Kablo döşeme işinde yanlış kapasite seçimi çoğu zaman ekipman arızasıyla başlamaz. Makaranın kaldırma sırasında dengesiz yük oluşturması, cable pulling winch’in izin verilen kablo çekme kuvvetini aşması veya cable drum trailer ayaklarının yumuşak zemine gömülmesi gibi saha koşulları, hesabın eksik yapıldığını gösterir. Saha ekipmanı kapasitesi nasıl hesaplanır sorusunun doğru cevabı, yalnızca ekipmanın katalogda yazan tonajına bakmak değildir.

Kapasite hesabı; taşınan yük, dinamik etkiler, çekme kuvveti, zemin taşıma gücü, çalışma geometrisi ve en düşük kapasiteli bileşenin sınırı birlikte değerlendirilerek yapılmalıdır. Özellikle enerji iletim, yer altı dağıtım, GES, RES ve demiryolu elektrifikasyonu projelerinde ekipman seçimi, iş programını ve saha güvenliğini doğrudan etkiler.

Kapasiteyi tek bir tonaj değeri olarak görmeyin

Sahada kullanılan her ekipmanın farklı bir kapasite tanımı vardır. Cable drum trailer için taşıma ve kaldırma kapasitesi, cable drum stand için makara taşıma kapasitesi, hydraulic lifting system için silindir kaldırma kapasitesi, cable pulling winch için ise nominal line pull ve halat kapasitesi ayrı ayrı incelenmelidir.

Örneğin 10 ton kapasiteli bir cable drum trailer, her koşulda 10 tonluk makaranın güvenle taşınabileceği anlamına gelmez. Makara çapı, genişliği, dingil üzerindeki konumu, yol eğimi, dönüş yarıçapı ve destek ayaklarının zemine aktardığı basınç gerçek çalışma sınırını değiştirebilir.

Kapasite hesabında temel yaklaşım şudur: Ekipman, iş yükünü değil; iş yükü ile çalışma sırasında oluşabilecek ilave kuvvetleri güvenli sınırlar içinde taşımalıdır. Bu nedenle ekipmanın Working Load Limit (WLL) veya üretici tarafından tanımlanan rated capacity değeri, hesaplanan çalışma yükünün üzerinde kalmalıdır.

İlk adım: Gerçek yükü belirlemek

Makara taşıma ve kaldırma uygulamalarında hesap, kablo ağırlığı ile boş makara ağırlığının toplanmasıyla başlar.

Toplam makara yükü = Kablo net ağırlığı + Makara dara ağırlığı

Kablo ağırlığı, üretici datasheet’inde genellikle kilogram/metre veya kilogram/kilometre olarak verilir. Toplam kablo uzunluğu ile birim ağırlık çarpıldığında net kablo kütlesi bulunur. Buna çelik, ahşap veya kompozit kablo makarasının dara ağırlığı eklenir.

Örnek olarak 2.400 metre kablonun birim ağırlığı 8 kg/m ve boş makara ağırlığı 1.200 kg ise:

Kablo ağırlığı = 2.400 m × 8 kg/m = 19.200 kg

Toplam yük = 19.200 kg + 1.200 kg = 20.400 kg

Bu örnekte sadece makaranın statik kütlesi 20,4 tondur. Ancak ekipman seçimi doğrudan 20 ton sınıfı üzerinden yapılmamalıdır. Kaldırma, taşıma, frenleme ve eğimli zeminde konumlandırma koşulları ayrıca değerlendirilmelidir.

Makara ağırlığı bilinmiyorsa yalnızca kablo miktarına göre tahmin yapmak risklidir. Büyük çaplı çelik makaralarda dara ağırlığı toplam yükün anlamlı bir bölümünü oluşturabilir. Satın alma ve şantiye planlama aşamasında kablo üreticisinden makara ölçüsü, flange çapı, tambur genişliği, merkez deliği çapı ve gross weight bilgisi alınmalıdır.

Yük dağılımı neden değişir?

Makara iki adet cable drum stand üzerinde dengeli biçimde merkezlenmişse, teorik olarak her stand toplam yükün yaklaşık yarısını taşır. Ancak bu yalnızca ideal bir durumdur. Makaranın eksenden kayması, zemindeki kot farkı, spindle eğilmesi veya iki standın aynı yüksekliğe ayarlanmaması yük dağılımını bozar.

20,4 tonluk bir makarada her stand için teorik reaksiyon 10,2 ton kabul edilebilir. Fakat saha seçimi bu değere göre sınırda yapılmamalıdır. Standlardan birine daha yüksek yük aktarımı oluşabileceği, kaldırma sırasında geçici dengesizlik yaşanabileceği ve makara dönüşünde ek etkiler oluşabileceği hesaba katılmalıdır.

Bu nedenle iki standın toplam kapasitesini makara ağırlığıyla karşılaştırmak yeterli değildir. Her bir standın tekil kapasitesi, spindle kapasitesi, pin bağlantıları ve hidrolik silindir kapasitesi ayrı ayrı doğrulanmalıdır.

Emniyet payı: Sabit bir sayı değildir

Saha ekipmanı kapasitesinde emniyet katsayısı, her projede aynı oranla uygulanacak tek bir rakam değildir. Üreticinin tasarım standardı, ekipmanın kullanım amacı, yükün hareketli veya sabit olması, zemin koşulu ve proje prosedürleri bu değeri etkiler.

Statik ve kontrollü kaldırma işlemi ile engebeli şantiye yolunda makara taşıma işlemi aynı risk seviyesinde değildir. Hareket, ani fren, viraj, eğim ve darbeli yükler dinamik etkiler oluşturur. Bu nedenle trailer payload değeri, yalnızca makara brüt ağırlığına değil, taşıma senaryosuna göre değerlendirilmelidir.

Hidrolik sistemlerde de yalnızca silindir çapına veya sistem basıncına bakmak doğru değildir. Silindir kuvveti teorik olarak basınç ile piston alanının çarpımından bulunur:

Silindir kuvveti = Hidrolik basınç × Etkin piston alanı

Fakat gerçek kullanılabilir kapasite; emniyet valfi ayarı, mekanik bağlantıların dayanımı, kaldırma kolunun geometrisi, pim kesme kapasitesi ve şasi rijitliği ile sınırlanır. Bu nedenle üreticinin belirtilen rated lifting capacity değeri esas alınmalıdır. Hidrolik basıncı artırarak ekipmanın beyan kapasitesinin üzerine çıkmak güvenli bir yöntem değildir.

Cable pulling winch kapasitesi nasıl belirlenir?

Kablo çekme operasyonunda ekipman kapasitesi, makara ağırlığından çok çekme hattındaki toplam dirençle ilgilidir. Cable pulling winch seçilirken nominal line pull, maksimum line pull, halat çapı, drum capacity, çekme hızı ve kontrol sistemi birlikte incelenir.

Toplam çekme kuvveti; kablonun düz hat sürtünmesi, kanal veya boru içi direnç, köşe dönüşleri, eğim, roller yerleşimi ve başlangıç sürtünmesinden oluşur. Basitleştirilmiş değerlendirmede aşağıdaki bileşenler kullanılır:

Toplam çekme kuvveti = Düz hat sürtünmesi + Dönüş dirençleri + Eğim kuvveti + İlave saha dirençleri

Eğim etkisi özellikle ağır MV ve HV kablolarında belirleyicidir. Kablo yukarı yönde çekiliyorsa, kablo ağırlığının eğim doğrultusundaki bileşeni çekme kuvvetine eklenir. Aşağı yönlü çekimde ise kontrolsüz hızlanma ve frenleme ihtiyacı ortaya çıkabilir.

Köşe noktalarında kullanılan straight roller, corner roller, triple corner roller ve bell mouth roller gibi yardımcı ekipmanlar sürtünmeyi azaltır; ancak doğru yerleştirilmezse kablo üzerindeki yan basıncı artırabilir. Bu nedenle winch kapasitesi yükseltilerek sorun çözülmeye çalışılmamalıdır. Önce güzergah, roller aralığı, dönüş açısı ve kablo minimum bending radius şartları kontrol edilmelidir.

Çekme sisteminin izin verilen çalışma yükü, en düşük kapasiteli bileşene göre belirlenir. Bu sınır; winch, çekme halatı, cable pulling sock veya cable grip, swivel, bağlantı mapası, ankraj noktası ve kablonun izin verilen maksimum çekme kuvveti arasındaki en düşük değerdir.

Örneğin 50 kN nominal çekme kapasiteli bir winch kullanılması, 50 kN çekme yapılabileceği anlamına gelmez. Kablonun üretici tarafından izin verilen çekme kuvveti 35 kN ise, saha çekme limiti 35 kN’nin üzerine kurulamaz. Aynı şekilde 50 kN winch’e 30 kN kapasiteli bir pulling sock bağlanmışsa sistemin sınırı 30 kN olur.

Çekme kuvveti izlenmelidir

Özellikle uzun mesafeli duct installation işlerinde, winch üzerinde çalışan bir dynamometer veya load monitoring sistemi kullanılmalıdır. Operatör yalnızca halat hareketini değil, anlık çekme kuvvetini de takip etmelidir.

Yük artışı; kablonun kanalda sıkıştığını, rollerin yer değiştirdiğini, boru içindeki geçişin bozulduğunu veya dönüş noktasında aşırı yan basınç oluştuğunu gösterebilir. Bu durumda hız artırmak yerine çekme durdurulmalı, güzergah ve ekipman yerleşimi kontrol edilmelidir.

Zemin taşıma gücü kapasitenin parçasıdır

Cable drum trailer, hydraulic drum stand ve outrigger kullanılan tüm ekipmanlarda zemin koşulu hesap dışında bırakılamaz. Ekipmanın şasi kapasitesi yeterli olsa bile, destek ayağının altındaki zemin yükü taşıyamıyorsa devrilme, oturma veya makara ekseninin kaçması riski oluşur.

Zemine aktarılan ortalama basınç basit olarak şu şekilde değerlendirilir:

Zemin basıncı = Destek noktasındaki yük / Temas alanı

Temas alanı küçüldükçe zemin basıncı artar. Bu nedenle gevşek dolgu, ıslak toprak veya yeni açılmış kanal kenarlarında destek ayakları doğrudan zemine oturtulmamalıdır. Yeterli dayanımda dağıtım plakası veya cribbing kullanılmalı; plakanın boyutu, aktarılan yük ve zeminin taşıma durumu dikkate alınarak belirlenmelidir.

Kanal kenarına yakın çalışmalarda ayrıca zemin göçmesi riski değerlendirilmelidir. Makaranın kaldırıldığı konum, sadece düz ve sert bir alan olduğu için değil, kazı kenarından yeterli mesafede bulunduğu için de uygun olmalıdır.

Kapasite hesabında kontrol edilmesi gereken teknik veriler

Saha planlamasında ekipman datasheet’leri ile proje verileri aynı tabloda toplanmalıdır. En az şu bilgiler karşılaştırılmalıdır:

• Makaranın gross weight, çap, genişlik ve merkez deliği ölçüleri
• Trailer, drum stand veya lifting system rated capacity değeri
• Spindle, lifting pin, bağlantı elemanları ve mekanik kilit kapasitesi
• Winch nominal line pull, halat kapasitesi ve çekme hızı
• Pulling sock, swivel ve ankraj noktalarının WLL değerleri
• Kablo üreticisinin maksimum pulling tension ve bending radius sınırları
• Güzergah eğimi, dönüş sayısı, kanal yapısı ve roller yerleşimi
• Zemin tipi, destek ayağı temas alanı ve çalışma alanı eğimi

Bu veriler sahada ekipman geldikten sonra değil, mobilizasyon öncesinde kontrol edilmelidir. Özellikle kamu altyapısı ve EPC projelerinde ekipman kapasitesi, method statement ve lifting plan ile uyumlu olmalıdır.

Kapasite hesabında sık yapılan hatalar

En yaygın hata, makara kapasitesini yalnızca kablo net ağırlığı üzerinden belirlemektir. İkinci kritik hata, winch kapasitesini kablonun izin verilen çekme kuvvetinden bağımsız değerlendirmektir. Üçüncü hata ise yüksek tonajlı bir ekipmanın zayıf zemin üzerinde otomatik olarak güvenli kabul edilmesidir.

Bunlara ek olarak, farklı üreticilere ait aksesuarların kapasite etiketleri birbiriyle doğrulanmadan kullanılması da risk yaratır. Bir sistemdeki tüm bileşenler aynı tonaj sınıfında görünse bile, bağlantı biçimi, çalışma açısı ve kullanım yönü WLL değerini değiştirebilir.

RMK Makine tarafından üretilen cable drum trailer, hydraulic cable drum trailer, cable drum stand ve cable pulling equipment çözümlerinde teknik seçim; makara geometrisi, brüt yük, çekme kuvveti ve saha koşullarına göre yapılmalıdır. Kapasite etiketi bir başlangıç verisidir; güvenli operasyon kararı ise tüm sistemin birlikte kontrol edilmesiyle verilir.

Doğru ekipman kapasitesi, en büyük makaranın ağırlığını taşıyan ekipmanı seçmekten ibaret değildir. Kaldırma, taşıma, çekme ve zemin yüklerini aynı çalışma senaryosu içinde ele alan hesap, sahadaki gecikmeleri azaltır ve ekipmanın tasarlanan çalışma sınırları içinde kullanılmasını sağlar.