Köprülerdeki Abutmentler: Tipleri ve Tasarımla İlgili Hususlar

Bu makaleyi okuduktan sonra köprülerdeki abutmentlerin çeşitleri ve tasarım konuları hakkında bilgi edineceksiniz.

Köprüler İçin Abutment Türleri:

Abutmentlerin yapımında tuğla veya taş duvar, kütle beton veya betonarme kullanılabilir. Genellikle otoyol köprülerinde kullanılan abutment tipleri, Şekil 19.2'de gösterilmiştir. Açık sal temellerinde, duvar veya kütle beton dayanakları yaygın olarak kullanılır ve bu tür bir yapının stabilitesi için ölü ağırlık sağlarlar.

Kazık sehpası abutmentleri, arka dolgunun abutmentler tarafından tutulmadığı ancak sehpanın boşluklarından dökülmesine izin verilen ve abutmentin önündeki eğimli dolgunun oluştuğu açık tip abutmentlerdir.

Eğimli dolgu, su akımlarından kaynaklanan hasarlardan tuğla ya da kaya döşemesi ile korunmaktadır. Bu tip abutmentler, kazıkların kaldırılması ve üst yapının desteklenmesi için üstte bir kazık başlığı sağlanması dışında özel bir yapıya ihtiyaç duyulmaması avantajına sahiptir. Kirin veya toprağın yataklara dökülen yaklaşmalardan korunmasını sağlamak için bir kir duvarının sağlanması gerekir.

Karşılık tipi dayanaklar, önünde bir yüzey levhası ile bağlanmış bazı sütunlara ya da karşı alanlara sahip kapalı tip dayanaklardır. Karşılıkların aralığı genellikle 2, 5 ila 3 metredir.

Abutmentlerin stabilitesi, tezgahlar arasında ve temel salının üstünde kendi ağırlığı ve arka dolgu malzemelerinin ağırlığı ile korunur. Açık sal veya kazık veya kuyu temeli bu tür abutmentler için uygundur.

Formasyon yüksekliğinin çok yüksek olduğu yerlerde RC kolonlu açık tip abutmentler (Şekil 19.2d) tercih edilir. Abutmentleri aşırı toprak basıncından arındırmak için, kazık sehpası abutmentlerinde olduğu gibi toprağın önünde dökülmesine izin verilir.

Sütunların aralıkları da, karşılık aralığının yani 2, 5 ila 3, 0 metreye az çok benzerdir. Kolonları birbirine bağlamak ve kapatma kirişinden sarkmak için yaklaşık 1, 5 ila 2, 5 metre derinliğinde bir perde duvar gereklidir.

Bu perdeleme duvarının işlevi, ek ücret, titreşim vb. Nedeniyle dayanağın hemen arkasındaki üst alandan hareket etmeyi önlemektir. Bu tip dayanaklar için gereken temeller kazık veya kuyu temelleridir. Sal temeli kayaya dayanıyorsa mümkün olabilir.

Açık tip abutmentin avantajı, kanat veya geri dönüş duvarlarının gerekli olmamasıdır, ve dezavantajı, bir su yolunun abutmentlerin önündeki eğimli bodrum tarafından kısıtlanmasıdır. Öte yandan, kapalı tip abutmentler toprak koruması için kanat duvarları veya dönüş duvarları gerektirir, ancak bu abutmentler açık tip abutmentlerden daha fazla su yolu sağlar.

Köprüler için Abutmentlerin Tasarımında Dikkat Edilecek Noktalar:

Dayanaklar aşağıdaki yüklere ve kuvvetlere maruz kalır:

i) Geri doldurma malzemelerinin abutmentler üzerindeki ağırlığı dahil olmak üzere abutmentlerin kendi ağırlığı.

ii) Üstyapıdaki ölü ve hareketli yük - gerginliği kontrol etmek için minimum hareketli yük ve maksimum sıkıştırmayı kontrol etmek için maksimum hareketli yük.

iii) Sıcaklık ve çekiş veya frenleme etkisi.

iv) Üst yapıdaki rüzgâr nedeniyle oluşan yatay kuvvet.

v) Köprü eğriyse merkezkaç kuvveti.

vi) Canlı yük ek ücret etkisi de dahil olmak üzere arkadaki aktif toprak basıncı. Tüm abutmentler, 1, 2 metre yüksekliğe eşdeğerde bir eşdeğer yük yükü için tasarlanacaktır.

vii) Sismik kuvvet.

Açık veya kontrplak tipi dayanak için kapak levhası, hem dikey hem de yatay yükler için tasarlanacaktır. Genellikle, dayanak başlıkları burkulma gerilmelerine maruz kalır ve uygun burkulma takviyesinin sağlanması gerekir.

Açık tip dayanaklar için kolonlar üzerindeki toprak basıncı, toprak kütlesini uygulayan basıncın kemer hareketini dikkate almalıdır. Bu etki için yemek yiyebilmek için, normal olarak bu gibi dayanma kolonları üzerindeki toprak basıncının yüzde 100 kadar bir artış olduğu varsayılmaktadır.

Abutmentlerin bir bütün olarak, bu abutmentler açık sallar üzerine kurulduğunda kayma ve devrilme açısından stabilitesini kontrol etmek çok önemlidir. Dayanakların yatay kuvvet nedeniyle kayma eğilimi VV dir, burada p. toprak ile temel tabanı arasındaki sürtünme katsayısı ve V, temel üzerindeki toplam dikey yüktür.

Arızaya karşı yeterli güvenlik faktörüne izin verilmelidir. H toplam yatay kayma kuvveti ve V toplam dikey yük olsun. İstikrar için,

Μ değeri tan θ = tan değerine eşittir. 20 ° 'dir. Benzer şekilde, abutmentlerin ayak parmağıyla ilgili bir bütün olarak devrilmelerine karşı yeterli güvenlik payı bulunmalıdır. Bu,

Kapalı tip yüksek dayanaklarda, duvarlardaki toplam toprak basıncı nispeten yüksek taraftadır ve bu nedenle, sadece baz sürtünmesi µV, dayanakların kaymasına dayanamayabilir. Bu gibi durumlarda, Şekil 19.3'te gösterilen kesme anahtarı kaymaya karşı direnci arttırmak için kullanılır. Makas anahtarının önündeki pasif toprak basıncı bu amaç için kullanılmıştır.

Bazı otoriteler pasif direncin, yatay alt dereceli reaksiyon modülü düşeyden 0, 7 kat daha fazla olacağı için hesaplanmasını önerir. Toprağın duvarların önünde sunduğu pasif direnç, iyi sıkıştırılmış bakir toprak olup olmadığı ve toprağın önündeki ovarak temizlenme ihtimalinin bulunmaması durumunda da yararlanılabilir.

Toprak basıncı teorisi ve yerçekimi tipi veya karşı tip duvarların tasarımı, Yapılar Teorisi hakkındaki herhangi bir kitapta bulunabilir ve bu nedenle burada tartışılmaz. Açık tip dayanaklar aşağıda belirtilen şekilde tasarlanabilir.

Ekran duvarları sütunların üzerinde süreklidir ve üstleri kapakla sabitlenmiştir. Bağlantının dibinde olması durumunda, duvarın basit bir şekilde desteklendiği varsayılabilir, ancak bazen taban hiçbir destek olmadan serbest kalır. Bu durumda, alt serbest konsol olarak kabul edilir.

Ekran duvarındaki toprak basıncı, destek koşulları dikkate alınarak her iki yöne dağıtılır. Sütunlar, toprak baskısı ve doğrudan itme ve bükülmeye maruz kalan üyelere benzer diğer kuvvetlerin neden olduğu düşey yükler ve momentlerle tasarlanmıştır. Temel sal, aşağıdaki toprak basıncı ile kolon desteklerinin üzerinde sürekli bir levhadır ve bu şekilde tasarlanabilir.

Sırt Dolgusunun Sismik Etkisi Abutmentler Üzerine:

Sismik bozulmalar sırasında, dayanakların arkasındaki arka dolgu malzemesi de titrer ve bu nedenle aşağıda detaylı olarak hesaplanabilecek artan toprak basıncı uygular. Sismik katsayılı deprem etkisine bağlı olarak, hem dayanak duvarı hem de arka dolgunun, tan ^-1 n _g'lık hayali bir deplasman olduğu varsayılır (bkz. Şekil 19.4) ve arka dolgunun birim ağırlığı çarpılarak arttırılır. faktörü ile

Her zamanki teoriyle yukarıdaki modifikasyonlarla hesaplanan toprak basıncı, dolgu maddelerinde sismik bozulma nedeniyle artan etki sağlar. Artan dünya basıncına ek olarak, abutmentin kendisi üzerindeki sismik etki normal şekilde düşünülmelidir.

Örnek Örnek 1:

Coulomb'un teorisine göre normal toprak basıncının yatay bileşenini ve arka dolgu üzerinde deprem etkisi olanı hesaplayın. Arka dolgu üzerindeki sismik etki göz önüne alındığında normal toprak basıncındaki artış yüzdesini bulun:

Bu nedenle, sismik etki nedeniyle, yatay toprak basıncının sismik katsayıların sırasıyla 0, 05 ve 0, 10 olduğu durumlarda yaklaşık yüzde 10 ve yüzde 20 arttığı belirtilmektedir.

Canlı Yük Ek Ücreti:

Abutmentler, 1, 2 metre yükseklikteki toprak dolgusuna eşdeğer bir canlı yük ek ücreti için tasarlanacaktır.

Ağız Delikler:

Kapalı tip abutmentlerde, abutmentlerin arkasında biriken suyu boşaltmak için yeterli sayıda ağlama deliği (Şekil 19.2) sağlanacaktır, aksi takdirde abutmentler üzerinde biriken su ile ilave yatay basınç uygulanacaktır. Kolay drenaj imkanı için ağlama delikleri dış taraftaki bir dipte yapılmalıdır.

Ağlama deliklerinin arkası, uygun boyutlarda, farklı boyutlarda filtre malzemeleriyle paketlenmeli ve korunmalıdır, daha büyük boyut duvarla temas etmemelidir, böylece arka dolgu malzemeleri ya da filtre malzemeleri ağlama deliklerinden çıkamaz. Ağlama deliklerinin boyutu 150 mm derinliğinde ve 75 mm genişliğinde olabilir ve aralık hem yatay hem de dikey yönde bir metreyi geçmemelidir.

Dolgu Malzemeleri:

Geri dolum mümkün olduğu kadar granül malzemeden yapılmalıdır. Granüler malzemeler yoksa kumlu topraklar veya kumlu siltler de kullanılabilir. Bu gibi tanecikli malzemelerin optimum nem içeriği 7 ila 10 arasında olacaktır.

Abutmentlerin tüm arka bölgesinde kullanılırsa, biriken suyun daha hızlı drenajına yardımcı olur ve bu şekilde ikinci şart önceki şartlardan daha iyidir. ağlama deliklerinin hemen arkasında yerel filtre malzemelerinin kullanılması.