FBE- Ulaştırma Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/99

Gözat

Yazar "Apak, Mustafa Yurdabal" ile FBE- Ulaştırma Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
  • Öge
    Şehir içi yol kenarı sabit tesisler için trafik kazalarına karşı koruyucu ve önleyici otokorkuluk geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Apak, Mustafa Yurdabal ; Ergün, Murat ; 10312280 ; Ulaştırma Mühendisliği ; Transport Engineering
    Ulaştırma sistemleri; kara, hava, su ve sürekli akış sistemleri olmak üzere 4 (dört) ana başlıkta toplanmaktadır. Boru hattı taşımacılığı, dört temel ulaştırma sisteminden sürekli akış sistemleri içerisinde yer almaktadır. Türkiye'de ulusal ve uluslararası boru hatları taşımacılığı son yıllarda çok ciddi gelişim göstermiştir. Günümüzde önemli ve stratejik ulaşım türlerinden biri olan boru hatları taşımacılığının içerisinde doğal gaz boru hattı taşımacılığı da önemli bir yer teşkil etmektedir. Güvenli boru hattı taşımacılığı, doğal gazın iletim ve dağıtımında çevreye duyarlı olarak, sürdürülebilir, etkin ve hızlı bir şekilde son kullanıcıya ulaştırılması için yürütülen faaliyetlerde, özellikle şehir içerisinde meydana gelebilecek olumsuzluklara karşı alınacak emniyet tedbirleri ile insan hayatı, işletme güvenliği ve kesintisiz enerji arzında çok önemli bir yere sahiptir. Bunların yanında özellikle kent içi boru hattı taşımacılık sistemlerinden olan doğal gaz boru hatlarına ait yer üstü varlıkları, genellikle ulaşım altyapısı üzerinde bulunması sebebiyle trafik ve ulaşım güvenliği açısından da büyük önem taşımaktadır. Bu varlıklar, yeterli düzeyde tedbir alınmaması halinde trafik güvenliği açısından büyük riskler oluşturabilmektedir. Herhangi bir kaza halinde öncelikli olarak çarpma şiddetine göre bir yangın ve patlamanın oluşması durumunda, sürücü, yolcu, çevredeki yayalar ve yakında bulunan yaşam alanlarına büyük zarar verme risklerine sahiptir. Ayrıca alt yapı varlığında oluşacak olan hasarın giderilme süresi hasar büyüklüğüne göre artmakta ve bu zaman süresince ulaşım alt yapısı kullanılamamakta olup trafik, zaman ve çevre üzerinde olumsuzluklara da neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında; şehir içi doğal gaz dağıtım hatlarına ait yer üstü varlıklarının, ulaştırma güvenliği açısından performansı ve taşıdığı riskler değerlendirilerek performans arttırıcı önlemler ile yüzeysel temelli modüler sabit mantar otokorkuluk sistemi tasarımı geliştirilmiştir. Çalışmanın giriş bölümü olan birinci bölümde, tezin amacı ile birlikte, doğal gaz taşımacılığının ülkemiz ve İstanbul özelinde gelişim süreci incelenerek, doğal gaz işletmeciliğine ait yer altı ve yer üstü varlıklarının mevcut durumları ortaya konulmuştur. İkinci bölümde, bu çalışmaya temel teşkil eden literatür araştırmasına yer verilmiştir. Boru hatları risk yönetimine ait ulusal ve uluslararası uygulama ve kabullere yer verilerek yer üstü varlıklarının risk puanlarının oluşturulduğu çalışmalar gösterilmiştir. Tehlikeli maddelere ait yanma, patlama ve tehlikeli bölge sınıflandırmaları tanımlanmıştır. Ulusal ve uluslararası ölçekte yol kenarındaki tesislerde kullanılan otokorkuluk sistemleri araştırılmıştır. Uluslararası yol kenarı güvenlik bariyer standartlarına ait parametreler karşılaştırmalı olarak irdelenerek güvenli yol kenarı kavramı incelenmiştir. Üçüncü bölümde, İstanbul örneği için yapılan çalışmalarda, yol kenarı tehlike içeren tesislerden olan RMS-B şehir içi doğal gaz dağıtım istasyonlarının bulunduğu noktalarda, yaşanan kaza durumlarının incelenmesi, literatür taraması ve saha araştırmaları sonucunda risk kriterleri belirlenmiştir. Bu çalışma kapsamında İstanbul'da bulunan 768 adet RMS-B istasyonunu örnekleyecek şekilde 172 adet istasyonda saha çalışması yapılarak belirlenen kriterler doğrultusunda veri toplanmıştır. Toplanan bu veriler ışığında risk parametreleri ve bu parametrelere ait risk katsayıları belirlenmiştir. Bu risk parametreleri için Analitik Hiyerarşi Prosesi (AHP) ile duyarlılık analizi yapılmıştır. Bu analizler sonucunda her bir varlığa ait toplam risk puanları elde edilmiştir. Bu puanlar çerçevesinde kümülatif dağılım fonksiyon (CDF) eğrisi ile istatistiksel olarak risk aralıkları anlamlandırılarak risk grupları oluşturulmuştur. Dördüncü bölümde, mevcut sabit otokorkulukların kaza verileriyle doğrulanması ve sayısal performans değerlendirmeleri yapılmıştır. Bu otokorkulukların sabitlendiği beton ve toprağa ait sonlu eleman modelleri oluşturulmuştur. Oluşturulan sayısal modeller, dinamik davranışların simüle edilebilmesi için araç modelleri ile birleştirilmiştir. Birleştirilen sonlu eleman modelleri LS-DYNA programı kullanılarak çözülmüştür. Model, yaşanan kaza senaryosunun doğrulanması ile kalibre edilmiştir. Mevcut otokorkulukların performansı için penetrasyon miktarları belirlenirken, sayısal modelde BSI PAS 68:2013 koşullarına uygun farklı kategorilerde değişik kütle ve hıza sahip araçların çarpma simülasyonu ile analiz yapılmıştır. Çarpma analizlerinde taşıtların penetrasyon miktarı en fazla 1,00 m olacak şekilde dikkate alınmıştır. Bu analizler sonucunda İstanbul bölgesel trafik karakteristiği göz önüne alındığında, mevcut sabit mantar otokorkuluk sisteminin yol kenarındaki tehlike içeren sabit tesislerin korunması için yeterli gelmeyeceği ve iyileştirilmesinin gerekliliği ortaya çıkmıştır. Beşinci bölümde, üçüncü bölümde belirlenmiş olan risk gruplarına uygun yüzeysel mütemadi temelli modüler sabit mantar otokorkuluk sisteminin tasarımı ve performans analizi PAS 68:2013 ve PAS 69:2013'e uygun olarak yapılmıştır. Yeni yüzeysel temelli modüler otokorkuluk sistemi için sonlu eleman modelleri oluşturulmuştur. Bu oluşturulan sayısal modeller, dinamik davranışların simüle edilebilmesi için araç modelleri ile birleştirilerek LS-DYNA programı kullanılarak çözümlenmiştir. Buna göre, farklı kategorilerdeki değişik kütlelere sahip araçlar BSI PAS 68:2013 standardında şehir içi tarafiğine en yakın hız limiti ve belirlenen çarpma enerjisine göre çarpma simülasyonları ile analiz edilmiştir. Araç penetrasyon miktarı 1,00 m olarak alınmıştır. Bu şartlarda farklı risk gruplarında kullanılabilecek maksimum 1,00 m penetrasyonu sağlayan dört farklı koruma seviyesine sahip yeni tasarım otokorkuluk sistemi elde edilmiştir. Bu tez çalışmasında; doğal gaz boru taşımacılığı yer üstü varlıklarının ulaştırma altyapısı veya komşuluğunda bulunması durumunda: • Ulaşım altyapısında yer alan yol geometrik özellikleri ve trafik kompozisyonunda yer alan araç sayısı, yol eğimi, engelsiz bölge genişliği vb. bileşenlerin ağırlıkları hesaplanmış ve bunların önceliklerine göre varlığın risk düzeyinin belirlenmesine yönelik risk modeli geliştirilmiştir. • Ayrıca risk gruplarına göre ulaşım sistemini kullanan sürücü, yolcu ve yaya ile komşuluğunda yer alan diğer insanların güvenliğini arttıracak yeni bir otokorkuluk modeli geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında ulaşılan sonuçlar ve yeni otokorkuluk sisteminin simüle çalışmalarıyla elde edilen bulgular altıncı bölüm içeriğinde verilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar ışığında ileriye dönük yapılabilecek çalışmalar ise bu bölümde öneriler olarak özetlenmiştir.