Köprülerde deneysel modal analiz uygulamaları

Abstract

Deneysel modal analiz son 30 yıldır çeşitli araştırmacılar tarafından yapısal sistemlerin durum tespiti/izlemesi ve hasar tanılaması amacıyla kullanılmaktadır. Ölçüm ve analizlerin tekniğine uygun olarak tasarlanıp uygulanması durumunda bu teknik ile yapısal bir sistemin dinamik özellikleri (frekanslar, sönüm oranları ve modal şekilleri) kestirilebilmektedir. Sistemde oluşacak herhangi bir hasarın sistemin sıkılığını ve aynı zamanda dinamik özelliklerini değiştireceği gerçeğinden yola çıkılırsa, hasar öncesi ve sonrası dinamik özelliklerin izlenmesi sayesinde yapıda oluşan hasarlar tahribatsız bir biçimde tespit edilebilir. İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (İYTE), İnşaat Mühendisliği Bölümü’nde bir TÜBİTAK projesi kapsamında deneysel modal analiz tekniğinin kullanılması yönünde çalışmalar yapılmaktadır. Bu bildiri kapsamında deneysel modal analiz tekniklerinin köprülerin durum tespiti ve hasar tanılamasında ne şekilde uygulanabileceği konusunda kısa bir özet verilecek ve İYTE’de bugüne kadar öğrendiğimiz teknikleri uygulamada gösterebilmek amacı ile laboratuvarda imal, basitleştirilmiş bir köprü maketi üzerinde modal analiz teknikleri kullanılacak ve sonuçlar sergilenecektir. Ayrıca maket köprünün sonlu elemanlar modeli kurularak analiz ve deney sonuçları karşılaştırılacak ve sonuçlar irdelenecektir.

Experimental modal analysis is used by researchers for the purpose of condition assessment and damage detection of structural systems. If the experiment and analysis are performed accordingly, it is possible to identify the dynamic parameters of the systems such as natural frequencies, damping ratios and the modal vectors. Since any damage in the system changes the stiffness and at the same time dynamic parameters of the system, it is possible to detect and locate the damage in the system. System parameters should be identified before and after the damage for such an evaluation. Experimental modal analysis technique is under study in IYTE, Civil Engineering Department. Through the paper a limitedliterature survey will be presented in relation with the application of modal analysis techniques for condition assessment and damage detection of bridges. Also a simple bridge model will be tested and analyzed with techniques that we have acquired in IYTE up to now. In order to discuss the results of the modal analysis results, a finite element model of the model bridge will also provided.