بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بسم الله الرحمن الرحیم
اسلاید 2 :
فصل دوم:
سیستم خط
اسلاید 3 :
2-1- زمینه های مهندسی راه آهن: خط، کشش، بهره برداری
با آغاز سازمان شبکه راه آهن، مباحث مهندسی راه آهن به سه زمینه تفکیک شد:
مباحث خط
مباحث کشش
مباحث بهره برداری
اسلاید 4 :
مباحث خط: در این موضوعات زیر سازه باربر راه آهن، مورد بحث قرار می گیرند. روسازه (ریلها، تراورسها، بالاست) و بستر عناوین اصلی مباحث خط هستند.
مباحث کشش: این مبحث موضوعات مربوط به وسایل نقلیه مانند کشش برقی، ارتباط راه دور و ارسال علائم را شامل می شود.
مباحث بهره برداری:
بهره برداری تجاری
بهره برداری فنی
اسلاید 5 :
2-2- اجزای سیستم خط و بستر:
دو زیر سیستم مجزا در خط راه آهن مشخص شده است: (شکل 2-1)
روسازه یا خط که بارهای قطار را تحمل و توزیع می کند.
بستر که بارهای توزیع شده بر روی آنها منتقل می شود.
اسلاید 6 :
روسازه شامل:
ریلها، که چرخهای قطار را نگه داشته و آنها را هدایت می کند.
تراورسها، که فاصله ریلها را ثابت نگه داشته و بار وارده به ریل را توزیع می کند.
بالاست، وظیفه مستهلک کردن ارتعاشات قطار، توزیع مناسب بارها و زهکشی سریع باران را دارد.
زیر بالاست، از نفوذ و فرو رفتن سنگهای بالاست در قسمت فوقانی بستر جلوگیری می کند.
بستر شامل:
اساس
لایه شکل دهی اساس
اسلاید 9 :
Foot-pound-second (FPS) systems of units
اسلاید 10 :
2-3- خط بر روی بالاست و دال بتنی
اگر خط راه آهن بر روی بالاست قرار داشته باشد، در این حالت تکیه گاه انعطاف پذیر یا خط با بالاست داریم. (شکل 2-4-الف)
اگر خط راه آهن به روی دال بتنی قرار گیرد، در این حالت تکیه گاه غیر انعطاف پذیر یا خط با دال داریم. (شکل 2-4-ب)
اسلاید 11 :
2-4- عرض خط
فاصله بین وجوه داخلی دو ریل که 14 میلیمتر پایین تر از سطح قارچ اندازه گیری می شود، را عرض خط می گویند. (شکل 2-5)
اسلاید 12 :
طبقه بندی خطوط بر اساس عرض
عرض خط استاندارد، e=1.435 m. در اکثر خطوط استفاده می شوند. حداکثر انحراف مجاز این خطوط از-3 تا 10 می باشد.
عرض خط متریک، e=1.0m یا e=1.067m. خطوط فرعی بر اساس این عرض بنا می شوند.
عرض خط پهن، e=1.524m (روسیه) و e=1.672m (اسپانیا و سایر نقاط). به دلیل مسائل سیاسی به گونه ای بنا می شوند که با خطهای استاندارد متفاوت باشند و قطارهای استاندارد نتوانند وارد این خطوط شوند.
در قوسهایی که شعاع انحنا کمتر از 400متر است، برای راحتی حرکت وسایل نقلیه و کاهش ساییدگی چرخ و ریل افزایش عرض خط الزامی است.
اسلاید 13 :
2-5- بار محوری و بار ترافیکی 2-5-1- بار محوری
بار محوری و بار ترافیکی (تناژ) که بر روی خط حرکت می کنند از جمله عوامل بحرانی در ایجاد خستگی خط و بستر هستند.
باتوجه به تجهیزات خط، ممکن است مقادیر مختلف بار محوری روی خطوط به کار گرفته شود که به چهار گروه تقسیم می شود:
حداکثر بار محوری 16 تن
حداکثر بار محوری 18 تن
حداکثر بار محوری 20 تن
حداکثر بار محوری 22.5 تن
اسلاید 14 :
2-5-2- بار ترافیکی
انواع مختلف وسایل نقلیه ریلی روی یک خط راه آهن تردد می کنند:
وسایل نقلیه مسافری
وسایل نقلیه باری
لکوموتیوهای خط اصلی
ماشینهای مانوور خط
جمع جبری وسایل نقلیه نمی تواند تصویر دقیقی از بار عبوری ارائه نماید، زیرا روش اعمال بار سرعت حرکت در نظر گرفته نمی شود. برای این منظور برای تعیین بار ترافیکی (یا تناژ) یک خط، بار انواع قطارهای مختلف به بار معادل قطار مسافری تبدیل می شود.
اسلاید 15 :
که در آن:
Tp= ترافیک روزانه وسایل نقلیه مسافری
Tfr= ترافیک روزانه وسایل نقلیه باری
Ttr= ترافیک روزانه ماشینهای کشنده
kfr= 1.15
ktr= 1.40
بار ترافیکی T خط، با در نظر گرفتن سرعت حرکت قطار، از معادله زیر به دست می آید:
T = S. Tth
اسلاید 16 :
که:
1.0= S برای خطوط بدون ترافیک مسافری
1.1= S برای خطوط با ترافیک مختلط Vmax < 120 km/h
1.2= S برای خطوط با ترافیک مختلط 120 < Vmax <140 km/h
1.25= S برای خطوط با ترافیک مختلط Vmax > 140 km/h
بر مبنای بار ترافیکی روزانه، انواع خط راه اهن به گروههای خاصی بر طبق استاندارد UIC تقسیم می شوند (شکل 2-6).
اسلاید 17 :
2-6- فاصله تراورسها
فاصله تراورس عبارتست از فاصله محور به محور تراورسهای مجاور.
مطالعات نشان می دهد که هرچه فاصله تراورسها نزدیکتر باشد، توزیع
بار بهتر و تنشهای به وجود آمده کمتر خواهد بود. اما هرچه فاصله تراورسها کم شود، تعمیر و نگهداری خط سخت تر است.
مقدار بهینه فاصله تراورسها برای خطوط با عرض استاندارد 0.6 متر
است، که در صورت ناپایدا ری بستر و یا شعاع انحنا کوچک می تواند تا 0.55 متر نیز کاهش یابد.
تعداد تراورسها در کیلومتر به عنوان یک پارامتر استفاده شود، که 1666
تراورس در کیلومتر به عنوان مقدار متوسط می باشد.
اسلاید 18 :
2-7- تماس چرخ و ریل
اساسی ترین مشخصه وسایل نقلیه ریلی این است که حرکت چرخها به وسیله دو ریل هدایت می شود.
تماس چرخ و ریل (شکل 2-7) به شکل بیضی می باشد (شکل 2-8).
انحراف محور ریل نسبت به امتداد قائم را شیب تماس مخروطی (ɣ) گویند.
اسلاید 19 :
سطح تماس چرخ و ریل را به دو قسمت S1 و S2 می توان تقسیم کرد، که ابعاد آنها به سرعت وسیله نقلیه بستگی دارد.
مقاومت حرکتی وسایل نقلیه شامل دو مولفه F1 و F2خواهد بود که به ترتیب به سطوحS1 و S2بستگی دارد و در جهت های مخالف اثر می کنند.
نیروی F1 ناشی از حرکت وسیله نقلیه است و مبنای سینماتیکی دارد.
نیروی F2 ناشی از تغییر شکل ارتجاعی سطح S2بوده و مبنای ارتجاعی دارد.
با افزایش سرعت بزرگتر شده و کاهش می یابد. در سرعتهای بالا به صفر می رسد و مقاومت حرکتی وسیله نقلیه بر اصطکاک دینامیکی منطبق می شود. بنابراین طبق قانون کولمب رابطه زیر صادق است:
F = ɸ = µ Q
