Transkript

1 HEYELANLARIN JEODEZÝK VE GEOTEKNÝK YÖNTEMLERLE ÝZLENMESÝ: AMBARLI LÝMAN BÖLGESÝNDE BÝR UYGULAMA ÖZET Y. KALKAN 1, R. M. ALKAN 1, O. BAYKAL 1, M. YANALAK 1, T. ERDEN 1, H. YILDIRIM 2 Heyelanlar, dünyanýn bir çok bölgesi için önemli bir afet problemidir. Heyelanlarýn olumsuz etkilerini azaltmak veya ortadan kaldýrabilmek için, bunlarýn izlenmesi ve mekanizmalarýnýn çözülmesi oldukça önemlidir. Bu çalýþmada, ülkemizin önemli bir liman kompleksi olan Ýstanbul Ambarlý Liman Sahasýnýn da içinde bulunduðu heyelan potansiyelli bölgede gerçekleþtirilen heyelan izleme çalýþmalarýndan ve en son elde edilen sonuçlarýndan bahsedilmiþtir. Çalýþmada, heyelanlarýn izlenmesinde kullanýlan klasik ve uydu bazlý jeodezik yöntemlerden elde edilen sonuçlarla birlikte, geoteknik çalýþmalar ve bu kapsamda kullanýlan inklinometre, piezometre ve oturma kolonlarý ölçmelerinden elde edilen çeþitli sonuçlar verilmiþtir. Gerek jeodezik, gerekse geoteknik yöntemlerle yapýlan ölçme sonuçlarýndan bazý noktalarda anlamlý hareketler belirlenmiþ ve her iki yöntem sonuçlarýnýn birbirleri ile uyumlu olduðu görülmüþtür. Anahtar kelimeler : Deformasyon, Heyelan (Ýzleme), Ambarlý Liman Bölgesi, Geoteknik Donanýmlar. ABSTRACT LANDSLIDE MONITORING WITH GEODETIC AND GEOTECHNICAL METHODS: A CASE STUDY IN AMBARLI HARBOR REGION Landslide is still a disaster problem for many regions of the world. Monitoring of landslides and solving their mechanisms are important in order to reduce or eliminate negative 1 ÝTÜ, Ýnþaat Fakültesi, Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliði Bölümü, Ölçme Tekniði Anabilim Dalý, Maslak 80626, Ýstanbul, Türkiye, kalkany@itu.edu.tr 2 ÝTÜ, Ýnþaat Fakültesi, Ýnþaat Mühendisliði Bölümü, Geoteknik Anabilim Dalý, Maslak 80626, Ýstanbul, Türkiye. effects of landslides. In this paper, studies realized in a potential landslide region including Istanbul Ambarlý Harbor, are introduced with the latest results. In the study, obtained results of the classical and satellite based geodetic deformation monitoring techniques with the results of inclinometers, piezometers and settlement gauges measurements are given. Significant movements are determined by either geodetic or geotechnical methods on some deformation points. Keywords: Deformation, Landslide (Monitoring), Ambarli Harbor Region, Geotechnical Instruments. 1. GÝRÝÞ Üzerinde yaþadýðýmýz doðal ortamda veya insan eliyle inþa edilen yapay objelerde ortaya çýkabilecek geometrik deðiþimlerin sonuçlarý, insan hayatýnýn güvenliði ile doðrudan ilgilidir. Bundan dolayý, bu konuya olan duyarlýlýk artarak devam etmektedir. Cisimlerdeki geometrik deðiþimlerin izlenmesi, belirlenmesi ve tanýmlanmasý uzun zamandan beri üzerinde uðraþýlan konulardandýr. Gerek yer kabuðu hareketlerini, gerekse mühendislik yapýlarý ve yakýn çevresinde meydana gelebilecek geometrik deðiþimleri belirlemek amacýyla yapýlan ölçmeler deformasyon ölçmeleri olarak isimlendirilir. Deformasyon ölçmelerinde farklý tekniklerin bir arada kullanýldýðý alanlardan birisi de heyelanlarýn izlenmesidir. Heyelanlar, zaman zaman önemli ölçüde can ve mal kaybýna yol açan tabii olaylar olup gerek bina, yol, baraj, köprü ve liman gibi çeþitli mühendislik yapýlarýnda, gerekse çevresinde önemli derecede zararlara yol açabilmekte ve bazý durumlarda, topografyada derin izler býrakabilmektedir. Ülkemizde olduðu gibi dünyanýn bir çok yerinde heyelanlarýn izlenmesi ve muhtemel zararlarýnýn önlenmesi veya azaltýlmasý konusunda çok sayýda çalýþma yapýlmýþtýr (Ahmad and Mc Calpin 1999, Barberalla ve dið. 1988, Çelik ve dið. 1999, Kalkan et al. 2001, Vichas ve dið. 2001). Son derece zahmetli ve yoðun çalýþmalar gerektiren deformasyon izleme çalýþmalarýnýn gerçekleþtirilebilmesi için çok deðiþik ölçme donanýmýnýn kullanýldýðý farklý yöntemler geliþtirilmiþtir. Bunlardan en yaygýn olaný, klasik Jeodezik Yöntemlerle deformasyonlarýn izlenmesidir. Yersel ve uzay tekniklerinin yer aldýðý Jeodezik Yöntemler kullanýlarak, yapýlardaki ya da yeryüzü parçasýndaki yatay ve düþey deformasyonlar belirlenebilmektedir. Bunun yanýnda geoteknik donanýmlarýn ve meteorolojik sensörlerin kullanýldýðý ve genel olarak Jeodezik Olmayan Yöntemler olarak adlandýrýlan deformasyon izleme yöntemleri de son zamanlarda yaygýn olarak kullanýlmaktadýr (Hill and Sippel 2002, Kuang 1996). Günümüzde gerçekleþtirilen büyük deformasyon (heyelan) izleme çalýþmalarýnda, her iki sistemden de yararlanýlarak hem yüzeyde hem de deðiþik derinliklerdeki yatay ve düþey deformasyonlar belirlenebilmektedir

2 Jeodezik yöntemlerin kullanýlabilmesi için noktalar arasýnda, nokta ile uydular arasýnda ya da kamera ile obje noktalarý arasýnda görüþün olmasý gereklidir. Bunun saðlanamadýðý durumlarda ya da deformasyona maruz kalan gövdenin içinde bir hareket olmasý durumunda jeodezik olmayan yöntemlerden yararlanýlýr. Örneðin büyük mühendislik yapýlarýnýn üzerine kurulduðu kaya zeminlerde, farklý toprak ya da kaya formasyonlarýnýn birbirine göre hareketlerini belirlemede, sadece yüzeydeki hareketi deðil, yüzeyden belirli derinliklerdeki tabakalarýn hareketlerini belirlemede jeodezik olmayan yöntemlerden yararlanýlýr (Kuang 1996). Jeodezik olmayan yöntemler geoteknik donanýmlarý ve diðer özel izleme cihazlarýný içerir. Bu donanýmlar sayesinde deðiþik derinliklerdeki hareketlerle birlikte yapýda ve çevresinde deformasyonlara neden olan yükler, su basýncý, taban suyu seviyesi, gerilme, sýcaklýk gibi deðiþik faktörlerin büyüklükleri ve deðiþimleri de ölçülmektedir. Bu çalýþmada, Ýstanbul Ýli, Büyükçekmece Ýlçesi, Yakuplu Beldesi nde yer alan ve oldukça önemli bir liman kompleksini içinde bulunduran Ambarlý Liman ve Depolama Tesisleri sahasýnda Jeodezik ve Geoteknik yöntemlerle gerçekleþtirilen heyelan izleme çalýþmalarý ve bunlardan elde edilen bazý sonuçlar verilmiþtir. 2. HEYELAN VE HEYELANA NEDEN OLAN ETKENLER Heyelan, toprak, taþ veya bunlarýn karýþýmlarýndan oluþan bir zeminin yada çeþitli kayaçlarýn, bir yüzey üzerinde aþaðýya veya dýþarýya doðru hissedilir bir þekilde hareket etmesidir (Þekil.1). Genel olarak heyelana neden olan etkenler, kuvvetli eðim, þiddetli ve sürekli yaðmurlar ya da karlarýn erimesiyle topraða sýzan sular, su ile doygunluk, kaya yapýsý, tabakalarýn duruþ biçimleri, tektonik yapý þeklinde sýralanabilir. Heyelanlar, sayýlan nedenlerden birisi veya birkaçýnýn etkisiyle oluþurlar ve bazen topografyada çok önemli deðiþikliklere neden olabilirler. Kayan kütlenin koptuðu yerde genellikle hilale benzer bir kopma yarasý oluþur. Kopan bu kütleler bazen bir akarsuyun yataðýný týkayarak bir Heyelan Setti Gölü oluþmasýna yol açabilir. Ayrýca heyelanlar sonucunda yamaçlarda taraçalara benzer basamaklar oluþabilir (E-cografya Web Sayfasý 2003). Genel olarak heyelan terimi ile açýklanan bu hýzlý kütle hareketleri, asýl heyelanlar, göçmeler, kayma ve toprak kaymalarý olarak sýnýflandýrýlabilir (E-cografya Web Sayfasý 2003). 1. Asýl Heyelanlar: Bunlarýn oluþumunda su, hazýrlayýcý bir rol oynar. Fakat asýl heyelan kütlesi, su ile hamurlaþmýþ halde deðildir. Su ile tamamýyla doygunlaþmamýþ büyük bir kütle, kaymaya elveriþli hale gelen bir taban üzerinde yer deðiþtirir. Bunlar yeryüzünde önemli deðiþikliklere yol açabilir, vadileri týkayabilir, yollarý kapayarak ulaþýmý engelleyebilir, yerleþim yerlerinin harab olmasýna yol açabilirler. 2. Göçmeler: Bu tip heyelanlar bir kaþýða benzeyen konkav kopma yüzeyleri boyunca dönerek yer deðiþtiren kýsýmlardan oluþur. Kayan kýsýmlardan her biri geriye doðru meyillenmiþ basamaklar oluþturur. Bunun sonucunda, kayan kütlelerin baþlangýç eðimleri deðiþir ve bunlarýn yüzeyleri kopma yarasýnýn bulunduðu tarafa doðru yeni bir eðim kazanýr. Yamaçlarýn alttan akarsular, dalgalar gibi etkenlerle oyulmasý, denge açýsýný aþan yol yarmalarý ve yer altý maden ve benzeri iþletmelerin yaptýðý boþaltmalar, göçme tipindeki heyelanlarýn baþlýca nedenlerindendir. 3. Kayma: Bir tabakanýn ya da tabakalar kümesinin altta su ile doygunlaþarak kayganlaþmýþ killi bir tabaka üzerinde çekim etkisiyle aþaðý doðru yer deðiþtirmesidir. Þekil 1. Tipik bir heyelan örneði 4. Toprak Kaymalarý: Bunlar bazý bakýmdan çamur akýntýlarýna benzerlik gösteren bir heyelan türüdür. Fakat çok yavaþ oluþmalarý, belli bir yataða baðlý olmamalarý ve içerdikleri suyun çok daha az olmasý gibi özellikleriyle çamur akýntýlarýndan ayrýlýrlar. Toprak kaymalarý, su ile doygun hale gelen ve bu þekilde bütünü ile kayganlaþan yüzeysel gereçlerin, molozlarýn, ya da topraðýn kývamlý bir hamur gibi yavaþ yavaþ yer deðiþtirmesi þeklinde oluþur. Bu açýklamalardan anlaþýlacaðý üzere, toprak kaymalarý asýl heyelandan daha yüzeyseldir; aslýnda toprak tabakasýný ve onun altýndaki döküntü örtüsünü ilgilendirir. Bu kütle hareketinin en yaygýn olduðu sahalar litoloji bakýmýndan da uygun olmak koþulu ile nemli iklim bölgeleridir

3 3. HEYELANLARIN GEOTEKNÝK YÖNTEMLERLE ÝZLENMESÝ Jeodezik olmayan yöntemler, geoteknik donanýmlarý ve diðer bazý özel izleme cihazlarýný içerir ve yapýlardaki ya da zemindeki hareketlerin izlenmesinde oldukça yaygýn bir þekilde kullanýlýrlar. Bu amaçla kullanýlan temel geoteknik sensörler ve diðer cihazlar, Ýnklinometre, Piezometre, Manyetik Oturma Kolonu (Settlement Gauges), Extensometre, Çatlak Ölçer (Crackmeters and Jointmeters), Basýnç Ölçer (Pressure Cell), Strengeç (Strain Gauges), Termometreler (Thermometers) vb dir (Hill and Sippel 2002). Geoteknik ve jeofizik parametrelerin ölçülmesinde kullanýlan donanýmlarýn bazýlarý Þekil 2 de verilmiþtir (SisGeo Web Sayfasý 2003). Bu cihazlar amacýna uygun þekilde yapýya (bölgeye) tesis edilerek veriler toplanýr. Veri toplama iþlemi için dahili bir kayýt ünitesinden veya bir bilgisayardan yararlanýlýr. Bilgisayara baðlý olarak veri toplanmasýnýn bazý avantajlarý vardýr. Bunlardan bazýlarý, bir iletiþim hattýnýn kurulmasý halinde uzaktaki bir merkezde de verinin toplanabilmesi, veri toplama aralýðýnýn deðiþtirilebilmesi, deðiþikliklerin anýnda izlenebilmesi, veri aktarmak için bölgeye gidilme zorunluluðunun olmamasý vb dir. Baþarýlý bir deformasyon izleme ve yorumlanmasýnda jeodezik verilere ek olarak geoteknik ve diðer ölçme donanýmlarýndan elde edilecek bilgiler son derece önemlidir. a-) Ýnklinometre Ýnklinometreler zemin hareketlerinin ve yapýsal deformasyonlarýn ölçülmesinde, þev ve heyelan hareketlerinin incelenmesinde, yeraltýndaki yatay deformasyonlarýn ölçülmesinde, barajlarda, seddelerde, koruma yapýlarýnda, heyelanlý bölgelerde vb. yapý ve sahalarýn yatay deformasyon ölçmelerinde yaygýn olarak kullanýlmaktadýr. Ölçmeler, sahada uygun noktalarda açýlan özel sondaj kuyularýnda, belirlenen derinliklerde ve uygun periyotlarda yapýlacak inklinometre okumalarý aracýlýðý ile gerçekleþtirilir. Deformasyonun belirlenmesi iþlemi, belirli yüksekliklerde düþeye göre eðim deðiþimlerinin ölçülmesi ve integrasyon metotlarý kullanýlarak bu deðiþimlerin yatay deformasyon deðerine dönüþtürülmesi þeklinde yapýlýr. Zeminin kendi içindeki dönmesi de bu ölçmeler sonucunda elde edilebilir. b-) Piezometre Piezometre, suya doygun veya yarý doygun zeminlerde yer altý su seviyesi veya boþluk suyu basýncý ölçmelerinde kullanýlýr. Zeminlerdeki boþluk suyunun veya yer altý su seviyesi deðiþimlerinin önemli olduðu durumlarda piezometrelerle deðiþik derinliklerdeki basýnçlar ölçülür ve özel bir yazýlým desteði ile bu farklar grafik gösterime dönüþtürülür. c-) Manyetik Oturma Kolonlarý a-) Ýnklinometre b-) Piezometre c-) Manyetik Oturma Kolonu Heyelan riski taþýyan bölgelerde belirlenen derinliklerde zemindeki oturmalarýn ölçülmesi, zeminin heyelanla iliþkisinin belirlenmesi açýsýndan önemlidir. Zemin içerisindeki farklý derinliklerde düþey hareketlerin ölçülmesi, manyetik oturma kolonlarý (settlement guages) ile yapýlmaktadýr. Oturma kolonlarý, sondaj kuyusu içerisine yerleþtirilen bir boruya baðlý manyetik halkalardan oluþur. Bu borunun içine belirli zaman aralýklarýnda bir prob indirilerek her iki manyetik halkanýn düþey hareketi ölçülür ve özel bir yazýlýmla deðerlendirilen ölçüler sahanýn oturma profilini verecek þekilde çizgisel sonuçlara dönüþtürülür.oturma kolonlarý heyelanlý bölgelerde, seddelerde, temel altlarýnda, yeraltý kazýlarýnda, barajlarda vb. yerlerde kullanýlýr. d-) Extensometre e-) Strengeç f-) Basýnç Ölçer Þekil 2. Geoteknik ölçme donanýmlarý 4. UYGULAMA Bu çalýþmada, seçilen uygun yerlerde deðiþik derinliklerde sondajlar yapýlarak yer altýnda deðiþik derinliklerdeki yatay yer deðiþtirmeleri izlemek üzere inklinometreler; gözenek suyu basýncýnýn daðýlýmýný izlemek üzere piezometreler ve yeraltýnda deðiþik seviyelerdeki düþey yer deðiþtirmeleri izlemek için de manyetik oturma kolonlarý yerleþtirilerek ölçmeler yapýlmýþtýr. Bunlardan elde edilen veriler, deformasyonlarýn belirlenmesinde ve yorumlanmasýnda jeodezik verilerle birlikte kullanýlmýþtýr. Çalýþmada kullanýlan bu üç cihaz hakkýnda bazý bilgiler aþaðýda verilmektedir Çalýþmanýn Amacý Ýstanbul ili Büyükçekmece ilçesi Yakuplu beldesi sýnýrlarý içinde yer alan Altaþ Ambarlý liman sahasýnda, Afet Ýþleri Genel Müdürlüðü nün talebi üzerine ÝTÜ Ar-Ge iþletmesi ile Altaþ Ambarlý Liman Ýþletmeleri Tic. A.Þ. arasýnda Eylül 1999 da yapýlan bir protokol çerçevesinde jeodezik ve jeodezik olmayan yöntemlerle heyelan izleme amaçlý bir çalýþma baþlatýlmýþtýr

4 Marmara Denizi kýyýsýnda kurulmuþ bulunan Ambarlý Liman sahasý, büyük ölçüde eski ve kýsmen de diri heyelanlardan etkilenmiþ potansiyel heyelan riski taþýyan bir bölgede yer almaktadýr. Saha, yer yer inþa edilmiþ heyelan önleme yapýlarý desteðinde yapýlaþmýþ çimento fabrikalarý, akaryakýt depolama tesisleri, iþletme binalarý, hurda demir depolama sahasý ve çok sayýda konteynýr depolama sahalarý yanýnda çok yoðun bir aðýr araç trafiðine de sahiptir (Þekil 3). i-) Çukurçeþme Kumu: Gürpýnar Formasyonu üzerine açýsal bir uyumsuzlukla gelen bu birim yüksek enerjili bir akarsu ortamýnda birikmiþtir. Bu nedenle kalýnlýðý deðiþkendir. Ancak ortalama 60 m dolayýnda bir kalýnlýðý vardýr. ii-) Güngören Kili : Genel olarak yeþil kil, silt ve marnlý kilden oluþan bu birim üste doðru Bakýrköy Kireçtaþlarýna doðru geçiþlidir. Bu kil ince silt bantlý, fissürlü, konsolide, kireç konkresyonlu, siyah oksit lekeli alaca renklidir. Yer yer kum-ince çakýl ve kumtaþý bantlarý ihtiva etmektedir. iii-) Bakýrköy Kireçtaþý : Ýstifin tavanýný oluþturan kirli beyaz renkli, kaba ve düzensiz tabakalý, yumuþaktan-orta serte, yer yer kof ve tebeþirsi, marnlý kireçtaþlarý ile bununla yanal ve düþey olarak yer deðiþtiren grimsi yeþil renkli kil tabakalarýndan kuruludur. Bol fosil kavkýlarý kapsar. Ýnceleme sahasýnda Bakýrköy kireçtaþýna rastlanmamýþtýr Jeodezik Ölçme Çalýþmalarý Þekil 3. Ambarlý liman bölgesi Ýstanbul un en kapasiteli ve en iþlek limaný durumunda olan bu kompleksin hizmetini kesintisiz ve verimli sürdürebilmesinde, heyelanlarýn mekanizmalarýnýn çözülmesi ve yol açabileceði zararlarýn önceden alýnacak tedbirlerle önlenmesi oldukça önemlidir. Potansiyel heyelan riski taþýyan söz konusu liman sahasýnda meydana gelen heyelanlarýn belirlenmesi iþlemi için GPS yöntemi seçilmiþtir. GPS yöntemi klasik ölçme yöntemlerine göre sahip olduðu çok sayýda avantajýnýn yaný sýra, saðladýðý doðruluk deðerleri ile de çok yaygýn olarak bir çok deformasyon projesinde kullanýlmaktadýr. Bu doðrultuda öncelikle jeolojik ve geoteknik etütlerle saðlam olduðu belirlenmiþ zeminlerde ve deformasyon alanýnýn dýþýnda 5 nokta seçilmiþ ve böylelikle çalýþmanýn referans aðý oluþturulmuþtur (Þekil 4). Buna ilave olarak çalýþma alanýnýn hareket beklenen kýsýmlarýnda seçilmiþ 23 obje (deformasyon) noktasý (Þekil 5) ile birlikte toplam 28 noktalý bir deformasyon aðý oluþturulmuþtur Bölgenin Genel Jeolojik Yapýsý Genel olarak bölge kaya-zemin istifi iki ana birimden oluþmaktadýr: a-) Oligosen Gürpýnar Formasyonu : Oligosen yaþlý olduðu sanýlan bu birim baskýn olarak kil, kum ve tüflerden oluþmuþtur. Killer fisurlu aþýrý konsolide olup genelde sert ve kiltaþý kývamýndadýr. Güneye doðru oldukça kalýnlaþan bu birimin toplam kalýnlýðýnýn 500 m ye ulaþtýðý bilinmektedir. b-) Neojen Birimler : Üst Miyosen yaþlý olduðu bilinen istif Ýstanbul da geniþ alan kaplamaktadýr. Tortullaþma ortamýndaki koþullara baðlý olarak yanal ve düþey olarak birbirine geçiþli ve birbirlerinin yerini alabilen üç kaya birimine ayrýlabilmekte ve bunlarla tanýnmaktadýr: Þekil 4. Heyelan izlemesi yapýlan bölge ve GPS referans aðý Þekil 5. Obje noktalarýndan oluþan deformasyon aðý 97 98

5 Söz konusu aðýn ölçmeleri GPS ölçme tekniði ile üç aylýk periyotlarda yapýlmýþtýr. Ayrýca, çoðunluðu deformasyon noktalarýndan oluþan 27 noktalý bir presizyonlu nivelman aðý da toplam üç kez ölçülmüþtür. Eylül 2003 itibariyle GPS aðýnda toplam 12 periyot (0, 1, 2,..., 11, 12) ölçme gerçekleþtirilmiþtir. Ekim 1999 da yapýlan 0. periyot sonuçlarý ile Þubat 2000 de yapýlan 1. periyot sonuçlarý 5 noktalý referans aðý için istatistiki olarak karþýlaþtýrýlmýþ ve noktalardan bazýlarýnýn hareket ettiði anlaþýlmýþtýr. Sabit noktalarýn bazýsýnda meydana gelen bu hareketin nedeninin, bu tarihlerde meydana gelmiþ olan 7.2 þiddetindeki Düzce-Kaynaþlý depremi ile 5.8 þiddetindeki Ýstanbul depremleri olduðu sanýlmaktadýr. Bu sebeple karþýlaþtýrmada 0. periyot yerine 1. Periyot esas alýnmýþtýr. Bu çalýþmada 1. periyot ile 12. Periyot sonuçlarý karþýlaþtýrýlarak fark vektörleri oluþturulmuþ ve deformasyon noktalarýnda anlamlý hareket olup olmadýðý araþtýrýlmýþtýr. Bulunan sonuçlardan, anlamlý yatay/düþey hareket belirlenen noktalara ait fark vektörleri bölgenin mevcut bir halihazýr haritasý üzerine ölçekli olarak iþlenmiþtir (Þekil 6). Ayrýca, Eylül 2003 döneminde yapýlan 2. Periyot presizyonlu nivelman ölçmeleri sonucu ile Ekim 1999 döneminde yapýlan 0. periyot ölçme sonuçlarý karþýlaþtýrýlmýþ ve Tablo 1 de özet olarak verilen farklar bulunmuþtur (Kalkan ve dið. 2003). Tablo 1. Presizyonlu nivelmandan bulunan farklar N. N. Farklar (mm) N. N. Farklar (mm) N. N. Farklar (mm) Bu çalýþmalar hakkýnda daha geniþ bilgi Kalkan ve dið. (2003) de verilmiþtir. Þekil 6. Her Bir Obje Noktasýnýn Konum ve Yüksekliklerine Ait Fark Vektörleri 4.4. Geoteknik Ölçme Çalýþmalarý Altaþ Ambarlý Liman Tesisleri Sahasýnda heyelan izleme hareketleri 1999 yýlýndan beri Geoteknik yöntemler ile de izlenmektedir. Çalýþma bölgesindeki heyelan hareketlerini izleyerek heyelanýn geometrisini belirlemek, zemin profilini görmek ve heyelan mekanizmasýný çözebilmek amacýyla uygun yerlerde seçilen 15 noktada, 20 m ile 50 m arasýnda deðiþen derinliklerde toplam 520 metre sondaj kuyusu açýlmýþtýr. Bu kuyulardan 9 tanesine Ýnklinometre, 3 tanesine Piezometre, 3 tanesine de Manyetik Oturma Kolonu donatýmý yerleþtirilerek aylýk periyotlarda ölçmeler yapýlmýþtýr. Tahrip olan bazý inklinometre noktalarý yerine yenileri tesis edilmiþtir

6 a-) Ýnklinometre Ölçmeleri ve Sonuçlarý Daha önceden belirlenen yerlerde tesis edilmiþ olan dokuz adet inklinometre donatýmýnda ayda bir ölçmeler yapýlarak veri toplayýcýlara yüklenmiþtir. Ölçülmüþ olan eðim deðiþimleri bilgisayar ortamýnda özel bir yazýlým desteðinde yatay deformasyon deðerlerine dönüþtürülerek her bir inklinometre için polar diyagram ile hareketin yönü ve miktarý, Y ve X eksenleri doðrultusundaki hareketler, toplam bileþke hareketi ve kayma açýsý belirlenerek özel diyagramlar þeklinde verilmektedir. Bir örnek çýktý olarak ALTAÞ 1A kuyusundaki inklinometre ölçmelerinin Þubat 2002 sonuçlarýndan elde edilen Polar diyagram ve toplam hareket diyagramý Þekil 7 de verilmiþtir. Bu inklinometre yüzey heyelanlarýndaki hýzlanma neticesinde Mart 2000 tarihinde koparak kullanýlamayacak duruma gelmiþ, Mayýs 2000 tarihinde de yenilenerek tekrar aylýk okumalara geçilmiþtir. Þubat 2002 de kuyudaki toplam deformasyon 380 mm olarak belirlenmiþtir. b-) Piezometre Ölçmeleri ve Sonuçlarý Boþluk suyu basýncýndaki deðiþimi izlemek için yerleþtirilmiþ olan 3 adet piezometrenin her birisinde deðiþik derinliklere yerleþtirilmiþ dört adet sensörle boþluk suyu basýncýndaki deðiþimler ölçülmüþtür. Mevsimsel yaðýþlara ve zeminin drenajýna baðlý olarak boþluk suyu basýncýnýn deðiþtiði gözlenmektedir. Ana heyelanýn ortasýndan geçen aksa yakýn olarak yerleþtirilmiþ olan Piezometre-3 e ait bir sonuç grafiði Þekil 8 de verilmiþtir. Bu piezometrede okunan yüksek boþluk suyu basýnçlarý sahanýn iyi drene olamadýðýný göstermektedir. Sahada sürekli bir boþluk suyu basýncý ölçülmüþtür. Bu çok yüksek boþluk suyu basýnç deðerleri heyelanlarý negatif olarak etkilemektedir. Burada yüzeye yakýn birimler yüksek boþluk suyu basýncýna maruz kalmaktadýr (Yýldýrým ve dið. 2003). Þekil 8. Piezometre-3 teki ölçmelerden bulunan boþluk suyu basýncý deðiþimleri Þekil 7. Ýnklinometre polar diyagramý ve toplam hareket diyagramý Ýnklinometre verilerinden sahada iki tür hareketin hakim olduðu gözlenmektedir; yüzey heyelanlarý Inco 1A, 2, 3A, 4, 5A ve 7A kuyularýnda 7.00 m ile m ler arasýnda, derin heyelanlar ise Inco 1A, 3A, 5A, 6, 8 ve 9 kuyularýnda m ile m ler arasýnda görülmektedir (Yýldýrým ve dið. 2003). c-) Manyetik Oturma Kolon Ölçmeleri ve Sonuçlarý Zemin içerisindeki farklý derinliklerde düþey hareketlerin izlenmesi amacýyla yerleþtirilen manyetik oturma kolonlarý aylýk periyotlarda ölçülerek farklý derinliklerdeki zemin oturmalarý izlenmiþtir. Her bir kuyuda dört farklý derinlikte periyodik okumalar alýnarak deðerlendirilmiþ ve oturma-zaman grafikleri çizilmiþtir (Þekil 9)

7 Bu çalýþmada, potansiyel heyelan riski taþýyan Altaþ Ambarlý Liman Bölgesinde 1999 yýlýndan beri jeodezik ve jeodezik olmayan yöntemlerle yapýlmakta olan heyelan izleme çalýþmalarý ve sonuçlarý verilmiþtir. Bu sonuçlara göre, Þubat Eylül 2003 arasýnda GPS ölçmeleri ile belirlenen maksimum hareket (tek bir noktada) yatayda yaklaþýk 130 cm, düþeyde 30 cm deðerlerine ulaþmýþtýr (Þekil 6). Yakýn bölgede yer alan inklinometre ölçmelerinden de ayný yönlü benzer sonuçlar elde edilmiþtir. Ýnklinometre sonuçlarý, deðiþik derinliklerdeki yatay hareketleri ortaya koymuþ ve kayma yüzeylerinin hangi derinliklerde yer aldýðýný belirleme doðrultusunda önemli bilgiler vermiþtir. Yüzey heyelanlarýnýn dýþýnda tespit edilen m ler civarýndan geçen ikinci kayma yüzeyinin hareketleri küçük olmasýna raðmen sahada yapýlacak yapýlaþmaya baðlý olarak kontrol edilmesi gerekmektedir. Bu yüzden sahadaki her projenin uygulama açýsýndan bu derin heyelanla iliþkisi ortaya konulmalý ve gerektiðinde önlem alýnmalýdýr. Þekil 9. Manyetik Oturma Kolonu-1 (OK-1) için oturma-zaman grafiði Þekil 9 dan da görülebileceði gibi, Oturma Kolonu-1 de oturma ve kabarmalar tespit edilmiþtir. Oturmalar Mart 2002 ye kadar devam etmiþ, Mart 2002 de 1.3 cm e varan kabarmalar gözlenmiþtir. Kabarma ve oturmalar Haziran 2002 ye kadar normal seyrinde devam etmiþ, Temmuz 2002 de 3.2 cm ye varan ani oturmalar gözlenmiþtir. Derinde yer alan ringlerde yüzeydekilere göre daha fazla oturmalar tespit edilmiþtir. Bunlar yaz sezonu nedeni ile beklenen oturmalardýr. Aðustos 2002 de yüzeydeki ringlerde az miktarlarda kabarmalar gözlenmiþ, derindeki ringlerde ise oturmalarýn devam ettiði görülmüþtür. Ekim 2002 de tüm ringlerde kabarma, Kasým 2002 de tüm ringlerde oturmalar gözlenmiþtir. Aralýk 2002 de oturmalarýn devam ettiði, Ocak 2003 e gelindiðinde ise tüm ringlerde kabarmalar gözlenmiþtir. Bu çalýþmalar ve elde edilen sonuçlar hakkýnda daha geniþ bilgi Yýldýrým ve dið de verilmiþtir. 5. SONUÇLAR VE ÖNERÝLER Heyelanlarýn izlenmesi ve muhtemel zararlarýnýn önlenmesi veya azaltýlmasý, bir çok ülke için olduðu gibi, ülkemiz için de önemli bir problemdir. Özellikle, yapýlaþma zorunluluðu olan heyelan riskli bölgelerde heyelan mekanizmasýnýn çözülmesi büyük önem taþýmaktadýr. Aksi takdirde zemine uygun olmayan mühendislik projeleri ve yapýlarý söz konusu olabilecektir. Manyetik oturma kolonlarý sonuçlarýnýn incelenmesinden, bölgede deðiþik derinliklerde mevsime ve yer altý su seviyesindeki deðiþime baðlý olarak birkaç santimetreler mertebesinde yükseklik deðiþimleri meydana geldiði görülmektedir. Ayrýca, Piezometre sonuçlarýndan belirlenen yer altý suyu basýncýndaki deðiþimlerin kýsmi yükseklik deðiþimlerine sebep olduðu ve heyelaný tetikleyici rol oynadýðý anlaþýlmaktadýr. Heyelan bölgesinde yer alan deformasyon noktalarýndan elde edilen sonuçlar, sadece bölgedeki heyelan mekanizmasýnýn çözülmesine yardýmcý olmakla kalmamýþ, ayný zamanda kazýklý istinatlar gibi bölgede yapýlmýþ heyelan önleme yapýlarýnýn görevini tam olarak yerine getirip getirmediði hakkýnda da önemli bir bilgi kaynaðý oluþturmuþtur. Sonuç olarak çok büyük yatýrýmlarla gerçekleþtirilmiþ olan büyük ve önemli mühendislik yapýlarýnda ve çevrelerinde deformasyonlara neden olan heyelanlarýn sürekli olarak izlenmesi, mekanizmalarýnýn çözülmesi ve böylelikle muhtemel zararlarýnýn önlenmesi ya da azaltýlmasý önemli bir husustur. Bu amaçla yaygýn olarak kullanýlan jeodezik yöntemlerle birlikte, geoteknik yöntemlerin de kullanýlmasý çok büyük yararlar saðlamaktadýr. Hiç þüphesiz deformasyonlarýn izlenmesi ve yorumlanmasýnda jeodezik verilere ilave olarak inklinometre, piezometre, oturma kolonu, strengeç, extensometre, magnetometre gibi geoteknik ve diðer ölçme donanýmlarýndan elde edilecek bilgiler son derece önemli veriler olacaktýr. KAYNAKLAR Ahmad, R. and McCalpin, J.P. (1999). Landslide Susceptibility Maps for Kingston Metropolitan Area, Jamaica, Publication No. 5, Unit for Disaster Studies, University of the West Indies, Mona, Kingston 7, Jamaica,

8 Barbarella, M., Bitelli, G. and Folloni, G. (1988). Deformation Surveys of Landslides Using Terrestrial Measurements and Space Techniques. Proc. of 5. International (FIG) Symposium on Deformation Measurement and 5. Canadian Symposium on Mining Surveying and Rock Deformation Measurements. June 6-9, Frederiction, New Brunswick, Canada. Çelik, R.N., Ayan, T., Denli, H., Özlüdemir, T., Erol, S., Groten, E. and Leinen, S. (1999). Land Sliding Monitoring Using GPS and Conventional Techniques in Gurpýnar, Proc. of Third Turkish-German Joint Geodetic Days, June 1-4, pp , Istanbul, Turkey. Hill, C. D. and Sippel, K. D. (2002). Modern Deformation Monitoring: A Multi Sensor Approach, Proc. of 12th FIG Int. Symp. Deformation Measurements, Washington, DC, USA. Kalkan, Y., Alkan, R. M. and Yanalak, M. (2001). Landslide Monitoring Project by Using Different Techniques, Proceedings Fourth International Symposium Turkish-German Joint Geodetic Days, pp , Berlin, Germany. Kalkan, Y., Alkan, R.M., Yanalak, M., Tari, E., ve Erden, T. (2003). Altaþ Ambarlý Liman Tesisleri Sahasýnda Geoteknik ve Jeodezik Yöntemlerle Heyelan Ýzleme Çalýþmasý, Teknik Rapor, ÝTÜ. Geliþtirme Vakfý AR-GE Ýþletmesi. Kuang, S. (1996). Geodetic Network Analysis and Optimal Design: Concepts and Applications, Ann Arbor Press, Inc., Chelsea, Michigan. Vichas, C., Skourtis, C. and Stiros, S. (2001). Kinematics of Landslide Over the Polyphyton Reservoir (Greece), Proc. of 10. FIG International Symposium on Deformation Measurements, March 19-22, pp , California, USA. Yýldýrým, H., Kalkan, Y., Baykal, O., Durgunoðlu, A. T., Alkan, R.M., Yanalak M., Çoþkun, M. Z., Ýnce C., Erden, T. (2003). Altaþ Ambarlý Liman Tesisleri Sahasýnda Geoteknik ve Jeodezik Yöntemlerle Heyelan Ýzleme Çalýþmasý, 2003 Yýlý Teknik Raporu, ÝTÜ Geliþtirme Vakfý AR-GE Ýþletmesi. E-Coðrafya Web Sayfasý, (2003),Heyelan. - SISGEO-Geotechnical Instrumentation Manufacturing Company Web Site, (2003), Sisgeo Products

9 RAYLI SÝSTEMLERDE RAY HATLARININ YERLEÞTÝRÝLMESÝ ÝÇÝN YAPILAN ÖLÇME ÇALIÞMALARI it for application, survey work required for the rail track design as well as the measurement methods necessary in track laying in Ballasted and Ballastless tracks and the equipment used are discussed under the light of the experience gained from a considerable number of rail system projects implemented in our country. ÖZET Har. Müh.Cengiz DEMÝRAÐ 1 Dr. Ahmet ÜNLÜTEPE 1 Özellikle büyük kentlerimizde; kentiçi ulaþým sorunlarýnýn çözümüne dönük önemli avantajlarý nedeniyle raylý sistemlerin kullanýmýna olan talep hýzla artmaktadýr. Raylý sistem inþaatlarýnda; ray montajlarý alýþýlagelmiþ ölçme çalýþmalarýndan farklý olarak kendisine özgü bazý ölçme yöntemleri ile bazý özel donanýmlar gerektirmektedir. Bu çalýþmada Raylý Sistem inþaatlarýnda ray hatlarýnýn tasarým parametrelerine baðlý olarak yerleþtirilmesi ele alýnmýþtýr. Ray hatlarýnýn inþaasý için oluþturulan ölçüm aðlarýnýn (Nirengi, Poligon, Nivelman) tesis edilmesi uygulama için hazýr hale getirilmesi, ray hatlarýnýn tasarýmlarý için gerekli ölçme çalýþmalarýnýn yanýsýra Balastlý ve Balastsýz hatlardaki raylarýn yerleþtirilmesi sýrasýnda gerekli ölçme yöntemleri ve kullanýlan alet ekipman ülkemizin çok sayýda raylý sistem projesindeki uygulamalardan edinilen tecrübelerin ýþýðýnda ele alýnmýþtýr. SURVEYING WORK CONDUCTED FOR TRACK LAYING IN RAIL TRANSPORT SYSTEMS Demand for using rail transport systems is continuously increasing in our large cities because of the considerable benefits the systems provide in terms of resolving urban transportation problems. The installation of track in the rail system construction requires some special equipment different from the commonly used survey methods, to be used in survey methods characteristic to these systems. In this study, installation of the track in the Rail Transport System construction works, in accordance with design parameters is discussed. Installing the measurement network established for the construction of rail track (Triangulation, traversing, leveling), preparing 1 YAPI Merkezi Ýnþ.San. A.Þ. K.Çamlýca / ÝSTANBUL 1. GÝRÝÞ Dünya daki bütün büyük kentlerde; kitle ulaþýmý büyük ölçüde raylý sistemlerle yapýlmaktadýr. Büyük þehirlerde hýzla artan nüfusun, ulaþým ve hava kirliliði gibi sorunlarý da beraberinde getirmesi sonucu; enerjinin daha efektif kullanýlmasý gereksinimi ortaya çýkmýþ, bununla birlikte raylý sistemlerin yolcu ve yük taþýmacýlýðýndaki önemi kaçýnýlmaz hale gelmiþtir. Bilindiði gibi ray uygulamalarý; demiryolu, tramvay, hýzlý tramvay, metro vb. toplu taþým araçlarýnýn seyahat edebilmesi için tesis edilen ulaþým aðlarý için gerekli üst yapýlardýr. Ray uygulama amaçlarý ve uygulama alanlarý farklý olsa bile dünya çapýnda belli standartlara göre inþa edilirler. Bunun nedeni ise farklý ulaþým aðlarýnýn ülke içerisinde yada ülkeler arasýnda da baðlanmasýnýn avantajlarý ve dünya çapýndaki teknolojilerin birbiriyle uyumlu olmasýnýn getireceði ekonomik ve teknolojik avantajlardýr. Raylý sistem inþaatlarý; uzun güzergahlar halinde inþa edildiði için ölçme aðlarýnýn oluþturulmasý inþaatýn tasarým verilerine uygun olarak tamamlanmasý açýsýndan önem kazanmaktadýr. Raylý sistem inþaatlarý için gerekli temel ölçmeler aþaðýdaki gibi özetlenebilir. a. Nirengi aðýnýn oluþturulmasý Klasik Metodlarla GPS yardýmýyla b. Poligon aðýnýn oluþturulmasý c. Nivelman aðýnýn oluþturulmasý d. Güzergah haritalarýnýn hazýrlanmasý e. Proje hazýrlama ve uygulamaya geçiþ Raylý Sistem güzergahlarý genellikle þehrin trafik ve yerleþim açýsýndan en yoðun bölgelerinden geçtiði için, klasik yöntemlerle zeminde nirengi noktalarýný oluþturmak neredeyse imkansýzdýr. Bu tür bölgelerde poligon aðlarý ile de baðlantý kurulabilmesi için güzergah üzerindeki yüksek katlý binalarýn çatý teraslarýnda nokta tesis edilmesi tercih

10 edilir. Fakat böylesi uygulamalar yönetimden izin alýnmasý ve maliklerin rahatsýz edilmeleri yönünden sorunlara neden olabildiðinden güzergahýn kavþak gibi çevresinin mümkün olduðunca açýk olduðu yerlere nokta tesis edilerek GPS yöntemiyle ölçümlemek saðlýklý sonuç alýnmasý açýsýndan önemli hale gelmiþtir. Poligon noktalarýnýn sayýsallaþtýrýlmasý için GPS yöntemi tercih edilmek istense bile, poligon nokta tesislerinin cadde, sokak gibi etrafý genellikle yüksek binalardan oluþan dar bir koridor içerisinde kalmasýndan dolayý GPS algýlayýcýlarýnýn belirli bir açý içerisinde yeterli sayýda uydu ile iletiþimi saðlayamamasý nedeni ile kullanýþlý sonuçlar elde edilememektedir. Bu nedenle poligon tesislerinin sayýsallaþtýrýlmasý için klasik uygulamalara gereksinim duyulmaktadýr. Mevcut Rs noktalarýnýn tesbit edilmesinden sonra yeni noktalar da tesis edilip hassas nivelman metoduyla ölçümlendikten sonra dengelenerek kotlandýrýlmalarý gereklidir. Baðýmsýz bir kot sistemi ile de çalýþmak mümkün olduðu halde altyapý kuruluþlarý ile (su, atýksu, yaðmursuyu, elektrik, telekom, doðalgaz) koordinasyon saðlanarak gerçek kotlarýn kullanýlmasý tercih edilmektedir. Ray montajý sýrasýnda kullanmak için yaklaþýk 50m. ara ile kot röper noktalarý iþaretlenmesi ise kullanýþlý bir yöntem olmaktadýr. Ýnþaat uygulamalarý sonrasýnda daha önce oluþturulmuþ bulunan nirengi, poligon ve nivelman noktalarýnýn ray uygulamalarý için yetersiz kalmasý durumunda bu noktalar mevcut noktalara baðlý olarak sýklaþtýrýlarak ölçümlendikten sonra dengelenmiþ koordinatlarý kullanýlýr. Bütün ölçme aðlarý tüm inþaat sahasýný kapsayacak þekilde ve yönetmeliklere uygun olarak tesis edilir. Güzergah için yapýlan fizibilite çalýþmalarý sonrasý belirlenen raylý sistemin geçeceði güzergahýn þeritvari haritalarý hazýrlanýr. Altyapý kuruluþlarý ile irtibata geçilerek, alt yapý paftalarý ve gerekli bilgiler elde edilerek, hali hazýr paftalar ile çakýþtýrýlýr. Bu doðrultuda sistemin projelendirilmesi yapýlýr. Proje hazýrlandýktan sonra hat ekseni araziye aplike edilerek, karekteristik noktalar baþta olmak üzere genellikle 20 metrede bir enkesitler ölçümlenir. Güzergah altýnda kalan veya engelleyen altyapýlar belirlenerek, deplasman iþleri tamamlanýr. Güzergah üzerindeki karekteristik noktalar belirlenerek sondaj yapýlýr ve jeoteknik raporlar hazýrlanýr. Güzergahýn inþaat yapýsýyla beraber güzergah geometrisi ve devamýnda da ray hatlarý geometrilerinin tasarýmý gerçekleþtirilir. Bunun için tüm yapý, kataner ve her türlü civar yapý engelinin araç gabarisi içerisinde kalmamasý ve raylý sistem seyehat konforunun maksimum düzeyde tutulmasý için ray geometrisi normlarýna uyulur. BursaRay Projesi için tasarýmý hazýrlanmýþ ray hattý geometrisine iliþkin matematizasyondan bir bölüm Tablo 1 de görülmektedir. No Tip Nok. Km Yarýçap Uzunluk Açý X Y Makas 1 R A 4+904, ,000 96, , , ,782 2 A HP 5+001, ,000 15,000 98, , ,119 3 G HP 5+016,207 0, ,723 97, , ,659 4 W BP 5+150,930 0,000 27,138 97, , , :9 5 W EP 5+178,068 0,000 11,126 97, , , :9 6 R HP 5+189, ,000 64,894 97, , ,320 7 G HP 5+254,088 0,000 61,979 93, , ,920 8 W EP 5+316,067 0,000 27,138 93, , , :9 9 W BP 5+343,205 0,000 10,928 93, , , :9 10 R HP 5+354, ,000 29,371 93, , , G HP 5+383,504 0, ,996 94, , , A HP 5+591,500 0,000 15,000 94, , , R HP 5+606, ,000 39,001 95, , , A HP 5+645, ,000 15,000 97, , ,841 Tablo 1: Ray Hattý Geometrisine Ýliþkin Matematizasyon Örneði Raylarýn yerleþtirilmesi bir raylý sistem inþaatýnýn en önemli ve en son inþaat aþamasýdýr. Yerleþtirilmesi sýrasýnda gösterilecek ölçme hassasiyeti araçlarýn raylar üzerinde konforlu bir þekilde, gabari problemi yaþanmadan seyehat etmesini temin edecek en önemli faktördür. Böyle bir konforlu ray iþletmeciliðini elde etmek için uyulmasý gerekli yatay ve düþey konumlandýrma için yüksek ray ölçme toleranslarýna örnek olarak BursaRay projesinde baz alýnan deðerler gösterilebilir. Gabari: Nominal deðerden, müsaade edilebilen, maksimum sapma: +5mm/-0mm; 5mm maksimum tolerans genliði 25 metreden az uzunluða sahip hat bölümlerinde meydana gelmeyecektir

11 Bir hattýn iki rayý arasýndaki yükseklik farký: Nominal deðerden, müsaade edilebilen, maksimum sapma ±2mm; 4mm maksimum tolerans genliði 25 metreden az uzunluða sahip hat bölümlerinde meydana gelmiyecektir. Boylamsal yükseklik: Nominal deðerden, müsaade edilebilen, maksimum sapma: 5 metre uzunluk için ±2mm, ancak 50 metre uzunluk için 10mm den fazla deðil. Hat aks pozisyonu: Nominal pozisyondan, müsaade edilebilen, maksimum sapma: ±2mm; 4mm maksimum tolerans genliði 25 metreden az uzunluða sahip hat bölümlerinde meydana gelmeyecektir. Kaynaklý ray baðlantý yerleri (rayýn zirvesinde ölçülen): Nominal deðerden, müsaade edilebilen, maksimum sapma: +0.3mm/-0.2mm. Kaynaklý ray baðlantý yerleri (rayýn yan tarafýnda ölçülen): Nominal deðerden, müsaade edilebilen, maksimum sapma:+0.0mm/-0.3mm. 2. RAY HATTI ANA PARAMETRELERÝ Ray uygulamalarý genelde balastlý ve balastsýz hatlar olmak üzere iki ayrý yöntemle gerçekleþtirilir. Bunun yanýsýra lokal alanlar için uygulamalarý sözkonusu olabilecek kanal hatlarý, kör hatlar, dökme hatlar gibi hat tipleri de mevcuttur. Bu çalýþmada hat yapýmlarý ve ölçmeleri bu iki tip uygulama için deðerlendirilmektedir. kalmadan rahat hareket edebilmesi için, hat açýklýðý mm arasýnda uygulanýr ki bu fark sürekartman olarak adlandýrýlýr. Raylar üzerinde ölçüler ray mantarýnýn 14 mm. aþaðýsýndan alýnýr. Ray hatlarý genel olarak aliyman, kurb, klotoid ve düþey kurb gibi bilinen geometrik formlarýn arka arkaya eklenmesiyle güzergah formunu alýr. Minumum aliyman uzunluðu L=0.60V ile tanýmlanýr. Kurblar için minimum kurb yarýçapý ana hatlarda 230m. Zorunlu durumlarda ise 110m. olarak tasarlanmaktadýr. Genel olarak düþey kurb yarýçapý R=V 2 /2 formülüne göre hesaplanabilir. Raylý sistem araçlarýnýn, hareketi esnasýnda kurb bölgelerinden geçiþte, hýzýna baðlý olarak oluþan merkezkaç kuvvetini karþýlamak için dýþ ray iç raydan fazla yükseltilir ki dever olarak adlandýrdýðýmýz bu miktar, d= 8V 2 /R mm dir. Deverin 150mm den fazla olmasý kabül edilmemektedir. V: Proje hýzý (km/h) R: Kurb yarýçapý (m) Raylý sistemlerde hareket eden bir katarýn bir yoldan diðer bir yola geçmesini saðlayan düzenek makas olarak adlandýrýlýr. Sistemin özelliði makas ucunda bulunan dil kýsmýnýn mekanik veya kumanda merkezinden verilen hareket ile açýlýp kapanarak yan yola geçilmesini saðlamaktýr. Çok çeþitli makas tiplerinin varlýðýna karþýn, makaslar genel olarak sað,sol ve yarýçaplarýna göre ayrýlýrlar. Ayrýca birbirini kesen hatlarda yolunu deðiþtirmeden geçiþi saðlayan mekanizmaya ise kruozman adý verilir. Raylara iliþkin genel bilgiler aþaðýdaki gibi özetlenebilir: Ray hattý gabarisi: 1435 mm Maksimum Sürekartman gabarisi: mm Maksimum Dever: 15 mm Ray Ölçüleri: RÜK 14 mm den Ray çekme Mukavemeti: 880 N/m 2 Ray Uzunluðu:18m Genel Ray Tipleri: Balastlý hatlarda S49, balastsýz hatlarda RI56, RI59, RI60 Raylý sistemlerde genel olarak dünya standardý olan 1435mm lik açýklýk kullanýlýr. Vagonlarýn kendi içerisinde dingil açýklýklarý sabittir. Sistem üzerinde hareket eden çok sayýdaki katarýn kurb bölgelerinde hat açýklýðý içerisinde herhangi bir kasýlmaya maruz 3. BALASTLI HATLARDA UYGULAMA Raylý sistemlerin balastlý hat bölümlerinde Jeoteknik raporlar doðrultusunda belirlenen zemin cinsine göre gereken derinlikte hafriyat yapýlýr. Gerekiyorsa zemin iyileþtirilmesi de yapýlarak dolgu kademeli olarak tamamlanýr. Bu arada çevre duvarý ve kablo kanalý ile ilgili imalatlar tamamlanýr. (Þekil 1) Bu aþamada hat ekseni alinymanda 20m, kurb veya klotoid de ise 10m de bir aplike edilerek, dikleri sað ve solda koruma duvarý veya kablo kanallarý üzerine RÜK (Ray Üst Kotu) da veya bir miktar daha üst seviyede kaybolmýyacak þekilde tesbit edilir. Bu iþlem için beton çivileri bir çivi tabancasý yardýmýyla aks ve kotunda; üzerine mira tutulabilecek durumda kolayca yerleþtirilebilir. Altyapýsý hazýrlanmýþ olan dolgu zemin üzerine alt tabaka balast (ince kýrma taþ) serilir ve vibrasyonlu silindir ile sýkýþtýrýlýr. Son dolgu kotu travers alt kotundan 5 cm. düþük seviyede olacak þekilde +/- 3cm. tolerans dahilinde serilerek reglajý yapýlýr

12 karþýn, makas raylarýnýn altýnda sesi absorbe etmesi ve titreþimi azaltmasý nedeniyle viyadük, köprü ve tünellerdeki istasyon bölgelerinde ahþap travers kullanýmý tercih edilmektedir. Kaynak için gerekli hazýrlýklar yapýldýktan sonra, raylar arasýndaki boþluklar yaklaþýk 25 mm olacak þekilde býrakýlarak kaynaðýn doðru dökümünü saðlayacak ray formu verilmiþ olan kaynak tuðlalarý yerleþtirilir ve potanýn içine koyulan kaynak þarjýnýn ateþlenmesi sonucu aliminotermit kaynak iþlemi gerçekleþtirilir. Taþlama motoru yardýmý ile kaynak artýklarýnýn temizlenmesi tamamlanýr. Bu aþamadan sonra hattýn teorik konumuna getirilmesi için aþaðýda belirtilen deðiþik ölçme yöntemleri ve tekniklerden faydalanýlýr. Buraj makinasý ile hattýn düzenlenmesi Manuel buraj ile hattýn düzenlenmesi Fleþ metodu ile hattýn düzenlenmesi a) Buraj Makinasýnýn Ýle Hattýn Düzenlenmesi: Vagonlar yardýmý ile ikinci tabaka balastýn dökülmesi ve röper noktalarý baz alýnarak, buraj makinasý (Þekil 2) ile raylarýn aks ve kotuna getirilmesi saðlanýr. Lazer aparatý ile donatýlan bu makineler ile saatte 2-3km yol düzenleme olanaðý vardýr. Bu düzenleme iþleminde dresaj (yatay düzenleme), rölevaj (düþey düzenleme) iþleri yapýlmaktadýr. Ýþleme; raylarýn düþeydeki ve yataydaki durumunun tesbiti ile baþlanýr. Þekil 1: Balastsýz Hat ve Ray Tip Kesiti (BursRay Projesi) Bu aþamadan itibaren balastlý hatlara iliþkin temel yapý bileþenleri balast, travers, ray ve ray-travers baðlantýsýný saðlayan elemanlar ile raylarýn yerleþtirilmesini yönlendirecek olan ölçme çalýþmalarýdýr. Yan duvarlarda km. leri iþaretlenmiþ röper noktalarý veya çelik þerit metrelerden faydalanarak alinymanda ortalama 0.75m, R>300m kublarda 0.65m ve R<300m kurblarda ise 0.60m aralýklar ile traverslerin dizilmesi ve 18m uzunluðundaki S49 vinyol raylarýn traversler üzerine yerleþtirilmesi ve ray baðlantý elemanlarý kullanýlarak ray-travers baðlantýsýnýn yapýlmasý gerçekleþtirilir. Eðer R<150m ise ray bükme makinasý yardýmý ile raylar bükülür ve montaj bölgesine nakledilir. Traversler beton, ahþap veya plastikten oluþur. Genel olarak beton travers kullanýlmasýna Þekil 2: Buraj Makinasý ile Ölçüm ve Ray Düzeltmeleri Buraj makinasý daha önceden yerleþtirilmiþ ancak kesin konumunu almamýþ raylar üzerinde seyehat eden ve rayýn mevcut geometrisinin ve proje geometrisinin kaydedilerek gerekli düzeltme miktarlarýný belirleyebilen, yardýmcý ölçme donanýmýna sahip (ray nivosu) olan ve belirlenen düzeltmeleri de hidrolik kollarýný balast içerisine saplayýp hattý (ray+travers) kaldýrarak her iki boyuttaki deðiþiklikler ile gerçekleþtirebilen bir makinadýr. Buraj makinasý sadece balastlý hat düzeltmeleri için kullanýlmaktadýr. Buraj makinasý ile ray düzeltmeleri hattýn geometrisine baðlý olarak aþaðýda açýklandýðý gibi deðiþik yöntemlerle gerçekleþtirilebilir. Sabit Eðimli Hatlarda Kot Ayarlanmasý: Buraj makinasý ön yerleþtirme iþlemi tamamlanan raylar üzerinde ayarlama yapýlacak km ye gelir. Makinadan max. 100m.uzaklýkta, vizör (ray nivosu) raya yerleþtirilir. Ýlk aþamada amaç R.Ü.K -2.5cm ye göre raylarý konumlandýrmaktýr. Vizör, buraj makinasýnýn skalasýna baðlanarak, istenen eðimi saðlayacak

13 þekilde, vizörü kullanan kiþi tarafýndan buraj makina yönlendirilir. Vizör operatörü makina skalasý ile vizörün göstergesini üst üste getirir. Buraj makinasý vizörün yanýna gelene kadar düzenleme yapýlýr. Vizör operatörü uzaktan kumanda ile bir rayý kotuna getirtirken, makina operatörüde diðer rayý düzeltir. Düþey Kurblarda Hat Ayarlanmasý: Düþey kurblarda her 5 metrede rayýn ne kadar kaldýrýlacaðý ölçmelerle tesbit edilir ve bu deðerler buraj makinasýna kaydedilir. Buraj makinasý düþey kurbun baþlangýç noktasýndan 5 metre öne gelir, makina operatörü ray üzerinde belirlenmiþ olan düzeltme deðerlerini dikkate alarak hattý düzeltir. 2. ci aþamada ise ray eksene getirilmeye çalýþýlýr. Kurb ve Klotoidte Yatay Eksen Ayarý: Buraj makinasý, kurb veya klotoidin baþlangýç noktasýna gelir. Ýlk olarak rayýn teorik eksene iliþkin konumunu irdelemek için, raylarýn durumunun ölçülmesine geçilir. Rayýn olmasý gereken deðerleri grafik üzerine iþlenir. Makina tekrar baþa döner. Operatör makinayý kullanýrken, ikinci bir kiþi makinaya grafiði takip ettirir. Böylece makina grafiðe göre raylarý olmasý gereken eksen konumuna getirir. Hattýn deveri de buraj iþlemi sýrasýnda gerçekleþtirilir. Aliyman Hatlarda Ray Ayarlanmasý: Ray düzeltmesi iki þekilde gerçekleþtirilebilir. Birinci yöntem; buraj makinasýnýn otomatik olarak kendi kapsamýndaki raylarýn durumuna iliþkin göstergeleri kullanmasýyla gerçekleþtirilir. Bu yöntem en son aþamada yolu kontrol ederken, bozuk kalan yerleri düzeltmek için kullanýlýr. Ýkinci yöntem; ise ray nivosunun (vizör) kullanýlmasý gerçekleþtirilir. Buraj makinasý alinymanda durur ve rayýn eksensel olarak ne tarafa gitmesi gerekiyorsa makinanýn skalasý o yöne doðru çekilir. Vizör buraj makinasýnýn önüne kurulur, ölçümlediði yerdeki kaymalarý gösteren vizör yatay tablasý hazýrlanýr. Vizör makinanýn eksen skalasýna baðlanýr. Vizör göstergesi makinanýn yatay ekseni ile çakýþtýrýlýr ve makina operatörü de dýþarýdan verilen komuta göre eksen göstergesinin takibi ile hattý eksen konumuna getirir. b) Manuel Buraj Yöntemi : Manuel buraja baþlamak için ön yerleþtirme iþlemi tamamlanarak kaynak iþlemi bitirilmiþ hattýn ikinci kademe balastý serilir ve tesviye edilir. Hattýn mevcut durumu ölçümlenerek kaydedilir ve düzeltmeler belirlenir. Belirli aralýklarla raylar krikolar aracýlýðýyla kaldýrýlrak askýya alýnýr ve proje kotunda sabit tutulur. Bu arada gerekli görülen yerlere de balast dolgusu takviye edilir. Ray altýnda bulunan boþluklara da balast sýkýþtýrýlarak hattýn pozisyonu korunmaya çalýþýlýr. Ayni süreçte ölçmeler aracýlýðýyla hattýn ripaj iþlemi de gerçekleþtirilir. Krikolar boþaltýlýr ve hattýn durumu ölçmelerle yeniden kontrol adilerek gerekiyorsa ilave düzeltmeler yapýlýr. c) Fleþ Metodunun Kullanýmý : Her ne kadar raylarýn kontrolünde ölçme aletleri, düzeltilmesinde ise buraj makinasý kullanýlsa bile; bazý durumlarda kontrol ve düzenleme amacý ile fleþ metodundan yararlanýlabilir. Bir dairede kiriþin ortasýndan çýkýlan dikin yayý kestiði nokta arasýndaki mesafeye fleþ denir. (Þekil 3) Fleþ denklemi f=l 2 /8r dir. Bozuk olan bir raylý sistem kurbunda, fleþler 20 metrelik bir ip kullanarak 10 metrede bir ölçülür ve þekildeki gibi bir diyagram oluþturulur. (Þekil 4) Düzeltme Öncesi Þekil 3: Fleþ Metodu ile Ölçüm Düzeltme Sonrasý Þekil 4: Fleþ Öncesi ve Sonrasý Düzeltme Diyagramý Kurb a ait kýsýmdaki fleþlerin ortalamasý belirlenir ve bu ortalama deðerden geçen hat gösterimi yatay eksen çizgisine paralel olarak çizilir. Diyagramýn sað ve sol kenarlarýda, ortalama fleþ deðerini tanýmlayan eðimli bir çizgiyle gösterilerek üstteki paralel çizgi ile birleþtirilir. Böylece, kurbun olmasý istenen, doðru fleþlerini gösterir düzgün ikiz kenar yamuk elde edilir. Yamuðun, teþkil ettiði fleþler diyagramý, ile hareket dinamiði ve yolun trafik emniyeti açýsýndan, araçlarýn seyrine uygun, düzenli bir kurb tasarýmý oluþturulur. Fleþ diyagramý üzerinde belirlenen sapmalar raylar üzerinde düzeltilir. Kurb üzerinde fleþin ölçüldüðü bir noktada a kadar kurb merkezine veya dýþ tarafa ripaj yapýlýr ise, bu noktadaki fleþ o kadar büyür veya küçülür. Fakat, ayný anda komþu noktalardaki fleþler aksi istikamette a/2 kadar büyür veya küçülür. Balastlý hatlarýn yeniden belirtilen metodlar yardýmýyla düzeltilmesine zaman içerisinde ihtiyaç bulunmaktadýr. Düzeltmeler için gerekli süreç hattýn kullanýmýna, kullanýlan malzemeye, inþaat ve zemin parametrelerine baðlý olarak deðiþmektedir

14 4. BALASTSIZ HATLARDA UYGULAMA 1966 yýlýndan beri uygulanmakta olan balastsýz raylý toplu taþýma sistemleri deðiþik tipteki uygulamalarý ile günümüze deðin modernize olarak geliþim göstermiþlerdir. Raylý sistem inþaatý için kullanýlacak ölçüm aðlarý oluþturulduktan sonra güzergahýn dýþ kontürleri araziye aplike edilir ve asfalt kesilerek kaldýrýlýr. Zemin raporlarý doðrultusunda gerekli derinliklerde kazýsý ve dolgusu yapýldýktan sonra ray yerleþtirme ve betonlama iþleminin beraber yapýlmasý için son eksiklikler tamamlanýr. Öncelikle demir donatýnýn toprak ile iliþkisini kesmek için yaklaþýk olarak 10cm grobeton dökülür. Kesitteki ölçüler çerçevesinde kenar duvarlar tamamlanýr.. (Þekil 5) ve ray ile olan baðlantýlarý tamamlanýr. Fikstür; hattýn düþeyde konumunun belirtilmesi için kullanýlan ve mekanik bir düzenekle aþaðý-yukarý hareket edebilen bir sistemdir. (Sekil 6) Þekil 6: Hattýn Düþey Konumunun Belirlenmesi Þekil 5 :Balastsýz Hat ve Ray Tip Kesiti (Estram Projesi) Grobeton üzerine yatay hat geometrisinin karekteristik noktalarý sað ve sol hat için ayrý ayrý iþaretlenir. Karekteristik noktalarýn iþaretlenmesi raylarýn döþenmesi, dresaj ve rölevajýn yönlendirilmesi açýsýndan önemlidir. Balastsýz hatlarda buraj iþlemi (raylarda yeniden konumlandýrma iþlemi) yapýlamadýðýndan hatasýz çalýþýlmasý gerekmektedir. Grobeton üzerine yatay geometri karekteristik noktalarý iþaretlendikten sonra çelik hasýr serilmesi ve ray altý bloklarýnýn yerleþtirilmesi iþlemleri tamamlanýr. Estram projesinde inþaatta zaman kazanmak için ray altý mesnet bloklarý raylara monte edilmiþ halde yerine konmuþtur. Balastsýz hatlarda genel olarak, RI 60 tipi raylar kullanýlmaktadýr. Eðer kullanýlacak sistemin özel bir durumu varsa veya sistem çoðunlukla R< 20-25m kurblardan oluþuyor ise oluk açýklýðý daha fazla olan RI 56 tipi raylar kullanýlýr. R<300m için raylar ray bükme makinasýnda bükülerek hazýrlanmalýdýr. Sað ve sol raylar, ray altýna takozlar konarak kabaca 1-2 cm hassasiyetinde yerine getirilir ve ray kaynaklarý (alimüno termit) yapýlýr. Artýk sýra hattýn dresaj ve rölevaj iþlemine gelmiþtir. Bu iþlem yukarýda da sözedildiði gibi düzeltilmesi mümkün olmadýðý için kesinlikle hatasýz konumlandýrmayý gerektirir ve yapýlan yanlýþlýk betonarmenin kýrýlarak düzeltilmesine sebep olmaktadýr. Ýlk önce dresajýn yapýlabilmesi için prop olarak adlandýrdýðýmýz raylarý saða ve sola haraket ettirecek düzeneðin raylara montajý gerçekleþtirilir. Her bir kaç metrede bir yerleþtirilen bu mekanizmanýn hizasýna rölevaj iþlemi için yararlanýlmak üzere fikstürler yerleþtirilir 1-2 cm hassasiyetle yerleþtirilen raylar için 1.etap ölçme çalýþmasý baþlar. Önceden güzergahta, grobeton üzerinde de iþaretlenmiþ olan yatay profilin karekteristik noktalarýna baðlý olarak çalýþmak sistemin kendi içerisinde hatasýz olmasýný saðlar. Alinymanda alet sað ve sol eksen için ayrý ayrý kurulur, ve diðer bir aliyman noktasýna baðlanýlýr. Özel olarak dizayn edilmiþ reflektör aparatý kullanýlarak hat doðrultuya getirilir; bununla beraber ray hattý klotoid baþlangýcý veya sonunda alet kurulmasý ray hattýnýn bütün eðri içinde düzenlenmesi açýsýndan yararlýdýr. Kurb ve klotoid bölgelerindeki raylarýn düzeltilmesinde ise pratik olarak þu yol izlenir. (Sekil 7) Þekil 7 : Ray Ekseninin Prizma ile Ray Açýklýðýnýn Gabari Aleti ile Ölçülmesi Güzergahýn yatay geometrisi ana eksen bazýnda yol programý yüklenmiþ olan cep bilgisayarýna aktarýlýr. Kurb veya klotoid noktalarýndan birine kurulan alet diðer noktaya baðlanýr ve raylar arasýna yerleþtirilen reflektör aparatýna yöneltilir

15 Okunan deðerler gereken ofset mesafesi de dikkate alýnarak cep bilgisarayýna girilir ve alýnan sað-sol kayma miktarlarý kadar raylara düzeltme getirilir. Ray dizisinin bir tarafýna nivo ile kot verilir, arkadan gelen ekip, diðer rayý belirtilen kota getirir. Birinci etap iþler, çok fazla özenilmeden birkaç milimetre hassasiyetle tamamlanarak, demir donatý ve gömülü elemanlarýn montajýna geçilir. Beton dökümünden önce yukarýda sözedilen ölçme iþleri hassas þekilde tekrarlanarak gerçekleþtirilir ve beton ray altý mesnet bloklarýnýn altýna kadar dökülür. Beton prizini almadan önce son ölçme kontrolü yapýlýr. Söz konusu iþlemler Estram projesi uygulamalarýnda 25m lik anolar halinde gerçekleþtirilmektedir. Ray ölçümü için yapýlan son kontrol iþleminde, ekartman ve iki ray arasýndaki kot farkýný hassas olarak gösteren (Sekil 7) gabari ölçüm aleti kullanýlýr. Bu mekanizma ayný zamanda dever ayarlamasý içinde oldukça kolaylýk saðlamaktadýr. TEÞEKKÜR Yazarlar; bu çalýþmanýn hazýrlanmasýnda gördükleri yakýn ilgi ve desteklerinden dolayý Yapý Merkezi Holding A.Þ. Yönetim Kurulu Baþkaný Sn. Emre Aykar a, Yapý Merkezi Yönetim Kurulu Murahhas Üyesi Sn.Baþar Arýoðlu na ve diðer tüm emeði geçenlere teþekkür etmeyi borç bilirler. REFERANSLAR 1. Berksoy, B., Raylý Toplu Taþýma Sistemlerinde Demiryolu Üstyapý Ýnþaatý, 1994, Istanbul 2. Bursa BBÞB, Bursaray Teknik Þartnamesi, 1997, Bursa 3. TC. Ulaþtýrma Bakanlýðý, DLH Genel Müdürlüðü, Hafif Raylý Sistem Kriterleri, Yapý Merkezi Ýnþaat San. AÞ., Hat Ýþleri Yapým Metodu, 2001 Dolgu betonu döküldükten sonra bordür ve parke döþeme iþlemleri tamamlanýr, ray ile parke arasýndaki boþluk mastik asfalt ile doldurulur. BursaRay daki balastlý ve Estram daki balastsýz ray uygulamalarýndan örnekler Þekil 8 de görülmektedir. 5. SONUÇ Þekil 8: Balastlý Hat (BursaRay) ve Balastsýz Hat (Estram) Raylý sistem inþaatlarýndaki ray yerleþtirme uygulamalarý yoðun ve hassas ölçme çalýþmalarý gerektirmektedir. Bu ölçme çalýþmalarý; diðer bilinen ölçme yöntemlerinden farklý olan bazý uygulamalar ve alet donanýmlarýnýn kullanýmýný gerektirmektedir. Ray montajlarý için uygulanan ölçmeler doðrudan raylý sistem araçlarýnýn konforunu ve seyehat güvenliðini belirleyecek önemdedir. Bu uygulamalar tabii ki diger uygulama ve tasarým disiplinleriyle de sýký koordinasyon içinde bulunmayý gerektirmektedir