2.RAY BAĞLANTILARI

2.1. Bağlantı Malzemelerinin Tanımı ve Görevleri

2.1.1. Bağlantı Malzemelerinin Tanımı

Rayları, raylara ve traverslere bağlayarak stabilitesi yüksek bir çerçeve oluşturan, raylar ve ray ile travers arasında kuvvet aktarımını sağlayan, rayların şekil ve yer değiştirmelerini önleyen, üstyapıya gelen etkileri elastik şekil değiştirmelerle azaltan, cebire, krapo, ergo, bulon, tirfon ve selet gibi malzemelere bağlantı malzemeleri denir.

2.1.2. Bağlantı Malzemelerinin Görevleri

Stabilitesi yüksek bir çerçeve oluşumunu sağlamak

Raylardan etkiyen yatay ve düşey kuvvetleri azaltarak raya ve traverse aktarmak

Ekartmanın korunmasını sağlamak

Rayların şekil değiştirmesini önlemek

2.2. Bağlantı Malzemelerinde Aranılacak Özellikler

Basınca, burulmaya ve devrilmeye karşı mukavemetli olmalı, sağlam yanal ve düşey tutuş sağlamalı

Rayla travers arasında sürekli bir elastiki bağlantı sağlamalı, böylece yükün sürekli ve milyonlarca kez etki eden bir ulaşım yükünün zarar görmeden taşınmasını mümkün kılmalı

Birbiriyle karıştırılması olanaksız ve mümkün olduğu kadar az tekil parçadan oluşmalı ve montajı ile sökülmesi gerek elle gerekse makine ile kolayca yapılabilmeli

Traverslere ön montajı mümkün olmalı

Laçkalaşmayan ve aşınmayan (dişsiz) yapıya sahip olmalı

Traversi zayıflatan dübel, vida ve vidalı cıvata için az delik gerektirmeli

Uzun ömürlü olmalı

2.3. Bağlantı Malzemelerinin Sınıflandırılması

2.3.1. Rijit Bağlantılar

Başlangıcından itibaren raylı sistemlerde özellikle de ray-travers bağlantılarında rijit sistemler kullanılmıştır. Ahşap traverslere rayların doğrudan bağlanması, demir travers bağlantısı ile "N" tipi rijit bağlantı sistemleridir. Ancak üstyapı elastikiyeti dolayısıyla her dingil geçişte yatay ve düşey deplasmanlar yapmaktadır. Buna karşılık rijit bağlantılar bu deplasmanlara uyum sağlayamamaktadır. Bu nedenle klasik bağlantı sistemlerinin hepsi zamanla laçkalaşmakta ve önemli bakım ve onarım sorunları çıkarmaktadır.


2.3.2. Esnek Bağlantılar

Bu sorunların önüne geçebilmek amacıyla üstyapının elastikiyeti ile uyumlu bağlantı sistemleri gerçekleştirilmiştir. İlk önceleri yaylı tek katlı, çift katlı üç katlı rondelalı sistemler ile "tek elastikiyet" gerçekleştirilmiştir. Zaman içerisinde ise çelik seletlerin üzerinde önce ahşap sonraları plastik seletler kullanılmış olup sonucunda çelik seletlerin yerine kullanılabilecek plastik seletler üretilmiştir.
Çifte elastik bağlantı sistemleri elastik bağlantıların en başarılı olanıdır. Bu bağlantılar ray pateni altına konulan kauçuk sömel ve magnezyumlu çelikten yapılmış esnek iki katlı krapolar ile karakterize edilebilir.
"HM" bağlantıda olduğu gibi kauçuk sömeller raydan gelen bütün titreşimleri emdikleri için özellikle betonarme traverste çok başarılı olmuştur. Ayrıca bu bağlantı sisteminde "rayların şöminmanı" olayı da önlenmekte veya en aza indirilmektedir.
Elastik açıdan birbiri ile uyumlu olan bağlantı malzemeleri ve plastik seletler kullanılmalıdır.

2.4. Rayı-Raya Bağlayan Malzemeler

2.4.1. Cebire

Rayları iki ucundan birbirlerine bağlamak için kullanılan demir çubuklara cebire
denir.
Cebireler, yumuşak çelikten, haddeden geçirilmek suretiyle yapılır. Yol içinde ve dışında kalan kısımları, aynı veya farklı şekilde olabilir. Delik sayısı, ray başlarındaki delik sayısına göre 4 veya 6 olur.

CEBİRE BLONU Şekil 2.1: Cebire ve blonu

2.4.2 İzoleli Cebire

Sinyalli bölgelerde veya ray devrelerinin ayrıldığı otomatik kumandalı hat kesimlerindeki hemzemin geçitlerde oluşturulan izole contalarda kullanılan cebiredir. Bu cebireler ray ile temas etmemesi için plastik malzeme ile izole edilmiştir.

Resim 2.2: İzoleli cebire

2.4.3. Cebire Bulonu

Baş, gövde ve somundan ibarettir. Bulon somunları yol kontrolünde, kolaylıkla görülebilmesi için yolun iç kısmına gelecek şekilde bağlanarak kullanılır.


2.4.4. Rondela

Hem ray ile rayın bağlantılarında hem de rayla traversin bağlantısında kullanılır. Tek katlı, çift katlı, üç katlı tipleri vardır. Cebire ile cebire bulonu somunu arasına konulur. Bağlantının sürekli gergin ve sıkı olmasını sağlar. Aşağıda 3 tip rondela resmi görülmektedir.

Bağlantılarına göre:

2.5.1. Demir Travers bağlantısı

Ergo, krapo, travers blonu ve rondeladan oluşan rijit bir bağlantı sistemidir. İsminden de anlaşılacağı üzere sadece demir traverslerde ergolu ve krapolu bağlantısı olan bir sistemdir. Karşılıklı iki ray arasında elektrik akımını geçirdiğinden sinyalizasyonlu ve ray devreli hatlarda kullanılmamaktadır. Ayrıca bakım maliyeti yüksek, yüksek hıza müsait olmayıp, konforsuz seyahat imkanı sağlayan bir sistemdir. Özellikle plastik selet kullanılmadığından rayların vuruntu olan kesimlerinde ray, travers ve bağlantı malzemelerinin kırılmalarına

2.5.2. Blon-Tirfon" Tipi Bağlantı

Çelik selet, blon-tirfon, krapo, rondela, plastik seletden oluşan rijit bir bağlantıdır. Ahşap, beton, plastik traverslerde ve traverssiz beton bağlantılarda kullanılabilen bir bağlantı sistemidir. Tirfonla travers blonu bir bütün olup diğer malzemeler K tipi bağlantının aynısıdır. Trenlerin normalin üzerinde hız yaptığı yerlerde bu tirfonlar merkezkaç kuvvetini karşılayamadığından sık sık kırılmakta veya tirfon yatakları laçkalaştığından traversler kullanılamaz duruma gelmektedir. Bu olumsuzluklar yoldaki malzeme ve bakım masraflarını artırdığından ve esnek bir bağlantı sistemi olmadığından bu bağlantı sistemi tercih edilmemektedir.

2.5.3. "N" Tipi Bağlantı

Çelik selet, tirfondan oluşan rijit bir bağlantıdır. Özellikle plastik selet kullanılmadığından rayların vuruntu olan kesimlerinde ray, travers ve bağlantı malzemelerinin kırılmalarına neden olmaktadır. Sadece ahşap traverslerde kullanılır. Tirfon delikleri laçkalaştığında traverslerde ayrıca delik açılması zorunluluğu getirmektedir. Bu durum traverslerin ömrünü kısalttığı gibi bakım masraflarını da arttırdığından trafiğin yoğun olduğu hatlarda kullanılmamaktadır.

2.5.4. "K" Ttipi Bağlantı

Çelik selet, tirfon, krapo, krapo bulonu, çift katlı rondela, plastik seletten oluşur. Elastik bir bağlantı olup, ahşap, beton, plastik traverslerde ve traverssiz beton bağlantılarda kullanılabilen bir bağlantı sistemidir. Beton traverslerde bir selette sadece iki tirfonla bağlantı yapılır. Bu bağlantıda yatay kurplardaki merkezkaç kuvvetini bu iki tirfon karşılamaktadır. Blon-tirfon" tipi bağlantı sistemindeki olumsuzluklar bu sistem için de geçerlidir. Sadece konvansiyonel (hızın 200 km/s'den düşük olduğu hatlar) hatlarda bulunan ahşap traversli makaslarda hız düşük olduğunda kullanımı devam etmektedir.
"K" tipi ve blon-tirfon tipi bağlantılar rondela, ray altı ve selet altı plastik seletleri ile yumuşatılarak elastik bağlantı haline getirilmiştir. Bu bağlantılarda plastik seletler kullanılmazsa rijit bağlantı durumuna geçerler.

2.5.5. "HM" tipi bağlantı

Gergi kıskacı, açı kılavuzu, ara plastik selet, tirfon ve besleme rondelasından oluşan, sadece beton traverslerde kullanılan, tek elastik sistemdir. Diğer sistemlerdeki olumsuzlukların tamamı bu sistemde giderilmiştir. Kurplardaki merkezkaç kuvvetleri beton traverslerin inşası esnasında oluşturulan omuzlar vasıtasıyla karşılandığından malzeme kırılmaları ve laçkalıkları görülmemektedir. Merkezkaç kuvvetinin oluşturduğu 10-12 tonluk fazla yükte, malzemenin yatay ve düşey eksendeki, elastikiyetinden kaynaklanan 10 mm'lik yol açıklığı oluşmakta, daha büyük kuvvetlerde ise yol açıklığı sabit kalmakta daha fazla açıklık oluşturmamaktadır. Bu sistemde tirfonlar tirfonöz motoru ile tork ayarına uygun olarak sıkıldığı takdirde traverslerin ömrü uzun ve bakım masrafları az olmaktadır.
Bağlantı malzemeleri ne kadar fazla elastik olursa traverslerdeki yük dağılımı dengesizliği doğru orantılı olarak ortadan kalkar. Elastik olmayan bir yolda yükleri iki veya üç travers karşılarken, yoldaki elastik arttıkça yola gelen yükleri karşılayan travers sayısı da artar. Mevcut yük daha geniş alana yayıldığı için altyapı ve üstyapı elamanları daha uzun ömürlü olur.

"HM" bağlantıların tirfonları tirfonez motoru ile ve 200 Knivtonluk (20 kg'a tekabül eder.) basınçla sıkılmalıdır. Sıkım esnasında gergi kıskacının altı ile açı klavuzu arasında 0,5 mm'lik boşluk kalmalıdır. Belirtilen basınçla sıkım yapıldığında bu boşluk kalır.

2.6. Raylara Traverslerle Eğim Verilmesi

Doğru yollarda her iki tekerleğin yuvarlanma mesafeleri aynıdır.

Ancak kurplarda iç ray dizisi dış ray dizisine nazaran daha kısa olduğundan, dış rayda yol alan tekerleğin iç raydaki tekerleğe nazaran daha uzun bir mesafeyi kat etmesi gerekmektedir.

Bunu temin için tekerlek bandajları konik şekilde imal edilmiştir.

Kurplarda merkezkaç kuvveti etkisiyle dış ray dizisindeki tekerleğin yuvarlanma yüzündeki koniklik sebebiyle konik kısmın büyük çapı üzerinde, iç ray dizisindeki tekerlek konik kısmın küçük çapı üzerinde dönmek sureti ile bu olumsuzluk giderilmeye çalışılmıştır.

Bandajların konik, rayların düşey durumda olması halinde tekerlek rayla çizgi teması yapacağından ray üzerinde büyük basınçlar oluşur.

Tekerlek ray ilişkisini düzeltmek için, raylar yol içerisine doğru 1/40 eğimli olarak döşenmektedir.

Ayrıca verilen eğimle rayların yanal kuvvetler nedeniyle devrilmeleri de güçleştirilmiş olur.

Bu eğimlerin verilme usulleri şu şekildedir:

Makaslarda: Makaslarda eğim verilmez. Makaslara giriş ve çıkış contalarını takip eden komşu ilk çerçevede bağlı yol 1/20 eğimli ise 1/40 eğim verilerek ağızlık sağlanır. Şayet bağlı yol 1/40 eğimli ise ilk çerçevelerde eğim verilmez.

Demir traversli yollarda: Seletsiz tiplerde 1/20 eğim travers üst yüzeyine imalat esnasında verilmiştir. Seletli tiplerde ise travers üst yüzeyi düz olup, seletlerin üst yüzeyine verilen eğimle verilmiştir.

Ahşap traversli yollarda: Ray tabanına gelen kısmın önceden 1/20 eğimde yontularak sabotesi ile veya seletli tip ve "K" tipi bağlantılarda (selet eğimli olduğundan) seletin üst yüzeyi ile verilmiştir.

Beton traversli yollarda: Teker eğimleri 1/20 iken, Avrupa'da ve UICD'ye bağlı ülkelerde 1/50 eğimli teker kullanılmaya başlandığından, kuruluşumuzda da yaklaşık 80'li yıllardan beri 1/50 eğimli teker alınmaya başlanmıştır. Bu nedenle beton traversler 1/40 eğimli olarak imal edilmektedir. Bu eğim düz selet kullanılarak imalat esnasında beton travers üst yüzeyine verilir. Beton traversli yollardaki contalarda ahşap travers kullanıldığında travers üzerine 1/40 eğim verilmelidir





KAYNAK :
Demiryolu Üstyapı Tekniği- Osman Berke
Üstyapı bilgisi ve Tekniği- İlhan Kaçer
Üstyapı ve Demiryolu tekniği-Feridun Kumbasar