Asma köprülerdeki jeodezik çalışmalar ve katkıları üzerine bir inceleme
A study on geodetic studies in suspension bridges and their contributions
Yazar: DOĞUKAN UÇAR
Danışman: PROF. DR. ATINÇ PIRTI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Geçmişten günümüze şehirlerdeki binalar ve yapılar ekonomik ve estetik nedenlerden dolayı büyümekte ve gelişmektedir. Köprüler; denizlerde, vadilerde ve gelişmiş kentsel alanlarda inşa edildiğinde altyapı maliyetlerinin önemli ölçüde artmasına sebep olmaktadır. Bu maliyetleri azaltabilmek amacıyla halatlı köprüler ve asma köprüler gibi çok sayıda uzun açıklıklı yapılar inşa edilmiştir. Geometrik şekilleri nedeniyle uzun açıklıklı köprüler, rüzgâr, sıcaklık, sismik aktiviteler ve trafik yükü gibi çevresel unsurlardan oldukça etkilenebilmektedir. İlave olarak da köprüler korozyona neden olan ciddi çevresel etkilerle karşı karşıya kalmaktadır. Bununla birlikte sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan büyük deformasyonlara da maruz kalabilmektedirler.
Son on yılda dünyadaki gelişmeler ve ortaya çıkan ihtiyaçlar ile birlikte köprülerin gereksinimleri değişmiştir. Ulaşım araçları daha hızlı ve ağır hale gelmiş, köprüler daha sık kullanılmaya başlanmıştır. Dolayısıyla bu yapıların fiziksel performanslarının korunmasına yönelik birçok endişe ortaya çıkmıştır. Ortaya çıkan endişeleri gidermek için uygun bir yöntem ile yapıların sürekli izlenmesi ihtiyacı doğmuştur.
İlk olarak teodolit vb. ekipmanlar, ivmeölçerler gibi klasik izleme yöntemleri kullanılarak köprüler izlenmeye başlanmıştır. İvmeölçerler, ölçüm kapsamının geniş olması, yapıların dinamik tepkisini ölçme ve yüksek frekans aralıklarını belirleme gibi birçok özelliklere sahiptir. Ancak, sayısal entegrasyon hatalarını dahil etmeleri ve statik yada yarı-statik yer değiştirmeleri değerlendirememe nedenlerinden dolayı birtakım işlemler gerektirebilmektedir. Bununla birlikte GNSS sistemleri dinamik karakteristikleri ve statik yer değiştirmeleri gerçek zamanlı olarak ölçebildiklerinden dolayı köprüler gibi yapıların fiziksel performanslarının korunabilmesi amacıyla tercih edilmeye başlanmıştır.
Günümüzde dört adet GNSS sistemi bulunmaktadır. Bunlar ABD'nın geliştirdiği GPS, Sovyetler Birliği'nin geliştirdiği GLONASS, Avrupa Birliği ve Avrupa Uzay Ajansı'nın geliştirdikleri Galileo ve Çin'in geliştirdiği BeiDou'dur (Compass). GNSS sistemi her ne kadar gerçek zamanlı olarak ölçümler gerçekleştirebilse de doğru sonuçlar elde etme söz konusu olduğunda bazı sorunlar ile karşı karşıya kalmaktadır. Bunlara örnek olarak ölçüm sırasında meydana gelen multipath etkileri, uyduların geometrik konum etkileri, troposferik ve iyonosferik gecikmeler, döngü kaymaları gibi kritik hatalar verilebilir. Bu hataların giderilmesi için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada asma köprülerde kullanılan jeodezik yöntemler ve bu yöntemlerin ortaya koyduğu katkılar incelenmektedir.

Abstract:
From past to present, buildings and structures in cities are growing and developing for economic and aesthetic reasons. When bridges are built in seas, valleys and developed urban areas, infrastructure costs increase significantly. In order to reduce these costs, a large number of long-span structures such as rope bridges and suspension bridges have been built. Due to their geometric shape, long-span bridges can be highly affected by environmental factors such as wind, temperature, seismic activities and traffic load. In addition, bridges face serious environmental impacts that cause corrosion. However, they may also be subject to major deformations caused by temperature changes.
In the last decade, the requirements of bridges have changed with the developments in the world and the emerging needs. Transportation vehicles have become faster and heavier, bridges have become more frequent. Therefore, many concerns have arisen regarding the preservation of the physical performance of these structures. There is a need for continuous monitoring of the structures with an appropriate method to eliminate the concerns that arise.
First, bridges started to be monitored by using classical monitoring methods such as theodolite etc. equipment, accelerometers. Accelerometers have many features, such as a wide range of measurements, measuring the dynamic response of structures and determining high frequency ranges. However, they may require some operations due to the inclusion of numerical integration errors and the inability to evaluate static or semi-static displacements. However, since GNSS systems can measure dynamic characteristics and static displacements in real time, they have started to be preferred in order to preserve the physical performance of structures such as bridges.
Today, there are four GNSS systems. These are GPS developed by the United States, GLONASS developed by the Soviet Union, Galileo developed by the European Union and the European Space Agency, and BeiDou (Compass) developed by China. Although the GNSS system can perform measurements in real time, it faces some problems when it comes to obtaining accurate results. Examples include critical errors such as multipath effects during measurement, geometric position effects of satellites, tropospheric and ionospheric delays, loop shifts. Various studies are carried out to eliminate these errors. In this study, geodetic methods used in suspension bridges and the contributions of these methods are examined.