KÖMÜRHAN KÖPRÜSÜNÜN NİVELMAN DEĞİŞİMLERİNİN İNCELENMESİ Harun TANYILDIZI * * Fırat Üniversitesi T.E.F. Yapı Eğitimi Bölümü, Elazığ, Türkiye htanyildizi@firat.edu.tr ÖZET Bu çalışmada, Elazığ-Malatya arasındaki Fırat nehri üzerinde bulunan 135 metre ana açıklığı olan Kömürhan köprüsünün 2002 2005 yılları arasındaki nivelman ölçümleri incelenmiştir. Bilindiği üzere Türkiye de taşımacılığın çok büyük bir bölümü karayolu üzerinden yapılmaktadır. Ayrıca bu köprü Türkiye de doğu ile batıyı bir birine bağlayan bir köprüdür. Köprünün bulunduğu bölge deprem bölgesidir. Bu yüzden köprü inceleme gereği duyulmuştur. Bu önemli özellikler incelediğimiz köprünün önemini daha da artırmaktadır. Çalışmada elde edilen sonuçlara göre, Kömürhan köprüsü nivelmanlarının aylara göre değişim gösterdiği gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Kömürhan köprüsü, Karayolu, Nivelman. INVESTIGATION OF LEVELING CHANGES OF KOMURHAN BRIDGE ABSTRACT In this study, leveling measurements of Kömürhan bridge which has a main span of 135 m across the Euphrates river between Malatya and Elazig have been investigated between 2002 and 2005. We know that highway is one of the most common transportation mean used in Turkey. Furthermore, it ties west side and east side of Turkey. This bridge is located in earthquake region. Because of this, it is needed to be examined. Due to these, the bridge importance increases. The results show that leveling of Kömürhan Bridge changes according to months. Keywords: Kömürhan Bridge, Highway, Levelling.
1. GİRİŞ Öngerilmeli beton klasik betonarmenin çeşitli yetersizliklerini ve eksikliklerini giderebilmek için ortaya çıkan bir teknolojidir. Modern mühendisliğin en önemli gelişmelerinden biri olan öngerilmeli beton bir malzeme ve aynı zamanda da bir teknolojinin adıdır. Öngerilmeli beton kısa bir süre içerisinde geleceğin yapı malzemesi olarak süratle ön sırayı almış bulunmaktadır. Bu yapı malzemesi yönetimi; ekonomi, hız, uzun ömürlülük, yangına dayanıklılık, enerji tasarrufu ve mimari esneklik sağlar. Öngerilmeli beton, enerji sağlayan izolasyonlu öngerilme beton duvar olarak üretiminden, kiriş ve kolonların modüler eleman olarak monte edilmesine, ağır sanayi tesislerine ve geniş açıklıklı zarif köprülere kadar çok çeşitli olabildiği gibi, büyük veya küçük her tip binanın yapısal ve mimari gereksinimlerini de karşılayabilmektedir. Öngerilmeli beton çeşitli işletme yükleri altındaki davranışını ve dayanımını geliştirmek üzere, bir yapı elemanına bilinçli olarak kalıcı gerilmeler verilmesidir. Bir başka tarife göre, bir yapı elemanında, işletme yüklerinin meydana getirdiği eğilmeye zıt yönde eğme sağlayabilen kuvvetlerin uygulanmasıdır. Daha basit olarak öngerilmeli betonun tanımı, yüksek dayanımlı beton ile yüksek dayanımlı, haddelenmiş, yüksek elastik sınırlı çelik donatıların bir arada kullanılmasıyla elde edilen, çeliğe yapay olarak verilen gerilmenin aderans yoluyla betona iletilmesiyle kesitte oluşacak çekme gerilmelerinin yok edilmesi işlemidir. Beton malzemesinin çekme dayanımı çok düşük olduğu, basınç dayanımının 1/8 1/14 ü arasında bir değer aldığı bilinmektedir. Betonda yapay olarak bir ön basınç yaratıldığı takdirde işletme sırasında doğacak çekme gerilmeleri bu basınç gerilmeleriyle yok edilir [1 6]. 1940' larda öngerilmeli betonun gelişmesiyle, betonun düşük çekme gerilmesi mahzuru önlenmiştir. Öngerilme, köprülere beton dökümünden önce gerilen ve betonun dökülmesi ve sertleşmesinden sonra serbest bırakılan çelik çubuklarla verilebilir. Diğer bir tür öngerilme verme şekli de betonun dökülüp sertleştikten sonra, yerleştirilen öngerilme kablolarına kuvvet tatbik edip bunun uçlarından ankre edilmesidir. Öngerilme de, betonun yüksek basınç mukavemeti, çeliğin yüksek çekme mukavemetiyle birleştirilmektedir. İlk öngerilmeli beton köprüler 1936' da Almanya'da ve daha sonra Fransa' da yapılmıştır [7]. Öngerilmenin uygulandığı bütün yapılar içinde muhakkak ki köprüler, bu usulün kullanılışını en fazla yaygın hale getiren inşaatlardır. Şüphesiz, bu yapıların büyüklüğü, zati ağırlıklarının önemi, masraflı iskele ve kalıplardan kaçınmak için prefabrikasyona sık sık başvurmak eğilimi, öngerilmeli tatbikini avantajlı kılan sebeplerdendir [8]. Köprülerin son durumları hakkında bilgi edinmek için nivelman ölçümlerinden yararlanılmaktadır. Nivelman ölçümleri devamlı yapılmalıdır. Çünkü nivelman ölçümleri köprü hakkında sağlıklı bilgi edinmemizi sağlayan ve hayati önem arz eden ölçümlerdir. Bu çalışmada, Doğu Anadolu yu batıya bağlayan hem stratejik hem de jeopolitik öneme sahip olan kömürhan köprüsünün nivelman değişimleri incelenmiştir. 2. KÖMÜRHAN KÖPRÜSÜNÜN ÖZELLİKLERİ VE NİVELMAN ÖLÇÜMLERİ 2.1. Kömürhan Köprüsünün Özellikleri Kömürhan köprüsü öngerilmeli olarak Elazığ-Malatya Devlet yolunun 45. km.sinde Fırat nehri üzerinde inşa edilmiştir. Orta açıklık 135 metre, kenar açıklıklar 76 şar metre olmak
üzere 3 açıklık ve toplam boyu 287 metredir. Eni ise 11.50 m dir. Yapımı 11.040.000 USD mal olmuştur. Köprünün yapımına 23.02.1983 tarihinde başlanılmış 08.04.1986 tarihinde tamamlanarak trafiğe açılmıştır. Köprünün üst yapısı dengeli konsol, öngerilmeli kutu kiriş sistemiyle inşa edilmiştir. Mevcut dengenin muhafazası için, orta ayaklarda her iki tarafa doğru aynı zamanda inşa edilen segmentlerin yan yana getirilip, öngerilme ile bağlanmaları sonucu yapılmıştır. Kömürhan köprüsünün, Elazığ taraf kenar ayak 60 adet 25 m. boyunda; Malatya tarafı kenar ayağı 60 adet 40 metre boyunda Ø 36 lık kaya ankraj çubukları ile kayaya ankre edilmiştir. Köprüde proje yükü olarak H 30 S 24 ağır kamyon yükü alınmıştır. (Yaklaşık/25 ton). Kömürhan köprüsünün orta ayak temelleri 24x13.5 metre ebadında 5 metre derinliğinde demirli kitle betondur. Orta ayaklar 59.50 metre yükseklikte kutu kesitli ve 3 gözlüdür. Köprüde 1340 ton inşaat demiri, 143 ton ön germe çeliği kullanılmış ve 11.000 m 3 beton dökülmüştür. 1986 Birim fiyatlarıyla köprü için 630 Milyon TL. + 2 Milyar $ harcanmıştır. Kömürhan köprüsünün yapımı sırasındaki fotoğrafları Şekil 1 ve Şekil 2 de görülmektedir. Şekil 1. Kömürhan köprüsün inşa sı
Şekil 2. Kömürhan köprüsünün bitmiş hali Kömürhan köprüsünün başka bir önemli yani Doğu Anadolu Bölgesinde bulunan Van, Muş, Bitlis, Siirt, Bingöl, Tunceli, Elazığ, Batman gibi illerin batıya bağlayan D300 karayolunun üzerinde olmasıdır. Bilindiği üzere Türkiye de taşımacılığın çok büyük bir bölümü karayolu üzerinden olmaktadır (Şekil 3). Şekil 3. D 300 Karayolu haritası Kömürhan Köprüsünün Nivelman Ölçümleri Bir noktanın yüksekliği (kotu), o noktanın ortalama deniz yüzeyine veya kabul edilen itibari bir yatay yüzeye olan düşey uzaklığıdır. Buradaki düşey deyimi çekül doğrultusu anlamındadır. Yatay ölçümlerde belirli büyüklükteki alanları düzlem kabul etmek mümkün
ise de, yükseklik ölçülerinde yerin küreselliğinin dikkate alınması gerekir. Bu dikkate alma ya ölçü sırasında ya da hesap sırasında olur. Uygulamada çoğunlukla noktaların yükseklikleri ölçülmeyip noktalar arasındaki yükseklik farkları belirlenmektedir. Belirli noktalar arasındaki yükseklik farklarının veya bu noktaların yüksekliklerinin bulunması için yapılan ölçme ve hesap işlemine yükseklik ölçüsü denmektedir. Belirlenen yükseklik farkları yüksekliği önceden belli olan diğer noktaların yüksekliklerine eklenerek ya da çıkarılarak diğer noktaların yükseklikleri bulunur [9]. Bu işlemler genel olarak, geometrik, trigonometrik ve barometrik olmak üzere üç türlü yapılır. Geometrik yükseklik ölçümünde, noktalar arasındaki yükseklik farkları, bu noktaların yatay bir düzleme olan düşey uzaklıkları ölçülerek bunların farkı alınmak suretiyle bulunur. Trigonometrik yükseklik ölçümünde ise, noktalar arasındaki yatay uzunluk ile düşey açı ölçülür ve yükseklik farkı bu değerler yardımıyla trigonometrik olarak hesaplanır. Barometrik yükseklik ölçümünde, yükseğe çıkıldıkça hava basıncının düşmesi özelliğinden yararlanılır. Ölçülecek noktalar arasındaki hava basıncı farkından yükseklik farkı hesaplanır [10]. Bu çalışmada, Elazığ Malatya devlet karayolunun 45. kilometresinde Fırat nehri üzerinde inşa edilmiş olan Kömürhan köprüsünün 2002 yıllından 2005 yılına kadar olan nivelman ölçümleri incelenmiştir. Bunun için Karayolları 8. Bölge müdürlüğünden nivelman ölçümleri temin edilmiştir. Nivelman ölçümleri Şekil 4 8 de verilmiştir. 705,16 705,15 705,14 705,13 705,12 705,11 705,1 705,09 705,08 705,07 Şekil 4. 2002 2005 yılları arası Kömürhan köprüsü girişi nivelman değişimi grafiği
705,2 705,19 705,18 705,17 705,16 705,15 705,14 705,13 705,12 Şekil 5. 2002 2005 yılları arası Kömürhan köprüsü 1. ayak nivelman değişimi grafiği 705,04 705,03 705,02 705,01 705 704,99 704,98 704,97 704,96 Şekil 6. 2002 2005 yılları arası Kömürhan köprü mafsalı nivelman değişimi grafiği 705,18 705,17 705,16 705,15 705,14 705,13 705,12 Şekil 7. 2002 2005 yılları arası Kömürhan köprü 2. ayağı nivelman değişimi grafiği
705,127 705,126 705,125 705,124 705,123 705,122 705,121 705,12 705,119 705,118 705,117 Şekil 8. 2002 2005 yılları arası Kömürhan köprü çıkışı nivelman değişimi grafiği Şekil 4 8 de görüldüğü gibi nivelman ölçümleri yapıldıkları aylara göre değişim göstermiştir. Bu aylar arasında sıcaklık değişimleri bir hayli fazladır. Bu yüzden bu değişimlerin sebebi sıcaklık farkı olabilir. Şekil 4 de köprü girişi nivelmanları incelendiğinde, 2002 mart ayı ile nisan ayı arasında % 11.36 lık bir artış, 2002 nisan ayı ile eylül ayı arasında % 0, 2002 eylül ayı ile 2003 temmuz ayı arasında % 12.93 lük bir düşüş, 2003 temmuz ayı ile 2004 nisan ayı arasında % 3.13 lük bir düşüş, 2004 nisan ayı ile haziran ayı arasında % 5.6 lık bir artış ve 2004 haziran ayı ile 2005 mayıs ayı arasında % 25.95 lik bir düşüş görülmüştür. Şekil 5 de köprü 1. ayak nivelmanları incelendiğinde, 2002 mart ayı ile nisan ayı arasında % 12.14 lük bir artış, 2002 nisan ayı ile eylül ayı arasında % 2.06 lık bir düşüş, 2002 eylül ayı ile 2003 temmuz ayı arasında % 3.68 lik bir düşüş, 2003 temmuz ayı ile 2004 nisan ayı arasında % 7.65 lik bir düşüş, 2004 nisan ayı ile haziran ayı arasında % 0.6 lık bir düşüş ve 2004 haziran ayı ile 2005 mayıs ayı arasında % 11.31 lik bir düşüş görülmüştür. Şekil 6 de köprü mafsal nivelmanları incelendiğinde, 2002 mart ayı ile nisan ayı arasında % 3.33 lük bir artış, 2002 nisan ayı ile eylül ayı arasında % 25.81 lik bir düşüş, 2002 eylül ayı ile 2003 temmuz ayı arasında % 43.48 lik bir düşüş, 2003 temmuz ayı ile 2004 nisan ayı arasında % 0, 2004 nisan ayı ile haziran ayı arasında % 0 ve 2004 haziran ayı ile 2005 mayıs ayı arasında % 0 lık bir artış görülmüştür. Şekil 7 de köprü 2. ayak nivelmanları incelendiğinde, 2002 mart ayı ile nisan ayı arasında % 8.5 lik bir artış, 2002 nisan ayı ile eylül ayı arasında % 4.22 lik bir artış, 2002 eylül ayı ile 2003 temmuz ayı arasında % 19.1 lik bir düşüş, 2003 temmuz ayı ile 2004 nisan ayı arasında % 16.43 lük bir artış, 2004 nisan ayı ile haziran ayı arasında % 4.3 lük bir artış ve 2004 haziran ayı ile 2005 mayıs ayı arasında % 4.71 lik bir düşüş görülmüştür. Şekil 8 de köprü çıkış nivelmanları incelendiğinde, 2002 mart ayı ile nisan ayı arasında % 0 lık bir artış, 2002 nisan ayı ile eylül ayı arasında % 0.8 lik bir artış, 2002 eylül ayı ile 2003 temmuz ayı arasında % 4 lük bir düşüş, 2003 temmuz ayı ile 2004 nisan ayı arasında % 0 lık bir artış, 2004 nisan ayı ile haziran ayı arasında % 5 lik bir artış ve 2004 haziran ayı ile 2005 mayıs ayı arasında % 0.8 lik bir düşüş görülmüştür.
3. SONUÇLAR VE ÖNERİLER Bu çalışmada, Doğu Anadolu Bölgesinde hem stratejik hem de jeopolitik öneme sahip ve doğu ile batı arasındaki karayolu taşımacılığının büyük bir bölümünü üstlenmiş olan Kömürhan Köprüsünün aylara göre nivelman değişimleri incelenmiştir. Kömürhan köprüsünün en önemli özelliği, Doğu Anadolu Bölgesinde bulunan Van, Muş, Bitlis, Siirt, Bingöl, Tunceli, Elazığ, Batman gibi illeri batıya bağlayan D 300 karayolunun üzerinde olmasıdır. Bilindiği üzere Türkiye de taşımacılığın çok büyük bir bölümü karayolu üzerinden yapılmaktadır. Bu önemli özellik incelediğimiz köprünün önemini daha da artırmaktadır. Bu inceleme sonucunda köprünün belirli noktalarında alınan nivelman ölçümleri aylara göre değişim göstermiştir. Nivelman ölçümlerinde ki bu değişimler bu aylardaki sıcaklık farkından olabileceği düşünülmektedir. Daha sağlıklı bir sonuç elde edebilmek için Kömürhan köprüsü nivelmanları düzenli olarak her ay ölçülmelidir. Teşekkür Bu çalışmada, nivelmanları temin ettiğim Karayolları 8. Bölge Müdürlüğü çalışanlarına teşekkür ederim. KAYNAKLAR [1] İ.B. Topçu, 2006, Beton Teknolojisi, Uğur Ofset, Eskişehir. [2] H. Celasun, 1974, Öngerilmeli Beton, İDMMA yayınları, İstanbul. [3] S. Oğuz, 1989, Öngerilmeli Beton (Temel Bilgiler), Ankara. [4] K. Özden, İ. Eren, A.L. Trupia and T. Öztürk, Öngerilmeli Beton, İTÜ, İstanbul. [5] H. Boduroğlu, Öngerilmeli beton ve uygulama semineri, İTÜ ve Rabak A.Ş., İstanbul. [6] İ.B. Topçu, 1998, Yapı Malzemeleri ve beton teknolojisi ders notları, Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Müh. Bölümü, Eskişehir. [7] http://tr.wikipedia.org/wiki/k%c3%b6pr%c3%bc_(yap%c4%b1) [8] H. Celasun, 1973, Öngerilmeli beton kirişli ve plak köprüler,çağlayan Basımevi, İstanbul. [9] C. İnal, A. Erdi and F. Yıldız, 1996, Topoğrafya (Ölçme Bilgisi), Atlas Kitabevi, Konya. [10] C. Songu, 2001, Ölçme Bilgisi, Birsen Yayınevi, İstanbul.