Brükner ve kazı

1
2
KÜTLELER DİYAGRAMI VE EKONOMİK TAŞIMA UZAKLIKLARI
Bir yol projesi hacimler tablosu oluşturduktan sonra taşıma uzaklıklarını belirleyebilmek
için kütleler diyagramı çizilir. Kütleler diyagramını çizebilmek için hacimler tablosunun
son sütunundan yararlanılır.
KÜTLELER DİYAGRAMI
Kütleler diyagramını çizebilmek için hacimler tablosunun son sütunundan yararlanılır.
Kütleler diyagramının düşey ekseni cebrik toplam sütunundaki hacimleri, yatay ekseni
ise projenin km değerini gösterir. Bu eksenlerin ölçekleri sırasıyla hacim ve uzunluğa
göre uygun şekilde belirlenir.
3
4
• Kütleler diyagramı çizildikten sonra pozitif hacimden negatif hacme geçiş noktaları
Tales bağıntısından yararlanılarak bulunur. Şekildeki örnekte bu nokta
0+094.35km’ye denk gelmektedir ve aşağıdaki şekilde hesaplanmıştır.
• Kütleler diyagramı negatif kısımda bittiği için ödünç malzemeye (ariyet) ihtiyaç
duyulur (Şekil). Kütleler diyagramının son noktasının pozitif yönde bitmesi malzeme
fazlalığını yani depo durumunu göstermektedir. Kütleler diyagramının son noktası
yatay eksen çizgisinin tam üstüne denk gelmiş ise çalışma alanı içerisinde yarma ve
dolguların birbirini dengelediği izlenir ve taşıma, çalışma alanı içerisinde uygun
araçlar ile gerçekleştirilir.
• Kütleler diyagramı çizildikten sonra ortalama taşıma uzaklıkları aşağıdaki şekilde
belirlenir.
5
6
BRÜKNER DİYAGRAMI
Hacimler cetvelinde, her kesitteki artan kazı ve dolgu hacimlerinin yol
başlangıcından başlamak üzere cebrik toplamlarının kazı(+), dolgu(-) alınarak
bulunan değerlerin, kesitlerin gösterildiği bir eksende ordinat olarak alınmasıyla
bulunan kırık doğru parçalarının tümüne brükner denir.
7
Yatay eksen üzerinde proje başından itibaren uzaklıklar (km’ler) alınır. Hacimler her
kesitteki cebrik toplamları da (+) yön çizgisinin üst tarafına, (-) yön de alt tarafına
almak üzere ordinat olarak bir ölçekle (örneğin: 1 cm=2000m3) alınır. Yatay eksende
ordinat sıfır olduğu zaman meydana gelen çizgiye “sıfır çizgisi” adı verilir.
Brükner Eğrisinin Özellikleri
a)  Eğrinin yükselen kısımları kazının, alçalan kısımları ise dolgunun fazla olduğunu
gösterir.
b)  Eğrinin her maksimum noktası yarmadan dolmaya, her minimum noktası da
dolmadan yarmaya bir geçit kesitine tekabül eder. (M1
G1 , M 2
G2)
c)  Sıfır çizgisinin ayırdığı OM1O1 gibi kapalı yüzeyler, kendi içinde dengelenmiştir.
Yarmalar dolgulara eşittir.
d)  Sıfır çizgisinin üstünde taşımalar soldan sağa, altında ise sağdan sola yapılır.
e)  Eğrinin sıfır çizgisini kestiği noktalar, kazı ve dolgu hacimlerinin dengelendikleri
kesitlerdir. (D1,D2)
f)  Eğri sıfır çizgisinin altında biterse dolgu fazlası (ödünç durumu) vardır.
g)  Eğri sıfır çizgisinin üstünde biterse yarma fazlası (depo durumu) vardır.
h)  Eğrinin sıfır çizgisini keserek kapattığı alan maksimum ordinata kadar kazı
hacminin (Lo) mesafesine taşınması ile yapılan iş miktarıdır. Bu alana “Taşıma
Momenti” alanı denir.
i)  Taşın momenti alanının maksimum veya minimum ordinata bölünmesi ile bulunan
(Lo) uzunluğu “Ortalama Taşıma Mesafesi” denir.
j)  Sıfır çizgisine paralel çizilen her çizgi yeni bir toprak dağıtım şekli meydana getirir.
Bu çizgilere dağıtma çizgisi denir.
8
Dağıtma Çizgilerinin Geçirilmesi
Dağıtma çizgisi geçirilirken alanlar toplamının minimum olmasına dikkat edilmelidir.
Bu husus ekonomik bir taşıma sağlar.
Dağıtma çizgileri, sıfır çizgisi ile eğrinin son uç noktasının arasında kalan bölgenin
dışına çıkmamalıdır.
S1= AB arasında kalan eğri alanı
H1=Dağıtma çizgisi ile maksimum noktası arasındaki ordinat farkı
Lo=AB arasındaki ortalama taşıma mesafesi
VD1=Dağıtma çizgisinin ordinatı
9
10
KAZI ve YÜKLEME:
Kazı işleri, el aletleri ve makinelerle gerçekleştirilir.
El aletleri ile kazı ve yükleme:
El aletleri ile kazıda genelde kazma ve küreklerle işçilerin çalışmaları esastır. Küçük
hacimli, çalışma yeri hacimlerinin makinelerin hareketlerine kısıtlılık getirdiği işlerde
el aletleri kullanılır.
İşçilerin geçerli ve etkin verimlerinin saptanması için kazı ve yükleme işlerinde 1m3
zemin için en az işçilik gerektiren aletle oluşturulan işin belirlenmesi gerekir. Bu iş
“kazı ve yükleme üretim direnci” olarak adlandırılır. Bu alanda yaptığı çalışmalar ve
deneysel araştırmalar sonucu Von Rhiza sulu zeminler dışında el aletleri olarak kazı
için kazmanın, yükleme için ise küreğin kullanılabileceği zeminleri belirlemiştir.
Özellikle patlayıcı madde kullanılarak parçalanan katı zeminler burada incelemeye
alınmamaktadır. Bu kazmalık ve küreklik zeminler de işlevsel elverişlilik yönünden
hafif ve ağır olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Yapılan araştırmalara göre bir işçinin
ortalama gücü, çalışma sırasında kayıp süreler de dikkate alınarak 4,2 kgm/sn kabul
edilir. Böylece bir işçinin 1 saatte 4,2x3600=15.000 kgm’lik iş üretebildiği saptanır.
Ele alınan zemin üretim direnci kazı için Ak, yükleme için ise Ay ise 1m3’lük zemin
için işçinin kaç saat çalışması gerektiği,
(kazıda)
, (yüklemede)
bağıntıları ile bulunur.
11
Açıklamalar doğrultusunda el aletleri ile kazı ve yükleme işinde gerekli değerler
tabloda verilmektedir.
Günde S saat çalışılan şantiyede 1 işçinin kazdığı ve yüklediği zemin hacimleri sırası
ile (S/ak) ve (S/ay) m3 olarak bulunur. Şantiyede (Ik) sayıda kazıcı, (Iy) sayıda da
yükleyici işçi çalışıyorsa, kazı işinin Gk, yükleme işinin ise Gy günde tamamlanacağı
düşünülürse, kazılan ve yüklenen zemin hacimleri m3 olarak,
12
βk ve βy birden fazla sayıda işçinin çalışma ortamı koşullarına bağlı olarak kazı ve
Yükleme işlerindeki işbirliği katsayısı olarak belirtilir ve βk , βy ≤1 olarak alınır.
Uygulamada çoklukla karşılaşıldığı gibi kazılıp ardından yüklenecek zemin için aynı
süre içinde her iki işin bitirilmesi esas alınırsa,
Vk=Vy=V , Gk=Gy=G
eşitlikleri son yazılan bağıntılar yardımı ile günlük işlenecek zemin hacmi (doğal)
olarak,
Buradan
,
elde edilir. Şayet βk=βy kabul edilirse,
elde edilir.
13
Makine (ekskavatör) ile kazı ve yükleme:
Makinelerle yapılan kazılarda genellikle ekskavatör kullanılır.Burada esas alınan
kaşıklı ekskavatörlerdir.
Ekskavatörün makinesi kaşığı, A
B arasında zemini küreyerek doldurulur. Kaşık
hacmi (d) ise, zeminin kazılması sırasında geçici kabarma ile kaşığı tam dolduran
zemin hacmi, doğal (sökülmemiş) olarak,
14
Makinist tarafından şekilde gösterildiği gibi A ve B arasında kaşığın bir miktar uç
kısmından toprağa sokularak yapılan küreme sırasında hacim değeri (d) kadar
zeminin kaşığa alınması gerekir. Aslında bu teorik gerereklilik uygulamada her
zaman sağlanamaz. Kaşığın küreme sonucu zeminle doldurulduktan sonra kabinin
düşey ekseni etrafında döndürülerek yüklenecek taşıma aracına kaşıktaki zemin
boşaltılıp tekrar küreme durumuna dönüp kaşığı doldurma işine başlamasına kadar
geçen süreye “Devir Süresi” (t) adı verilir.
Makinist, şekilde verilen düz kaşıklı ekskavatörde kaşığı (A) noktasında bir miktar
(m) zemine sokarak ve yukarı doğru kaldırarak küremeyi yapar ve kaşığı zeminle
doldurur, kolu ve ona bağlı kaşığı döndürerek zeminde belirli bir yere veya beklenen
taşıma aracına kaşıktaki zemini boşaltır. Boşalan kaşıkla tekrar eski konumuna
döner, bir sonraki küreme işine girişir.
15
Devir süresine zeminin kürenmesi sırasında zeminin sertliği, kazılmaya karşı direnci,
kaşıktaki zeminin boşaltılmasında da zeminin yapışkanlığı, plastik kıvamı etki eder.
Yapışkan zeminler, kaşığın ters çevrilmesine karşın kaşığı kolaylıkla terk etmezler.
Devir süresini; ayrıca kaşığın (d) hacmi, yüklenecek aracın kasa hacmi ve kuşkusuz
makinist mahareti de etkiler. Yapılan uygulamalarla ilgili gözlemler sonucu (t) devir
süresinin zemin cinslerine ve kaşığın (d) m3 kaşık hacmine bağlı olarak
belirlenmesine yönelinmiş olup diğer ilgili etkenler gerektikleri ölçüde açıklanacak
olan verim katsayıları içinde değerlendirilmiştir (Tablo 1).
16
Ekskavatörün koluna birleştirilmiş sapın uzaması buna bağlı olarak da kaşığın
küreme yerine erişme olanağı sınırlıdır. Bundan ötürü zaman zaman makinistin,
kazılan (AB) kesiminin ekskavatörden uzak kalması karşılığı ekskavatörü bu
kesime yaklaştırması gerekir. Çalışan biçimine bağlı olarak çeşitli manevralara da
başvurabilir. Çalışmada ortaya çıkan bu kesiklikler verimi düşürür. Çalışma
sırasında
sökülmemiş cinsten zemin hacminin kazılarak yüklenmesi için
geçen devir süresi (t) sn ile gösterilirse, 1 saatlik süre içindeki ekskavatör verimi
olarak,
bağıntısı yazılabilir. K, verim katsayıları olarak tanımlanacak katsayıların
çarpımıdır. Bu katsayılar kg, kr, kl olup tanımlanacaklardır. K=kg.kr.kl’dir.
(β) ekskavatörün daha çok yükleme ile ilgili koşullara ait olan işbirliği katsayısıdır.
Genelde β=0,80-0,90 arasında olup pratik olarak 1 saatlik sürede 50 dakikalık
çalışıldığı yaklaşımı ile
β=5/6=0,83
alınabilir.
17
Dolum katsayısı(kr): Verim bağıntısında küreme yapıldıktan sonra kazılmış zeminin
hacmi (d) olan kaşığa tam dolduğu, yani kaşığın kapasitesi kadar yüklendiği
kabullenilmiştir. Uygulamada küçük taneli ayrık zeminlerin manevra sonrasındaki
sarsılmalarla yüklemeden önce kaşıktan dökülebildikleri, yapışkan killi zeminlerin
kaşık yüzeyine yapışarak bu kez (d) den fazla hacimde kaşığa alınabildikleri
bilinmektedir. Bu durumu belirlemek üzere, çeşitli zemin türlerine göre saptanmış
bulunan (kr) dolum katsayısı değerleri (d) hacmine, zemin türlerine bağlı olarak,
ortalama (1+θg) değerleri beraberinde olmak üzere aşağıdaki Tabloda verilmiştir.
18
Dönme katsayısı (kg):
Ekskavatörün kaşığın zemin küremesi sonrası kolla birlikte bir açı tarayarak
boşaltma yerine (genelde kamyon kasası) döndüğü açıklanmıştı. Verim bağıntısında
dönme açısının θ=90o olması esas alınmıştır. Bu durum için kg=1’dir. Tabloda (θ)
dönme açısının değişik değerleri için (kg) değerleri verilmektedir. θ≤90o değerleri için
kg ≥1, θ> 90o için ise kg ≤1 olduğu tablodaki değerlerden görülmektedir. (Açı
küçüldükçe yükleme süresi azalacağından verim artar).
Kazı yörüngesi katsayısı(kl):
Şekilde görüldüğü gibi, makinist (AB) arasında zemini kürerken zemin cinsine bağlı
en uygun küreme uzunluğunu A’dan B’ye doğru, bir defada oluşu sağlayacak
biçimde dikkatli bir yaklaşımla saptamalıdır. Kazı sırasında uygulanan küreme
uzunluğunun tam dolumu sağlayan uygun küreme uzunluğuna oranının (1) olması
en ideal durumdur. Bu oran azalırsa yani uygulanan uzunluğun gereken uygun
değerden küçük kalması, küreme sırasında kaşığın tam dolmadığını, açıklanan
oranının (1)’den büyük olması da bu defa uygulanan küreme uzunluğunun gerekli
olan en uygun uzunluktan büyük olarak kaşığın dolduktan sonra da gereksiz
anlamda küremenin devam ettirildiğini belirler. Her iki şıkta da en uygun duruma
19
karşılık olan
verim değeri düşer. Bu durum aşağıdaki tabloda belirginleşmektedir.
Ekskavatörün çalışması sırasında zorunlu yer değişimlerinin yapılması gerektiği
açıklanmıştı. Yer değiştirme süresince kazı işleri yapılmayacağı için bu sürelerin (sn)
biriminde olarak, 1 saatlik değer olan 3600 sn’den çıkartılması gerekir. 1 saat içinde
yapılan yer değiştirme sayısı (ns), her bir yer değiştirmede geçen ortalama süre (τ) sn.
olarak alınırsa, çalışılmayan süre (ns.τ) olur.
değerler bir ortalama anlamında tek değer olarak alınmaktadır.
Bu durumda ekskavatörün (S) saat çalışılan günlük verimi (m3)
olarak belirlenmiş olur. (S) saat olarak çalışma süresidir. Ekskavatörün 1 saat içindeki
yer değiştirme sayısının (ns) belirli küçük değerleri için (ns.τ) hesaplamaya sokulmaz.
Bu belirleme kaşık hacmine (d) bağlı olarak verilmektedir.
20
d(m3)
0,50-0,75
1,12-1,90
2,25-3,00
(ns)
Küçük 4 ise
Küçük 3 ise
Küçük 2 ise
(ns .t)=0 kabul edilir.
21

Download Report