Gerçek zamanlı kinematik GPS ile köprü salınım ve titreşimlerinin belirlenmesi ve incelenmesi
Determining vibrations and resonance of a bridge using real time kinematic GPS
Yazar: KURTULUŞ SEDAR GÖRMÜŞ
Danışman: Y.DOÇ.DR. ÇETİN MEKİK
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Neredeyim sorusuna sürekli cevap arayan insanoğlu, teknolojideki gelişmeler sayesindekonum bilgisini yüksek doğrulukla elde edebilme olanağına kavuşmuştur. Teknoloji ileberaber insanlığın istekleri de o oranda artmıştır. Daha gelişmiş şehirler, daha büyükbinalar, daha güvenlikli yollar hep insanoğlunun rahat bir yaşam sürmesi içindir. Rahatlıkile beraber güvende olmak da önem kazanmaktadır.Mühendis hayatı kolaylaştırır ve hayat kurtarır felsefesinden yola çıkarak, çoğunluklainsanoğlunun kullanım alanları olan mühendislik yapılarının deformasyonlarının güvenlibir aralıkta gerçekleştiğinin kontrolü çok büyük önem taşımaktadır. Mühendislik yapılarıgünümüzde deformasyon açısından Jeodezik (GPS, otomatik total Station, otomatik dijitalnivo vb.) veya Jeodezik olmayan (ivmeölçer, sismometre, inklinometre vb.) araçlarlasürekli izlenebilmektedir. Tarihteki acı deneyimlerden ders alınarak günümüzde buölçmeler jeodeziciler tarafından hassasiyetle yapılmaktadır.iiiÖZET (devam ediyor)Son yıllarda GPS teknolojisi jeodezik uygulamaların yanı sıra birçok alanda da kullanımimkânı bulmaktadır. GPS'in kullanım alanlarının genişletilmesinde de en önemli etken olanve bir kaç saniyede bir kaç santimetrelik duyarlık, dolayısıyla da verim sağlayan yöntemgerçek zamanlı kinematik (GZK) GPS ölçme yöntemidir.Bu çalışmada GZK-GPS'in başka bir alanda kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçlaZonguldak kent merkezindeki 1956 yılında perçinli çelik ve asfalttan oluşan kompozit birkonstrüksiyon olarak inşa edilen Fevkani Köprüsünün günün farklı zamanlarındaki trafikyoğunluğuna göre salınım ve titreşimleri GZK-GPS ile 2 periyotta ölçülmüştür. Bunun içinreferans alıcısı kentin yüksek tepelerinden birinin üzerine yerleştirilmiş ve iki gezici alıcıda köprünün belirlenen iki noktasında sabit merkezlendirme düzeneği üzerine konulmuştur.Trafiğin ve özellikle ağır tonajlı araçların en yoğun ve en seyrek geçtiği zamanlarda 1saniye ölçü aralığı (interval) ile ölçmeler gerçekleştirilmiştir.kinci periyot ölçmelerde, ölçme düzeneğine GPS gözlemlerinin niteliğini bir ölçüdesınırlayan hata kaynaklarını yansıtması için köprüdeki alıcılarla aynı koşulları paylaşan,ölçme ortamına çok yakın bir yerde konumlandırılmış dördüncü bir GPS alıcısı eklenmiştir.Böylelikle GPS'in doğasından kaynaklanan ölçü hatalarının etkisi, köprü ölçmelerindenayıklanmak istenmiştir.Yapılan analizler sonucunda oluşan salınım ve titreşimlerin gün içindeki değişimleri HızlıFourier Dönüşümü ve Yapay Sinir Ağları Analizi gibi çeşitli yaklaşımlarla modellenmiştir.Anahtar Sözcükler: Deformasyon, GZK-GPS, Ölçü aralığı, Hızlı Fourier Dönüşümü,Yapay Sinir Ağları Analizi.Bilim Kodu: 616.01.03iv

Abstract:
Mankind in search of an answer to the question of where I am has finally secured thepossibility of positional information with high accuracy through the advents in technology.In parallel to these technological improvements demands of humans have increased,aiming for better and greater in daily life routines such as more developed cities, safermotorways and taller and smarter buildings.With the philosophy that engineers make life easier and safer and save lives, it is gaininggreater importance that engineering structures used mostly by people in their everydaylives are frequently monitored for their deformation characteristics.Today engineering structures can be monitored periodically with respect to theirdeformations by means of geodetic equipment and methods such as GPS, automatic totalstation and autonomous digital level etc., and non-geodetic approaches such asvABSTRACT (continued)seismometer, inclinometer etc. In order not to relive the painful and catastrophiccollapses of engineering structures experienced in the past, geodesists maintain these kindsof observations with great care. As well as immense use in geodetic observations GPStechnology recently presents unorthodox utilization in areas which were never thoughtpossible. It is the Real Time Kinematic (RTK) measuring technique that is the criticallycrucial element in this expansion of GPS?s use, and that provides positions with a few cmaccuracy in a few seconds and thus efficiency.In this study it is investigated that RTK-GPS can be used in another field: Determiningvibrations and resonance of an engineering structure. For this purpose, vibrations andresonance of the Fevkani Bridge, situated in the city center of Zonguldak and built as acomposite construction of riveted steel and asphalt in 1956 are observed by RTK-GPSduring the different parts of the day depending on the traffic density in two periods. For theobservations the base (reference) receiver is placed on one of the highest hills in the cityand two rover receivers on both rails of the bridge on the fixed centering mechanisms. Theobservations for this study are conducted with one second interval during busy and lessbusy hours of the traffic.For the second period observations, a fourth GPS receiver is added to the observationcampaign, which shares similar conditions to and in the close vicinity of the other tworover receivers to reflect the error sources that somehow impede the quality of GPSobservations. In this way it is intended to dissociate the bridge observations from themeasurement errors which are inherited in RTK-GPS positioning.From the analyses carried out the instantaneous variation of vibrations and resonanceobserved in one day are modeled with various approaches, namely Fast Fourier Transformand Artificial Neural Network Analysis.Keywords: Deformation, RTK-GPS, Sampling interval, Fast Fourier Transform, ArtificialNeural Network Analysis.Science Code: 616.01.03vi