Nivelman – YÜksekliK ÖLÇmeleri
Yüklə 101,06 Kb.
|
|
NİVELMAN - YÜKSEKLİK ÖLÇMELERİ 1. Genel bilgiler Yükseklik: Yeryüzündeki noktaların çekül doğrultusunda, kıyas düzlemine olan düşey uzaklığına yükseklik denir. İki nokta arasındaki düşey uzaklık farkına da yükseklik farkı denir. Derinlik: Kıyas düzleminin altında kalan noktaların çekül doğrultusunda kıyas düzlemine kadar olan düşey uzaklığına derinlik denir. 
yükseklik ve derinlik Nivelman: Yeryüzündeki noktaların yüksekliklerinin veya noktalar arasındaki yükseklik farklarının bulunması için yapılan ölçme, hesap, çizim işlemlerinin hepsine birden nivelman denir. Kıyas düzlemi: Nivelman ölçmeleri için başlangıç olarak kabul edilen yatay düzleme kıyas düzlemi veya referans yüzeyi denir. Bu düzlemi kara parçalarının altında da devam ettiği varsayılan sükunet halindeki ortalama deniz seviyesidir. Bunun dışında her ölçmecinin kendi işi için kabul edebileceği geçici kıyas düzlemleri olabilir ki buna geçici veya keyfi kıyas düzlemleri denir.. (TUDKA)Türkiye Ulusal Düşey Kontrol Ağı: Türkiye genelinde yapılan tüm nivelman çalışmalarına kot vermek yani kıyas düzlemi oluşturmak maksadıyla tesis edilmiş noktalar ağıdır. 2. Nivelman (Yükseklik ölçme) yöntemleri Geometrik Nivelman: İki farklı yatay düzlemde yer alan noktalar arasındaki düşey mesafenin ölçülmesi esasına dayanır. 1 km lik nivelman mesafesinde gidiş-dönüş farkı olarak ( + 1mm ile 10 mm), hassas nivelmanda ise ( +0.02 ile 0.5 mm) arasında doğruluk sağlar. Noktalar arası mesafenin fazla, noktalar arası yükseklik farkının az olduğu durumlarda tercihan kullanılır. Trigonometrik Nivelman: İki nokta arasında yapılan düşey açı ve mira ölçme değerleri ile ortaya çıkan geometrinin trigonometrik ilişkilerini kurmak suretiyle yapılan nivelman işlemidir. 1 km lik bir mesafede ( + 1 cm ile 10 cm) arasında doğruluk sağlar. Noktalar arası mesafenin az, noktalar arası yükseklik farkının büyük olduğu durumlarda tercihan kullanılır . Barometrik Nivelman: deniz seviyesinden yukarılara doğru çıktıkça hava basıncı düşmektedir. Bu ilkeden istifade ile hava basıncı ölçen barometreler yardımıyla, bulunulan noktada basınç ölçülerek noktanın barometrik yüksekliği elde edilmektedir. Barometrik nivelmanda iki nokta arasındaki yükseklik farkı ( ± 1 ile 2 m) incelikle elde edilebilmektedir. Hidrostatik Nivelman: Fizikteki birleşik kaplar ilkesinden istifade ile geliştirilen hortumlu su düzeci denilen araç-gereçle yapılır. Genel hortumlu su düzeçleri basit şantiye ölçmelerinde kullanılmakta ve ± 1- 10 mm incelikle yükseklik farkı ölçülebilmektedir. Hassas hortumlu su düzeçleriyle daha hassas ölçmeler yapılabilmekte; GPS (Global Positioning System/ Küresel Konum Belirleme) Dünya etrafında, kendilerine tayin edilen yörüngelerde dolaşan çok sayıdaki (28 Aralık 2005 itibariyle 29 adet GPS uydusu konumlama hizmeti yapmaktadır) uydudan gönderilen sinyallerin yeryüzündeki alıcılar tarafından kaydedilerek işlenmesine, Türkçeleştirilmiş bir ifade ile küresel konum belirleme denilmektedir. Geometrik nivelman Geometrik nivelmanda kullanılan aletler Nivo: Kıyas düzlemi olarak alınan sabit yatay düzleme parelel bir yatay düzlem oluşturmak üzere tasarımlanmış optik, mekanik ve elektronik parçalardan oluşan bir yükseklik ölçme aletidir. Mira: Yükseklik farklarını (düşey uzunluk) ölçebilmek için ilgili noktalar üzerine düşey olarak tutulmak üzere tasarımlanmış; 4 m. boyunda, 8 cm eninde, 3 cm. kalınlığında ağaçtan veya metalden yapılan ve üzeri cm ye kadar bölümlendirilmiş (alüminyum olanların en ve kalınlıkları daha küçük, iç içe geçmeli ve mm ye kadar bölümlü) ölçme aletidir.  
Nivo Nivo sehpası Daha hassas ve özel ölçmeler için alaşımdan yapılan invar miralar kullanılmakta olup; elektronik nivolarla ise, tamamen özel, barkodlu miralar kullanılmaktadır.
cm ye kadar bölümlendirilmiş klasik mira üzerinde mira okuması Nivo ve çeşitleri A. Ölçme hassasiyetlerine göre nivo çeşitleri Nivoların sınıflandırılmasında önemli bir kıstas sağladıkları hassasiyet (incelik)tir. Nivelmanda hassasiyet, 1 kilometrelik nivelman güzergahındaki gidiş-dönüş ölçü farkı ile hesaplanan karesel ortalama hata ile ifade edilir. 1. Düşük hassasiyetli nivolar: İnşaatlarda basit yükseklik ölçmelerinde, kot taşımalarda, en kesit ve boy kesit ölçmelerinde, yüzey nivelmanı işlerinde kullanılan ve ölçme inceliği +6mm ile 20mm arasında değişen nivolardır. 2. Orta hassasiyetli nivolar: Genel inşaat işlerinde, yakın mesafelerdeki yeni nivelman noktası tesisinde kullanılan ve ölçme hassasiyetleri (+2mm ile 6mm) arasında değişen nivolardır. 3. Yüksek hassasiyetli nivolar: 3.derece nivelman ağları, yüzey nivelmanı ve hacim hesaplarında kullanılan ve hassasiyetleri (+0.5mm olan nivolardır. 4. Çok hassas nivolar: 1. ve 2. derece nivelman ağları, mühendislik yapı ölçmeleri, deformasyon ölçmeleri vb. hassas işlerde kullanılan ve ölçme hassasiyetleri +0.5 mm den daha küçük nivolardır. B. Yapılarına göre nivo çeşitleri 1. Sabit dürbünlü nivolar: Düşük hassasiyetli işlerde kullanılan nivolardır (Günümüzde kullanılmamaktadır) 2. Eğim vidalı (fenkalajlı) nivolar: Orta hassasiyetli (3-5mm arası) nivolar olup her okumada eğim vidası yardımıyla silindirik düzeç ayarlanır. 3. Dönel dürbünlü nivolar: Dürbünü kendi (gözlem) ekseni etrafında düşey olarak dönebilen ve dürbünün her iki durumunda ölçme yapılan orta hassasiyetli nivolardır. (Günümüzde kullanılmamaktadır) 4. Kompansatörlü (otomatik) nivolar: Bu nivolarda yapısal olarak gözlem eksenini kendiliğinden yatay duruma getiren ve komopensatör olarak isimlendirilen tertibatlar bulunmaktadır. Nivo küresel düzeç yardımıyla düzeçlendikten sonra gözlem ekseninin hassas yataylığını kompansatör sağlamaktadır. 5. Mikrometreli nivolar: Yüksek hassasiyet gerektiren ölçü işlerinde, otomatik nivolarla gözle yapılan mm okuma tahmin inceliği yeterli görülmemektedir. Bunun için üzerinde silindirik düzeç de bulunan mikrometreli nivolar kullanılmaktadır. 6. Elektronik nivolar: Ölçme hassasiyeti ne olursa olsun nivoların optik-mekanik klasik türleri yanında, aynı zamanda eletronik olanları da vardır. Elektronik olma özelliği hassasiyetin bir unsuru olmayıp bir yapısal farktır. Hedefleme, okuma ve ölçme hususlarında ciddi kolaylıklar sağlamakta, gerektiğinde yazılıma bağlı olarak hesap işlemleri de yapılabilmektedir. 7. Lazer nivolar: Lazer tekniğinde ilke, görülebilir lazer ışınlarını hedef üzerine göndermektir. Bu imkan özellikle mühendislik ölçmelerinde çok işe yaramakta olup, görülebilir lazer ışınlarının yatay ve düşey bir doğrultu boyunca yayılmasıyla veya silindirik mercekler yardımıyla dağıtılmasıyla yatay, düşey veya eğik (uzayda her hangi bir konumda) düzlemler oluşturulabilmektedir 
Lazer nivo yardımıyla farklı düzlemler oluşturulması Geometrik nivelmanın temel ilkesi Yataylanmış bir nivo yardımıyla, arazide iki farklı yatay düzlemde yer alan noktalar arasındaki düşey mesafenin ölçülmesi ve farklarının alınması esasına dayanır. Bulunan yükseklik farkı, kotu bilinen önceki noktanın kotuna ilave edilerek bir sonraki noktanın kotu bulunur. Bu işlemler her nokta için ardışık olarak devam ettirildiğinde birbirini takip eden noktaların yükseklik farkları ve yükseklikleri bulunmuş olur.
1. Nivo arazi üzerinde, aralarındaki yükseklik farkı ölçülecek iki noktayı görecek ve bu noktalara yaklaşık eşit mesafede herhangi bir yere kurulur ve tesviye edilir. 2. Mira geri nokta (1) üzerine düşey olarak tutulur ve dürbün orta çizgisinin mira üzerinde ayırdığı ölçü değeri okunur (g). 3. Nivo yerinde durur, mira ileri (2) noktaya taşınır, düşey olarak tutulur ve dürbün orta çizgisin mira üzerinde ayırdığı değer okunur (i). 4. Geri okumadan ileri okuma değeri çıkarılarak iki nokta arasındaki yükseklik farkı (h) bulunur. Bu değer çıkış durumunda (+), iniş durumunda ise (–) işaretlidir. 5. Daha sonra bir önceki noktanın bilinen kotuna, bu iki nokta arasındaki + h ilave edilerek bir sonraki noktanın kotu bulunur. Bu durumu ifade eden genel durum eşitliği: Kn+1 = Kn + h 
Geometrik nivelman için bilinmesi gereken önemli hususlar
Geometrik nivelmanın hesabı Yükseklik Farkı Yöntemine göre hesap
∑G= 3.334 ∑İ=2.968 ∑D h=+0.366 K6-K1=+0.366 Hesap Kontrolü: (∑G - ∑İ)= ∑D h= (K6-K1) olmalıdır. Açık poligon nivelmanında yukarıda verilen eşitliklerle ölçme hatalarının kontrolü mümkün değildir. Bunlarla sadece hesap işlemindeki muhtemel hatalar kontrol edilmiş olur. Ölçme kontrolü için ölçmeler gidiş ve dönüş olmak üzere en az iki defa yapılır ve bunlar arasındaki farkın (dh[mm] ≤ 20√[l] 
Gözleme düzlemi yöntemine göre hesap
∑G= 3.334 ∑İ=2.968 K6-K1=+0.366 Hesap Kontrolü: (∑G - ∑İ)= ∑D h= (K6-K1) olmalıdır. Nivelman ölçmelerinin hassasiyetine tesir eden unsurlar
Nivelmanlarda ölçmelerin kontrolü ve hata sınırları Geometrik nivelman, gidiş-dönüş nivelmanı olarak yapılmalıdır ve bir km lik nivelman boyunda + 2.5 mm. ve daha yüksek hassasiyete sahip nivo ve miralarla yapılmalıdır. Geometrik nivelman ve hassas trigonometrik nivelmanda, nivelman yolunun toplam uzunluğu 2.5 km’yi geçmemeli ve gidiş-dönüş yükseklikleri arasındaki kapanma değeri veya nivelman farkı: dh[mm] ≤ 40√[l] [km] + 0.0002 |∆h|m olmalıdır. Bu eşitlikte (7.3) l = km cinsinden nivelman boyu ∆h=m. cinsinden ilk ve son nokta arasındaki yükseklik farkının mutlak değeri dh = mm. cinsinden hata sınırını göstermektedir. Uygulamada geometrik nivelman Geometrik nivelman yoluyla noktalar arası yükseklik farkları veya noktaların yükseklikleri bulunmaktadır. Bu işlemler soyut bir yükseklik belirleme işlemi olmayıp günlük hayatta ve mühendislik uygulamalarında pratik karşılığı olan işlemlerdir. Aşağıda bunlardan en yaygın birkaç tanesi örnek olarak incelenmektedir. Yüzey nivelmanı ve ışınsal nivelman Genel inşaat işleri, sanayi tesisleri, spor ve hava meydanları ve yeni yerleşim yerleri kurulması vb. projelerin uygulamasında ilgili arazilerin tesviye (eş yükselti) eğrili planlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu maksadın temini için uygulanan iki yöntem yüzey nivelmanı ve ışınsal nivelmandır. Yüzey nivelmanı Yukarıda birkaçı ifade edilen proje uygulamalarında eni boyu birbirine yakın, alanı 8-10 hektarı geçmeyen ve oldukça az eğimli arazilerde temel esası geometrik nivelman olan yüzey nivelmanı uygulanabilir. Bunun için ilgili arazi, arazinin eğim durumuna ve büyüklüğüne göre her bir kenarı 10-50 metre arasında değişen karelere bölünür. Yüzey nivelmanının uygulama şekli :
Yüzey nivelmanı ölçmelerinden hacim hesabı Şayet arazinin belirli bir kota göre tesviye edilmesi düşünülüyorsa, o zaman arazide ortaya çıkan karelerin oluşturduğu kare prizmaların hacimleri hesaplanabilir. Bunun için her bir kare prizmanın hacmi, basit kare prizma hacim hesabına göre ayrı ayrı hesaplanır ve bunların tamamı toplanarak ilgili arazi parçasının toplam hacmi elde edilir. Bir kare prizmanın hacmi taban alanı ile yüksekliğinin çarpımına eşit olduğuna göre V= A* H tek bir prizmanın hacmini verir. Aşağıda ise yüzey nivelmanı yapılan bir arazi parçasının toplam hacminin hesabı verilmektedir. ΣV = Σ(Ai * DHi) tüm arazinin hacmini verir. Burada Ai = i. karenin alanını, DHi = i. Karenin tesviye yüksekliğini gösterir. DHi = Ktes – Hi olup Hi =(K1+K2+K3+K4)/4 ile bulunan her bir karenin ortalama yüksekli. (K lar karenin köşe nokta kotlarıdır.)
Bu yöntemin uygulanabilmesi için arazi üzerinde, arazinin büyüklüğüne bağlı olarak, koordinatları bilinen sabit nokta veya noktalara ihtiyaç vardır. Işınsal Nivelmanın Uygulama şekli: 1. Arazi üzerinde mevcut sabit nokta veya noktalar üzerine yatay açı dairesi olan nivo kurulur. 2. Arazinin eğimi değişen noktalarına tek tek mira tutulur ve her nokta için dürbün orta çizgi okuması okuması, bir YATAY AÇI, bir de YATAY MESAFE (nivo kurulan nokta ile mira tutulan nokta arası) okunur ve kaydedilir. 3. Daha sonra geometrik nivelman hesabı ile her bir arazi noktasının kotu hesaplanır. Işınsal nivelman ölçmelerinden hacim hesabı Işınsal nivelman yapılmış olan bir arazinin hacim hesabı yapılmak isteniyorsa, arazi üzerinde birbirine komşu her üç noktanın meydana getirdiği üçgen prizmaların hacimleri tek tek hesaplanarak toplandığında arazinin toplam hacmi elde edilmiş olur. Bunun için oluşan her bir üçgenin alanı ile köşe nokta yüksekliklerinin ortalaması çarpılarak üçgen prizmaların hacmi aşağıda verilen eşitlik ile hesaplanabilir. ΣV = Σ(Ai * DHi) tüm arazinin hacmini verir. Burada Ai = i. üçgenin alanını, (A=a.h/2) DHi = i. üçgenin tesviye yüksekliğini gösterir. DHi = Ktes – Hi olup Hi =(K1+K2+K3)/43ile bulunan her bir karenin ortalama yüksekli. (K lar üçgenin köşe nokta kotlarıdır.) Bu eşitliklerde ∑ işareti arazideki tüm üçgen prizmaların hacimlerinin toplanacağını, A her bir üçgenin alanını, DHi ler verilen kazı kotundan ilgili üçgenin her bir köşe noktasının kotunun çıkarılmasıyla elde edilen kot farkını, Hİ ise her bir üçgen için ortalama kazı yüksekliğini göstermektedir. Kesit nivelmanları tüm mühendislik projelerinin daha tasarım aşamasından itibaren, projenin uygulanacağı araziye ait topografik yapının (arazinin eğim ve engebe durumu) bilinmesine ihtiyaç vardır. Bazı projeler için yüzey ve ışınsal nivelman uygulaması yeterli olurken; özellikle arazi üzerinde koridorlar/şeritler veya güzergahlar halinde uygulanacak projeler için kesit nivelmanı olarak isimlendirilen ve esası geometrik nivelman olan işlemler yapılır. Kesit nivelmanları uygulama ve ihtiyaç durumuna bağlı olarak boy kesit nivelmanı ve en kesit nivelmanı olmak üzere iki şekilde uygulanır.
Demiryolu, karayolu, su ve kanalizasyon şebekeleri, enerji nakil hatları vb, arazi üzerinde güzergahlar halinde uygulanacak projelerin inşaası için, arazinin proje güzergahını içine alan kısmının topografik yapısının bilinmesi gerekir. Bu maksatla esası geometrik nivelman olan ve aşağıda açıklaması verilen üç temel aşamada gerçekleştirilen nivelman işlemine boy (boyuna) kesit nivelmanı denir. 1. İşlem: Arazide inşa edilecek proje esas alınarak güzergah araziye uygulanır (aplikasyon). Yani ilgili bölgenin tesviye eğrili haritaları üzerine işlenmiş olan yol, su ve kanalizasyon hattı, enerji nakil hattı vb. projenin ekseni, plandan/haritadan araziye taşınır. Daha sonra arazinin topografik yapısına bağlı olarak 20 - 100 m. aralıklarla (arazinin eğimi değişen noktalarına) boy kesit noktaları çakılır. Ayrıca boy kesit istikametini kesen yol, demiryolu, su kanalı vb. noktalar da işaretlenir. Bu arada noktalar arası yatay mesafeler ölçülür ve krokisi hazırlanır. 2. İşlem: Arazide kazıkları çakılarak işaretlenmiş olan tüm boy kesit noktalarının kotları (yükseklikleri), geometrik nivelman yoluyla hesaplanır. Nivelman daima gidiş-dönüş yapılır, fark yönetmeliklerde verilmiş olan hata sınırı içinde kalmalıdır. 3. İşlem çizim: Boy kesit noktalarına ait kotlar hesaplandıktan sonra boy kesitlerin çizimi yapılır. Bu iş için milimetrik kağıt, aydınger veya şeffaf milimetrik kağıtlar kullanılır. Burada en önemli husus çizim için uygun ölçeğin seçilmesidir. Boy kesit noktaları arasındaki ara mesafeler yükseklik farklarına göre her zaman daha büyük olduğundan ve noktalar arası yükseklik farklarının daha kolay algılanabilmesi için; yatay ölçek ile düşey ölçek arasında 1/10 luk bir fark olmalıdır. Mesela ara mesafeler 1/1000 ölçeğinde çizilirken, yükseklikler 1/100 olarak çizilebilir. Adım adım boy kesit çizimi: 1. Çizim kağıdı üzerine noktaların yerleştirileceği yatay (yatay düzlemi temsil eden) bir çizgi çizilir. 2. Yatay çizginin sol başına, boy kesit noktalarına ait yüksekliklerin gösterileceği düşey bir başlangıç çizgisi çizilir. Her ikisinin ölçeği de yazılır. 3. Ölçek esas alınarak boy kesit noktaları ilk noktadan itibaren yatay çizgi üzerine, aralarındaki yatay uzaklığa göre yerleştirilir, nokta numaraları ve kotları yazılır. 4. Yatay çizgi için bir kot tayin edilir (mevcut nokta kotlarından daha düşük) ve düşey çizgi üzerine 1 cm. aralıklarla bu başlangıç kotuna göre kotlar verilir ve yazılır.
1/100 
299.000
 
1/1000 1 0.00
3 15.76
4 29.24
298.000 
5 18.78
297.000 
2 23.25
6 22.42
Boy kesit çizimi 5. İlk noktadan itibaren boy kesit noktaları kendi düşeylerinde, kotlarına göre yerleştirilir. 6. Boy kesit noktaları düz çizgilerle birleştirilerek boy kesit ortaya çıkar.
Karayolu, demiryolu, sulama kanalları vb. arazi üzerinde geniş koridorlar halinde inşa edilmesi gereken mühendislik projeleri için boy kesit nivelmanları araziyi sadece bir eksen boyunca tanımladığı için tek başına bu ihtiyaca cevap veremez. Bu sebeple arazide proje ekseni (boy kesit) boyunca, eksenin iki tarafında ve eksene dik doğrultuda, en az proje koridoru genişliğindeki eğimi değişen noktaların kotlarının da bilinmesi gerekir. Bu maksatla yapılan ve esası geometrik nivelman olan uygulamaya en kesit nivelmanı denir. En kesit ile alakalı temel hususlar:
En kesitlerin çizimi En kesitler de boy kesitlerde olduğu gibi ölçekli olarak ve kareli kağıtlara çizilir. Yatay ve düşey ölçek aynı olup genellikle 1/100 veya 1/200 ölçekleri kullanılır. Çizim yöntemi boy kesitte olduğu gibidir. Önce yatay bir çizgi çizilir, bu çizginin orta yerine eksen kazığı işaretlenir. Eksen kazığının sağ ve sol tarafına, arazide ölçümü yapılan en kesit noktaları eksen kazığına olan uzaklıkları dikkate alınarak yerleştirilir. Daha sonra da eksen kazığı dahil her bir noktanın kendi kotu kullanılarak noktaların düşey konumları işaretlenerek birleştirilirler. Çizimden sonra yol eksen çizgisi (kırmızı hat) ile kesit çizgisi arasında kalan alanlar genellikle planimetre ile hesaplanırlar. Ancak çizim ve kotlardan istifade ile hesap yoluyla da en kesit alan hesabı yapılmaktadır.  Yüklə 101,06 Kb. Dostları ilə paylaş:
|
18.78
