DALGAKIRANIN TANIMI VE TARİHİ;

Bazen sahilde oturduğumuzda,deniz  manzarınız kesilir.Taş yığıntısı olarak  gördüğümüz bu hat çizgisi bir dalgakırandır. Dalgakıranlar gemilerin emniyetli olarak barınmaları,liman faaliyetlerinin emniyetle sürdürmeleri,limanların kumlamaya karşı korunmaları ve kıyıların erozyona karşı koymaları gibi amaçlarla inşa edilirler.. Hatta  bu dalgakıranlar , o küçük kayıkçı teknelerinin de can simididir.

Dalgakıran ve mendirek arasında ki tek fark,mendirek dalgakıranlı bir limanın  bütünlüğüdür.
İlk bilinen dalgakıran MÖ 2000 yılında İskenderiye’de taş dolgu olarak inşa edilmiştir. İlk modern dalgakıran 1781 yılında Fransa  Chenbourg’da inşa edilmiştir.

Örnek bir  mendirekli dalgakıran(Kilimli-Zonguldak)

Dalgakıran üzerine gelen dalgaların yarattığı tesirler çok karışık olup yapıya gelen bu kuvvetlerin ve dağılımlarının tam olarak bulunabilmesi çok zor bir bilim dalıdır.

DALGAKIRAN TASARIMI VE İZLENECEK YOL;

Yapı önünde ki çevresel parametrelerden oluşan sınır şartları dalgakıran tasarımının temel paremetreleri oluşturmaktadır. Dalgakıran tasarımında zemin ve çevresel koşullar dikkate alınmalıdır. Özelikle deprem bölgelerinde sıvılaşma riski hesap edilmelidir. Buna göre önlemleri alınmalıdır.

Taş dolgu dalgakıranların koruma tabakalarının stabilite hesaplarını  inceleyecek olursak  ;

Başlıcaları;
•   Hudson (1958)
•   Van der Meer Derin Su (1988)
•   Van der Meer Sığ Su (2004)
•   Van Gent vd. (2003)
•   İrbarren(2006)
•   Losaa ve Gimenez-Curto (1979)

yöntemleri kullanılarak yapılmalıdır. Ancak bu yöntemlerin kullanım koşulları yapının bulunduğu su derinliğine, yapı topuğundaki tasarım dalga koşullarına ve yapının diğer özelliklerine (permeabilite, şev eğimi gibi) bağlıdır.

Ayrıca  taşın veya kaplama malzemenin deneylerle Kd değerlerinin bütün taş şekilleri ve dalga durumuna göre artacağına Hudson bulmuş ve formülü geliştirmiştir. Dalga yüksekliğinin %10 artması taş ağırlığının %33 artacağını Hudson deneylerle ispat etmiştir.

Analiz hesaplamalarda dikkat edilecek hususlar;

•   Yapı formunun ve yapı şevi meyillerinin seçimi,
•   Müzvarda ve gövdenin kritik olan kesimlerinde su derinliklerinin tespiti
•   Müzvarda  ve kritik kesimlerde proje dalgasının hesabı,
•   Dalga tırmanma kesimlerde proje dalgasının hesabı,
•   Dalga tırmanma yükseklik hesabı,
•   Taş ağırlıkların hesabı,
•   Tabaka kalınlıkların hesabı,
•   Kategori seviyelerin hesabı,
•   Filtre Tahkiki,

Dalga yüksekliği,dalga yüksekliği dağılımı,dalga kırılması,dalga periyodu,spektral şekil, dalga açısı,akıntılar,su derinliği,kabarma ve su seviyeleri,temel hidrolik paremetrelerdir. Geoteknik çevresel koşul ise depremdir.

Yapı ise şev eğimi,yoğunluk,taş şekli,pürüzlük,kohezyon,porozite,permalite,yapı geometrisi gibi çok sayıda yapısal paremetre ile tanımlanmaktadır.

Dış su hareketleri dalga(kırılmamış yada kırılmış) ,tırmanma çekilme,geçme aşma ve yansımadır…İç su hareketleri depremden kaynaklıdır.

Genel bir kural ,dalgakıranın her tabakası bitişik tabakalarda ince malzemenin yıkanma etkisiyle boşluklardan kaçmayacak şekilde tasarlanmalıdır.

Dalgakıranların en üst noktasına  kret denilmektedir. Kret yüksekliği dalga boy hesapları ile mümkündür. Bu yüzden dalga tırmanması ,dalga özelikleri,yükseklikleri,periyot yapının özelikleri ve topuk derinliği,şev acısı,pürüzlük,porozite ve yakın kıyı eğiminin  incelenmesi gerekmektedir.. Diğer yandan dalga; tırmanma acısının ne kadar dik olursa  mesafe uzadığında sürtünme kuvvetinden  dolayı etkisini azaltır. Ama bu eğim acısının az olması imalatın yapılmasını zorlaştırmaktadır. Taramalar ,tahkimatlar ve varsa blok kaplamaları imalat yapılmasını ve maliyeti artıracaktır.

Kıyı taraması ile ilgili aşağıdaki video linkinde daha iyi görülmektedir.

Dalgakıran üzerindeki kaplama malzemelerinin pPürüzlük  azaltma faktörü tabloya bakacak olursak ;

DALGA  KAREKTERİSTİKLERİ;

Yapılara en büyük kuvveti sismik etkinin dışında rüzgar dalgaları ile  uygulanmaktadır. Dalga karakteristikleri genelikle derin deniz şartı için belirlenir.Ve yapıya doğru olan değişimi hesaplanır.
Belirli bir yönden eşit zaman aralıklarıyla ve eş yüksekliklerle gelen dalgalardır. Sinüs ifadesi ile bir profil eğrisi çizelecek olursa;

δ = asin2π(x/L-t/T) dalga eğrisinin denklemi,
a=H/2
H: Dalga yüksekliği
X:mesafe
t:zaman,
L:Dalga boyu,
T;Dalga periyodu
Formülüze edilir.

Açık denizlerde rüzgarın etkisiyle oluşan dalgaların karakteristiklerini belirleyici etkenlerin başında rüzgarın hızı ,esme süresi ve esme yönünde ki kabarma mesafesi (fetch) gelir.Rüzgarın hızının ve esme süresinin artması ya da aynı şiddette olan , süreli bir rüzgarın daha uzun bir kabarma mesafesi ,esmesi, dalga yüksekliğini ve periyodunu artırır. Rüzgar hızlarını ,şiddetini ve sürelerini ise sinoptik haritalar ile verilmektedir.

DALGAKIRAN İMALATI;
Biz bu makalede 18 çeşit olan dalgakıran çeşitlerinden ,sadece ‘’Taş dolgulu ve üzeri yapay bloklu’’ inceleyeleyeceğiz.

•   Tarama; Kremşel tarama dediğimiz bir deniz taramasıdır. Deniz zemin üzerinde mendirek dalgakıranın geleceği alan yüzeyi deniz tarama gemileri ile taranarak sağlıklı zemin hale getirilir..
•   Deniz koşulları; Dalgalar,rüzgar yönü,deniz kabarması ve su akımları imalat esnasında çok  sıkıntılı süreç yaşanır.İstenilen çalışma havası yakalanamıyorsa malaasef çalışma yapılamayacaktır.
•   Tarama yapılacak bölgenin geometrisi,boyutları,tarama derinliği (batımetrik haritalar);  Kremşel taramadan önce ve sonrası olan dolgu imalatlarda sürekli geometrik haritalar çıkarılır. Bu çalışılan kesitleri istediğimiz kotları yakaladığınız anda diğer imalatlara devam edilir. Deniz ekosendur ile deniz kotları alınarak batımetrik haritalar çıkarılmalıdır.. Yada iskandil alınarak yapılmalıdır. Proje çalışmalarında, dalgakıran yerleri kremşel tarama ile  deniz taraması yapılır. Bu taramalar ,belli bir kotta deniz gemileri ile yapılır. Tarama yapılacak bölge deniz ulaşımı için kullanılacaksa, tarama toleransları azaltılabilir .Üst limitin üstünde kalan bütün malzemelerin temizlenmesi istenecek veya  alt limitin altında fazla tarama yapılmaması istenecektir. Deniz trafiğinin sağlanması için yapılan taramalarda, tarama yapıldıktan sonra deniz tabanı batımetri ölçümleri yapılmalıdır.

•   Tarama yapılacak malzemenin fiziksel ve mekanik özelikleri,boyut ve malzeme dayanımı;
Deniz hava Liman 2007 şartnamesinde belirtilmiştir.

•   Tarama malzemesinin boşaltılacağı yer; Denizden çıkan her türlü malzeme asla geri dönüşümlü olarak deniz dolguda kullanılmaz.. Bu kıstas zaten  ‘’Deniz Hava Liman 2007’’ şartnamesinde belirtilmiştir.
•   Deniz trafiği koşulları; Mümkün olduğu kadar  deniz trafiğinin  yasak olması  gerekmektedir. Çünkü anafor dalgaların yapılan çalışmaların özelikle kremşel taramayı bozacaktır.

DALGAKIRAN KESİTİ …

a.)Çekirdek; Denizin alt kotundan, deniz üst kotuna kadar  0 ile 400 kg ebatlar arası malzeme  kullanılarak şekilendirilir. 25 yada 30 cm bant şeklinde sıkıştırılan bu malzeme üzerine ,sıkışma testi yapıldıktan sonra üstü  filtre bezi ile kapanacaktır. Filtre bezinin amacı, koruyucu tabakaların altında kalan çekirdek dolguyu tutabilmektir. Filtre uygulaması yapılmazsa, çekirdek dolgu dane çapı oldukça düşük malzemeler olduğundan, zamanla dağılacak ve dalgakıranın altı boşalacaktır. Buda çökmelere neden olacak, dalgakıranın stabilizesi bozulacaktır.

b.)Filtre; Çekirdek denilen kesiti üzerine sarılarak serilir. Malzeme cinsi 400 kg ile 2.000 kg arasıdır.

c.)Kaplama; Filtre üzerine 2.000 kg. ile 4.000 kg. taş tahkimat yapılmasıdır.
Tüm bu tahkimat taşların özeliği TS 699 ve DHL Kıyı yapıları ve Limanlar şartnamesinde   belirtmiştir.

d.)Taş dolgu üzerine yapay blok ile dizilmesi;
Beton bloklardan oluşmaktadır. Bunların yerleştirmesinde dalgaların enerjisini alacaktır. Beton blokların uzun ekseni dalgakıran eğimine dik olarak yerleştirilecektir. Beton blokların en önemli özeliği birbirlerine olan kilitlenme özeliğidir. Yerleştirme esnasında deniz içinde dalgıç ve tüm dalgakıran yüzeyinde vinç ile olacaktır.
Dünya patenti 23 çeşit olup ,ülkemizde şu anda Antifer küp,Xblok ya da Hexaleg,Tedrapod olmak üzere 3 çeşit kullanılmaktadır.

Bunların dizilimi ile ilgili DHL şartnamesinde sadece Antifer ile ilgili bilgi bulunmaktadır. Bu da 3 tonluk bir Antifer  en az  1,41 metre ara ile konulacaktır.1m2 ye düşen Antifer  0,50 m2 en az tekabül edecektir.


e.) Dalgakıran kafası (Müzvar);
Müzvar;dalgakıranın en son noktasıdır. En az 300 derece açılarla dönüş yapılarak dalga kuvvetinin  maruzu engelenmelidir.

DALGAKIRAN HASARLARI;

TAŞ AĞIRLIKLARIN HESABI VE KATEGORİ TAYİNİ;

Dalgakıran taşlarını yerinden oynatan dinamik kuvvetle dalga yüksekliğine kuvvetin taş üzerinde ki tesir alanına ve suyun özgül ağırlığına bağlı olduğu  eğime dik geldiğinden dolayı aşağıda  ki  formüllerle yapılmaktadır

HUDSON FORMÜLÜ;

W=(ϒr.H1/10³)/Kdx[ ϒr/ϒw)³CotѲ ]
H1/10= 10 adet dalga yüksekliğinin en yüksek olanı olan dalga yüksekliğidir.
W=Koruyucu tabaka taş ağırlığı
ϒr=Taşın özgül ağırlığı(ton/m3)
ϒw=Suyun özgül ağırlığı
CotѲ=taş ya da kaplama malzemesinin yatayla yaptığı açı
Kd=Taşın şekline ,yüzeyinin kayganlığına ,taşların birbiriyle olan bağlantılarına koruyucu taş tabakasındaki taş sayısına bağlı olarak değişen boyutsuz bir sayıdır.(Tablo 10, Taş tahkimat kitabında mevcuttur.)

TOPUK HESABI ;
Kıyı koruma yapısı olarak imal edilen taş kaplamaların dalga ve akıntı nedeniyle topuklarında meydana gelebilecek oyulmaya karşı korunmaları gerekmektedir.Bu amaçla topuk tasarımında oyulmaya karşı önlemler alınması CIRIA CUR(2007) ve BS 6349 tarafından önerilmiştir. En iyi ideali 6 ve 8 ton arası seçim yapılmasıdır.
N=H/δDᵪ₅₀
N=Topuk kütlesi
H= Deniz ile  topukarası yüksekliği,
δDᵪ₅₀=Ortalama taş boyutuna eşit küp uzunluğu,

Filtre tabaka kalınlığı hesaplamalarında filtre tabakası taş ağırlığı ile kullanılır.
t=nKΔ (W₅₀ /ϒr)⅓
t : Ortalama tabaka kalınlığı
n : Taş ya da beton koruyucu birey taş veya blok sayısı ( genellikle n=2)
W50 : Koruyucu tekil taş veya blok birim ağırlığı
ϒr: Koruyucu tekil taş veya blok birim özgül ağırlığı
KΔ : Tabaka katsayısı
Tedrapod ile ilgili bir şartname yoktur. …Fakat Prof.Dr.Yalçın Yüksel Hocamızın tedrapod dizilimi ile ilgili aşağıda şekille belirtmiştir

Ayrıca Tetrapod dünya üzerinde geniş kullanım alanına sahiptir. Ancak düşük bir kilitlenmeye sahip olduğundan çok iyi randıman alınamamaktadır. Accropode ile Core-loc ise yüksek kilitlenmeye sahip olması ve tek tabaka olması nedeniyle Dünya seçimi bu yöndedir. Ülkemizde ise çift sıra Tedrapod dizilimi imalatları yapılmaktadır..(Yukarı da resimde görüldüğü gibi…)
Accropeode,core-log ile X-blok son yıllarda geliştirilmiş ve geleneksel yapıya karşın tek kaplama tabakası olarak önerilen yapay bloklardır.
Bu koruma tabakaların ağırlığı ile ilgili olarak dalga dikliği ve dalga kabarması  ile doğru orantılıdır.

Tedrapod imalatlı olan Zonguldak Eren Limanı ;

KRONMAN BETON;
Açık denize doğru kaplama kronmanın arkasına destek amaçlı yapılan güçlendirme duvarıdır. Genelde Kronman betonları donatısız tasarlanmakta fakat kütle beton içeren bu tür imalatlar kanımca donatılı tasarlanması daha isabet olmaktadır..Çünkü donatısız imalatlarda soğuk derzsiz beton dökümü imkansızdır. Ayrıca 10 metre derzli dilatasyonlu dökülmelidir.Bu sebep den dolayı soğuk derz olan kısımlar zamanla deformasyona uğramaktadır.
Bu kronman betonları ;TSE 13515 ve  TS EN  206 mevzuatına uygun beton kriterleri  olmalıdır. Beton tasarımında en önemli unsur kütle betonlarda hidratasyon ısısına ve sülfata ,klora, sülfirikasite dayanıklı çimento seçimi yapılmalıdır.

Dış ortamda ki betonarme elemanın üst yüzeyden ölçülen karbonatlaşma derinliğini  formülüze edilecek olursa ,şöyledir;
d=K√t
Böylece beton yapı elemanları ampirik bağıntısı ile yaklaşık olarak çözümlenmektedir.
d=mm.olarak üst yüzeyden ölçülen karbonatlaşma derinliği,
K=Karbonatlaşma katsayısı,
t=Elemanın veya yapının yaşı,yıl
Bazı ülkelerin saptanmış Karbonatlaşma katsayıları; İngiltere;25 yıl>1.0-1.6
İngiltere;25 yıl altında ki yapılar için 2.2-3.6
Singapur;25 yıl üzerinde ki yapılar 5.5-8.6
Almanya;9 yıl üzerinde ki yapılar 0.33-5’dir..

DALGAKIRAN BLOKLARIN YERLEŞTİRİLMESİ;
Burada karadan yüklenen araçlar kullanılır.Bu durumda koordinatlarla ilişkili olarak en iyi seçim vinçdir. Vinçlere GPS elektronik koordinat veren cihazlara yerleştirerek sistemsel doğrularla yerleştirme yapılır.

Tabi ki olması gerekenler şu şekilde olmalıdır..
Vinç konumun doğruluğu,
Vinç platformun düz oluşu,
Deniz ve rüzgar koşullara bağlıdır.

DALGAKIRAN YAPILARDA UYGULAMA HATALARI;

1.)Ön yüzde koruma tabakasının hareket etmesi,
2.)Arka yüzde koruma tabakasının hareket etmesi,
3.)Koruma tabakasında beton birimlerin kırılması,
4.)Kronman duvarının hareket etmesi,
5.)Topuk oyulması,
6.)Dalganın üstten aşması ve dalga iletimi,
7.)Dalganın Tırmanması,

Fırtına sonrası bir  hasarlı olan mendirek dalgakıranın animasyon hali;

Derin bir konu olan deniz bilimi ve dalgakıran yapılarının  ,ana hatlarını  önemli  detaylarını beraber inceledik…. Tarih boyunca ,deniz ticaretinin önemi çok büyük olduğundan,  liman kültürünün tüm dünyada  önemi çok daha büyüktür. Bugün dört tarafı denizlerle çevrili olan İngiltere’de ,iki adet ‘’Deniz Bakanlığı ‘’bulunmaktadır. Ülkemizde ki denizlerimiz ise maalesef Ulaştırma ve Tarım  Bakanlığına emanettir.

Sözlerimi  Wilson Mızner’in sözü ile bitirmek istiyorum..

‘’Eğer tek bir şeyden alıntı yaparsanız. Bu plagıarismdir.(İntihal)
Eğer iki şeyden alıntı yaparsanız . Bu erginleşmedir.
Eğer çok şeyden alıntı yaparsanız . Bu bir araştırmadır.’’

Ahmet Özürün
İnşaat Mühendisi
01 Mayıs 2018

YARARLANILAN KAYNAKLAR;

•   DALGAKIRAN TASARIMI………………………………………..(Prof Dr.Yalçın Yüksel)
•   LİMAN MÜHENDİSLİĞİ………………………………………….(Prof.Dr. Yalçın Yüksel ve Prof.Dr. Esin Özkan Çevik)
•   KIYI MÜHENDİSLİĞİ………………………………………………(Prof.Dr. Yalçın Yüksel ve Prof.Dr. Esin Özkan Çevik)
•   DENİZ TABAN HİDRODİNAMİĞİ ve KIYI MORFOLOJİSİ…..(PROF Dr. Yalçın Yüksel)
•   TAŞ TAHKİMAT………………………………………………………(Mehmet Baykan-İnşaat Yük.Mühendisi)
•   TÜRKİYE KIYLARI RÜZGAR VE DERİN DENİZ DALGA ATLASI..(Prof.Dr. Erdal Özhan)
•   BETON AGREGALARI……………………………………………..(Prof.Dr. Engin Arıoğlu)
•   2007 DHL ŞARTNAMESİ VE 2016 DHL ŞARTNAME TASARIMI……
•   DENİZ YAPILARI MAKALESİ İLE ……………………………..(Aykut Özdemir–İnşaat Mühendisi )
•   TSE  13 515,TSE EN 206 ve TSE 699
•   MESLEKİ TECRÜBELERİM.
•   Ve Tahsin Çelik(İnşaat Mühendisi) katkıları ile

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here