16718

16718

بررسي ميداني تاثير خرده لاستيك بر كاهش ارتعاشات پل بتني دال تخت (مطالعه موردي پل كيلومتر 100+ 168 خط قديم تهران-قم)

كارشناسي ارشد

مهندسي خطوط راه آهن

بهمن ماه 1395

دكتر مرتضي اسماعيلي - دكتر شروان عطايي

راه آهن

يكي از مسائل مرتبط با پلهاي دال تخت بتني (فر بتن) در مسير هاي قديمي راه آهن، تغيير سختي ناگهاني خط بالاستي به عرشه صلب پل مي باشد. مساله صلبيت عرشه بحراني تر خواهد شد وقتي زير كوبي بالاست خط روي پل نيز به درستي و دوره هاي منظم انجام نگيرد. به مرور زمان و با عبور بار از روي اين پلها بالاست خرد شده و به شدت متراكم گرديده است. اين موضوع سبب آن شده است كه بالاست نقش ميرا كننده گي خود را از دست بدهد. و لذا ضربات ناشي از بار چرخ عبوري به عرشه پل اعمال و موجب ترك خوردگي وسط دهانه و محل نشيمن ها مي گردد در تحقيق حاضر با انتخاب پل دال تخت بتني دهانه 6 متر، رفتار ديناميكي پل و روسازي قبل از اجرا و بعد از اجراي زير بالاست خرده لاستيكي تحت تاثير عبور ديزل GT26 با سرعت هاي مختلف و حالت استاتيكي بررسي گرديده است. رفتار پل و روسازي توسط حسگرهاي شتاب سنج، تغييرمكان سنج و كرنش سنج اندازه گيري و مقايسه شده است. همچنين در اين پايان نامه با هدف بهنگام سازي تست ميداني، مدل اجزا محدود سه بعدي با استفاده از تحليل ديناميكي به كمك نرم افزار آباكوس، در برابر بارگذاري قطار مورد بررسي قرار گرفته و در ادامه به تحليل و مقايسه نتايج اين آزمايش ها پرداخته شده است. با تحليل فركانسي ارتعاش آزاد پل پس از عبور ديزل مشخص گرديد كه تغيير فركانس طبيعي مجموعه ي پل و خط آهن از20 به 23هرتز بوده است، در حالي كه فركانس طبيعي روسازي از 33 به 24 تغيير يافته است. اثر خرده لاستيك در كاهش ارتعاش در بازه هاي فركانسي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت كه براي پل در فركانس هاي بيشتر از 2 هرتز همواره كاهش داشته است، اين در حالي است كه سطح شتاب روسازي بين فركانس هاي 5 تا 260 هرتز كاهش داشته است. در گام تحليل نتايج بدست آمده در حوزه زمان مشخص گرديد كه درصد بيشينه شتاب تراورس در روسازي پل در سرعت 50 كيلومتر بر ساعت 63 درصد كاهش داشته است. همچنين براي پل بيشينه مقدار شتاب وكرنش به ترتيب 33و 58 درصد كاهش داشته است. در سرعت32 كيلومتر بر ساعت در حالت وجود لايه خرده لاستيك نسبت به حالت بدون خرده لاستيك بيشينه مقدار شتاب هاي عرشه و تراورس به ترتيب40و 71 درصدكاهش داشته است و كرنش عرشه 58 درصد كاهش يافته است. در حالت بارگذاري استاتيكي نيز خيز عرشه، كرنش ريل و عرشه به ترتيب14، 82 و 55 درصد كاهش يافته است. در نتايج بدست آمده از تحليل عددي پل در حوزه فركانس و زمان مشخص مي شود كه در حوزه زمان مقادير بدست آمده در سنسورهاي تغيير مكان سنج و شتاب سنج، وسط عرشه زير پل بيشترين انطباق را با مقدار بدست آمده از تست ميداني دارد. و در حوزه فركانس، فركانس طبيعي پل و خط با اختلاف حدود 3 تا 4 درصد بهنگام سازي شده است.

1395/12/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Although, the application of tire derived aggregates (TDA) as the sub-ballast layer has been investigated by different researchers in light ballasted rail track, but its influence on the dynamic behavior of railway bridges has not been studied up to now. In the current study, a 6 m span railway concrete slab bridge was chosen to be eva​luated under the effects of GT26 diesel in static an​d different moving speeds. In this regard, the selected bridge was instrumented, an​d its behavior was studied in presence an​d absence of the TDA layer. As a part of the study, the dynamic characteristics of TDA material was examined using ballast box test apparatuses in the laboratory an​d its elastic module an​d damping were obtained as 4.7 N/mm2 an​d 0. 23, respectively. Overall, by frequency analysis of free vibrations, it was found that natural frequency of the whole bridge an​d track system has changed from 20 to 23 Hz whereas the natural frequency of the track superstructure has decreased from 33 to 24 due to the presence of TDA layer. Furthermore, by analyzing the results in the time domain, it was understood that the percentage the maximum sleeper acceleration, the maximum bridge deck acceleration an​d its maximum flexural strain have been decreased 63, 33 an​d 58 %, respectively for diesel running speed 50 km/h. On the other hand, the mentioned values have been modified to 71, 40 an​d 58 % for moving speed 32 Km/hr. Also, in static loading, deflection of the deck, the strain of rail an​d deck 14, 82 an​d 55 % has decreased. Finally, numerical model was established to verify the field achieved data.