بخشی از مقاله
چکیده
تاثیر افزایش بار محور ناوگان بر روی روسازی از دو دیدگاه مورد توجه قرار می گیرد در مرحله اول فرض می گردد که روسازی به همین شکل کنونی باقی بماند و عواقب آن از لحاظ افزایش هزینه های نت خط بررسی می شود در نگاه دوم میزان تقویت و نیز روسازی متناسب با مقدار بار محور ناوگان مورد توجه واقع می شود.
عوامل مهمی را که ناشی از بهره برداری از خطوط بوده و با خرابی خط ارتباط مستقیم دارند می توان در سه بخش کلی تقسیم کرد این عوامل عبارتند از سرعت ، میزان بار محور ناوگان و تناژ البته لازم به ذکر است مشخصات فنی مربوط به خط نیز در کیفیت آن هم تاثیر گذار می باشد.
مقدار بار محور ناوگان در خرابی خط موثر می باشد در واقع با افزایش بار محور ناوگان بار بیشتری بر خط وارد می گردد و خستگی ریل، سائیدگی سطح آن و نیز تغییر کیفیت هندسه خط را در پی خواهد داشت.برای جلوگیری از این دسته عوامل نیاز به تقویت خط و روسازی می باشد لیکن در حالیکه افزایش بار محور ناوگان بدون در نظر گرفتن تدابیر لازم در رو سازی مسیر باشد نتیجه آن خرابی پیش از موقع و نیز هزینه های تعمیر و نگهداری سرسام آور می باشد. در ارتباط با عوامل ذکر شده و اثری را که این پارامترها در تخریب خط دارند این مقاله برآن است تا به محاسبه کمی خرابی و هزینه های تعمیر و نگهداری بپردازد .
از دیگر موضوعات مطروحه در این گفتار میتوان به فرآیند تحلیلی و کار علمی در افزایش بار محور ناوگان از 22,5 به 25 تن اشاره داشت که موجب افزایش تقریبی هزینه های نگهداری به میزان 5 درصد میگردد.
-1 مقدمه
راه آهن بعنوان یک روش حمل و نقل امکان جابجایی بار و مسافر بصورت انبوه را داشته و نقش مهمی در صنعت حمل و نقل ایفا می کند. استفاده از روشهایی نظیر سرعت بخشیدن به حرکت قطارهای باری و مسافری، استفاده از قطارهای سنگین با بار محور ناوگان و طول زیاد و نیز سیستمهای کنترل و علائم پیشرفته این صنعت را تا حد ممکن بهینه می سازد.
در دهه های اخیر راه آهن های معتبر دنیا نتیجه گیری نموده اند که عدم توجه به روشهایی جهت بالا بردن قدرت کشش و ظرفیت حمل و نقل قطارهای باری و یا به اصلاح heavy haul می تواند باعث بالا رفتن هزینه های جابجایی بار و غیر اقتصادی شدن این صنعت گردد. لیکن به همین منظور مطالعات بر روی بار محور ناوگان بالا، تطویل قطارهای باری و سیستم کنترل و علائم پیشرفته را جزء اهداف مهم این راه آهن ها می توان ذکر کرد.
مقدار اسمی بار محور ناوگان در راه آهن ایران برابر 22,5 تن بوده و هم اکنون نیز با توجه به گذشت سالیان متمادی از عمر راه آهن در برنامه افزایش است لیکن شرایط موجود راه آهن و تقاضای بار با آنچه که در گذشته بوده بسیار متفاوت می باشد.
هم اکنون ما با راه آهنی مواجه هستیم که افزایش ظرفیت حمل و نقل بار و کاهش هزینه تمام شده برای جابجایی کالا جزء اهداف مهم آن بوده و خواستار پیشرفت صنعت حمل و نقل بار است لیکن این امر مستلزم استفاده از تمام توانهای موجود و بالقوه می باشد که یکی از آنها ازدیاد بار محور ناوگان است.
در این مقاله برای بررسی پارامترهای موثر در افزایش بار محور ناوگان از تجربیات سایر کشورها و مقالات مرتبط در این زمینه استفاده شده است لذا نتایج افزایش بار محور ناوگان در کشورهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و ابعاد مختلف افزایش بار محور ناوگان و تاثیر آن بر روی تعمیر و نگهداری و روسازی مسیر مورد بررسی قرار می گیرد همانطور که عنوان گردید بار محور ناوگان در لکوموتیو و واگن یکی از شاخصهای مهم در صنعت راه آهن می باشد.
در بدو تاسیس راه آهن به علت محدودیت در آلات ناقله و روسازی خط مقدار بار محور ناوگان نسبت به وضعیت کنونی بسیار ناچیز بوده است لیکن به تدریج با ورود واگنهای دارای ظرفیت حمل بالا و نیز لکوموتیوهای جدید با قدرت کشش بسیار زیاد مقدار آن سیر صعودی داشته است .
در مورد قطارهای مسافری به دلیل عدم نیاز به بار محور ناوگان بالا، مقدار بار محور ناوگان در حد 10 تا 18 تن ثابت مانده، ولی به دلیل تقاضای زیاد کالای باری و نیز تمایل راه آهن به سمت بالا بردن ظرفیت بار خالص قطارها و حمل و نقل سنگین مقدار بار محور ناوگان در لکوموتیو و واگنهای باری روند رو به رشدی داشته است. بالاترین مقدار بار محور ناوگان در مسیرهای معدنی بوده و حتی طراحی خطوط برای محوری 40 تن صورت گرفته است.
- 2 اصول و مبانی نظری
بار محور ناوگان عبارت از مقدار نیرویی است که از طرف یک محور واگن و یا لکوموتیو بر ریل وارد می شود بار محور ناوگان در راه آهن همواره از شاخصهای مطرح و مورد توجه بوده که اثرات مختلفی بر روی حمل و نقل بار مسافر ، نوع بهره برداری و نیز خصوصیات خط دارد . در شکل - 1 - نحوه استقرار محور واگن و چرخ بر روی ریل نشان داده شده است
انتخاب مقدار بار محور ناوگان در راه آهن بستگی به نوع آلات ناقله، خصوصیات خط، پیشرفت صنعت حمل و نقل ریلی، مسائل اقتصادی و نیز سیاست راه آهن کشورهای مختلف دارد.
بر این اساس طبقه بندی های متفاوتی ارائه شده است در یک روش طبقه بندی توسط UIC مطابق جدول - 1 - ، خطوط بر اساس بار محور ناوگان به نه دسته تقسیم می شوند. مقادیر p وq در شکل - - 2 نمایش داده شده است. در این حالت حداکثر بار محور ناوگان 22/5 تن است لیکن در سایر راه آهن های پیشرفته نظیر آمریکا، استرالیا، کانادا، و آفریقای جنوبی و ... مقدار بار محور ناوگان تا حد 35 و 40 تن نیز افزایش پیدا کرده است و این به دلیل مزایایی است که افزایش بار محور ناوگان می تواند به همراه داشته باشد. راه آهن ایران در طبقه C2 ، UIC قرار گرفته است .[3] لیکن بالا بردن بار محور ناوگان و استفاده از مزایای آن از مواردی است که در سالیان اخیر مورد توجه کارشناسان و مسئولین راه آهن قرار گرفته است.
تحقیق این امر مستلزم بررسی های دقیق و کارشناسی در مورد و معایب استفاده از بار محور ناوگان بالا می باشد.
جدول - 1 - طبقه بندی خطوط در - UIC -
شکل - - 1نحوه استقرار چرخها برروی ریل [1]
شکل - 2 بارگذاری UICبه منظور طبقه بندی خطوط [4]
- 3 افزایش بار محور ناوگان و تاثیر آن بر روی تعمیر و نگهداری خط
عوامل مهمی که ناشی از بهره برداری از خطوط بوده و با خرابی خط ارتباط مستقیم دارند می توان در سه بخش کلی تقسیم نمود ایم عوامل عبارتند از،سرعت ، میزان بار محور ناوگان و تناژ البته لازم به ذکر است مشخصات فنی مربوط به خط کیفیت آن نیز تاثیر گذار می باشند.
مقدار بار محور ناوگان در خرابی خط موثر می باشد در واقع با افزایش بار محور ناوگان بیشتری بر خط وارد می گردد و خستگی ریل، سائیدگی سطح آن و نیز تغییر کیفیت هندسه خطرا در پی خواهد داشت.برای جلوگیری از این دسته عوامل نیاز به تقویت خط و روسازی می باشد لیکن در حالیکه افزایش بار محور ناوگان بدون در نظر گرفتن تدابیر لازم در رو سازی مسیر باشد نتیجه آن خرابی پیش از موقع و نیز هزینه های تعمیر و نگهداری سرسام آور می باشد. در ارتباط با عوامل ذکر شده و اثری را که این پارامترها در تخریب خط دارند کمیتهORE D161 روشی را ابداع نموده است که به محاسبه کمی خرابی و هزینه های تعمیر و نگهداری کمک می کند. در این روش نسبت خسارت و خرابی خط به عنوان تابعی از میزان تناژ، بار محور ناوگان و سرعت طبق رابطه - 1 - تعریف می شود.
E= Kta. PB V2 - 1 - =E میزان خرابی خط از زمان آخرین عملیات بهسازی و یا تعمیر نگهداری
=T تناژ - تن -
=P بار محور ناوگان - تن - =V سرعت - KM/H -
شکل - 3 نمودار میزان خرابی خط و تناژ معادل نمودار تابع E در رابطه با تناژ و بار شکل - 3 - نشان داده شده در این شکل مقدار تناژ بار محور ناوگان 22/5 تن که همان خسارت بار محور ناوگان 20 تن را ایجاد می کند مشخص شده است هزینه های تعمیر و نگهداری متناسب با میزان تناژ حمل شده افزایش پیدا می کند. لیکن در تناژ حمل شده پارامیر بار محور ناوگان نقش اساسی در تعیین میزان خرابی خط دارد.
بنابراین طبق رابطه اصلی - - 1 می توان نسبت هزینه های نگهداری را در دو بار محور ناوگان متفاوت 25 تن و 20 تن از رابطه - - 2 با فرض یکسان بودن سایر شرایط بدست آورد.
البته بایستی توجه کرد که در عمل مقدار محورهایی که دارای بار محور ناوگان مزبور نمی باشند بایستی نیز مدنظر داشت.
در این فرمول - n25 - iو - n20 - i تعداد محورهایی را شامل می شوند که بار محور ناوگان 25 و 20 تن را دارا هستند برای بدست آوردن تناژ معادل دو بار محور ناوگان متفاوت می توان از رابطه - - 4 استفاده کرد.
فاکتورهای , α از طریق تجریبات عملی کمیته های ORE تعیین گرده اند
در این کمیته مثال عملی نیز از هزینه های نگهداری بازای مقایسه بین دو خط که در یکی %30 محورهای 20تنی می باشد و اگر میزان %30 با محوری 20تن تبدیل شود به %10 بار محور ناوگان 20تن و %20 بار محور ناوگان 22/5 تن با در نظر گرفتن کیفیت خط و سرعت حرکت محاسبه گردیده است. در این تحقیق پارامتر کیفیت خط به عنوان یک عامل موثر می باشد
