Çelik Köprü Tasarımına Giriş

Türkiye Bağlamı: KGM (Karayolları Genel Müdürlüğü), Türkiye'deki tüm karayolu köprülerinin tasarım, yapım ve bakımından sorumludur. Hesap açıklığı ≥ 10 m olan köprüler KGM Köprü Proje Teknik Şartnamesi'ne tabidir. Temel tasarım standartları: TS EN 1990, TS EN 1991-2, TS EN 1993-2, TS EN 1994-2.

1. Çelik Köprü Sistem Tipleri

1.1 Açıklığa Göre Sistem Seçimi

Çelik köprü sisteminin seçimi, köprünün serbest açıklığına (L), trafik türüne ve geçilecek engelin niteliğine göre yapılır.

Tablo 1: Açıklığa Göre Sistem Seçimi

Saha Notu (Türkiye): KGM Sanat Yapıları Dairesi Başkanlığı, Türkiye'deki köprü projelerini onaylamakta ve tip projeleri yayımlamaktadır. Hesap açıklığı ≥ 10 m olan sanat yapıları KGM Köprü Proje Teknik Şartnamesi'ne göre projelendirilmelidir.

Dikkat: Sistem seçiminde açıklık uzunluğu tek kriter değildir; geçit altı yüksekliği (gabari), zemin koşulları, inşaat yöntemi ve estetik gereksinimler de belirleyicidir.

1.2 Ana Sistem Tipleri

Plak kirişli köprü (plate girder bridge):

• Kaynaklı I kesit ana kirişler (TS EN 1993-2 + TS EN 1993-1-5)
• Diafragmalar veya köprü kirişleri ile yanal stabilite
• Üst flanjda betonarme döşeme ile bileşik (kompozit) davranış
• Türkiye'de en yaygın karayolu köprüsü tipi

Kutu kirişli köprü (box girder bridge):

• Kapalı kesit → yüksek burulma rijitliği (özellikle eğrisel köprülerde avantajlı)
• İç erişim deliği zorunludur (bakım ve kontrol için)
• 50–250 m açıklık için ekonomik seçenek

Kablo destekli köprü (cable-stayed bridge):

• Kablo germe ile açıklık genişletilebilir
• Piyon (pylon) yüksekliği açıklığın ~1/5'i oranında
• Türkiye örneği: Yavuz Sultan Selim Köprüsü — 1.408 m ana açıklık, 59 m genişlik, 330 m kule yüksekliği

Asma köprü (suspension bridge):

• Ana taşıyıcılar: ana kablo ve asma kablo
• Türkiye örneği: Osmangazi Köprüsü (İzmit Körfezi) — 1.550 m ana açıklık, 252 m kule yüksekliği, 109.490 ton çelik kullanımı

Saha Notu (Türkiye): Osmangazi Köprüsü (2016) ve Yavuz Sultan Selim Köprüsü (2016), Türkiye'nin depremsellik ve coğrafi koşullarına yönelik özel geoteknik ve sismik tasarım içermektedir. Her iki köprüde de çelik tabliye segmentleri ülke dışında imal edilerek deniz yoluyla Türkiye'ye getirilmiştir.

2. Malzeme Özellikleri — Yapısal Çelik Sınıfları

2.1 TS EN 10025 Yapısal Çelik Sınıfları

Köprü çeliği TS EN 10025-2 kapsamında sınıflandırılır. Türkiye'de köprü projelerinde S355 ve S460 sınıfları yaygındır.

Tablo 2: TS EN 10025 Yapısal Çelik Sınıfları

Dikkat: Türkiye iklim koşullarında (özellikle İç Anadolu, Doğu Anadolu kış sıcaklıkları -30°C'ye ulaşabilir), köprü flanşlarında S355J2 veya S355M alt sınıfları tercih edilmelidir. -20°C darbe tokluğu garantisi sağlanmış olmalıdır. Boğaz köprüleri gibi kıyı (C4–C5 korozyon kategorisi) ortamlarında TS EN 10025-5 atmosferik korozyona dayanıklı çelikler (Cor-Ten tipi) değerlendirilebilir.

Saha Notu (Türkiye): Türkiye'de S355 çeliği uzun yıllardır DIN 17100 ST52 olarak da bilinmektedir (eşdeğer: EN 10025-2 S355JR). Yeni projelerde TSE belgeli TS EN 10025 uyumlu malzeme sertifikaları (EN 10204 Type 3.1) zorunludur.

3. Yük Modelleri (TS EN 1991-2:2003)

3.1 Karayolu Köprüleri — Trafik Yük Modelleri

TS EN 1991-2, dört standart yük modeli tanımlar. KGM Köprü Proje Teknik Şartnamesi bu modelleri Türkiye uygulaması için de geçerli kabul eder.

Tablo 3: Karayolu Köprüleri — Trafik Yük Modelleri

LM2 — Tek eksen yükü: 400 kN (tekerlekler arası 2{,}0 m) — yerel döşeme etkisi için kritik

LM3 — Özel araçlar: Sözleşme belgesi veya KGM onayına göre (özel ağır araç geçişleri)

LM4 — Kalabalık yayalar: 5 kN/m² (yaya köprüsü veya karma kullanım)

Saha Notu (Türkiye): KGM Karayolu Teknik Şartnamesi 2013 kapsamında köprü şeridi sayısı ve genişlikleri TS EN 1991-2 ile uyumlu olarak belirlenmektedir. Türkiye'de özel ağır araç geçişleri (askeri konvoy, özel taşıma) için LM3 parametreleri KGM'den özel onay gerektirmektedir.

3.2 Dinamik Büyütme (Impact Factor)

Karayolu köprüleri için dinamik büyütme katsayısı φ:

$$\Phi = 1 + \phi$$

TS EN 1991-2 Madde 4.6.1 kapsamında LM1 ve LM2 yük modelleri dinamik etkiyi zaten içermektedir (katsayı dahil). Yorulma değerlendirmesinde ise ayrıca $\phi_2$ dinamik büyütme faktörü kullanılır.

3.3 Yorulma Yük Modeli (FLM3)

Fatigue Load Model 3 (FLM3), kiriş yorulma kontrolü için standart tek araç modeli olup:

• Toplam ağırlık: 480 kN (4 × 120 kN eksen)
• Gerilme genliği katsayısı λ ile ölçeklenerek gerçek trafik eşdeğerine dönüştürülür
• Kiriş açıklığı ve trafik kategorisine göre hasar eşdeğerliği katsayısı $\lambda_i$ belirlenir

Referans: TS EN 1991-2:2003 Madde 4.6.4.

Dikkat: Türkiye'deki yüksek trafik yoğunluklu (TEM, E-5, Kuzey Marmara Otoyolu) köprüler için yorulma yük modeli parametreleri (özellikle trafik kategorisi N_obs) KGM tarafından belirlenmelidir. Standart varsayılan değerler yetersiz kalabilir.

4. Plak Kirişli Köprü — Temel Tasarım Adımları

4.1 Kiriş Yüksekliği Ön Boyutlandırma

TS EN 1993-2 Madde 6'ya ek olarak, Türkiye KGM uygulamalarında kullanılan ampirik oran:

$$h_{kiriş} \approx \frac{L}{20} \quad \text{(yol altı, optimum)} \qquad h \approx \frac{L}{15} \quad \text{(yol üstü)}$$

Bileşik köprü kesiti için efektif kiriş yüksekliği hesabında betonarme döşeme kalınlığı da hesaba katılır (TS EN 1994-2:2005 Madde 5.4).

4.2 Gövde Kesme Burkulması (TS EN 1993-1-5)

Gövde narinliği kontrol sınırı (TS EN 1993-1-5:2006 Madde 5.1):

$$\frac{h_w}{t_w} \leq \frac{72\varepsilon}{\eta}$$

burada $\eta = 1{,}20$ (TS EN 1993-1-5 Madde 5.1 önerilen değer) ve:

$$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_y}}$$

S355 çeliği için: $\varepsilon = \sqrt{235/355} = 0{,}814$

Stiffener (kaburgalama) gereksinimi, TS EN 1993-1-5:2006 Madde 5.1(2):

$$\frac{h_w}{t_w} > 31\varepsilon\sqrt{k_\tau}$$

Tablo 4: Gövde Kesme Burkulması (TS EN 1993-1-5)

Saha Notu (Türkiye): Türkiye'deki köprü projelerinde S355 çeliği için standart gövde narinliği $h_w/t_w \leq 120$ olarak uygulanmakla birlikte, stiffener gereksinimi çoğu plak kirişli köprüde kaçınılmazdır. Yeterli stiffener aralığı hesaplanmadan ihale bütçesi oluşturulmamalıdır.

4.3 Gövde Kesme Burkulma Dayanımı

TS EN 1993-1-5:2006 Madde 5.2 ve 5.4 kapsamında kesme burkulma dayanımı:

$$V_{b,Rd} = \frac{\chi_w \cdot f_{yw} \cdot h_w \cdot t_w}{\sqrt{3} \cdot \gamma_{M1}} + \frac{f_{yf} \cdot b_f \cdot t_f^2}{c \cdot \gamma_{M1}}$$

Gövde burkulma katsayısı:

$$\bar{\lambda}_w = \frac{h_w / t_w}{37{,}4 \varepsilon \sqrt{k_\tau}}$$

Kesme burkulma katsayısı $k_\tau$, stiffener aralığına bağlıdır:

$$k_\tau = 5{,}34 + \frac{4{,}00}{(a/h_w)^2} \quad \text{(TS EN 1993-1-5 Tablo A.3)}$$

Dikkat: Tek başına gövde dayanımı $V_{bw,Rd}$ genellikle toplamın %85–90'ını oluşturur. Flanş katkısı $V_{bf,Rd}$, yalnızca eğilme momentinin tam flanş kapasitesini kullanmadığı bölgelerde (genellikle mesnet bölgesi) aktive olur.

5. Yorulma Kontrolü (TS EN 1993-2 + TS EN 1993-1-9)

5.1 Eşdeğer Gerilme Aralığı

Yorulma, çelik köprülerde çoğunlukla boyutlandırıcı limit durumdur. Eşdeğer gerilme aralığı (TS EN 1993-2:2006 Madde 9.2):

$$\Delta\sigma_{E,2} = \phi_2 \cdot \lambda_i \cdot \Delta\sigma_p$$

Tablo 5: Notasyon ve Semboller

5.2 Detay Kategorileri — FAT Sınıfları

TS EN 1993-1-9:2005 Tablolar 8.1–8.10 kapsamında her bağlantı tipi için FAT sınıfı belirlenir. FAT numarası, 2×10⁶ çevrimde referans yorulma dayanımını (MPa) gösterir.

Tablo 6: Detay Kategorileri — FAT Sınıfları

Dikkat: Rijitleyici uçları FAT 56 ile köprü tasarımında en kritik detaydır. Rijitleyici ucu, çekme flanşından 10 mm'den fazla uzaklaştırılmamalıdır (TS EN 1993-2:2006 Madde 9.5.1). Türkiye saha uygulamalarında bu detayın göz ardı edilmesi yorulma çatlaklarının birincil nedeni olmaktadır.

Saha Notu (Türkiye): Yüksek trafik yoğunluklu Türkiye şehir köprülerinde (örn. İstanbul köprülü kavşaklar), yorulma değerlendirmesi için trafik sayımı verileri KGM Trafik Etüt Dairesi'nden alınmalıdır. Varsayılan Eurocode trafik kategorileri Türkiye için yetersiz kalabilir.

6. Dayanıklılık ve Korozyon Koruması

6.1 Türkiye Köprü Ortamı Korozyon Kategorileri

Tablo 7: Türkiye Köprü Ortamı Korozyon Kategorileri

6.2 Kaplama Gereksinimleri

Tipik koruyucu sistem: Kumlama (Sa 2½) + epoksi astar (2 kat, min. 80 μm/kat) + poliüretan son kat (1 kat, min. 60 μm) → TS EN ISO 12944-5 Sistem P6 veya P7 (≥ 25 yıl dayanıklılık hedefi).

6.3 Asgari Plak Kalınlıkları (Korozyon Payı Dahil)

TS EN 1993-2:2006 Madde 4.3 ve KGM Teknik Şartnamesi kapsamında:

$$\Delta t_c = 1{,}0\text{ mm} \quad \text{(C3 ortamı)} \qquad \Delta t_c = 2{,}0\text{ mm} \quad \text{(C4–C5 ortamı)}$$

Minimum plak kalınlıkları (korozyon payı dahil, köprü ortamı):

• Gövde: $t_w \geq 10\text{ mm}$ (C4 ortamı)
• Flanş: $t_f \geq 12\text{ mm}$
• Kapalı kesit (kutu kiriş) iç yüzey: $t \geq 8\text{ mm}$ + sızdırmazlık kaynağı

Saha Notu (Türkiye): Türkiye'de deniz kıyısı köprülerinde kaplama bakımı genellikle 10–12 yılda bir yenilenmektedir. KGM Köprü Bakım ve Onarım Şubesi Müdürlüğü, periyodik muayeneleri yürütmektedir. Bakım bütçelerinde kaplama yenileme maliyeti ihmal edilmemelidir.

7. Çelik-Beton Bileşik Kiriş (TS EN 1994-2:2005)

Üstte betonarme döşeme (C30/37 veya C35/45) ile altta çelik kiriş kombinasyonu; kayma bağlantı elemanları (shear connectors / headed studs) aracılığıyla bileşik (kompozit) davranış sağlar.

7.1 Bileşik Kesit Etkin Genişliği

Efektif genişlik (TS EN 1994-2:2005 Madde 5.4.1.2):

$$b_{eff} = b_0 + \sum b_{ei} \leq b_0 + \sum \frac{l_e}{8}$$

burada $l_e$ etkin mesafedir (açıklık uzunluğuna yakın değer), $b_0$ flanşların dış yüz arası mesafe.

7.2 Kayma Bağlayıcısı Tasarımı

Başlıklı çelik dübel (headed stud) dayanımı, TS EN 1994-2:2005 Madde 6.6.3.1 kapsamında:

$$P_{Rd} = \min\left(\frac{0{,}8 \cdot f_u \cdot \pi d^2/4}{\gamma_V}\;;\; \frac{0{,}29 \cdot \alpha \cdot d^2 \sqrt{f_{ck} \cdot E_{cm}}}{\gamma_V}\right)$$

burada $f_u$ çelik dübel çekme dayanımı (min. 450 MPa), $d$ dübel çapı, $\gamma_V = 1{,}25$.

Tablo 8: Kayma Bağlayıcısı Tasarımı

Dikkat: Dübel kaynak kalitesi yorulma dayanımını doğrudan etkiler (FAT 80). Üretim sınıfı EXC3 ve kaynak prosedür belgesi (WPS) zorunludur. TS EN ISO 14555 dübel kaynağı standardına uyum sağlanmalıdır.

8. Deprem Etkisi Altında Köprü Tasarımı (TBDY 2018)

8.1 TBDY 2018 Kapsamı ve Köprüler

TBDY 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018), Madde 1.1.1 kapsamında yeni yapılacak binalara uygulanır. Köprüler ise uluslararası pratikte Eurocode 8-2 (EN 1998-2) kapsamında değerlendirilmektedir. Ancak Türkiye'de köprüler için özel bir deprem yönetmeliği bulunmadığından TBDY 2018 ve KGM proje koşulları birlikte kullanılmaktadır.

Tablo 9: TBDY 2018 Kapsamı ve Köprüler

8.2 Deprem Yükü Kombinasyonu

Köprüler için deprem kombinasyonu (TS EN 1990:2002+A1 Tablo A2.4(B)):

$$E_d = \sum \gamma_{G,j} \cdot G_{k,j} + P + A_{Ed} + \sum \psi_{2,i} \cdot Q_{k,i}$$

burada $A_{Ed}$ tasarım deprem etkisi (TBDY 2018 veya EN 1998-2 kaynaklı).

Saha Notu (Türkiye): Türkiye'nin 1999 Marmara Depremi sonrasında yeniden değerlendirilen köprülerin önemli bir kısmı güçlendirme gerektirmiştir. Yeni köprü projelerinde KGM, zemin amplifikasyon analizini zorunlu tutmaktadır. Sıvılaşma riski olan alüvyon zeminlerde (delta bölgeleri: Gediz, Büyük Menderes, Kızılırmak) özel temel tasarımı gerekmektedir.

9. Tasarım Akış Diyagramı

10. Deplasman Sınırları (SLS)

Tablo 10: Deplasman Sınırları (SLS)

Dikkat: TS EN 1990:2002+A1 Ek A2 köprü yük kombinasyon katsayıları bina hesabından farklıdır. Tablo A2.4(B) kullanılmalıdır — bina kombinasyonları (Tablo A2.4(A)) hatalı sonuç verir.

11. Yük Kombinasyonları ve Güvenlik Katsayıları

Tablo 11: Yük Kombinasyonları ve Güvenlik Katsayıları

Dikkat: TS EN 1990 Ek A2, bina kombinasyon katsayılarından (Tablo A2.4(A)) farklıdır. Köprü tasarımında mutlaka Tablo A2.4(B) kullanılmalıdır.

12. İmalat ve Montaj Gereklilikleri

12.1 EN 1090-2 Uygulama Sınıfları

Tablo 12: EN 1090-2 Uygulama Sınıfları

Karayolu köprüsü ana kirişleri minimum EXC3, dinamik yükler altındaki ve kritik yorulma detayları EXC4 gerektirebilir.

12.2 Montaj Yöntemleri

Tablo 13: Montaj Yöntemleri

Saha Notu (Türkiye): Osmangazi Köprüsü güney yaklaşım viyadüğünde 22.500 tonluk tabliyenin itme-sürme operasyonu, dünyanın en büyük incremental launching uygulaması olarak kayıtlara girmiştir. Çelik köprü montajında 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu kapsamında zorunlu iş güvenliği planı hazırlanmalıdır.

13. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler:

• Karayolu köprüsü, tek açıklıklı, basit mesnetli
• Açıklık: L = 25 m
• Çelik: S355 ($f_y = 355\text{ N/mm}^2$)
• LM1 yükü: Şerit 1 tandem 300 kN/eksen
• Kiriş aralığı: s = 3{,}0 m

İstenen: Plak kiriş yüksekliğinin ön boyutlandırması ve gerekli moment kapasitesi.

Çözüm:

Adım 1: Kiriş yüksekliği tahmini (TS EN 1993-2 ampirik kural):

$$h \approx \frac{L}{20} = \frac{25.000}{20} = 1.250\text{ mm}$$

Adım 2: LM1 Şerit 1 tandem orta nokta momenti:

$$M_{tandem} \approx \frac{P \cdot L}{4} = \frac{300 \times 25}{4} = 1.875\text{ kN\cdot m}$$

Adım 3: Dağılı yük momenti (q_1 = 9 kN/m², şerit genişliği 3{,}0 m):

$$M_{distr} = \frac{q \cdot s \cdot L^2}{8} = \frac{9 \times 3{,}0 \times 625}{8} = 2.109\text{ kN\cdot m}$$

Adım 4: Tasarım momenti ULS (TS EN 1990 Tablo A2.4(B)):

$$M_{Ed} = 1{,}35 \times (M_{tandem} + M_{distr}) = 1{,}35 \times 3.984 = 5.378\text{ kN\cdot m}$$

Adım 5: Gerekli elastik kesit modülü:

$$W_{req} = \frac{M_{Ed}}{f_y} = \frac{5.378 \times 10^6}{355} = 15.148\text{ cm}^3$$

Sonuç: $W_{req} \approx 15.148\text{ cm}^3$ → Kaynaklı I kiriş (h ≈ 1.250 mm, b_f ≈ 400 mm, t_f ≈ 30 mm, t_w ≈ 14 mm) seçilir.

Kontrol: Seçilen kiriş $W_{el} > W_{req}$ sağlanmalı; gövde narinliği $h_w/t_w = (1250-60)/14 = 85 > 48{,}8$ → stiffener gerekli (TS EN 1993-1-5 Madde 5.1).

Problem 2 — Orta

Veriler:

• Bileşik plak kirişli köprü, basit mesnetli; L = 40 m, s = 2{,}5 m
• Çelik: S355, $f_y = 355\text{ N/mm}^2$, $f_u = 470\text{ MPa}$
• Betonarme döşeme: C30/37, $f_{ck} = 30\text{ MPa}$, $E_{cm} = 32.837\text{ MPa}$
• Döşeme kalınlığı: $h_s = 220\text{ mm}$
• Başlıklı dübel: d = 22 mm, $h_{sc} = 125\text{ mm}$, $f_u = 450\text{ MPa}$, $\gamma_V = 1{,}25$

İstenen: (a) Bileşik etkin genişlik, (b) Tek dübel dayanımı P_Rd, (c) Tam bileşik için minimum dübel sayısı (tek yarım açıklık)

Çözüm:

Adım 1: Bileşik efektif genişlik (TS EN 1994-2:2005 Madde 5.4.1.2):

$$b_{eff} = b_0 + 2 \times \frac{l_e}{8} = 2 \times \frac{40.000}{8} = 10.000\text{ mm}$$

Kiriş aralığı s = 2.500 mm sınırlandırır: $b_{eff} = \min(10.000;\; 2.500) = \mathbf{2.500\text{ mm}}$

Adım 2: Dübel dayanımı P_Rd:

Çelik kırılması:

$$P_{Rd,1} = \frac{0{,}8 \times 450 \times \pi \times 484/4}{1{,}25} = 109{,}5\text{ kN}$$

Beton itme ($\alpha = 1{,}0$ → $h_{sc}/d = 5{,}68 > 4$; $\sqrt{30 \times 32.837} = 992{,}9$):

$$P_{Rd,2} = \frac{0{,}29 \times 1{,}0 \times 484 \times 992{,}9}{1{,}25} = 111{,}6\text{ kN}$$ $$P_{Rd} = \min(109{,}5;\; 111{,}6) = \mathbf{109{,}5\text{ kN}}$$

Adım 3: Tam bileşik için gerekli dübel sayısı:

Beton baskı kuvveti: $N_c = 0{,}85 \times (30/1{,}5) \times (2500 \times 220) = 9.350\text{ kN}$

$$n = \frac{N_c}{P_{Rd}} = \frac{9.350}{109{,}5} = 85{,}4 \rightarrow \mathbf{n_{min} = 86\text{ dübel / yarım açıklık}}$$

Sonuç: d = 22 mm başlıklı dübel, tek yarım açıklık (20 m) için minimum 86 adet dübel gereklidir.

Kontrol: Boyuna aralık: $40.000/86 = 465\text{ mm}$; min $5d = 110\text{ mm}$, maks $6h_s = 1.320\text{ mm}$ — uygun.

Problem 3 — Zor

Veriler:

• Plak kirişli bileşik karayolu köprüsü, L = 60 m
• Çelik: S355J2, $f_y = 345\text{ MPa}$ (t = 40 mm flanş)
• Trafik kategorisi 1: $N_{obs} = 2{,}0 \times 10^6$ araç/yıl, $T_d = 100$ yıl
• Flanş-gövde kaynağı: FAT 80 (sürekli boyuna kaynak, çift taraflı)
• Yol profili: $\phi_2 = 1{,}10$; FLM3 nominal gerilme genliği: $\Delta\sigma_p = 76\text{ MPa}$
• Hasar eşdeğerliği: $\lambda_1 = 0{,}91$, $\lambda_2 = \lambda_3 = \lambda_4 = 1{,}00$
• $\gamma_{Mf} = 1{,}10$ (hasar tolerabilitesi: "kritik değil")

İstenen: Yorulma yeterlilik kontrolü — TS EN 1993-1-9:2005 + TS EN 1993-2:2006 Madde 9

Çözüm:

Adım 1: λ katsayısı (TS EN 1993-2:2006 Madde 9.5.2):

$$\lambda = \lambda_1 \cdot \lambda_2 \cdot \lambda_3 \cdot \lambda_4 = 0{,}91 \times 1{,}00 \times 1{,}00 \times 1{,}00 = 0{,}91$$

Adım 2: Eşdeğer gerilme aralığı (TS EN 1993-2:2006 Denklem 9.1):

$$\Delta\sigma_{E,2} = \phi_2 \cdot \lambda \cdot \Delta\sigma_p = 1{,}10 \times 0{,}91 \times 76 = 76{,}1\text{ MPa}$$

Adım 3: Yorulma dayanımı — FAT 80 sınıfı:

$$\Delta\sigma_c = 80\text{ MPa} \quad (N = 2 \times 10^6 \text{ çevrimde})$$

Adım 4: Yorulma yeterlilik kontrolü (TS EN 1993-1-9:2005 Madde 8 Denklem 8.1):

$$\gamma_{Ff} \cdot \Delta\sigma_{E,2} \leq \frac{\Delta\sigma_c}{\gamma_{Mf}}$$

Sol taraf: $1{,}00 \times 76{,}1 = 76{,}1\text{ MPa}$

Sağ taraf: $80/1{,}10 = 72{,}7\text{ MPa}$

Kontrol: $76{,}1\text{ MPa} > 72{,}7\text{ MPa}$ — KOŞUL SAĞLANMIYOR

Adım 5: Düzeltme — flanş kalınlığı $t_f = 40\text{ mm} \rightarrow 50\text{ mm}$ ve EXC4 kaynak (FAT 90):

$$\gamma_{Ff} \cdot \Delta\sigma_{E,2} = 1{,}00 \times 68{,}1\text{ MPa} \leq \frac{90}{1{,}10} = 81{,}8\text{ MPa} \quad \checkmark$$

Sonuç: Flanş kalınlığı t_f = 50 mm ve EXC4 kaynak kalitesi (FAT 90) ile yorulma kontrolü sağlanmaktadır.

Kontrol: Sonuç mantıklı — flanş kalınlaştıkça $\Delta\sigma_p$ azalır; FAT 90 detayı EXC4 sınıfı kaynak ile pratik çözümdür.

14. Sık Yapılan Hatalar

1. TS EN 1990 kombinasyon tablosu yanlış seçimi: Köprüler için Tablo A2.4(B) yerine bina kombinasyonu (A.2.4(A)) kullanılması — yük katsayılarında ciddi farklılığa yol açar.
2. Yorulma detay sınıfı ihmal: Stiffener uçlarını FAT 80 yerine FAT 56 olarak almayı unutmak ya da flanş-gövde kaynağını hatalı sınıflandırmak.
3. Gövde narinliği hesapta stiffener sayımı: Stiffener boşluğu hesabında (a/h_w) oranı yanlış alınarak k_τ değeri abartılması.
4. Bileşik genişlik aşımı: Efektif genişlik hesabında b_eff > kiriş aralığı alınması (TS EN 1994-2 Madde 5.4.1.2 sınırı aşılması).
5. Korozyon payı eklenmemesi: Özellikle C4–C5 ortamı köprülerinde t_w ve t_f hesabına Δt_c dahil edilmemesi.
6. Türkiye don derinliği göz ardı: Mesnet detaylarında ve temel derinliğinde don derinliği dikkate alınmaması (İç Anadolu: 80–100 cm).
7. Montaj oku unutulması: Çelik köprü kirişlerinde imalat camber (montaj oku) hesaplanmazsa, yük altında döşeme eğimi trafik güvenliğini tehdit eder.

15. İlgili Makaleler

Tablo 14: İlgili Makaleler

16. Kaynaklar

1. TS EN 1993-2:2006 — Çelik yapıların tasarımı — Bölüm 2: Çelik köprüler. TSE, Ankara.
2. TS EN 1991-2:2003 — Yapılara etkiyen yükler — Bölüm 2: Köprüler için trafik yükleri. TSE, Ankara.
3. TS EN 1994-2:2005 — Bileşik çelik-beton yapıların tasarımı — Bölüm 2: Köprüler. TSE, Ankara.
4. TS EN 1993-1-5:2006 — Plak elemanlar burkulması. TSE, Ankara.
5. TS EN 1993-1-9:2005 — Yorulma. TSE, Ankara.
6. TS EN 1990:2002+A1 — Yapısal tasarımın temeli — Ek A2: Köprüler. TSE, Ankara.
7. TS EN ISO 12944:2018 — Boyalar ve vernikler — Çelik yapıların korozyon koruması. TSE, Ankara.
8. TS EN 10025-2:2019 — Sıcak haddelenmiş yapısal çelik ürünler — Bölüm 2: Alaşımsız yapısal çelikler. TSE, Ankara.
9. TS EN 1090-2:2018 — Çelik ve alüminyum yapıların yürütülmesi — Bölüm 2: Çelik yapılar için teknik gerekler. TSE, Ankara.
10. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara.
11. KGM Karayolu Teknik Şartnamesi 2013 — Karayolları Genel Müdürlüğü, Ankara.
12. KGM Köprü Proje Teknik Şartnamesi — Sanat Yapıları, Köprüler ve Tüneller. Karayolları Genel Müdürlüğü.
13. Lebet, J.P. & Hirt, M.A. (2013) — Steel Bridges. EPFL Press, Lausanne.
14. SCI Publication P357 (2010) — Composite Highway Bridge Design: Worked Examples. Steel Construction Institute, Ascot.
15. European Commission (2012) — Bridge Design to Eurocodes: Worked Examples. JRC Technical Reports, Brussels.
16. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (2020) — 9th Edition. Washington D.C.

Kaynakça

1. İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
2. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
3. 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:

• Çelik Kolon Burkulma Hesaplama
• Çelik Kiriş Sehim Hesaplama
• Çelik Profil Ağırlığı Hesaplama

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.