Pamukkale University Journal of Engineering Sciences (Dec 2018)
199+325 çelik demiryolu köprüsünün sistem tanımlama çalışmaları ve kalibre sonlu elemanlar modelinin oluşturulması
Abstract
Ülkemizde bulunan demiryolu köprüleri TCDD tarafından işletilen demiryolu ağlarının en önemli bağlantı ve geçit noktalarını oluşturmakta ve bu köprülerin büyük bir kısmı 100 yılı aşkın süredir hizmet vermektedir. Bu köprüler diğer köprülere kıyasla (karayolu, yolu köprüleri) daha ağır yüklere ve köprünün dinamik özelliklerini değiştirebilen etkilere maruz kalmaktadır. Bu sebeplerden dolayı demiryolu köprülerinin TCDD tarafından rutin olarak gerçekleştirilen bakım ve onarım çalışmaları önem arz etmektedir. TCDD tarafından gerçekleştirilen umumi ve periyodik kontrol yöntemleri, gözleme dayanan ve tekniği uygulayan kişilerin deneyimine bağlı yöntemlerdir. Bu yüzden bu çalışmalarda hata yapma olasılığı fazla olup gizli hasarların tespit edilmesi de güç olmaktadır. Titreşim tabanlı yapı sağlığının izlenmesi yöntemleri gözleme dayalı olarak yapılan demiryolu köprülerinin bakım ve onarım çalışmaları için daha nesnel bir değerlendirme yöntemidir. Bu çalışma Uşak il sınırında bulunan ve TCDD tarafından işletilen 199+325 çelik demiryolu köprüsünün yerinde yapılan deneysel çalışmalar ile modal parametrelerinin tahmin edilmesini ve köprünün referans sayısal modelinin geliştirilmesi çalışmalarını içermektedir. Köprünün dinamik tepkisi 2 farklı ortam sıcaklığında ve ortamsal titreşim koşulları altında 4 farklı deney kurulumu ile ölçülmüştür. Modal parametreler ise 2 farklı sadece-çıktı tabanlı sistem tanımlama yöntemi kullanılarak tahmin edilmiştir. Bunlardan ilki İyileştirilmiş Frekans Tanım Alanında Ayrıştırma (Enhanced Frequency Domain Decomposition, EFDD) ikincisi ise Veri Tabanlı Stokastik Altalan Tanımlama (Data-driven Stochastic Subspace Identification, SSI-DATA) yöntemleridir. İki farklı sıcaklık koşulunda elde edilen sonuçlar, modal parametre tahmin sonuçlarındaki sıcaklık değişiminin etkilerini değerlendirmek için karşılaştırılmıştır. Köprünün başlangıç sonlu elemanlar modeli Matlab tabanlı FEDEASLab sonlu elemanlar programı kullanılarak oluşturulmuş ve deneme-yanılma yöntemi ile kalibrasyonu gerçekleştirilmiştir. Böylece köprünün mevcut durumunu yansıtan referans bir sayısal model oluşturulmuştur. Bu model ileride sonlu elemanlar modeli güncelleme tabanlı hasar tespitinde kullanılabilecektir.
