2. Uluslar arası Raylı Sistemler Mühendisliği Sempozyumu (ISERSE’13), 9-11 Ekim 2013, Karabük, Türkiye

S49-RĠ59 TĠP RAYLARIN AVANTAJ VE DEZAVANTAJLARI EDĠRNEKAPI-ġEHĠTLĠK ARASI RAY DEĞĠġĠM ÇALIġMASI ÖRNEĞĠ

Burak BĠROL

a*

a* Ġstanbul UlaĢım A.ġ., Ġstanbul, Türkiye, e-mail: birol@istanbul-ulasim.com.tr

Özet Bu T4 Topkapı-Habibler tramvay hattı Edirnekapı-ġehitlik peronları arası 2. Yol portal çıkıĢında, 2013 yılı içerisinde meydana gelen 5 adet deraydan ötürü yapılan istiĢare toplantılarında ray değiĢiminin tren ve yolcu güvenliği açısından uygun olacağına karar verilmiĢtir. Bu bağlamda T4 Topkapı-Habibler tramvay hattında 16 Nisan 2013 tarihinde Edirnekapı-ġehitlik istasyonları 2.yol 12+346-12+472 KM arası toplam 126 metre S49 tipi vinyol ray RĠ 59 tipi oluklu ray ile değiĢimi gerçekleĢtirilmiĢtir. Anahtar kelimeler: S49,RĠ59,RAY, RAY DEĞĠġĠM ÇALIġMASI,T4 HATTI

Abstract Because of 5 derailment at the section between Edirnekapı-ġehitlik 2nd line in T4 Topkapı-Haibler tramline in 2013, it is decided at the consultation meeting, rail changing is better for condition of tram and passenger safety In this context, 126 m of tram line was changed from 12+346 KM to 12+472 KM at the 2nd line of T4 Topkapı-Habibler tramline on the date of 16th of April,2013. Ri59 rail type which is grooved one was preferred to S49 rail type which is vignol one. Keywords: S49,RĠ59, RAIL, RAIL CHANGING, T4 Tramline

1. GiriĢ Demiryolu için ray hem seyir yüzeyi, hem taĢıyıcı, hem de yönlendirici elemandır. Hem statik, hem de dinamik yüklere aynı ölçüde maruz kalır. Ağır yüklü trafikte 35 tona varan dingil yükleri uygulanabilir. Yüksek hızlı trafikte ise, bugün artık düzenli tren ulaĢımında bile 350 km’ye varan süratlere ulaĢılmaktadır. ĠnĢaat sahasının topoğrafisi gerektirdiğinde, raylar yarı çapı 300 m altında kurblar halinde döĢenmekte ve dolayısıyla dıĢtaki rayın ekartman kenarına sürtünen tekerlek yüksek yanal zorlanmaya tabi kalmaktadır. Rayların bu çok çeĢitli ve yüksek derecedeki zorlanmalara karĢı koyabilmeleri için, aĢağıdaki beklentilere cevap vermeleri gerekir:

AĢınmaya karĢı dayanıklılık

Ezilmeye karĢı yüksek bir direnç

Yüksek bir malzeme yoğunluğu dayanıklılığı

Yüksek akma sınırı, çekme dayanıklılığı ve sertlik

Yüksek gevreklik kırılması dayanıklılığı

Ġyi kaynak uygunluğu

Yüksek bir saflık derecesi

Ġyi yüzey özellikleri

Düzgünlük ve profilde istikrar

Üretimden sonra geriye kalan düĢük bakiye gerilimler

Oluklu, çift mantarlı ve paten ray olmak üzere üç tip ray bulunmaktadır. Rayların görevleri;

Demir yolu araçlarına, sürtünmenin en aza indirildiği bir yuvarlanma yüzeyi sağlamak

Demir yolu araçlarının tekerleklerini kılavuzlamak

Demir yolu araçlarından intikal eden kuvvetleri traverse aktarmak (Lichtberger 2011)

Birol,B.

ġekil 1.1 : Oluklu-Çift Mantarlı-Paten (Evren 1999)

2. Genel T4 Topkapı-Habibler tramvay hattı Edirnekapı-ġehitlik peronları arası 2. Yol portal çıkıĢında, 2013 yılı içerisinde meydana gelen 5 adet deraydan ötürü yapılan istiĢare toplantılarında ray değiĢiminin tren ve yolcu güvenliği açısından uygun olacağına karar verilmiĢtir. Bu bağlamda T4 Topkapı-Habibler tramvay hattında 16 Nisan 2013 tarihinde Edirnekapı-ġehitlik istasyonları 2.yol 12+346-12+472 KM arası toplam 126 metre S49 tipi vinyol ray RĠ 59 tipi oluklu ray ile değiĢimi gerçekleĢtirilmiĢtir. 2.1. Ray DeğiĢiminin Nedenleri DeğiĢimin ana nedeni bölgede meydana gelen deraylardır. AraĢtırmalar sonucu derayın uygun olmayan ray-tekerlek iliĢkisi ve ilgili marka trendeki teknik problemlerden meydana geldiği anlaĢılmıĢtır. Sadece KTA marka trenlerin uygun olmayan buden yüksekliği ve aks açıklıkları, tekerleklerin aynı anda harekete geçmemesi ve bu durumun doğurduğu kuplaj bölgelerindeki esnemeler ile ray-buden uyumsuzluğu deray durumlarının yaĢanmasının ana nedenleridir. 2.1.1. Kta Araçlardaki Mekanik Problemler KTA marka trenlerde standartlara uygun biçimde tornalanmıĢ buden yükseklikleri bulunmamaktadır. DIN standartları, ray tipi ve iĢletme hızı gözönünde tutulduğunda min. 25 mm yüksekliğe sahip olması gereken buden yükseklikleri, deray eden araçlardan gelen teknik verilere bakıldığında 22-23 mm civarında gözlenmektedir. Bu durum aracın S49 tipi rayda daha kolay tırmanmasına ve yoldan çıkmasına olanak sağlamaktadır. Aks açıklıkları kontrol edildiğinde 2,10 m olan boji içi aks açıklığı mevcuttur. Araçla daha önce yapılan 2’li iĢletmelerde herhangi bir problemle karĢılaĢılmamıĢtır. Fakat 3’lü iĢletmede tespit edilmiĢ 2 vagonda sıkıntılar yaĢanmaktadır. Bu vagonlardan biri 224 nolu vagon, diğeri ise 219 nolu vagondur. Deraylar sırasında 225-224-218 nolu seride 224 nolu vagonun ilk bojisinin çıktığı, 297-237-219 nolu seride de 219 nolu vagonun ilk bojisinin çıktığı tespit edilmiĢtir. 2.1.2. Kta Araçlardaki Elektronik Problemler Araçlar tahriklenme problemi de mevcuttur. Gerek sahada yapılan gözlemlerde, gerekse T4 hattı makinistleriyle yapılan istiĢarelerde tahrik sisteminin tüm tekerlere aynı anda güç vermediği, bu yüzden araçta kasılmalar ve kuplaj bölgelerinde esnemeler meydana geldiği tespit edilmiĢtir.

Birol,B.

2.2. Yapılan ÇalıĢmalar Özeti

Tablo 1. Yapılan çalıĢmanın detaylı maliyeti

Malzeme Adet Birim Fiyat Toplam

Demiryolu malzemeleri

Bağlantı Malzemesi

420,00

47,00

19.740,00

Ray

14,87

2.820,00

41.927,76

TOPLAM

61.667,76

Ekipman

Delici-Kırıcı (Makita)

4,00

1.723,00

6.892,00

Ray Kalıbı

80,00

200,00

16.000,00

TOPLAM

22.892,00

Fiksleme Malzemeleri

Tamir Harcı

520,00

110,00

57.200,00

Sista Köpük

220,00

14,00

3.080,00

60.280,00

TOPLAM MALZEME MALĠYETĠ 209.659,52

ĠĢçilik Adet Birim Fiyat Toplam

UlaĢım

150,00

200,00

30.000,00

TaĢeron

300,00

95,00

28.500,00

TOPLAM ĠġÇĠLĠK MALĠYETĠ 58.500,00

UlaĢım Maliyetleri Adet Birim Fiyat Toplam

Sefer

300,00

30,00

9.000,00

YAPILAN ĠġĠN MALĠYETĠ 277.159,52

Tablo 2. 1 mtül yolun maliyeti

1 mtül yolun maliyeti

ĠĢçilik Maliyeti 375,00

Malzeme Maliyeti 1.343,97

UlaĢım Maliyeti 57,69

1 metre yol maliyeti 1.776,66

Birol,B.

3. Analiz Ray değiĢimine karar verilmeden önce bölgede ray profillerindeki değiĢimi görmek için ölçümler yapılmıĢtır.

ġekil 1. Miniprop ile ray profilinin ölçülmesi ġekil 2. Aplikasyon ekibinin saha çalıĢmaları

Ölçümler ray profilindeki aĢınmanın normal değerler içinde olduğunu ve ayrıca yolcu ve tren güvenliği açısından bir problem oluĢturmayacağını göstermiĢtir. 16.04.2013 tarihinde baĢlayan ray değiĢimi öncesi bölgede aplikasyon ekibi tarafından ölçümler yapılmıĢtır. Ölçümler sonucu hat geometrisi düzenleme çalıĢmalarına baĢlanmıĢ ve yeni proje oluĢturulmuĢtur.

ġekil 3. Yeni hat geometrisi çalıĢmaları ġekil 4. Seletin konulacağı yerlerin kesilmesi

Yeni geometrisine getirilen hatta yeni konacak rayın bağlantı malzemelerinin montajı için çalıĢmalar baĢlanmıĢ ve ilk olarak bağlantı malzemelerinin monte edileceği yerler kesilerek hazırlanmıĢtır. Bağlantı malzemelerinin geleceği yerler bağlantı malzemesinin boyutlarından her kenarda 2 cm daha büyük kesilip kırılarak temizlenmiĢtir.

Birol,B.

ġekil 5. Seletin konacağı yerin kırılması ġekil 6. Seletin tirfonlarının geleceği yerlerin delinmesi Bağlantı malzemesi için kırılıp temizlenen bölge, bağlantı malzemesinin tirfonlarının geleceği deliklerin yerleri tespit edilerek delikler açılmaya baĢlandı. Delikler açıldıktan sonra içleri vakum makinesi vasıtasıyla temizlendi. 3 bileĢenli epoksi esaslı tamir harcı karıĢtırılarak hazırlanmaktadır. KarıĢım oranları üretici firma tarafından ürün ambalajında bulunmaktadır. KarıĢtırılan malzeme iĢçiler tarafından yerleĢtirilen bağlantı malzemesinin altına dökülmektedir. Döküm esnasında malzemenin seletin altına ve tirfon deliklerine iyice yerleĢtiği ve tam olarak malzemeleri kavradığına dikkat edilmiĢtir.

ġekil 7. Hazırlanan malzemenin uygulanması ġekil 8. Bağlantı malzemeleri için tasarlanan kalıp

Bağlantı malzemelerinin hatasız yapılabilmesi için tasarlanan kalıplar ġekil 8’ dedir.Açılacak delikleri tam yerleri S49 tipi raya göre tasarlanmıĢ fakat RĠ 59 tipi rayın bağlantı malzemesi tirfonlarının deliklerinin geleceği yeri gösteren kalıp tarafından tayin edilmiĢtir.

ġekil 9. Bağlantı malzemeleri için tasarlanan kalıbın kullanılıĢı

Birol,B.

Yeni proje ıĢığında aplikasyon ekibi ve hat bakım ekibinin ortak çalıĢması ile hat yeni geometrisine getirilmiĢtir. T4 Hat Bakım Ekibi tarafından yeni geometriye göre oluĢturulan hattın rayları, Esenler depo sahasında bükülmüĢtür.

ġekil 10. Yolun yeni geometrisine getirilmiĢ hali ġekil 11. Rayların sahaya indirilmesi Yeni geometrisine getirilen hatta 16.04.2013 akĢamı ray değiĢimi gerçekleĢtirilmiĢtir. Ray değiĢimi 12+346-12+472 KM arası toplamda 126 metre S49 tipi ray yerine RĠ59 tipi ray ile Edirnekapı-ġehitlik arası 2.yolda yapılmıĢtır.

DeğiĢime gece saat 01.00 sularında baĢlanmıĢ ve sabah saat 10.00 sularında ray değiĢtirme iĢi tamamlanmıĢtır. Hat tekrar iĢletmeye açılmıĢtır. Hattın kapalı olduğu iĢletme zaman dilimi içerisinde, iĢletme ile koordineli çalıĢılarak tek yol iĢletmesi yapılmıĢ ve kaza olasılığı önlenmiĢtir.

ġekil 12. DeğiĢimi yapılan rayların bağlanması ġekil 13. GeçiĢ raylarının kaynaklarının yapılması

Ray değiĢimi tamamlandıktan sonra geçiĢ raylarının kaynağı aynı gece yapılmıĢtır. Ray bağlantı yerleri kaynak yapılana kadar cebire ile bağlanmıĢtır. Aynı zamanda orta ve yan prob ile hat ekartmanı korunmuĢ ve yolun aksından kayması önlenmiĢtir.

Birol,B.

ġekil 14. Çerçeve birleĢimlerine cebire bağlanması ġekil 15. Ġlk aracın ters yönden geçirilmesi Yolun iĢletmeye açılmasına müteakip ilk araç 10.21 de ters yönden geçirilmiĢtir. Aynı araç Topkapı’ya kadar ters yönden gidip yolcu aldıktan sonra saat 10.36’da düz istikamette güvenli bir Ģekilde yoldan geçirilmiĢtir. Aracın düz yönde geçiĢi esnasında herhangi bir olumsuz duruma rastlanmamıĢtır. ÇalıĢmalar bitirilip yol tamamen betona tespitli hale getirilene kadar bölgede 5 km/sa hız sınırı uygulanmıĢtır.

4. SONUÇ 4.1. Ray DeğiĢimi Tekniği Ve Geometri Revizyonu DeğiĢim öncesi ray taban geniĢlikleri ve bağlantı malzemelerinin farklılığından dolayı, bağlantı malzemelerinin betona epoksi katkılı tamir harcı yardımıyla monte edilebilmesi için bir altyapı çalıĢması yapılmıĢtır. Farklı taban geniĢliklerinden dolayı bağlantı malzemelerinin istenilen ve doğru yerlere monte edilebilmesi için T1-T4 Hat Bakım ġefliği ekibi tarafından bir kalıp geliĢtirilmiĢtir. Bu kalıp sayesinde iĢçilik hataları minimum düzeyde tutulmuĢ ve istenilen kalite yakalanmıĢtır. Böylece Türkiye’de iĢletme altındaki bir hatta aynı yerde bir rayın çıkarılarak yerine farklı özelliklerde ve farklı taban geniĢliğinde bir rayın konma iĢlemi ilk defa Ġstanbul UlaĢım A.ġ bünyesinde ve T4 Topkapı-Habipler hattında yapılmıĢtır. T1-T4 Hat Bakım ġefliği ekibinin özverili çalıĢması sayesinde 7 çerçeve olmak üzere toplam 126 m yol bölgenin tünel içerisinde kalmasından ötürü doğan zorluklara rağmen bir gece içerisinde değiĢtirilmiĢtir. DeğiĢim sırasında değiĢim yapılan baĢlangıç ve bitiĢ noktaları için geçiĢ rayları hazırlanmıĢ ve S49 tipi raydan RĠ59 tipi raya geçiĢ yapılmıĢtır. GeçiĢ raylarının kaynakları aynı gece kaynatılmıĢtır. Ara kaynaklar ise program alınarak değiĢimi takip eden 3 gün içerisinde bitirilmiĢtir. 4.2. Ray Değiminin Getirdiği Faydalar DeğiĢen rayın betona tespitlenmesi sırasında Masterflow 402, Masterflow 402 f ve Sika 402 t olmak üzere 3 farklı epoksi katkılı tamir harcı kullanılmıĢtır. Bu kullanım aynı zamanda malzemelerin performansını ölçmek açısından bir AR-GE çalıĢması niteliğindedir. Ray değiĢiminden sonra, tren geçiĢi esnasında bölgede oluĢan gürültü miktarında azalma gözlenmiĢtir. Bu durum daha az yağlama gereksinimini ortaya çıkarmıĢtır. Ayrıca T4 makinistlerinin bölgeden geçerken daha önce yaĢanan deraylardan ötürü duydukları tedirginlik sona ermiĢtir. T1-T4 Hat Bakım ekibinin amacı, her zaman yeniliklere açık, vizyon sahibi ve araĢtırma geliĢtirmeye önem veren bakıĢ açısıyla mevcut problemleri çözecek, gelecek problemleri daha kaynakta tespit edip büyümesini önlemek ve araĢtırma-geliĢtirme çalıĢmalarına katkıda bulunmaktır. Bu çalıĢma bu değerlerin iyi bir zahire yansıması olarak düĢünülebilir.

Birol,B.

Kaynaklar [1] Lichtberger L., 2011, Demiryolu Cep Kitabı, 1.Baskı, ss. 49-52, Hamburg: Eurailpress [2] Evren, G., 1999. Üstyapı, Demiryolu. 7.Baskı. Ġstanbul: Birsen Yayınevi, 149-202.