ĐÇĐNDEKĐLER GĐRĐŞ... 1 BÖLÜM 1... 2 MONORAYIN TARĐFĐ... 2 A. MONORAY TĐPLERĐ... 2 A.1 Monoray (Schwebebahn)... 2 A.2 Askı Tipi Monoray (Safege Type)... 2 A.3 Bindirme Tipi Monoray (Straddle Type)... 4 A.4 Konsol Tipi Monoray (Cantilevered Type)... 4 A.5 Maglev Monoray (Magnetic Levitation)... 5 B. MONORAY TEKNOLOJĐSĐNĐN ÖZELLĐKLERĐ... 5 B.1 Farklı Yol Seviyesi... 5 B.2 Emniyet ve Tahliye... 6 B.3 Lastik Tekerlekli Cer ve Kılavuzlama... 6 B.3.1 Enerji Tüketimi... 7 B.3.2 Đvmelenme ve Frenleme... 7 B.3.3 Eğimler... 7 B.3.4. Hava Koşulları... 7 B.3.5 Gürültü... 7 B.3.6 Genel Sistem Özellikleri... 8 B.4 Đşletme Özellikleri... 9 B.4.1 Enerji... 9 B.4.2 Hız... 9 B.4.3 Yolculuk Konforu... 9 B.4.4 Makas Sistemi... 9 B.4.5 Bakım... 10 SONUÇ... 10 BÖLÜM 2... 11 BĐNDĐRME TĐP MONORAYLI SĐSTEMLER VE TEKNOLOJĐ... 11 A. YÜKSELTĐLMĐŞ YAPILAR... 11 A.1 Hat Yolu... 11 A.2 Ayaklar... 13 B. BĐNDĐRME TĐP MONORAY ARAÇLARI... 15 B.1 Seattle Alweg Aracı... 15 B.2 Hitachi... 17 B.3 Bombardier M-6... 18 B.4 Monorail Malaysia... 19 BÖLÜM 3... 21 MALĐYET AVANTAJLI BĐR TOPLU TAŞIM SĐSTEMĐ OLARAK MONORAY... 21 A.MONORAY SĐSTEMĐ ANA GĐDERLERĐ... 21 A.1 Tahmini Maliyetler... 21 A.2 Gerçek Maliyetler... 21 A.3 Yorum... 22 BÖLÜM 4... 23 DÜNYADAN MONORAY UYGULAMA ÖRNEKLERĐ... 23 4.1 ASYA... 23 4.2 AVUSTRALYA... 30 4.3 JAPONYA... 31 4.4 AVRUPA... 36 4.5 GÜNEY AMERĐKA... 40 4.6 KUZEY AMERĐKA... 40 Monoray Đnceleme Raporu i
Monoray Đnceleme Raporu ii
GĐRĐŞ Monoraylı taşıma sistemleri batılı toplumlarda genellikle dünya fuarları ve eğlence parklarında bir taşıma sistemi olarak yer almaktadır. Bununla birlikte son zamanlarda, çok sayıda büyük ölçekli monoraylı toplu taşım sistemleri inşa edilmiş, bazıları da inşa edilmekte veya planlama safhasındadır. Japonya yeni monoraylı sistemler yapımında açıkça lider bir ülkedir. Kitakyushu, Chiba, Osaka, Tama, Tokyo- Haneda, Shonan, Naha-Okinawa sistemleri ile başarılı toplu taşım yapılmakta ve yenileri planlanmaktadır. Kuala Lumpur, Malezya, sadece bu proje için kurulan kendi firması ile şehir içi monoray sistemini inşa etmiş ve 2003 te işletmeye açmıştır. Bu örneklerin dışında sadece Asya kıtasında Singapur, G. Kore, Çin, Tayland, Malezya, Singapur, Dubai, Đran, Hindistan gibi ülkelerde çok sayıda ve çeşitli kapasitelerde monoraylı taşıma sistemleri görev yapmakta veya yapımı devam etmektedir. Amerika, Avrupa, Avustralya dan örnekler de mevcuttur. Ancak monoraylı sistemler dünyada çok yaygın değildir ve rastlanan örnekler de özel uygulamalardır. Söz konusu sistemlerle ilgili elde edilen teknik bilgilerin kısıtlı olması nedeniyle tasarım kriteri olarak sunulabilmeleri mümkün değildir. Edinilen bilgilerle ancak teknik tanıtım ve araştırma raporu şeklinde bir çalışma sunulabileceği, ayrıca dünyadan ciddi uygulama örneklerinin de bu rapora eklenebileceği düşünülmüştür. Hazırlanan bu raporda monoraylı sistemlerin genel tanıtımı yapılmaya çalışılmıştır. Bu çalışma içinde sistem tipleri, teknik özellikleri, dünyadan uygulama örnekleri ve imalatçı bilgileri yer almaktadır. Raporda ayrıca bazı mukayeseli maliyet çalışmalarına da yer verilmiştir. Monoray Đnceleme Raporu 1
BÖLÜM 1 MONORAYIN TARĐFĐ Monoray, yolcu veya yük taşıma araçlarının hatyolu için tek bir rayın kullanılması olarak tarif edilmektedir. Çoğu örnekte ray yerden yüksektedir, fakat hemzemin, yarma veya yer altında tünel içinde de olabilmektedir. Araçlar ya dar bir hatyolundan asılmakta veya bindirmeli olmaktadır. Monoray araçları kendilerine mesnet olan hatyolundan daha geniştir. A. MONORAY TĐPLERĐ A.1 Monoray (Schwebebahn) Genel olarak tanınan ilk monoray Wuppertal, Almanya daki Schwebebahn ( sallanan demiryolu ) sistemidir. Bu sistem yegane gerçek tek-ray lı sistemdir. Yükseltilmiş bir çelik yapı altına asılmış tek bir ray güzergah boyunca devam etmekte ve bu ray hem araçları taşımakta hem de onlara kılavuzluk etmektedir. Aracın raya nispetle pozisyonu geleneksel çift raylı sistemlerden çok farklıdır ancak tekerleklerin çift flanşlı olması dışında işletme temel teknoloji olarak farklı değildir. Almanya, Wuppertal daki Schwebebahn (1901) A.2 Askı Tipi Monoray (Safege Type) S.A.F.E.G.E., Societe Anonyme Francaise d Etude de Gestion et d Enterprises kelimelerinin kısaltması olup içlerinde Michelin ve Renault un da bulunduğu 25 büyük firmanın oluşturduğu bir konsorsiyumdur. Bu oluşumun geliştirdiği askı tipi monoray Paris yakınlarındaki iki yerleşim yeri arasında toplu taşıma amaçlı gerçekleştirilmiş ancak uzun ömürlü olmamış 1971 de sökülmüştür. Daha sonraki yıllarda Mitsubishi ve Siemens bu tipte, halen görev yapan başarılı sistemler kurmuştur. Monoray Đnceleme Raporu 2
Japonya, Chiba da Townliner Askı Tipi Monoray Bu sistemin temeli, Paris metrosu için geliştirilmiş olan lastik tekerlekli bojinin modifiye edilerek havadan taşıma yapmak üzere araçların asılabilmesini sağlamaktır. Boji içi boş bir kutu kesitli kirişin iç alt yüzünde yol almakta ve süspansiyon takımı bu kiriş içinden geçmektedir. Sistem, metroda ve ALWEG tipi araçlarda olduğu gibi sessiz ve seri hızlanma yavaşlama özelliklerine sahiptir. Araçlar sarkaç tipi bir havalı süspansiyon ile asılmakta, bu şekilde yüksek hızlarda dahi konfor ve denge sağlanmaktadır. Bojilerin kutu kesitli kiriş içinde tam olarak gizlenmesi sonucu hava şartlarından korunması sağlanmakta, dolayısı ile sistem yağmur, kar ve buzdan etkilenmemektedir. Bojilere elektrik enerjisi kiriş içinde devam eden bir üçüncü ray tarafından sağlanmaktadır. Paris metrosunda olduğu gibi, herhangi bir lastikteki hava eksikliğinde çelik acil tekerlekler devreye girmektedir. Askı Tipi (Safege)Monoray Monoray Đnceleme Raporu 3
A.3 Bindirme Tipi Monoray (Straddle Type) Bindirme tipi monoray sistemleri şimdiye kadar en çok sayıda işletmeye alınmış sistemlerdir. Bu tipler görsel açıdan şehirlerde en çevre uyumlu sistemlerdir zira askı tipi sistemler, altlarında motorlu taşıtlar için yeterli dikey açıklık bırakma zorunluluğundan ötürü daha yüksek yapılara sahip olmaktadır. Bindirme tipi monoray dar bir beton veya çelik hatyolu üzerinde hareket eden araçlardan meydana gelmektedir. Aracın taşıyıcı lastik tekerlekleri hatyolu kirişinin üzerinde gitmekte, kılavuzlama lastik tekerlekleri ise aynı kirişin iki yanına basmaktadır. Bazı değişik konfigürasyonlar geliştirilmiş olsa da ana prensip aynıdır. Bu tip sistemler Bölüm 2 de daha detaylı olarak anlatılacaktır. Seattle Alweg Monorayı ( Bindirme Tip, 1962) A.4 Konsol Tipi Monoray (Cantilevered Type) Konsol veya yandan-bindirme tipi monoray görünüş ve işletme yönünden bindirme tiple aynıdır. Ancak ters yönde hareket eden araçlar tek fakat oldukça geniş bir kirişi paylaşırlar. Zira konsol tipi araçlar yol kirişinin yan yüzlerindeki oluklarda hareket eden tekerlekler ile dengelenirler. Bazı imalatçıların bu tipi tanıtmaya çalışmalarına rağmen henüz bir uygulaması olmamıştır. Konsol Tipi Monoray Monoray Đnceleme Raporu 4
A.5 Maglev Monoray (Magnetic Levitation) Maglev sistemi, manyetik levitasyon, yani manyetik güç kullanarak aracı havada tutma prensibini kullanmaktadır. Bu tip aslında bindirme tiplerin değişik bir versiyonudur. Hareket etme prensibi, araç hatyolundan bir dizi mıknatıslarla hafif yükseltilirken, araçta ve hatyolundaki diğer bir dizi mıknatısların etkileşimi sonucu ileri hareket sağlamasına dayanmaktadır. Bu şekilde konvansiyonel boji, tekerlek ve elektrik motorlarına gerek kalmamaktadır. Halen çok çeşitli işletme prensipleri ve tahrik teknolojileri denenmekte olan Maglev trenleri deneylerde 550 km/sa. hıza ulaşmıştır. Maglev ilginç bir teknoloji içermesine rağmen tekniğinin karmaşıklığı bu sistemlerin şehir içi ulaşımından ziyade şehirler arası hızlı ulaşıma çok daha uygun olduğunu göstermektedir ve bu nedenle bu çalışmanın kapsamı dışında tutulacaktır. Transrapid Sistemi ( Solda) ve Maglift Sistemi (Sağda) Đki Tip Maglev Tipi Monoray B. MONORAY TEKNOLOJĐSĐNĐN ÖZELLĐKLERĐ B.1 Farklı Yol Seviyesi Monoray sadece özel bir münferit hatyolu üzerinde çalışmaktadır. Bu açıdan bu sistemler hızlı ulaşım sistemleri gibidirler. Monoraylar otobüs ve tramvaylar gibi karışık trafik içinde hareket edemezler, hatyolu kirişleri toprak seviyesinde, yollara gömülebilen raylarda olduğu gibi diğer yaya ve araç trafiğiyle kesişemezler. Ancak, kolonlar üzerinde yer alan monoray hat yolları altlarında kesintisiz araç trafiğine müsaade etmektedir. Monoray sistemleri genellikle viyadük tipi yüksek istasyonlar kullanmakla beraber hemzemin veya yeraltı istasyonlar da uygulanabilmektedir. Yüksek istasyonlar, basit hemzemin hafif raylı sistem istasyonlarına nispetle daha maliyetli olmalarına rağmen sistemin estetik görselliğine katkıda bulunmaktadır. Yüksek yapıdaki istasyonlar aynı zamanda küçük ticari işletmelere ev sahipliği yaparak farklı bir hizmet verebilir. Monoray Đnceleme Raporu 5
B.2 Emniyet ve Tahliye Monorayların en emniyetli taşıma sistemlerinden biri olduğu görülmüştür. Seviye farklı işletme otomobil, kamyon veya yayalarla çarpışma riskini ortadan kaldırmaktadır. Monoray teriminin çağrıştırdığı gibi tek bir taşıma rayı kullanan Almanya daki orijinal Schwebebahn dan sonra inşa edilen monoray sistemlerinin neredeyse hepsi tek ray yerine beton hat yolları kullandığı için derayman imkansız gibidir. Özellikle bindirme tipi monoray hat yolunu öyle sarmalamaktadır ki derayman ihtimali ortadan kalkmaktadır. Monoray sistemlerinin genellikle yüksekten işletiliyor olması bazı tahliye tartışmaları yaratmaktadır. Genellikle askı tipi araçların tabanında ticari uçaklarda olduğu gibi bir tahliye kapısı ve ona bağlı açılır merdiven veya kaydırak yer almaktadır. Japon bindirme monoray standartları araçların tam mafsallı olmasını ve dizinin ön veya arka kapısından başka bir diziye geçerek boylamasına tahliye yapılmasını şart koşmaktadır. Malezya sistemi, yan hatta gelecek başka bir trene yanal tahliye öngörmektedir. Eski Amerikan monoraylarında yolda kalan bir treni başka bir trenle ilk istasyona kadar itmek, bu mümkün olmaz ise yolcuları merdiven kullanarak toprak seviyesine indirme planlanmıştır. Yeni Las Vegas monorayında diğer hızlı ulaşım sistemlerinde olduğu gibi iki hat yolu arasında acil yürüme yolu sağlanmıştır. Monoray sistemleri deprem yönetmeliklerine tam uyacak şekilde inşa edilmelidir. Deprem konusunda monorayların sağlam bir sicili vardır. Seattle monorayı bölgedeki 2001 depreminden ve Osaka monorayı yakınındaki Kobe depreminden etkilenmemiştir. B.3 Lastik Tekerlekli Cer ve Kılavuzlama Bazı istisnalar dışında monoray sistemleri cer için lastik tekerlekler kullanırlar. Hat yolunun dışında, geleneksel demiryolları ile ana teknolojik fark budur. Çelik yol üzerinde lastik tekerlekli monoray sistemi sadece bir örnekte (Aerobus) bulunurken diğer lastik tekerleklilerin hepsi beton hat yolunda çalışmaktadır. Bu açıdan bakıldığında çoğu monoray aracı demiryolu araçlarından ziyade karayolu araçlarına benzer. Daha kesin olarak, Paris, Montreal ve Sapporo metroları ile AGT sistemleri örnek verilebilir. Bu metodun hem avantajları hem de dezavantajları aşağıda sunulmaktadır. Đki Akslı Lastik Tekerlekli Hitachi Monoray Bojisi Monoray Đnceleme Raporu 6
B.3.1 Enerji Tüketimi Lastik tekerlekli cer metodu ile enerji tüketimi daha yüksek olmaktadır. Beton veya çelik üzeri lastik tekerlek, çelik üzeri çelik tekerlek teknolojisine göre daha yüksek yuvarlanma direnci ve dönme ataleti göstermektedir. Demiryolu işletmelerinde yaygın olarak kullanılan boşta gitmek gibi taktikler monoraylarda çok daha az uygulanabilir. Tam net rakamlar vermek çok zor olmakla birlikte monoraylı sistemlerin demiryolu teknolojisinden % 25-30 daha fazla enerji tükettiği bilgisi verilmektedir. B.3.2 Đvmelenme ve Frenleme Lastik tekerlekli araçlar çelik tekerleklilere göre çok daha yüksek ivmelenme ve frenleme değerlerine ulaşabilir. Ancak monoraylı sistemler için bu önemli bir avantaj sayılmamaktadır zira ivmelenme yolcu konforu, özellikle ayaktaki yolcu konforu ile sınırlıdır. Aynı zamanda, monoraylar özel yollarında hareket edip sokak trafiği ile karşılaşmadıklarından yüksek frenleme değerlerine de gerek olmamaktadır. B.3.3 Eğimler Teorik olarak ray teknolojisi emniyetli bir şekilde %10 eğimleri geçemezken lastik tekerlekli cer ile %15 ve daha yüksek eğimler emniyetle geçilebilir. Gerçekte dik eğimler çok güçlü motorlar gerektirir ve ayaktaki yolcular için rahatsızlık verir. Raylı sistemler normal olarak %3,5-4,5 eğim için tasarlanırken bu değer lastik tekerlekli monoraylar için %6 dır. Fakat Japonyadaki Shonan monorayında %10 eğimlerin mevcut olduğu örneğindeki gibi, zor güzergahlarda monorayın tırmanma kabiliyeti öne çıkmaktadır. B. 3.4 Hava Koşulları Bindirme tipi monoraylarda olduğu gibi (bazı askı tiplerin aksine) açık yolların üzerinde giden lastik tekerlekli araçlar kar, buz gibi soğuk hava koşullarına çok daha duyarlıdır. Bu şartlar altında hat yolunun ısıtılması gerekebilir ki bu da enerji maliyetlerini arttırır. Japonyadaki Chiba monorayı gibi son yıllarda inşa edilen bazı askı tipi monorayların bu tipte inşa edilmesinin sebebi yol yüzeyinin kapalı olması, dolayısı ile korumalı olmasıdır. B.3.5 Gürültü Lastik tekerlekli sistemler dar kurplarda en ileri ray teknolojisinden daha sessizdir. Genellikle rastlandığı gibi, ray bakımının yeterince yapılmadığı veya ertelendiği durumlarda, lastik tekerleklerin faydası öne çıkmaktadır. Ayrıca hem bindirme tipi hem de Safege tipi monoray sistemler, diğer lastikli sistemlerde olmadığı gibi lastik sesini zarflamaktadır. Bindirme tipi araçların yanları tekerlek grubunun tamamını örtecek şekilde aşağı kadar inmekte, Safege tipi monoraylarda ise tekerlekler yol kirişinin içinde kalmaktadır. Lastik tekerlekli araçlar çelik tekerleklilere göre çok daha az vibrasyon üretmektedir. Monoray Đnceleme Raporu 7
B.3.6 Genel Sistem Özellikleri Walt Disney World Bindirmeli Tip Monoraylar Otel Kompleksi Đçindeki Đstasyonda Toplu taşım kategorisindeki güncel monoraylar sistem yapıları itibarı ile metro veya hafif raylı sistemlerden farklı değildir. Đşletme hızları, dizi aralığı, istasyon ara mesafeleri, enerji besleme mantığı, işletme otomasyonu bakımlarından en modern raylı sistemler ile benzerdir. Sisteme enerji, hat güzergahı üzerinde belli aralıklarla kurulmuş cer trafo istasyonları ile sağlanmaktadır. Bu istasyonlarda üretilen DC (doğru akım ) enerji hat kirişi kenarındaki enerji baralarına taşınmakta ve araç altındaki akım toplama pabuçları bu baralardan enerji sağlamaktadır. Araç DC enerjiyi AC (alternatif akım) a dönüştürerek VVVF (değişken gerilimli değişken frekanslı) cer motorlarını beslemektedir. Bu tip motorlar boji üzerinde daha az yer kaplamaları ve yeni hız kontrol yöntemleri ile daha etkili kontrol edilebildikleri için tercih edilmektedir. Sadece Bombardier M6 aracı trafo merkezlerinden sağlanan direkt AC enerji ile çalışmaktadır. Araçlar frenleme için ana etken olarak rejeneratif frenleme yöntemini kullanmaktadır. Son yavaşlama ve durma için tekerlek balata frenleri kullanılmaktadır. Rejeneratif frenleme için gerekli olan resistif donanımlar cer trafo istasyonlarında veya hat yolu güzergahında yer almaktadır. Monoray sistemlerinin istasyonları hemzemin de olabilir ancak büyük çoğunluğu viyadük tipi yüksek yapılardır. Hat yolu ile aynı yüksek düzeyde yapılan bu istasyonlar görselliğin bütünlüğü bakımından hat estetiğini bozmamaktadır. Đstasyon yapıları çok basit yapıda olabildiği gibi kapsamlı yapılar da olabilmektedir. Hem orta peronlu hem de yan peronlu istasyonlar kullanılmaktadır. Đstasyonlarda; anons, CCTV, acil ve sistem içi haberleşme, yolcu bilgilendirme, saat, acil durdurma ve ücret toplama turnike sistemleri yer almaktadır. Araç işletim sistemi tam otomasyonla çalışmakta, bazı sistemler sürücü dahi kullanmamaktadır. Araçlar için bir bakım atölyesi ve depo kullanılmakta, kumanda merkezi de burada yer almaktadır. Monoray Đnceleme Raporu 8
B.4. Đşletme Özellikleri B.4.1 Enerji Monoray araçları araç üstü elektrik motorları tarafından hareket ettirilmektedir. Bindirme tipi monoraylarda araçlar, hat yolunun yan yüzeyinde yer alan enerji baralarından enerji toplama pabuçları ile cer gücü almaktadır. Askı (Safege) tiplerde enerji baraları kapalı hat kirişinin iç yan yüzeyinde yer almaktadır. B.4.2 Hız Toplu taşım monorayları, yerleşim alanlarında uygulanan birçok raylı ulaşım sistemine muadil olarak maksimum 60-90 km/saat hızlarda çalışmaktadır. Monorayların ortalama işletme hızları metrolarla kıyaslanabilir zira iki sistem de tam korumalı yollarda çalışmaktadır ve istasyon ara mesafeleri benzerdir. B.4.3 Yolculuk Konforu Monorayın yolculuk konforu otomobil ve otobüslerden daha iyi ve kaynaklı rayla benzerdir. Süspansiyon genellikle havalı körüklerle sağlanmaktadır. Kurplarda meydana gelen yanal kuvvetler, bindirme tip sistemlerde hat yolunu hafifçe eğimli yapmakla azaltılmaktadır. Askı tipi monoray araçları kurplarda birkaç derece sallanabildiğinden yanal kuvvetleri azaltabilirler. Hem bindirme tipi hem de askı tipi sistemler yolculara hoş bir uçma hissi vermektedir. Özellikle yolcuların görsel intibaları bu hissi desteklemektedir. B.4.4 Makas Sistemi Monoraylar hakkında doğru olmayan en yaygın önyargı bu sistemlerde makasların kullanılmadığı veya kullanılamadığıdır. Aslında monoray işletmelerinde makaslama son derece önemlidir. Japonya daki Shonan askı tipi monoray sisteminde her istasyonda makaslar yer almakta, bu şekilde istasyonlar arası çift yönlü trafik için tek bir hat yolu kullanılabilmektedir. Döngüsel bir güzergahta çalışan Disney monorayları dahi bakım merkezine giriş çıkış için makaslara ihtiyaç duyarlar. Değişik amaçlar için kullanılan çeşitli makas tipleri mevcuttur. Örneğin, bindirmeli tip Las Vegas sisteminde tek yönlü, çapraz ve eksen dönüşlü (pivot) tipi makaslar kullanılmaktadır. Beton veya çelik kirişlerin boyutlarından dolayı makaslama yavaştır, geleneksel demiryolu makaslarının 0,6 saniye süresine karşılık 15 saniyeyi bulmaktadır. Eğer makaslama işlemi işletme içinde düzenli olarak kullanılacak ise, makas değiştirme süresinin uzaması diğer raylı ulaşım sistemlerine göre dizi aralığı minimum süresinin artmasına sebep olacaktır. Monoray Đnceleme Raporu 9
Osaka Monorayı Bakım Atölyesinde Makas Sistemi B.4.5 Bakım Beton monoray hat yolları çok az bakım gerektirmektedir. Tekerlek lastikleri yaklaşık 160.000 km dayanmaktadır. Monoray araçlarının çalışma ömrü uzundur, raylar üzerinde çalışan trenlerle eşdeğerdir (30 yıl veya üstü). Buna karşın otobüslerin tavsiye edilen çalışma ömrü 10 yıl civarındadır. Sonuç Genelde, Monoray teknolojisi şehir içi ulaşım uygulamaları için çok uygundur. Bütünü ile karşılaştırıldığında geleneksel ray teknolojisine göre tercih edilebilir konumdadır. Monoraylı sistemler, eşdeğer raylı sistemlerle karşılaştırıldığında, daha yüksek enerji tüketimleri (lastik tekerlekli sistemlerde) ve daha yavaş makas hareketleri sebepleri ile göz ardı edilemeyecek bazı dezavantajlara sahip olsa da, bu hususların tercih kararlarında tayin edici olması çok nadirdir. Aslında bu hususlar genel bir toplu taşım planlamasında çok önemli olmamalıdır. Gerçekte, monoray teknolojisinin çelik raylı sistemlere karşı avantajlı olduğu, düşük gürültü üretimi ve daha üstün tırmanma kabiliyetinin gerektiği özel uygulama alanlarında, diğer sistemlerin aksine rantabl bir toplu taşım imkanı sunmaktadır. Monoray Đnceleme Raporu 10
BÖLÜM 2 BĐNDĐRME TĐP MONORAYLI SĐSTEMLER VE TEKNOLOJĐ Birinci bölümde açıklandığı gibi Monoray, araç taşımı ve kılavuzlama için tek bir ray veya kiriş kullanan geniş bir sınıf taşıma sistemini tarif etmektedir. Çeşitli monoray sistemlerinin geliştirilmiş olmasına ve bunların teknolojilerinin güvenilir olduğunun ispatlanmış olmasına rağmen sadece bazı sistemler işletmelerde ağır testlerden geçmiştir. Şehir içi ulaşım uygulamalarında monorayın ciddi olarak değerlendirilmesinde başarılı monoraylı sistemlerin avantaj ve dezavantajlarının karşılaştırılması gerekmektedir. Neredeyse karşılaştırma yapılan her örnekte başarılı bulunan tip bindirme tipi sistemler olmuştur. Bindirme tip monoraylar görüntüyü bozmayan yapısı ile yapılaşmış bölgelere iyi uyum sağlama özelliğinden dolayı dünyada gerçek manada servis ve test geçmişine sahiptir. Bindirme monoraylar en olgunlaşmış tiptir. Halihazırda, toplu taşım kategorisinde bindirme tip monoray sistemleri Japon Hitachi, Kanadalı Bombardier ve Malezyalı Monorail Malaysia tarafından üretilmektedir. Bütün toplu taşım bindirme tip monoraylar, 1962 dünya fuarı için Seattle monorayını inşa etmiş olan, şu anda faal olmayan, Alman Alweg firması monorayları ile aynı nesildendir. Japon Hitachi grubu bindirme tip monoray sistemleri imal ve inşa etmek üzere Alweg firmasının haklarını satın almıştır. Hitachi, açık ara ile monoray sistemlerinde en başarılı üreticidir. Firma çok sayıda sistem üretmiştir ve bindirme tip monorayların geliştirilmesi ve adaptasyonu için büyük yatırımlar yapmıştır. A. YÜKSELTĐLMĐŞ YAPILAR A.1 Hat yolu Bir monoray sisteminin en önemli yapısal elemanı hat yoludur. Bindirme tip monorayların hat yolu nadiren çelik, genellikle beton kirişlerden oluşur. Her monoray kirişi küçük bir köprü gibi davranır; kendi ağırlığı ile bükülmeden aracın ağırlığını taşıyabilecek şekilde (frenlemede ortaya çıkan canlı yükler dahil) imal edilmelidir. Ayrıca, kirişin tasarımı aracın kılavuzlanmasını dikkate almalıdır. Araç ve kiriş bir el ve eldiven gibi uyumlu olmalı, kiriş yanları ile kılavuzlama tekerlekleri tam oturmalıdır. Dingil mesafeleri uzun olmadığından, monoray araçlarının dengelenebilmesi için kirişin eni yeterli genişlikte olmalıdır. Mantıken daha geniş kirişler daha geniş araçların kullanılmasına müsaade eder ancak daha geniş kirişler estetik olarak daha rahatsız edicidir. Ağırlık merkezi ve yolculuk konforu kaygıları yüzünden monoray aracı genişliğinin yaklaşık ¼ ü kadar enli olan kiriş genişliğinin aksine, kiriş yüksekliği ve uzunluğu, yapısal bütünlük korunduğu sürece görece olarak esnektir. Monoray Đnceleme Raporu 11
Hat Yolu Kesit Örnekleri Hat yolları dışarıdan görüldüklerinden çok daha karmaşıktır. Bindirme tip monoray hat yolları üç boyutlu olarak tasarımlanmaktadır. Kurplarda hat kirişi sadece yatay düzlemde dönmemekte aynı zamanda dikey düzlemde de eğilmektedir. Eğilmenin ölçüsü dönülen kurbun yarıçapına da bağlıdır. Bu değişik şartlara uyum için, beton kirişler münferit olarak değişik ölçülerdeki boy, yarıçap ve eğimlerle kalıplanarak imal edilmektedir. Toplu taşım monoraylarının minimum yaklaşık 40 metrelik dönüş yarıçapları vardır. Ancak bu kadar dar dönüşlerden genellikle kaçınılmaktadır zira taşıyıcı lastiklerin kayma açıları ve kılavuz tekerleklere binen yükler araçların yavaş hızlara düşmesini gerekli kılmaktadır. Bu arada hat yolu boyutlarındaki ana faktörün araç ağırlığı olduğu gibi görünmesine rağmen ağırlık işin sadece bir bölümüdür. Toplu taşım monoraylarının 8 11 metrik ton/dingil olan brüt dingil ağırlıkları birçok metro ve hafif raylı sisteme eşdeğerdir. Hat yollarının görüntü etkisini hafifletmenin ve hat yolu ayak aralarını uzatmanın (dolayısı ile ayak sayısını azaltmanın) çok etkili bir metodu kemer tipi kirişler kullanmaktır. Bu metot hat yolu tasarımında ciddi bir olumlu gelişmedir. Bu tip kirişler daha uzun ara mesafelere müsaade etmekte, özellikle orta noktalarda görüntü etkisini iyileştirmektedir. Öte yandan, yaratılan görüntü etkisi, kemerli yapının zarifliği ile özellikle olumlu algılanacaktır. Kuala Lumpur Monorayı Hat Yolu Düz ( Yakın Planda) ve Kemerli (Arka Planda) Kirişleri Monoray Đnceleme Raporu 12
A.2 Ayaklar Ayaklar bindirme tip monoray sistemlerinin hayati elemanlarıdır. Hat yolu hemzemin olarak veya tünel içinde yer alabilirken yolların üzerinden müstakil bir güzergah sağlayabilmek için ayaklara ihtiyaç vardır. Genelde ayak boyutu ile hat yolu uzunluğu birbirine ters orantılıdır. Daha uzun ara mesafeler daha seyrek fakat daha geniş ayaklar gerektirirken, daha kısa ara mesafeler daha sık fakat daha hafif ayaklar gerektirmektedir. Bu durum birçok kombinasyonu olası kılmakla beraber, kullanılan ayak/hat yolu orantı matrisi oldukça kısıtlıdır. Görsel efekt ve beton özelliklerine dayanan kaba bir altın orantı var gibidir. Seattle daki yeni monoray sistemini tasarımlamakla yükümlü proje bürosu, mevcut teknoloji ve kaliteli projecilik anlayışı ile, 36inch (91,4 cm) çaplı 30 foot (9,14 m) yükseklikte ayaklar ve 120 foot (36,5 m) ara mesafelerin ideal olduğuna inanmaktadır. Yeni Seattle Monorayı Yükseltilmiş Hat Yolu Yapısı Ayak profili diğer önemli bir unsurdur. Geçmişte yapılan neredeyse bütün monoraylar kalıplaması kolay kare kesitli ayaklar kullanmışken Seattle sistemi yuvarlak tabanlı ayaklara sahip olacaktır zira yuvarlatılmış ayakların daha yumuşak bir sokak görüntüsü ve görüntü profili yaratacağına inanılmaktadır. Diğer bir yaklaşım dikdörtgen kesitli ayaklar kullanmaktır. Bu gibi ayakların dar kenarları hat yoluna iki yandan bakanlara karşı olacak şekilde yerleştirilmelidir. Bombardier sistemi bu yaklaşımdan faydalanmaktadır. Monoray Đnceleme Raporu 13
Đki Modern Monoray Yükseltilmiş Yapısı Kuala Lupur Đçin Hitachi Önerisi Las Vegas Bombardier Yapısı Monoray hat yolunun altında motorlu araç trafiği olacaksa, tavsiye edilen minimum ayak yüksekliği 5 metredir. Ancak hat yolunun görsel sıkıntısını hafifletmek için ayak yüksekliklerini 10-12 metreye çıkartarak sistemi daha yüksekte yapılandırma eğilimi vardır. Bu yaklaşımın monoray yolcularına daha iyi manzara sağlamak gibi hoş bir yan etkisi vardır. Monoray Đnceleme Raporu 14
Eleman Hat Yolu Kiriş Genişliği Hat Yolu Kiriş Yüksekliği Standart Ara Mesafe Başlık Genişliği Tipik Kolon Kaidesi Maksimum Brüt Dingil Yükü Minimum Kurp Yarı Çapı Alweg Seattle Hitachi Büyük Tip Tablo 1- Yükseltilmiş Yapı Boyutları Monorail Malaysia Bombardier M6 0,9 m 0,8 m/0,85 m 0,8 m 0,66 m 0,70 m 1,5 m 1,4 m/1,5 m 1,6 orta -2,2 m uç (Kemer) 25 m 20 m/25 m 30 m 30 m 1,5-2,1 m (Kemer) Hitachi Küçük Tip 1,3 m 5,15 m 5,1m 5,1 m 4,5 m 1,2 m x 1,2 m 1,2 m x 1,6 m 0,81 x 1,42 11 t/10 t 10 t 8 t 8 t 70 m (40 m depo) 70 m (40 m depo) 45 m 40 m B. BĐNDĐRME TĐP MONORAY ARAÇLARI Bütün bindirme tip monoray sistemleri aynı temel çalışma prensiplerini paylaşıyor olsalar, hepsi gelişmiş kompozit malzemelerden imal ediliyor olsalar ve en son teknoloji değişken gerilimli değişken frekanslı (VVVF) motorlara sahip olsalar da monoray araçları arasında çok çeşitli tasarım özellikleri vardır. Đşletmede olan ilk büyük ölçekli bindirme tip monoray sistemi olarak, 1962 Dünya Fuarı için inşa edilen Seattle Alweg monorayı bugün hala bu tip araçları etkileyen en önemli özellikleri içermektir. B.1 Seattle Alweg Aracı Seattle Alweg Aracı Đç Görünüm Monoray Đnceleme Raporu 15
Alweg aracında ilk dikkati çeken özellik, çift raylı tren araçlarında olduğu gibi birbirine akuple edilmiş vagonlardan meydana gelme değil, mafsallı vagonlardan oluştuğudur. Bu özellik tekerlek lastiklerinin üzerindeki basıncı azaltarak başka türlü mümkün olmayacak şekilde dar dönüş açılarına sahip olma gereğinden kaynaklanmıştır. Bu mafsallı yapı zamanının çok ötesinde idi ve henüz ağır ve hafif raylı araçlarda yer almamakta idi. Monoray araçları hep mafsallı yapıda olmuştur zira tek tek vagonların boyutları büyük şehirlerin hızlı ulaşım sistemlerindeki yolcu kapasitesine uygun değildir. Monoray araçları yoğun saatlerde birbirine akuple edilerek uzun diziler meydana getirilebilir. Araçların mafsallı yapısı teknik gereklilikten doğmuştur ancak yolculara vagonlar arası serbest dolaşım sağlama gibi bir avantaj da getirmiştir. Seattle aracı aynı zamanda 7,50 m yüksekte güzel görünüm sağlamak ve aydınlatmada mümkün olduğu kadar elektrik yerine gün ışığından faydalanmak için büyük pencereler gibi konforlar da sağlamıştır. Monoray araçlarının tasarımı taşıyıcı tekerleklerin boyutları ve sıra dışı pozisyonu ile ilgilendirilebilir. Bindirme tip araçların dar bir yol kirişi kullanması bu tipin avantajı olurken, bu özellik çift raylı sistemlerin aksine taşıyıcı tekerleklerin araçların ortasına isabet etmesi anlamına gelir. Bu durum yolcu sayısını arttırma isteği, yolcu dolaşımı randımanı ve gereksiz araç kitlesini minimize etme kaygıları ile bazı fedakarlıklar gerektirmiştir. Alweg aracı bu kaygılara, bojilerin alttan yolcu bölümüne çıkıntı yapmasına müsaade etmek ve yolcu koltuklarının bu çıkıntılar üzerine yerleştirilmesi ile çözüm üretmiştir. Yolcu hareketine mani olmamak için araç içi oldukça geniş yapıdadır. Halen bütün monoray araçları içinde en geniş olanıdır fakat hantal görünmemektedir. Alweg Monorayı Kesiti (Boji Yuvası Üzerinde Koltuklar Yer Almaktadır) Monoray Đnceleme Raporu 16
B.2 Hitachi Hitachi, bindirme tip monoray sistemini geliştirmek üzere Alweg firmasının bütün haklarını satın almıştır. Đlk imal edilen Hitachi araçları Alweg şartnamelerine tamamen uygundur. Ancak daha sonra Hitachi araçlarında bazı değişiklikler yapmıştır. 1964 te Tokyo Haneda monorayı ile başlayarak Hitachi monoray vagonlarının boyunu 10 metreden 14 metreye arttırmıştır. Bu değişim kısmen Hitachi nin, daha uzun araçların aynı dönüş yarıçapında hareketini mümkün kılacak döner bojiler geliştirmesinden ve kısmen de Haneda monorayı araçlarındaki bojilerin taşıyıcı tekerlek sayısının ikiden dörde çıkartılması ile mümkün olmuştur. Hitachi Series 1000 monorayı Osaka sistemi ile 1980 de çalışmaya başlamıştır. Series 1000 modeli monorayının taşıyıcı tekerlekleri, seleflerindeki gibi yolcu kompartmanı içine çıkıntı yapmamaktadır. Bunun yerine taban yol kirişinden 1,1 m yükseltilerek alttaki hacim tam olarak faydalanılabilir hale gelmiştir. Bu durum araç içinde mükemmel yolcu dolaşımı ve daha verimli oturma planlarını mümkün hale getirmiştir zira bütün araç boyunca bir orta koridor uygulanabilmiştir. Bu gelişme araç yüksekliğini arttırmış olmasına rağmen, daha hafif malzemelerin kullanımı ve araç boyundan çok az fedakarlıkla brüt dingil ağırlığı sabit tutulmuştur. Naha, Okinawa için Hitachi Series 1000 Monorayı Hitachi Monorayları 6 vagonluk diziler halinde akuple edilebilmektedir. Yeni koltuk yerleşiminde aracın ortasında koltuk olmamasına ve dolayısı ile orta koltuklar etrafında dolaşım gerekmemesine rağmen Hitachi yeni modellerinde araç genişliğini aynı tutmaya karar vermiştir. Bu özellik, aracın daha uzamış boyu ile birlikte, araç yolcu kapasitesinin örneğin, Şikago, Montreal ve Filadelfiya metro araçları ile benzer sayılarda olmasını mümkün kılmıştır. Örnek verilen metro araçlarının aksine Hitachi araçları tam mafsallıdır, dolayısı ile araçlar arası yolcu yükü daha dengeli olarak dağılabilmektedir. Series 1000 modeli monorayların birçok özelliği Japon Ulaştırma Bakanlığı ve Japon Monoray Kurumu tarafından, standardizasyon ile maliyet düşürme amacı ile, standart haline getirilmiştir. Buna ilave olarak Hitachi, Bombardier M-6 modeli ile rekabet edebilmek için daha küçük ve daha ucuz bir monoray tipi geliştirmektedir. Monoray Đnceleme Raporu 17
Tokyo Disneyland (Solda) ve Naha Okinawa Hitachi Monorayları Đç Görünümleri B.3 Bombardier M-6 Bombardier Mark 6 (Las Vegas Modeli) Monoray Genel kanı olarak Bombardier en estetik araçları üretmektedir. Bu etki öncelikle taşıyıcı tekerlekleri vagon sonlarına koyarak alçak profilli, hat yolunu sıkıca kavrayan daha hafif araçlar amaçlanarak sağlanmıştır. Araç yüksekliği Alweg tipinden daha azdır ve taşıma kapasitesi daha düşük olmasına rağmen araç uzunluğu aynı ölçülerdedir. Araç boyunda bojiler için feda edilmiş bölümler çok barizdir ve ziyan olmuş görünmektedir. Bu Bombardier aracının Disneyworld Mark tipi aracın neslinden geldiği barizdir. Açık olarak aracın tasarımcıları estetik kaygılara karşılık bazı fedakarlıklar yapmışlardır. Sonuçta emsallerinden daha estetik ve daha küçük bir hat yoluna sahip bir araç ortaya çıkmıştır. Çok sayıda yolcuyu düşük maliyetlerle taşıma hedeflenen yerler için açıkça bu araç tavsiye edilmemektedir. Mütevazi genişliği ve vagonlar arasındaki kapalı bölmeler dolayısı ile taşıma Monoray Đnceleme Raporu 18