تحلیل حساسیت تنش و بیشینه تغییر مکان قائم سطح بالاست بر اساس مشخصات سیستم خطوط بالاستی راه‌آهن ایران

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 School of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سنندج

چکیده

     اندرکنش تراورس و لایه بالاست نقش مهمی در زوال خط راه­آهن دارد. لایه بالاست با ایجاد یک سطح باربر محکم، یکنواخت و هموار برای تراورس­ها و انتقال بار وارد از خط در حدی از تنش فشاری که قابل تحمل برای بستر باشد، از به هم خوردن هندسه خط و نشست­های غیر مجاز در راستای قائم جلوگیری می­کند. مطالعات نشان می­دهند که تحلیل تنش تماسی زیر تراورس با توجه به سیستم بستر ریل و نوع بارگذاری خط تاکنون کمتر مورد توجه محققین بوده است. در این تحقیق برای تحلیل تنش و تغییر مکان قائم سطح لایه بالاست با توجه به افزایش بار محوری و سرعت عبوری از یک سو و تغییر ضخامت لایه بالاست و نوع بستر خطوط راه­آهن از سوی دیگر از روش اجزای محدود استفاده می­گردد. برای رسیدن به این هدف سیستم راه­آهن در دو قسمت تست میدانی و تحلیل عددی مورد بررسی قرار می­گیرد. ابتدا خطوط بالاستی راه­آهن در محدوده مشخصات هندسی و فنی مدل‌سازی می‌گردد. سپس برای کنترل صحت مدل‌سازی به کمک تست میدانی مدل کالیبره می‌شود و بر اساس طبقه­بندی اجزای سیستم خطوط ریلی، تحت پارامترهای مختلف بارگذاری و ضخامت لایه بالاست مدل خط تحلیل می­گردد. در پایان، نتایج به دست آمده تحلیل می­شوند و نمودارها و جدول­های مختلف جهت تخمین میزان تنش فشاری و نشست بیشینه سطح لایه بالاست تحت پارامترهای رایج خطوط ریلی ایران ارائه می­گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sensitivity Analysis of Stress and Maximum Ballast Vertical Displacement Based on Iran Railway Ballasted Track System Characteristics

نویسندگان [English]

  • Saeed Mohammadzade 1
  • Jabbar Ali Zakeri 2
  • Mohammad Worya Khordehbinan 3
1 School of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology
2 دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران
3 Department of Civil Engineering, Sanandaj Branch, Islamic Azad University

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete sleeper
  • Tamping
  • Stabilization
  • Ballast
  • Railway mechanics
[1]        Doyle, N., "Railway Track Design a Review of Current Practice", Australian Government Publishing Service, Canberra, Australia, 1980.
[2]     خورده­بینان، م.، "تحلیل حساسیت لایه­های دانه­های سیستم حائل ریل در خطوط راه­آهن ایران"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ایران، 1388.
[3]     ذاکری، ج. ع.، درودی، یاشار، محمدزاده، س.، "بررسی میدانی توزیع تنش در سطح زیرین تراورس B70"، نشریه دانشکده فنی دانشگاه تبریز، 1386، 33 (2)، 36-44.
[4]     محمدزاده، س.، عطایی، ش.، "وضعیت­سنجی میدانی خط راه­آهن با آزمایش"، اولین کنفرانس بین­المللی بازرسی فنی و آزمون غیر مخرب، تهران، آبان، 1386.
[5]     محمدزاده، س.، عطایی، ش.، "آزمایش میدانی خطوط 4 و 5 خط راه­آهن ایستگاه"، گزارش تحقیقاتی، مرکز تحقیقات راه­آهن، تهران، ایران، 1384.
[6]     محمدزاده، س.، عطایی، ش.، جدیدی، ح.، قمری­نژاد، "بررسی زوال در خطوط راه­آهن"، گزارش تحقیقاتی، مرکز تحقیقات راه­آهن، تهران، 1385.
[7]        Kerr, A., "Fundamentals of Railway Track Engineering", Simmons-oardman Publishing Corporation, US, 2004.
[8]        Zakeri J. A., Sadeghi J., "Field Investigation of Load Distribution on Railway Track Sleepers", Journal of Mechanical Science and Technology, 2007, 21 (12), 1948-1956.
[9]        Zakeri, J. A., Xia, H., "Sensitivity Analysis of Track Parameters on Train-Track Dynamic Interaction", Journal of Mechanical Science and Technology, 2008, 22 (7), 1299-1304.
[10]     Zimmerman, H., "Die Berechnung des Eisenbahnoberbaues (The Analysis of the Railroad Tracks)", in German, Verlag W., Ernst and Sohn, Barlin (Republished in 1930 as 2nd edition and in 1941 as 3rd edition), 1887.
[11]     American Railway Engineering and Maintenance of Way Association, "Manual for Railway Engineering", US, 2006.
[12]     Australian Standard, "Railway Track Materials, Part 14: Prestressed Concrete Sleepers", AS 1085.14, 2002.
[13]     Kaewunruen, S., Remennikov, A. M., "Investigations of Static and Dynamic Performance of Railway Prestressed Concrete Sleepers", University of Wollongong Press, 2007.
[14]     Kaewunruen, S., Remennikov, A. M., "Nonlinear Finite Element Modeling of Railway Pre-stressed Concrete Sleeper", University of Wollongong Press, 2006.
[15]     Gustavson, R., "Static and Dynamic Finite Element Analyses of Concrete Sleepers", MSc Thesis, Chalmers University of Technology, Sweden, 2002.
[16]    ذاکری، ج. ع.، "بررسی نیروهای وارده بر تراورس­های بتنی"، پروژه تحقیقاتی با شماره ثبت 161/1385، معاونت پژوهشی دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، 1384.
[17]     Selig, E. T., Waters, J. M., "Track Geotechnology and Substructure Management", Thomas Telford Publishing Corporation, Massachusetts, US, 1994.
[18]    مقدس­نژاد، ف.، "تعیین ضخامت بالاست برای خطوط ریلی ایران"، گزارش تحقیقاتی، مرکز تحقیقات راه­آهن، تهران، 1383.
[19]    Profillidis, V., "Railway Engineering", Cambridge University Press, UK, 1995.
[20]     Esveld, C., "Modern Railway Track", 2nd Edition, the Netherlands, MRT Publication, 2001.
[21]     American Railway Engineering and Maintenance of Way Association,  "Manual for Railway Track Engineering, Chapter 1, Part 2, Roadway and Ballast- Ballast", US, 2006.
[22]     Kaewunruen, S., Remennikov, A. M., "Field Trials for Dynamic Characteristics of Railway Track and its Components using Impact Excitation Technique", NDT & E International, 2007, 40, 510-519.
[23]     Selig, E. T., Li, D., "Track Modulus: its Meaning and Factors Influencing it", Transportation Research Record 1470, US, 1994, pp 47-54.
[24]     International Union of Railways, "UIC CODE, 719 R, Earthworks and Trackbed Construction for Railway Lines", 2nd Edition, 1994.
[25]     Zarembski, A. M., Palese, J., "Transitions Eliminate Impact at Crossings", Railway Track and Structures, 2003.
[26]    ذاکری، ج.، خورده­بینان، م.، پلاسی، م.، محمدزاده، س.، "تخمین مدول بستر ریل بر اساس مشخصات اجزای روسازی بالاستی"، فصل­نامه مهندسی حمل و نقل، 1388، 1 (2)،51-60.
[27]     Boresi, A. P., Schmidt, R. J., "Advanced Mechanics of Materials", 6th Edition, John Wiley & Sons, New York, 2003.