Upload
mkarasahin
View
1.008
Download
11
Embed Size (px)
Citation preview
KÜTLELER DİYAGRAMI VE
TOPRAK DAĞITIMI
Toprak Dağıtımının Amaçları
1) Toprak işlerinde en ekonomik dengelemeyi sağlamak
2) Dolgu yapımı için kullanılacak kazıların taşımasında ortalama taşıma mesafesini hesaplamak
3) Bu taşıma mesafesine göre en uygun nakliye makine grubunu seçmek (Dozer, skreyper, ekskavatör, kamyon vb.)
Dolgu kesimlerinin doldurulması üç şekilde mümkün olabilir
1) Yarmadan çıkan zemin, dolgu için uygun özelliklere sahip ise, yarmalardan çıkan toprak, dolgu inşaatında kullanılır.
2) Yarma kesimlerinden çıkan toprak, dolgu için elverişli değilse, yarma kesimleri dışından uygun yerlerden ve dolgu için uygun nitelikteki toprağın dolguya getirilmesi (ödünç). Ödünç, yol kenarından sağlanırsa, “paralel ödünç”; daha uzaklardan getirilirse, “nokta ödünç” adı verilir.
3) (1) ve (2) nin karması ile dolgu yapılabilir.
Yarmadan çıkan toprak;
-Dolgu için uygun ise, dolguya taşınır
-Dolgu için uygun değilse veya dolguda kullanımı ekonomik değilse veya dolguda gereksinim duyulan miktardan fazla ise, yarmadan çıkan toprak, “depo” ya gönderilir. Yarma kazısından çıkan toprak, yol kenarına depo edilirse “yan depo” veya “paralel depo” adını alır. Yol kenarına depolama olanağı bulunmayan kesimlerde, uygun yerlere depo edilmesi gerekir, buna “nokta depo” adı verilir.
Dolgu YarmaBoyuna taşıma
Dolgu
ÖdünçÖdünç
Paralel Nokta
Yarma
DepoDepo
Paralel Nokta
Dolgunun tamamen ödünçle yapılması
Yarmanın tamamen depoya gönderilmesi
Dolgu
ÖdünçÖdünç
Paralel Nokta
Yarma
DepoDepo
Paralel Nokta
Boyuna taşıma
Dolgunun, yarma toprağı ve ödünç toprağı ile yapılması
Problem1) Geçki boyunca, her yarma kesiminden çıkarılan toprak,
boyuna taşıma ile dolguya mı? Yoksa depoya mı konulacak?
2) Dolgu kesimleri, yarmadan çıkan toprakla oluşturulacaksa, hangi kesimlerdeki dolguların oluşturulacağı? Ve artan toprak nereye depo edilecek?
3) Yarmadan çıkan toprak, dolguda kullanılacaksa ve dolgu için yeterli değilse, hangi ödünç noktasından dolguya taşıma yapılacak?
Problemlerin, çözümü için “kütleler diyagramı” ndan yararlanılır.
Kütleler Diyagramı
Kütleler diyagramı, hacimler tablosunun son iki kolonunda gösterilen “birikmiş hacimler” ile mesafe (km) arasında yarmalar (+), dolgular (-) kabul edilerek çizilen diyagramdır.
Diyagramın, maksimum noktalarını içeren kesimleri “tepe”, minimum noktalarını içeren kesim ise “vadi” olarak adlandırılır.
km0+00
0
0+10
0
0+15
0
0+25
0
0+45
0
0+65
0
0+75
0
0+85
0
Birikmiş
Hacim(m3)
500
1000
0
500
1000
Yar
ma
Dol
gu
Karşılaştırma çizgisi (K.Ç.)
Kütleler Diyagramının Özellikleri
1) Kütleler diyagramında, herhangi bir noktadaki ordinat, o noktaya kadar olan hacimlerin cebrik toplamını, diğer bir deyişle dengelenmeyen yarma veya dolgu hacmini verir. Dikkate alınan nokta, karşılaştırma çizgisinin üstünde ise, dengelenmemiş yarma hacmini, altında ise dengelenmemiş dolgu hacmini gösterir.
2) Kütleler diyagramının son noktası, karşılaştırma çizgisinin üzerinde ise, yol kesiminin tümü üzerinde yarma ve dolgu hacimleri birbirini dengeliyor demektir.
3) Kütleler diyagramının son noktası, karşılaştırma çizgisinin üzerinde ise yarma fazlası; altında ise dolgu fazlası var demektir.
4) Kütleler diyagramında, herhangi iki noktanın ordinatları arasındaki cebrik fark, iki nokta arasındaki dengelenmemiş hacme eşittir.
5) Kütleler diyagramında oluşan, kapalı alanlar yarma ve dolguların birbirini dengelediğini gösterir.
6) Kütleler diyagramında artan eğimler yarmayı, azalan eğimler dolguyu gösterir.
7) Kütleler diyagramında, maksimum noktalar yarmadan dolguya geçiş olduğunu; minimum noktalar ise dolgudan yarmaya geçiş olduğunu gösterir.
8) Kütleler diyagramında, karşılaştırma çizgisine paralel çizilerek oluşturulan kapalı alanlar, kendi içerisinde yarma ve dolguyu dengelediğini gösterir.
9) Kütleler diyagramında dengeleme amacıyla oluşturulan kapalı alanlarda; tepe kesimlerinde taşımalar soldan sağa; vadi kesimlerinde taşımalar sağdan sola doğrudur.
10) Tünel, köprü bulunan kesimlerde toprak dengelemesi köprü veya tünele kadar kesim arasında düşünülür.
11) Kütleler diyagramında minimum nokta, boykesitte maksimum; maksimum olan nokta da boykesitte minimuma karşılık gelir.
M1
M2
V (m3)
V1
V2
V2-V1
a b
a b
V3
V4
V3-(-V4)
c
d
Kütleler diyagramı
Boykesit
c d
K.Ç.
V (m3)
Yarma fazlası
(depo)
yarm
a
dolgu
Yarmadan dolguya geçiş noktası(tepe)
yarm
a
Dolgudan yarmaya geçiş noktası (vadi)
V (m3)
Dolgu fazlası
(ödünç)
yarm
adolgu
V(m3)
Karşılaştırma çizgisi
Dağıtma çizgisi
Kütleler diyagramı
Boykesit
A
B
C
D
E
F
ABC ve DEF alanları dengelenmiş alanlardır
Tünel
V (m3)
Köprü
Köprü ve tünele kadar olan kesimler kendi içerisinde dengelenir
BOYUNA TAŞIMA, DEPO VE ÖDÜNÇ MALİYETLERİ
Yolların gövdesinin oluşturulmasında, boyuna taşıma, depo ve ödünç işlemlerinin uygun bir şekilde birleşimi dikkate alınır.
Bu birleşimde en önemli faktör, maliyettir.
Taşıma Maliyeti
Taşıma maliyeti, mesafe ile orantılıdır. Taşıma momenti en az olan çözüm seçilir.
Taşıma momenti: 1 m3 zemini 1 m uzaklığa taşınmasıyla yapılan işe “taşıma momenti” denir.
K L
K’ L’V
M
K’ K
L L’
2
''LKKLM
A=V*M
DV hacmindeki zemini, M kadar mesafe taşımak için gerekli taşıma momenti
Bir şantiyede, birden fazla farklı özellikler gösteren bir çok taşıma aracı olduğunu düşünelim. Bunlar T1, T2, ...Tn araçları olsun. Herbirinin mesafeye bağlı maliyet fonksiyonları
M1= F1(l); M2= F2(l); ...; Mn= Fn(l)
T1, T2, ... Tn araçlarının ekonomik çalıştıkları mesafeye göre sıralı olduklarını düşünelim.
F1(l)= F2(l) ; F2(l)= F3(l); ...; Fn-1(l)= Fn(l)
l (mesafe)
M (Maliyet)
Me2
Me1
le1le2
T1
T2
T3
Değişik araçlar için maliyet fonksiyonları
Araç seçimi
le1, le2 T1 ve T2 araçlarının ekonomik taşıma mesafe sınırlarıdır.
0<l<le1 aralığında T1 aracı seçilir
le1<l<le2 aralığından T2 aracı seçilir
l> le2 ise T3 aracı seçilir
T1
T2
T3
le1
le2
A B
C D
A-B arasındaki bütün mesafelerde T1 aracı;
AB den büyük C-D arasındaki taşımlarda T2 aracı
CD den büyük mesafelerde T3 aracı seçilir
Depo ve Ödünç Maliyetleri
Depo maliyeti iki kısımdan oluşur
1) Depo yeri için ödenecek kira veya istimlak bedeli(Mdi (TL/m3)
2) Taşıma maliyeti [Md(l) (TL/m3)]
Böylece 1 m3 zeminin depo maliyeti
Md= Mdi + Md(l)
Ödünç
Depo
Ödünç maliyeti üç kısımdan oluşur
1) Ödünç yeri için ödenecek istimlak veya kira maliyeti
(Moi (TL/m3))
2) Kazı maliyeti (Mok (TL/m3)
3)Taşıma maliyeti (Mo(l) (TL/m3)
1 m3 zeminin ödünç maliyeti
Mö= Moi + Mok+ Mo(l)
ldepo
Karşılaştırma Çizgisi
l ödünç
Depo, Ödünç ve Boyuna Taşıma Seçeneklerinin Bulunması
Durumunda Seçim
Md+ Mö
M= F(l)M (TL/m3)
lm l(m)
Md+Mö<M depo veya ödünç
Md+Mö>M ise boyuna taşıma
Bir Çok Tepe ve Vadiden Oluşan Bir Kütleler Diyagramında Toprak Dağıtımı
Karşılaştırma çizgisi
Ö
Ö ÖDD
D
lm
Dağıtma çizgisi
Bir Çok Tepe ve Vadiden Oluşan Kütleler Diyagramında Girişim Olması Durumunda
Toprak Dağıtımı
lm
İki defa dolgu yapılan bölge (girişim bölgesi)İki defa yarma yapılan kesim(girişim)
Kütleler diyagramı
Boykesit
lm
Kütleler diyagramı
Girişimi kaldırmak için; b’+d’ = c’ olmalıdır
ab
c
d
b’c’ d’
Ö
D
Girişim oluşturduğu için uygun değil
D
Depo Depo
ödünç
Boykesit
lm
ba
l
V
Girişimi kaldırmak için a= b olmalıdır
ÖZEL DURUMLAR
Depo ve Ödünç yerlerinin belli olması
Son noktada ödünç istenmiyorsa yeni dağıtma çizgisi
DÖ
Brükner Yöntemiyle Toprak Dağıtımı
Varsayımlar
1) Kütleler diyagramında yarmadan çıkan zeminler, dolgu için elverişlidir.
2) Kütleler diyagramında yarma fazla oluşursa, dolgunun ödünçten karşılanmasına izin verilmez.
3) Kazı fiyatı sabittir
4) Taşıma maliyeti taşıma uzaklığı ile orantılıdır.
Kütleler diyagramında toprak dağıtımı yaparken öyle bir doğru çizmeliy ki, dağıtma çizgisinin altındaki mesafelerin toplamı, dağıtma çizgisinin üstündeki mesafelerin toplamına eşit olsun.
Karşılaştırma
Çizgisi(K.Ç.)
a b c d
Brükner yöntemine göre dağıtma çizgisi
a + c = b + d olmalı
veya MesafeMesafe
DD
İkinci Dereceden Dağıtım Çizgileri ve Toprak İşlerinde Taşıma Maliyeti
Birinci dereceden dağıtma çizgileri belirlendikden sonra, toprak dağıtımında hangi taşıma araçları ile hangi kesimlerin toprağının taşınacağını belirlemek için ikinci dereceden dağıtma çizgileri çizmek gerekir.
T1
T2
T3
İkinci dereceden dağıtma çizgileri
V1
V2
V3
Vö
T1
T2
T3
V1
V2
V3
T1
T2
T3
Ödünç
a b c d e f g
a-b km lerindeki yarma f-g km lerindeki dolguya,
b-c km leri arasındaki yarma e-f km lerindeki dolguya,
c-d km leri arasındaki yarma d-e km lerdeki dolguya taşınır
Kütleler diyagramı
Boykesit
K.Ç.
h
V1
V2
V3
Kütleler diyagramı
K.Ç.
Ortalama taşıma mesafeleri
L1
L2
L3
Lö
L2
L1
V2
V1
Proje ortalama taşıma mesafesi
21
2211 **
VV
LVLVLort
n
ii
n
iii
ort
V
LVL
1
1*
Uygulama 1
A B C D E
Lm>AB, Lm<BC=CD=DE olduğuna göre toprak dağıtımını yaparak, şematik boykesitte gösteriniz.
A B C D E
lm
lm
lm
K.Ç.
Depo
Ödünç
Depo
Ödünç
Uygulama 2
Şekildeki kütleler diyagramını Brükner yöntemine göre dengeleyiniz.
l1 l3l2
Ödünç
Depo
Uygulama 3
A B C E F
lm=AB, lm>BC=CE=EF olduğuna göre toprak denglemesini yapınız.
A B C E F
lm
Her bölgede girişim mevcut
A B C E F
l1l2 l3 l4
l1+l3=l2+l4 uzunlukları olacak şekilde doğru çizilir
Depo
Depo
Uygulama 4
Şekildeki kütleler diyagramında toprak dağıtımını Brükner yöntemi ile yapınız
l1l2
l3
Depo
Depo
Ödünç
K.Ç.
l1+l3=l2
Depo
Ödünç
Depo
Boykesit
Taşıma Taşınacak zemin Ortalama taşıma Birim taşıma Taşıma
yörüngesi hacmi(m3) uzaklığı (m) maliyeti maliyeti
çıkış varış (TL/m3) (TL)
a-b f-g V1 L1 M(L1) V1.M(L1)
b-c e-f V2 L2 M(L2) V2.M(L2)
c-d d-e V3 L3 M(L3) V3.M(L3)
ödünç g-h Vö Lö M(Lö) Vö.M(Lö)
ToplamTaşıma Maliyeti
İkinci dereceden dağıtma çizgisi tablosu ve taşıma maliyeti