Raylı sistemler kendi içinde alt gruplara ayrılmış pek çok parçadan oluşan çeşitli sistemler bütünüdür. Ciddi bir emek sermaye ve mühendislik birikiminin ortaya konulması neticesinde sağlıklı çalışan bir raylı sistem kurmak mümkün olup kurulan bu sistem aynı zamanda gelecekte yapılacak başka çalışmalar için de teknik deneyim sağlamaktadır. Konuyu daha iyi anlayabilmek için teknik açıdan raylı sistemi oluşturan parçaları genel hatlarıyla başlıklar halinde sınıflandırmak gerekirse;
1 – Altyapı: Yarma, dolgu, toprak gövde ve alt balast tabakası
2 – Üst yapı: Balast tabakası, ray, travers, ray ve travers bağlantı elemanları 3 – Taşıtlar: Vagon, lokomotif ve bakım onarım araçları
4 – Mühendislik Yapıları: Köprüler, tüneller, hemzemin geçitler, kurplar, drenaj sistemleri, menfezler, istinat ve iksa yapıları
5 – Diğer Yapılar: İstasyonlar, bakım onarım tesisleri ve idari binalar
6 – Sinyalizasyon Sistemleri: Demiryolu sinyalizasyonu, sinyalizasyonu düzenleyen tesisler ve haberleşme sistemleri,
7 – Elektrifikasyon Sistemleri: Elektrik kabloları, katanerler ve trafolar Şeklinde gruplara ayırmak mümkündür.
Raylı sistem maliyetini etkileyecek en önemli kalemlerden biri güzergâhın geçtiği arazinin doğal yapısındaki farklılıklardan dolayı alt yapı inşaat kısmıdır. Doğru inşa edilmiş bir altyapı sağlıklı çalışan bir üstyapı için olmazsa olmaz özelliktedir. Tayin edilen güzergâhın büyük kot farklılıklarına sahip ve inşaat çalışmaları açısından zorlu bir tabi zemin üzerinden geçmesi ile düz bir arazide hatta bir otoyol paralelinde ve onun altyapısı yardımı ile ilerlemesi arasında maliyet ve çalışma süreleri açısından ciddi farklılıklar bulunmaktadır. Çalışmalar altyapıdan üst yapıya doğru ilerledikçe zeminden kaynaklanan farklılıklar ve kusurlar en aza
70
indirilmekte, kullanılan malzemeler alt yapıdan üst yapıya doğru ilerledikçe, kalemlerin maliyetleri her hat için birbirine daha yakın değerlere gelmektedir. Altyapı çalışmasına başlamadan önce güzergâhın geçtiği arazinin üzerindeki eş yükselti eğrilerini gösteren topoğrafik harita üzerinde çalışarak mevcut zemin kotlarına göre yarma ya da dolgu gereken bölgeler belirlenmeli ve bu bölgelerde yapılacak toprak işleri çalışmaları neticesinde oluşacak maliyetin hesabı yapılmalıdır. Çalışma yaptığımız güzergâhta maliyet ve süre açısından en büyük avantajımız inşa çalışmasının ilk basamağı olan yarma ve dolgu işlemlerinin minimum seviyede olmasıdır. Sadece Sigorta Köprüsü olarak bilinen T.C.D.D. Üst Geçidi’nin bulunduğu noktada, güzergâhın mevcut demiryolu hattından ayrılarak, Çağış Yerleşkesi istikametine dönmesi ve bölünmüş yol seviyesine çıkarılması noktasında önemli bir altyapı çalışması ortaya çıkacaktır.
Şekil 5.1: Mevcut demiryolu hattının güzergâhtan ayrıldığı sigorta köprüsü
Alt yapı inşaat kısmının ilk tabakası toprak gövdedir. Üzerinden geçen raylı sistem için bir temel ve alt temel vazifesi gören bu tabaka hattın yatayda ve düşeyde projesine uygun bir şekilde düzgün ve kotunda olması için çok önemlidir. Alt balast ve balast tabakası bu malzeme üzerinde oturacaktır. Toprak gövde doğru inşa edilemezse, taşıt yükü ve çevresel etkilerle hat kısa sürede bozulacak ve bozulan hatları düzeltebilmek için yapılan müdahaleler sınırlı fayda sağlayacaktır. Bu sebeple
71
yanlış inşa edilmiş bir toprak gövdenin hat kalitesi her zaman için sınırlı seviyede kalacaktır. Toprak gövde doğal zeminin yapısına göre seçilmiş düzgün bir sert toprak veya kaya malzemeden oluşur. Bu malzeme özenle seçilmeli, suya doygun olmamalı, dondan korunmalıdır. Yarma ve dolgu çalışmaları sırasında yapılan kazılardan elde edilen malzeme toprak gövde inşası için kullanılabilir. Ancak kazı çalışmasında elde edilen nebati toprak sıyrılmalı, toprak gövde dayanımı yüksek zemin malzemesi ile inşa edilmelidir. Kazı çalışması ile elde edilen malzeme yetersiz geldiği takdirde idare tarafından uygun görülen malzeme getirilerek toprak gövde için kullanılabilir. Toprak gövde çalışmasına sağlam zemine ulaşıncaya kadar zemin sıyırma işlemi yapılarak başlanır. Zeminin sertlik seviyesine göre değişmekle beraber bu sıyırma işlemi ortalama 20 – 30 cm kesitinde toprak yüzeyinin kaldırılması ile gerçekleştirilir. Bu işlem neticesinde sıyrılan kısımlarda yer yer boşluklar oluşacağı için toprak gövde inşasına başlamadan önce bu boşluklar sert malzeme ile doldurulmalı sıkıştırılmalı daha sonrasında toprak gövde inşasına başlanmalıdır. Toprak gövde inşası tabakalar halinde yapılmalı 30 cm kalınlığa sahip tabakalar suyun hattan drenajına imkân verecek şekilde enine eğim verilerek serilip sıkıştırılmalıdır [26]. Bu sıkıştırma işlemi toprak dolgu projesinde gösterilen kota gelinceye kadar devam eder.
Toprak gövdenin hemen üzerinde alt balast ve balast tabakaları yer almaktadır. Günümüzde pek çok kent içi raylı sistem projesi balastsız olarak da inşa edilebiliyor olsa da balastlı demiryollarının hem maliyet açısından daha avantajlı olması hem kent içi drenaj sisteminin bulunmadığı yerleşimden uzak noktalarda suyun hattan drenajını sağlaması gibi sebeplerle balastlı demiryolu bizim hattımız için daha uygun bir sistemdir. Balastlı demiryollarında balast ve alt balast tabakaları demiryolu taşıtlarından gelen ağır yükleri dengeli bir şekilde zemine aktaran ve suyu drene eden bir yapıya sahip olmalıdır. Güzergâhımızda bulunan doğal zemin tabakasının gevşek bir yapıda olduğu da dikkate alınırsa düzgün inşa edilmemiş bir alt balast ve balast tabakası üzerinde çalışan raylı sistem, gürültü, titreşim ve dalgalanmalar ile önceleri konfor seviyesini zaman içinde de hattın güvenlik seviyesini aşağı çekecektir.
Alt balast tabakası, balast tabakasından gelen yükleri toprak gövdeye aktaran, raylı sistem hattının toprak malzeme ile irtibatını kesen, yapıyı dondan
72
koruyan, inşaat aşamasında tamamlanmış olan zeminin stabilizasyonuna rağmen yapı tekrarlı yükler altında iken oluşabilecek farklı oturmaları sönümleyen bir tabakadır. Ayrıca alt balast tabakası altında bulunan toprak malzemenin üstündeki balast tabakası arasına karışmasını engellediği için üst yapının dane çapını ve malzeme niteliğini koruyan bir yalıtım malzemesi niteliğindedir. Alt balast tabakası kalınlığı malzeme türü ve dane çapları seçilirken doğal zeminin yapısı iyi analiz edilmeli her hat için kendi karakteristiğine uygun zemin malzemesi seçilmelidir. Balast altı tabakasının kalınlığı minumum 15 cm olacaktır. Bu kalınlık zemin koşullarına bağlı olarak belirlenecek ve drenaj için uygun eğim verilecektir [27].
Balast tabakası raylı sistem taşıtlarından gelen yükün alt balasta düzgün bir şekilde aktarımını sağlarken aynı zamanda hattın travers yapısını da hem taşıt yüklerinin olumsuz etkilerinden hem de paslanmadan koruyacaktır. Balast tabakası üzerine yerleştirilecek olan traversler ahşap ya da beton seçilebilir. Balast tabaka kalınlığı günümüzde birçok ülkede 50 cm’ i bulmuştur ülkemizde ise bu kalınlık 30 – 40 cm arasındadır [28].
Çalışma güzergâhımızda zeminin büyük bir kısmının yumuşak toprak yapısından oluşması sebebiyle raylı sisteminin altyapı inşaatı tamamlandıktan sonra yeterli seviyede taşıma gücü değerlerine sahip olmalı ve kullanım aşamalarında da düzenli olarak bakımının yapılması gerekmektedir. Hat kullanım aşamasında iken iklim koşulları, yağışlar ve çeşitli çevresel etkiler neticesinde altyapı malzemesinin deformasyonu, malzemede aşınma, kopma ya da sürüklenme gibi etkiler hat güvenliğini tehlikeye sokabilmektedir. Bu sebeple tarım arazisi niteliği taşıyan taşıma gücü düşük olan güzergâhımızın kullanım aşamasında bakımlarının düzenli olarak takip edilmesi gerekmektedir. Zayıf zeminlerde işletme aşamasında gerekli muayene ve bakımlar aksatıldığı takdirde, ağır taşıt yükleri altında deformasyonlar oluşabilir. Bu durum tabi zemine ayak uyduran alt balast ve balast tabakalarında oturmalara, kesit daralmalarına, alt balast ve balast tabakalarının tekrarlı ve aşırı yükler altında birbirine karışarak hat kesitlerinin farklı tabaka niteliklerini kaybetmesine ve hattın drenaj ve taşıma gücünü uzun vadede tüketmesine sebep olabilecektir.
Raylı sistemlerde ray açıklıkları birbirinden farklı değerler alabilmektedir. Ancak hafif raylı sistem hatları için kullanılan 1435 mm ray açıklığı şehirlerarası
73
yolcu taşımacılığı için imal edilmiş olan ray açıklıkları ile uyumludur. Bu durumda çalışma güzergâhımızın ilk 2300 metresinde yer alan mevcut demiryolu yeni hat inşaatı ile uyumlu olacaktır. Bunun dışında birbirine komşu olan veya paralel giden raylarda, hat eksenleri arası açıklık güvenlik açısından en az 4 m olmalıdır. Raylar için kullanılan malzemenin mümkün olduğunca uzun ve tek parça olmasına dikkat etmek gerekir. Kısa parçalardan oluşan sık birleşim detaylı rayların bağlantısı çok olacak, bu durum da titreşimi ve gürültüyü arttıracaktır.
Raylı sistemlerde emniyet açısından çok önemli olan sinyalizasyon sistemi, makas elemanları, sinyal lambaları, röleler ve ray devreleri gibi bir dizi parçadan oluşmaktadır. Sinyalizasyon sistemini önemli kılan bir diğer etken hafif raylı sistemin diğer kent içi ulaşım araçlarına göre en önemli avantajı olan sık aralıklarla ve gecikmesiz çalışmasını sağlayan ana unsuru olmasıdır. Hafif raylı sistemin güzergâh üzerinde daha önceden belirlenmiş istasyon geliş ve gidiş saatlerine uygun olarak, makine ve insan hatalarına izin vermeyecek şekilde güvenli çalışması çok etkin bir otomasyona sahip sinyalizasyon sistemi ile mümkündür.
Teknik açıdan güzergâhta karşılaşılacak en önemli sorunlardan biri mevcut köprülü kavşakların düşey gabarisinin raylı sistem geçişleri sırasında yaratabileceği olumsuzluktur. Burada yükseklik için getirilen standart değerler demiryolu hattının tek ya da çift şerit olmasına ya da araçlarda ve elektrifikasyon sisteminde meydana gelen yeniliklere göre değişmesine rağmen genel kabul gören hali ile kent içi raylı sistemlerde araç yüksekliği 3,66 metredir, kataner direkleri ile gereken yükseklik 6 metreye kadar çıkmaktadır. Aç kapa tünel geçişlerinde 4,50 metre yükseklik yeterlidir [27].
Hattın planladığımız gibi bölünmüş karayoluna paralel ve hemzemin olarak tesisi durumunda en iyimser tahminle 3 yıl sürecek inşaat çalışmaları sırasında mevcut karayolu bu çalışmalardan etkilenecek hatta bazı dönemler karayolu kısmi olarak araç trafiğine kapatılacaktır. Bu durumun oluşturacağı geçici trafik sıkışıklığı da araçların zaman ve yakıt tüketimini arttırırken kullanıcıların da psikolojik yapısını olumsuz etkileyecektir. Bu sebeple başlayacak inşaat çalışmalarının en kısa sürede tamamlanacak şekilde, planlanması ve inşaata başlanmadan önce her türlü teknik ve mali detayın çözülmüş olması gerekmektedir.
74
Hattın sıhhi tesisat sistemi dâhilinde temiz su, pis su ve drenaj sistemleri tasarlanmalıdır. Hattın üzerinde teknik olarak dikkat edilmesi gereken bir diğer önemli husus drenajdır. İstasyonlarda ve demiryolu hattında tabi zemin üzerinde kalan pis su ve yağmur suları tabi eğim ile zemin seviyesinin altındakiler ise pompa ve kanallar ile ilgili şebekelere deşarj edilecektir. Hâlihazırda hat üzerinde, karayoluna paralel vaziyette çalışan kanalizasyon hattı bulunmaktadır. Bu hat Çağış Yerleşkesi’nin atık sularını taşımaktadır. Raylı sistem hattının kanalizasyon sistemini de mevcut bulunan bu hatta bağlamak en doğru yöntem olacaktır.
Şekil 5.2: Çağış Yerleşkesi kanalizasyon hattı
İstasyonlar ve binalar yangın zonlarına ayrılacak, tüm yapılar yürürlükte bulunan yangın, güvenlik ve erişilebilirlik şartnamelerine uygun inşa edilecektir. Hat üzerinde tüm mekanik ve elektrik tesisatlarının yanı sıra gerekli noktalarda trafo binaları inşa edilecektir.
Güzergâh üzerinde bulunan istasyonların tasarımı yapılırken güncel şartname ve yönetmeliklerde belirtilen değerlere uymak gerekir. İstasyon platform uzunluğu genel olarak çalışacak katardaki vagon sayısına göre belirlenir. Hafif raylı sistem araçlarında vagonlar arası geçiş olmadığı için katar tüm vagonları ile istasyona
75
yanaşabilecek şekilde tasarlanmalıdır. Bu istasyonlar karayolundan güvenli bir şekilde ayrılmış olmalı, aktarma yapacak yolcular için uygun otoparka sahip olmalı ve engelli bireylerin kolayca ulaşabileceği şekilde inşa edilmelidir. Ayrıca istasyonlarda çarşı şeklinde dükkânlara yer vererek, insanların kent içi ulaşım amacıyla sık girip çıktığı bu hacimleri küçük ticaret alanları olarak da kullanmak mümkündür.
76