KRUVAZİYER GEMİ RIHTIMLARINDA PERVANE JETİ ETKİSİNE … · KRUVAZİYER GEMİ RIHTIMLARINDA PERVANE JETİ ETKİSİNE KARûI TABAN VE TEMEL KORUMASI Irmak Baknalı, Merih Özcan,

KRUVAZİYER GEMİ RIHTIMLARINDA PERVANE JETİ

ETKİSİNE KARŞI TABAN VE TEMEL KORUMASI

Irmak Baknalı, Merih Özcan,

Proje Ekip Lideri, ARTI Proje Ltd.Şti, Istanbul, Türkiye

[email protected]

Genel Müdür, ARTI Proje Dubai Branch, Dubai, BAE

[email protected]

ÖZET

Açık ve kapalı tip rıhtımlarda, gemi pervanesi kaynaklı oluşan jetin yarattığı

oyulmalara karşı koruma tasarımı ülkemizde ve yurtdışında akademik çalışmalara konu olmaktadır. Bu çalışmaların sonuçları AYGM Kıyı Yapıları Planlama ve Tasarım Teknik Esasları’nda belirli ölçüde yer bulmuş ve çeşitli tasarım önerileri geliştirilmiştir. Benzer şekilde, PIANC aynı konuda yeni bir tasarım kılavuzu yayınlamıştır. PIANC da dahil olmak üzere uluslararası literatürde yer alan analizlerin, Alman ve Hollanda metotlarını esas aldığı bilinmektedir. Ancak uygulamada bu iki metodun sonuçları arasında büyük

farklar olabilmektedir.

Bu bildiride, ülkemizdeki proje uygulamalarında çoğunlukla detaylı irdelenmediği gözlenen bu konunun, kruvaziyer gemiler özelinde değerlendirmesi yapılacaktır. Modern kruvaziyer gemileri, konvansiyonel yük gemilerinden oldukça farklı olan yanaşma senaryoları ve pervane sistemleri nedeniyle diğerlerine oranla büyük mertebelerde taban oyulmasına neden olabilmektedir. Kruvaziyer trafiği açısından önemli bir konumda olan ve yeni kruvaziyer liman projelerinin gündemde olduğu ülkemizde, yeni yapılan rıhtımlarda ve mevcut rıhtımların rehabilitasyonunda pervane etkisinin yeni gelişmeler çerçevesinde hesap ve analizlerde yer almasında yarar görülmektedir. Bildiride, literatürde önerilen hesap yöntemlerinin bir kıyaslaması yapılacak ve modern kruvaziyer gemiler için dünyada

uygulanmakta olan koruma yöntemleri değerlendirilecektir.

Anahtar Kelimeler: Kruvaziyer, Pervane jeti, Oyulma koruma, Tasarım

esasları, Alman metodu, Hollanda metodu

SCOUR PROTECTION AGAINST PROPELLER JET FLOW AT CRUISE

BERTHS

The scour protection against propeller action at open and closed type berths are currently studied in academical level both in Turkey and abroad. The results of those studies are partly included in recent Turkish guidelines. Similarly, PIANC has issued a recent version of its guideline on the subject

9. Kıyı Mühendisliği Sempozyumu

16

however still a good amount of unclear issues remains in the application of the

recommended design methods. Current state-of the art uses German and Dutch computation methods which are known to give very different results in

many cases.

In this paper, an assessment of the scour protection design methods will be made with specific reference to cruise berth applications. The modern cruise vessels employ highly powerful propeller systems that can lead to significant scour problems in the ports. Being a cruise destination, it is known that many new cruise port projects are in the agenda in Turkey and therefore it is considered important to update our local codes and specifications in the light

of the recent developments in the propeller technology used in cruise vessels.

Keywords: Cruise ship, Propeller jet flow, Scour protection, Design basis,

German method, Dutch method

SUNUŞ

Gemi pervanelerinin oluşturduğu su jeti nedeniyle oluşan rıhtım önü taban ve temel oyulması yapı tasarımını etkileyen önemli faktörlerden biridir. Ülkemizde deniz yapılarının tasarımında kullanılan şartname ve standartlar bu konuyu yeterli düzeyde ele almamakta ve gözetilecek kriterler ve uygulanacak hesap yöntemleri konusunda yol gösterici olmamaktadır. Bu nedenle, konunun tasarım aşamasında çoğunlukla göz edildiği ya da detaylı analizler yapılmadan projelendirme yapıldığı gözlenmektedir.

Gemi pervaneleri etkisinde oluşan oyulmaların tahmini edilmesi, tasarım gemisi özelliklerine yakından bağlı olduğundan, pervane tipi ve çapı, motor gücü, ayrılma ve yanaşma anlarında kullanılan pervanelerin çalışma sistemi gibi çeşitli ve çoğunlukla yapı tasarımcısı tarafından bilinmeyen faktörlere

bağlı olduğundan, proje çalışmalarında yeterli düzeyde incelenememektedir.

Kruvaziyer, dökme yük, kuru yük ve römorkör gibi tüm gemi tipleri için problem benzer iken kruvaziyer gemiler özelinde pervane etkisinde taban oyulması sorunu daha özel bir hal almaktadır. Bunun nedeni, kruvaziyer gemilerde kullanılan pervane tiplerinin farklılığından, manevra yeteneklerinin

farklı olmasından ve büyük bir kurulu motor gücüne sahip olmalarından

kaynaklanmaktadır.

Bu bildiride sunulan değerlendirmeler, tüm gemi çeşitleri açısından geçerli olmakla birlikte, konu özellikle kruvaziyer gemiler açısında değerlendirilmiş ve bir kruvaziyer turizmi destinasyonu olan ülkemizde pek çok yeni projenin de gündemde olması nedeniyle bu konu araştırılmaya değer bulunmuştur.


17

İLGİLİ DÜNYA STANDARTLARINDA TASARIM YAKLAŞIMI

Gemi pervane etkisinde taban ve temel oyulması konusunda iki temel kaynak uluslararası düzeyde standartları belirlemiş durumdadır. Bunlardan ilki Alman ekolü olarak adlandırılabilecek olan EAU 2012 “Recommendations of the Committee for Waterfront Structures Harbours and Waterways” (EAU, 2012) ile Hollanda ekolü olarak adlandırılabilecek olan BAW 2010 “Principles for the Design of Bank and Bottom Protection for Inland Waterways (GBB)” (BAW, 2010)’dir.

Deniz yapıları tasarımında dünya çapında en çok kullanılan standartların başında gelen British Standartları’nda ise konu BS 6349-2: 2010, “Code of Practice for the Design of Quaywalls, Jetties and Dolphins”, Bölüm 4.3.5’de ele alınmıştır. Tasarımcılar için bazı prensip ve önerilerde bulunan bölüm, CIRIA 2007 “Rock Manual” kılavuzuna atıf yaparak herhangi bir hesap yöntemi detayına yer vermemiştir.

OCDI, 2009 “Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan”, Part III, Bölüm 5, 2.1.2’de rıhtımlarda gemi pervanesi kaynaklı oyulmalar için önlem alınması gerektiğinden bahsetmiştir. Ancak

şartnamede bunun dışında herhangi bir yöntem veya öneri bulunmamaktadır.

ASCE’nin konuyla alakalı herhangi bir standart veya kılavuzu bulunmamakla birlikte, 2016’da düzenlenen “Ports 2016” sempozyumlarında konuyla ilgili

bazı çalışmalar bulunmaktadır.

PIANC en son 2015 yılında yeni bir kılavuz yayınlayarak (PIANC Report No 180, 2015), daha önce 1997 (PIANC WG22, 1997) yılında yayınlamış olduğu kılavuzu güncellemiştir. Yeni kılavuzunda PIANC, eski kılavuzdaki hesap yöntemlerinin emniyetsiz tarafta kaldığını kabul etmiştir ve Alman ile Hollanda ekollerinin kullanılmasını öneren bir yaklaşım belirlemiştir. PIANC, yeni kılavuzunda gemi pervane tipleri ile ilgili daha detaylı değerlendirmelerde bulunmuştur. Benzer şekilde oyulmaya karşı kullanılabilecek koruma tabakası elemanları da detaylı irdelenmiştir.

Yerel yönetmeliklere ve standartlara bakıldığında, 2016 yılında yayınlanan AYGM “Kıyı Yapıları Planlama ve Tasarım Teknik Esasları” (AYGM, 2016), Bölüm B, 4.6’da yerel erozyon (oyulma) başlığı altında pervane etkisinde

oyulma konusuna değinilmiş ve PIANC’ın 2015’de çıkardığı kılavuza referans

verilmiştir.

İncelenen bu kaynaklara bakıldığında ülkemizde PIANC’ın güncel kılavuzunun genel önerilerinin takip edilmesinin doğru bir yaklaşım olabileceği düşünülmektedir. İlgili kaynakta detaylı bilgiler yer almış olduğundan burada hesap yönteminin detaylarına girilmeyecektir ancak hesaplama şeklinin genel

özelliklerine ve gözlenen eksiklikler şu şekilde özetlenebilir:

Dik duvar ile kazıklı rıhtım yapıları için tasarım yöntemleri ayrı ayrı verilmektedir.


18

Bağlanma pozisyonunda, rıhtıma dik akımlara neden olduğu için baş ya

da kıç iticiler ile ana pervane hesap yöntemleri birbirinden farklı olmaktadır.

Genel olarak pervane tipleri için sınıflandırmalar yük gemileri için verilmiştir. Modern kruvaziyer gemilerin özel pervane şekilleri için yeterli bilimsel araştırma ve değerlendirme yoktur.

Baş iticiler için kurulu gemi motor gücünün %100 oranında, ana pervane için ise ağır-yol (slow-ahead) manevralarda %15, yarım-yol (half-ahead) manevralarda %28 oranında hesaplarda kullanılması önerilmektedir. Kruvaziyer gemiler için bu oranların farklı olabileceği belirtilmekle birlikte net bir tanımlama da yer almamaktadır.

Kılavuzda yer alan Alman ve Hollanda yöntemlerine göre, aynı gemi ve yanaşma yeri özelliklerine göre yapılan hesaplar oluşan akım hızları bakımından birbirinden önemli farklılıklar gösterebilmektedir. Bu farklarla ilgili yeterli bir açıklama ve bilimsel veri kılavuzda yer

almamaktadır.

İki pervane sistemi için yaklaşık bir hesap yöntemi verilmiş olmakla birlikte, daha fazla sayıda yan yana pervane etkisinin nasıl süperpoze

edilebileceği konusunda bir yöntem kılavuzda yer almamıştır.

KRUVAZİYER GEMİLERİN MANEVRA VE PERVANE ÖZELLİKLERİ

Modern kruvaziyer gemileri motor, pervane ve dolayısıyla manevra özellikleri diğer tip gemilere göre önemli farklılıklar gösterebilmektedir. Kruvaziyer gemilerde baş iticiler standart olarak yer almaktadır. Baş iticilerin sayısı farklılık göstermekle birlikte 3, 4 ya da 5 itici uygulamaları mevcuttur (bkz.

Şekil-1).

Şekil-1 Üç (solda) ve dört (sağda) baş iticili kruvaziyer gemileri

Modern kruvaziyer gemilerde ana pervane sisteminde azipod tipi tercih edilmektedir. Bu sistemde, klasik şaft - pervane - dümen sistemine ihtiyaç göstermeyen ve elektrik motorlu tahrik sistemine sahip bir “pod” gemiye asılmaktadır (Koncavar, 2004). İki ya da üç azipodlu kruvaziyer gemi


19

uygulamaları mevcuttur (bkz. Şekil-2). Azipod pervaneler yüksek manevra

kabiliyetine sahip olmaları yanında, gemi tasarımında gövdede yer tasarrufu sağlaması, ses seviyesinin düşük olması, titreşim seviyesinin az olması, sabit devirde daha ekonomik olması ve egzoz emisyonun az olması gibi avantajlara da sahiptir. Azipod pervaneli gemilerde ayrıca kıç iticilere de ihtiyaç

duyulmamaktadır.

Şekil-2 iki (solda) ve üç (sağda) azipodlu kruvaziyer gemileri

Tablo-1 ‘de günümüzün en büyük kruvaziyer gemilerinde yer alan itici ve pervane adetleri, çapları ile bunlar için kurulu güçler örnek olarak verilmiştir. Aynı tabloda kıyaslamaya olanak sağlamak çeşitli konteyner gemisi tipleri için

de aynı değerler gösterilmiştir.

Tablo-1 Bazı gemi tiplerine göre pervane sistemleri ve motor gücü

Gemi ismi Gemi tipi GT/DWT Gemi boyu (m)

Ana pervane sistemi motor

gücü

Pervane sistemi

Baş iticiler

Symphony of the Seas

Kruvaziyer 228,081 362 3 x 20 MW

azipod 4 x 5.5 MW

Ovation of the Seas

Kruvaziyer 168,666 348 2 x 20.5

MW azipod 4 x 3.5 MW

Maersk McKinney

Konteyner 196,000 399 2 x 31 MW

ikiz MAN -

MV MSC Oscar

Konteyner 197,362 395 62.5 MW çift zamanlı

diesel -

Azipod ve güçlü baş iticileri ile donanmış olan kruvaziyer gemilerin manevra kabiliyetleri de oldukça yüksektir ve genel olarak herhangi bir römorkör yardımına ihtiyaç duymadıkları söylenebilir. Azipod pervanelerin 360 derece


20

dönebiliyor olması, farklı güç ve açıda işletilen pervanelerle hareket kabiliyeti

sağlanabilmektedir.

Şekil-3’te azipod pervaneye sahip Carnival Elation gemisi ile aynı geminin konvansiyonel pervane-dümen sistemine sahip ikizi arasındaki manevra kabiliyeti kıyaslaması gösterilmektedir. Bu kıyaslama çalışması tam yol hız

altında yapılmıştır.

Şekil-3 Azipod ve konvansiyonel pervane manevra kabiliyet kıyası

Azipodlu tahrik sistemine sahip kruvaziyer gemileri, durma pozisyonunda ağırlık merkezleri etrafında tam gemi boyunda dönebilme özelliğine de

sahiptir.

Genel olarak Azipod donanımlı gemilerde Seyir, Hafif Manevra ve Sert Manevra

olmak üzere üç kontrol modu bulunmaktadır (Şekil-4). Seyir modunda, podlar senkronize olarak çalışır ve makine kurulu tam gücü kullanılabilir durumdadır. Genel olarak bu modda podların 35dereceden daha fazla dönmesine müsaade edilmez. Hafif Manevra modunda podlar senkronize değildir ve podlardan birinin manevra sağlamasına izin verilir. Makine gücünün %50-60’ı kullanılabilir durumdadır. Sert Manevra modu, gemi yanaşma ve ayrılmalarında kullanılır ve tüm podların bağımsız hareketlerine

izin verilir. Yine makine gücünün %50-60’ı kullanılabilir durumdadır.


21

Şekil-4 Azipod kontrol modları, (a) seyir modu, (b) hafif manevra modu, (c) sert

manevra modu

Değişik seyir ve manevralar için azipodların nasıl kullanıldığına dair örnekler Şekil-5’te verilmektedir. Bunlar içinde, rıhtım önü taban oyulmaları açısından önemli olanlar yanaşma ve ayrılma manevrası için yapılan ve liman içinde olan seyirlerdir. Görüldüğü gibi, podların doğrudan ve dik açıyla rıhtıma yöneldiği kombinasyonlar oluşabilmektedir. Ancak bu şartlarda bile, sabit bir yapıya yakın konumda iken pervane gücünün tamamının kullanılabilmesi mümkün

gözükmemektedir. Benzer durum baş iticiler için de kabul edilebilir.

Gemilerin tasarımında crabbing adı verilen ve dilimize yengeçleme olarak çevrilebilecek özellik, gemilerin yardım almadan kendi tahrik güçleri ve pervane sistemleriyle, iler geri hareket etmeden sadece yan hareket edebilme kabiliyetini ifade eder. Dolayısıyla, geminin yanaşma ve ayrıma manevralarının verimliliğini ve başarısını belirleyen bir faktördür. Crabbing faktörü gemi tasarım aşamasında değerlendirilir ve çoğunlukla yapılan fiziksel model

deneyleri ile sınanır.


22

Şekil-5 Farklı seyir ve manevra tipleri için azipod kullanım şekilleri

Yapılan araştırma ve deneyler, pod donanımlı gemilerde en iyi crabbing performansının alınması için gerekli pervane kombinasyonlarının belirlenmesini sağlamaktadır. Buna göre, podlu gemilerde en verimli yanaşma ve ayrılma manevrası, podlardan birinin yedekleme modu (rıhtıma yaklaşık paralel) diğerinin ise dengeleme modu (rıhtıma belirli bir açıyla) kullanıldığı ve baş iticilerin de aktif olduğu durumda sağlanabilmektedir (Şekil-6). En iyi crabbing performansı, rıhtıma yakın olan podun paralel, uzak olun podun açılı olarak kullanıldığı halde elde edilebildiği bilinmektedir. Ayrılma manevraları,

yanaşma manevralarından her zaman daha güç olmaktadır.


23

Şekil-6 Podlu gemilerde verimli yanaşma ve ayrılma manevrası (Toxopeus,

2002)

Pod donanımlı gemilerin, crabbing kabiliyetlerinin rüzgar etkisi altında nasıl değiştiğini tespit etmek için rüzgar tüneli deneyleri de yapılmaktadır. Bu deneylerde, gemilerin hangi yönlerden ve hangi şiddete kadar rüzgar altında

tek başına yanaşma ve ayrılma manevralarını yapabildikleri tespit edilmektedir. Örnek bir azipodlu gemi için bu tür bir deney sonucunda üretilmiş operasyon grafiği Şekil-7’de gösterilmektedir. Şekilde geminin rıhtıma yanaşma ve ayrılma halleri için, emniyetli manevra için daireler halinde gösterilen rüzgar hız ve yön limitleri kalın mavi çizgiler ile

gösterilmektedir.

Şekil-7 Podlu gemilerin farklı yön ve şiddetteki rüzgarlar altında crabbing

kabiliyeti (Toxopeus, 2002)


24

Buna göre, geminin yanaşma ve ayrılmasında baş ve kıç doğrultusunda esen

rüzgarın önem taşımadığı anlaşılmaktadır. Rıhtıma yanaşırken, rüzgar yönünden bağımsız olarak 15 m/sn hıza kadar gemi emniyetli olarak yanaşabilmektedir. Ayrılma manevrasında ise sancak baş omuzluk yönünden

gelen rüzgarlar en kritik durumu oluşturmaktadır.

Konvansiyonel pervane sistemleri olan gemilerle yapılan benzer crabbing deneyleri makine gücü kullanım oranları ile ilgili önemli sonuçlar göstermiştir. İleri yönde hareket ve dönme olmadan sadece yanal hareket sağlamak üzere, eşit miktarda itme sağlamak için konvansiyonel pervane sistemlerinde kurulu gücün %75’i kullanılırken, azipodlu gemilerde bu oran %30’lar mertebesinde

kalmaktadır.

Yapılan bu tartışmalar çerçevesinde, azipod donanımlı gemilerin pervanelerinin neden olacağı oyulmalar hesaplanırken, PIANC’ta verilen yöntemlerin uygulanmasında aşağıdaki hususların gözetilmesi faydalı

olacaktır:

Azipodlar ana pervane işlevi görmekle birlikte ayrıca kıç itici olarak da nitelendirilebilir. PIANC’ta yer alan itici ve an pervane hesap yöntemi ayrımının bu açıdan değerlendirilerek, tasarımcının en doğru yaklaşımı belirlemesi gereklidir.

PIANC baş iticilerin nozullu pervane, azipodların ise dümenli pervane şeklinde modellenmesini önermektedir. Gerek iticiler gerekse azipodlar için pervane ara mesafeleri gözetilerek akım hızlarında süperpozisyon yapılması gereklidir.

Pervane ile yanaşma yapısı arasındaki mesafe akım hızlarının hesabında kullanılan en önemli parametredir. Kruvaziyer gemilerde rıhtıma en yakın olan podun manevra esnasında rıhtıma dik yönde kullanılmayacağı göz önünde bulundurulabilir. Bu durumda hesapların rıhtıma uzak poda göre yapılması söz konusu olabilir.

Birden fazla pervanenin varlığı, koruma tabakasının sadece rıhtım önünde dar bir alanda değil, gemi genişliğinin önemli bir kısmını kapsayacak ve rıhtımdan en uzaktaki pervane etkisini de gözetecek şekilde yapılması önemlidir. Buna göre PIANC 2015’de önerilen kaplama tabakası genişlik önerisinin uygulanması önerilmektedir.

Uygun iklim şartları altında %50 ve iticilerin %100 oranında güçle

çalıştırılacağı kabulü, kruvaziyer gemiler için geçerli olmayabilmektedir. PIANC bu konuda kararı tasarımcıya bırakmış olsa da herhangi bir

öneride bulunmamıştır.

KORUMA TABAKASI HESAP YÖNTEMLERİ

PIANC 2015, Alman ve Hollanda metotlarına bağlı olarak, pervane akımlarına karşı koruma tabakasının tasarımında iki ana yöntemi önermektedir. Baş iticiler ve ana pervane kaynaklı akım hızları Alman yöntemi ile hesaplandı ise Fuehrer, Romisch & Engelke (1981) ve Schmidt (1998), Hollanda yöntemiyle


25

hesaplandı ise Blaauw & Van de Kaa (1977), Verheij (1983), Blokland (1996)

ve Blokland (1997) denklemlerinin kullanılması önerilmektedir. Söz konusu yöntem ve denklemler ilgili kaynaklarda yer aldığından burada

tekrarlanmamıştır.

PIANC 2015’de verilen yöntemler ile tipik bir kruvaziyer gemisi için örnek koruma tabakası çözümleri Alman ve Hollanda yöntemlerine göre yapılmış, gerekli taş çapları belirlenmiştir. Hesaplar, ağırlık tipi rıhtım (kapalı tip) için yapılmıştır. Örnek hesapta kullanılan gemi ve rıhtım özellikleri şu şekildedir:

Gemi ağırlığı, DWT : 220,000 t

Gemi uzunluğu, Loa : 360 m

Gemi draftı, d : 9.15 m

Pervane yarıçapı, Dp : 4.00 m

Su derinliği, h : 12.00 m

Baş itici motor gücü, Pd,t : 3 x 5 MW

Baş itici güç kullanım oranı, fp,t : 0.50

Yukarıda verilen bilgiler ışığında, deniz tabanındaki su jeti hızları ve gerekli taş çapları aşağıda Tablo-2’de sunulmuştur.

Tablo-2 Alman ve Hollanda metotlarına göre baş iticili pervane kaynaklı deniz

tabanı su jeti hızları ve oyulma koruma tabakası taş çapı

Tanım ve Sembol Değer

Su jeti aksındaki hız, Vat 6.06 m/sn

Deniz tabanındaki maks. hız, Alman metodu, Vbt,g 4.15 m/sn

Deniz tabanındaki maks. hız, Hollanda metodu, Vbt,d

4.51 m/sn

Taş çapı, Alman metodu, D85 1.35 m

Taş çapı, Hollanda metodu, D50 1.95 m

Yukarıdaki tabloda görüldüğü üzere, Alman metodu taş çapını D85 cinsinden verirken, Hollanda metodu D50 cinsinden vermektedir. Buna göre, deniz tabanında meydana gelen 4-4.5 m/sn’lik hız oyulma koruma tabakasında

kullanılacak taş çapını 1 metrenin üzerine çıkarmaktadır.

Taş sınıfı Alman metodu gözetildiğinde 1-3 ton, Hollanda metodu dikkate alındığında ise yaklaşık 10-15 ton olarak belirlenebileceği söylenebilir. Bu durum çift sıra koruma ve altında filtre tabakasının da kullanılacağı düşünülürse toplam tabaka kalınlığını Alman metodu için 3 metrenin, Hollanda metodu için 5 metrenin üzerine çıkarmaktadır. Bu iki yaklaşım arasındaki büyük farklar literatürde hala sıkça tartışma konusu olmaya


26

devam etmektedir. PIANC 2015, hangi metot seçilirse, hesap yönteminin

değiştirilmeden aynı metot ile takibini önermektedir.

Kazıklı rıhtım (açık tip) tahkimat koruma tabakalarında taş çapı boyutları daha da büyümektedir. Genellikle, 2 m/sn taban hızları üzerinde, eğimli şev yüzeyleri için taş çapı, tabandaki korumanın kabaca 1.5 katı kadar olduğu söylenebilir (bkz. Şekil-8). Bu denli büyük tabaka kalınlıkları, mühendislerin

alternatif oyulma koruma tabakalarına yönelmelerine neden olmuştur.

ALTERNATİF KORUMA TABAKASI SİSTEMLERİ

Pervane etkisine karşı oyulma tabakasında taş dışında farklı malzemelerin kullanımı dünya çapında yaygınsa da ülkemizde taş ile birlikte en çok tercih edilen uygulama prekast beton blok uygulamasıdır. Tekil prekast blokların yan yana dizilerek kullanımı, uluslararası şartnamelerde yer bulamamaya

başlamaktadır. Bunun en önemli nedenleri olarak, bloklar ile alttaki temel tabakası taşları arasındaki sürtünmenin az olması, pervane akımlarının yarattığı kaldırma kuvvetine tekil elemanların direncinin az olması, hareket eden blokların kırılma riski ve blokların arasındaki olası boşluklar nedeniyle filtre tabakasının yıkanması riskleri yer almaktadır.

Bu nedenlerle PIANC 2015’de de yer bulduğu üzere iki yönde sürekli şilte esaslı elemanların kullanımı önerilmekte ve dünya uygulamalarında yaygınlaşmaktadır. Prekast beton şilteler sıklıkla kullanılan malzemelerin başında gelmektedir. Şekil-8’de PIANC 2015 yöntemlerine göre yapılan hesaplarda taş koruma ile prekast beton şilte arasında koruma tabakası kalınlık kıyaslaması verilmektedir.

Şekil-8 Oyulma koruma tabakası tabaka kalınlıkları kıyasları (Hawkswood,

2014)

Yukarıdaki şekilde görüldüğü üzere, deniz tabanındaki su jet hızları 2 m/sn’yi aştığında, taş koruma tabaka kalınlıkları fazlaca artmakta ve hem inşa edilebilirlik hem de maliyetler düşünüldüğünde kullanışsız olmaya


27

başlamaktadır. Beton şilte ve yerinde dökme beton şilteler için hızlar artsa

dahi 70 cm tabaka kalınlıkları aşılmamaktadır.

Prekast beton şiltelerin ara boşluklar içermesi ve rıhtım duvarı ile boşluk bırakmayacak şekilde birleştirilememeleri nedeniyle temel tabakasının ince malzeme ve kumdan oluşan projelerde tercih edilmemektedir. Göreceli olarak daha yeni bir ürün olan yerinde dökme beton şilteler bu eksikliği de kapatarak, geniş uygulama alanı bulmaya başlamıştır. Bu uygulamada sahaya rulo halinde getirilen şilte malzemesinin için su altına serildikten sonra yüksek akışkanlığa sahip ve küçük agregalı beton ile yerinde doldurulmaktadır. Yerinde dökme beton şiltelerin kaplama tabakasının azaltılmasına katkısı bulunmaktadır ancak su altı imalatı olması ve şilte kenarları ve uçlarının özenli sabitlenme ihtiyacı nedeniyle uygulamada özenli bir kalite kontrole tabii tutulması önemli olmaktadır.

Şekil-9’da yukarıdaki bölümlerde örnek çözümü verilmiş kruvaziyer rıhtımı için taş ile ve beton şilte ile koruma yapılması alternatiflerine göre ortaya çıkan kesit özellikleri gösterilmiştir. Daha ince bir koruma tabakasının temel tabakasında ve toplam tarama ile dolgu hacminde sağladığı avantajlar

kesitlerde belirgindir.

Şekil-9 Taş ve beton şilte oyulma koruma tabakası kesitleri

Yukarıda kesitlerde görülebileceği üzere, aynı yükseklikteki ağırlık tipi rıhtım duvarında, oyulma koruma tabakası için beton şilte ve taş uygulamaları arasında ciddi geometrik farklar meydana gelebilir. Yukarıda verilen hesaplar dikkate alındığında, iki uygulama arasında yaklaşık 2.5 m su kesimi farkı oluşmaktadır. Bir başka deyişle, rıhtımda aynı su kesimini elde edebilmek için taş koruma alternatifinde 2.5 m daha derin bir rıhtım yapmak gerekmektedir. Bu hem yapının kendi maliyetinde hem de varsa rıhtım önü tarama-dolgu maliyetlerinde ciddi artışa neden olacaktır.


28

SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Ülkemiz bir kruvaziyer destinasyonu olarak önemli bir gemi ziyareti potansiyeline sahiptir. Mevcut kruvaziyer limanlarımız son birkaç yıldaki turizmdeki gerileme göz ardı edilirse yüksek kapasitede çalışmaktadır. Bu durumun bir uzantısı olarak, pek çok yeni kruvaziyer limanının planlanmakta olduğu bilinmektedir. Hızlıca akla gelenler arasında İstanbul bölgesinde Galata, Yenikapı ve Kazlıçeşme projeleri, Mersin, Antalya, Fethiye, İzmir ve Ayvalık projeleri sayılabilir.

Kruvaziyer gemiler yanaşma alanlarında pek çok konuda özel tasarımlar gerektirmektedir. Taban oyulmasına karşı koruma sistemi de bunlardan biridir. Ülkemizde üretilen projelerde bu konunun yeterince ele alınmadığı

gözlenen bir durumdur.

Kruvaziyer germilerin özel pervane donanımlarına karşı uygulanacak koruma

yöntemleri uluslararası şartnamelerde de henüz yeterince yer almamıştır ve önemli belirsizlikler bulunmaktadır. Bunun en önemli nedenleri arasında, adet olarak dünyada az olan modern kruvaziyer gemilerin sadece sınırlı sayıda uzman tersanede üretiliyor olması ve donanım ile manevra sistemleri ile yaygın bilgi paylaşımının olmaması gösterilebilir. Ülkemizde kruvaziyer gemi işletmecilerinin olmaması ve bu konuda hizmet veren kaptanların da

olmaması önemli bir bilgi eksikliğine neden olmaktadır.

Burada sunulan bildiride yazarlar, uluslararası projelerde edindikleri deneyimler çerçevesinde, deniz yapıları şartname ve standartlarındaki eksiklere dikkat çekmek ve ülkemizde yerel otoritelere öneriler sunmayı hedeflemişlerdir. Yukarıdaki bölümlerde tartışılanlar çerçevesinde şu öneriler

yapılabilir:

Ülkemiz şartnamelerinde konunun ele alınması ve uygulanacak hesap yönteminin açıklığa kavuşturulması önem taşımaktadır.

Gemi özelliklerinin projelendirme aşamasında bilinmediği durumlarda, ileride olabilecek proje değişiklikleri konusunda hazırlıklı olunması ve gerekli revizyon olasılıklarının projelendirme aşamasında öngörülmesi önemlidir.

Gemi manevra simülasyonlarında, modern gemilerin sahip olduğu azipod ve baş itici pervanelere sahip modellerin kullanılması önemlidir.

Gemi manevra simülasyonlarında yanaşma ve ayrılma anlarında kullanılan motor güçlerinin raporlanmasının ve yapı tasarım ekibine geri bildirimde bulunulmasının sağlanması

Ülkemizde kruvaziyer gemi sahibi işletmelerin bulunmaması bu konuda yeterli deneyime sahip kaptanlara erişim konusunda da güçlük oluşturmaktadır. Kruvaziyer terminallerinin tasarım aşamasında, tesisi kullanacak tipteki gemileri işleten firmaların tasarım aşamasında veri sağlaması için çaba gösterilmelidir.

Pervane etkisinde oyulma problemi, mevcut tesislere daha büyük gemilerin yanaştırılması hallerinde daha da önem taşımaktadır. Boyları ve su kesimleri yeterli olduğu için, orijinal tasarımlarından daha büyük


29

gemilerin yanaşmasında kullanılacak olan rıhtım ve iskelelerde ek

tedbirlere ihtiyaç olabilecektir.

Her ne kadar bu bildiri kruvaziyer gemiler özelinde hazırlanmış olsa da açıklanmış olan sorun ve belirsizliklerin tüm gemi tipleri için geçerli olduğu göz önünde bulundurulmalıdır.

Önemli problemlerin çözümünde ampirik yaklaşımların yanın CFD yöntemlerinin de kullanılması ve çözümlerin sınanması doğruluğu arttıracaktır.

Ülkemiz PIANC nezdinde temsil edilmemekte, PIANC yayın kurulları ve araştırmalarında ülkemizin akademisyenleri ve mühendisleri görev alamamaktadır. Bu konuda uzman kurum olarak AYGM’nin bir girişimde bulunarak, aktif bir üye olmasının ülkemizdeki mühendislik

gelişimi için de önemli olacağı düşünülmektedir.

KAYNAKLAR

AYGM, 2016, Kıyı Yapıları Planlama ve Tasarım Teknik Esasları

BAW, 2010, Principles for the Design of Bank and Bottom Protection for

Inland Waterways (GBB)

EAU, 2012, Recommendations of the Committee for Waterfront Structures

Harbours and Waterways

Hawkswood M. G., Lafeber F. H., Hawkswood G. M., 2014, Berth Scour

Protection for Modern Vessels, PIANC World Congres San Francisco, USA

Koncavar M., 2004, Pod Tipi Sevk Sistemleri, Gemi ve Deniz Teknolojisi,

TMMOB Gemi Mühendisleri Odası

PIANC, 1997, Working Group 22, Guidelines for the Design of Armoured

Slopes under Open Piled Quay Walls

PIANC, 2015, Report No 180, Guidelines for Protecting Berthing Structures from Scour Caused by Ships

Toxopeus S., Loeff G., 2002, Manoeuvring Aspects of Fast Ships with Pods, 3rd International EuroConference on High-Performance Marine Vehicles, pp 392-

406


30

Documents

KRUVAZİYER GEMİ RIHTIMLARINDA PERVANE JETİ ETKİSİNE … · KRUVAZİYER GEMİ RIHTIMLARINDA PERVANE JETİ ETKİSİNE KARûI TABAN VE TEMEL KORUMASI Irmak Baknalı, Merih Özcan,