Hafif Raylı Sistemlerde Köprü ve Balastsız Hat Geçiş Bölgelerinin Örnek Bir Çalışma ile İncelenmesi

Abstract

Demiryollarında açık hat ile köprü/viyadük yapısı arasındaki geçiş bölgeleri; demiryolu yapısının aniden değiştiği bölgelerdir. Bu değişim sebebiyle zemin oturmaları, üstyapı ve altyapı bozulmaları ve yüksek maliyetli bakım  ihtiyaçları ortaya çıkmaktadır. Demiryolu köprüleri genellikle derin temellere sahip, minimum düzeyde oturma yapan, stabil ve rijit yapılardır. Ancak yaklaşım bölgeleri dolgu zeminde bulunur ve tekrarlayan tekerlek yükleri ile daha yüksek miktarda düşey seviye değişimine uğrarlar. Geçiş bölgesinde karşılaşılan en önemli problem bu ani seviye değişiminin yarattığı dinamik yükleme etkisidir. Demiryolu hatlarında rijitlik değişimlerinin mümkün olduğunca yavaş ve kademeli olması istenmektedir. Aksi durumda hem yolculuk konforu, hem de demiryolu alt ve üstyapısı olumsuz yönde etkilenecektir. Oluşan deformasyonlar zamanla ağır bakım maliyetlerine dönüşecektir. Geçiş bölgelerinde, özellikle doğal zeminin çok stabil olmadığı durumlarda, bu rijitlik değişimine sıklıkla rastlanmaktadır. Demiryolu geçiş bölgelerinde karşılaşılan sorunlar ile ilgili alınan önlemler iki ana kısımda incelenmektedir. Bunlardan birincisi altyapıda  ve zemin elemanlarında alınan önlemlerdir. Bu makalede geçiş bölgesinde karşılaşılan sorunlar ve çözüm yöntemleri anlatılmıştır. Bununla beraber, kullanılan en yaygın iki yöntem (teknik blok ve yaklaşım plakası uygulaması) sonlu elemanları analizi ile irdelenerek sağladığı faydalar araştırılmıştır. Çalışmada, hiçbir iyileştirme yöntemi uygulanmayan durumlarda oluşan oturmalar belirlenmiştir ve iyileştirme yöntemleri uygulandıktan sonraki değerler ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak kullanılan yaklaşım plakası ve teknik blok yöntemlerin zemin oturma eğilimini engellemeye yönelik ciddi bir katkı yaptığı ve hattaki seviye değişimlerini istenen düzeyde tutmaya yardımcı olduğu gözlemlenmiştir.

Keywords

• Balastsız üstyapı,hafif raylı sistem,altyapı,demiryolu köprüsü

Investigation of Transition Zones Between Bridge and Balastless Track for Ligth Rail Transit Systems with a Case Study

Abstract

Transition zones between open track and bridge structures in railway are affected by abrupt structral changes. According to these changes; settlements, rail structure deteriorations and high maintenance costs are occured. Railway bridges have deep foundations and with this regards they have nearly rigid structure and have low settlements. Main problem in transition zones is increased dynamic load effects that is originated by abrupt level changes. The stiffness changes in these areas are demanded as slightly as possible to reduce effect of elastic track deflections which cause dynamic loads and localised degradation. Otherwise both drive comfort and safety are effected negatively. Deformations that sourced by different settlements in transition zones cause high cost of maintenance. Differential settlement of the backfill also affects dynamic loading in transation zones dramatically. In order to prevent these affects; there are two major types of solution. These methods can be categorised as “modifying substructure and subgrade elements” such as and “modifying superstructure elements”. In this paper, reasons of problem and remedial methods are listed in order to analyse their contrubituon to reduce effects. For this aim, two major effective methods (approach slab and technical block) are investigated by using finite element method with computer models and results are compared with open track situation with no any preventive improvement. According to study, open track without any improvement and transition track to bridge approach models demonstrates settlements. Hovewer, it is observed that both used improvement methods (technical block and approach slab) have good performances in order to prevent different settlement of ballastless track.

Keywords

• Balastless track,light rail transit,railway,railway bridge,ınfrastructure,track transition

References

1. [1] Sasaoka, C., Davis, D., Guilen D. (2004). Damping Pads and Track Designs for Reducing Impacts at Special Trackwork, Transposrtation Tech. Center, Inc. Pueblo, Colorado, ABD. [2] Paixao, A., Fortunato E., Calçada R. (2013) Design and construction of backfills for railway track transition zones, Instituiton Mechanical Engineers, Journal of Rail and Rapid Transit. [3] Banimahd, M. Woodward, P., Kennedy, J., Medero G. (2010). Behaviour of train-track interaction in stiffness transitions, Institution of Civil Engineers, ICE Proceedings, Transport Volume 165, Issue TR3. [4] Sanudo, R., Casado, J. A. (2016). Track transitions in railways: A review, Construction and Building Material Journal, Volume 112, Sayfa 140-157., İstanbul. [5] Erbaş, F.E., (2017). Hafif Raylı Sistemlerde Köprü ile Balastsız Üstyapı Geçiş Bölgelerinin İrdelenmesi, Yüksek lisans tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.