Boğaziçi Köprüsü Hareketlerinin Zaman Dizileri Analizi İle Belirlenmesi
Bu makalede; Asya ile Avrupa kıtalarını birbirine bağlayan İstanbul Boğaziçi Köprüsü’nün tabliye ve kulelerinin rüzgar kuvveti, sıcaklık değişimleri ve trafi k yükü gibi etkiyen yükler altındaki yanal, boylamasına ve düşey hareketleri, zaman dizileri analizi ile araştırılmış ve belirlenmiştir. Analiz sonucu, dizilerdeki trend bileşenlerinin, köprünün kısa süreli gözlemlerinde uzun zamanlı periyodik hareketinden kaynaklandığı tespit edilmiştir. Dizilerin periyodik bileşen analizinde ise, köprünün frekanslarını belirleyebilmek için dizilere alçak geçişli fi ltreleme işlemi uygulanmıştır. Dizilerin zaman alanından frekans alanına geçişi ise Hızlı Fourier Dönüşümü HFD ile sağlanmış ve dizilerin güç spektrumları hesaplanmıştır. Güç spektrumlarından tespit edilen frekansların köprünün beklenen davranışını yansıttığı görülmüştür. Özellikle köprü tabliyesinin rüzgar kuvveti ve trafi k yükünden kaynaklanan çok sayıda anlamlı periyodik hareketlere sahip olduğu tespit edilmiştir. Son olarak da zaman dizilerinin stokastik bileşenleri Otoregresif AR ve Otoregresif Hareketli Ortalama ARMA modellerle belirlenmiştir. Sonuç olarak, zaman dizileri analizi ile köprünün gözlenen hareketlerinde beklenmedik herhangi bir durum tespit edilememiştir
Anahtar Kelimeler:
Boğaziçi Köprüsü, Zaman Dizileri Analizi, Hızlı Fourier Dönüşümü HFD , Güç Spektrumu, AR, ARMA
Determining Movements of Bosporus Bridge Using Time Series Analysis
In this paper, the movements of the apron and pylons of Istanbul Bosporus Bridge, which connects Asia to Europe, were observed under different stress factors such as wind speeds, temperature changes and traffi c load, and time series analyses were conducted to determine and examine the lateral, longitudinal and vertical movements of bridge’s apron and pylons. In the analysis of time series trend, periodical and stochastic components in the series representing the movements of the bridge were determined. As a result of the analysis made for the short termed observations it was determined that the trend components in the series originated from the long term periodical movements of the bridge. In the analysis of the periodical components of the series on the other hand, the low-pass fi ltering processes were applied to the series to determine frequencies of the bridge. The transformation of the series from time domain to frequency domain was carried out using Fast Fourier Transform FFT , and the power spectrums of series were also computed. It has been found that the frequencies obtained from power spectrums refl ect the expected movements of the bridge. It has also been found out that the bridge deck sustains signifi cant periodical movements resulting from wind force and traffi c load. Finally the stochastic components of time series has been determined with the use of Auto-Regressive AR and Auto-Regressive Moving Average ARMA models. As a result, no unexpected condition has been determined with the time series analysis in the observed movements of the bridge.
Keywords:
Bosporus Bridge, Time Series Analysis, Fast Fourier Transform, Power Spectrum, AR, ARMA,
___
- BOX G. E. P., JENKINS G. M.: Time Series Analysis Forecasting And Control, San Franscisco, Holden-Day Inc., 1976.
- CHATFIELD C.: The Analysis Of Time Dizies, Chapman & Hall/ CRC, 1996, 283 pp.
- DUMANOĞLU A. A., SEVERN R. T.:Asynchronous Seismic Analysis of Modern Suspension Bridges, Part 1: Free Vibration, 1985, University of Bristol, Bristol.
- ENDERS W.: Applied Econometric Time Dizies, JohnWiley&Sons, Inc., Newyork, USA, 1995, 433 pp.
- ERDOĞAN H.: Mühendislik Yapılarındaki Dinamik Davranışların Jeodezik Ölçmelerle Belirlenmesi, Doktora Tezi, YTÜ, FBE, 2006.
- ERDOĞAN H., AKPINAR B., GÜLAL E. and ATA E.: Monitoring the dynamic behaviors of the Bosporus Bridge by GPS du- ring Eurasia Marathon, Nonlinear Processes in Geophysics, 14, 4, 2007, 513–523.
- ERDOĞAN H., GÜLAL E.: The Application of Time Dizies Analysis to Describe the Dynamic Movements of Suspension Bridges, Nonlinear Analysis: Real World Applications, 10 (2009) 910-927.
- ERDOĞAN H., GÜLAL E.: Identifi cation of dynamic systems using multiple input-single output (MISO) models, Nonlinear Analysis:Real World Applications, 10 (2009) 1183-1196.
- HEKİMOĞLU Ş.: Zaman Dizilerinde Trend Belirleme ve Trendin Periyodik Kesime Etkisi Üzerine, “Sivil Harita Mühendisliği Eğitim ve Öğretiminde 40. Yıl Sempozyumu”, 11-13 Ekim 1989, İstanbul, 71-88.
- HIPEL K. W., MCLEOD A. I.: Time Dizies Modelling of Water Resources and Environmental Systems, Elsevier Science, 1994, Amsterdam, Netherlands.
- JENKINS G.M. ve WATTS D.G.: Spektral Analysis and Its Application, Holden-Day, San Francisco, 1968.
- KUHLMAN K.: Importance of Autocorrelation for Parameter Estimation in Regression Models, Theory and Deformation Analysis, The 10th International Symposium on Deformation Measurements, 2001, California.
- LOVSE J. W., TESKEY W. F., LACHAPELLE G. and CANNON M. E.: Dynamic Deformation Monitoring of Tall Structure Using GPS Technology, Journal of Surveying Engineering, Vol. 121(1), 1995, 16-22.
- RABINER L.R. ve GOLD B.: Theory and Application of Digital Signal Processing, Prentice-Hall.Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1975.
- REN W. X., HARIK I. E., BLANDFORD G. E., LENETT M. and BASEHEART T. M.: Roebling Suspension Bridge. II: Ambient Testing and Live-Load Response, Journal of Bridge Engineering, Vol. 9, No. 2, 2004, 119-126 pp.
- ROBERTS G. W., DODSON A.H., ASHKENOZI V., BROWN C. V. and KARUNA R.: Comparison of GPS measure- ments and Finite Element Modelling for the Deformation Measurements of the Humber Bridge, Proc ION GPS, 1999, Nashville, USA.
- ROBERTS G. W., MENG X. and DODSON A.: Structural Dynamic and Defl ection Monitoring Using Integrated GPS and Triaxial Accelerometer, The 13th International technical Meeting of the satellite Division of the Institute of Navigation,2000, USA.
- ROBERTS G. W., MENG X. and DODSON A. H.: The Use of Kinematic GPS and Triaxial Accelerometers to Monitor the Defl ections of Large Bridges, 10th International Symposium on Deformation Measurements, 2001, California, USA, (CD- ROM).
- ŞEN Z.: İstatistik Veri İşleme Yöntemleri, Su Vakfı Yayınları, 2002, İstanbul.
- WIESER A. and BRUNNER F. K.: Analysis of Bridges Deformations Using Continuous GPS measurements, INGEO2002, 2ndConference Surveying, Bratislava, 2002, pp. 45-52.
- WONG K. Y.: Planning and İmplementation of the structural Health Monitoring System for Cable-Supported Bridges in Hong Kong, Proceeding of SPIE, Vol.3395, 2000, p. 266-276.
- YONG C. and CHRZANOWSKI A.: Identifi cation of Deformation Models in Space and Time Domain, Survey Review, 33, (262 October), 1996, 518-528.
- ISSN: 2147-1339
- Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
- Başlangıç: 2012
- Yayıncı: TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası
Sayıdaki Diğer Makaleler
Boğaziçi Köprüsü Hareketlerinin Zaman Dizileri Analizi İle Belirlenmesi
Ölçülerin Korelasyonlu Olması Durumunda Robust Kestirim
Mevlüt YETKİN, Cevat İNAL, Cemal Özer YİĞİT
Gerçek Zamanlı Ulusal Sabit GNSS CORS Ağları ve Düşündürdükleri
Türkiye İçin Bir Arazi İdare Sistemi Yaklaşımı
Mehmet ÇETE, Tahsin YOMRALIOĞLU