بخشی از مقاله
چکیده
امروزه در دنیا یکی از بهترین سیستمهای حمل و نقلی سیستم، حمل ونقل ریلی می باشد که همین موضع باعث شده است مطالعات گستردهای در بخشهای مختلف راه آهن صورت گیرد و همانگونه که امروزه شاهد هستیم پیشرفتهای چشمگیری را نیز چه از لحاظ امنیت، سرعت، صرفه جویی در مصرف سوخت، بالا بودن سرانه جابجایی بار و مسافر نسبت به سایر سیستمهای حمل و نقلی دیگر را شاهد هستیم. همچنین این مزایا در سایه تحقیقات گسترده در زمینههای سازهای، وسایط نقلیه و غیره مرتبط با راه آهن میباشد. امروزه سرعتهای بالای قطارها باعث شده است تا تغییراتی در سیستم سازههای ریلی که قطار روی آن حرکت میکند، داشته باشیم. که این امر خود را در سیستم روسازی جدید به نام روسازی بتنی نشان داده است.
روسازی قدیمی که هنوز هم در اکثر مسیرهای راه آهن متداول است مجموعه ای از ریل، تراورس، ادوات پابندی، بالاست به عنوان روسازی خطوط کلاسیک مشهور میباشدکه بدلیل مشکلاتی از جمله کوتاه بودن دوره تعمیر و نگهداری بالاست و هزینههای زیاد آن و همچنین عدم توانایی تحمل بار ناشی از سرعتهای زیاد وغیره با عث شده است تا از سازههای بتنی جهت روسازی استفده گردد، که مشکلات سیستم روسازی بالاستی را ندارد ولی در عوض سیستم روسازی بتنی هزینههای اولیه بالایی را در بر دارد که با توجه به مزایای دراز مدت آن اقتصادی خواهد بود.
در این مقاله نوعی از سیستم روسازی بتنی پیشتنیده و پیش ساخته معرفی میگردد که با توجه به شرایط مختلف آب هوایی در مناطق مختلف راه آهن کشور به دلیل اینکه کلیه فرایندهای اصلی ساخت در کارخانه انجام میگردد و فقط فرآیند نصب در محل انجام میشود از قابلیت اجرایی بالایی برخوردار میباشد و یک نمونه از آن در یکی از تونلهای راه آهن بافق- مشهد در سختترین نقطه از لحاظ شرایط اجرایی مانند آب و هوا و محدودیت فضای کاری، انجام گردیده که روش اجرای آن ارائه میگردد.
.1 مقدمه
یکی از اهداف مهم راه آهن از احداث خطوط آمد و شد مسافر و کالا به صورت اقتصادی و با حداکثر ایمنی می باشد. لازمه این امر آن است که خط به عنوان پایه و اساس راه آهن وظیفه خود را به صورت مناسب انجام دهد. برای دستیابی به این نقش هر جزء متشکله از سیستم باید وظیفه خاص خود را در برابر بارهای ترافیک و عوامل محیطی به نحو رضایت بخش انجام دهد. روسازی راه آهن به عنوان یکی از پارامترهای اساسی برای خطوط راه آهن از همان ابتدای پیدایش راه آهن از اهمیت خاصی بر خوردار بوده است همنطور که امروزه در خطوط راه آهن دنیا مشاهده می شود خطوط راه آهن با توجه به روسازی آنها به دو دسته کلی تقسیم بندی شده اند که عبارتند از :
-1 روسازی خطوط کلاسیک.
-2 روسازی خطوط مدرن یا اسلب تراک.
باید توجه داشت که در هرصورت عملکرد اساسی رو سازی خطوط آهن ثابت است و همچنانکه می دانیم عملکرد خطوط به صورت زیر تقسیم بندی می شود .
-1 انتقال بار از چرخ به زمین .
-2 ثابت نگهداشتن عرض خط.
-3 تابت نگه داشتن خطوط در اثر نیروهای جانبی و طولی .
-4 ثابت نگه داشتن تراز طولی و عرضی خط.
و بطور کلی با توجه به اینکه امروزه بدلیل برخی از ویژهگیهای اختصاصی روسازی بتنی مانند عمر زیاد و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم و همچنین ثابت بودن مشخصات هندسی خط و بالابودن بار محوری و سرعت قطارها روی این روسازی بزودی در دنیا جایگزین روسازی کلاسیک خواهد شدو ضمنا بدلیل ضخامت کمتر روسازی می تواند در بهسازی تونلهای قدیمی بیشترین کاربرد را داشته باشد.[1]
.2 روسازی کلاسیک :
بطور کلی روسازی کلاسیک به همان روسازی خطوطی گفته میشود که در سراسر دنیا متداول است و اجزای تشکیل دهنده آنها عبارتند از : روسازی را ه آهن کلاسیک شامل ریل، تراورس، بالاست - و لایه زیر بالاست - صفحه زیر ریل و اتصالی و پابند میباشند که امروز در جهان از اهمیت خاصی برخوردار میباشند چرا که در بیش از %90 از روسازی شبکه خطوط موجود در دنیا از این روسازی استفاده شده است . امروزه نیز با توجه به کیفیت و محاسن روسازی کلاسیک از این روسازی برای شبکه خطوط جدید الاحداث استفاده میشود. البته پیشرفتهای چشم گیری را امروزه برای بالابردن کیفیت این روسازی مشاهده میکنیم که از آن جمله بالابردن کیفیت اجرا و همچنین نوع مصالح مصرفی و بهره برداری صحیح این سیستم میباشد .
.3 روسازی خطوط مدرن یا خطوط بدون بالاست .
تاریخچه پیدایش خطوط بدون بالاست از سال 1950آغاز شده و عمدتا از سال 1960گسترش یافته است. خطوط بدن بالاست شامل انواع خطوط دال بتنی ،دال آسفالتی ،و یا بستر فولادی جانشین بالاست در خط می باشد که دالهای بتنی یا بصورت پیش ساخته و یا در محل بطور پیوسته ریخته می شوندولی در دالهای آسفالتی معمولا بصورت متراکم و پیوسته اجرا می شوند، بسترهای فولادی عمدتا بر روی شاهتیرهای پلهای فلزی اجرا می شوند.
ولی بطور کلیاز پارامترهای عمده تأثیر گذار در طراحی خطوط آهن می توان به مواردی چون کیفیت روسازی خصوصاً در سرعتهای بالا، هزینههای دوران بهره برداری شامل نگهداری و بازسازی، زمان اجرا و سهولت اجرا اشاره کرد. با افزایش شدت ترافیک، نگهداری و بازسازی خطوط مشکلتر شده و در نتیجه طرح هایی که نیاز به نگهداری کمتری در دوران بهره برداری دارند روز به روز مقبولیت بیشتری پیدا می کنند. در حال حاضر در سراسر دنیا ایده عدم استفاده از بستر بالاستی در حال گسترش است. از مزایای عمده روسازی های بتنی می توان به موارد زیر اشاره کرد: می توان به موارد زیر اشاره کرد:
مزایا ی و معایب روسازی بتنی پیش ساخته:
-1کاهش ضخامت بستر که خصوصاً در داخل تونلها می تواند منجر به کاهش حجم حفاری و ایجاد صرفه اقتصادی در طرح گردد.
-2نیاز کمتر به نگهداری و زسازیبا در طول دوران بهره برداری در مقایسه با بستر بالاستی که مکرراً نیاز به نگهداری و بازسازی داشته و با افزایش عمر سازه هزینه های آن افزایش می یابد.
-3 افزایش عمر مفید سازه - Service life -
-4 بیشتر بودن مقاومت برشی دالهای بتنی در حرکت جانبی در برابر شتاب انبیج در پیچ هادر مقایسه با بستر بالاستی. این مزیت اولاً امکان افزایش سرعت قطار را فراهم کرده و ثانیاً مشکل به هم خوردن هندسه ریل که در مورد بستر بالاستی وجود دارد تقریباً مرتفع شده و هندسه سیستم در دراز مدت با رواداری قابل قبولی بدون تغییر می ماند.
-5 حذفمشکل صدمه به ریل و چرخها به دلیل پرتاب ذرات بالاست در سرعتهای بالا که با استفاده از سیستم روسازی بتنی کاملاً مرتفع می گردد.
-6 از بین رفتن مشکل پرشدگی بالاست با ریزدانه در مناطق کویری که منجر به شکستن تراورس ها - Slippers - می گردد. [1]
و اما در مقابل مزایای فوق الذکر، باید به این نکته اشاره کرد که بستر با دال بتنی از گرانترین انواع بستر سازی می باشد. براساس تجربیات گذشته هزینه سرمایه گذاری متوسط آن تقریباً سه برابر بستر بالاستی متعارف می باشد. هزینه سرمایه گذاری بستر با دال بتنی در تونل ها در هر کیلومتر ریباًتق 1/2 برابر بستر بالاستی و در پل ها به حدود 3/8 برابر افزایش می یابد. از طرف دیگر با احتساب هزینه های دوران بهره برداری در دراز مدت با توجه به نیاز کمتر به نگهداری، در زمانی در حدود 10 سال اختلاف در هزینه سرمایه گذاری جبران می شود.
در حال حاضر سیستم روسازی بتنی به اشکال مختلف در نقاط مختلف دنیا در حال استفاده می باشد. استفاده از این سیستم در تونلهای راه آهن کار برد بیشتری دارد و نخستین کاربرد آن در راه آهن کشور ما در مسیر بافق - مشهد بوده است که در نوع خود تجربه موفقی محسوب میگردد. با توجه به تجربه استفاده از روسازی بتنی در تونلهای راه آهن بافق مشهد و با در نظر گرفتن امکانات موجود سعی شده تا با اعمال کمترین تغییرات در هندسه و تکنولوژی ساخت، طرح فوق جهت کاربرد در تونل های راه آهن مورد بازنگری قرار گیرد.در ذیل نگاهی کلی به وضعیت آماری ،کیفیت ،و طبقه بندی انواع خطوط اسلب تراک مشاهده میگردد. [2]
