Ray Hattının Oluşturduğu Gürültü ve Titreşimin Zemin ve Hava Yolu İle Yayılması

Konumuz olan raylı toplu taşım sistemleri ve kullanım alanlarının artması konut alanlarının arasından da raylı sistem hatlarının geçmesine yol açmıştır. Metro ve hafif raylı sistemler gibi konut, hastane, okul rekreasyon alanları gibi alanlar içinde hattı bulunan bu sistemlerin de çevre dokuya ses ve titreşim yönünden olumsuz etkileri bulunmaktadır. Yine de bu etkiler karayolu trafiği gürültüsü ile karşılaştırıldığında yoğunluğu daha azdır. Dünya'da ilk raylı sistem 1800'le-rin sonlarında ingiltere'de New Castle'ın Upon Tyne şehrinde başlamış ve bu dönemlerde yük taşımacılığı yapılmıştır. Zaman içinde artan gereksinimler sonucu insan taşımacılığına yönelmiştir. Metro ve raylı taşımacılık konusunda ikinci ülke olarak Amerika'yı görmekteyiz. Türkiye ise raylı toplu taşımacılık sistemi konusunda dünyada üçüncü ülke-dir. Sistem, Osmanlı İmparatorluğu döneminde, 1876 yılında Eu-gene Henry Gavand tarafından getirilmiştir.

Raylı sistem gereksiniminin son yıllarda daha da artması bir yandan şehirlerarası bir yandan da şehir içi raylı toplu taşım gereksinimlerinin artmasına neden olmaktadır. Bu artış ve sonucunda raylı sistemin giderek daha da yoğun kullanılması nedeni ile ortaya çıkan gürültü ve titreşimden kaynaklanan rahatsızlık, raylı sistem hattı çevresindeki insanların şikayetlerini arttırmıştır. Problem, ray hattının titreşim ve sesinin emilememesi durumunda çevre binaların duvarlarında oluşan de-formasyonlardan kaynaklanmaktadır. Tren tekerleği ile ray arasında oluşan titreşim ve ses dalgaları ulaştığında, duvar kalınlğı ile ters orantılı olarak titreşim yapmaya başlar. (Duvar kalınlığı azaldıkça titreşim ve gürültü geçirgenliği artmaktadır.) Oluşan titreşim ve mekan içine yansıyan sesin yalıtılması gerekmektedir. Bunun için öncelikle problemin analizi yapılmalı, analizler sonucunda elde edilen bulgular doğrultusunda çözüm aranmalıdır.Titreşim ve yapılardan yansıyan ses özellikle düşük frekanslarda (50 Hz'in altında) oluşmaktadır. 50 Hz'in üzerindeki frekanslarda etki artan bir ivme ile azalmaktadır. Yüksek frekanslardaki ses ve titreşim enerjisi trenin yapısına göre tekerlek ve raylarda oluşmaktadır. Genellikle bahsedilen titreşim 0-100 Hz. ve 30-2000 Hz. arasındaki sestir.

Bazı belirlemeler

Tahmini değerlerin dinamik oranları "logaritmik oranda" dB olarak gösterilmektedir. L(dB)=20 Log Pt/P2 Gücün spektral değeri genellikle Root Mean Square (RMS) veya etkin değer, 1/3 oktav band olarak hesaplanır.

Raylı sistem olarak çalışan toplu taşım araçları şehir içi ve şehirlerarası toplu taşım araçları olarak iki ana başlık olarak incelenebilir. Şehirlerarası toplu taşım araçları olan mototrenler, ekspres trenler ve en son kullanılmaya başlanılan mavi tren vb'dir. Şehir içlerinde ise son yıllarda metro ve hafif raylı toplu taşım araçları kullanılmaktadır. Oluşturduğu gürültü seviyesi yö-nü ile incelenecek olursa şehirlerarası yolcu trenlerinin seviyelerinin şehir içinde çalışan metro ve hafif raylı trenlerden yüksek olduğu söylenebilir. Mavi tren içlerinde en yüksek ses basınç seviyesini oluştururken, hafif raylı sistemler en düşük ses basınç seviyesine sahiptirler. Bunun bir nedeni taşıdıkları yük miktarı iken bir diğer nedeni ise ray bağlantı şekilleridir. Tablo 1'de dizel çekimli trenlerin ses basınç seviyeleri ile ilgili birkaç örnek yaklaşık değerleri ile verilmektedir. Demiryolu kenarında tren geçerken bir noktaya girdiği andan geçtiği ana kadar geçen süre içinde alınmış olup ölçüm slow modunda yapılmıştır. Ölçü alınan

noktada tren uzunluğunun başında, ortasında ve sonunda ölçümler de alınmaktadır. Ses basıncı düzelerini arka plan gürültüsünü, tren geliş yönü, tren cinsi, hızı, çıktığı hatta rampa olması ve uzunluğu etkilemektedir. Çeşitli frekanslara belirli aralıklar verilerek bunların toplam etkisini gösteren "A ağırlıklandırma sistemi" kullanılmıştır. Bu ağırlıklandırma sistemi, normal insan kulağının sese karşı duyarlılığına çok yakın şekilde temsil etmektedir. Sonuçlar tren cinsine göre sınıflandırılmıştır. Tablo 1'de binaların çeşitli katlarında, çeşitli trenlerin neden oldukları ses basıncı düzeyleri verilmiştir. Tablolarda ilk üç değerden birincisi katarın ba-şında, ikinci ortasında, üçüncüsü ise sonunda yapılan ölçmeyi göstermektedir. Tablo 2'de ise hat çevresinde bulunan bir sitenin hatta sn yakın blokundaki dairenin blokundan alınmıştır. Blok üzerinde hatta paralel olup sesin doğrudan geldiği daire seçilmiştir. Demiryolunun iki tarafında bulunan caddeler için gürültü düzeyi ise Tablo 3'de verilmektedir. Tab-lo'da caddelerden geçen araçların oluşturduğu ses basınç seviyesi, oktav-band frekanslarına göre ayrılmaktadır. Tablo 3'de metro ve diğer demiryollarının iki yönünde bulunan caddelerde, arka plan gürültüsü. Araçların gündüz oluşturduğu hakim ses basıncı seviyesi (oktav-band frekanslarına göre değerleri). Ölçümler saat 14.00'de yapılmıştır. Yüzdeler ölçüm alınmış olup tabloda ortalama değeri verilmiştir.

TitreÅŸim:

1. Şehir içi ve Şehir Dışı Demiryolu: Hattın iki tarafında, tren geçerken düşey titreşimin ivmesi ölçülmüştür. Geçiş zamanı kısa bir süre olduğu için filtrasyon yolu ile frekans analizi yapılamamıştır. Ölçülen ivmeler, yerçekimi ivmesi olan "g" cinsinden olup, sıfırdan itibaren ölçülen tek genliklerin (single amplitude) etkin en üst seviyesi niteliğindedir. Bahsi geçen titreşimin çeşitli sinüs eğrileri oluşturan dalgalarının toplamı olduğu düşünülürse, fiziksel açıdan daha anlamlı olan RMS (Root Mean Square veya karelerinin ortalamasının karekökü), bu en üst değerlerin yaklaşık = .7'si mertebesinde olacaktır. Tablo 4'de çeşitli trenlerin neden olduğu düşey titreşimlerin etkin en üst düzey ivmesi görülmektedir. Tablo 4 Dizel ve Elektrikli Trenlerin çevre dokuya ilettikleri düşey titreşimlerin etkin en üst düzey ve yaklaşık rms ivmeleri. (Metro ve Hafif Raylı Sistemler Elektrikli Çekimli Trenler Grubundadır). Tablodan da anlaşılabileceği gibi, tren cinsine göre ivmeler büyük ölçüde değişmekte, bir durumdaki ivme diğerinin 5 katı veya daha fazla olabilmektedir, iki ayrı yönden geçen Boğaziçi Ekspresi ve elektrikli tenler dışında, belirtilen diğer geçişler ancak bir ölçüme dayanmaktadır. Geçiş hızı ve lokomotif zorlamasına bağlı olarak, ölçülen ivme değerlerinin aynı tren cinsi ile bile değişmeler gösterebileceği göz önünde tutulmalıdır. 2. Tren Raylarının Gürültü ve Titreşme

Etkileri:

Son zamanlarda kullanılan ve özellikle metro ve hafif raylı sistemlerde kullanılmakta olan kaynaklama sistemi trenlerin titreşim ve gürültü düzeylerini düşürmektedir. Ultrasonik sistemler ile yapılan kontroller ile elde edilen bu sistemler genellikle şehir içi raylı sistemlere uygulanmaktadır. Klasik sisteme oranla pahalı olan bu teknik uzunluk bakımından kısa olması ve konu, hastane, okul gibi hassas bölgelerden geçmesi nedeni ile şehir içi hatlarında kullanılmaktadır. Şehirlerarası hatların uzunluğu sistemin ekonomik olmasını engellemektedir. Buna karşın şehirlerarası sistemlerin izmit gibi şehir içlerinden, şehir dışında kalmasına karşın konut alanları, okul ve rekreasyon alanlarının yakınlarından geçiyor olması eski sistemle yapılan ve en az 20 dB daha gürültülü ve 10 kat daha fazla titreşim oluşturan (Tablo 4) eski sistemlerin sosyoekonomik, psikolojik ve toplumsalsorunlar yarattığı bir gerçektir.

Problemin analizi:

Metro ve hafif raylı sistemlerdeki gürültü ve titreşimlerin oluşumu ve yayılımını anlayabilmek için öncelikle sistemi tanımak gerekmektedir. Sistemin çalışabilmesi için gereken ana bölümler ve ekipmanlar ve kullanım kolaylığı, konforu, güvenliği ve fizibil olması için eklenmiş bölüm ve ekipmanlar bulunmaktadır. Bu ekipmanların her birinin oluşturduğu ses ve titreşim ayrı değerlendirilmeli ve çevre dokuya olduğu kadar, sistemin kullanıcısına da rahatsızlık vermemelidir. Bu gereklilik bir yandan konfor açısından önem kazanırken bir yandan da kullanıcı ve çalışanlarının fiziksel ve ruhsal sağlığı için önem taşımaktadır.

Kullanıcı açısından bakıldığında metro sistemi hat ve istasyonlar olarak ikiye bölünebilirken, işletim ve yapımcılar için bu bölümlen-meye; depo ve atölyeler, güç istasyonları, işletme merkezleri.... dahil olmaktadır. Tüm bu bölümlerin ayrı ayrı ele alınması, her bir bölümde çalışan görevlilerin duyma ve sağırlık seviyelerine göre Resmi Gazetenin belirlemiş bulunduğu Hz. ve dBA değerinin sağlanması gerekmektedir. Dış mekana yansıyan gürültü seviyeleri de yine Resmi Gazetenin öngördüğü seviyeyi aşmamalıdır. Resmi Gazetenin ise bu konuda yetersiz kalan bölümleri yeniden ele alınmalı ve gerekli ilaveler yapılmalıdır.

Tablo 4 örnek Kızılay istasyonu Peron Katı atıl gürültü test sonuçları, itsayon içinde yolcu yokken sadece aydınlatma armatürleri, yürüyen merdivenler, çalışırken sadece yansımalar ve iç mekan ekipmanlarının oluşturduğu gürültü seviyesini göstermektedir.

Kaynaklar

1.         Bal, Filiz. "Metro istasyonlarında iç Mekanın Biçimlenmesi ve Tasarımını Etkileyen Faktörler". Master Tezinden.

2.         Esveld, Coenraad. "Modern Railvvay Treck", Germany, 1965.

3.         Bal, KoçyiÄŸit Filiz Yük. Mimar. KiÅŸisel Testlerden, 1997.