Mühendislik Etiği Ders Notları, Etik Olay Örnekleri Ve Vize-Final Soruları
I. VAKA – CYPRESS STREET VİYADÜKLERİ
17 Ekim 1989’da Loma Prieta depremi San Francisco Körfezi bölgesini vurdu ve 12 milyar doların üzerinde hasara ve 64 kişinin hayatını kaybetmesine yol açtı. Kurbanların yarısından fazlası deprem sırasında Cypress Street Viyadüğü’ndeydi.
1949’da California, Oakland Şehri’ne hizmet edecek yeni bir otoyolun tasarımı başladı; 1957’de Nimitz Freeway veya I-880’in yapımı tamamlandı (Yashinsky, 1998). I-880’i, Cypress Street Viyadüğü olarak bilinen I-80’e bağlayan Nimitz Otoyolunun bir kısmı, güzargah başına beş şeritli ve zemin seviyesinde trafik akışı olan 2 km’lik iki katlı bir otoyoldu.
Cypress Street Viyadüğünün izlemesi gereken yol, köprünün belirli kısımlarının yumuşak çamur üzerine inşa edilmesine yol açtı; Alanın büyük bölümünde, ana kaya yüzeyin 150 m altında kalmıştır (Yashinsky, 1998). Köprü, tipik 80 metre yayılan çok hücreli takviyeli kutu kirişli yerinde dökme beton kullanılarak inşa edildi (Moehle, 1997).
İnşaat sırasında, Kaliforniya Eyaleti sismik kriterleri, ölü yükün 0.06 kat yanal kuvvetini tasarlamayı gerektiriyordu (Yashinsky, 1998). Daha sonraki yıllarda, hem inşaat hem de deprem mühendisliği teknolojisinde büyük bir ilerleme oldu ve yeni teknoloji mevcut olmasına rağmen, Cypress Street Viyadüğü, büyük ölçekli bir depreme dayanacak şekilde yeniden yapılandırılmıyordu.
San Fernando Vadisi’ndeki bir 1971 depreminden sonra, Kaliforniya Eyaleti, karayolları ve köprülerin depremlere karşı direncini arttırmak için iki aşamalı bir program başlattı: Aşama 1, yükseltilmiş yollar ile destek sütunları arasındaki bağlantıları güçlendirmeyi içeriyordu; Aşama 2, destek sütunlarının kendilerini güçlendirmekti (1989, 1989). Yapı 1977’de kablo tutucu ünitelerle donatılırken, Aşama 2 Viyadük üzerinde asla yapılmadı (Yashinsky, 1998).
Loma Prieta Depremi
17 Ekim 1989, saat 17: 04’te, Richter Ölçeğinde 7,1 olan şiddetli bir deprem, Oakland şehrini sarstı, milyarlarca dolarlık zarara ve 64 insanın ölümüne neden oldu. Deprem sırasında, Cypress Viyadüğü’nün 1,4 km’lik bölümü çöktü. Üst tabaka yıkıldıkça, beton plakalar birçok sürücüyü hapsetti. Enkazdan kurtulan biri yaşanılan bu olayı, “patlayan bir binanın içinde olmak gibi” cümlesiyle açıkladı ve önündeki araçları “domino gibi” gördüğünü söyledi (Doyle, 1989).
Cypress Viyadüğü’ndeki 35 ölüm, deprem sırasında meydana gelen 64 ölümün yüzde ellisinden fazlasını oluşturuyordu. Köprünün çökmesi depremin en yıkıcı etkilerinden biriydi ve her seviyede yardımın acilen harekete geçmesini gerektiriyordu. Acil durum ekipleri, insanları molozlardan kurtarmak için durmadan çalıştı; yerel halk yangınları söndürmede ve hayatta kalanları bulmada yardımcı oldu.
Hayatta kalan son kişi, depremden yaklaşık 90 saat sonra bulundu ve kurtarıldı (Doyle, 1989). Kaliforniya Eyaleti ve Federal hükümet, bölgeyi felaket bölgesi ilan etti ve hemen 300 milyon dolarlık bir destek sağladı. (Doyle, 1989). Depremin yol açtığı hasar büyüktü ve hasarlı ulaşım altyapısının yeniden inşası, felaketin ardından yıllarca devam etti. Arıza Sebepleri Nimitz otoyolunun bir parçası olan Cypress yapısının 1.4 kilometresinin çökmesine neden olan iki önemli faktör (Interstate I-880). İlki, merkezi San Francisco Körfezi bölgesinin jeoteknik yönüydü. İkincisi, beton Viyadüğünün tasarımı ve güçlü yer sarsıntısına tepkisiydi.
Loma Prieta depremi sırasında tüm Viyadük yapısı çok fazla titremeye başladı (Peterson, 1990). İyi dereceli topraklar titreşimleri azaltmaya yardımcı olurken (Yashinsky, 1998), yapının çoğunun inşa edildiği yumuşak “çamur”, titreşimlerin etkisinin kaya üzerine inşa edilen otoyolun geri kalanına kıyasla beş kata kadar arttırmasına sebep oldu.
Ek olarak, daha sonra sismik dalgaların açısal frekansının yapının münferit yatay bölümlerinin doğal bir açısal frekansıyla neredeyse tam olarak eşleştiği tespit edilmiştir (Halliday et al., 1993). Ortaya çıkan kuvvetler orijinal tasarımda beklenmediği için, bu tortul tabaka titreşimlerinin otoyol çöküşünde önemli bir rol oynadığı öne sürülmüştür.
1989’da Cypress Street Viyadüğü’nün üst kısmının daraltılmış kısmı
Cypress Street Viyadüğü, betonarme inşa edilmiş iki katlı çok şeritli bir otoyol olarak tasarlandı (Moehle, 1997). Üst ve alt seviyeler, dökme beton ve dört pimli (kesme anahtarı) bağlantıların bir kombinasyonunda iki kolonlu bükümlerle birleştirildi. Bazı bölümlerdeki üst güverte alt güverteye sağlam bir şekilde bağlanmamıştır ve bu betonu titreşimlere karşı duyarlı hale getirmiştir. Köprü depremde titreştiğinde, üst seviyeyi alt seviyeye bağlayan pimler de titremeye başlayarak pimleri çevreleyen betonun parçalanıp kopmasına neden olmuştur.
Destek kolonlarının altında beton bulunmadığında, kolonlar üst güverte ağırlığının altında yanlara doğru kayar ve üst güvertede büyük bir kısmın çökmesine izin verir (Yashinsky, 1998). Yapının tasarım ve yapımının birkaç yönünün başarısızlığına katkıda bulunduğu öne sürülmüştür: sütunlarda enine yetersiz destek; etkisiz bükülmüş kapak ve pim bağlantı tasarımı (Moehle, 1997); ve zayıf toprak koşulları için uygunsuz tasarım (Yashinsky, 1998). Mevcut sonuç, aşırı koşullarla birleşen faktörlerin her birinin çok önemli bir rol oynadığıdır. Yapısal bütünlüğünü değerlendirmek için enkazdan çıkarılan beton parçaları üzerinde testler yapıldı; Viyadüğün birçok bileşeninin yapısal olarak sağlam olduğu tespit edildi. Kullanılan betonun tatmin edici güçten daha fazla olduğu sonucuna varıldı. Buna ek olarak, çöküş bölgesinde hasarsız sütunlardan alınan beton örneklerinin yapısal analizi, betonun inşaat sırasında uygun prosedürlere göre üretildiğini ve döküldüğünü gösterdi (Monteiro ve ark. 1991).
Tartışma Cypress Street Viyadüğü’nün çöküş felaketi, Oakland Şehri’nin Cypress Street Viyadüğü’nün yenilenmesi yönünde tekrarlanan tavsiyelere uyması ile önlenebilirdi (Peterson, 1990). Deprem mühendisleri birçok kez Oakland Şehri’ne Viyadüğü’nün, deprem sırasında meydana gelen beton kırılma tipini engellemek için geliştirilen yeni teknolojilerle güçlendirilmesi gerektiğini önerdi. Mevcut olan ve bu tür bir arızayı önlemeye yardımcı olabilecek böyle bir teknoloji, mevcut kolonlara uyarlanmış çelik takviye plakalarıydı (Peterson, 1990). Bir diğer kurşun / kauçuk izolatörü, Viyadüğün deprem sırasında yaşadığı titreşimleri en aza indirmiş olacaktı (Peterson, 1990). Ek takviyenin etkili olup olmadığı bilinmiyor.
Orijinal tasarım nedeniyle viyadük, doğal titreşim frekanslarına uyan güçlü dış itici kuvvetlere karşı hassastır. Güçlendirme, vadi tabanının yumuşak dolgusu tarafından oluşturulan sismik dalgaların amplifikasyonunun etkilerini engellemek için tasarlanmış olsa çökmeyi önleyebilirdi, ancak amplifikasyonun kapsamı henüz gerçekleşmedi. Ayrıca, eşleşen titreşim frekansları problemi o zamanlarda bilinmiyordu ve dikkate alınmayacaktı.
Sonuç Viyadüğü yeniden inşa etme sürecinin Herkül’ün görevi olduğu kanıtlandı; Yeni viyadük, toprak koşullarından pim eklemlerine kadar tamamen yeniden tasarlanmalıydı. Yeni viyadük, birkaç farklı yumuşak çamur alanını kapsayacak şekilde gerekliydi; 42 inç çapındaki çelik boru yığınlarıyla büyük, sert temeller, zayıf toprağı telafi etmek için tasarlanmıştır (Yashinsky, 1998). Depremler sırasında meydana gelebilecek büyük burulma momentlerini kontrol etmek için viyadüklerin üst ve alt güvertelerine katılan sabitlenmiş bükülmüş kapak bağlantıları tasarıma dahil edildi (Yashinsky, 1998). Betonarme sütunlar ve bükülmüş kapaklar arasındaki etkileşim hakkındaki bilgi eksikliği, San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi tarafından kapsamlı bir test gerektiriyordu. Yeniden yapılanmanın genel maliyetinin neredeyse bir milyar dolar olduğu tahmin ediliyor. Cypress Street Viyadüğü’nün yapısal tasarımı, Loma Prieta depreminde karşılaşılan koşullara dayanamayacak olsa da, bu talihsiz olay için yalnızca jeoteknik alan ve yapıların açısal sıklıklarının bilinmemesi ve suçlanmasından kaynaklanıyor. Her koşulda yıkıcı depremlere hazırlanmak zorunda olan mühendisler ve jeologlar için bir derstir (Halliday et al., 1993).
KAYNAKLAR:
ENGINEERING.com : Cypress Street Viaducts
https://www.engineering.com/Library/ArticlesPage/tabid/85/articleType/ArticleView/articleId/7
3/Cypress-Street-Viaducts.aspx?e_src=relart
1.Etik ilkelerin hangileri ile ters düşüyor?
• İhmal
• Sorumluluk
• İnsan Hakları İlkeleriyle ters düşmektedir.
2.Ben olsaydım ne yapardım?
İmal edildiği tarih itibariyle tüm teknoloji ve bilgi kullanılmış dahi olsa ilerleyen yıllarda gelişen analiz ve tasarım yöntemleriyle köprünün güçlendirilmesi gerektiği tespiti zaten yapılmış. Bu durumda yapılması gereken şey meydana gelebilecek olumsuzlukları engellemek adına gerekli güçlendirmeleri yapmaktır. Eğer güçlendirme maliyetini karşılayabilecek bütçe yoksa o zaman farklı alternatif projeler geliştirip farklı bir çözüm
üretmek gerekir. Elbette ki maliyet fazla olabilir ama unutulmamalıdır ki can kaybının bir fiyatı yoktur.
