Ray kusurlarının örnek hat üzerinde ultrasonik yöntemle incelenmesi ve ray gerilmelerinin belirlenmesi
Investigation of rail defects with ultrasonic inspection method on model track and determination of rail stresses
Yazar: HAZAL YILMAZ
Danışman: PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Demir yolu taşımacılığı = Railway transportation ; Hafif metro = Light metro ; Kayma gerilmesi = Shear stress ; Temas gerilmesi = Contact stress

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ultrasonik muayene yöntemi kullanılarak, Aksaray-Havalimanı Hafif Metro Hattı'nda meydana gelen ray kusurlarını tespit etmek, Uluslararası Demiryolu Birliği tarafından yayınlanmış 712 R kodlu "Ray Kusurları" adlı Standarda göre sınıflandırmak, ray kusurlarının özelliklerini, rayın hangi bölümlerinde ortaya çıktığını ve hattın hangi kesimlerinde yoğunlaştığını, nedenleriyle birlikte karşılaştırmalı olarak irdelemek ve rayda meydana gelebilecek gerilmeleri hesaplayarak, ray gerilme seviyesi-bozulma arasındaki ilişkiyi araştırmaktır. Çalışmada, bünyesinde bulunan ultrasonik problar vasıtasıyla ray içine ultrasonik dalgalar gönderen ve raydaki herhangi bir kusurdan yansıyan bu dalgaları alarak işleyen, bu sayede kusurun yeri ve boyutu hakkında bilgi veren ultrasonik muayene aracı kullanılmıştır. Ultrasonik ölçüm sonucunda, hattaki ray kusurlarının boyutu, hat üzerinde bulunduğu kilometre ve rayda bulunduğu bölge belirlenmiştir. Tespit edilen ray kusurlarının, hattın farklı ray kaynağı kullanılan kesimlerindeki davranışı, nedenleriyle birlikte karşılaştırmalı olarak irdelenmiştir. Çalışmanın devamında, ray gerilmeleri ile ray kusurları arasındaki ilişki araştırılmıştır. Hattın aliyman, yatay kurba ve istasyon gibi farklı kesimlerindeki ray gerilmeleri hesaplanarak, ultrasonik yöntemle tespit edilen ray kusurlarının bu kesimlerdeki dağılımları ile ray gerilmeleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Hattın yatay kurba, istasyon ve aliyman bölgelerinde tespit edilen ray kusurlarının ortalama boyutu belirlenmiş ve bu bölgelerdeki ray gerilmeleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda, hattın alüminotermit kaynaklı kesimlerinin, yakma alın kaynaklı kesimlere göre daha fazla ray kusuru içermesi nedeniyle daha kötü bir performans gösterdiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, raya etkiyen gerilmeler arttıkça, "km başına düşen ray kusuru sayısı" ve ray kusurlarının ortalama boyutunun arttığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The aim of this study is to detect rail defects on Aksaray-Havalimanı Light Rail Transit Line using ultrasonic inspection method, to classify the defects according to the International Union of Railways Catalogue of Rail Defects with the code of 712 R, to examine the characteristics of the defects, to find out the rail sections and track sections where the defects occur most and to investigate the relationships between rail stresses and rail defects by calculating rail stresses that can probably occur in the rail. In this study, ultrasonic inspection car including ultrasonic probes which have the ability of producing, transmitting and receiving ultrasonic waves that check the entire rail section against defects is used. Basic characteristics of rail defects involving size, position in rail section and location in track are determined. Furthermore, properties of rail defects in track sections with alumino-thermic welding and flash-butt welding are examined comparatively. Afterwards, relationships between rail defects and rail stresses are investigated. Primarily, rail stresses in alignment, horizontal curve and station sections of the track are calculated. Then, distribution of defects in these sections is determined and the relationships between rail stresses and rail defects are analysed. After that, the average sizes of rail defects in these sections are calculated and compared with rail stresses. Consequently, alumino-thermic welds in the track are found to perform poorly than the flash-butt welds. Furthermore, as the rail stresses increase, average size of rail defects and "number of rail defects per km" are found to increase.