Deformasyon Ölçüm Hizmeti
Deformasyon Harita Ölçümleri
Deformasyon Ölçmeleri, mühendislik ölçmeleri içinde önemli bir yere ve konuma sahiptir. Gerek üzerinde yaşadığımız organik ortamda, gerekse insan eliyle inşa edilmiş mühendislik yapılarında zaman içinde ortaya çıkabilecek geometrik değişimlerin (deformasyonların) neticeları, insan yaşamını ve onun güvenliğini yakından ilgilendirmektedir. çünkü, mühendislik yapıları ve çevresindeki geometrik değişimlerin izlenmesi, belirlenmesi ve tanımlanması son aşama örutubet taşımaktadır.
Son yıllarda deformasyon ölçmeleri, jeodezinin en önemli uygulama alanlarından biri olmuştur.Hareketlerin izlenmesi çalışmalarında genellikle statik deformasyon modelleri yeterli olmaktadır.
- Tünel ve Otoyollarda Deformasyon Ölçüleri
- Baraj Deformasyon Ölçüleri
- İnşaat Sahaları İle Maden Ocaklarındaki Deformasyon Ölçüleri vb.
Özet Deformasyon Ölçmeleri, mühendislik ölçmeleri içinde önemli bir yere ve konuma haizdir. Gerek üzerinde yaşadığımız organik ortamda, gerekse insan eliyle inşa edilmiş mühendislik yapılarında zaman içinde ortaya çıkabilecek geometrik değişimlerin (deformasyonların) sonuçları, insan yaşamını ve onun güvenliğini yakından ilgilendirmektedir.
Bu sebeple, mühendislik yapıları ve çevresindeki geometrik değişimlerin izlenmesi, belirlenmesi ve tanımlanması son derece örutubet taşımaktadır. Bu çalışmada, Baraj, Köprü, Tünel gibi önemli mühendislik yapılarında zaman içinde ortaya çıkabilecek geometrik değişimlerin ve bu değişimlere yol açan bazı parametrelerin izlenmesinde kullanılan yöntem, donanım, ölçme ve analizinden söz edilmiştir.
Önemli bir mühendislik yapısı olan Karakaya Demiryolu Köprüsünde deformasyon seyretmek üzere oluşturulmuş olan klasik yöntemle deformasyon seyretme sisteminden ve Büyük barajlarımızda kurulmuş olan jeodezik ve jeodezik olmayan deformasyon izleme sistemlerinden bahsedilmiştir.
Anahtar kelimeler : Deformasyon Ölçmeleri, GPS, Baraj, İnklinometre, Oturma kolonu. Bu çalışmada, Baraj, Köprü, Tünel gibi önemli mühendislik yapılarında zaman içinde ortaya çıkabilecek geometrik değişimlerin ve bu değişimlere neden olan bazı parametrelerin izlenmesinde kullanılan yöntem, donanım, ölçme ve analizinden söz edilmiştir .
Giriş Mühendislik ölçmeleri içerisinde giderek önem kazanan problemlerden birisi de deformasyon ölçmeleridir. Özellikle son yıllarda bu konuya olan duyarlılık artarak devam etmektedir. Gerek yer kabuğu hareketlerini, gerekse mühendislik yapılarında zamanla oluşabilecek deformasyonları seyretmek üzere, jeodezik ve jeodezik olmayan bir çok yöntem kullanılmaktadır.
Jeodezik yöntemlerde, yatay ve 3-5 Kasım 5, İTÜ İstanbul 64 düşey yöndeki deformasyonların izlenmesi, bu amaç için oluşturulmuş denetim noktalarında (ağlarında), periyodik olarak yapılan klasik ve/veya GPS ölçülerinin değerlendirilmesine ve analizine dayanır.
Jeodezik olmayan yöntemlerde ise yapıda ve çevresinde oluşan deformasyonlar, deformasyonlara neden olan yük değişimleri, yer altı su seviyesi değişimi, gerilme, sıcaklık şeklinde değişik faktörlerin büyüklükleri ve değişimleri bazı özel donanım ve yöntemlerle ölçülür.
Bu konuda daha geniş informasyon Pretorius, vd.,1, Clement, vd. 1, Askenazi, vd., 1997, Roberts vd., Kalkan,vd. Ve 3, Svend-Erik 1 benzer biçimde kaynaklardan edinilebilir. Günümüzde teknolojik gelişmelerin bir sonucu olarak standartlı mühendislik yapılarının hızla artması, deformasyon probleminin önemini bir kat daha artırmıştır. Özellikle, baraj, köprü, tünel, enerji santıralları, çok katlı yüksek yapılar ve anıt niteliği taşıyan tarihi yapılar şeklinde mühendislik yapılarında zaman içinde ortaya çıkabilen geometrik değişimlerin izlenmesi, daha önemli hale gelmiştir.
Söz mevzusu mühendislik yapıları ve yakın çevresindeki yerin fiziksel özellikleri, yapının kendi ağırlığı ve hareketli dış yükler gibi faktörler yapı ve çevresinde deformasyona niçin olabilir. Bu değişimlerin izlenmesi ve zamanında belirlenmesi, ortaya çıkabilecek zararların önceden alınacak önlemlerle önlenmesini veya zararlarının en aza indirilmesini elde edecektir.
Deformasyon Ölçmelerinde Temel Adımlar Her mühendislik projesinde olduğu gibi, deformasyonların izlenmesi çalışmalarında da takip edilmesi zorunlu bazı temel adımlar söz konusudur(şekil 1). Bu çalışmaların bir sıra dahilinde yapılması önem taşır. Öncelikle, beklenen deformasyon yada deformasyonların olası maksimum değerlerinin tahmin edilmesi, bu iş için lüzumlu ölçme doğruluklarının ve ölçme yöntemlerinin belirlenmesi gerekir. Daha sonra, bu ihtiyaca yanıt verecek bir ölçme ağının dizaynı ve uygun ölçme yöntemleriyle ölçülmesi adımları gelir.
Bundan sonraki adımlar ise, toplanan verilerin değerlendirilmesi, dengelenmesi ve belirlenen deformasyonların modellenmesi şeklinde sıralanmaktadır(em ). Beklenen En büyük deformasyon Doğruluk gereksinimi Ön çözümleme ve ölçme Dizaynı Ağ Dengelemesi Verilerin İndirgenmesi Veri Toplanması ölçmeler Deformasyon Modellemesi Verilerin Saklanması ve Sunumu Şekil 1. Deformasyonların İzlenmesinde başyaralanan temel adımlar Mühendislik yapılarındaki deformasyonların izlenmesinde takip edilecek temel işlem adımları da çok az farkla benzerlik gösterir.
Özetle; 3-5 Kasım 5, İTÜ İstanbul 65 deformasyonu izlenecek yapının performansının (durumunun) belirlenmesi, konum doğruluğu gereksinimi ve buna uygun yöntemin seçimi, ölçmelerin türü ve sayısı, ölçmelerde kullanılacak alet ve donanımların seçimi, Ölçmelerin yapılması ve verilerin toplanması, Verilerin değerlendirilmesi ve analizi, Deformasyonların süre, konum ve frekans bakımından davranışının ortaya konması, Modellenmesi, Rapor edilmesi şeklinde sıralanabilir.
Baraj, köprü ve tünel gibi mühendislik yapılarında uygulanacak deformasyon izlemelerinde, çoğu zaman Jeodezik ve jeodezik olmayan ölçme yöntemleri beraber kullanılır. Jeodezik yöntemde, uygun jeodezik ağlar oluşturularak uygun periyotlarda ölçmeler yapılmakta, bazan da otomatik ölçme ve konumlama sistemleri ile sürekli seyretme mümkünsöz konusu olmaktadır. Burada özellikle büyük barajlarda uygulanmakta olan deformasyon izleme sistemlerinden kısaca söz edilecektir.
- Barajlarda Uygulanan Deformasyon İzleme Sistemleri Uluslar arası Büyük Barajlar Komitesinin(ICOLD) verilerine bakılırsa, yer yüzünde çok sayıda büyük baraj inşa edilmiş ve 1984 yılı itibariyle bu sayı 186 e ulaşmıştır. Günümüzde bu sayının çok daha arttığı kesindir. Barajlar gibi büyük mühendislik yapılarının sebep olabileceği felaketlerin boyutu da büyük olacaktır.
Baraj yapılarının periyodik izlenmesi ve ortaya çıkabilecek deformasyonların belirlenmesi çok önem taşır. Barajlarda suyun tutulmasıyla başlamış olan ve işletme safhasında idame eden izleme çalışmaları, barajın tipine ve işletmeye alınmasından itibaren geçen zamana bağlı olarak farklı periyotlarda ve farklı doğruluklardaki ölçmelerle gerçekleştirilir. Çok sayıda büyük baraja sahip Çin de uygulanmakta olan bazı kriterler örnek olarak aşağıda verilmiştir.
Barajlardaki Deformasyon Ölçmelerinde Uygulanan Bazı Kriterler(Çin de uygulanan) Baraj Tipi Beton kemer Kaya Dolgu İzlenen Deformasyonlar İzleme Doğruluğu - Konum Değişimleri (Yatay yerdeğişt.) - Temel oturmaları, Düşeyden sapmalar - Boşluk suyu basıncı - Sızıntı - Gövdedeki sıcaklık Değişimi - Beton Gerilmesi - Yatay Yer değişiklik yapma : mm - Düşey Yer değişiklik yapma : mm - Yatay yer değiştirme - Düşey yer değiştirme - Boşluk suyu basıncı - Sızıntı a) İnşaat Aşamasında - Yatay yer değişimi : 1 mm - Düşey yer değişimi : 5-1mm b) İşletme esnasında - Yatay yer değişimi : 5 mm - Düşey yer değişimi : 3-5 mm
Ölçme periyodu Aralığı a) Baraja su tutulması döneminde 7-1 gün b) Barajın dolmasını takiben stabilite kazanıncaya kadar (3-5 yıl) 15-3 gün c) Barajın düzgüsel İşletme Pery.Onda 1-3 ay 7-1 gün 1 ay 3 ay Barajlardaki deformasyonların belirlenebilmesi için gerekli olan izleme yöntemleri ve talep edilen ölçme doğrulukları, bu işin bir tek jeodezik yöntemle değil, daha başka izleme yöntemlerinin de devreye konmasını mecburi kılmaktadır.
Barajlarda çoğu zaman uygulanmakta olan Deformasyon İzleme yöntemleri Jeodezik Yöntem Aliynman Ölçmeleri Klasik Konum Ölçmeleri Uydu bazlı konum ölçmeleri duyarlı trigonometrik nivelman duyarlı geometrik nivelman öteki Yöntemler ve Ölçme Donanımları Eğim ölçmeleri (İnklinometreler) Deplasman Ölçmeleri (Settlement Tubes) Uzunluk değişiklik Ölçmeleri (Extensometreler) Boşluk suyu basıncı Ölçmeleri (Piezometreler) Düşeyden ayrılma ölçmeleri (reversed pendulum) Derz Ölçerleri (Jointmetreler) Çatlak ölçmeleri (Crackmetreler)
Deformasyon Analizi Belirli periyotlarda yapılmış olan deformasyon ölçmelerinin neticelarını karşılaştırabilmek için öncelikle her periyot tek başına değerlendirilerek uyuşumsuz ölçülerin belirlenmesi yoluna gidilir. Bilinmiş olduğu şeklinde bu yaklaşım, Gauss Markoff Modeline dayandırılır ve bazı test kurallarına gore, daha önceden yapılmış kabullerle(belirlenmiş kriterlerle) çelişen düzeltme değerlerinin belirlenmesi şeklinde yapılır.
Belirlenen kaba hatalı ölçüler, ya kümeden çıkarılır, ya tekrar ölçülür yahut ağırlığına müdahale edilerek tesiri azaltılır. Ölçülerden giderilemeyen artık dizgesel hatalar ise, ya modelin bir fonksiyonel parçası olarak düşünülür, ya da bir stokastik etki olarak göz önüne alınır. Bu ön işlemlerden sonra, periyotlar arasında korelasyonun var olması halinde çift periyot dengelemesi yapılır.
Çözümleme şekilleri: Jeodezik yöntemle deformasyon analizinde bir çok yöntem söz mevzusudur. Özellikle, aşağıda verilen üç yöntemin sıklıkla kullanıldığı kaynaklardan anlaşılmaktadır.
Sıfır hipotezi reddedildiğinde ağın herhangi bir yerinde deformasyon olduğu söylenebilir. Deformasyon olan noktayı bulmak için, θ k = dt k.Qd k d k / (1) eşitliğinden bulunacak en büyük θ k değerine karşılık gelen noktada deformasyon olduğu söylenebilir. - Analitik yöntemle deformasyon Analizi Analitik yöntemle deformasyon analizinde ölçme periyotları içinde geçen sürede konumu (veya yüksekliği ) değişmeyen noktalar aranır. Önce, farklı peryotlardan bulunan neticelar bir transformasyonla benzerlik dönüşümüne tabi tutulur. Daha sonrasında, bir ön test işlemi ile iki veya daha fazla stabil nokta belirlenir.
Bundan sonrasında ağın iki periyodu beraber dengelenerek sabit noktalar dışındaki noktalarda tekrar kontrol işlemi uygulanır ve T k = d T k.Q dk 1.D k /. M (11) eşitliğinden test büyüklüğü hesaplanır. Burada m, birim ağırlıklı ölçünün örnekleme varyansıdır. Karşılaştırma F testine bakılırsa yapılır.
Bağlarıl itimat Elipsleri ile Deformasyon Analizi Bu yöntemle deformasyon analizinde her bir nokta için bağıl itimat elipslerinin elemanları hesaplanır ve uygun bir ölçekte çizilir. Aynı şekilde bu noktalara ilişkin hareket vektörleri de bir ucu elips merkezinde olmak üzere aynı ölçekte çizilir. Vektörün elipsi taştığı noktalarda, deformasyonun varlığından söz edilebilir. Bu yöntem, doğrudan doğruya analitik yöntemin geometrik bir yorumudur.
Karakaya Baraj Köprüsünde Deformasyon Ölçmeleri Bu çalışma, Devlet Liman ve Hava Meydanları (D.L.H.) Genel Müdürlüğü ile İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi Dekanlığı içinde imzalanan bir protokol çerçevesinde, Karakaya Demiryolu Köprüsünde zamanla ortaya çıkabilecek yatay ve düşey deformasyonların belirlenmesi için gerekli jeodezik tesislerin kurulması ve ilk peryot ölçmelerinin yapılıp değerlendirilmesi işini kapsamaktadır.
Karakaya baraj gölü üzerinde yer edinen ve Malatya ile Elazığı birbirine bağlayan bu köprü, 3 tane betonarme ayak üzerine oturan çelik üst yapıdan oluşmaktadır.Kazık temellere oturan betonarme ayakların eksenleri arasındaki sarahat 7 m., köprünün toplam uzunluğu 3 m. Dir. Köprü üzerinde meydana getirilen ilk etüdlerden köprü çevresinde özellikle iki taraf kara bağlantıları çevresinde yerin hareketli olduğu gözlenmiştir.
Karakaya Barajı Demiryolu köprüsü Köprüde oluşabilecek yatay ve düşey hareketleri jeodezik yöntemle belirleyebilmek için köprü ve çevresinde yatay ve düşey deformasyon ağı oluşturulmuştur. Yatay deformasyon ağı, baraj gölünün her iki tarafındaki arazide, sağlam zeminlerde seçilmiş kontrol noktaları ile köprü ayaklarında seçbilimselş yatay deformasyon noktalarından oluşmuştur.
Özellikle, deformasyon noktalarının seçiminde uzmanların da görüşü alınarak uygun ayaklar ve uygun bölgeler seçilmiştir. Denetim noktaları pilye şeklinde tesis edilirken deformasyon noktaları köprü ayağına monte edilen durağan altlık ve adaptörden oluşmaktadır. Bu noktalar prinç malzemeden özel imalat olup merkezlendirme hatası olmaksızın üzerine hem gözleme plakası bununla birlikte yansıtıcı takılabilmektedir.
