Raylı Sistemlerde Dalgalı Aşınma

Ray Aşınmaları

Genellikle ray üst yüzeyinde birbirlerini izleyen parlak tepeler ile koyu renkli mat vadiler şeklinde görülen dalgalı aşınmalar, taşıtlarda ve yolda yüksek ivmeli titreşimler ve büyük dinamik zorlanmalar oluşturarak, yolların bozulmasına, bakım masraflarının artmasına ve çevreyi rahatsız edici bir gürültüye neden olmaktadırlar. Yapılan çok sayıdaki araştırmalara karşın, dalgalı aşınma oluşumu konusunda genelde geçerli olan bir teori yoktur. Aşınmaların giderilmesi için günümüzde en yaygın olarak kullanılan yöntem, ray üst yüzeyinin taşlanmasıdır. Bildiride, dalgalı aşınma konusunda yapılan kaynak araştırmasının sonuçlan özetlenecek, bu bilgilerin ışığında İstanbul’daki hafif metro hatlarında dalgalı aşınma konusunda yapılan bir araştırmanın bazı sonuçlan sunulacaktır.

  1. GİRİŞ

Raylı sistemlerin yollarında zaman içinde oluşan çeşitli şekil değiştirmeler ve hasarlar, yolların geometrik ve fiziksel standartlarını bozarak, seyir koşullarının kötüleşmesine, taşıt ve yollardaki hasar oluşumlarının hızlanmasına, kazalara, işletme maliyetleri ile çevreye olumsuz etkilerin artmasına neden olmaktadırlar. Taşıtlara yol taşıyıcı ve kılavuzluk görevini yapan raylarda, doğrultu ve yükseklik bozukluklarının yanı sıra, değişik türde kırılma ve aşınmalar oluşmaktadır. Son yıllarda işletmelerin üzerinde durdukları ve araştırmaların birçoğunun odaklandığı aşınma türü. Ülkemizde genellikle "ondülasyon" adı ile tanınan dalgalı ray aşınmalarıdır.

Dalgalı aşınma, "ray üst yüzeyinde az ya da çok periyodik biçimlerde oluşan düzlemsel bozukluklar" olarak tanımlanabilir. Ray yuvarlanma yüzeyinde birbirlerini izleyen parlak tepeler ile koyu renkli mat vadiler şeklinde bir görünüm oluşturan bu aşınma, trafik güvenliği açısından tehlikeli değildir. Ancak taşıtlarda ve yol elemanlarında yüksek ivmeli titreşimlere yol açarak, ek dinamik zorlanmalar doğurmakta, yolun kısa sürede bozulmasına ve bakım masraflarının artmasına neden olmaktadır. Ayrıca dalga boylan kısa olan aşınmalar, yüksek frekanslı titreşimlerle önemli bir gürültü oluşturmaktadır. Bu durum, özellikle kent içi raylı sistemlerde çevreyi rahatsız etmektedir.

Aşağıda dalgalı aşınma türleri, oluşum nedenleri ve bunların önlenme ya da giderilme çareleri konusunda yaptığımız geniş boyutlu bir kaynak araştırmasının sonuçlan Özetlenecek, bu bilgilerin ışığında İstanbul’daki tramvay ve hafif raylı sistem hatlarında dalgalı aşınma konusunda yapılmış olan bir araştırmanın bulguları sunulacaktır.

  
  2. DALGALI AŞINMA TÜRLERİ

Raydaki dalgalı aşınma çok çeşitli şekillerde olabilir ve bu nedenle aşınmanın oluşumu hakkında çoğu durumda doyurucu bir açıklama bulunamaz. Ayrıca aynı anda değişik nedenlere sahip görüntülerle de karşılaşılabilir. Dalgalı aşınma türlerinin sınıflandırılması genellikle dalga boylarına göre değişik şekillerde yapılmaktadır. UIC (Uluslararası Demiryolları Birliği) tarafından hazırlanan ray hatları katalogunda, dalgalı aşınmalar 3-8 cm boylarındaki kısa dalgalar (2201 No’lu hata) ve 8-30 cm boyundaki uzun dalgalar (2202 No’lu hata) olarak sınıflandırılmıştır [1). Alias, rayların dalgalı aşınmasını, dış görünüşlerine ve oluşum biçimlerine göre 3 farklı sınıfta incelemektedir [2|. 3 ile 8 cm uzunluğundaki kısa dalgalı aşınmala, 15-30 cm uzunluğundaki orta dalgalı aşınmalar ve 50-200 cm uzunluğundaki uzun dalgalı aşınmalar.

Stuart Grassie (3), dalga boyuna güre sınıflandırmaların demiryolu mühendislerine çoğu zaman yararlı olmadığını, onlar için aşınmanın ortadan kaldırılması yada en azından azaltılması için ne yapılması gerektiğinin önemli olduğunu belirterek, bu aşınmaları oluşum mekanizmalarına göre sınıflandırmaktadır. Gr3ssie, çeşitli aşınma tiplerinin oluşumlarının iki temel mekanizmaya dayandığı varsayımını yapmaktadır. Bunlardan ilki "dalga uzunluklarını belirleyen mekanizma", ikincisi ise, yuvarlanma yüzeyindeki hasarı tanımlayan "hasar mekanizmasıdır. (Şekil1).
  
Sistemin iki karar verici girdisi, yolun boyuna ve enine profili ile, ray ve travers arasındaki kuvvet aktarımı koşullandır. İkincisi, hareket, frenleme ve kılavuzlama için gerekli olan teğetsel kuvvetlen kapsamaktadır. Bu kuvvetler sürtünme sının ile sınırlıdırlar.

Profilin ve kuvvet aktarımı durumunun etkisi, dalgalı aşınmanın tipine göre değişik oranlarda olmaktadır. Ancak rayın başlangıçtaki profili, tüm aşınma türlerinde oldukça önemli bir etkiye sahip olup, ray boyunca dalgalı aşınmanın yerlerini belirlemeye yarayan tek veridir.

Grassie tarafından önerilen sınıflandırmaya göre 6 değişik dalgalı aşınma tipi sözkonusu olur:

  • Ağır yük,
  • Hafif yük,
  • Yuvarlanma kontak yorulması,
  • Çizmeli travers,
  • İz,
  • Uğuldayan raylar.

Yukarıda değişik sınıflandırmalara göre tanımlanan dalgalı aşınma türleri konusundaki bilgilerin ve bulguların birlikte değerlendirilebilmesi için, Tablo l’de görülen bir birleşik sınıflandırma yapılmıştır.

  Tablo 1. Dalgalı Aşınma Türlerinin Birleşik Sınıflandırılması

KISA DALGALI(2 – 8 cm)

ORTA DALGALI(15 -45 cm)

UZUN DALGALI(50 – 200 cm)

  2-4.5 4,5-6 6-8 15-20 | 20-30| 3O-S5 50-150 150-200
  Uguldayan Raylar Yuvarlanma Kontakt Yorulması
  Çizmeli Travers Ağır Yük (heavy haul) Hafif Ray (Light rail)
  İz (rutting)

  
  3. DALGALI AŞINMANIN OLUŞUMU

Ray-tekerlek sisteminin dinamik yapısı, yoldaki doğrultu ve yükselti bozuklukları, ray yüzeyinin prüzlülüğü ve tekerleklerdeki aşınma durumunun yanı sıra, ray ve tekerlek arasındaki kuvvet aktarımı koşullarına bağlı olarak, farklı şiddetlerde tahrik edilir. Bunun sonucunda boyuna, yanal yada düşey yönde etkiyen dinamik yada aşınma gibi hasarlara yol açarlar. Bu hasarlar da belirli dalga uzunluğu bölgelerinde ray başlangıç profilinin değişimine neden olur.

Bugüne dek yapılan araştırmalar, "dalga uzunluklarının, frekansı sabit bir dinamik etkileşim olayı ile belirlendiği" görüşünde birleşmektedirler. Yol ve taşıt dinamiği, ray mantarının profil bozuklukları ve kaynaklı ek yerleri ile uyarılarak, rezonans titreşimlerine yol açar. Yaylandırılmamış taşıt kütlelerinin (tekerlek, dingil mili, yatak) yola ilettiği (P2) kuvveti, balastlı yolda 30 ile 50 Hz arasında, balastsız yolda ise 150 Hz’e kadar çıkan frekanslarda olur. Yolun esnekliği ise, ray ve traverslerin kendi elastikliklerinin yanı sıra, ray ve travers arasındaki ara mesnet yada balastsız yol tabanı ile traversler arasındaki mesnetlerin elastikleri ile belirlenir. Dalga uzunlukları, basit olarak, (V) seyir hızına ve (P2) dinamik kuvvetinin (f) frekansına bağlı olarak (l= = 0.28V/f) şeklinde hesaplanabilir. Bu bağıntıda l, V ve f değerlerinin birimleri, sırasıyla metre, km/saat ve Hertz olarak tanımlanmıştır.

  3.1- KISA DALGALI AŞINMA

Kısa dalgalı aşınma, "ray üst yüzeyinde, dalga uzunlukları 2 ile 8 cm arasında değişen ve dalga derinlikleri 0,2 mm’ye kadar ulaşabilen periyodik prüzlülükler" olarak tanımlanabilir [2]. Rayların yuvarlanma yüzeylerinde elips, kanca ya da diğer farklı şekillerde sıra halinde parlak lekeler oluşur [2], Kabartma şeklindeki parlak yerler dalga tepelerine karşıt gelir; koyu renkli çukurlar ise oksitlenmiştir. Dalga tepeciklerinde yapılan analizlerin sonucunda, buralarda çok küçük derinliklerde (birkaç 0,01 mm ile birkaç 0,1 mm arasında) sertleşmiş bir martensit yapı oluştuğu ortaya çıkmıştır.

Grassie’ye göre [3], bu aşınmaların oluşum mekanizması henüz tam olarak anlaşılamamıştır, ancak en inanılabilîr açıklama olarak, bu mekanizmanın daha çok çekici araç tekerleklerinin rayı sıyırarak kaymaları ile ilişkili olduğu belirtilebilir. Bu aşınmalar daha çok periyodik oldukları zaman görülebilmektedir. Aşınma tiplerindeki farklılıkların nedenleri, dalga uzunlukları ile, tren hızı ve ray yuvarlanma yüzeyi üzerindeki sıyrılma durumları arasında ilişkiler araştırılarak ortaya çıkarılabilir. Dalga uzunluklarının, hız artışıyla hafif bir artış gösterdiği saptanmıştır. Bu artışın nedeni, özel bir frekansın uyarılmasından çok, bir adhesyonlu kayma mekanizması ile açıklanabilir.

Kısa dalgalı aşınmalar, oluşmaya başladıkları andan itibaren trenlerin geçişleri sırasında karakteristik ve bir ses dalgasına benzeyen gürültü doğururlar. 0,05 mm’lik bir dalga derinliği, gürültü düzeyinde hissedilen bir artışa neden olmaktadır. Bu raylara "Roaring rails: Uğuldayan, çığlık atan raylar" denilmektedir. Bu gürültü, dalgalı aşınma oluşumunun ilk belirtisidir, çünkü bu aşamada gözle farkedilemez. Dalgaların derinlikleri arttıkça gürültünün şiddeti de artar ve sonunda dayanılmaz düzeye erişir.
  Bu aşınma türü iki ray dizisinden birisinde yada herikisinde birden oluşabilir. Kısa dalgalı aşınma, genellikle doğru yol kesimlerinde ya da buden sürtünmesi oluşmadan seyredilebilen büyük yançaplı kurbalarda, dingil yüküne ve hıza bağlı olmadan, değişik hızlarda oluşabilmektedir. Bunlara tüm demiryollarında ve kentsel raylı sistem hatlarında rastlanmaktadır.

Almanya’da Augsburg-München ve München-Treuchtlingen Deneme Yollarında kısa dalgalı aşınma için yapılan deneysel araştırmalar sonunda [4],

  • Rayların prüzlülüğünün dalgalı aşınmayı hızlandırdığı, yeni raylarda önceden taşlama yapılarak yüzey prüzlülüğünün giderilmesinin aşınma oluşumunu geciktirdiği,
  • Tünel dışındaki aşınmanın, tünel içindeki raylardan daha fazla olduğu,
  • Aşınmalı bandajların raylardaki dalgalı aşınmayı hızlandırdığı,

Taşıma gücü az ve drenajı iyi yapılmayan altyapıya sahip yollarda aşınmanın daha hızlı oluştuğu saptanmıştır.

Çizmeli travers (booted sleeper) aşınmasına, balastsiz yollarda traverslerin çok yumuşak ara mesnet levhaları üzerine mesnetlendirildiği, genelde 400 m’den küçük olan bir yarıçaplı kurbalarda rastlanılmaktadır. Bunların dalga uzunlukları 45 ile 60 mm arasında, frekansları da 250 ile 350 Hz arasında değişmektedir. Aşınmalar kurba iç rayları üzerinde oluşmaktadır.

  3.2. ORTA DALGALI AŞINMA

Yuvarlanma kontak yorulmasının neden olduğu dalgalı aşınmalara yüksek dingil yüklerinde (35 ton), 500 m’den küçük yarıçaplı kurbalarda, en çok iç (düşük kotlu) raylarda rastlanmaktadır [1-4]. Hat genişliği çok büyük ise, bu aşınmalar önce iç rayda, buna karşın dar hatlarda önce dış rayda oluşmaktadır. Tekerlek-ray çiftinin temas yerlerindeki yüksek gerilmeler ile kuru temas yüzeyindeki yüksek sürtünmeye bağlı teğetsel kuvvetler, mikro çatlakları oluştururlar. Bu çatlakların büyümesi yağlama malzemesi ve su ile hızlanır, bunlar çatlakların açılmasını artırır ve çatlak uçlarında bir gerilme yığılmasına neden olurlar. Malzeme kabuk şeklinde kalkarak kopar. Yağlama malzemesinin fazla yada yetersiz olması dalgalı aşınmanın artmasına yol açar. Aşınmış bir rayın yuvarlanma yüzeyi daima çapaklıdır. Çapaklar kopmakta ve daha sonraki dalgalı aşınmanın vadilerini oluşturacak olan deniz kabuğu şeklinde alanlar meydana gelmektedir. Bu aşınmalarda dalga uzunlukları 15 ile 45 cm arasında olup, zamanla çok belirgin bir periyodiklik gösterirler.

Ağır yük aşınmaları genellikle büyük dingil yükleri ile yüksek zorlanmaya maruz olan, genellikle aynı vagonlardan oluşan ve az sayıda lokomotiflerle çekilen trenlerin işletildiği, ağır trafikli yollarda oluşmaktadır [}]. Trenlerin hızları birbirlerininkine çok yakın ve oldukça düşüktür (30 km/saat). Aşınmalar kaynak yerlerinde başlamakta ve kaynak yerlerine yakın yerlerde, diğer kesimlere göre daha fazla oluşmaktadır. Plastik akma, tekerlek ve ray arasındaki kontakt gerilmeleri çok büyük olduğu zaman meydana gelir. Dalga vadilerinde plastik şekil değiştirmeler açık bir şekilde kendini göstermektedir. Bu tip aşınmalarda dalga uzunlukları 20 ile 30 cm arasında olup, frekansları tipik tren hızlarında yaklaşık 30 Hz’dir. Bu tip aşınmalar için hem önleyici, hem de ortadan kaldırıcı Önlemler alınabilmektedir.

İz (Rutting) şeklindeki aşınmalar, en geniş şekilde yayılabilen ancak en zor tanımlanabilen aşınma şekillerinden birisidir [3]. Bu ad, ray mantarı üzerindeki oluşan karakteristik enine izler nedeniyle verilmiştir. Buralarda dalga tepelerinde tipik şekilde açık renkli metal bantları, vadilerde ise aşınma yoluyla oluşan koyu renkli izler oluşmaktadır. Bu aşınmaların dalga uzunluklarının, tekerlek takımlarının burulma rezonanslarından kaynaklanan adhezyonlu kayma olaylarının neden olduğu periyodik aşınmalarla oluştukları tahmin edilmektedir. Bu kaymalar ise genellikle bandaj konikliğinin ve tekerleklerin yuvarlanma çaplarının uyumsuzluğundan kaynaklanmaktadır. Benzer etkiler, her iki tekerleğinin tek bir motor tarafından döndürüldüğü ve zorunlu olarak aynı rotasyon hızı ile seyrettiği bojilerde de saptanmıştır. Aşınmaların yerleri ve şekilleri, kısmen de olsa, yol üzerindeki profil bozukluklarının pozisyonları ile belirlenir.

İz (Rutting) türü aşınmaların dalga uzunlukları tramvay raylarında 5 cm dolayında, metro raylarında ise 20 cm’ye kadar olabilmektedir. Kentlerarası demiryollarında dalga uzunlukları, 15 İle 45 cm arasında değişmekte, fakat her aşınma bölgesinde farklı bir uzunluk olabilmektedir.

  3.3. UZUN DALGALI AŞINMA

Bu aşınma türü, genel olarak ray içindeki mevcut bir hatanın daha da kötüleşmesinden kaynaklanır. Dalgalar 0,6 ile 2 m uzunluklarda ve ortalama 0,5 mm derinliktedirler. Tekerlek yüklerinin ray tabanında oluşturduğu eğilme çekme gerilmeleri ile, rayların doğrultulması sırasında oluşan boyuna yöndeki içsel gerilmelerin ve kaynaklı raylarda etkin olan termik boyuna gerilmelerin akma limitini aşması durumundaki plastik eğilme sonucunda oluşurlar. Kısa dalgalardan farklı olarak, bu aşınma türünde dalga sırtlarında kendi kendine sertleşme olmaz, tersine bir ferrit-perlitik sert şekil değiştirme oluşur.

Hafif ray (light rail) aşınmaları dalga uzunlukları 50 ile 150 cm arasındadır. En çok uygulanan tren hızlarında frekansları 30 Uz ile 50 Hz arasında değişmektedir. Bu aşınmalara esas olarak hafif raylarda (47 kg/m), seyrek olarak da 53 kg/m’lik raylarda rastlanmış, 6o kg/m’lik raylarda ise hiç rastlanmamıştır [3].

  4. DALGA OLUŞUMUNUN ETKİLERİ

Rayların dalgalı aşınması, trenlerin geçişleri sırasında hem yol üstyapısında hem de taşıtlarda titreşimlere neden olmaktadır. Bir rayda (W metre dalga boyunda bir dalgalı aşınma oluşması durumunda, bu ray üzerinde (V) km/saat hızla hareket eden taşıtların tekerlekleri tarafından iletilecek dinamik yüklerinin titreşim frekansları (f – 0.28 V/X.) Hz değerinde olacaktır. Bu durumda (m) ton’luk bir tekerleğin dalga derinliği (a) mm olan bir raya ileteceği (F) dinamik kuvvetin şiddeti, Rusya Demiryollarında yapılan deneysel araştırmalar sonunda elde edilen amprik bağıntıya göre,

  F = m (g + g’) [kN]
  g = 9.81 [m/sn2]
  g’ = (0.000085 a V2/ l) g [m/sn2]   değerine ulaşmaktadır.

[51. Bu bağıntıya göre dinamik kuvvetin şiddetinin ve frekansının seyir hızı ile değişimi, Şekil 2’de görülmekledir. SNCF tarafından 6 cm dalga boyu olan aşınmış raylarda yapılan ölçümlerde, ek dinamik zorlamalar 180 km/saat hızda 4 ton’un üzerinde bulunmuştur [2], Bu bulgu da yukarıdaki amprik bağıntının doğruluğunu kanıtlamaktadır.

 Bu dinamik zorlanmalar yol, taşıtlar ve çevre için aşağıdaki zararlara yol açarlar [1-51:

  • Yuvarlanma yüzeyindeki ray hatları büyür,
  • Raylar, yorulma mukavemetlerine negatif etki yapan ek bir yorulma fak
  törü etkisi altında kalırlar,
  • Balastın (sıkılığın azalması ve balast taşlarının kenarlara doğru yayılma
  sı) ve altyapının aşırı zorlanması nedeniyle, özellikle boyuna ve enine yüksel-
  tilerdeki yo! hataları büyür,
  • Ray bağlantı elemanları gevşer,
  • Elastik ray bağlantı elemanları zamanından önce zarara uğrar,
  • Taşıt elemanları ek bir yorulma faktörü etkisinde kalırlar,
  • Taşıtların durumları kötüleşir,
  • Yolcular ve demiryolu çevresinde oturanların etkilendikleri gürültü düze
  yi artar,
  • Titreşimler komşu yapılara aktarılabilir. Bu etki özellikle yeraltı demiryollarında önemli düzeydedir,
  • Çekim kuvveti için gereken enerji (direnim kayıpları nedeniyle) artar.

Alman Demiryollarında bir yol kesiminden 25 m uzunlukta yapılan ölçümlerde, aşınmış ve aşınmamış raylarda oluşan gürültü düzeyleri arasındaki fark 5 ile 15 dB arasında bulunmuştur [2], Kısa dalgalar gürültü düzeyinde önemli bir artışa neden olmasalar bile, bunlar önemli boyutlarda enerji kayıplarına yol açarlar. Bu konuda Amerika’da yapılan bir çalışmada, orta boylu (300 mm) dalga uzunluğundaki ve 0.8 ile 1 mm derinlikteki dalgaların, 2 ile 3 Watt-saat/ton-km arasında ek enerji harcamasına neden oldukları saptanmıştır.

  
  5. DALGALI AŞINMAYI ÖNLEME VE GİDERME ÇARELERİ

Alman Demiryolları tarafından yapılan bir çalışma sonunda, dalgalı aşınmanın gelişmesi için amprik bir formül bulunmuştur [2]. Buna göre, yeni bir rayın üzerinden (T) Milyon Brüt-ton trafik geçtikten sonra aşınma derinliği (C.T2/3)) mm değerine ulaşmaktadır. (C) katsayısı, ray çeliğinin cinsine göre 0,0048 ile 0,0073 arasında değişmektedir. AREA tarafından yapılan diğer bir çalışmanın sonucu daha kötümser olup, (0,0005 . T2) şeklinde elde edilmiştir. Ancak bu formül, daha çok yüksek dingil yükleri altında oluşan orta dalgalı aşınma için geliştirilmiştir.

Aşağıda, dalgalı aşınmaların oluşumunun artışının önüne geçilebilmesi için önerilen bazı çareler şöyle sıralanabilir [1-51:

  • Kurba yarıçaplarının artırılması,
  • Taşıtlarda düşey süspansiyonun daha yumuşak yapılması,
  • Taşıtlarda yaylandırılmamış kütlelerin (bojideki motor, tekerlek) azaltılması,
  • Dingil ara uzaklığı daha küçük olan ve yönlendirilebilen bojiler kullanılması
  • Dingillerin paralelliğinin iyileştirilmesi,
  • Tek motorlu bojilerden kaçınılması,
  • Dingil yüklerinin azaltılması,
  • Yolda daha yüksek yanal rijitlik sağlanması,
  • Daha dar travers aralığı,
  • Özellikle kurbalarda çizmeli travers tipi yapıdan kesinlikle kaçınılması,
  • Ray bağlantısının ara mesnetlerle elastikleştirilmesi,
  • Sert (sertleştirilmiş) raylar kullanılması,
  • Rayların eğilme rijitliğinin artırılması,
  • Akma limiti yüksek olan malzeme kullanılması,
  • Raylarda doğrultma ve genleşme nedeniyle oluşan alt gerilmelerin azal-
  • Kaynakların ray çeliğinin sertliğinden yapılması,
  • Yeni döşenen rayların taşlanması ve kaynak yerlerindeki eğriliklerin,
  prüzlerin yokedilmesi,
  • Tekerlek ve ray profillerinin kontrolü ve taşlama-tornalanması ile düzel-
  • Sürtünme katsayısının kontrolü,
  • Ray iç yanağı ve budenlerin yağlanması,
  • Üst yüzey çatlaklarının düzenli şekilde giderilmesi,
  • Rayın temiz tutulması.

Dalgalı aşınmanın olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için en iyi çözüm, rayların taşlanması ve ray mantarı profilinin düzeltilmesidir. Yolda bazı rayların taşlanması için taşınabilir taşlama araçları kullanılabilir. Metro gibi küçük demiryolu şebekeleri için 24-32 diskli ve büyük demiryolu şebekeleri için ise bunlara uygun ve disk sayısı 128’e çıkan, gerekli teknik donanıma sahip taşlama trenleri kullanılır.

Ray taşlama trenleri yada taşlama vagonları, düşey eğilebilen aksları olan dönen taşlama diskleri ile donatılmışlardır. Bu ikili ya da dörtlü gruplar halinde dizilmiş taşlama diskleri, yalnızca dalgalı aşınmayı ortadan kaldırmak için değil, aynı zamanda akslarına eğim verilerek, ray mantarlarına aşınma profiline uygun biçimde yeniden şekil vermek için de kullanılır.

Dalgalı aşınmaya maruz kalan rayların taşlanması,

  • ray ve traverslerin ömürlerinin uzaması,
  • ray ek yerleri ve bağlantı elemanları ile yol geometrisini korumak için yapılan bakım masraflarında azalma,
  • çeken ve çekilen taşıtların bakım masraflarındaki azalma,
  • çekim için harcanan enerjide tasarruf ve çevreye zararlı etkilerin azalma gibi, objektif olarak belirlenmesi zor olan tasarruflar sağlamaktadır [2, 6],

Yol geometrisinin dalgalı aşınma nedeniyle bozulduğu kesimlerde yapılacak taşlama sayesinde de, bu konuda yapılması gereken bakım masraflarında %30 ile %50 oranında tasarruf yapılabileceği belirtilmektedir [2].

Alman Demiryolları yolda ray taşlaması işlemini 1954 yılından beri uygulamaktadır. Uygulanan ray taşlaması senede 18 Milyon DM (1983)’a mal olmakta, ancak taşlamanın sağladığı ekonomik faydaların, taşlama maliyetlerinin çok üstünde olduğu belirtilmektedir [6]

  6. İSTANBUL HAFİF METRO HATTINDAKİ DALGALI AŞINMALAR

1996 yılı içinde İstanbul hafif metro hattındaki dalgalı aşınmaların araştırılması amacıyla, yol üzerinde gözlemlere ve ölçümlere başlanmıştır. Şimdiye dek elde edilen sonuçlar şöyle özetlenebilir.

  1. Doğru (kurbasız) kesimlerde ve birleştirme eğrilerinde iki tür aşınmaya rastlanmıştır. İstasyonlarda ve diğer eğimsiz kesimlerdeki aşınmalar 2-8 cm dalga uzunluğunda ve uğuldayan ray türünde olmasına karşın, istasyonlar dışında ve genellikle iniş eğiminde 8-15 cm dalga boyunda ve iz (rutting) türündeki aşınmalar saptanmıştır.

  2. Kurbalı kesimlerdeki aşınmaların dalga boyları, yarıçapa göre değişim göstermektedir. 250-300 m yarıçaplı kurbalarda iç rayda 5-7 cm, dış rayda 10-15 cm; 500-600 m yarıçaplarda iç rayda 7-10 cm; 700-800 m yarıçaplılarda iç rayda 5-6 cm ve 1000 m yarıçaplılarda 10-11 cm dalga uzunlukları ölçülmüştür. Bu  aşınmalar da yukarıda belirtilen iki türdedir.

  3. Yolun boyuna eğimine göre yapılan değerlendirmede, eğimsiz kesimler de 3-8 cm dalga uzunluğundaki kısa boylu, eğimli kesimlerde ise genelde 8-15 cm uzunluğundaki İz (rutting) türü aşınmalar bulunduğu saptanmıştır.
  
Bu aşınmaların bugünkü derinlikleri ise, 0.1 ile 0.3 mm arasında değişmekledir.

Hafif metro hatlının yapım, sırasında bildiri sahibi tarafından yapılan araştırmalarda, yolun genellikle taşıma gücü düşük olan bir altyapı üzerine döşendiği ve kullanılan rayların daha döşenmeden önce oksitlenerek 1-2 mm kalınlığına ulaşan tabakalar halinde aşınmış olduğu, kaynak yerlerinde doğrultu bozukluklarının ve prüzlülüklerin bulunduğu saptanmıştır. Edinilen bilgilere- göre, kullanılan taşıtların tekerlek bandajlarının boyutları da yola uyumlu değildir. Bu bilgiler göz önüne alındığında, yukarıda belirtilen dalgalı aşınmaların oluşması da doğal karşılanmalıdır.

Bu konuda getirilebilecek tek öneri, rayların aşınmalar daha büyük derinliklere ulaşmadan taşlanması ve aşınma oluşumunda etkili olan yol bozuklukları ile yol-taşıt uyumsuzluklarının giderilmesidir.

  
  KAYNAKLAR