Çelik Halat ve Kablo Sistemi Tasarımı
Çelik halatlar ve kablolar, gerilmeli taşıyıcı sistemlerde (asma köprü askı elemanları, eğik kablo askılı köprüler, germe çatılar, kablo destekli strüktürler, ön gerilmeli tel demetleri) eksenel...
1. Tanım ve Sistem Tipleri
1.1 Çelik Halat ve Kablo Türleri
Çelik gerilme elemanları, TS EN 1993-1-11:2006 Madde 1.2 ve Tablo 1.1'e göre üç ana gruba ayrılır:
Tablo 1: Çelik Halat ve Kablo Türleri
| Grup | Ana Gerilme Elemanı | Ürün Tipi | Tipik Kullanım |
|---|---|---|---|
| A | Çubuk / Baget | Çekme çubuğu, ön gerilme çubuğu | Bracing, çerçeve çaprazı, kafes üst başlık germe |
| B | Yuvarlak tel | Spiral halat, kilitli sarımlı halat, helisel sarımlı halat | Asma köprü ana kablosu, kablo net, anten germe |
| C | Yuvarlak tel | Paralel tel demeti (PWS), paralel strand demeti (PTB), 7-telli strand demeti | Eğik askılı köprü stay kablosu, büyük açıklıklı köprü |
Tablo 2: Çelik Halat ve Kablo Türleri
| Ürün Tipi | Yapısal Özellik | Kullanım Alanı | E (kN/mm²) |
|---|---|---|---|
| Demetlenmiş spiral tel (wire strand) | Paralel veya helisel teller | Asma köprü ana kablosu | 160–170 |
| Çelik halat (wire rope, 6×19, 6×37) | Helisel, çok kademeli sarım | Kaldırma, kablo net | 70–100* |
| Kilitli sarımlı halat (locked coil rope) | Dış katmanlar Z/H profilli tel | Köprü askısı, tram zaman hatları | 140–165 |
| Paralel tel demeti (PWS/PTB) | Paralel yüksek dayanımlı teller | Stay kablo, uzun açıklık | 190–200 |
| HDPE kılıflı stay kablo | PTB/strand + HDPE + mum + Zn kaplama | Köprü piylon bağlantısı | 190–195 |
*Halatların efektif elastisite modülü, yük altında tel dizilişinin açılması nedeniyle malzeme E modülünden önemli ölçüde düşük kalır; tasarımda test edilen değer esas alınmalıdır (TS EN 1993-1-11 Madde 3.2.2).
Saha Notu: Türkiye'de eğik kablo askılı köprülerde (Nissibi Köprüsü, Adıyaman; Köseköy — Gebze Köprüleri) HDPE kılıflı PTB stay kablolar tercih edilmekte; halat (wire rope) sistemi yalnızca kablo net mimarisinde ve geçici germe uygulamalarında kullanılmaktadır. Yavuz Sultan Selim Köprüsü'nde 1960 MPa sınıfı çelik teller içeren 176 adet eğik askı kablosu kullanılmıştır.
Dikkat: Türkiye'de EN 1993-1-11'in yerel adaptasyonu TS EN 1993-1-11:2006 (TSE Ankara) olarak yayımlanmıştır. Türkiye Ulusal Eki (TR-NA) değerleri henüz resmi olarak yayımlanmamış olup EN'nin tavsiye edilen değerleri esas alınmaktadır.
1.2 Tipik Malzeme Özellikleri
Tablo 3: Tipik Malzeme Özellikleri
| Malzeme / Sınıf | (MPa) | (MPa) | E (kN/mm²) | Notlar |
|---|---|---|---|---|
| 1570 sınıfı yuvarlak tel | 1570 | 1330 | 195–200 | TS EN 10138-3, yapısal kablo |
| 1670 sınıfı yuvarlak tel | 1670 | 1420 | 195–200 | TS EN 10138-3 |
| 1770 sınıfı yuvarlak tel | 1770 | 1500 | 195–200 | TS EN 10138-3 |
| 1860 sınıfı 7-telli strand | 1860 | 1580 | 190–195 | TS EN 10138-3, stay kablo yaygın |
| 1960 sınıfı 7-telli strand | 1960 | 1660 | 190–195 | Yavuz Sultan Selim'de kullanılan sınıf |
| Spiral/kilitli sarımlı halat | 1570–1770 | — | 70–165* | TS EN 12385-10 |
Termal genleşme katsayısı: (TS EN 1993-1-11 Madde 3.4).
Saha Notu: Türkiye'de çelik tel imalatçıları 1770 MPa sınıfını yaygın stok tutmaktadır. 1860 MPa sınıfı stay kablolar için özel üretim veya Avrupalı/Kore kaynaklı tedarik gerekmektedir. Yerel depolama koşullarında nem ve tuz hasarına dikkat edilmelidir.
Halat tipi (Spiral Strand 0.5-50MN, Locked Coil 10-100MN, Parallel Wire 50-500MN); ön gerilme σd ≤ 0.45fyk; sagging f = wL²/(8H); dinamik frekans + galloping kontrolü; conical anchor/swaged/clamp anchorage; periyodik muayene (EN 1993-1-11 / EN 12385).
Spiral strand, locked coil (kilitli halka, su geçirmez), parallel wire (HDPE jacket) ve multi-strand kompozit enine kesit; conical anchor (en yüksek dayanım), swaged terminal, U-bolt clamp anchorage; kablo sagging eğrisi, dinamik mod ve PE/HDPE korozyon koruma katmanları.
2. Tasarım İlkeleri
2.1 Çekme Dayanımı Kontrolü (ULS)
Tasarım çekme dayanımı aşağıdaki formülle hesaplanır (TS EN 1993-1-11:2006 Madde 5.2.1):
Tablo 4: Notasyon ve Semboller
| Sembol | Açıklama | Birim |
|---|---|---|
| Karakteristik kopma dayanımı (tel gerilmesi) | N/mm² | |
| Minimum metalik kesit alanı (net tel alanı) | mm² | |
| Kısmi güvenlik katsayısı (TS EN 1993-1-11 Madde 5.2) | — |
değerleri:
- Monotonik statik yükleme: (standart değer)
- Yorulma ve dinamik: (arttırılmış değer)
Kontrol koşulu:
Saha Notu: Türkiye'de köprü projelerinde yaygın kullanımdadır. Ancak deprem bölgelerinde (TBDY 2018 DTS=1 ve DTS=2 bölgeler) dinamik kablo kuvvetleri nedeniyle değerinin kullanımı tercih edilmelidir.
Dikkat: Kablo "net metalik alanı" (), üreticinin teknik kataloğunda verilir; nominal dış çap üzerinden hesaplanan geometrik alan değil, gerçek tel metalik kesit alanıdır. Bu iki değer birbirinden önemli ölçüde farklı olabilir.
2.2 Kullanım Gerilmesi Sınırı (SLS)
Servis yükü altında (Serviceability Limit State) maksimum kablo gerilmesi (TS EN 1993-1-11:2006 Madde 5.2.3):
Tipik değerleri:
- Sabit yük altında (permanent loads only):
- Toplam yük altında (permanent + variable):
Tablo 5: Kullanım Gerilmesi Sınırı (SLS)
| Yük Durumu | Açıklama | |
|---|---|---|
| Yalnızca sürekli yük (G) | 0,45 | Ön gerilme kaybı dahil |
| Sürekli + hareketli yük (G+Q) | 0,55 | Standart servis durumu |
| Montaj durumu | 0,60 | Geçici durum ( ile) |
| Kazara durum (deprem, patlama) | 0,80 | ile |
3. Geometrik Nonlineerlik — Kablosallık Etkisi
3.1 Kablo Katılık Matrisi
Yatay yük altında salınım yapan eğri bir kablo, geometrik nonlineerlik nedeniyle kirişten farklı davranır. Efektif elastisite modülü Ernst formülü ile verilir (TS EN 1993-1-11:2006 Madde 5.4; Ernst, 1965):
Tablo 6: Notasyon ve Semboller
| Sembol | Açıklama | Birim |
|---|---|---|
| Malzeme elastisite modülü | N/mm² | |
| Kablo birim ağırlığı | N/mm³ | |
| Kablo yatay projeksiyon uzunluğu | mm | |
| Kablo çekme kuvveti (anlık) | N | |
| Metalik enkesit alanı | mm² |
Örnek: 1770 MPa, , , , :
Bu örnekte sapma çok küçüktür; uzun kablolarda () , 'nin %30–50'sine kadar düşebilir.
Saha Notu: Türkiye'de 300 m üzeri açıklıklı eğik kablo köprü projelerinde (Osmangazi, Yavuz Sultan Selim) dinamik analiz yazılımlarında (SAP2000, ANSYS) Ernst modülü otomatik hesaplanmaktadır. Ancak küçük açıklıklı germe çatılarda () alınabilir.
Dikkat: Kablo kuvveti arttıkça , 'ye yaklaşır. Ön gerilme kuvveti yetersiz seçilirse ciddi biçimde düşer ve yapısal rijitlik öngörülenden çok düşük çıkar.
4. Yorulma Kontrolü
Sürekli dinamik yük altındaki kablo sistemleri (yol köprüleri, raylı sistem köprüleri, rüzgar etkisine açık sistemler) için yorulma kontrolü zorunludur (TS EN 1993-1-9:2005 + TS EN 1993-1-11:2006 Madde 5.3):
Tablo 7: Notasyon ve Semboller
| Sembol | Açıklama |
|---|---|
| Yorulma yükü kısmi faktörü: 1,00 (normal) | |
| Eşdeğer sabit genlikli gerilme aralığı ( çevrim bazında) | |
| Detay kategorisi referans dayanım değeri (MPa, çevrimde) | |
| Malzeme kısmi faktörü: 1,00–1,35 (hasar toleransına göre) |
Tablo 8: Yorulma Kontrolü
| Kablo Tipi | Bölge | (MPa) |
|---|---|---|
| Demetlenmiş paralel tel (PWS) — orta bölge | — | 205 ± 5 |
| Demetlenmiş paralel strand (PBS) — orta bölge | — | 195 ± 5 |
| Spiral halat — orta bölge | Ankraj dışı | 150 ± 10 |
| Kilitli sarımlı halat — orta bölge | Ankraj dışı | 160 ± 10 |
| Asma köprü askısı — ankraj bölgesi | Kritik | 71 |
| PWS/PBS — ankraj bölgesi | Kritik | 150 |
Saha Notu: Türkiye'de köprülerin yorulma yükü tanımı için KGM Teknik Şartnamesi'nin yanı sıra EN 1991-2 (TS EN 1991-2:2009) trafik modelleri kullanılmaktadır. Raylı sistem köprülerinde (Marmaray bağlantı köprüleri gibi) sefer frekansı ve aks yükü yorulma diyagramı girdisi olarak dikkate alınmalıdır.
Dikkat: Yağmur-rüzgar (rain-wind) kaynaklı kablo titreşimi düşük değerleriyle çok sayıda çevrim oluşturur. Bu çevrimler göz ardı edilirse yorulma ömrü tahminleri aşırı optimist kalır. Titreşim söndürücü (damper) tasarımı yapılmamışsa gerçekçi bir yorulma değerlendirmesi yapılamaz.
5. Ankraj ve Bağlantı Tasarımı
5.1 Uç Ankraj Tipleri
Tablo 9: Uç Ankraj Tipleri
| Ankraj Tipi | Kullanım | Teknik Özellik | Etkinlik |
|---|---|---|---|
| Konik soket (conical socket) | Halat uçları, yüksek yük | Döküm dolgu (kurşun, çinko, epoksi) | ≥ 0,90 × |
| Masif soket / swaged soket | İnce halatlar, düşük yük | Presleme ile | ≥ 0,85 × |
| Dövme başlık (forged head) | PTB, paralel strand demeti | Yüksek verimlilik, sabit soket | ≥ 0,95 × |
| Kama ankrajı (wedge type) | Post-tensioning çubuğu | Tek kullanımlık | ≥ 0,95 × |
| Vidali uç (threaded end) | Grup A çubuklar | Germe kabiliyeti | ≥ 0,90 × |
Etkinlik katsayısı: EN 12385-10 Ek B'ye göre, konik soket ankrajlarda kopma yükü gerçek halat kopma yükünün ≥ 0,90 katı olmalıdır. Türkiye'de köprü projelerinde bu değer proje başında onaylı üretici test sertifikası ile doğrulanmaktadır.
5.2 Çift Varlık (Redundancy) ve Değiştirilebilirlik
TS EN 1993-1-11:2006 Madde 2.3 uyarınca kablo sistemleri değiştirilebilir (replaceable) olarak tasarlanmalıdır. Her kablo bireysel değiştirilebilirliği sağlayacak şekilde detaylandırılır. Kablo kayıp durumu kaza tasarım senaryosu (accidental design situation) olarak modellenmelidir (, ).
Saha Notu: 2024 yılı itibarıyla KGM bünyesindeki köprü bakım direktiflerinde kablo izleme sistemleri (frekans ölçümü ile kablo kuvveti takibi, akıllı sensor) kurulması zorunlu hâle getirilmektedir. Yavuz Sultan Selim Köprüsü'nde 176 stay kablonun tümü için gerçek zamanlı izleme sistemi mevcuttur.
6. Sehim Hesabı
6.1 Parabola Kablo Sehimi
Üniform yük (kN/m) altında, açıklıklı kablo için orta nokta sehimi (TS EN 1993-1-11:2006 Madde 5.4; Irvine, 1981):
Yatay kablo kuvveti:
Kablo uzunluğu (parabola yaklaşımı):
Pratik tasarımda ilk iki terim yeterli hassasiyeti sağlar. Sehim oranı kontrolü: (pratik sınır, rijitlik için).
Sehim oranı kısıtı:
- → Yük altında aşırı deformasyon, ciddi biçimde düşer
- → Kablo kapasitesi verimsiz, geometrik stiffness azalır
6.2 Sehim Oranına Göre Kapasite ve Değişimi
Tablo 10: Sehim Oranına Göre Kapasite ve Değişimi
| (yaklaşık) | Kablo Etkinliği | Yorum | |
|---|---|---|---|
| 1/100 | ≈ 0,99 | Çok düşük | Germe az; ek ön gerilme gerekli |
| 1/50 | ≈ 0,97 | Düşük | Yük artışıyla hızlı rijitleşir |
| 1/20 | ≈ 0,85 | Orta | Genel germe çatı kullanımı |
| 1/10 | ≈ 0,65 | Yüksek | Optimum yük taşıma dengesi |
| 1/5 | ≈ 0,35 | Çok yüksek | Esneme problemi — pratik sınır aşılıyor |
6.3 Termal Uzama Etkisi
Uzun kablolarda ısıl genleşme kritik önem taşır (TS EN 1993-1-11:2006 Madde 3.4):
Türkiye'de köprü tasarımında kullanılır. uzunluğunda bir stay kablo için:
Bu 96 mm boyca değişim, ön gerilme kaybı ve ankraj hareketi ile birleşince yapısal analizde önemli sekonder etkiler yaratabilir.
Saha Notu: İç Anadolu'da −25°C / +45°C, Ege ve Marmara'da −10°C / +40°C tasarım aralığı esas alınır. Bu değerler TS EN 1991-1-5 (Termal Etkiler) ile uyumludur.
7. Korozyon Koruma
7.1 Ortam Sınıflandırması
Çelik tel ve kablo yüzeyleri için korozyon ortamı, EN ISO 12944-2:2018'e göre sınıflandırılır:
Tablo 11: Ortam Sınıflandırması
| Kategori | Ortam Tanımı | Türkiye Örneği | Kaplama Gereksinimi |
|---|---|---|---|
| C1 | Çok düşük — ısıtmalı kapalı alan | İç mekân ofis yapısı | Galvanizleme yeterli |
| C2 | Düşük — kirlilik az, kıyıdan uzak iç | Orta Anadolu step bölge | Epoksi + galvaniz |
| C3 | Orta — kentsel / orta kirlilik | İstanbul karayolu geçiş köprüleri | Duplex kaplama |
| C4 | Yüksek — sanayi, orta tuzluluk kıyı | Körfez kıyısı (İzmit, İzmir) | HDPE + Zn kaplama |
| C5-M | Çok yüksek — deniz ortamı | Boğaz köprüleri, açık deniz | 3 katmanlı: Zn + mum + HDPE |
Osmangazi Köprüsü (İzmit Körfezi) ve Yavuz Sultan Selim Köprüsü (Boğaz) stay kabloları C5-M kategorisine girmekte; HDPE kılıf + mum dolgu + çinko kaplama (190–350 g/m²) üçlü koruma sistemi uygulanmaktadır.
Saha Notu: Türkiye'nin Ege ve Akdeniz kıyılarında deniz tuzu spreyi (aerosol) koruma kategorisini C4'ten C5-M'ye yükseltebilir. Tasarımcılar sahil şeridinden 1 km içindeki projelerde sahaya özgü korozyon testi yaptırmalıdır (EN ISO 9223 atmosferik korozivite ölçümü).
8. Aeroelastik (Rüzgar Kaynaklı Titreşim) Kontrolü
8.1 Rüzgar Yükü Referansı
Türkiye'de köprü ve büyük açıklıklı yapılarda rüzgar yükü TS EN 1991-1-4:2010 esas alınır. TS EN 1991-1-4 Ek E, vorteks titreşimi (vortex-induced vibration — VIV) ve diğer aeroelastik etkilere ilişkin kılavuz bilgi verir.
Kritik rüzgar hızı (vorteks akımı için):
Tablo 12: Notasyon ve Semboller
| Sembol | Açıklama |
|---|---|
| Rüzgar yönüne dik 1. mod titreşim frekansı (Hz) | |
| Kablo dış çapı (m) | |
| Strouhal sayısı (yuvarlak kesit için ≈ 0,20) |
8.2 Titreşim Tipleri ve Önlemler
Tablo 13: Titreşim Tipleri ve Önlemler
| Titreşim Türü | Mekanizma | Risk Koşulu | Önlem |
|---|---|---|---|
| Vorteks kaynaklı (VIV) | Ardışık girdap akımları | Düşük rüzgar, uzun kablo | Viskoz sönümleyici, helisel sarım |
| Galloping | Aerodinamik kararsızlık | Buzlanma (buz birikimi) | HDPE yüzey geometrisi, spiral çıkıntı |
| Yağmur-rüzgar | Yağmur damlası + rüzgar | Islak kablo, belirli açı | Spiral çıkıntılı HDPE kılıf |
| Wake galloping | Paralel kablo etkileşimi | İkiz kablo sistemi | Kablo aralığı kontrolü, araç bağlantısı |
| Parametrik rezonans | Tabliye titreşimi + kablo | Uzun stay kablolar | Damper ekleme, germe ayarı |
Türkiye için tipik temel rüzgar hızı : İstanbul Boğazı çevresi ≈ 26–30 m/s (TS EN 1991-1-4 Ek Türkiye haritası).
Saha Notu: Yavuz Sultan Selim Köprüsü 170 km/h (≈47 m/s) rüzgara dayanıklı tasarlanmıştır. İstanbul'da son 40 yıldaki en yüksek ölçülen rüzgar hızı 130 km/h (~36 m/s) olup tasarım güvenlik marjı yeterlidir.
Dikkat: Aeroelastik analiz, köprü ve büyük açıklıklı kablo sistemlerinde zorunlu olmakla birlikte küçük açıklıklı germe çatılarında (kablo uzunluğu < 30 m) genellikle ihmal edilebilir. Karar kriterleri TS EN 1991-1-4 Ek E'de verilmiştir.
9. Türkiye Saha Koşulları ve Yasal Çerçeve
9.1 Yasal Dayanak
Kablo sistemli taşıyıcı yapıların Türkiye'de inşası şu yasal/düzenleyici çerçeve kapsamındadır:
- 3194 sayılı İmar Kanunu: Yapı ruhsatı ve onay süreci
- 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun: Büyük köprüler doğrudan kapsam dışı olsa da tasarım onayı Bakanlık onayına tabidir
- 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu: Kablo montaj çalışmalarında iskele ve erişim güvenliği
- KGM Teknik Şartnamesi: Köprü kablo sistemleri, malzeme özellikleri, test prosedürleri ve izleme sistemleri
- TBDY 2018: Deprem etkisi hesabı — Türkiye'de her köprü projesi deprem analizine tabidir
9.2 Deprem Etkisi
TBDY 2018 köprülere doğrudan uygulanmamaktadır (TBDY binalar içindir); ancak köprü deprem analizi için temel yer hareketi parametreleri (AFAD tehlike haritası, PGA değerleri) TBDY 2018 bölüm 2'deki yöntemle belirlenir. Köprüler için TS EN 1998-2:2005 esas alınır.
Tablo 14: Deprem Etkisi
| Parametre | Değer | Kaynak |
|---|---|---|
| Konum | İzmit Körfezi (Kuzey Anadolu Fayı üzeri) | — |
| Tasarım depremi (DD-2) | 475 yıl dönüş periyodu | TBDY 2018 Tablo 3.1 |
| Yakın fay mesafesi | < 5 km | — |
| Depreme karşı strateji | İzolasyon, serbest sallanan kule | Japon müh. çözümü |
10. Tasarım Akış Diyagramı
11. Türkiye Köprü Örnekleri
12. Örnek Problemler
Problem 1 — Kolay
Verilen:
- Eksenel çekme kuvveti (ULS):
- Çelik sınıfı: 1770 MPa wire strand (TS EN 10138-3)
- Tasarım ömrü: 50 yıl, statik yük dominant ()
İstenen: Gerekli minimum metalik kesit alanı ve dayanım kontrolü
Çözüm:
Adım 1 — Gerekli metalik alan:
Adım 2 — Ürün seçimi:
TS EN 10138-3:2000 kataloguna göre: 1770 MPa sınıfı, →
Adım 3 — Dayanım kontrolü (ULS):
Kullanım oranı: 1200 / 1298 = 0,92 (%92)
Adım 4 — SLS gerilme kontrolü:
Servis yükü:
İzin verilen: → 808 < 973 → UYGUN
Sonuç: 1770 MPa sınıfı, wire strand yeterlidir.
Kontrol: ULS kullanım oranı %92 — makul aralık (60–95 arası idealdir).
Problem 2 — Orta
Verilen:
- Eğik kablo köprüsü stay kablosu
- Kablo yatay uzunluğu:
- Kablo tabliye yükü (üniform):
- Çelik: 1860 MPa strand, ,
- Birim ağırlık:
- Tasarım kablo kuvveti (ULS):
İstenen: (a) Parabola sehimi ve yatay bileşen kuvveti, (b) Ernst efektif elastisite modülü, (c) ULS dayanım kontrolü ()
Çözüm:
Adım 1 — Parabola sehimi:
Sehim oranı varsayılır →
Adım 2 — Kablo uzunluğu:
Adım 3 — Ernst hesabı:
180 m yatay uzunluğu için — ihmal edilebilir fark.
Adım 4 — ULS Dayanım Kontrolü:
→ UYGUN DEĞİL
Adım 5 — Kesit Artırımı:
TS EN 10138-3'ten sonraki standart boyut: seç:
Kullanım oranı: 2400 / 2480 = 0,97 (%97)
Sonuç: 1860 MPa, stay kablo seçilmiştir.
Kontrol: sınırı → sehim uygun; → güvenli.
Problem 3 — Zor
Verilen:
- Kablo uzunluğu: (ankrajdan ankraja)
- Kablo sınıfı: 1860 MPa PWS (paralel wire strand demeti)
- Metalik alan:
- Tasarım kablo kuvveti: (ULS)
- Yorulma yükü değişim aralığı: (trafik yükü döngüsü)
- Ankraj bölgesi detay sınıfı: (TS EN 1993-1-9 + EN 1993-1-11 Tablo 5.1)
- Tasarım ömrü: 100 yıl; günlük ağır taşıt geçişi: adet
- ; (hasar güvenli strateji)
İstenen: (a) ULS dayanım kontrolü, (b) SLS gerilme kontrolü, (c) Yorulma kontrolü, (d) Termal uzama kontrolü ()
Çözüm:
Adım 1 — ULS Dayanım Kontrolü:
→ UYGUN DEĞİL; büyütülmeli:
TS EN 10138-3'ten: seç:
Adım 2 — SLS Gerilme Kontrolü:
Adım 3 — Yorulma Kontrolü:
Gerilme aralığı (cycle başına):
100 yıllık çevrim sayısı:
Eşdeğer gerilme aralığı ( konservatif yaklaşım):
Yorulma kontrolü (TS EN 1993-1-9 Madde 6.5):
Yorulma kullanım oranı: %46 — Tasarım güvenli.
Adım 4 — Termal Uzama:
Bu 105 mm'lik uzama için ankrajda ayar sistemi (turnbuckle / hidrolik zımba) öngörülmelidir. TS EN 1993-1-11 Madde 2.3 gereğince ayarlanabilir (adjustable) ankraj sistemi kullanılmalıdır.
Sonuç: , 1860 MPa PWS → ULS, SLS ve Yorulma koşulları sağlanmıştır. Termal uzama için 106 mm ayar kapasiteli ankraj gereklidir.
Kontrol: ULS %97, SLS %87, Yorulma %46 — tüm sınır durumlar sağlanmış.
13. Sık Yapılan Hatalar
- Efektif modül ihmal edilmesi: Uzun kablolarda () Ernst hesabı yapılmadan sabit alınması, rijitliği %30–40 olduğundan fazla tahmin etmeye yol açar.
- Net metalik alan / nominal alan karışıklığı: Katalogdaki "nominal çap" üzerinden kesit alanı hesaplamak hatalıdır; her zaman üreticinin verdiği değeri kullanılmalıdır.
- Ankraj bölgesi yorulma detayının göz ardı edilmesi: Ankraj bölgesinde , serbest kablo bölgesine göre önemli ölçüde düşer (150 → 71 MPa). Yorulma hesabı ankraj için ayrıca yapılmalıdır.
- Termal etki ve montaj toleransı birleştirme hatası: Montaj boyunda ± tolerans ile termal uzama aynı anda kritik kombinasyonu oluşturabilir.
- Korozyon kategorisi hatalı seçimi: İstanbul Boğazı kıyısında C3 seçilmesi (doğrusu C5-M) — HDPE kılıf ve üçlü koruma sistemi ihmal edilir.
- Değiştirilebilirlik senaryosu eksikliği: TS EN 1993-1-11 Madde 2.3 gereği her kablo için bireysel değiştirme senaryosu modellenmeli; kazara yük kombinasyonu ile kontrol edilmelidir.
14. İlgili Makaleler
Tablo 15: İlgili Makaleler
| Referans | Açıklama |
|---|---|
| CE-034 | Yüksek Dayanımlı Bulon Ön Gerilme Hesabı |
| CE-035 | Çelik Köprü Tasarımına Giriş |
| CE-031 | Çelik Yorulma Hesabı |
| CE-009 | Ön Gerilmeli Beton Tasarımı |
| CE-022 | Çelik Yapı Bağlantı Hesabı |
15. Kaynaklar
- TS EN 1993-1-11:2006 — Çelik yapıların tasarımı — Bölüm 1-11: Ön yapımlı germe bileşenleri bulunan yapıların tasarımı. TSE, Ankara.
- TS EN 10138-3:2000 — Ön gerilme donatısı — Bölüm 3: Tel demetleri. TSE, Ankara.
- TS EN 12385-10:2003 — Çelik halatlar — Güvenlik — Bölüm 10: Yapısal ve genel amaçlı spiral halatlar. TSE, Ankara.
- TS EN 1993-1-9:2005 — Çelik yapıların tasarımı — Bölüm 1-9: Yorulma. TSE, Ankara.
- TS EN 1991-1-4:2010 — Yapılar üzerindeki etkiler — Bölüm 1-4: Genel etkiler — Rüzgar etkileri. TSE, Ankara.
- EN ISO 12944-2:2018 — Paints and varnishes — Corrosion protection of steel structures by protective paint systems — Part 2: Classification of environments.
- TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. 22/01/2018 tarih ve 2018/11275 sayılı Cumhurbaşkanlığı Kararı.
- Irvine, H.M. (1981) — Cable Structures. MIT Press, Cambridge MA.
- Gimsing, N.J. & Georgakis, C.T. (2012) — Cable Supported Bridges. 3rd ed., John Wiley & Sons.
- Ernst, H.J. (1965) — Der E-Modul von Seilen unter Berücksichtigung des Durchhanges. Der Bauingenieur, 40(2), 52–55.
- Soyluk, K. & Karaca, H. (2021) — Yakın-fay yer hareketi etkisindeki kablo-destekli köprülerin asinkronize dinamik analizi. Gazi Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Dergisi, 36(2), 727–742. DOI: 10.17341/gazimmfd.594282.
Kaynakça
- İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
- TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
- İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar
Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.
İlgili Hesaplama Araçları
Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:
Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.