stabilitelerini kaybetmeleridir. Bu açıdan yerel oyulmaların tesbiti, köprülerin projelendirilmelerinde önemli bir yer tutmaktadır. Bugüne kadar bu konuda pek çok araştırma yapılmış, fakat kesin bir sonuç elde edilememiştir. Çünkü, doğrusal eksenli kanallarda yapılan çalışmalarda bile etkili parametre sayısı oldukça fazladır. Bu çalışmada sırasıyla şu işlemler yapılmıştır: 1. Doğrusal kanala yerleştirilen ayaklar etrafında meydana gelen yerel oyulmalar incelenmiş ve sonuçların daha önceki çalışmalarla uyum içinde olduğu görülmüştür. 2. Kıvrım taban topografyası çıkarılarak, sekonder akımın genel oyulmaya etkisi incelenmiştir. Ayrıca, akımdan dolayı oluşan taban topoğrafyasıyla yerel oyulmalar arasında çok yakın bir benzerlik olduğu tespit edilmiştir. 3. Kanal kıvrımında atak açılarının oyulmaya etkisi incelenerek, atak açısı çarpım katsayıları elde edilmiştir. Kıvamdaki oyulma derinliklerini bulmak için, doğrusal kanalda elde edilen oyulma derinliklerini, atak açısı çarpım katsayısıyla çarpmak yeterlidir. 4. Elde edilen rölatif oyulma derinliklerinin, diğer parametrelere göre daha etkin oldukları düşünülen, ayağın akıma dik genişliği, atak açısı ve kıvrım merkez açılarıyla ilişkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak,. Doğrusal kanalda kenara yerleştirilen ayaklardaki oyulma derinliklerinin, akım eksenine yerleştirilen ayaklardaki oyulma derinliklerinden, ayağın narinlik sayısına göre, dikdörtgen ayaklarda %29, oblonik ayaklarda ise %20 kadar daha büyük çıktığı belirlenmiştir.. Doğrusal kanalda atak açılan (oc<60°) olduğunda, dikdörtgen ayaklarda, narinlik sayısı arttıkça rölatif oyulma azalmakta, atak açılan (a>60°) olduğunda ise, narinlik sayısının rölatif oyulmaya etkisi ihmal edilebilir seviyede olmaktadır.. Tüm kanal boyunca kenar ayaklarda, narinlik sayısı n<2 olduğunda maksimum rölatif oyulma derinliği elde edilmekte, n>2 olduğunda ise, rölatif oyulma derinlikleri akım eksenindeki kadar olmaktadır. Buna cidar etkisinin sebep olduğu düşünülmektedir.. Pratik çözümlerde kıvrımlı kanalda merkez açısı, 9>60° için doğrusal kanal ekseninde elde edilen rölatif oyulma derinliklerinin, kıvrımın dış kenarındaki dikdörtgen ayaklarda 1.3, oblonik ayaklarda 1.25 ile, akım ekseninde her iki ayak tipi için de ~1.0 ile, kıvrımın iç kenarında ise, dikdörtgen ayaklarda 0.8 ile, oblonjk ayaklarda,, 0.77 ile, cidar etkisinin olduğu bölgelerde de, dikdörtgen ayaklarda 1.50 ile, oblonik ayaklarda 1.40 çarpmak gerekmektedir.