25582

توسعه رابطه رياضي تاثير سرعت و مشخصات خط و ناوگان برافزايش بار بر خطوط صلب(مدلسازي سه لايه)

كارشناسي ارشد

خطوط راه آهن

1398

1400/06/30

سيد جواد مير محمد صادقي

امين خواجه دزفولي

راه آهن

نياز فني جامعه‌ي مهندسي در خصوص خطوط دال‌خط راه‌آهن به شكل روز افزوني در حال افزايش است. اين در حالي است كه رابطه‌اي كاربردي و در عين حال دقيق كه تمامي پارامترهاي مهم و موثر را در محاسبه‌ي ضريب افزايش بار ديناميكي منظور كرده باشد، وجود ندارد. در اين پژوهش هدف يافتن رابطه‌ايست كه در عين كاربردي بودن، معيارهاي تاثيرگذار بر مقدار ضريب افزايش بار ديناميكي در آن دخيل باشند. مرور ادبيات فني حاكي از آن است كه هيچ يك از روابط پركاربرد در دنيا، به شكل همزمان تمامي پارامترهاي ضروري را در نظر نگرفته‌اند. با توجه به مطالعات و تحقيقات انجام شده، شدت ناهمواري سطح ريل يا ناهمواري خط، سختي پد مورد استفاده در زير ريل و سرعت حركت قطار تاثير معناداري بر ضريب افزايش بار ديناميكي دارند. در ادامه با توجه به آيين‌نامه‌ها و مقالات موجود، داده‌هاي مورد نياز استخراج و دسته‌بندي شدند؛ با توجه به شرايط مدل و ميزان داده‌هاي موجود، تشخيص داده شد كه استفاده از آيين‌نامه‌ي فدرال آمريكا(FRA) براي دسته‌بندي ناهمواري‌هاي سطح ريل مناسب است. ناهمواري خط‌هاي استفاده شده، مقادير واقعي برداشت شده‌ي يك كيلومتر از خط 4 متروي تهران در سال 1397 شمسي توسط مسئولين مربوطه مي‌باشد. به منظور دسته‌بندي پدها از روي سختي، با توجه به مقالات، مطالعات و پروژه‌هاي حقيقي اجرا شده در سطح دنيا، از پنج سطح بسيار نرم، نرم، متوسط، سخت و بسيار سخت استفاده شده است. در هر گروه يك پد به عنوان نماينده‌ي آن گروه انتخاب شده است. با توجه به محدوديت امكانات و زمان‌بر بودن اجراي مدل، مدل تنها براي 9 سرعت مختلف (20، 40، 60، 90، 120، 160، 200، 240 و 300 كيلومتر بر ساعت) اجرا شد. مدل مورد استفاده، يك مدل عددي سه لايه براي دال خط‌هاي ناپيوسته از نوع Rheda 2000 مي‌باشد. در نهايت نتايج به دست آمده از مدل، تحليل و بررسي شد و بر اساس آن رابطه‌اي براي محاسبه‌ي ضريب افزايش بار ديناميكي ارائه شد. بنابر رابطه‌ي ارائه شده، ضريب افزايش بار ديناميكي با سرعت رابطه‌اي خطي دارد. همچنين مشاهده شد كه مي‌توان ميزان تاثير سختي پدهاي زير ريل و ناهمواري خط موجود را با ضرايبي وابسته به سرعت يا شدت ناهمواري تخمين زد. نتايج به دست آمده در خطوط معمولي اختلاف زيادي با روابط آيين‌نامه‌اي نداشت اما نتايج حاصل از خطوط پرسرعت تا 50 درصد تفاوت داشت.

1400/09/11

Developing a mathematical formula to estimate the dynamic amplification factor in slab track railways

9/21/2022 12:00:00 AM

Due to the increasing need of the engineering society and the application of slab track railways, and lack of a useful formula considering all significant parameters to calculate the Dynamic Amplification Factor (DAF), in this article, the aim is to develop a formula for DAF in which all important factors are considered. To achieve this purpose, firstly the subject literature is reviewed and it’s found out that in none of the most used formulas in the world all of the most effective parameters are used simultaneously. According to the previous researches, the most determining parameters in DAF are rail corrugation, rail pad stiffness and velocity. In the next step, all required data are determined and classified by considering the existing regulations and studies; according to the condition of modelling and the quantity of data, it was distinguished using the regulation of Federal Railroad Administration (FRA) of USA is more proper. The corrugation data are the real surveyed data of Line 4 in Tehran Metro with 1 kilometer length in the year 2018 which was received from the related authority. To classify rail pads according to their stiffness, according to the other researches and implemented projects around the world, 5 levels of rail pad stiffnesses were determined as very soft, soft, Medium, hard, and very hard and a specific pad were nominated for each category to be run in the model. According to the limitations in running the model (limitation of time and devices to run the model) only 9 speeds were considered (20, 40, 60, 90, 120, 160, 200, 240 and 300 Km/h.) the using model in this study is the same model developed in Khajehdezfuly’s research. At last, the model results are discussed and a new formula is presented to calculate DAF. the presented formula indicated that DAF has a linear relation with the velocity. It’s also shown that the effect of rail pad stiffness and corrugation can be estimated by coefficients dependent on velocity or corrugation.

ضريب‌‌ افزا‌يش‌ بار‌ ديناميكي , ناهمواري‌ خط , پد‌ زير‌ ريل , ‌دا‌ل خط , مدلسازي 3 لايه

Dynamic Amplification Factor , Track Irregularity , Rail pad , Slab track , 3layer Model