MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ Prof.Dr. Halil ERKAYA’ nın notlarından faydalanılmıştır. 2011

MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ Mühendislik ölçmeleri FIG (Federation Internationale des Geometres)’e göre “yapılarda uygulama ve kontrol ölçmeleri” şeklinde tanımlanmaktadır. Çok genel olarak ele alındığında mühendislik ölçmelerinin iki ana bileşeni; Aplikasyon, hesap ve ölçmeleri, Yer kabuğunda ve önemli yapılarda meydana gelen yatay ve düşey geometrik değişimlerin (deformasyonların) izlenmesi ana başlıkları altında toplanabilir (Baykal, 2003).

MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ Mühendislik ölçmelerinin ilk uygulamaları çok eski zamanlara dayanmaktadır. Mısırlılar, Romalılar inşa ettikleri büyük yapıların biçimini, konumunu, çalışma verimini ve güvenliğini kontrol etmek için değişik ölçme teknikleri uygulamışlardır.

Napolyon dönemindeki, Süveyş Kanalının açılması projesinde, başlangıçta yapılan bir nivelman hatası (Akdeniz ile Kızıl Deniz arasında 8.8 m kot farkının ortaya çıkması) nedeniyle vazgeçilmesi; 1827 yılında açılan Erie Kanalı inşaatında, yeterli ölçme hizmeti verilemeyişi nedeniyle inşaatın uzun yıllar aksaması ve gecikmesi;

MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ Mühendislik ölçmeleri, günümüzde, projenin konusuna göre, yol ile ilgili ise yol ölçmeleri, su ve su yapıları ile ilgili ise hidrografik ölçmeler, madencilik ile ilgili ise madencilik ölçmeleri, endüstri ile ilgili ise endüstriyel ölçmeler, bina inşaatları ile ilgili ise inşaat-yapı ölçmeleri, arazi içerikli hareketler ve deformasyonlar ile ilgili ise deformasyon ölçmeleri v.b adlarla da anılmaktadır. Geçmişte bu ölçmeler, ilgili mühendislik disiplinine mensup mühendisler tarafından yapıldığı ya da yaptırıldığı için “Mühendislik Ölçmeleri” olarak adlandırılmıştır..

MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ Yapısal tesisler, planlama, yapım ve kullanma aşamalarından oluşur. Yapıların inşasında aşağıdaki aşamalarda mühendislik ölçmeleri işleri gerçekleştirilir: Planlama ve tasarım aşamasının öncesinde ve esnasında, Şantiye (yapı yerinin) inşaatı ya da ön hazırlıklar öncesinde, Yapının inşası sırasında, İnşaat sürecinin tamamlanmasında, Yapısal tesislerin kullanımı aşamasında

MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ Ölçme tekniği ile, binaların, mühendislik yapılarının ve trafik tesislerinin yapımıyla bağlantılı olarak özellikle, yapılara ve tesislere, taşınmaz mala ve topografyaya, planların yapımına, planların yerine uygulanmasına, keza yapının inşaatındaki ölçme tekniği kontrollerine ilişkin konum belirleyici verilerin tedarik edilmesi gerekir. Alım ölçmeleriyle bir objenin (yapılar, sanayi alanları, güzergâhlar) mevcut durumunun geometrik büyüklükleri elde edilir. Bir yapının veya bir geçkinin geometrisinin zemine aktarılması ve kontrolü aplikasyondur. Yapı tamamlandıktan sonra hareketlerin veya şekil değişikliğinin (deformasyonların) belirlenmesi için obje, ölçme teknikleriyle kontrol edilir.

MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ Alım Projelendirme Yapının İnşası Aplikasyon Kalite Güvencesi Yapının Alımı (Ölçümü) Yapının Kontrolü Yapı kontrol Ölçmeleri Deformasyon Ölçmeleri (Gözlemleri) Sapmalar Kayma Şekil Değişimi Hoşgörü Sınırları Deformasyon Analizi Şekil 1. Yapı İnşası ve Yapı Kontrolünde Mühendislik Ölçmelerinin Yeri

2. Mühendislik Ölçmelerinin Niteliği, İçeriği ve Uygulama Alanları Mühendislik ölçme uygulamaları hiç kuşkusuz bunlarla sınırlı değildir. Baraj, köprü, viyadük, tünel, karayolu/demiryolu inşaatları, restorasyon amaçlı rölöve çalışmaları, yüksek kule ve endüstriyel baca inşaatları, önemli mühendislik yapılarında (baraj, köprü) meydana gelen geometrik değişimlerin (deformasyonların) izlenmesi gibi gerek yeryüzünde ve gerekse yeraltında gerçekleştirilen bir çok uygulama, mühendislik ölçmeleri çalışmaları kapsamında yer almaktadır. Deniz, göl, akarsu vb. de yapılan hidrografik ölçmeler ile su altında ve kıyılarda yapılan birçok mühendislik projesinin gerçekleştirilmesinde de mühendislik ölçmeleri son derece önemli bir yere sahiptir.

2. Mühendislik Ölçmelerinin Niteliği, İçeriği ve Uygulama Alanları Tüm büyük yapı projelerinde ölçme tekniği projelerinin hazırlanması öncesinde, ölçme programı çerçevesinde jeodezik işler belirlenir. Bunlar aşağıdaki konuları (hususları) içerir: Ölçülecek ya da aplike edilecek obje Referans sistemi ve sabit nokta alanı Ölçme yöntemleri ve ölçme aletleri (doğruluk ve kalibrasyon verileri) Doğruluk (incelik) istemleri: standart sapmalar, toleranslar ve güven aralıkları Ölçme koşulları: yanına ulaşılabilirlik, engeller, kısıtlamalar Ölçüm-veya aplikasyon noktaları, işaretleme ve koruma (sigorta) Ölçme zamanları Aletlerin depolama kapasiteleri ve CAD-ya da yer-bilgi sistemleri arasında veri alış verişi için ara yüz (kesit yerleri) Sonuçların gösterimi

2. Mühendislik Ölçmelerinin Niteliği, İçeriği ve Uygulama Alanları Ölçmelerde Aşağıdaki Hususlara Dikkat Edilmelidir Yöntemin veya ölçme aletinin umulan (beklenen) sistematik ölçme sapmaları ortadan kaldırılmalı ya da ölçüm öncesinde belirlenmeli ve düzeltme olarak getirilmeli. Belirlenen büyüklükler (örneğin, açı, uzunluk veya yükseklik farkı) tekrarlı ve bağımsız ölçülmelidir. Bilinmeyenlerin tek anlamlı olarak belirlenmesi için fazla ölçü olması önemlidir. Ölçme yöntemleri öyle belirlenmeli ki, doğru ve güvenilir ölçme sonuçları elde edilsin.

3. Mühendislik Ölçmelerinde Doğruluk Gereksinimi Mühendislik Projeleri ile ilgili ihale teknik şartnamelerinde, genellikle: Bir yol inşaatında, “yol ince tesviye (reglaj) yüzeyi, 1cm doğrulukla oluşturulur.” Bir demiryolu, tünel, metro, boru hattı, kanal, kanalizasyon (vb.) inşaatında “proje eğimi 0.0005 doğrulukta gerçekleştirilir.” Bir Madencilik tasmanı ölçümünde, “ölçü doğruluğu, yatay konumda 0,003m’den, düşey konumda 0,002m’den az olamaz” şeklinde verilmiş doğruluk ölçütlerinin yer aldığı görülür.

3. Mühendislik Ölçmelerinde Doğruluk Gereksinimi Bu durumlarda, bu işlerle ilgili Ölçme Mühendisinden, verilen bu ölçütlerin ne anlama geldiğini bilmesi ve yapılacak ölçmelerin bu değerlere ulaşacak doğrulukta olması istenir. Bunu sağlarken de işin projesinde, şartnamesinde öngörülen doğruluk ölçütlerinin ve kot, konum, eğim boyut, alan, fark gibi değerlerin kesin-hatasız değerler olarak alınması, bu değerlere ulaşmak için ölçülerin ve doğruluklarının hata yayılma ve dengeleme kurallarına göre belirlenmesi gerekecektir.

3. Mühendislik Ölçmelerinde Doğruluk Gereksinimi Her projenin farklı olması dolayısı ile, tüm mühendislik ölçmeleri için geçerli olacak, standart doğruluk ölçütlerinin verilmesinin doğru olmayacağı söylenebilir. Örneğin betonarme bir yapı inşaatında, birkaç cm düzeyinde ölçü doğruluğu yeterli olurken, çelik yapılarda bunun mm düzeyinde olmasının gerektiği bilinmektedir. Ancak mühendislik projelerinin, genelde, 1/500, 1/1000, 1/2000 gibi büyük ölçekli bir temel plan (halihazır harita) üzerinde tasarımlandığı ve bu haritaya temel olan jeodezik kontrol noktalarına bağlı olarak uygulandığı ya da işin sonunda, yapılan ölçülerin bu haritalara entegre edilmesi gereği düşünülürse, bir projedeki mühendislik ölçmeleri doğruluğunun, projeye altlık oluşturan temel planların yapımında aranan doğruluk ölçütlerinden daha düşük olmaması gereği temel yaklaşım olmalıdır.

3. Mühendislik Ölçmelerinde Doğruluk Gereksinimi Ülkemizde bu alanda yaşanan en önemli eksiklik hiç kuşkusuz mühendislik yatırımlarının gerektirdiği tekniğe uygun jeodezik standartların saptanmamış olmasıdır. Bunun sonucunda çalışmalar ya gereğinden fazla bir doğrulukla yapılmakta ve buna bağlı olarak maliyetler artmakta ya da yetersiz doğruluklarda işler yapılmakta ve buna bağlı olarak da çalışmaların ileriki aşamalarında büyük sorunlar ortaya çıkabilmektedir (Baykal 1984). Bu çerçevede Federal Almanya’da yaklaşık 7 yıllık bir süreç içerisinde, mevcut mühendislik ölçmeleri standartları güncelleştirilmiştir. DIN (Deutsche Industrie Norm) 18710 numarası ile belirlenen bu standartlarda, konum ve yükseklik ölçmeleri için Çizelge 1 ve 2’deki doğruluk değerleri verilmektedir.

3. Mühendislik Ölçmelerinde Doğruluk Gereksinimi Çizelge 1. Konum Doğruluklarının Sınıflandırılması (DIN 18710) Sınıf Konum Ölçmeleri için Standart Sapma (K) Açıklama K1 50 mm < sK Çok düşük doğruluk K2 15 mm < SK ≤ 50 mm Düşük doğruluk K3 5 mm < SK ≤ 15 mm Orta doğruluk K4 0.5 mm < SK ≤ 5 mm Yüksek doğruluk K5 SK ≤ 0.5 mm Çok yüksek doğruluk

3. Mühendislik Ölçmelerinde Doğruluk Gereksinimi Çizelge 2. Yükseklik Doğruluklarının Sınıflandırılması (DIN 18710) Sınıf Yükseklik Ölçmeleri için Standart Sapma (Y) Açıklama Y1 20 mm < sY Çok düşük doğruluk Y2 5 mm < SY ≤ 20 mm Düşük doğruluk Y3 2 mm < SY ≤ 5 mm Orta doğruluk Y4 0.5 mm < SY ≤ 2 mm Yüksek doğruluk Y5 SY ≤ 0.5 mm Çok yüksek doğruluk

5. Ülkemizdeki Mühendislik Ölçmeleri Uygulamaları Ülkemizde değişik kurumlardaki mühendislik ölçmeleri uygulamalarında bu işler çoğunlukla ya farklı disiplinlerdeki mühendisler ya da mühendis olmayan diğer teknik elemanlar tarafından yapılmaktadır. Uygulamaların söz konusu bu kişiler tarafından yapılması durumunda, o iş yerinde genellikle harita mühendisleri istihdam edilmemekte, ancak zorunlu hallerde harita mühendislerine başvurulmaktadır. Örneğin, Atatürk Barajı’ndan Harran Ovası’na su taşıyacak Urfa Tüneli’nin yapım aşamasının başlangıcında harita mühendisi olmaksızın inşaat yürütülmek istenmiş, daha sonra konunun önemi anlaşılarak gereken yapılmıştır (Baykal 1984).

Mühendislik ölçmelerinde kullanılan ölçü elemanları şunlardır: 1. MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİNDE KULLANILAN ÖLÇÜ ALETLERİ VE ÖLÇME YÖNTEMLERİ Mühendislik ölçmelerinde kullanılan ölçü elemanları şunlardır: Kenar – uzunluk Açı – doğrultu Yükseklik – Yükseklik Farkı Doğru – Doğrultu Çekül doğrusu – Çekül düzlemi – Eğim

APLİKASYONLAR Plan üzerinden sayısal ortamda alınan değerlerin veya önceden yapılmış ölçü değerlerinin zemine işaretlenmesine “APLİKASYON” denilmektedir. Aplikasyon ölçü işinin tersi olarak da tanımlanabilir. Genel anlamda yerine işaretlemek şeklinde de düşünülebilir. Aplikasyon ikiye ayrılır: 1. Yatay Aplikasyon 2. Düşey Aplikasyon

YATAY APLİKASYON Noktaları zeminde işaretlemek için yatay düzlemdeki konum elemanlarından faydalanılır. Aplikasyon elemanları genellikle plandan alınır. Noktaların aplikasyonu için poligon noktalarından yararlanılır. Poligon kenarları işlem doğrusu alınarak aplikasyon değerleri plandan alınır ve noktalar zeminde işaretlenir. Gerekiyorsa aplikasyon için yeni poligon noktaları tesis edilebilir. Aplikasyon noktaları olarak, işin hassasiyetine göre bina ve belirgin parsel köşeleri, telefon ve elektrik direkleri kullanılabilir.

Noktaların Aplikasyonu Bir noktanın aplikasyonu için gerekli aplikasyon değerleri plandan alınır. Aplikasyonda kullanılan yöntemler şunlardır: Bağlama yöntemi Dik koordinat yöntemi Işınsal yöntem Kestirme yöntemi Total Stationlarla (elektronik) aplikasyon GPS ile aplikasyon

DÜŞEY APLİKASYON Yüksekliklerin aplikasyonu iki şekilde yapılabilir Geometrik nivelmanla Trigonometrik nivelmanla