Demiryolu üstyapısının dinamik davranışı
Dynamic behaviour of railway's superstructure
Yazar: VOLKAN ONUR YILMAZ
Danışman: PROF.DR. AYDIN EREL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
ÖZET 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.

Abstract:
ABSTRACT Especially in the last 50 years, railway systems have improved rapidly. This progress has exposed high velocity. Nevertheless, the usage of light and flexible material, having less damping property than wood, has become widespread. The increasing velocity, traffic load and usage of non- wooden material increased the maintenance and repair costs of the railway. Resonance vibration, created by the dynamic behavior of railway, feeds back to the railway as maintenance and repair cost. Briefly, recently constructed systems are under high vibrating forces because of their high velocity and elastic properties. Frequency spectrums of these forces, especially from the side of resonance vibrations, are important to be known. Because, if one or more of the coercing forces frequency coincides with the natural frequency of the system, resonance vibrations, which are destructive because of their vibration, occur. Therefore, to prevent resonance vibration, comprehensive dynamic analysis should be performed during design stages. In this work, first, all kinds of railway superstructures have been described and vibration analyses have been mentioned. Under the dynamic behavior of railway subject; an introduction to the modeling of railway dynamic behavior and its historical development is described. Furthermore, vehicle/railway interaction problems, railway and railway/vehicle interaction models, analyses techniques and their historical progress researches have been performed. Thereafter, under the subject of modeling and analysis of standard railway models, two of the defined suitable models have been chosen and analyzed analytically. As a conclusion, general recommendation has been given to give an idea and a suggestion for future researches. Key Words; Railway dynamics, dynamic modeling of railway, superstructure of railway, Euler -Bernoulli, vibration. XI