2023 Kahramanmaraş, Hatay, Malatya ve Gaziantep Depremleri Dikkate Alınarak Diyarbakır Çüngüş Tarihi Taş Köprüsünün Sismik Çatlak Performansının Değerlendirilmesi

Tarihi yığma taş köprüler, inşa edildikleri dönemin mühendislik birikimini ve mimari mirasını günümüze taşıyan kritik altyapı elemanlarıdır. Etkin sismik kuşaklar üzerinde yer alan bu tür tarihi yapıların zaman içinde sürünme (sünme) mekanizmaları nedeniyle deformasyona uğraması ve şiddetli depremler altında sismik hasarlara maruz kalması, yapısal güvenlik açısından büyük bir risk oluşturmaktadır. Özellikle Türkiye sismik haritasına göre tehlikeli bir bölgede bulunan Diyarbakır'daki tarihi Çüngüş Köprüsü, Doğu Anadolu Fay Hattı üzerindeki konumu nedeniyle geçmişten günümüze çok sayıda sismik sarsıntıya maruz kalmıştır. Bu bağlamda, tarihi taş kemer köprülerin zaman bağımlı zamansal oturma davranışlarının ve ardışık şiddetli depremler altındaki sismik çatlak performanslarının üç boyutlu ayrık elemanlar yöntemiyle modellenerek analizi, literatürdeki önemli bir araştırma ihtiyacına yanıt vermektedir.

Çalışmanın temel amacı, 18. yüzyılda Osmanlı Dönemi'nde inşa edilen tek açıklıklı Diyarbakır Çüngüş Tarihi Taş Köprüsü'nün 500 yıllık uzun süreli sürünme oturması davranışını ve 2023 Kahramanmaraş, Hatay, Malatya ile Gaziantep merkezli 10 farklı yakın fay depremi altındaki sismik yanıtını incelemektir. Bu doğrultuda, sonlu farklar yöntemine dayalı FLAC3D yazılımı kullanılarak yapının üç boyutlu ayrık eleman modeli oluşturulmuştur. Köprünün kemer bölümünde 2.672 adet taş blok ayrı ayrı modellenmiş, taş elemanlar arasındaki arayüzeylere özel normal stiffness (kn) ve kayma stiffness (ks) etkileşim parametreleri tanımlanmıştır. Zaman bağımlı kalıcı deformasyonların incelenmesinde literatürde tarihi köprüler için daha önce kullanılmamış olan Burger-Creep visko-plastik malzeme modeli tercih edilmiştir. Sismik analizlerde ise dalga yansımalarını önlemek amacıyla serbest alan (free-field) ve sessiz (quiet) sınır koşulları ile özel histerezis sönümleme katsayıları dikkate alınmıştır.

Yapılan 500 yıllık zaman bağımlı sürünme analizleri sonuçunda, köprünün en çok deformasyona ve hasara uğrayan kısmının kemer bölümü olduğu tespit edilmiştir. Özellikle 1973 ile 2173 yılları arasında kemer orta noktasında yaklaşık 5 mm düzeyinde belirgin bir oturma artışı gözlenirken, 2173 yılından sonra oturma değerlerinin kararlı bir seyre ulaştığı belirlenmiştir. 10 farklı yakın fay deprem kaydı altında gerçekleştirilen non-lineer sismik analizler ise 2023 Kahramanmaraş, Hatay, Malatya ve Gaziantep depremlerinin köprünün sismik güvenlik davranışını önemli ölçüde değiştirdiğini ortaya koymuştur. En büyük düşey deplasman ve en kritik sismik çatlaklar, 25,604 mm düşey yer değiştirme değeriyle Case 1 (Pazarcık1, Kahramanmaraş M7.7) depremi altında kemer açıklığının orta bölümünde meydana gelmiştir. Elbistan (24,382 mm) ve Nurdağı1 (23,30 mm) depremlerinde de benzer şekilde kemer merkezinde yoğunlaşan kritik çatlaklar gözlemlenmiştir.

Elde edilen bulgular, tarihi yığma taş kemer köprülerde en kritik yapısal elemanın kemer orta noktası olduğunu ve deprem sarsıntıları sırasında en yüksek eğilme ile çatlak oluşumlarının bu bölgede meydana geldiğini göstermektedir. Burger-Creep malzeme modelinin zamana bağlı oturma tahminlerindeki başarısı ile serbest alan ve sessiz sınır koşullarının sismik dalga yansımalarını engelleyen gerçekçi yaklaşımı, tarihi kargir yapıların restorasyon ve güçlendirme projelerine doğrudan katkı sağlamaktadır. Yazar, Doğu Anadolu Fay Hattı üzerindeki bu tür yapılarda 2023 depremleri sonrasında oluşan sismik çatlakların ve düşey deplasmanların dikkate alınması gerektiğini vurgulamaktadır. Bu çalışma, ayrık elemanlar yöntemi ve özel arayüzey stiffness parametrelerinin tarihi köprü analizlerindeki bütünleşik kullanımını göstererek gelecekteki sismik değerlendirme ve restorasyon araştırmalarına kapsamlı bir altlık sunmaktadır.