فایل بررسی سلامت سنجی سازهای پلهای راه آهن
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته عمران و نقشه برداری (آموزش_و_پژوهش)
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
چكيده
امروزه با توسعه روزافزون صنعت حمل و نقل ریلی در جهان و همچنین کشور ما، راه‌اندازی قطار سریعالسیر روزبه‌روز اهمیت بیشتری پیدا میکند. به همین دلیل برنامه‌ریزی و سیاستهای حمل و نقل در جهت آمادهسازی بستری مناسب برای مهیا نمودن خطوط ریلی موجود در راستای نیل به این هدف میباشد. به این ترتیب باید وضعیت کنونی خطوط ریلی به دقت مورد بررسی و مطالعه قرار بگیرد تا نقاط ضعف آن شناسایی گردد. از جمله سازههای مهم و استراتژیک در خطوط ریلی، پلها میباشند. پلها چه از منظر تکنولوژی ساخت و چه از منظر هزینههای اجرایی، در جایگاه ویژهای از اهمیت قرار میگیرند. به همین دلیل سلامت سنجی و مقاوم‌سازی پلهای راه آهن از مهم‌ترین برنامهها برای مهیا نمودن شبکه خطوط ریلی ایمن در بهره‌برداری از قطارهای سریعالسیر میباشد.
هدف از این مطالعه ارائه دستورالعملی برای تعیین حداکثر سرعت مجاز قطارهای سریعالسیر برای عبور از پلهای راه آهن موجود میباشد. با توجه به عدم وجود آیین نامه و دستورالعملی مناسب به این منظور برای پلهای راه آهن، و همچنین نیاز روزافزون کشور به توسعه و راه‌اندازی قطارهای سریعالسیر، نیاز به داشتن چنین دستورالعملی احساس میشود. مطالعه حاضر دستورالعملی صریح و کاربردی به این منظور ارائه کرده که به طور کامل در فصل 4 توضیح داده شده است.
بر اساس نتایج به دست آمده میتوان گفت بسیاری از پلهای راه آهن که زمان ساخت آن‌ها به 50 تا 70 سال پیش برمیگردد، تحت عبور قطارهای سریعالسیر مقاومت کافی را از خود نشان میدهند. در این مطالعه عامل محدودکننده سرعت قطار عبوری، در مثال مورد بررسی، حداکثر شتاب وسط دهانه پل شناسایی شد. در این حالت اگرچه شتاب بیش از حد مجاز میشود و سازه دیگر کفایت خدمت دهی ندارد، اما پل همچنان بدون آسیب‌دیدگی باقی می‌ماند. در این حالت با استفاده از تمهیداتی مناسب میتوان از طریق کنترل شتاب قائم وسط دهانه پل، سرعت حدی مجاز قطارها را افزایش داد.
کلمات کلیدی: سلامت سنجی سازهای، مدل اجزا محدود، تحلیل دینامیکی خطی، قطار سریع السیر، پل خرپایی فولادی
فهرست مقالات مستخرج
- عسکری ا،. کیهانی، ع،. کریمپور، ب،.(1392)،" بررسی تأثیر سرعت‌های بالای قطار در رفتار سازهای پل خرپایی راه آهن باقرآباد ورامین"، هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، زاهدان، ایران
- عسکری ا،. کیهانی، ع،. (1393)، "مروری بر آیین نامه اروپا به منظور طراحی و کنترل پلهای راه آهن تحت عبور قطار سریعالسیر"، اولین همایش ملی راه آهن سریعالسیر در ایران، تهران
- عسکری ا،. صاحب زمانی، پ،. (1393)، " تحلیل دینامیکی پل راه آهن به منظور بررسی محدودیت سرعت قطار عبوری (مطالعه موردی پل خرپایی راه آهن واقع در ورامین)"، اولین همایش ملی راه آهن سریعالسیر در ایران، ایران، تهران
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه. 1
1-1- مقدمه. 2
1-2- لزوم انجام تحقیق.. 3
1-3- نوآوری و اهداف تحقیق.. 3
1-4- فرضیات تحقیق.. 4
1-5- ساختار فصول تحقیق.. 4
فصل دوم: مروري بر کارهاي انجام شده قبلي. 7
2-1- سلامت سنجی سازهای.. 8
2-2- کدها و آیین نامه‌های طراحی و بارگذاری پل راه آهن.. 11
2-2-1- آیین نامه‌ایران.. 11
2-2-2- آیین نامه اروپا.. 12
2-3- انواع بارگذاری برای تحلیل دینامیکی پل.. 13
2-4- تاریخچه مطالعات دینامیکی پلهای راه آهن.. 14
2-5- مدلسازی وسیله نقلیه.. 18
2-6- مدل تحلیلی پل.. 22
2-7- پل راه آهن و وسیله نقلیه.. 24
2-8- مطالعات میدانی.. 25
2-9- تحلیل پل خرپایی پل پس از شکست یک عضو.. 26
فصل سوم: مفاهیم و تئوریهای مورد کاربرد. 29
3-1- تحلیل دینامیکی.. 30
3-1-1- مفاهیم مهم در تحلیل دینامیکی. 30
3-1-2- روشهای مختلف تحلیل دینامیکی [54] 38
3-1-2-1- تحلیل دینامیکی خطی.. 38
3-1-2-2- تحلیل دینامیکی غیرخطی.. 39
3-1-3- تحلیل دینامیکی پلهای راه آهن.. 40
3-2- آئین نامه‌ایران. 44
3-2-1- نشریه 395: دستورالعمل طراحی پلهای فولادی [8] 44
3-2-2- نشریه 139: آئین نامه بارگذاری پلها [7] 51
3-3- آئین نامه اروپا [9] 54
3-3-1- بار قطار.. 54
3-3-3- تحلیل دینامیکی.. 60
3-3-4- پارامترهای دینامیکی پل.. 63
3-4- معیارهای ایمنی ترافیک.. 64
3-4-1- شتاب قائم عرشه.. 64
3-4-2- تغییر شکل قائم عرشه.. 64
3-4-3- معیار راحتی مسافر.. 64
3-5- انتخاب نرم‌افزار.. 65
3-6- مروری بر نرم افزار ABAQUS. 69
3-6-1- معرفی محصولات ABAQUS. 69
3-6-2- انواع تحلیل در ABAQUS. 70
3-6-3- معرفی انواع المان‌های مورد استفاده در ABAQUS. 70
فصل چهارم : دستورالعمل پیشنهادی و بررسی یک مثال. 77
4-1- دستورالعمل پیشنهادی.. 78
4-2- تعیین سرعت حد یک پل واقعی با استفاده از دستورالعمل پیشنهادی : 89
فصل پنجم : نتیجه گیری. 109
5-1- مقدمه.. 110
5-2- نتیجهگیری. 110
5-3- پیشنهادات برای تحقیقات آتی در این زمینه.. 113
پیوست 1 : ابعاد و مشخصات مقاطع پل خرپایی مورد بررسی.. 115
منابع. 127
فهرست اشکال
شکل (2-1) مدل بار متحرک.. 19
شکل (2-2) مدل جرم متحرک.. 20
شکل (2-3) جرم فنر بندی شده متحرک.. 21
شکل (2-4) وسیله نقلیه ریلی به صورت سری.. 25
شکل (3-1) حداکثر پاسخ دینامیکی در برابر ضریب میرایی [17] 32
شکل (3-2) تیر ساده تحت بارهای متمرکز با فاصله یکنواخت [55] 34
شکل (3-3) الگوی بار قطار با دو محور باربر [55] 36
شکل (3-4) سختی دینامیکی B نسبت به طول دهانه L پلهای خرپایی فولادی [12] 42
شکل (3-5) اولین فرکانس طبیعی نسبت به طول دهانه L پلهای خرپایی فولادی 43
شکل (3-6) مهار بندی خر پاها [8] 45
شکل (3-7) بارگذاری استاندارد [7] 52
شکل (3-8) الگوی بار و مقادیر مربوط به آن برای بارهای قائم [9] 54
شکل (3-9) الگوی بار و [9] 55
شکل (3-10) خروج از مرکزیت بارهای قائم [9] 56
شکل (3-11) فلوچارت تعیین نوع تحلیل (دینامیکی یا استاتیکی) [9] 58
شکل (3-12) محدوده فرکانس طبیعی پل بر اساس طول دهانه [9] 59
شکل (3-13) الگوی بار HSLM-A [9] 60
شکل (3-14) الگوی بار HSLM-B [9] 61
شکل (3-15) الگوی بار HSLM-B [9] 62
شکل (4-1) یک بوژی ساخته شده توسط شرکت زیمنس.. 80
شکل (4-2) آرایش واگن قطارهای پردیس[58] 80
شکل (4-3) ترکیب چندگانه واگن‌های پردیس[58] 81
شکل (4-4) مدل بار متحرک[55] 84
شکل (4-5) مدل جرم متحرک[55] 84
شکل (4-6) مدل جرم- فنر- دمپر متحرک[55] 84
شکل (4-7) مدل سیستم قطار a) مدل عمومی قطار، b) مدل جرم-فنر-دمپر[55] 85
شکل (4-8) طول دهانه پل، طول قطار و سرعت عبوری [55] 86
شکل (4-9) نمایی از پل مورد بررسی.. 91
شکل (4-10) نمایی از پل مورد بررسی.. 92
شکل (4-11) نمایی از تکیه‌گاه غلتکی پل.. 92
شکل (4-12) نمایی از تکیه‌گاه مفصلی پل.. 93
شکل (4-13) مقاطع اعضای پل خرپایی و ابعاد آن برحسبcm.. 94
شکل (4-14) نمای جانبی خرپا بر حسب m.. 95
شکل (4-15) نمای فوقانی خرپا بر حسب m.. 95
شکل (4-16) نمای تحتانی خرپا بر حسب m.. 95
شکل (4-17) نمای فوقانی خرپای زیر ریل بر حسب m.. 95
شکل (4-18) : قطار پردیس با 6 واگن.. 96
شکل (4-19) نمایی از پل مدل شده در نرم افزار Abaqus. 97
شکل (4-20) شکل مود اول ارتعاش طبیعی پل.. 98
شکل (4-21) اولین فرکانس طبیعی f1 نسبت به طول دهانه L پلهای خرپایی فولاد. 99
شکل (4-22) سرعت قطار در برابر حداکثر خیز وسط دهانه.. 100
شکل (4-23) موقعیت اعضای بحرانی در قاب اصلی خرپا.. 101
شکل (4-42) حداکثر تنش اعضای خرپا در برابر سرعت قطار.. 102
شکل (4-52) سرعت قطار در برابر حداکثر شتاب قائم وسط دهانه پل 103
شکل (4-26) نمای جانبی خرپای سالم.. 104
شکل (4-27) نمای جانبی خرپای با عضو بحرانی 1. 105
شکل (4-28) نمای جانبی خرپای با عضو بحرانی 2. 106
شکل (پ1-1) ابعاد خرپا.. 116
شکل (پ1-2) ابعاد خرپا.. 116
شکل (پ1-3) ابعاد خرپا.. 116
شکل (پ1-4) ابعاد خرپا.. 116
شکل (پ1-5) ابعاد مقاطع.. 117
شکل (پ1-6) ستون‌های غیر منشوری در پل.. 118
شکل شماره (پ1-7) مقطع ستونها.. 119
شکل شماره (پ1-8) پارامترهای سطح مقطع.. 120
شکل (پ1-9) نقشه آرماتورگذاری فونداسیون پل ورامین.. 125
فهرست جداول
جدول (3-1) سرعت‌های تشدید برای تیر ساده با طول دهانه‌های مختلف56] [ 35
جدول (3- 2) سختی دینامیکی B طبق معادله (3-11) و رگرسیون خطی 42
جدول (3-3) اولین فرکانس طبیعی پلهای راه آهن، رگرسیون توانی 43
جدول (3-4) ضریب در رابطه اندرکنشی [8] 50
جدول (3-5) ضرایب اصلاح [7] 53
جدول (3-6) مقادیر مشخصه برای الگوهای بارگذاری و [9] 55
جدول (3-7) HSLM-A [9] 61
جدول (3-8) کاربرد HSLM-A و HSLM-B [9] 62
جدول (3-9) درصد میرایی سازه [9] 63
جدول (3-10) سطوح راحتی مسافر و حدود شتاب قائم [6] 65
جدول (4-1) مشخصات مصالح.. 79
جدول (4-2) : اطلاعات کامل ابعاد ترنست پردیس بر حسب mm [58] 81
جدول (4-3) محاسبات وزن هر چرخ بر حسب ton [58] 82
جدول (4-4) اطلاعات سیستم تعلیق بوژی زیمنس [58] 82
جدول (4-5) سرعت‌های پیشنهادی برای قطارهای سریعالسیر در تحلیل 87
جدول (4-6) زمان لازم برای عبور و تحلیل.. 98
جدول (4-7) مقادیر مجاز پارامترهای کنترل صلاحیت باربری پل.. 100
جدول (4-8) سرعت قطار در برابر حداکثر خیز وسط دهانه.. 100
جدول (4-9) نیروی داخلی اعضای بحرانی در هر سرعت.. 101
جدول (4-11) سرعت قطار در برابر حداکثر شتاب قائم وسط دهانه پل 103
جدول (4-12) مقادیر نیروهای داخلی موجود در عضو بحرانی 1. 105
جدول (4-13) مقادیر نیروهای موجود در عضو بحرانی 2. 107
جدول (4-14) تنش حداکثر عضو بحرانی پل با حذف عضو بحرانی مرحله قبل 107
جدول (پ1-1) سطح مقطع المان منشوری معادل.. 122
جدول (پ1-2) سختی پیچشی ستون منشوری معادل.. 124