شماره ركورد
33730
پديد آورنده
هيوا ربيعي مطمئن
عنوان
بررسي ميزان تأثير تغييرات مشخصات سيستم اتصالات روسازي صلب بر كاهش ارتعاشات در خطوط متروي موجود
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي خطوط راهآهن
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/6/18
استاد راهنما
دكتر ميرمحمد صادقي، دكتر عليرضا طلوع كيان
استاد مشاور
دكتر محمدحسن اسماعيلي
دانشكده
راهآهن
چكيده
در سالهاي اخير، با گسترش سيستمهاي حملونقل ريلي درونشهري، مسئله ارتعاشات ناشي از حركت قطارهاي مترو به يك چالش جدي تبديل شده است. اين ارتعاشات علاوه بر ايجاد آسيبهاي سازهاي در ساختمانهاي مجاور، كيفيت زندگي ساكنان را نيز تحت تأثير قرار ميدهند. در ميان راهكارهاي كنترل اين ارتعاشات، سيستم اتصالات روسازي صلب به عنوان اولين لايه كنترلي، نقش حياتي در ميرايي و كاهش انتقال ارتعاشات ايفا ميكند. با توجه به اهميت اين سيستم و ضرورت بهينهسازي عملكرد آن در كاهش ارتعاشات، اين پژوهش به بررسي ميزان تأثير تغييرات مشخصات سيستم اتصالات روسازي دال خط (صلب) بر كاهش ارتعاشات در خطوط متروي موجود ميپردازد. در راستاي دستيابي به اهداف تحقيق، يك مدل عددي جامع مبتني بر مشخصات خط 6 متروي تهران توسعه يافت. ساختار اين مدل عددي بر پايه دو زيرمدل اصلي استوار گرديد؛ زيرمدل نخست براي توليد بار ارتعاشي طراحي شد كه در آن، خط مترو با استفاده از مدل 2 بعدي در راستاي طولي خط و سيستم اتصالات بهصورت سيستم فنر-ميراگر مدلسازي شد. زيرمدل دوم جهت تحليل نحوه انتشار امواج، با مدلسازي دقيق مقطع تونل و اعمال بارهاي محاسبهشده از زيرمدل اول ايجاد گرديد. اين رويكرد، امكان تحليل جامع رفتار ارتعاشي در نقاط مختلف سازه خط مترو را فراهم ساخت. در گام بعدي به منظور اعتبارسنجي مدل، مطالعات ميداني در خط 6 مترو تهران صورت پذيرفت. در اين راستا، اندازهگيريهاي ارتعاشي تحت شرايط مختلف بهرهبرداري انجام شد و نتايج حاصله با خروجي مدل عددي مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج اين مقايسه، تطابق قابل قبولي ميان دادههاي ميداني و نتايج مدلسازي را نشان داد. پس از تأييد اعتبار مدل، پنج سيستم اتصالات به عنوان نمايندههاي طيف گستردهاي از مشخصات مكانيكي، بر مبناي مطالعات پيشين انتخاب و ارزيابي شدند. نتايج نشان داد كه سيستمهاي اتصال صلب در مقايسه با سيستمهاي ارتجاعي، نيروهاي ديناميكي را با شدت بيشتري منتقل ميكنند و باعث افزايش 10% در نيروهاي وارده و 6% در مقدار جذر ميانگين مربعات شتاب ميشوند. در مقابل، سيستمهاي ارتجاعي مانند Vanguard با كاهش 37% در نيروهاي وارد بر اتصالات و 44% در شتاب حداكثر، عملكرد بهتري نشان دادند. بررسي پارامتريك نشان داد كه محدوده بهينه طراحي براي ميرايي حدود 10 كيلونيوتن.ثانيه بر متر و براي سختي 5 تا 12 كيلونيوتن بر ميليمتر است كه منجر به كاهش حدود 63 درصد در سطح ارتعاشات ميشود. اين يافتهها ميتواند به عنوان رهنمودي كاربردي در طراحي سيستمهاي كنترل ارتعاش خطوط مترو، بهويژه در مناطق حساس شهري، مورد استفاده قرار گيرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/13
عنوان به انگليسي
Investigation of the Effects of Rigid Track Fastening System Specifications on Vibration Mitigation in Existing Subway Networks
تاريخ بهره برداري
9/9/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
هيوا ربيعي مطمئن
چكيده به لاتين
In recent years, the proliferation of urban rail transit infrastructure has presented a significant engineering challenge regarding ground-borne vibrations induced by rolling stock movements. These vibrations not only cause structural deterioration to adjacent buildings but also significantly compromise the living conditions of nearby residents. Among various vibration mitigation measures, the track fastening system for slab track, functioning as the primary isolation interface, plays a pivotal role in vibration attenuation and transmission reduction. Given the critical nature of this track component and the imperative to optimize its performance in vibration mitigation, this research investigates the influence of track fastening system parameters on vibration reduction in operational metro systems. To achieve the research objectives, a comprehensive numerical model based on Tehran Metro Line 6 track specifications was developed. The numerical model architecture comprised two principal sub-models: The first sub-model was engineered for dynamic load generation, where the track structure was modeled using a 2D model along the longitudinal axis, and the fastening assembly was represented through a spring-damper mechanism. The second sub-model was developed to analyze wave propagation characteristics through precise tunnel cross-section modeling and application of dynamic loads derived from the first sub-model. For model validation, extensive in-situ measurements were conducted on Tehran Metro Line 6. The validation process demonstrated satisfactory correlation between field measurements and computational results. Following validation, five distinct fastening systems, representing diverse mechanical properties, were evaluated. Results showed that rigid fastening systems, compared to resilient systems, transmit dynamic forces with greater intensity, leading to a 10% increase in applied forces and 6% increase in RMS acceleration. Conversely, resilient systems like Vanguard demonstrated superior performance with a 37% reduction in fastening forces and a 44% reduction in peak acceleration. Parametric analysis revealed that the optimal design range for damping is approximately 10 kN.s/m and for stiffness is 5-12 kN/mm, resulting in about 63% reduction in vibration levels. These findings can serve as practical guidelines in designing vibration control systems for metro infrastructure, particularly in sensitive urban areas.
كليدواژه هاي فارسي
سيستم اتصالات روسازي صلب , كاهش ارتعاشات , مترو , اندازهگيريهاي ميداني
كليدواژه هاي لاتين
Rigid Track Fastening System , Vibration Mitigation , Metro System , In-situ Measurements
Author
Hiva Rabiee Motmaen
SuperVisor
Dr. J. Sadeghi, Dr. A. Toloukian