ÖNSÖZ
Bu kitapla ilgili yaklaşımım, öncelikle, çok disiplinli bir alan olan demiryolunun iç yapısını, bileşenlerini ve bu bileşenler arasındaki ilişki ve etkileşimlerini ortaya koyma amacına yöneliktir. Çünkü sistemi iyi anlamadan onu doğru olarak tasarımlamak uygulamak olanaksızdır. Bu anlayışla, genel bir çerçeve çizildikten ve sistemin işleyişinin esasları açıklanarak konuya girilmiştir. Etüt ve tasarım konusu belirtilen altlık üzerine oturtulmuştur. Üstyapı konusu olabildiğince ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Kitapta bilimsel ve teknolojik temel bilgilerin verilmesinden sonra, son dönemin yüksek hızlı trenler başta olmak üzere gelişmelerine ilişkin değerlendirmeler yapılmıştır. Bu kitap önce İTÜ ve sonra Birsen Yayınevi tarafından basılmıştır. Bu aşamada Yrd.Doç.Dr. Selim Dündar ile kitabı baskıya hazırladık ve gelecek baskıları da birlikte geliştirerek hazırlama kararını verdik. Bu kitabın ilk yazım aşamasında özverili çalışmaları ile büyük payı olan ve genç yaşta aramızdan ayrılan Enise Akça’ya şükranlarımı sunuyor, anısı önünde saygı ile eğiliyorum. Değerli Meslektaşım Dr. Banu Çalışkan’a ve bu baskıdaki emekleri için öğrencimiz Egecan Emre Hüner’e de katkıları için teşekkür ediyorum. Bu kitaptaki birikimlere en büyük katkılar, hiç kuşkusuz, anıları önünde saygı ile eğildiğim Değerli Hocalarım Prof. Enver Berkmen ile Prof. Mehmet Bozkurt’undur. Kendilerine şükranlarımı sunmayı yerine getirilmesi zorunlu bir görev sayıyorum. Kitabın öğrenci arkadaşlarıma ve uygulamacılara yararlı olmasını diliyor, yapılacak öneri ve eleştiriler için şimdiden teşekkürlerimi sunuyorum.
Feneryolu, Ekim 2016 Prof. Dr. Güngör Evren
İÇİNDEKİLER
BÖLÜM I. ULAŞTIRMANIN TANIMI, AMACI VE KAPSAMI..................... 1
1.1. ULAŞTIRMA NEDİR? ................................................................................. 1
1.2. ULAŞTIRMANIN EKONOMİDEKİ YERİ.................................................. 2
1.3. ULAŞTIRMANIN TOPLUMSAL YAŞAMDAKİ YERİ............................. 3
1.4. ULAŞTIRMA – ARAZİ KULLANIMI İLİŞKİSİ......................................... 3
1.5. ULAŞTIRMA VE LOJİSTİK ........................................................................ 4
1.6. ULAŞTIRMADAN BEKLENEN NİTELİKLER ......................................... 4
1.7. SİSTEM OLARAK ULAŞTIRMA................................................................ 5
1.8. ULAŞTIRMA TÜRLERİ............................................................................... 5
1.9. ULAŞTIRMA TÜRLERİNİN HIZ YETENEKLERİ VE ETKİN OLDUKLARI
MESAFELER............................................................................. 11
1.10. ULAŞTIRMANIN İLKELERİ .................................................................. 13
1.11. ULAŞTIRMANIN DÜNYADA VE AB’DEKİ GELİŞİMİ...................... 14
1.12. ULAŞTIRMANIN TÜRKİYE’DEKİ GELİŞİMİ ..................................... 17
BÖLÜM II. DEMİRYOLU VE TEMEL ÖZELLİKLERİ............................... 19
2.1. DEMİRYOLUNUN TANIMI...................................................................... 19
2.2. YOL – TAŞIT İLİŞKİSİNİN ÖNEMİ VE ETKİLEŞİMİ ........................... 19
2.2.1. Seyir Güvenliği ve Otomasyon Olanağı ............................................... 20
2.2.2. Enerji Verimliliği.................................................................................. 21
2.2.3. Kapasite ve Kitle Taşımacılığı.............................................................. 21
2.2.4. İşletme ve Yatırım Maliyeti .................................................................. 21
2.3. DEMİYOLLARINDA HIZ OLANAKLARI VE GELİŞİMİ...................... 22
2.3.1. Demiryollarında Hız Kavramları .......................................................... 22
2.3.1.1. Hat Sınır Hızı ................................................................................ 23
2.3.1.2. Taşıt En Büyük Hızı...................................................................... 23
2.3.1.3. Uygulanabilir En Büyük Hız......................................................... 24
2.4. DEMİYOLLARINDA HIZI SINIRLAYAN ETMENLER......................... 24
2.4.1. Çekim Gücü Olanakları ........................................................................ 24
2.4.2. Ray ile İlgili Engeller............................................................................ 24
2.4.2.1. Ray- Tekerlek Etkileşimi .............................................................. 25
2.5. DEMİYOLUNDA ÇEŞİTLİ UYGULAMALAR........................................ 26
2.5.1. Hat Genişliği ......................................................................................... 26
2.5.2. Eğim Büyüklüğüne Göre Demiryolları................................................. 28
2.5.3. Taşıma Uzaklığına Göre Demiryolları.................................................. 28
2.6. DEMİYOLLARININ ÜSTÜN VE ZAYIF YANLARI............................... 28
2.7. DEMİRYOLUNUN DOĞUŞU VE GELİŞİMİ........................................... 30
2.8. TÜRKİYE DEMİRYOLLARININ TARİHÇESİ........................................ 32
BÖLÜM III. DEMİRYOLU TAŞITLARI.......................................................... 37
3.1. GİRİŞ ........................................................................................................... 37
3.2. DEMİRYOLU TAŞITLARININ TÜRLERİ ............................................... 37
3.3. DEMİRYOLU TAŞITLARININ ANA ELEMANLARI............................. 38
3.4. DİNGİL TAKIMI......................................................................................... 40
3.4.1. Dingil Takımının Bileşenleri ................................................................ 42
3.4.1.1. Tekerlekler .................................................................................... 42
Bandaj Profili ................................................................................ 44
3.4.1.2. Dingiller ........................................................................................ 46
3.4.1.3. Bojiller........................................................................................... 46
Bağımsız Yönelimli Boji............................................................... 48
3.4.2. Dingil Takımının Özellikleri................................................................. 48
3.4.3. Tekerleğin Raydan Çıkma Olasılığının İrdelenmesi............................. 51
3.4.3.1. Nadal Kuramı ................................................................................ 51
3.4.3.2. Tekerleğin Raydan Çıkması ile İlgili Deneyler............................. 53
3.4.3.3. Ruli Hareketinin Etkisi.................................................................. 54
3.4.3.4. Süspansiyon Sistemi...................................................................... 56
3.4.3.5. Demiryolu Taşıtlarının Dönemeçteki Hareketi ............................. 57
3.5. LOKOMOTİFİN DİNAMİĞİ – ZARARLI HAREKETLER...................... 58
3.5.1. Ruli Hareketi......................................................................................... 60
3.5.2. Galop Hareketi...................................................................................... 60
3.5.3. Rökül Hareketi...................................................................................... 60
3.5.4. Lase Hareketi ........................................................................................ 61
3.6. DEMİRYOLU TAŞILARININ SEYİR KALİTESİ BAKIMINDAN
DEĞERLENDİRİLMESİ................................................................................... 61
3.6.1. Demiryolu Taşıtlarının Düşey Salınım Hareketi................................... 61
3.6.2. Demiryolu Taşıtlarının Yanal Salınım Hareketleri............................... 63
3.6.3. Bir Demiryolu Arabasının En Büyük Seyir Hızının Belirlenmesi........ 64
3.7. ÖZEL AMAÇLI RAYLI SİSTEM TAŞITLARI......................................... 64
3.7.1. Yatar Gövdeli (Tilting Body) Hız Taşıtları........................................... 65
3.7.2. RO-LA Taşıtları.................................................................................... 66
3.7.3. Kentsel Raylı Sistem Taşıtları............................................................... 69
3.7.3.1. Tramvaylar.................................................................................... 69
3.7.3.2. Hafif Raylı Sistemler..................................................................... 71
3.7.3.3. Banliyö Trenleri ............................................................................ 73
3.7.3.4. Metro............................................................................................. 75
BÖLÜM IV. TREN HAREKETİ, İLGİLİ KUVVETLER VE
GENEL HAREKETDENKLEMİ İLE UYGULAMALARI .......................................... 77
4.1. GİRİŞ ........................................................................................................... 77
4.2. TAŞIT HAREKETİ ..................................................................................... 77
4.3. ÇEKİM KUVVETİ, ÇEKİM GÜCÜ VE HIZ ARASINDAKİ İLİŞKİ ...... 80
4.4. HAREKETE KARŞI KOYAN DİRENİM KUVVETLERİ ....................... 80
4.4.1. Doğru ve Düzlükteki Direnim............................................................... 82
4.4.1.1. Dingil Başlarındaki Sürtünmeden Doğan Direnimler .................. 82
4.4.1.2. Yuvarlanma Direnimleri ............................................................... 82
4.4.1.3. Taşıtların Koşum ve Askı Takımlarında Oluşan Direnimler ....... 83
4.4.1.4. Hava Direnimi............................................................................... 83
4.4.1.4. Doğru ve Düzlükteki Toplam Direnim ........................................ 83
4.4.2. Hat Direnimleri ..................................................................................... 84
4.4.2.1. Dönemeç Direnimi ........................................................................ 84
4.4.2.2. Eğim Direnimi............................................................................... 85
4.4.2.3. Tünel Direnimi .............................................................................. 86
4.4.3. Toplam Direnim.................................................................................... 87
4.5. FRENLEME KUVVETİ.............................................................................. 88
4.5.1. Frenleme Düzeni................................................................................... 90
4.5.2. Fren Kuvveti ......................................................................................... 91
4.5.3. Fren Yükü ve Fren Katsayısı ............................................................... 94
4.6. GENEL HAREKET DENKLEMİ............................................................... 95
4.7. TREN HAREKET EVRELERİ ................................................................... 98
4.7.1. Hızlanma Evresi.................................................................................... 99
4.7.2. Sabit Hız (Rejim) Evresi .................................................................... 100
4.7.3. Frenlemeye Hazırlık Evresi ............................................................... 100
4.7.4. Frenleme Evresi ................................................................................. 101
4.8. SABİT DİRENİMLİ HAT İLKESİ ........................................................... 102
4.9. TREN GENEL HAREKET DENKLEMİNİN SON ŞEKLİ ..................... 103
4.10. TREN GENEL HAREKET DENKLEMİNİN UYGULAMALARI ....... 104
4.10.1. Hızlanma Evresine İlişkin Uygulama .............................................. 104
4.10.1.1. Seyir Süresi ............................................................................... 104
4.10.1.2. Kat Edilen Uzaklık.................................................................... 104
4.10.1.3. Yapılan İş.................................................................................. 105
Katar Genel Hareket Denkleminin Analitik Yöntemle Çözümü. 105
4.10.2. Sabit Hızlı Hareket Evresine İlişkin Uygulama ............................... 106
4.10.2.1. Belirli Yol ve Çekim Karakteristiklerinde Belirli Bir Hızdaki
Tren Ağırlığının Saptanması ................................................................107
4.10.2.2. Lokomotif Seçimi...................................................................... 107
4.10.2.3. En Büyük Eğim ........................................................................ 108
4.10.3. Frenleme Evresine İlişkin Uygulama ............................................... 109
4.10.3.1. Frenleme Evresinin Tümü İçin Ortalama Değerler Saptayarak
Gerçekleştirilen Çözüm.......................................................................109
4.10.3.2. Zamanı ve Hızı Küçük Kesimlere Bölerek Gerçekleştirilen
Çözüm ................................................................................................. 110
4.10.3.3. Fren Uzaklığı............................................................................. 112
BÖLÜM V. DEMİRYOLUNDA ÇEKİM TÜRLERİ........................................... 113
5.1. GİRİŞ ......................................................................................................... 113
5.2. BUHARLI ÇEKİM .................................................................................... 113
5.2.1. Kazandaki Çekim Gücü ve Çekim Kuvveti........................................ 115
5.2.2. Buhar Makinasındaki Çekim Gücü ve Çekim Kuvveti....................... 115
5.2.3. Bandajdaki Çekim Gücü ve Çekim Kuvveti....................................... 115
5.2.4. Kancadaki Çekim Gücü ve Çekim Kuvveti........................................ 116
5.2.5. Buharlı Çekimde Erişilebilecek En Yüksek Hız................................. 116
5.2.6. Buharlı Çekimde Yakıt Tüketimi ve Verim........................................ 117
5.3. DİZELLİ ÇEKİM....................................................................................... 118
5.3.1. Dizel Lokomotiflerin Transmisyon Düzenleri.................................... 118
5.3.2. Dizel Lokomotiflerde Güç ve Çekim Kuvveti.................................... 119
5.4. ELEKTRİKLİ ÇEKİM............................................................................... 119
5.4.1. Doğru Akımlı Çekim .......................................................................... 121
5.4.2. Üç Fazlı Akımlı Çekim....................................................................... 122
5.4.3. Tek Fazlı Akımlı Çekim ..................................................................... 123
5.4.4. Karışık Çekim Sistemleri.................................................................... 123
5.4.5. Elektrikli Çekimde Güç ve Çekim Kuvveti Hesabı ............................ 124
5.4.6. Elektrikli Çekimde Verim................................................................... 127
5.5. ÇEKİM TÜRLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI .................................... 127
BÖLÜM VI. DEMİRYOLU HATLARININ GEOMETRİK ÖZELLİKLERİ
................................................................................................................. 129
6.1. GİRİŞ ......................................................................................................... 129
6.2. PLANA İLİŞKİN GEOMETRİK ÖZELLİKLER ..................................... 130
6.2.1. Yatay Dönemeçler ............................................................................. 130
6.2.1.1. En Küçük Yatay Dönemeç Yarıçapı ........................................... 131
Devrilme Olasılığı ...................................................................... 132
Konfor Gerekliliği ...................................................................... 134
Ray Aşınması .......................................................................... 135
6.2.1.2. Dever...................................................................................... 136
Uygulama Deveri (Pratik Dever) ................................................ 137
Deverin Sınırlandırılması .......................................................... 138
Deverin Uygulanması............................................................ .. 140
6.2.1.3. Birleştirme (Geçiş) Eğrisi............................................................ 141
Birleştirme Eğrisi Denklemi........................................................ 143
Kübik Parabolün Uygulanması ................................................... 147
Kübik Parabolün Uzunluğu ............................................ 148
Kübik Parabolün Son Noktasının Ordinatı......................... 149
Kübik Parabolün Başlangıç Noktasının Ötelenmemiş
Dönemecin Başlangıç Noktasına Uzaklığı ....................... 149
Dönemecin İçeri Ötelenme Miktarı.................................. 150
Dönemeç Uygulamalarında Karşılaşılan Özel Durumlar ........... 151
Birleştirme Eğrisi Kesimindeki Rayların Kıvrılması .................. 153
6.3. BOYKESİTE İLİŞKİN GEOMETRİK ÖZELLİKLER ............................ 155
6.3.1. Eğimler................................................................................................ 155
6.3.1.1. Ortalama Eğim ............................................................................ 156.
3.1.2. Uygulama Eğimi ......................................................................... 156
6.3.1.3. Dönemeçlerdeki ve Tünellerdeki Eğimler .................................. 158
6.3.1.4. İstasyonlardaki Eğimler .............................................................. 159
6.3.1.5. En Büyük Eğim........................................................................... 160
6.3.1.6. Zararlı ve Zararsız Eğimler ile Fren Eğimi ................................. 160
6.3.1.7. Negatif Eğim............................................................................... 161
6.3.1.8. Ekonomik Eğim........................................................................... 161
6.3.2. Düşey Dönemeçler.............................................................................. 162
6.3.2.1. Daire Yayı Şeklindeki Düşey Dönemeçler ................................ 164
Daire Yayı Şeklindeki Düşey Dönemeçlerin Uygulanması .......... 166
Kilometre Hesabı............................................................ 168
Kot Hesabı..................................................................... 168
6.4. ENKESİTE İLİŞKİN GEOMETRİK ÖZELLİKLER ............................... 169
6.4.1. Hat Eksenleri Arasındaki Uzaklık....................................................... 169
6.4.2. Gabari.................................................................................................. 170
6.4.3. Diğer Enkesit Özellikleri ..................................................................... 171
BÖLÜM VII. DEMİRYOLU ETÜDÜ VE GEÇKİ ARAŞTIRMASI......................... 173
7.1. ULAŞTIRMA ETÜDÜ.............................................................................. 173
7.2. ULAŞIM TALEBİNİN ÖNGÖRÜLMESİ................................................ 173
7.3. DEMİRYOLU ETÜDÜ ............................................................................. 175
7.3.1. Teknik Büyüklüklerin ve Özelliklerin Saptanması............................. 177
7.3.2. Hat Sayısının Saptanması ................................................................... 179
7.3.2.1. Hattan Geçmesi Gereken Katar Sayısı ........................................ 179
7.3.2.2. Hat Kapasitesi ............................................................................ 179
Hat Kapasitesi Açısından Sinyalizasyon ve Fren Olanakları.............. 180
Kapasite Formülasyonu................................................................ 182
7.3.2.3. Hat Sayısının Saptanması İçin Değerlendirme............................ 183
7.3.3. Mali ve Ekonomik Yapılabilirlik ........................................................ 184
7.4. GEÇKİ ARAŞTIRMASI ........................................................................... 184
7.4.1. Teknik Büyüklüklerin ve Özelliklerin Saptanması............................. 184
7.4.2. Geçki Araştırması .............................................................................. 187
7.4.2.1. Sıfır Poligonunun Çizimi ........................................................... 187
7.5. İLK ETÜT ve KESİN ETÜT .................................................................... 188
7.5.1. İlk Etüt ............................................................................................... 189
7.5.2. Kesin Etüt ........................................................................................... 190
BÖLÜM VIII. ÜSTYAPI ................................................................................... 191
8.1. ÜSTYAPI VE ELEMANLARI.................................................................. 191
8.1.1. Yüksek Hızlı Hatların Üstyapıları Üzerine Görüşler.......................... 192
8.1.2. Raylar.................................................................................................. 192
8.1.2.1. Ray Mantarı................................................................................. 195
8.1.2.2. Paten............................................................................................ 196
8.1.2.3. Cebire Yatakları .......................................................................... 196
8.1.2.4. Ray Niteliklerinin Hız ile İlişkisi ve Yüksek Hızların Gerekleri ............196
8.1.3. Traversler............................................................................................ 197
8.1.3.1. Ahşap Traversler ........................................................................ 198
8.1.3.2. Demir Traversler ........................................................................ 201
8.1.3.3. Betonarme Traversler ................................................................. 202
8.1.3.4. Yüksek Hızlı Hatlarda Travers ve Ray-Travers Bağlantısı ........ 203
8.1.4. Balast................................................................................................... 203
8.2. ÜSTYAPIYI ETKİLEYEN KUVVETLER .............................................. 204
8.2.1. Düşey Kuvvetler ................................................................................. 205
8.2.1.1. Statik Kuvvetler .......................................................................... 205
8.2.1.2. Düşey Dinamik Kuvvetler .......................................................... 206
8.2.2. Yatay Kuvvetler.................................................................................. 206
8.2.2.1. Yol Eksenine Paralel Yatay Kuvvetler ....................................... 206
8.2.2.2. Yol Eksenine Dik Kuvvetler ...................................................... 206
8.2.2.3. Diğer Kuvvetler .......................................................................... 207
8.2.3. Dinamik Kuvvetlerin Hıza Bağlı Olarak Değişimi............................. 208
8.3. ÜSTYAPI ELEMANLARINDA ARANAN ÖZELLİKLER.................... 209
8.4. ÜSTYAPININ MATEMATİK ETÜDÜ.................................................... 210
8.4.1. Düşey Kuvvetlerin Üstyapı Etkilerinin Etüdü .................................... 211
8.4.1.1. Üstyapının Esnekliği ................................................................... 213
8.4.1.2. Düşey Kuvvetlerin Rayda Oluşturduğu Statik Zorlamaların Hesabı
.............................................................................................................. 215
8.4.1.3. Statik Hesabın Sayısal Uygulaması ............................................ 220
8.5. ÜSTYAPININ YANAL KUVVETLERE DİRENCİ ............................... 221
8.5.1. Üstyapının Yanal Kuvvetlere Direncinin Deneysel Etüdü ................. 221
8.5.2. Yolun Yanal Kuvvetlere Direncini Etkileyen Başka Etmenler........... 223
8.5.2.1. Hız............................................................................................... 223
8.5.2.2. Dingil Yükü................................................................................. 223
8.5.2.3. Yol Tipi ....................................................................................... 223
8.5.2.4. Isıl Gerilmeler ............................................................................. 224
8.5.2.5. Yolun Stabilizasyonu .................................................................. 224
8.6. RAY – TRAVERS BAĞLANTISI............................................................ 225
8.6.1. Ahşap Traverslere Bağlantı ................................................................ 225
8.6.2. Demir Traverslere Bağlantı ................................................................ 226
8.6.3. Betonarme Traverslere Bağlantı ......................................................... 226
8.6.4. Elastik Bağlantılar .............................................................................. 227
8.7. RAY – TRAVERS BAĞLANTISI............................................................ 228
8.7.1. Contalarda Dilatasyon......................................................................... 229
8.7.2. Kaynaklı Uzun Boylu Raylar ............................................................. 231
8.8. RAYLARIN YÜRÜMESİ (ŞÖMİNMAN) VE ÖNLEMİ
(ANTİŞÖMİNMAN TAKOZLARI)................................................................... 232
8.9. BALASTSIZ ÜSYAPI............................................................................... 233
8.10. ÜSTYAPININ DÖŞENMESİ (POZ)....................................................... 234
8.11. ÜSTYAPI AYGITLARI (APAREYLERİ).............................................. 237
8.11.1. Makaslar............................................................................................ 239
8.11.1.1. Basit Makas............................................................................... 239
8.11.1.2. İkiz Makaslar............................................................................. 240
8.11.1.3. Simetrik Makas ........................................................................ 240
8.11.2. Kesişim Aygıtları (Kruvazmanlar).................................................... 241
8.11.2.1. Dik Kesişimler .......................................................................... 241
8.11.2.2. Eğik Kesişimler ........................................................................ 242
8.11.3. İngiliz Makasları ............................................................................... 242
8.11.3.1. Bileşik Makaslar........................................................................ 243
8.12. ÜSTYAPI MALİYETİ............................................................................. 243
8.13. HIZ ARTIŞINA BAĞLI OLARAK HAT TESİSLERİNİN
YENİLENMESİ VE BAKIMI ......................................................................... 247
BÖLÜM IX. İSTASYONLAR .......................................................................... 249
9.1. İSTASYONLARIN TANIMI, İŞLEVLERİ VE SINIFLANDIRILMASI ................249
9.1.1. İstasyon Yerleri................................................................................... 249
9.1.2. İstasyonların Sınıflandırılması ............................................................ 250
9.2. YOLCU TESİSLERİ ................................................................................. 250
9.2.1. Yolcu Binaları..................................................................................... 251
9.2.2. Peronlar............................................................................................... 252
9.3. YÜK TESİSLERİ....................................................................................... 253
9.3.1. Yükleme Boşaltma Hatları.................................................................. 254
9.3.2. Rıhtım ve İskele Hatları...................................................................... 255
9.3.3. Yükleme Boşaltma Rampaları ............................................................ 256
9.3.4. Ambarlar ............................................................................................. 256
9.4. İŞLETME TESİSLERİ .............................................................................. 257
9.4.1. Dizi Oluşturma (Teşkil) Hatları.......................................................... 258
9.4.2. Triyaj Hatları....................................................................................... 258
9.4.3. Lokomotif Depoları ve Bakım Atölyeleri........................................... 258
9.4.4. Tamir Atölyeleri.................................................................................. 259
9.4.5. Donatılar ............................................................................................ 259
9.5. YÜKSEK HIZLI DEMİRYOLUNDAKİ GARLARIN BAZI
ÖZELLİKLERİ.............................................................................................. 259
KAYNAKLAR ............................................................................................. 261
ŞEKİL LİSTESİ
Şekil 1.1. Ulaştırma türlerinin ortak yapıları, bileşenleri ve bileşenlerin
aralarındaki ilişkiler ............................................................................................... 6
Şekil 1.2. Bileşenlerine göre ulaştırma türleri ..................................................... 8
Şekil1.3. Ulaştırma türlerinin hızlarına göre etkin oldukları mesafe aralıkları
................................................................................................................................. 13
Şekil 2.1. Demiryolunun bileşenleri ile sistem bütünlüğü içindeki yapısı ........ 20
Şekil 2.2. Demiryolu hat genişliği ........................................................................ 27
Şekil 2.3. Cumhuriyet öncesinde demiryollarımızın durumu........................... 33
Şekil 2.4. Demiryollarımızın 1939 yılındaki durumu ve sonrasında yapılan
hatlar ...................................................................................................................... 35
Şekil 2.5. Demiryolu ağımızın bugünkü durumu ............................................... 36
Şekil 3.1. Enkesitinde bir demiryolu taşıtının kısımları .................................... 38
Şekil 3.2. Demiryolu taşıtlarının sandık kısmı ................................................... 39
Şekil 3.3. Demiryolu taşıtlarının şasi kısmı......................................................... 39
Şekil 3.4. Demiryolu taşıtı dingil takımı.............................................................. 40
Şekil 3.5. Yürütücü dingiller ................................................................................ 41
Şekil 3.6. Taşıyıcı dingiller ................................................................................... 41
Şekil 3.7. Tekerlek bandajları.............................................................................. 43
Şekil 3.8. Monoblok tekerlek................................................................................ 43
Şekil 3.9. Tekerlek yuvarlanma yüzeyi ve buden ölçüleri ................................. 44
Şekil 3.10. Dingil takımına ilişkin bazı boyutlar ................................................ 45
Şekil 3.11. Raylı sistem tiplerinin tekerlek ömürleri.......................................... 45
Şekil 3.12. Demiryolu taşıtı bojisi ........................................................................ 47
Şekil 3.13. Mafsalsız (a) ve mafsallı bojilere (b) sahip demiryolu taşıtları ...... 47
Şekil 3.14. Bağımsız yönelimli boji ...................................................................... 48
Şekil 3.15. Dönemeçte hareket eden bir demiryolu taşıtı .................................. 50
Şekil 3.16. Dönemeçte hareket eden bir demiryolu taşıtının bojileri ............... 51
Şekil 3.17. Demiryolu tekerleklerinin raya temas düzlemi................................ 51
Şekil 3.18. Tekerleğin raya temas noktasında etkiyen kuvvetler...................... 53
Şekil 3.19. Yolun dingili kesme açısına bağlı olarak Q/R oranının değişimi ..... 54
Şekil 3.20. P dingil yüküne bağlı olarak yanal Q kuvvetinin değişimi ............. 54
Şekil 3.21. Ruli hareketinin etkisiyle tekerleklerdeki yük dağılımının değişmesi
................................................................................................................................ 56
Şekil 3.22. Dönemeçte hareket etmekte olan bir lokomotif............................... 57
Şekil 3.23. X-Y-Z koordinat sistemi ile OX yönünde seyreden bir lokomotif . 59
Şekil 3.24. Yatar gövdeli tren............................................................................... 65
Şekil 3.25. Bir Ro-La katarı ................................................................................. 67
Şekil 3.26. Cargobeamer modeli Ro-La vagonu................................................. 68
Şekil 3.27. Modalohr modeli Ro-La vagonu modeli........................................... 68
Şekil 3.28. Atlı tramvay ....................................................................................... 70
Şekil 3.29. Çift katlı tramvay ............................................................................... 70
Şekil 3.30. Hafif raylı sistem vagonu ................................................................... 71
Şekil 3.31. Taşıt-peron ilişkisi .............................................................................. 72
Şekil 3.32. (a) geleneksel ve (b) hafif raylı sistemlerin tekerlekleri .................. 73
Şekil 3.33. Çok katlı oturma yerine sahip banliyö vagonu................................ 74
Şekil 3.34. Kartal-Kadıköy metrosu.................................................................... 76
Şekil 4.1. Tekerlekte oluşan kuvvet çifti.............................................................. 78
Şekil 4.2. Aderans sürtünmesi ile kayma sürtünmesinin hıza bağlı değişimi.. 79
Şekil 4.3. Aderans katsayısının farklı koşullarda hıza bağlı değişimi.............. 79
Şekil 4.4. Aderans kuvvetinin ve çekim kuvvetinin hıza bağlı olarak
değişimi................................................................................................................................. 81
Şekil 4.5. Eğim direnimini oluşturan bileşen...................................................... 85
Şekil 4.6. Basınçlı havalı frenleme düzeni........................................................... 90
Şekil 4.7. Üçlü valfin çalışma şekli....................................................................... 90
Şekil 4.8. Bir Kunze-korr freninin q = f1 (t) fonksiyonu.................................... 93
Şekil 4.9. Demiryolu katarının bir yörünge boyunca hareketi ......................... 96
Şekil 4.10. Trenin hareket evreleri ...................................................................... 98
Şekil 4.11. Hızlanma evresi................................................................................... 99
Şekil 4.12. Sabit hız evresi .................................................................................. 100
Şekil 4.13. Frenlemeye hazırlık evresi............................................................... 101
Şekil 4.14. Frenleme evresi................................................................................. 101
Şekil 4.15. Lokomotif seyir dinamiği eğrisi....................................................... 108
Şekil 5.1. Buharlı lokomotiflerde çekim kuvveti oluşumu............................... 113
Şekil 5.2. Buharlı lokomotif ve tender............................................................... 114
Şekil 5.3. Çekim gücünün hıza bağlı değişimi ................................................. 116
Şekil 5.4. Kataner hattı ve pantograf ................................................................ 120
Şekil 5.5. Doğru akımlı çekim sistemi................................................................ 121
Şekil 5.6. Üç fazlı akımlı çekim sistemi ............................................................. 122
Şekil 5.7. Tek fazlı akımlı çekim sistemi ........................................................... 123
Şekil 5.8. Tek – üç fazlı çekim sistemi ............................................................... 124
Şekil 5.9. Farklı güç ve çekim kuvvetleri arasındaki ilişki.............................. 126
Şekil 5.10. Çekim türlerinin karşılaştırılması................................................... 128
Şekil 5.11. Trafik yükü – çekim maliyeti ilişkisi............................................... 128
Şekil 6.1. Demiryolu hattı geometrik özelliklerini tanımlayan boyut ve
yönleri............................................................................................................................... 129
Şekil 6.2. Yatay dönemecin plandaki geometrik özellik ve boyutları............................... 130
Şekil 6.3. Merkezi solda bulunan bir dönemeç
geçişinde bir demiryolu taşıtına etkiyen kuvvetler................................ 133
Şekil 6.4. Merkezi solda bulunan dever verilmiş bir dönemeç geçişinde bir
demiryolu taşıtına etkiyen kuvvetler.................................................................. 136
Şekil 6.5. Merkezi solda bulunan bir dönemeçte uygulanan dever nedeniyle
taşıtın konumu....................................................................................... 139
Şekil 6.6. Altyapıya eğim verilerek dever uygulaması ..................................... 141
Şekil 6.7. Balast tabakasına eğim verilerek dever uygulaması ....................... 141
Şekil 6.8. Farklı dever uygulamaları (a) Dış rayın dönemeç başında aniden dever kadar yükseltilmesi
(b) Dış rayın dönemeçten lb kadar önce yükseltilmeye başlanması
(c) Dış rayın dönemeç başladığı noktada yükseltilmeye başlanması
(d) Dış rayın dönemeçten lb/2 kadar önce yükseltilmeye başlanması. ..................................... 143
Şekil 6.9. Birleştirme eğrisinde eğrilik yarıçapı değişimi ................................ 14
Şekil 6.10. ? ? ?? denklemi ile elde edilen birleştirme eğrisi .................................. 146
Şekil 6.11. Kübik parabol................................................................................... 147
Şekil 6.12. Kübik parabolün düz kesim ile dönemeç arasına yerleştirilmesi ............148
Şekil 6.13. ?? + ?? < |?????? | koşulu ........................................................... 152
Şekil 6.14. ?? + ?? > |?????? | koşulu ........................................................... 152
Şekil 6.15. Zıt yönlü dönemeçler........................................................................ 153
Şekil 6.16. Birleştirme eğrisini oluşturan rayların eğrilik yarıçapları ...................... 154
Şekil 6.17. Birleştirme eğrisi AB yayı................................................................ 155
Şekil 6.18. Geçkinin iki zorunlu noktası arasındaki ortalama eğim.................. 156
Şekil 6.19. Uygulama eğimi – ortalama eğim ilişkisi........................................ 157
Şekil 6.20. Negatif eğime sahip kesim (CD kesimi) .......................................... 161
Şekil 6.21. Ekonomik eğim ................................................................................. 162
Şekil 6.22. Birbirini izleyen iki farklı eğimli kesimin oluşturduğı
durumlar .............................................................................................................. 163
Şekil 6.23. Tepe düşey dönemeç......................................................................... 164
Şekil 6.24. Dere düşey dönemeç ......................................................................... 165
Şekil 6.25. Daire yayı şeklindeki düşey dönemeç ............................................. 166
Şekil 6.26. Daire yayı şeklindeki düşey dönemeçte kot hesabı........................ 169
Şekil 6.27. Gabari tipleri..................................................................................... 170
Şekil 6.28. Örnek enkesit tipleri: (a) Düzlükteki tek hatlı bir demiryolu enkesiti,
(b)Dever uygulanmış bir dönemeçteki tek hatlı bir demiryolu enkesiti,
(c) Düzlükteki çift hatlı bir demiryolu enkesiti, (d) Dever uygulanmış bir
dönemeçteki çift hatlı bir demiryolu enkesiti............................................. 170
Şekil 7.1. Ulaştırma etüdünün çerçevesi ........................................................... 174
Şekil 7.2. Dört aşamalı ulaşım talep tahmin modeli......................................... 175
Şekil 7.3. Etüt akış diyagramı ............................................................................ 177
Şekil 7.4. Tek hatlı bir demiryolunda iki istasyon arasından karşılıklı
geçen bir çift katar......................................................................................................... 180
Şekil 7.5. Çift hatlı bir demiryolunda iki istasyon arasından karşılıklı
geçen bir çift katar......................................................................................................... 183
Şekil 7.6. A ve B noktaları ile bunların arasındaki zorunlu noktalar ............ 186
Şekil 7.7. A ve B noktaları arasındaki şematik boykesit.................................. 186
Şekil 7.8. Tesviye eğrilerini geçecek uzunluğun belirlenmesi.......................... 187
Şekil 7.9. Sıfır poligonunda adım uzunluğunun küçültülmesi ........................ 188
Şekil 8.1. Demiryolu üstyapısının bileşenleri.................................................... 193
Şekil 8.2. Oluklu ray kesiti ................................................................................. 193
Şekil 8.3. Patenli ray kesiti ................................................................................. 194
Şekil 8.4. Ahşap travers enkesitleri ................................................................... 199
Şekil 8.5. Demir travers kesiti............................................................................ 201
Şekil 8.6. Monoblok betonarme travers ........................................................... 202
Şekil 8.7. Franki Bagon tipi betonarme travers .............................................. 202
Şekil 8.8. Vagneux tipi betonarme travers........................................................ 203
Şekil 8.9. Dinamik kuvvetlerin yol düzensizliklerine bağlı olarak
hız ile değişimi ................................................................................................................ 208
Şekil 8.10. Esnek bir zemine oturmakta olan bir kiriş ve etkiyen kuvvetler .208
Şekil 8.11. Q yükünün etkisi altında belirsiz uzunluklu bir ray ..................... 216
Şekil 8.12. Moment, kesme kuvveti ve çökme eğrileri .................................... 218
Şekil 8.13. deformasyonu – yola etkiyen yatay H kuvvetleri ilişkisi............ 222
Şekil 8.14. Krampon ve tirfon............................................................................ 225
Şekil 8.15. Selalı bağlantı.................................................................................... 225
Şekil 8.16. Rayın demir traverslere bağlantısı.................................................. 226
Şekil 8.17. Rayın betonarme traverslere bağlantısı ......................................... 227
Şekil 8.18. Elastik bağlantı sistemi..................................................................... 228
Şekil 8.19. Cebireli bağlantı ............................................................................... 229
Şekil 8.20. 2l uzunluğundaki çerçevenin genleşmesi........................................ 230
Şekil 8.21. Antişöminman takozu ...................................................................... 233
Şekil 8.22. Makas ve kesişim aygıtları türleri .................................................. 238
Şekil 8.23. Basit makas ....................................................................................... 239
Şekil 8.24. İkiz makas ......................................................................................... 240
Şekil 8.25. Simetrik makas................................................................................. 241
Şekil 8.26. Dik kesişim aygıtı.............................................................................. 241
Şekil 8.27. Eğik kesişim....................................................................................... 242
Şekil 8.28. Tek İngiliz makası ile çift İngiliz makası........................................ 243
Şekil 8.29. Balast haricindeki üstyapı malzemesininmaliyetinin hıza
bağlı değişimi ................................................................................................................ 244
Şekil 8.30. Balast maliyetinin hıza bağlı değişimi............................................. 245
Şekil 8.31. Yolun döşenmesinin maliyetinin hıza bağlı olarak değişimi......... 246
Şekil 8.32. Hıza bağlı olarak bakım maliyetinin değişimi ............................... 248
Şekil 9.1. Yolcu binalarının istasyondaki yerlerine göre şekilleri................... 252
Şekil 9.2. Yükleme boşaltma hattı düzenleme şekli – I.................................... 255
Şekil 9.3. Yükleme boşaltma hattı düzenleme şekli – II .................................. 255
Şekil 9.4. Rıhtım ve iskele hattı.......................................................................... 255
Şekil 9.5. Yükleme boşaltma rampası ............................................................... 256
Şekil 9.6. Ambarlar ............................................................................................. 256
Şekil 9.7. Rotond.................................................................................................. 259
