21997

21997

بررسي آزمايشگاهي تأثير بارهاي قائم و جانبي بر مقاومت طولي خطوط بالاستي

كارشناسي ارشد

خط و سازه‌هاي ريلي

1398/10/3

دكتر جبارعلي ذاكري سردرودي

راه‌آهن

با توجه به گسترش روزافزون خطوط جوشكاري پيوسته، مبحث مقاومت طولي خطوط بالاستي و تأثير مستقيم آن بر روي كمانش خط، يكي از موارد مهم و چالش برانگيز در راه آهن تلقي مي شود. نيروهاي وارده به خط شامل نيروهاي قائم، جانبي و طولي مي باشند كه در اين بين وجود نيروي طولي لازمه ي ايجاد تنش در داخل ريل مي باشد. سازه ي خط بايد اين توانايي را داشته باشد تا در مقابل انواع نيروهاي وارده همچون نيروهاي تكرار شونده قائم، جانبي، طولي و پيچشي ناشي از ترافيك و تغييرات دمايي مقاومت كافي از خود نشان دهد و دچار كمانش، جابجايي هاي بيش از مقادير استاندارد و يا هرگونه خرابي هاي ديگري كه مي-توانند بهره برداري از خط را مختل كنند، نشود. پايان نامه ي حاضر به بررسي اثر اعمال بارهاي قائم و جانبي بر مقاومت طولي خطوط بالاستي پرداخته است. با توجه به بررسي هاي انجام گرفته در اين حوزه مشاهده شد كه تاكنون كار آزمايشگاهي و عددي با بار قائمي معادل بار قطار و حضور توأم بارهاي قائم، جانبي و طولي انجام نگرفته است. جهت انجام اين كار از قاب بارگذاري موجود در آزمايشگاه روسازي دانشكده راه آهن دانشگاه علم و صنعت ايران استفاده شد و پس از تهيه و تكميل تجهيزات و ادوات مورد نياز، تست هاي تعريف شده انجام گرفت. در ادامه مدلسازي عددي با استفاده از نرم افزار آباكوس ساخته و جهت اعتبارسنجي نتايج آزمايشگاهي مورد استفاده قرار گرفت. انجام آزمايشات تعريف شده نشان داد كه با اعمال بار قائم به خط، مقاومت طولي خط به شدت افزايش پيدا مي كند. به گونه اي كه با اعمال بارهاي قائم 10، 20 و 30 تني به خط، مقاومت طولي آن به ترتيب 105/75 % ، 174/1 % و 197/06 % افزايش مي يابد. همچنين با اعمال بار جانبي مقاومت طولي پانل خط به مقدار كمي كاسته مي¬شود كه اين كاهش در هنگام عدم حضور بار قائم برابر 9/9 % بوده و با افزايش بار قائم، ميزان آن كمتر شده و در نهايت به 5/15 % مي رسد.

1399/04/16

Experimental investigation on the impact of vertical and lateral loads on longitudinal resistance of ballasted railway tracks

12/24/2021 12:00:00 AM

Due to the increasing development of continuous welded rail, the concept of longitudinal resistance of ballasted railway tracks and its direct effect on track buckling is considered as important and challenging in the railway. The loads that are imposed on tracks consist of vertical, lateral, and longitudinal forces in which the longitudinal force is required to cause stress on rails. The track structure should have the ability to show enough resistance against all types of forces such as vertical, lateral, longitudinal, and torsional forces, which are caused due to traffic and temperature changes, and it must not be subjected to buckling, movements more than standard values, or any other damages which can disrupt the operation of track. This thesis investigates the effect of vertical and lateral loads on the longitudinal resistance of ballasted tracks. According to the studies in this area, the experimental and numerical research has not been carried out with the load equivalent to the freight load and the presence of vertical, lateral, and longitudinal loads simultaneously. In order to do so, the loading frame in the superstructure laboratory of railway engineering department of Iran university of science and technology was used, and after completion of the required equipment, the specified tests were carried out. In continuation, numerical modeling has been developed using Abaqus software and has been used to validate the experimental results. It has been shown that by applying vertical load to the track, the longitudinal resistance of the track increases sharply. Thus, by applying the vertical loads 10, 20 and 30 tons to the track, the longitudinal resistance increases by 105.75 %, 174.1 % and 197.06 %, respectively. Also, by applying the lateral load, the longitudinal resistance of the track is reduced as low as 9.9 % in the absence of the vertical load. After increasing the vertical load to the 30 tons limit, the reduction of longitudinal resistance drops down to 5.15 %.