17192

17192

بررسي مكانيزم انتقال بار قائم در خطوط ريلي با بالاست آهكي و بالاست سرباره اي

كارشناسي ارشد

مهندسي خطوط راه آهن

آذر 1395

دكتر مرتضي اسماعيلي

راه آهن

چكيده شناخت مكانيزم انتقال بار بين اجزاي روسازي و زيرسازي خط بالاستي و فشار تماسي تراورس - بالاست و بالاست - بستر نقش بسزايي در عملكرد خطوط ريلي دارد. عوامل متعددي در نحوه توزيع فشار تماسي بين تراورس و بالاست و سختي خط بالاستي تاثيرگذارند كه يكي از مهمترين آن ها، كيفيت مصالح دانه‌اي لايه بالاست مي‌باشد. با توجه به مطرح شدن امكان استفاده از مصالح بالاست سرباره فولاد به عنوان جايگزين مناسب بالاست سنگي، بررسي مكانيزم انتقال بار قائم در اين مصالح در مقايسه با مصالح بالاست معمولي يكي از سوالات جدي كاربران خطوط ريلي در اين زمينه است. بر اين منظور در اين پايان نامه با اجراي خط تستي به طول 50 متر از بالاست سرباره فولاد در محور بلاك زوج ديزيچه- حسن آباد به عنوان بخشي از خط بالاست آهكي، به مقايسه رفتار دو نوع بالاست تحت بار قائم پرداخته شده و بطور مشخص اندازه‌گيري دو پارامتر مدول بستر ريل و توزيع تنش تماسي تراورس و بالاست مد نظر قرار داده شد. براي تعيين مدول بستر ريل از روش تالبوت و بارگذاري خط از طريق واگن 6 محوره سبك و سنگين به وزن‌هاي 30 تن و 135 تن استفاده شده است. از طرف ديگر با نصب تراورس مجهز شده به لود سل در دو مقطع مشخص با دو نوع بالاست ياد شده در خط تست، تنش تماسي تراورس و بالاست تحت بارگذاري قائم واگن سنگين اندازه‌گيري گرديد. نتايج اندازه گيري‌هاي ميداني نشان داد كه در شرايط بستر يكسان، مدول بستر ريل در خطوط با بالاست سرباره‌اي به طور متوسط 1.64 برابر خطوط با بالاست سنگي آهكي و مقادير نسبت تنش تماسي فشاري بالاست و تروارس در بالاست آهكي در حدود 1.39 برابر بالاست سرباره‌اي است. تطابق نتايج ميداني با نتايج حاصل از خروجي نرم افزار و خط مدلسازي شده حاكي از اعتبارسنجي نتايج پردازش شده مي باشد. استفاده از بالاست سرباره اي بجاي بالاست آهكي موجب كاهش 40 درصدي تغييرمكان قائم خط ريلي مي شود همچنين در راستاي تست توزيع تنش در زير تراورس، با استفاده از توزيع تنش هرمي و در نظرگرفتن زاويه اصطكاك داخلي سنگدانه ها، حداكثر تنش رسيده بر بستر براي هر دونوع بالاست آهكي و سرباره بدست آمده است كه اين مقدار تنش براي بالاست آهكي 42 درصد بيشتر از بالاست سرباره اي بدست آمده است. واژه‌هاي كليدي: خطوط ريلي بالاستي، مدول بستر ريل، توزيع تنش تماسي تراورس، بالاست سرباره اي، بالاست آهكي.

1396/02/06

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Identification of load transfer mechanism between superstructure an​d substructure of ballasted railway tracks plays an important role in railway track safety an​d performance. This issue is impacted by many factors that one of them is the quality of ballast material. Nowadays, utilization of steel slag ballast as an appropriate material instead of traditional stone ballast has been discussed. In this regard, one of the engineering concerns may be the differences between steel slag ballast an​d traditional stone ballast vertical load distribution mechanism. For this reason, the behavior of both kind of ballasts has been compared under vertical load using a fifty meters test track which was implemented by both kind of ballast materials. In this test track, the rail support modulus an​d the contact pressure of sleeper an​d ballast was studied by field tests. In order to determine the rail support modulus the Talbot method was used. So the track was loaded by both light an​d heavy 6 axles wagons with 300 an​d 1350 kN in weight, respectively. On the other hand, the special sleeper which equipped by load cells was used to measure the contact pressure of sleeper an​d ballast under mentioned heavy wagon in both kind of ballast materials. In overall, with the same track condition, the rail support modulus of steel slag ballast was obtained 1.64 times more than the lime stone ballast an​d the compressive contact pressure of sleeper an​d ballast in limestone ballast is almost 1.39 times greater than steel slag ballast. Good match in comparison field investigation an​d result of track model indicate the validity of model. Calculation an​d test result shows using steel slag ballast instead of limestone ballast result in decreasing vertical displacement up to 40% in an​d decreasing stress on sub grade up to 42%. Keywords Ballasted railway track, rail support modulus, sleeper contact pressure distribution, steel slag ballast, limestone ballast