Tekil Kazık ve Grup Kazıkların Oyulmaya Karşı Taban Koruma Sistemlerinin Nümerik Modelleme Yöntemiyle İncelenmesi

Abstract

Su içine veya su üzerinden geçiş için yapılan yapılarda taşıyıcı sistem olarak kazıklar ve ayaklar kullanılmaktadır. Bu yapıların tasarımı sürecinde, akım ortamı ile etkileşimini doğru tarif edebilmek tasarımın doğruluğu açısında önem taşımaktadır. Yanlış tasarım sonrasında doğru uygulama olsa dahi yapının çevresel koşulların etkisi altındaki durumu doğru ön görülmediğinden yapılarda hasarlar meydana gelmektedir. Yanlış tasarım yapılarak projelendirilmiş kazık taşıyıcı sisteme sahip yapıların hasarı, bilhassa etrafında meydana gelecek oyulma paterni ve oyulma derinliği sebebiyle olasıdır. Yapısal hasarlar önemli ekonomik zararlara neden oldukları gibi ek olarak dolaylı zararlara da neden olurlar. Yapılan çalışmalarda ağır hasar gören veya yıkılan köprülerinde hasar nedenlerinin çoğu kazık çevresindeki oyulmalardan kaynaklandığı görülmektedir. Su içindeki yapı etrafındaki oyulma mekanizması su yapıları mühendisliğinde önemli bir çalışma alanıdır. Oyulmanın önlenebilmesi için kazık çevresinde ve kazık yakınındaki tabanda akım karakteri iyi bir şekilde anlaşılmalıdır. Bu çalışmada üç farklı kazık sistemi,(tekil, ikili ve üçlü grup) akıntı etkisi altında hesaplamalı akışkanlar dinamiği metodu kullanılarak OpenFOAM çözücüsü yardımıyla incelenmiştir. Yapılan çalışmalarda yapıların çevresindeki taban kayma gerilmesi değerleri hesaplanmış ve koruma yapısı olarak kullanılabilecek taş boyutları ve gerekli koruma alanı hesaplanmıştır. Çalışılan ortam şartları ve taşıyıcı yük kapasiteleri göz önüne alınarak incelendiğinde ikili kazık grubunun tekil kazık ve üçlü gruptan hidrodinamik anlamda daha verimli olduğu bulunmuştur. Çevresindeki 120 m 2 'lik bir alanda oyulma riski hesaplanmıştır.