Bernold Sheet – Levha Kaplama

Öncelikle belirtmek isterim ki bu yazıyı yazmak için çok fazla araştırma yaptım. Tabiki bunca araştırma sonucunda oldukça yararlı bilgilere ulaştım. Bu bilgileri elimden geldiğince aktarmaya çalışacağım..

Yapımına başlanmadan önce açılacak olan kazı alanının üzerine gelecek olan yük miktarları hesaplanarak buna uygun biçimde destekleme elemanları tasarlanirlar. Destekleme elemanları daha önceki yazılarımda da belirttiğim üzere 1. destekleme sistemleri ve 2. destekleme sistemleri olarak ayrılabilir. Ancak bu yazımızda bahsedeceğimiz destekleme elemanı bu sınıflardan bağımsız olarak tünel içsel gerilmesine bağlı olmaksızın tünelin kazı alanına etki eden yük miktarına bağlı olarak hesaplanır ve dizayn edilir.

Tünellerde gözlemlenen fiziksel bir gerçeğe göre tünel iksası üzerine etki eden basınç “Pi” büyüklüğü derinlik basıncı olarak da tanımlanan θZ=ฯ H dan daima küçüktür. Bu tanımlamaya göre θZ içsel sürtünme açısı ve ฯ H yogunluga bağlı yükseklik olarak tanımlanır bu tanımlamaya göre de aşırı zayıf zeminlerde tünel içine etki eden kuvvet kemerlenme olgusunu taşımadıgı için tünel üzerindeki örtünün tünele doğrudan etki ettiği düşünülebilir (hidrostatik basınçlar Aynen geçerlidir.).

Bu bilgiler ışığında aşırı zayıf zeminlerden, killi zeminlerin türüne bağlı olarak şişerek hacim kazanması bu suretle de mutlak olmayan bir yük artış oluşturmasına sebebiyet vermektedir.

Bernold sheet tasarımları bu bilgiler ışığında ve tünel içi basınçların hesaplanması sonucunda tasarlanmaktadır.

 

şekil 1.1

Şekil 1.1 de tasarlanmış olan bernold tip 3 açılma paftasını görmektesiniz. Tasarımda dikkat edilmesi gereken husus birincil destekleme sistemlerinin üst yarı alt yarı ve ters Kemer inverti olarak tasarlanmış olmasıdır. Bu proje mevcut zemin şartları gözetilerek hazırlanmıştır. Başka projeler de ters kemer inverte gerek görülmeyebilinir. Proje basitçe tabanda 240’lık iksa ayaklarda kafes iksa ve üst alt yarıda 200’lük iksa konulacak şekilde tasarlanmıştır. Burada uygulama iksalar arası bernold sheet donatısının kaynaklanması nedeniyle sisteme bu isim verilmiştir.

şekil 1.2
Şekil 1.2 de iksa montaj açılım paftası bulunmaktadır. Öncelikle taban 240’lık iksalarının montajı sağlanmakta, sonrasında kafes iksa montajları ve nihayetinde 200’lük üst yarı iksa montajı yapılarak aralarına bernold sheet montajı yapılmaktadır.

şekil 1.3
Şekil 1.3 de görülen ek donatı imalatıdır taban kemer bernold iksalari üzerine bağlanan kafes iksalarin önünde yeralırlar ve bu donatı kiriş vazifesi de görmektedir.

şekil 1.4
Şekil 1.4 Proje Bernold sheet uygulaması sonrasında uygulanacak kemer betonu tarif etmektedir.

Bernold Sheet

Bernold Levha sistemleri, tünel inşaatlarında kullanılan bir destekleme sistemidir ve dalgalı bir yapıya sahip olan Bernold saçlarından üretilir. Bu saçlar, farklı boyutlarda ve dalgalanma türlerinde üretilebilirler. Levhalar, uygun iksaların arasına kaynakla monte edilir ve üst üste bindirilerek sağlamlaştırılır. Beton döşeme yapısına uygun olarak tasarlanırlar ve her dalgalanmayı örtecek şekilde yerleştirilirler. Levhalar, zeminle arasındaki boşluğun betonla doldurulmasıyla rijit ve sürekli bir kemerlenme sağlarlar.

Altyarı Ters Kemer Montajı

Bernold Levha kaplama işlemi diğer destekleme yöntemlerine göre daha farklı bir süreç gerektiriyor. Öncelikle, birincil destekleme kabuk kaplaması inşa edildikten sonra kemerde ve kenar ayaklarda basınç etkisi artıyor ve bu etkiyi yenecek zemin kitleleri tabanda rijit hareket etmeyebiliyor. Bu nedenle, Bernold Levha kaplama işlemi alt yarıdan başlayarak yapılıyor. Bu işlem sırasında kullanılan iksa destekleme elemanları genellikle HEB 400 profillerinden oluşuyor ve zeminde mesafe tutucu işbanlar ile Topoğraf kontrolünde montajlanıyor. İksaların oluşturduğu raund aralıklarına Bernould levhaları birbiri üzerine bindirerek ve kaynakla montajlanıyor. Gerektiğinde çapraz demirler de kullanılıyor. İksaların ağırlıkları ve birbirlerine göre yerleştirme konumları farklı olduğundan, İksa montajı işleri makineler ile yapılıyor, oldukça zor olan imalat montaj sürelerinin değişkenlik göstermesine neden oluyor.

 
 
 

Ek imalat Kirişlerin Montajı

Alt yarıdan üst yarıya geçişte kullanılan ek imalat kirişleri, iksaların ayak birleşim noktalarındaki büküm açısına uygun olmayışı ve kenar ayaklarda artan basınç etkisini karşılamak için tasarlanmıştır. Kafes iksaların donatı gibi davranması da dikkate alınarak kiriş donatıları projesine uygun olarak yerinde imal edilmiş ve beton dökümü işlemi tamamlanmıştır. Bu sayede kafes iksalar arasında sürekli bir çalışma sağlanmış ve düzlem eğrileri oluşturulabilmiştir. Önemli bir detay olan bindirme boylarına ve süreklilik esaslarına dikkat edilmesi ise, imalatın güvenilirliği açısından son derece önemlidir.

 

Üstyarı Kemer Montajı

 

Projesine göre, Bernold Sheet’in üst yarısında ve alt yarısında benzer bir uygulama kullanılarak, aralıklarla konulan iksaların aralarına levhaların ve işban demirlerinin kaynatılması işlemi gerçekleştirilir. İmalat süreci devam ederken, levhaların kaynatılması kısım kısım beton doldurma işlemi ile birlikte yapılır. Ancak, betonun iksalar üzerinde istenmeyen ani yük artışlarına neden olmasını engellemek için kısım kısım dökülmesi tercih edilir.

Bu süreç, birbirini tamamlayan bir dizi işlemdir ve işin hızını artırmak ve işin devamlılığını sağlamak için önemlidir. Beton öncelikle omuzlara kadar ve tek taraflı olmaması koşuluyla belli bir mesafede dökülür. Daha sonra, eksene kadar olan kısımın betonu tamamlanır. Eksende hava boşluğu kalmaması için kelepçeli veya flaşlı boru eksene kaynatılarak beton basma işlemi gerçekleştirilir.

Parçalı Destekleme Amaçlı Bernold Sheet Montajı

Tünel ilerleme yönünde etki yükü dağılımı zemin şartlarına göre ani değişiklik gösterdiği durumlarda etkinin ilerlemesini durdurmak ve deformasyon etkilerini azaltmak amacı uygulanabilir. Ring yapısı bileziğe benzer kavrama şekli ile iç kemeri kuvvetlendirici etkiye sahiptir. Asli görevi üzerine binen yükün homojen dağılımını sağlamaktır.

.

 
 
 

Bernold Levha sistemleri, tünellerdeki destekleme sistemlerinde önemli bir inovasyon olmuştur. Bu sistemler, yükü çevresel olmaktan çıkartarak çok yönlü dağıtımını sağlayarak, tünel dayanımı ve yük dağılımında çığır açmıştır. Bernold Levhaları destekleme sistemleri, farklı yönlü çevresel kuvvetlere karşı koyabilen, eşit yük dağılımı sağlayan özellikleri ile tüneldeki deformasyon hareketlerinin izlenmesi ve kontrol edilmesinde önemli bir rol oynarlar. Tüm tünel yükünü taşıyabilecek kapasitede olmaları nedeniyle, tünel kaplama betonu imalatı öncesinde devam eden deformasyonların etkilerini minimize edebilir ve tünelin kullanım ömrünü uzatabilirler. Bernold Levha sistemleri, zemin cinsine bağlı olarak geliştirilen kazı destekleme sistemlerinden farklı olarak, tüm çevresel kuvvetlere aynı anda karşı koyarak eşit yük dağılımı sağlayarak tünelin dayanımını arttırır. Bu nedenle, Bernold Levha sistemleri, zayıf zeminli tünel inşaatları için önemli bir destekleme seçeneği olabilir.

Bir Cevap Yazın

5 Comments

  1. Elinize sağlık güzel bir yazı olmuş. Bu yöntem çok ilgimi çekti, konu ile alakalı yapım aşamalarını ayrıntılı anlatan bir yazınız var mı yada ulaşabileceğim link vs?

    1. İlginiz için teşekkürler. Yazı oldukça açık. Detay konusunda merak ettikleriniz cevaplamaya çalışırım. Konuyla alakalı başka bir yazı yönlendiremeyecegim.

      1. 1. destek ile Bernold Sheet destek arasındaki mesafe ne kadar olmalıdır. Anladığım kadarıyla 1.kazı destek üstyarı,altyarı invert bittikden sonra Bernold Sheet imalatına başlanıyor. Bu arada deformasyona açık kalıyor sistem. Bu sistemin kazı/destek sıralamasını merak ettim.

        1. Bu bahis tünel deformasyon durumuna göre değişiklik gösterir. Çamlıca tünellerin de deformasyon oluşumu başladı müteakip uygulamaya geçilmiş ve kalıcı beton kaplaması yapılamayacağı için bernoluld yöntemi ile kalıcı kaplama oluşturulmuştur. Ancak yine bu yöntem ile yapılan Küçüksu atık su tunellerinde tünel birincil kazı desteklemesi ile arasında 8 raund ile birlikte gitmekteydi. Bulon imalatı sonrasında bernoult imalatı 1. Kazı destekleme ile birlikte aynaya yakın süreklilik devam etmekteydi. Buradaki asıl amaç 1. Desteklemenin yetersiz olması nedeni ile desteklemenin güçlendirmesi amacı taşımaktaydı. Bernoluld üstünde kalıcı kaplama projesine uygun biçimde yapılmıştır.