جاده

جاده

تحلیل عددی و فنی کفایت ریل و اثرگذاری لایه‌های الاستیک در زیرسازی بتنی قطارهای شهری (مطالعه موردی: خط قطار شهری شیراز)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران، واحد علوم تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 استادیار، گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
4 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه راه و ترابری، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
چکیده
بحث تحلیل و طراحی سازه‌های با دال بتنی در راه‌‌آهن، مترو و قطار شهری و تاثیر المان‌های مختلف در رفتار ارتجاعی و ارتعاشی این خطوط از اهمیت بالایی برخوردار است و به عنوان یک موضوع کلی در زمینه‌ی مهندسی راه‌آهن و سازه مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا در سال‌های اخیر، رویکردها و راهکارهای متعددی در جهت رسیدن به یک روش مطمئن و ساده از تحلیل‌ و طراحی در این حوزه توسط بسیاری از محققین ارائه شده است. استفاده از روش سیستم‌های جرم و فنر در راه‌‌آهن، مترو و قطار شهری کاربردهای گسترده‌ای در این حوزه دارند. همچنین یکی از مباحث حائز اهمیت در تحلیل و طراحی خطوط ریلی، بحث انتخاب پروفیل ریل و بررسی کفایت سازه‌ای (مقاومتی) آن تحت بارهای وارده می‌باشد. ضمن اینکه ایجاد سازگاری بین معیارهای عملکردی و ارتعاشی روسازی بتنی خطوط ریلی در راستای رسیدن به خطی با دوام و پایدار، تحت نیروهای دینامیکی بهره‌برداری موضوع بسیار مهمی است. در این مقاله ضمن معرفی روش‌های متداول در تحلیل و کنترل پروفیل ریل در خطوط با دال بتنی، به ارائه نتایج تحلیل ریل در خط قطار شهری شیراز و نمایش تاثیر استفاده از لایه‌های ارتجاعی بر روی آن پرداخته می‌شود. بر اساس نتایج تحلیل ارتعاشی انجام گرفته در این تحقیق، پیشنهاد می‌گردد که کاهش ارتعاش بیش از 20 دسی‌بل در فرکانس عمکردی بیش از 50 هرتز در سیستم‌های جرم و فنر خطوط ریلی در قطار شهری در نظر گرفته شود.
کلیدواژه‌ها

- نادران، علی، نوروزی، مرتضی، ذاکری، جبارعلی، رحیم اف، کامران (2022). روش‌های تعیین مدول مکانیکی خط، به منظور طراحی بهینه خطوط ریلی و نقش آن، بر کمینه سازی شاخص هزینه و اولویت بندی طرح­های توسعه راه آهن. مجله پژوهش و کاربرد در مکانیک، 12(2)، 14-1.
- نادران، علی، نوروزی، مرتضی، ذاکری، جبارعلی، رحیم اف، کامران (2022). یک مدل بهینه‌سازی برای اولویت‌بندی طرح‌های توسعه راه‌آهن، براساس شاخص‌های تاثیرگذار و مبتنی بر توسعه پایدار، با در نظر گرفتن جنبه‌های اقتصادی، زیست‌محیطی و مکانیکی. مجله پژوهش و کاربرد در مکانیک، 12(1)، 58­-43.
- نوروزی، مرتضی، نادران، علی، ذاکری، جبارعلی، رحیم اف، کامران (2022). ارائه یک رویکرد تصمیم‌گیری چندمعیاره فازی سناریومحور در شرایط عدم قطعیت، با در نظرگرفتن مبحث پایداری، جهت ارزیابی و اولویت بندی پروژه‌های ساخت و توسعه حمل‌ونقل ریلی با روش Stochastic VIKOR و FBWM. مجله پژوهش و کاربرد در مکانیک، 12(3)، 39-15.
 
-میرمحمد صادقی، سیدجواد، یلداشخان، ماهان (2006). توسعه یک روش جهت تحلیل ارتعاشی و ارتجاعی (عملکردی) سیستم جرم و فنر روسازی قطار‌های سبک شهری. پژوهشنامه حمل و نقل، 3 (1)،‎45-60.
-میرمحمدصادقی، سید جواد (1400) اصول و مبانی تحلیل و طراحی خطوط بالاستی راه‌آهن، تهران، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران.
 -نوروزی، مرتضی، یلداشخان، ماهان، خاکباز، محمدرضا (2022). بررسی تحلیلی کفایت ریل و تاثیر لایه­های الاستیک در روسازی بتنی قطارهای شهری، دومین کنفرانس بین المللی معماری، عمران، شهرسازی، محیط زیست و افق­های هنر اسلامی در بیانیه گام دوم انقلاب، دانشگاه هنر تبریز.
-Kamboozia, N., & Khakbaz, M., (2023). Application of asphalt concrete as sub-ballast in railway lines with a sustainable development approach. Road, 31(116), 1-12.
-Sadeghi, J. M., Yoldashkhan, M., & Hirmus, S., (2005). Development of a Light Mass-Spring System for Ground-Borne Vibration Mitigation in Shiraz LRT Line. In First International Congress on Lightweight Material Construction and Earthquake Retrofitting, Ghom, Iran.
-Hirmas, S., & Yoldashkhan, M., (2006). Application of Cellular Polyurethane (PU) Materials for Increasing Track Elasticity and Vibration Mitigation in Railway Track System.
-Carman, R., (2012). Floating Track Slab Systems for Reducing Ground-Borne Noise and Vibration From Rail Vehicles.
-Sadeghi, J., Esmaeili, M. H., & Akbari, M., (2019). Reliability of FTA general vibration assessment model in prediction of subway induced ground borne vibrations. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 117, 300-311.
-Martínez Fernández, P., Villalba Sanchís, I., Insa Franco, R., & Yepes, V., (2022). Slab track optimization using metamodels to improve rail construction sustainability. Journal of Construction Engineering and Management, 148(7), 04022053.
-Idczak, W., Lewandrowski, T., Pokropski, D., Rudnicki, T., & Trzmiel, J., (2022). Dynamic Impact of a Rail Vehicle on a Rail Infrastructure with Particular Focus on the Phenomenon of Threshold Effect. Energies, 15(6), 2119.
-Yelce, T. U., Balcı, E., & Bezgin, N. Ö., (2023). A discussion on the beam on elastic foundation theory. Challenge, 9(1), 34-47.
-Quante, F., (2001). Innovative track systems technical construction. European Commission Competitive and Sustainable Growth Programme Reports, 6, 17-18.
-Prakoso, P. B., (2012). The basic concepts of modelling railway track systems using conventional and finite element methods. Info-Teknik, 13(1), 57-65.
-Lamprea-Pineda, A. C., Connolly, D. P., & Hussein, M. F., (2022). Beams on elastic foundations–A review of railway applications and solutions. Transportation Geotechnics, 33, 100696.
-Reboredo Gasalla, P., (2021, August). Structural Dynamics, Noise and Vibration: Buildings Adjacent to Train Lines.
In INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings, Institute of Noise Control Engineering. Vol. 263, No. 4,
2228-2240.
-Lam, H. F., Adeagbo, M. O., & Yang, Y. B., (2021). Time-domain Markov chain Monte Carlo–based Bayesian damage detection of ballasted tracks using nonlinear ballast stiffness model. Structural Health Monitoring, 20(5), 2653-2677.
- Zhao, C., Zheng, J., Sang, T., Wang, L., Yi, Q., & Wang, P., (2021). Computational analysis of phononic crystal vibration isolators via FEM coupled with the acoustic black hole effect to attenuate railway-induced vibration. Construction and Building Materials, 283, 122802.