بخشی از مقاله
چکیده:
بافت فرسوده شهری تحت تاثیر ارتعاشات ریلی تا فاصله 15 متر از ریل در معرض آسیب است. این آسیب می تواند آسیب سازه ای یا سر و صدا باشد.آسیب سازه ای از آسیب به نازک کاری تا مشکل جدی برای سازه ساختمان میتواند مطرح باشد. آسیب سر و صدای سیستم ریلی بر اثر صدای بوق قطار یا صدای ثانویه ناشی از لرزش ها در ساختمان است. توسعه راه آهن در نهایت منجر به احداث خطوط ریلی سریع السیر و احداث ایستگاه های سریع السیر ریلی در حاشیه شهر ها می شود که با توجه به بافت فرسوده سکونتگاه های غیر رسمی در حاشیه شهر و سریع بودن قطار ها احتمال آسیب افزایش میابد. بنابراین در راستای توسعه پایدار ریلی انتخاب مسیر ریلی مخصوصا مسیر ریلی سریع در شهر یا حاشیه شهر از اهمیت به سزای برخوردار است و هرجا نیاز به عبور قطار ها از مجاورت بافت فرسوده شهری باشد با مدل های نرم افزاری ارتعاشات قابل بررسی است، در صورت پیش بینی آسیب در مدل نرم افزاری از روش های مختلف استفاده می شود.
-1 مقدمه
با توجه به رشد جمعیت جهانی، جمعیت شهری نیز رو به افزایش است. در گذشته، در شهر ها فرض بر این بوده است که برای ساختمان سازی همه زمین ها می تواند مناسب باشد. در حال حاضر باید در این رابطه مجددا اطمینان حاصل شود. به این دلیل که سازه ها مکررا در بالا یا دور یا مجاورت خطوط راه آهن ساخته شده اند، بنابراین مشکلات انتقال ارتعاشات و
سر و صدا از طریق سازه به ساختمان های مجاور ناشی از راه آهن، نیاز به بررسی دقیق دارد.[1] در سال های اخیر موضوع اثر تردد قطار ها بر شهر سازی در پژوهش های آکادمیک بین المللی جایگاه ویژه ای دارد و کتاب هایی نیز در این رابطه منتشر شده است. این موضوع در ایران بسیار جدید است و مرکز تحقیقات راه آهن جمهوری اسلامی ایران نیز توجه ویژه ای به این بحث دارد.
-2ارتعاشات ریلی
نوسانات ایجاد شده حاصل از تردد قطارهای رفت و برگشت و منتقل شده از خاک که در نهایت به ساختمان های مجاور ریل وارد می شود علاوه بر ایجاد صدا موجب تولید ارتعاش نیز می شود. در این بخش اثر ارتعاشات بر سازه ساختمان مجاور ریل مورد بررسی قرار گرفته است. این ارتعاشات ممکن است ناشی از نامیزانی در حرکت قطار و یا ناشی از ناصافی سطح تماس چرخ و ریل - ناصافی در سطح تماس چرخ و ریل به علت فرسودگی چرخ و ریل یا استفاده نا مناسب از سیستم ریلی - باشند.ارتعاشات حاصل از قطار و منتقل شده از طریق خاک که بر ساختمان های مجاور ریل اثر می گذارد، می تواند بر سازه ساختمان اثر گذار باشد و در نهایت بر بهره برداران از سازه های مجاور ریل تاثیر بگذارد. این ارتعاشات یا نیرو های اضافه نوسانی با فرکانس های مختلف عمدتا در سطح تماس چرخ و ریل ایجاد می شود که این ارتعاشات می تواند آسیب هایی برای افراد یا کالای داخل قطار داشته باشد که این موضوع با سیستم تعلیق اولیه و ثانویه قطار بر طرف می شود اما آسیب هایی که از این ارتعاشات از طریق خاک موثر بر ساختمان مجاور ریل به وجود می اید در بخش هایی در این تحقیق تشریح شده است.
-3اثر ارتعاشات و سر و صدای راه اهن درون شهری بر ساختمان سازی
بافت شهری در راستای انتخاب مسیر ریلی درون شهری تعیین کننده است به خصوص اگر مسیر ریلی درون شهری از نزدیکی بافت فرسوده شهری عبور کند، عبور و مرور قطار ها بر ساختمان های مجاور ریل تاثیر گذار است. در مرحله مطالعات، انتخاب مسیر ریلی مناسب که کمترین آسیب را بر ساختمان های مجاور ریل دارد - در محدوده شهری یا احیانا حاشیه شهر - پس از بررسی کلیه مناطق شهری با شعاع 15 متر از ریل ها اگر ساختمان های قدیمی یا تاریخی وجود داشته باشد توسط مدل های نرم افزاری اجزاء محدود - مثلا نرم افزار - Ansys چنین قابلیتی وجود دارد که ساختمان و ریل ها و خاک زیر ساختمان و ارتعاشات ریلی مدل شود و نتیجه اش بر ساختمان مشخص شود که اگر آسیبی در حد آسیب به نازک کاری یا بیشتر داشته باشد راه کار هایی برای کاهش این آسیب وجود دارد من جمله از راه کار ها استفاده از لایه های میراگر خطوط ریلی می باشد.[2] این لایه های میراگر با ضخامت کم در حدود 2 تا 3 سانتی متر در کشور های اروپایی برای کاهش ارتعاشات زمینی ناشی از تردد و حمل و نقل جاده ای در زیر فونداسیون ساختمان ها یا در زیر سازی جاده پهن می شود. جنس این لایه ها از محصولات حاصل از پلیمر های شیمیایی است که خاصیت جذب ارتعاش دارند و به صورت پهن شده همچون فرشی در زیر ساختمان یا پایین زیر سازی مسیر راه یا راه اهن قرار می گیرند. جنس خاک زیر ریل و زیر ساختمان که ارتعاشات ریلی را منتقل می کند بسیار تعیین کننده است. احیانا اگر خاک ریز دانه باشد اثر ارتعاشات منتقل شده بر ساختمان های مجاور ریل بیشتر است و اگر خاک درشت دانه بیشتر داشته باشد آسیب های ارتعاشات کم تر است البته در صورتی که لایه ی ماسه ای - ماسه های درشت دانه - در زیر ساختمان باشد و احتمال اشباع شدن لایه ماسه ای وجود داشته باشد باید بررسی شود که بر اثر ارتعاشات حاصل تردد قطار های متفاوت می تواند منجر به روانگرایی لایه ماسه ای اشباع زیر ساختمان شود که بروز ر وانگرایی زیر ساختمان منجر به وازگونی ساختمان می شود. آیین نامه هایی در این موضوع موجود است که عموما ایین نامه های بومی بعضی کشورهای اروپایی می باشد. به عنوان نمونه می توان به ایین نامه نروزNS8141 و آیین نامه سوئد اشاره کرد.
همچنمین دو استاندارد جهانی در این موضوع ISO4866 تحت عنوان "ارتعاشات مکانیکی و ارتعاشات ضربه ای تاثیر گذار بر ساختمان برای اندازه گیری و ارزیابی تاثیرات بر ساختمان"وISO14837-1 تحت عنوان "نوسانات مکانیکی ناشی از سیستم ریلی که از طریق خاک عبور می کند و شامل صدا و ارتعاش می باشد"آیین نامه های مرتبط ریلی - عمدتا آیین نامه های اروپایی - نشان می دهد که در راستای توسعه پایدار ریلی درون شهری اگر ناچار شدیم در مجاور منازل مسکونی تا فاصله 15 متر از ریل ها قطار های درون شهری عبور دهیم آنگاه نیروهای نوسانی ایجاد شده در ساختمان ناشی از سیستم ریلی باید مورد بررسی قرار گیرد. عملا قبل از انتخاب مسیر ریلی در فاز مطالعات باید کلیه ساختمان ها تا شعاع 15 متر مورد بررسی قرار گیرند و مسیر ریلی از جایی عبور کند که کمترین اسیب را به ساختمان های مجاور ریل و هم چنین کم ترین اسیب را بهره برداران از ساختمان های مجاور ر یل داشته باشد. [3,4] معیاری که برای سنجش ارتعاشات درون زمینی داریم سرعت ذره می باشد که آن عبارت است از سرعت ذره ای در محیط ازاد تحت اثر ارتعاشات مورد سنجش، آیین نامه های مرتبط مطرح می کنند اگر سرعت ذره ای که از ارتعاشات ریلی درون زمینی به ساختمان می رسد حداکثر به 2متر بر ثانیه باشد میتواند به نازک کاری ساختمان آسیب بزند.اگر عملکرد پایه ی ساختمان یا همان فونداسیون ساختمان خوب باشد تاثیرات ارتعاشات قطار به ساختمان های مجاور ریل کم تر است به عنوان نمونه ساختمان هایی که در فونداسیون خود دارای شمع های عمیق بتنی می باشند انگاه محدوده آسیب به نازک کاری رسیدن اثرات ارتعاش در ساختمان به دو متر بر ثانیه نیست بلکه اگر در ساختمان دارای شمع های عمیق سرعت ذره حاصل از ارتعاشات ساختمان به 10 متر بر ثانیه برسد نازک کاری ساختمان تحت معرض اسیب قرار می گیرد بنابراین در راستای توانمند سازی ساختمان های مجاور ر یل توصیه ویزه بر فونداسیون ساختمان های مجاور ریل مخصوصا در صورت لزوم و اجرای شمع موثر است.
در راستای گسترش شهر ها و ساختمان سازی در ارتفاع روز به روز وزن تمام شده ساختمان با مصالح سبک وزن و مقاوم جدید در حال کاهش است. البته اینکه وزن تمام شده ساختمان سبک شود و در عین حال ساختمان دارای تحمل لازم در برابر نیروهای مختلف داشته باشد مطلوب است اما برای ساختمان های مجاور خطوط اهن مخصوصا ساختمان هایی که بسیار نزدیک خطوط راه اهن هستند بررسی نتایج محاسبات سازه ای بر اساس نرم افزار اجراء محدود مشخص میکند اگر ساختمان دارای وزن بیشتری باشد تحمل ساختمان در مقابل ارتعاشات - نیرو های نوسانی - ایجاد شده در سطح تماس چرخ و ریل و منتقل شده و رسیده به فونداسیون و ساختمان بیشتر است.احیانا این ارتعاشات در موقعی که ساختمان سبک باشد می تواند اسیب های در حد نازک کاری یا نهایتا اسیب جدی به سازه ساختمان ایجاد کند. در انتهای این بخش یک مورد دیگر از اسیب سیستم ریلی درون شهری تحت عنوان سر وصدا مطرح می شود که شامل مورد زیر است:
-1 صدای بوق قطار باری - یا احیانا مسافری - میتواند به گوش بهره برداران از ساختمان های مجاور ریل برسد و برای انها احساس نا خوش ایند داشته باشد.
