• شماره ركورد
    34679
  • پديد آورنده

    علي سينا نوري

  • عنوان
    مطالعه آزمايشگاهي الگوي توزيع بار در خطوط ريلي با پد زير تراورس
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي خطوط راه آهن
  • سال تحصيل
    1404-1405
  • تاريخ دفاع
    1404/11/08
  • استاد راهنما
    دكتر جبارعلي ذاكري، دكتر حميدرضا حيدري
  • استاد مشاور
    _
  • دانشكده
    مهندسي راه‌آهن
  • چكيده
    خطوط ريلي بالاستي به دليل ماهيت دانه‌اي بالاست و رفتار غيرخطي آن، همواره در معرض نشست، افت كيفيت هندسي و افزايش نيروهاي ضربه‌اي ناشي از عبور قطار قرار دارند. اين شرايط سبب افزايش ارتعاشات، كاهش عمر مفيد اجزاي روسازي و افزايش هزينه‌هاي تعمير و نگهداري خط مي‌شود؛ ازاين‌رو به‌كارگيري راهكارهايي جهت بهبود توزيع بار و كاهش اثرات ديناميكي در خط‌آهن ضروري است. در اين پژوهش، تأثير استفاده از پد زير تراورس (USP) بر رفتار استاتيكي، مكانيكي و ديناميكي تراورس و مجموعه خط بالاستي به‌صورت جامع مورد بررسي قرار گرفت. هدف اصلي تحقيق، ارزيابي نقش USP در بهبود توزيع بار، كاهش نيروي ضربه‌اي و جذب انرژي ارتعاشي مي‌باشد. بدين منظور، مجموعه‌اي از آزمايش‌هاي تجربي شامل بارگذاري استاتيكي و ضربه‌اي مجموعه خط در مقياس كامل و نيز آزمايش‌هاي عملكردي روي تراورس منفرد شامل بارگذاري خمشي و بارگذاري ديناميكي تكراري، در دو حالت مجهز و غيرمجهز به USP انجام شد. نتايج آزمايش بارگذاري مجموعه خط نشان داد كه USP با افزايش تغييرمكان‌هاي قائم ريل و تراورس، مدول بستر خط را تا 50% كاهش داده و سبب توزيع گسترده‌تر بار بين تراورس‌ها مي‌گردد؛ به‌نحوي‌كه سهم باربري تراورس تحت بار از حدود 53% به 44% كاهش يافت و انتقال بار از سه تراورس به پنج تراورس گسترش يافت. در آزمايش بارگذاري ضربه‌اي، USP موجب كاهش محسوس نيروي ضربه‌اي و انرژي ارتعاشي سيستم شد. همچنين تحليل فركانسي نشان داد كه USP فركانس‌هاي غالب سيستم را به سمت فركانس‌هايي با دامنه كمتر منتقل كرده و سطح كلي ارتعاش را تا حدود dB 12 در فركانس بحراني Hz 63 كاهش مي‌دهد. در آزمايش بارگذاري خمشي، USP به‌طور كلي موجب كاهش سختي و مدول خمشي تراورس گرديد؛ به‌نحوي كه اين كاهش در حالت ممان مثبت نشيمن‌گاه تا 50% و ممان منفي مركز تراورس تا 80% بود كه نشان‌دهنده افزايش شكل‌پذيري و توزيع بهتر بار در زير تراورس است. در نهايت، نتايج آزمايش بارگذاري ديناميكي نشان داد USP با افزايش تغييرمكان‌هاي قائم تراورس و مجموعه تحت بارگذاري تكراي، سبب كاهش حدود دو تا پنج برابري سختي و مدول ديناميكي تراورس شده و با فراهم‌سازي تغييرشكل‌هاي كنترل‌شده، موجب يكنواخت‌تر شدن انتقال بار مي‌گردد؛ همزمان، USP بيشينه (Peak) و ميانگين مؤثر (RMS) شتاب‌هاي قائم تراورس را نيز تا حدود دو برابر كاهش مي‌دهد كه بيانگر كاهش سطح كلي ارتعاش و انرژي ديناميكي سيستم است. در مجموع، نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه USP با فراهم‌كردن تغييرشكل‌هاي كنترل‌شده، كاهش سختي مؤثر، كاهش نيروي ضربه‌اي و كاهش شتاب وارد بر تراورس، موجب بهبود توزيع بار، كاهش اثرات ضربه‌اي و كاهش انرژي ارتعاشي سيستم مي‌شود؛ بنابراين استفاده از USP مي‌تواند گزينه‌اي مؤثر براي افزايش پايداري بلندمدت و كاهش هزينه‌هاي نگهداشت خطوط بالاستي باشد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/11/25
  • عنوان به انگليسي
    Experimental Study on the Load Distribution Pattern in Railway Tracks with Under Sleeper Pad
  • تاريخ بهره برداري
    1/28/2027 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    علي سينا نوري

  • چكيده به لاتين
    Ballasted railway tracks, due to the granular nature an‎d nonlinear behavior of ballast, are continuously subjected to settlement, deterioration of track geometry, an‎d increased impact forces caused by train passages. These conditions lead to higher vibration levels, reduced service life of track components, an‎d increased maintenance costs. Therefore, implementing solutions to improve load distribution an‎d reduce dynamic effects in railway tracks is essential. In this research, the effect of using Under Sleeper Pads (USP) on the static, mechanical, an‎d dynamic behavior of sleepers an‎d the ballasted track system was comprehensively investigated. The main objective of this study was to eva‎luate the role of USP in improving load distribution, reducing impact forces, an‎d absorbing vibrational energy. For this purpose, a series of full-scale experimental tests was conducted, including static an‎d impact loading of the track system, as well as performance tests on an individual sleeper under both USP-equipped an‎d non-equipped conditions, including flexural loading an‎d repeated dynamic loading. The results of the full-scale static loading test indicated that USP increased the vertical displacements of both rail an‎d sleeper, reduced the tracked modulus by up to 50%, an‎d resulted in a wider load distribution among sleepers. Specifically, the load contribution of the loaded sleeper decreased from approximately 53% to 44%, an‎d the load transfer zone expan‎ded from three sleepers to five sleepers. In the impact loading test, USP significantly reduced the impact force an‎d the systemʹs vibrational energy. Frequency analysis also showed that USP shifted the systemʹs dominant frequencies toward lower amplitudes an‎d reduced the overall vibration level by approximately 12 dB at the critical frequency of 63 Hz. In the flexural loading test, USP generally reduced the stiffness an‎d flexural modulus of the sleeper; reductions of up to 50% were observed under positive bending moment at the rail seat an‎d up to 80% under negative bending moment at the sleeper center, indicating increased ductility an‎d improved load distribution beneath the sleeper. Finally, repeated dynamic loading tests showed that USP increased the vertical displacement of the sleeper-track system an‎d reduced the sleeperʹs dynamic stiffness an‎d modulus by approximately two to five times. By providing controlled deformations, USP facilitated more uniform load transfer. Meanwhile, USP reduced both the peak an‎d root-mean-square (RMS) vertical accelerations of the sleeper by nearly twofold, indicating a reduction in overall vibration level an‎d dynamic energy. Overall, the results demonstrate that USP improves load distribution, reduces impact effects, an‎d decreases vibrational energy by providing controlled deformations, reducing effective stiffness, lowering impact forces, an‎d reducing sleeper acceleration. Therefore, the use of USP can be considered an effective means of enhancing long-term stability an‎d reducing maintenance costs for ballasted railway tracks.
  • كليدواژه هاي فارسي
    پد زير تراورس , الگوي توزيع بار , خط ريلي بالاستي , آزمايش تجربي خط , سختي خط , سطح ارتعاش
  • كليدواژه هاي لاتين
    Under Sleeper Pad , Load distribution pattern , Ballasted railway track , Experimental test , Track stiffness , Vibration level
  • Author
    Ali Sina Noori
  • SuperVisor
    Prof. Jabbar Ali Zakeri - Dr. Hamid Reza Heydari