Demiryolu üstyapısının dinamik davranışı

Abstract

Demiryolu özellikle son 50 yıl içerisinde son derece hızlı bir gelişim göstermiştir. Bu gelişim yüksek işletim hızlarını ortaya çıkarmış olmasına rağmen, sönümleme özelliği ahşaptan daha az olan, hafif ve esnek malzemelerin kullanımı da yaygınlaşmıştır. Bu artan işletim hızları, trafik yükü ve ahşap olmayan malzemelerin kullanımı demiryolunun bakım ve onarım masraflarının artmasına neden olmaktadır. Demiryolunun dinamik davranışı sonucu oluşan rezonans titreşimi, demiryollarının bakım ve onarım masrafları arasında önemli bir yer tutmaktadır. Özetle, günümüzde imal edilen sistemler yüksek hız ve elastik yapılan nedeniyle oldukça fazla titreşime ve zorlayıcı kuvvete maruz kalmaktadır. Bu kuvvetlerin frekans spektrumu, özellikle rezonans titreşimleri açısından bilinmeye değerdir. Zira zorlayıcı kuvvetlerden bir veya birkaçının frekansı sistemin doğal frekansıyla çakışırsa, titreşim genliği açısından tahrip edici özelliğe sahip rezonans titreşimleri meydana gelir. Dolayısıyla rezonans titreşimleri ve istenmeyen dinamik durumla karşılaşmamak için tasarım safhasında kapsamlı bir dinamik analizi yapılmalıdır. Bu çalışmada öncelikle demiryolu üstyapısı bütün çeşitleriyle anlatılmış, genel olarak titreşim analizinden bahsedilmiştir. Demiryolunun dinamik davranışı başlığı altında ise, öncelikle demiryolunun dinamik davranışının modellenmesine bir giriş ve tarihsel gelişiminin anlatımı yapılmıştır. Bu aşamadan ileriye doğru sırasıyla taşıt/yol etkileşim problemleri, yol ve taşıt/yol etkileşimi modelleri, çözüm teknikleri ve tarihsel araştırma çalışmaları yapılmış, seçilen standart yol modellerinin modellenmesi ve çözümlenmesi başlığı altında da bahsi geçen modellerden en uygun 2 tanesi seçilmiş ve analitik olarak çözümlenmiştir. Sonuçlar bölümünde gelecekte yapılacak çalışmalara ışık tutması açısından genel tavsiyelerde ve bu çalışmanın sonucunda elde edilen bilgiler ışığında da birtakım önerilerde bulunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Demiryolu dinamiği, demiryolunun dinamik modellenmesi, demiryolu üstyapısı, Euler-Bernoulli, titreşim.