Yol geçiş yapılarının hidrolik yükler dikkate alınarak boyutlandırılması: Köyiçi çayı, Türkiye
Dimensioning of road crossing structures with hydraulic loads: Köyiçi creek, Türkiye
Yazar: MEHMET TAHA KARADAĞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF TOLA
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Akarsu havzaları = Stream basins ; Betonarme kesitler = Reinforced concrete sections

Özet:
Günümüzün en ciddi problemlerinden biri olan taşkınlar can ve mal kaybına neden olabilecek doğal afetlerin başında gelmektedir. Maddi ve manevi kayıpların önüne geçmek amacıyla dere yataklarının hidrolik olarak incelenmesi, gerekli tedbirlerin alınması büyük önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında Kocaeli İli, Körfez İlçesi sınırları içerisinden güneye doğru D100 Karayolu ve TCDD Demiryolu geçişlerinden sonra Marmara Denizine akmakta olan Köyiçi Deresinin mevcut yol geçiş menfezlerinin hidrolik olarak incelenmesi amaçlanmaktadır. Köyiçi Deresi konum itibari ile taş ocaklarının bulunduğu mevkilerden akmakta olup, rüsubat biriktirmeye elverişlidir. Dere yatak eğiminin çok yüksek olması ve civarında taş ocaklarının olmasından dolayı taş ocaklarından gelen rusubat hızlı bir şekilde dere mansabına doğru akabilmekte ve rusubat biriktiren yol geçiş mevcut menfezlerini tıkamaktadır. Çalışma öncesinde hâlihazır haritalar üzerinden yağış alanı çizilmiş ve ölçülmüş, dere yatağının membadan mansaba kadar olan anakol uzunluğu ölçülmüş, dere yatağı akar kotlarına göre harmonik eğimler hesaplanmış, yağış alanı bölgesindeki meteoroloji istasyonları belirlenmiş, derenin yağış alanını etkileyen meteoroloji istasyonları Thiessen Poligonu metodu kullanılarak tespit edilmiş, seçilen yağış istasyonlarının maksimum yağış verilerine göre Smirnov – Kolmogorov yağış uygunluk testi kullanılarak 6 farklı olasılık dağılımı fonksiyonları grafiksel olarak kıyaslanmış, irdelenmiş uygun yağış dağılım tipi seçilerek değerleri alınmıştır. Bulunan bu yağış verilerine göre Rasyonel, Mockus ve Sentetik metodları kullanılarak uygun tekerrürlü taşkın debi değerleri elde edilmiştir.Bu değerler yıllara göre grafiksel olarak kıyaslanmış, irdelenmiş ve uygun taşkın debi değerlerine göre mevcut yol geçiş menfezleri Manning formülleri kullanılarak tahkik edilmiş, yetersiz kesitler belirlenmiş ve olması gereken hidrolik menfez kesit ölçüleri hesaplanmış, çözüme yönelik gerekli çalışmalar yapılarak çalışmanın uygulanabilirliği taş ocaklarından gelen rusübatın nasıl engellenebileceği irdelenmiş, arazi kotları belirlenerek kesit akar kotları belirtilmiş, mevcut ve hesaplanan hidrolik kesitlerin en kesit planları ve profili çizilmiştir. Daha sonra hidrolik olarak hesaplanan menfez kesiti SAP2000 yapısal analiz programı ile modellenip trafik, sürşarj ve deprem gibi statik ve dinamik yükler etkisi altındaki davranışları çeşitli yük kombinasyonları oluşturularak incelenmiş ve yapısal analiz sonucunda menfez kesiti üzerinde oluşacak gerilme ve kesme kuvvetlerine göre taşıyıcı sistem elemanları tasarlanmıştır. Farklı yönetmeliklere göre donatı alanları kıyaslanmıştır.

Abstract:
Floods which are leading the most serious problems of today are one of the natural disasters that can cause loss of life and property. In order to prevent material and moral losses, it is very important to examine the river beds hydraulically and to take necessary precaution.  In this study,  it is aimed to hydraulically examine the road crossing structures of Köyiçi Creek which inflows to Marmara Sea after line crossings D100 Highway and Turkish Republic State Railways (TCDD) to the south within the boundaries of Kocaeli County, Körfez District. Köyiçi Creek flows from the places where quarries are located and it is convenient for sedimentation. Because of the creek bed slope is very high and there are quarries around, stream can flow downstream quickly and road crossing structures. Before starting the study, the precipitation area was drawn and measured on the existing maps. The length of the main bed from the upstream to the downstream of the stream bed was measured and harmonic slopes were calculated according to the creek bed elevation. Meteorological stations in the rainfall area have been identified. Meteorological stations affecting the precipitation area of the stream was established by using Thiessen Polygon method.  According to the maximum precipitation data of selected rainfall stations, type of precipitation distribution was selected by using Simirnov - Kolmogorov rainfall suitability test and appropriate values were selected. According to these precipitation data, suitable repetitive flood flow values were obtained by using State Hydraulics Works (DSİ), Mockus and Synthetic methods.  According to the calculated flood flow values, the road crossing structures were verified using Manning Equation. Insufficient sections were determined and the cross section dimensions of the required hydraulic road crossing structures were calculated. The necessary studies were carried out for the solution, and the feasibility of the study and how to prevent the sedimentation from the quarries were discussed.  Land elevations are determined and cross-section flow elevations are obtained. The cross section plan and profile of the existing and calculated hydraulic sections are drawn. Then, static and dynamic analyzes of the hydraulically calculated culvert section were performed with SAP2000 using various loading combinations under the effect of earthquake. As a result of the analysis, structural system elements were designed according to the stress and shear forces to be formed on the sections of the road crossing structures.