27376

بررسي تأثير همزمان برخورد موج و عبور قطار در پلهاي راه آهن

دكتري تخصصي

مهندسي راه آهن-گرايش مهندسي خط و سازه هاي ريلي

1401-07-19

1401/07/19

مرتضي اسماعيلي

جبارعلي ذاكري

مهندسي راه آهن

در تحقيق حاضر مدلي عددي براي بررسي ايمني حركت قطارهاي پرسرعت از روي پل دريايي راه¬آهن تحت بارهاي هيدروديناميكي امواج با عبور يك جهته و دو جهته قطار ارائه شده است. با استفاده از نرم افزار المان محدود آباكوس، مدلسازي اجزا مختلف قطار سريع¬السير چين به همراه پل راه¬آهن دريايي كشور چين صورت گرفته و براي شبيه¬سازي نيروي هيدروديناميك موج نيز از مشخصات امواج درياي چين استفاده شده است. نيروي هيدروديناميك موج با توجه به مشخصاتي همچون ارتفاع و پريود موج محاسبه شده و بر پايه پل اعمال گرديده است. در ادامه عملكرد ديناميكي سيستم سه بعدي مدل¬سازي شده اندركنش قطار- پل- موج (TBW) تحت بارهاي هيدروديناميكي مختلف (تغيير ارتفاع موج از صفر تا 8/14 متر)، سرعت¬هاي سير متفاوت قطار (از 200 تا 400 كيلومتر بر ساعت) و اعمال طيف ناهمواري ريل سطح كيفي چهار راه آهن كشور امريكا بررسي شده است. اعتبارسنجي مدل با مدل عددي برخورد شناور به پايه پل دريايي راه¬آهن چين در هنگام عبور قطار صورت پذيرفته است. پاسخ‌هاي ديناميكي پل و شاخص‌هاي ايمني در حال حركت قطار بر روي پل تحت چندين نوع حالت دريايي و سرعت سير قطار و بر اساس معيارهاي مجاز آيين¬نامه¬هاي اروپا و كشور چين آناليز شده¬اند. جابجايي و شتاب جانبي پل بيشتر تحت تأثير بار موج بوده و با اعمال بارهاي هيدروديناميكي روي پايه¬ها و افزايش ارتفاع موج، جابجايي و شتاب جانبي عرشه افزايش يافته و از مقادير مجاز فراتر رفته و وارد ناحيه ناايمن مي¬شود. عبور قطار دو جهته تأثير بيشتري بر شتاب و جابجايي عمودي نسبت به حالت افقي در حضور بار هيدروديناميكي دارد. همچنين اثر نيروي موج بر شاخص‌هاي ايمني سرعت سير قطار (از جمله معيارهاي خروج از خط، بي باري چرخ و Prud'homme ) بررسي شده است. تمايل مشاهده شده در همه معيارهاي خروج از خط مشابه هم بوده كه نشان مي¬دهد با افزايش سرعت حركت قطار و افزايش ارتفاع موج، خطر خروج از خط افزايش مي¬يابد. در انتهاي تحقيق حاضر نيز نمودار ناحيه ايمن سرعت سير قطار تحت شرايط مختلف دريايي ارائه شده است. در ادامه جهت تكميل روند تحقيق، بررسي تاثير نيروي اسلمينگ موج و تاثير الاستومر در محل تكيه¬گاه عرشه و پايه پل بررسي گرديده است.

1401/08/21

Dynamic Analysis of High-Speed Train and Bridge System Subjected to Sea Wave Hydrodynamic Load

10/11/2023 12:00:00 AM

A study about the running safety of trains moving over bridge subjected to hydrodynamic loads under one direction and two bidirectional high-speed train passing is presented. Dynamic performance of the developed 3D train–bridge system (TBW model) subjected to different hydrodynamic loads and applying AAR track irregularities is established in this study. By taking a sea-crossing bridge, the dynamic responses of the bridge which is under one direction and two bidirectional high-speed train passing and subjected to several hydrodynamic loads and rail irregularities are analyzed. The dynamic responses of the bridge and the running safety indices of the train on the bridge under several types of sea-states in one direction and two bidirectional train passing are analyzed. Results of developed TBW's sensitive analyzes have shown the importance of sea-states conditions for train safe and comfortable running. Irregularities has an obvious effect on the dynamic responses of the bridge. Between comparing one direction and two bidirectional high-speed train passing modes, bidirectional train passing has greater effect on vertical acceleration and displacement than horizontal ones in presence of hydrodynamic load. Therefore, combination of wave forces, rail irregularities and bidirectional train passing jeopardizes the running safety of high-speed trains by increasing both lateral and vertical displacements and accelerations. Furthermore the effect of wave force on the running safety indices of train is investigated by considering different train speeds. As expected, the tendency observed in all the derailment criteria is similar, indicating that the risk of derailment increases with the increasing of the running speed and wave height.

قطار سريع السير , پل , موج , ايمني سير

high speed train , bridge , wave , running safety

amin razzaghi kalajahi

morteza esmaeili