ارزیابی هندسه بهینه دال خط کوهاندار در راه آهن های کویری با رویکرد شبیه سازی دو فازی جامد-گاز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

10.22034/road.2023.371313.2115

چکیده

از ضرورت‌های اجتناب‌ناپذیر توسعه شبکه حمل و نقل ریلی، عبور از مناطق کویری و ماسه‌گیر است. راه‌آهن های کویری در عین حال باعث افزایش هزینه‌های نگهداری و تعمیر، کاهش سرعت و مسدود شدن خط در حین بهره‌برداری و حتی خروج قطار از خط می شوند. تاکنون راهکارهای مختلفی برای مقابله با ماسه‌های روان در راه‌آهن‌های کویری ارائه شده است. یکی از روش‌های نوین توسعه داده شده، روسازی دال‌خط کوهاندار است که با حذف بالاست از خط ریلی و نیز ارتفاع‌دهی به ریل توسط پایه های بتنی موسوم به کوهان‌ و در نتیجه ایجاد کانال‌های عبوری ماسه از زیر ریل، در پی کنترل و عبور حجم ماسه‌های ورودی از خط‌آهن است. هندسه کوهان باید به گونه‌ای باشد که علاوه بر شرایط آیرودینامیکی مطلوب، حداکثر فضای خالی جهت عبور ماسه را فراهم کند. در این تحقیق با هدف بهینه‌سازی هندسه کوهان در این روسازی، مقاطع هندسی مختلف برای کوهان بررسی و سپس دو مقطع اصلی شامل بیضی و مستطیل-نیم دایره با دو ارتفاع مختلف ارزیابی شده است. شبیه‌سازی‌ها در بستر دینامیک سیالات محاسباتی و در نرم افزار انسیس فلوئنت پیگیری شده است، جریان دو فازی جامد-گاز شامل یک سیل ماسه با ابعاد محدود و جریان باد از مدل ها عبور داده شده و میزان کسرحجمی ماسه مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که مقطع هندسی مستطیل-نیم دایره با ارتفاع 20 سانتیمتر نتایج مطلوب‌تری را در برابر هجوم ماسه های روان نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


-امرالهی، ع.، (1400)، "گزارش مناطق ماسه گیر خطوط راه آهن ج.ا.ا، اداره کل خط و سازه­های فنی راه آهن".
- فتحعلی، م.، (1387)، "ارایه روسازی دال خط کوهاندار برای رفع معضل راه آهن­های مناطق کویری"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران. 
 -­Bruno, L., Horvat, M., & Raffaele, L., (2018), “Windblown sand along railway infrastructures: A review of challenges and mitigation measures”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 177, pp. 340-365.
-­Horvat, M., Bruno, L., & Khris, S., (2022), “Receiver Sand Mitigation Measures along railways: CWE-based conceptual design and preliminary performance assessment”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 228,
pp. 105109.
-Li, G. S., Qu, J. J., Li, X. Z., & Wang, W. F., (2014), “The sand-deposition impact of artificial gravel beds on the protection of the Mogao Grottoes”, Scientific reports, Vol. 4, No. 1, pp. 1-8.
-­Malkaneh, M. and Talaee, M. R., (2019), “Numerical Study of the Humped Slab Track Behavior in SandStorm by Modeling Two-Phase Flow”, Journal of Transportation Infrastructure Engineering, Vol. 5, No. 1,
pp. 37-56.
-pandrol, (2022), “Fastclip FCA Product Guide”, [online] Available at: https://www.pandrol.com/wp-content/uploads/2021/01/FCA-Product-Guide-EN.pdf.
-Raffaele, L., & Bruno, L., (2020), “Windblown sand mitigation along railway megaprojects: A comparative study, Structural Engineering International, Vol. 30, No. 3, pp. 355-364.
-Rahdari, M. R., Gyasi-Agyei, Y., & Rodrigo-Comino, J., (2021), “Sand drifts potential impacts within desert railway corridors: a case study of the Sarakhs-Mashhad railway line”, Arabian Journal of Geosciences, Vol. 14, No. 9, pp. 1-14.
-Zakeri, J. A. and Fathi, A., (2017), “Analysis the Influence of Different Forms of Geometric Humps on Sand Track Crossing the Desert Using the Fluent Simulation Software”, Journal of Transportation Research, Vol. 14, No. 2, pp. 349-362.
-Zakeri, J. A., Esmaieli, M., Fathali, M., (2010), “Introducing New Humped Slab Track Superstructure for Obviating the Problems of Desert Railways”, Modares Civil Engineering journal, Vol. 10, No. 2.
-Zakeri, J. A., Esmaieli, M., Fathali, M., (2011), “Evaluation of humped slab track performance in desert railways”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, Vol. 225, No. 6, pp. 566-573.
-­Tavili, A., (2015), “Studying and designing the construction of a biological protection belt for stabilization Flowing sands in Shurgaz area of ​​Zahedan”.
-Vossloh, (2022), “System W. 14 – the world’s most popular solution”, [online] https://media.vossloh.com/media/01_product_finder/vfs/pf_system_w_14/Vossloh_System_W_14_EN.pdf.