برگشتن به عمران

دانلود پایان نامه ارشد : بررسی روسازی های بتنی در حمل و نقل ریلی با نگاهی به متروی تبریز

۷,۰۰۰ تومان

Continue Shopping
دسته: برچسب: , , , , , , , , , , , , ,

توضیحات محصول

دانلود پایان نامه ارشد : بررسی روسازی های بتنی در حمل و نقل ریلی با نگاهی به متروی تبریز

400ص

 

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایانامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

 مهندسي عمران-راه وترابری

 

فهرست مطالب

فصل اول: (تعريف مساله

1-1تعریف کلی مساله……………………………. 13

1-2 نیاز به مطا لعه در مورد مساله………………. 15

1-3  اثرات مهم مطالعه بر مساله از نظر بهبود آن…… 16

1-4 اهداف و فرضیات……………………………. 18

1-5دامنه اثر مساله در جامعه علمی و اجتماع……….. 18

1-6   محدودیت هاوچهار چوب پروزه………………… 19

1-7 مقدمه و تاريخچه…………………………… 21

فصل دوم: (كاووش در متون)

2-1طبقه بندي و مقدمه و اظهار بكر بودن متون………. 26

2-2 بررسي مقالات………………………………. 34

2-3 بررسي تزها و پایان نامه ها…………………. 41

2 -4 بررسي كتابها……………………………. 140

فصل سوم: (روش تحقيق)

3-1- روش بكار گرفته شده و دلايل آن……………… 141

3-2   دستورالعمل جمع آوري اطلاعات و روشهاي بكار رفته 148

3- 3 تعاريف ، اختصارات و نشانه هاي رياضي……….. 150

3- 4منطق سيستم تصميم‌گيري……………………… 152

3-4-1پنج گام اساسي تا تصميم‌گيري نهايي…………… 152

3- 5 ارائه مباحث ضروري علمي…………………… 154

3-6 سابقه و رژيم ترافيكي……………………… 154

3- 8 معيارهاي محدود كننده فني…………………. 155

3-  9معيارهاي آزمايش و كنترل………………….. 155

3-10 مطالعات و تحليل‌هاي تكميلي…………………. 156

3-  11تحكيم بستر علمي قضيه و بكارگيري سيستماتيك آن.. 156

3-  12 معيارهاي ارزيابي  مقايسه و مدل انتخاب نوع سيستم روسازي 157

3-12-1معيارهاي ارزيابي و مقايسه………………… 157

3-13انواع خطوط با دال بتني…………………….. 160

3-14  مدل ارزيابي…………………………….. 161

3-  15لايه داخلي مدل ، ابزار تحليل هزينه طول عمر روسازي 161

3-  16لايه مياني : تاثيرات بالقوه اعمالي از مسير….. 166

فصل چهارم: (گردآوري اطلاعات)

4معرفي خطوط  با دال بتني……………………… 170

4-1معرفي……………………………………. 170

4-2خطوط بابالاست دربرابرخط بادال……………….. 171

4-1-1خط با بالاست……………………………… 172

4-1-2خط با دال……………………………….. 172

4-2طراحي روسازي‌هاي داراي خط بدون بالاست…………. 174

4-3بلاكها يا تراورسهايي مدفون در بتن……………. 176

4-4طراحي هاي روسازيهاي خطوط با دال…………….. 179

4-5توسعه كيفيت يكپارچگي سيستم…………………. 181

4-6خط زوبلين………………………………… 190

4-7خط با بستر بتن آسفالتي…………………….. 194

4-8دالهاي پيش ساخته………………………….. 197

4-9-1خط با دال شينكانسن……………………….. 198

  • خط با دال بوگل 205

4-10دالهاي يكپارچه و ابنيه فني…………………. 207

4-11ريل مدفون………………………………… 210

4-11-1خصوصيات ريل مدفون……………………….. 210

4-11-2ساخت خط ريل مدفون……………………….. 211

4-11-3تجربيات اجرايي ريل مدفون…………………. 215

4-11-4خط عرشه‌اي………………………………. 217

4-13سازه هاي ريل با تكيه گاه پيوسته و مهار شده…… 225

4-12-1خط كوكن………………………………… 225

4-12-2ريل قاشقي با تكيه گاه پيوسته……………… 229

4-12-3 ريلهاي مهار شده در جان………………….. 230

4-13 EPS به عنوان مصالح بستر در سازه خط با دال راه آهن 233

4-13-1معرفي………………………………….. 233

4-13-2سازه هاي خط با دال بتني با زير اساس EPS……. 234

4-13-3عملكرد استاتيكي…………………………. 235

4-13-4ايفاي نقش ديناميكي………………………. 236

4-13-5كاربردها……………………………….. 238

4-14خاصيت ارتجاعي خط………………………….. 239

4-15مقتضيات سيستم…………………………….. 240

4-15-1مقتضيات زيرسازي…………………………. 241

4-16-2مقتضيات خط با دال بتني در تونلها………….. 245

4-16-3مقتضيات خط با دال بتني روي پلها…………… 246

4-17تجربيات عمومي با سيستمهاي خط با دال…………. 249

4-18نتيجه‌گيري و پيشنهادات……………………… 252

4-19 المانهاي تشكيل‌دهنده خطوط با دال بتني……….. 252

4-20ريل……………………………………… 255

4-21پابند……………………………………. 256

4-22تراورس…………………………………… 256

4-23تكنيك هاي ساخت ، توليد…………………….. 258

4-24انواع ساخت……………………………….. 259

4-25نقاط تكيه گاهي مجزا ريل با تراورس ها………… 260

4-25-1روش ساخت مدفون………………………….. 261

4-25-2روش ساخت رهدا…………………………… 261

4-25-3روش ساخت رهدا  در خاك ريزي و خاك برداري ها…. 262

4-25-4روش ساخت رهدا  در تونل ها………………… 263

4-25-5روش ساخت BERLIN 265

4-25-6روش ساخت HEITKAMP………………………. 261

4-25-7روش ساخت SBV…………………………… 269

4-25-8روش ساخت ZÜBLIN. 269

4-27ساخت تراورس هاي غير مدفون………………….. 271

4-27-1روش ساخت SATO. 272

4-27-2نوع ساخت FFBS-ATS-SATO………………….. 276

4-27-3نوع ساخت ATD…………………………… 276

4-27-4روش ساخت BTD…………………………… 278

4-27-5روش ساخت . WALTER……………………… 279

4-27-6روش ساخت GETRAC………………………… 280

4-27-7نقاط تكيه گاهي گسسته ريل بدون تراورس ها……. 282

4-28انواع ساخت سازه خط يكپارچه…………………. 282

4-28-1روش ساخت GRASS TRACK…………………… 283

4-28-2روش ساخت HOCHTIEF / SCHRECK – MIEVES / LONGO… 284

4-28-3روش ساخت FFC…………………………… 285

4-28-4روش ساخت BES…………………………… 286

4-28-5روش ساخت BTE…………………………… 287

4-29انواع ساخت پيش ساخته………………………. 288

4-30تكيه گاه ريل پيوسته……………………….. 289

4-30-1روش ساخت INFUNDO……………………….. 289

4-31خطوط با پابند هاي گيره اي………………….. 291

4-31-1روش ساخت  SFF…………………………… 291

4-31-2روش ساخت  SAARGUMMI……………………. 292

4-32پيشرفت هاي ديگر…………………………… 292

4-33خطوط داراي تراورسهاي قابي………………….. 293

4-34خطوط نردباني……………………………… 297

4-35نتيجه……………………………………. 298

 

فصل پنجم: (نتيجه گيري)

5-1-تحليل اطلاعات…………………………….. 302

5-2- سيستم هاي قطار سبك (LRT)…………………. 302

5-3- مترو…………………………………… 303

5-4محيط زيست و حفظ آن در حمل و نقل شهري………… 304

5-5- ويژگي هاي خطوط قطار شهري…………………. 306

5-5-1- ايمني كامل……………………………. 307

5-5-2- حداقل تعميرات…………………………. 307

5-5-3- زيبائي و پاكيزگي بستر خط و سهولت نظافت…… 307

5-5-4- حداقل لرزش و سر و صدا 308

5-6- شرائط محيطي شهرستان تبريز………………… 308

5-7پارامترهاي مهم طراحي خطوط قطار شهري ………… 309

5-7-1 عرض خطوط ……………………………… 309

5-7-2 حداقل شعاع قوس افقي ……………………. 310

5-7-3 قوسهاي قائم Vertical curve ………………….. 310

5-7-4 حداكثر شيب و فراز Max gradient……………… 310

5-7-5 فواصل محوري خطوط Centre to centre track…………. 310

5-7-6 دور خطوط Superelevation…………………….. 311

5-7-7 سرعت…………………………………… 311

5-7-8 بار محوري Axle load……………………….. 312

5-7-9 شيب عرضي ريلها………………………….. 313

5-7-10 مشخصات ابعادي سكوها…………………….. 313

5-7-10-1- طول سكوها…………………………… 313

5-7-10-2- ارتفاع سكوها………………………… 313

5-7-10-4-عرض سكوها……………………………. 314

5-11- اندازه قواره خطوط……………………….. 314

5-11-1- اندازه قواره خطوط در مسير روباز Clearance gauge open  314

5-11-2- اندازه قواره خطوط در مسير تونل Clearance Gauge in Tonnel   315

5-12انواع تيپ خطوط قطار شهري…………………… 315

5-12-1- خطوط شهري همسطح AT GRADE TRAK…………. 315

5-12-2- خطوط شهري زيرزميني( مترو )   UNDER GROUND. 316

5-12-3 خطوط شهري در ارتفاع ELEVATED TRACK……… 316

5-12-4 خطوط با ترافيك مختلط MIXED TRAFFIC………. 317

5-12-5خطوط مستقل ‌ INDEPENDENT………………… 317

5-12-6- گزينه پيشنهادي خطوط قطار شهري تبريز……… 318

5-13ساختمان خطوط قطار شهري…………………….. 319

5-13-3- نقش روسازي خطوط……………………….. 320

5-13-4- شرح خطوط با بستر بالاستي Ballasted Track…….. 321

5-13-5- شرح خطوط با بستر مختلط بالاستي و بتني…….. 321

5-13-6- شرح خطوط با بستر بتني SLAB-TRACK……….. 321

5-13-7- تيپ هاي مختلف روسازي خطوط………………. 322

5-13-7-1- خطوط با پانل هاي نردباني روي بستر تراكم يافته زيرسازي…………………………………………… 322

5-13-7-2- خطوط با تراورس چوبي روي بستر بالاستي……. 323

5-13-7-3- خطوط با تراورس بتني روي بستر بالاستي……. 324

5-13-7-4- خطوط با بستر بتني……………………. 326

5-14- ريل……………………………………. 326

5-15- تراورس…………………………………. 332

5-15-1- تراورس چوبي…………………………… 333

5-15-2- تراورس فلزي…………………………… 334

5-15-3- تراورس بتني…………………………… 335

5-16-سيستم اتصال ريل به تراورس (پابند ريل )……… 336

5-16-1پابند صلب………………………………. 337

5-16-2- پابند ارتجاعي…………………………. 338

5-17- اتصال ريل ها……………………………. 340

5-18-جوشكاري ريلها……………………………. 341

5-19- ميراكننده ها……………………………. 345

5-20- جذب انرژي ارتعاشي و صدا در خطوط بالاستي…….. 351

5- 21 سوزنها و نقش آنها……………………….. 353

5-22مقايسه فني و اقتصادي خطوط با بستر بتني و بالاستي. 355

5-22-1- مزايا و معايب خطوط با بسترهاي بتني………. 357

5-22-2- مقايسه اقتصادي بسترهاي بتني و بالاستي…….. 359

5-23- استانداردهاي حمل و نقل ريلي بين شهري………. 365

5-25- حداكثر سرعت…………………………….. 368

5-26- محاسبه مقطع ريل بر اساس بار محوري…………. 369

.5-27- حجم ترافيك ساليانه (تناژ بار و مسافر ساليانه ) 370

5-28-هزينه تهيه و تدارك ريل براي هر كيلومتر خط…… 376

5-29تعريف و نقش تراورس در خط…………………… 377

5-30- فواصل تراورس ها…………………………. 387

نتيجه گيري………………………………….. 392

معرفي موضوع به منظور تحقيقات بعدي……………… 393

منابع و ماخذ………………………………… 394

 

 

چکیده

بدون شک امروزه با توجه به افزایش روز افزون سفر های درون وبرون شهری رویکرد جوامع مختلف به سمت سیستم های حمل ونقل عمومی می باشد یکی از بهترین و ایمن ترین مد های حمل و نقل استفاده از سیستم های ریلی می باشد. در سیستم های ریلی به منظور افزایش جاذبه واقبال مردم به این سیستم بایستی اسایش ایمنی سرعت و حرکت ارام وایمن مد نظر قرار گیرد.

با توجه به عوامل فوق الذ کرو افزایش سرعت بهره برداری در سیستم های حمل و نقل ریلی به تدریج استفاده از روش های گذشته و بویزه در روسازی در حال رنگ باختن و شاهد ظهور روشها و شیوه های نو در روسازی می باشیم.

هنوز هم عامل تعیین کننده در استفاده از این سیستم ها مسایل اقتصادی می باشد

پر واضح است تحلیل اقتصادی صحیح این سیستم ها در گرو اشنائی کامل با این سیستم ها می باشد دراین پایان نامه سعی بر انست که جدیدترین و مدرن ترین سیستم های روسازی بتنی در جهان شناسائی شده و همچنین نسبت به تحلیل اقتصادی رو سازی های بتنی در مقایسه با رو سازی های بالاستی با توجه به شرایط بومی اقدام گردد. همچنین به عنوان مورد مطالعه روسازی قطار شهری تبریز مورد مطالعه قرار گرفته است . از ديد مهندسي محض ، هر دو سيستم خط بالاستي و خط با دال بتني به طور تقريبي قادر به برآورده‌سازي و ارضاي تمامي نيازها و خواسته‌هاي كاربران در تمام حالات هستند. تنها در موارد بسيار حدي و خاص يكي از دو سيستم روسازي خط قابل حذف هستند. عموما معيار تجاري و اقتصادي قضيه به عنوان معيار تعيين‌كننده مطرح مي‌شود. در بسياري از موارد كه هزينه طول عمر روسازي راه‌آهن مد نظر قرار مي‌گيرد

اگرچه بيشتر خطهاي راه آهن موجود بيشتر از سيستم سنتي خط با بالاست استفاده ميكنند، اقدامات اخير ميل هرچه بيشتر به سوي خطوط بدون بالاست دارد . مزاياي اصلي خط با دال عبارتند از : نگهداري كمتر، آماده به كاري بيشتر، ارتفاع كمتر سازه و وزن كمتر. علاوه بر آن، مطالعات بر روي سيكل عمر نشان داده اند ديدگاه ارتفاع خطوط با دال ميتوانند بسيار قابل قبول و مناسب باشند.

تجربيات در بهره برداري از خطوط سريع السير نشان دادند كه خطوط با بالاست نسبت به نگهداري حساس تر هستند. در موارد خاص به دليل پرتاب شدن بالاست در سرعتهاي بالا، آسيبهاي جدي ميتواند به چرخ و ريل وارد آيد. اين امر در خطوط با دال وجود نخواهد داشت.

بخشهاي ساخته شده خط با دال بتني ، نياز به نگهداري اندكي از خود به نمايش گذاشتند. كيفيت سير بيشتر براي مسافران به همراه آماده‌بكاري خط ، از مزاياي خط با دال بتني محسوب مي‌شود.

اگر پايداري خط به كمك يك دال صلب فراهم گردد، مقدار نگهداري بسيار پائين مي آيد و گاهي نيز صفر نزديك مي گردد. اگرچه تجربيات كلي در رابطه با نگهداري خط بتني ، بسيار ارضا كننده هستند

، خطوط با دال بتني داراي مزاياي ديگري بر خطوط بالاستي هستند. در برخي از اين مزايا فهرست‌وار بيان شده‌اند:

  • هزينه سرمايه‌گذاري اوليه با در نظر‌گيري تاثير آنها در طرح هندسي مسير و ابنيه فني ،
  • بارهاي كوچكتر ديناميكي يا استاتيكي اعمالي به بستر خاكي ناشي از خاصيت پخش بار بتن و آسفالت ،
  • افزايش دوره سرويس[1] خط به دو يا سه برابر خطوط بالاستي ،
  • ايمني بالاتر بهره‌برداري از خط به علت مقاومت بيشتر جانبي و عرضي خط،
  • كاهش فرسايش آلات ناقله ناشي از كيفيت مناسب و بادوام سازه خط ،
  • استفاده آسان از ترمزهاي Eddy-Current به عنوان روش ترمز‌گيري عادي  و با تبع آن صرف‌جويي هزينه قابل ملاحظه ،

افزايش آماده‌بكاري و كاهش احتمال بالقوه تصادفات در اثر تداخل كمتر عمليات نگهداري

 

با توجه به مقايسه ارقام هزينه كل طرح در طول عمر دوره پنجاه ساله عليرغم آنكه هزينه اوليه احداث بسترهاي بتني 10درصد بيشتر از بسترهاي بالاستي مي باشد ليكن در دراز مدت و در طول عمر پروژه هزينه طرح در بسترهاي بتني بسيار مقرون به صرفه و اقتصادي مي باشد به صورتي كه هزينه بسترهاي بالاستي تقريباً در حدود 18 برابر هزينه بسترهاي بتني مي باشد.

 

مقدمه:

با توجه به گسترش روز افزون حمل و نقل ریلي در سطح كشور و تغيير جهت به سمت سيستم هاي حمل و نقل عمومي و بويژه سيستم هاي حمل و نقل ريلي و به صورت ويژه حمل و نقل ريلي درون شهري بررسي و جايگزيني سيستم هاي روسازي بالاستي با سيتمهاي جديدتر و كاراآتر غير قابل اجتناب مي باشد با توجه به رويكرد دولت مبني بر ساخت و افتتاح حداقل چهارصد كيلومتر شبكه حمل و نقل ريلي داخل شهري و همچنين سيستم هاي سرسيع السير ريلي برون شهري ضرورت مطالعه و ترويج روسازي هاي بتني در حمل و نقل ريلي اجتناب ناپذير مي باشد با توجه به نوپاوجوان بودن روسازي در حمل و نقل ريلي در جوامع علمي و بويژه در كشور ايران به نوعي خلاء و فقدان اطلاعات علمي و مدرن درباره اين موضوع كاملاً مشهود مي باشد. با توجه به سابقه طولاني مدت روسازي بالاستي در سيستم راه آهن كشور و همچنين عدم اطلاع كافي و در دسترس نبودن اسناد و مستندات علمي درباره روسازي بتني باعث عدم استفاده گسترده از اين سيستم در سطح كشور گرديده است نگارنده تلاش نموده با توجه به رویكرد فوق الذكر و احساس فقر شديد علمي در اين زمينه نسبت به كاوش و تحقيق در اين مورد بمنظور استقبال بيشتر از اين نوع روسازي قدم بردارد. اميد است اين پايان نامه موفق به گشايش و باز نمودن گوشه اي از مشكلات اين صنعت عظيم گردد. اهميت استفاده از روسازي هاي بتني هنگامي مشهود مي گردد كه مواد زير مورد توجه قرار گيرد و 1- پايداري و استحكام فوق العاده خط در برابر نيروي استاتيكي و ديناميكي وارده از طرف قطار 2- هزينه هاي تعمير و نگهداري بسيار پائين در مقايسه با روسازي بالاستي 3- عدم انحرااف روسازي هاي بتني از شرايط ابده آل بهره برداري در مقايسه با روسازي هاي بالاستي و بسياري از مزاياي ديگر كه در طول پايان نامه بدان اشاره خواهد شد البته پاره اي از معايب نيز بدين سيستم وارد مي باشد كه به موقع بیان خواهد گرديد. در حدود 30 سال پيش مهندسان راه‌آهن اروپا در كشورهايي با راه‌آهن پيشرفته اقدام به بررسي سيستم واگن‌ها و خطوط راه‌آهن براي حركت قطارها با سرعت بالاتر از  200 km/h نمودند.

تمركز اصلي آنها بر اين موضوع بود كه آيا امكان تعمير و نگهداري خطوط با بالاست به اندازه كافي قبل از اينكه توسط اثرات شديد عملكرد قطارهاي سريع‌السير سست شوند وجود دارد يا نه ؟ در همان زمان ژاپن تصميم گرفت از خطوط با بالاست بر پايه تئوري جديد ( بهينه سازي خطوط با بالاست با توجه به نيازهاي تعميرات و نگهداري) استفاده نمايد. متصديان راه‌آهن فرانسه و آلمان نقطه نظرات متفاوتي در اين زمينه داشتند. در فرانسه تصور مي‌شد كه بهره‌برداري در سرعت بالاتر از 200 km/h روي خطوط با بالاست نيز امكان پذير است ، ولي آلماني‌ها بر اين عقيده بودند كه اگر چه خطوط با بالاست تا سرعت 200km/h را جواب ميدهد ولي براي سرعت‌هاي بالاتر از آن بايد از خطوط با دال بتني استفاده شود .

در سال1988 ، ICE  آلمان به سرعت 407 km/h دست يافت و در 1990 ، TGV فرانسه به ركورد 515km/h  دست يافت . هر دو ركورد برروي خطوط با بالاست بود . ضمنا در ژاپن بالاترين سرعت در آن زمان 425km/h  بود كه در سال 1993 روي خطوط با دال بتني به دست آمده بود. سيستم رهدا 2000 براي اولين بار در July 2000 به عنوان قسمتي از خط سريع السير بن Leipzig و Halle بكار رفت .

روسازه سيستم رهدا 2000نيازمند به يك بستر بدون نشست مي باشد چرا كه ميله هاي تقويتي آن كه در مركز دال بتني قرار داده شده اند بيشتر به منظور مرتب كرده و منظم كردن برخي تركها و انتقال نيروي جاني ايفاي نقش مي كند كه تابه منظور ايجاد يك دال سخت (مقاوم در براي خمش)

در ژاپن تجربيات تلخ خط 516 كيلومتري توكايدو[2] كه در سال 1964 افتتاح گرديد اين خط در ابتدا داراي خط بالاستي بود و مشكلات عديده‌اين سيستم منجر به ابداع و توسعه خط با دالهاي پيش ساخته گشت.

خط شينكانسن ژاپني ها يك خط با دال بتني است كه از يك لايه زيرين تثبيت شده با سيمان (بستر بتني) تشكيل شده است. ميله‌هاي استوانه‌اي بتني[3] براي جلوگيري از حـركت طـولي و عـرضي ، و بتن هاي مسلح پيش تنيده با ابعاد 19/0*34/2*93/4 (متر) در خطوط عادي و با ضخامت تنها 16/0 متر در تونلها

راه‌ها به منزله‌ي رگ‌هاي حياتي يك كشور مي‌باشند و تپش منظم قلب يك سرزمين در اثر عبور بدون وقفه خون در شريان‌هاي آن است. فقط زماني يك كشور به پويايي و تكامل مي‌رسد كه انسان، كالا و مواد توليدي منظم و تحت برنامه‌اي صحيح جابجا شوند. يك سيستم حمل و نقل كارآ به‌عنوان يكي از مهم‌ترين پيش‌نيازهاي اساسي توسعه همه‌جانبه شناخته شده است. و به همين منظور منابع مالي و انساني قابل توجهي براي ساخت و ارتقاي شبكه‌ي حمل و نقل اختصاص مي‌يابد. شبكه‌ي ريلي به دليل امتيازهايي مانند سرعت، نظم درساعات رفت و آمد، حجم بالاي جابجايي مسافر و كالا، راحتي و ايمني از سوي برنامه‌ريزان و مديريت كلان كشورها مورد توجه ويژه قرار دارد. به منظور ارتقاء كيفيت خطوط راه‌آهن در سال‌هاي اخير استفاده از مسير دالي شكل (Slab Track) در روسازي راه‌آهن به دلايل زير گسترش فراواني يافته است:

 

1)     ارتقاء ايمني در مسير حركت قطارها

2)     كاهش هزينه‌هاي تعمير و نگهداري

3)     افزايش سرعت قطار

4)     كاهش آلودگي صوتي

5)     از بين بردن خط پرتاب مصالح بالاست.

روسازي بدن بالاست به دو روش پيش‌ساخته و در جا  اجراء مي‌شوند. با توجه به بررسي نتايج هزينه‌هاي مربوط به احداث خطوط راه‌آهن با شيوه فاقد بالاست و خطي كه بر بالاست احداث مي‌شود، انجام شده است. به اين نتيجه مي‌رسيم كه شيوه بدون بالاست اقتصادي‌تر مي‌باشد. بنابراين منطقي است كه با استفاده از تكنولوژي اجراي سيستم بدون بالاست هم هزينه عمليات اجرايي را كاهش دهيم و هم از مزاياي ذكر شده در بالا بهره‌مند گرديم.

ابتدا به كلياتي راجع به تاريخچه‌اي از راه‌آهن و سپس به روش سنتي استفاده از بالاست در روسازي راه آهن پرداخته مي‌شود و سپس چند روش رايج در روسازي بدون بالاست مورد بررسي قرار مي‌گيرد و در پايان مقايسه‌اي بين اين روش‌ها انجام خواهد گرفت.

 

از ابتداي فعاليت‌هاي بشري تا به امروز، حمل و نقل ايمن و سريع انسان و كالا هدف هميشگي هر جامعه‌ي سازمان يافته‌اي بوده است. تحولات اساسي شناخته شده در توسعه حمل و نقل عبارت بوده‌اند از: اختراع چرخ، راه‌آهن و هواپيما. راه‌آهن به شكل امروزي براي اولين بار دراوايل قرن نوزدهم و در معادن انگليس ظاهر شد. خصوصيت اصلي آن تأمين حركت هدايت شده چرخ توسط خط و با تماس فلز به فلز است. به طوري‌كه تنها يك درجه آزادي را براي وسيله نقليه ريلي فراهم مي‌آورد.

به‌هرحال پيشتازان راه‌آهن امروزي خيلي زودتر از قرن نوزدهم ظاهر شدند. حركت گاري‌ها و واگن‌ها بر روي ريل‌هاي فلزي در يك نقاشي مربوط به سال 1550 ميلادي كه در شهر باسل سوئيس پيدا شده و روش‌هاي حمل و نقل در معادن آلسس را نشان مي‌دهد، به تصوير كشيده شده است. حركت هدايت شده گاري‌ها به طور كلي، آن‌گونه كه از شيارهاي ايجاد شده روي سنگ‌فرشها براي تسهيل و تسريع حركت گاري‌ها برمي‌آيد، درزمان رمي‌ها نيز شناخته شده بود.

در مونت پنتلي نزديك آتن، كه سنگ هاي مرمر سفيد براي پارتنن و ساير بناهاي تاريخي از آن‌جا تأمين شده است، شيارهاي عميق موجود در زمين‌هاي صخره‌اي روش‌هاي مورد استفاده توسط يوناني‌هاي باستان براي انتقال تخته سنگ‌هاي مرمرين به محل‌هاي ساخت را آشكار مي‌كند علاوه بر اين، آن‌گونه كه بعضي از نويسندگان گفته‌اند، حركت هدايت شده با قراردادن ناوداني‌هاي چوبي بر روي راه‌هاي لجن‌زار و هدايت كالسكه‌ها در يونان باستان مورد استفاده قرار گرفته است. در آن زمان دو عدد ناوداني براي عبور يك كالسكه كافي به نظر مي‌رسيد و زماني كه دو كالسكه از روبه‌رو به يكديگر مي‌رسيدند، راننده‌جوان‌تر به رانندهي پيرتر راه مي‌داد. نقل شده است كه در يك چنين حالتي اوديپ از راه دادن به راننده پيرتر كه از جهت مقابل مي‌آمد، سرباز زد و او را كشت، غافل از اين كه او پدرش لئوس بود.

خصوصيات راه‌آهن

راه‌آهن داراي ويژگي‌هاي زير است:

–    چرخش چرخ‌هاي با طوقه فلزي روي دو راه باريك فلزي كه ريل ناميده مي‌شوند، تماس دو فلز به علت مقاومت كمي كه در برابر چرخش ايجاد مي‌كند (كم‌تر از 3 كيلوگرم براي هر تن) موجب مي‌شود كه مي‌توان براي هر واحد توان مفروض بارهاي به مراتب زيادتري با راه‌آهن در مقايسه با جاده حمل كرد. تنها چيزي كه ظرفيت قطارها را محدود مي‌كند، مقاومت بست‌هاي بين واگن‌ها توزيع شده‌اند قطارهاي به وزن تا 4000 تن در راه‌آهنهاي اروپا و آمريكا رفت و آمد مي‌كنند، و حتي مي‌توان قطارهاي به گنجايش 15000 تن براي حمل سنگ‌هاي معدني به راه انداخت كه بيش از دو راننده لوكوموتيو لازم نداشته باشند.

–    هدايت دقيق لوكوموتيو و واگن‌ها كه به وسيله شكل خاص قارچ ريل و شكل طوقه چرخ صورت مي‌گيرد و اين امكان را مي‌دهد كه از تمام عرض زيربناي راه يا دهانه تونل‌ها و عرض پل‌ها استفاده كامل گردد، زيرا فاصله عرضي دو قطار سريع را كه در جهت‌هاي مختلف حركت مي‌كنند مي‌توان به حداقل كاهش داد (مثلاً به 20 سانتي‌متر براي قطارهايي كه 15/3 متر عرض دارند و هريك با سرعت 140 كيلومتر در ساعت حركت مي‌كنند)

–    رفت و آمد قطارها به علت وجود ريل‌ها فقط يك درجه آزادي بيشتر ندارد (حركت طولي) و بنابراين راه‌آهن از هر وسيله ديگري براي بهره‌برداري خودكار (اتوماتيك) مناسب‌تر است. در عوض راه‌آهن به فراز و نشيب خيلي حساسيت دارد و ساختمان آن خاك‌ريزي و خاك‌برداري و پل و تونل‌هاي زياد و پرخرجي را ايجاب مي‌كند. ولي اين مخارج زياد فقط خاص راه‌آهن نيست. تجربه نشان مي‌دهد كه در شرايط مساوي يك بزرگراه چهارخطه (2×2خطه) در حدود 50 درصد گران‌تر از راه‌آهن تمام مي‌شود.

امتيازهاي راه‌آهن

خصوصيات ذكر شده در بالا به راه‌آهن امتيازهايي مي‌دهند كه عبارتنداز:

سرعت، ايمني، نظم در ساعات رفت و آمد، دبي و راحتي

سرعت:

بررسي سرعت حركت قطارها در اروپاي غربي نشان مي‌دهد كه بيشتر شهرهاي آن با سرعت متوسطي بيش از 120 كيلومتر در ساعت با يكديگر در ارتباطند. در فرانسه علاوه بر قطارهاي بسيار سريع T.G.V قطارهاي سريع معمولي با سرعت‌هاي متوسطي در حدود 140 تا 160 كيلومتر در ساعت بين شهرهاي مختلف آن رفت و آمد مي‌كنند زمان پيمودن هر مسير براي قطارهاي معمولي (غيرسريع) حدود 5 تا 15% بيشتر از زمان‌هاي حساب شده براي قطارهاي سريع است. سرعت حداكثر براي قطارهاي باري سنگين برحسب مورد برابر 90 تا 120 كيلومتر در ساعت است.

–         ايمني

راه‌آهن مطمئن‌ترين وسيله‌ي ترابري است. آمار نشان مي‌دهد كه به طور متوسط تلفات در راه‌آهن از يك كشته براي هر ميليارد مسافر كيلومتر هم كم‌تر است. در صورتي كه اين رقم براي جاده بيش از 100 و براي هواپيما در حدود 25 است.

نظم

راه‌آهن بدون شك منظم ترين وسيله حمل و نقل است. درواقع جز در موراد بسيار استثنايي تغييرات شرايط جوي بر آن بي‌اثر است و قطارها مجبور نيستند كه به علت بدي هوا يا كمي ديد مسيرشان را در طول راه عوض كنند. آمار مربوط به كشورهاي اروپاي غربي نشان مي‌دهند كه نسبت درصد قطارهاي خطوط بين شهري كه بيش از 15 دقيقه تأخير دارند از 2% كم‌تر است. براي قطارهاي حومه تأخيرهاي بيش از 5 دقيقه از 1% هم كم‌ترند.

ظرفيت

راه‌آهن مناسب‌ترين وسيله براي انتقال تعداد زيادي مسافر يا حمل مقدار قابل ملاحظه‌اي بار است. دبي يا ظرفيت حمل در ساعت يك راه‌آهن تابع ظرفيت و فركانس (تعداد در ساعت) قطارهايي است كه در روي آن حركت مي‌كنند. براي يك قطار بين شهري اگر فقط جاهاي نشسته را به حساب آوريم، و قطارها داراي واگن‌هاي درجه 1 و 2 اروپايي يعني كوپه‌هاي 6 نفره و 8 نفره باشند، ظرفيت هر قطار با 13 يا 14 واگن مسافري درحدود 1000 تا 1100 نفر است و دبي حاصل از آن اگر هر 3 دقيقه يك قطار حركت كند، 20000 تا 22000 نفر در ساعت و در هر جهت است.

براي قطارهاي حومه ظرفيت با توجه به جاهاي ايستاده مي‌تواند به 1800 تا 2000 نفر و حتي به 2400 تا 2500 نفر هم همان‌طور كه در خطوط حومه جنوب شرقي پاريس و خط سريع ناحيه‌اي  (R.E.R.) اين شهر متداول است، برسد و چون فركانس قطارهاي حومه را مي‌توان به آساني به 24 قطار در ساعت يعني يك قطار هر دو دقيقه و نيم افزايش داد. از اين اعداد دبيي برابر 60000 مسافر در ساعت حاصل مي‌شود. مطالعاتي كه در سال‌هاي اخير صورت گرفته است، نشان مي‌دهند كه مي‌توان به كمك دستگاه‌هاي خودكار و اطاق فرمان مركزي فركانس را به 30 قطار درساعت و حتي بيشتر افزايش داد. به اين ترتيب توجه مي‌كنيم كه وقتي تعداد مسافريني كه بايد جابجا شوند، زياد است، دبي نقش مهمي را به نفع راه‌آهن ايفا مي‌كند. به عنوان مثال ايستگاه حومه شين ژوكو (Shinjuku) توكيو يا ايستگاه حومه سن‌لازار (Saint-Lazard) پاريس هريك در دو ساعت ازدحام ترافيكي در حدود سيصد هزار مسافر را تحمل مي‌كنند.

مساله رفت و آمد مسافرين بين شهرهاي بزرگ و حومه آن‌ها را نمي‌توان به آساني جز به وسيله قطار شهري موجود است و در حدود 40 شهر ديگر هم از جمله تهران طرح‌هاي احداث مترو در دست اجرا يا در مرحله مطالعه‌اند.

درخطوط بين شهري هم راه‌آهن توكايدو و در طول 513 كيلومتر از مناطقي با جمعيت كل 60 ميليون نفر مي‌گذرد و ترافيك ساعتي آن در حدود 5000 نفر در هر جهت است.

در مورد كالا هم راه‌آهن بعد از راه‌هاي آبي مناسب‌ترين وسيله براي حمل و نقل بار به مقدار زياد است و به اين دليل است كه از نيمه دوم قرن بيستم به بعد در بسياري از كشورهاي در حال توسعه آفريقا، آسيا و آمريكاي جنوبي خطوط راه‌آهني براي حمل مواد معدني ساخته يا بازسازي شده‌اند.

راحتي

آمار و تجربيات متفاوت نشان مي‌دهند كه در زمان مساوي كم‌ترين خستگي در مسافرت يا راه‌آهن به وجود مي‌آيد، زيرا وجود امكانات رفاهي بسياري از نيازهاي مسافرين رابرآورده مي‌كند.

-عصر طلايي راه‌آهن

توسعه راه‌آهن به نحو شگفت‌انگيزي تحت تأثير انقلاب صنعتي، كشف قوه بخار و بهره‌برداري وسيع از معادن زغال سنگ و سنگ‌آهن قرار گرفت. اولين خطوط راه‌آهن در كشورهاي اروپايي حدود سالهاي 1830 به كار افتاد و شبكه‌هاي راه‌آهن در اوايل قرن بيستم به حداكثر تراكم خود رسيد. عاملي كه باعث رشد سريع راه‌آهن گرديد، سرعت زياد (با استانداردهاي آن زمان) بود كه ارتباطات سريع را باعث مي‌شد. موتورهاي بخار در مراحل آزمايشي عملكردهاي شگفتي را نشان مي‌دادند. سال 1835 سرعت 100 كيلومتر در ساعت در انگلستان، سال 1890 سرعت 144 كيلومتر در ساعت در فرانسه، سال 1930 سرعت 213 كيلومتر در ساعت در آلمان. اگرچه حداكثر سرعت در عمل بسيار كمتر بود (  تا  سرعت آزمايشي)، ولي به رشد سريع حمل و نقل ريلي كمك زيادي نمود.

به‌كارگيري توان كشش برقي در اوايل قرن بيستم توسعه بيشتر راه‌آهن را مسير ساخت، در حالي‌كه توسعه ارسال علايم و كنترل از راه دور به صورت مركزي قبل از جنگ جهاني دوم چهره امروزي راه‌آهن را در سال‌هاي 1950 ترسيم نمود.

-راه‌آهن و ساير سيستم‌هاي حمل و نقل رقيب

به‌هرحال زمان تغيير كرده است و آن چيزي كه در اوايل قرن بيستم بسيار جذاب بود، به زودي از مطلوبيت كم‌تر و كم‌تري برخوردار گرديد. هواپيماها و اتومبيل‌هاي شخصي در حال ارائه خدمات حمل و نقلي در مقياس‌هاي مختلف بودند. تحت تأثير فشار ناشي از رقابت، راه‌آهن نيز به اجبار بايد راه توسعه و نوگرايي را در رابطه با سرعت،‌كاهش هزينه‌هاي حمل و نقل، سازمان‌دهي بهتر و بهبود خدمات ارائه شده انتخاب مي‌نمود. بنابراين به دوران راه‌آهن‌هاي سريع‌السير حركت با سرعت‌هاي 250 تا 300 كيلومتر در ساعت (سرعت 515 كيلومتر در ساعت در سال 1990 توسط راه‌آهن فرانسه در مراحل آزمايشي تجربه شد)، حمل و نقل تركيبي (تركيب حمل و نقل جاده‌اي و راه‌آهن) جابجايي حجم زياد مسافر و كالا (خدمات ترددي و بار (بارهاي فله) مي‌رسيم.

با اين وجود، همگام با راه‌آهنهاي سنتي (كه براساس تماس فلز و فلز قرار دارد)، از اواسط سال‌هاي 1970 تجارب مختلف براي توسعه تكنيك‌هايي كه با حفظ حركت هدايت شده (مانند راه‌آهن) بتوان از هرگونه تماس مستقيم وسيله در حال حركت و زيرسازه نگه‌دارنده اجتناب نمود، شروع گرديد. اين كوشش‌هاي شامل قطار هوارو مي‌شود، كه در مراحل آزمايشي سرعت‌هايي در حدود 422 كيلومتر در ساعت را براي قطار هوارودر سال 1969 و 600 كيلومتر در ساعت را براي قطار مغناطيسي در سال 1991 به ارمغان آورد.

-تحول در سازمان راه‌آهن‌ها

تشكيلات شركت‌هاي راه‌آهن در اواخر قرن نوزدهم و اوايل قرن بيستم به صورت فعاليت‌هاي كوچك تجاري خصوصي شروع گرديد. اهميت استراتژيك راه‌آهن كشورهاي مختلف از نظر اقتصادي و امنيتي، و هم‌چنين كسري‌هاي اقتصادي به وجود آمده، بين سال‌هاي 1935 تا 1960 بسياري از دولت‌ها را به سمت ملي كردن راه‌آهنهاي خود سوق داد. بنابراين، بعد از سالهاي 1950 بسياري از راه‌آهنها جزئي از تشكيلات مديريتي دولتي شدند. اين مساله از يك طرف توسعه سازمان يافته حمل و نقل ريلي را در مقياس ملي، و از طرف ديگر عدم تمايل و بي‌تفاوتي نسبت به نوگرايي و در نتيجه افزايش زيان‌هاي اقتصادي را به دنبال داشت (سال‌هاي 1960 تا 1980)

توسعه بازار حمل و نقل در اواخر سالهاي 1980 (يعني آزادسازي تدريجي فعاليت‌هاي حمل و نقلي از چهارچوب قانوني كه بيش از سه دهه در محدوده آن عمل مي‌شد)، سازمان‌هاي راه‌آهن را وادار ساخت تا در سازمان‌دهي خدمات حمل و نقلي خود كاهش هزينه‌هاي حمل و نقلي، استفاده از فن‌آوري جديد، به‌كارگيري بهتر برتري‌هاي خود و نوگرايي  به منظور داشتن توان رقابت در بازار حمل و نقل، انعطاف‌پذيري بيشتري نشان دهد. از همان سال‌ها بعضي از كشورها مانند ژاپن، انگلستان، سوئد و … خصوصي‌سازي راه‌آهنهاي ملي خود را شروع كرده بودند از نقطه نظر بازار حمل و نقل، هرگونه فن‌آوري و نوسازي تنها به دليل رقابت و كارآيي اقتصادي، در مقايسه با خدمات ارائه شده توسط ساير سيستم‌هاي حمل و نقلي (جاده‌اي، هوايي) قابل توجيه است

 


 

 

فصل اول

تعريف مسأله

 


1-1 تعریف کلی مساله

مطالعات و اقدامات قابل ملاحظه‌اي در خصوص جايگزيني بالاست خط ريلي با مصالح با دوام‌تر در طول مسير و سوزن‌هاي ايستگاه صورت پذيرفته است. پيشينه مطالعات و اقدامات نام برده به سال 1920 بر مي‌گردد. در گذشته به علت برآورده سازي تقريبا تمامي مقتضيات ناشي از بار محور و سرعت توسط لايه‌اي دانه‌اي بالاست از يك سو و هزينه تقريبا پايين تهيه و اجراي لايه بالاست از سوي ديگر ، مطالعات جايگزيني اين لايه دانه‌اي را محدود به آزمايشات آزمايشگاهي در مقياس بسيار محدود نمود. پس از گذشت مدت زماني و استفاده از سيستم‌هاي ريلي سريع‌السير مسافري و باري مشخص گرديد كه لايه‌دانه‌اي بالاست به انتهاي كارايي خود نزديك شده است. به علاوه ركورد سرعت آلات ناقله ريلي در راه‌آهن آلمان (406 كيلومتر در ساعت) و فرانسه (514 كيلومتر در ساعت) نياز به يك سيستم خط با دوام و مستحكم‌تر را گوشزد مي‌نمود.

راه‌آهن ژاپن در ابتدا بهره‌برداري از خطوط سريع‌السير خود را بين دو شهر توكيو و اوزاكا (1960 الي 1970) با خط بالاستي شروع نمودند. جهت پرهيز از هزينه بالاي تعمير و نگهداري خطوط سريع‌السير ، راه‌آهن ژاپن اقدام به تغيير سيستم خط خود به سيستم خط با دال بتني[4] نمود اما در آن هنگام در اروپا اقدامي در اين راستا صورت نپذيرفت. هزينه بالاي اجرا و شك در مورد عملكرد مناسب سيستم جديد و نوي خط با دال بتني ، از استفاده سيستم مذكور در سطح گسترده جلوگيري نمود. پس از معرفي سيستم حمل و نقل سريع‌السير ريلي در آلمان ، جمعا 7/19 كيلومتر خط با دال بتني در سه تونل در راه‌آهن آلمان وجود داشت و به تبع آن چند بخش جديد الاحداث نيز با خط با دال ساخته شد و بار ديگر هزينه بالاي اجراي خطوط با دال بتني مورد انتقاد قرار گرفت.

بالاست با گذشت زمان و تحت اثر ترافيك‌هاي سريع و سنگين ريلي به سرعت دچار زوال و خرابي گرديد و افزايش هزينه تعمير و نگهداري را باعث شد. در خطوط داراي ترافيك سنگين كه امكان مسدودي خط نيز به سختي فراهم مي‌گرديد ، مشكل زوال خط دو چندان مي‌گردد. با عنايت به مورد نام برده و ساير موارد مشابه در خطوط بالاستي ، انتقادات نسبت به خط بدون بالاست جاي خود را به نگرش مثبت نسبت به ساخت و اجراي خطوط بدون بالاست داد. به تبع نگرش مثبت نسبت به خط با دال بتني در آلمان ، در سال سپتامبر سال 1998 خط راه‌آهن بين دو شهر برلين و هانوور به طول 190 كيلومتر بطور كامل با روسازي خط با دال بتني مورد بهره‌برداري قرار گرفت. اجراي اين خط در واقع سر آغاز تاييد اجرايي سيستم‌هاي بدون بالاست محسوب مي‌شود.

اگر به تاريخ راه‌آهن نگاهي بياندازيم ، مي‌توانيم به افزايش شگرف مقتضيات و تقاضاي راه‌آهن پي ببريم. در طول 140 سال اخير ، بار محوري راه‌آهن از 2 تن در سال 1835 به 5/22 تن رسيده است و هم‌اكنون نيز صحبت از بار محوري تا 25 تن مي باشد. در ابتداي راه‌اندازي راه‌آهن سرعت قطارها كمتر از 25 كيلومتر در ساعت بود و پس از 100 سال سرعت سير قطارها به 140 كيلومتر در ساعت و در برخي موارد خاص به 160 كيلومتر در ساعت بالغ گرديده و هم اكنون در كشورهاي توسعه يافته اروپايي شاهد بهره‌برداري از قطارهاي سريع‌السير مسافري با سرعت حدود 250 كيلومتر در ساعت و راه‌آهن سريع‌السير باري با سرعت حدود 160 كيلومتر در ساعت هستيم. در مورد خطوط بالاستي ، در واقع ريل و تراورس در بستر بالاستي بصورت شناور[5] قرار دارند و اين در حاليست كه بستر با دال بتني بسيار سخت و ساخته شده از بتن يا آسفالت مي‌باشد. در بسترهاي شناور مانند بالاست ،‌با عبور قطار نيروهاي ديناميكي و استاتيكي بزرگي بوجود مي‌آيد كه خود باعث بدتر شدن وضعيت خط و افزايش نيروها و توليد صدا مي‌گردد. به همين دليل بايد بالاست (كه ضعيف‌ترين المان خط در سيستم‌هاي سريع‌السير محسوب مي‌شود) با المانهاي ديگري با دوام و ظرفيت باربري بيشتر از جمله بتن يا آسفالت جايگزين گردند. بر خلاف بالاست ، مصالح بتني يا آسفالتي تقريبا هيچگونه تغيير مكان پلاستيك[6] يا دائمي در زير بار اعمالي از قطار ندارند. اعمال اين اصلاح منجر به ايجاد واژه خط بدون بالاست[7] گرديد. واژه متناظر خط بدون بالاست در آلمان ([8]FF) ، در فرانسه (Vsd)[9] و در زبان انگليسي ([10]St) مي‌باشد. اهداف اصلي استفاده از خطوط با دال بتني عبارت از :كاهش هزينه تعمير و نگهداري نسبت به خطوط بالاستي ، كاهش صداي آلات ناقله و افزايش كيفيت سير[11] مي‌باشد. براي مثال خط با دال بتني در ايستگاه رهدا [12]  (مسير Bielefeld-Hamm در آلمان) كه با سرعت 200 كيلومتر در ساعت مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد ، تقريبا از سال 1972 هزينه نگهداري خاصي را به پيمانكار اعمال نكرده است. به علاوه بستر مستحكم بتني در خطوط با دال بتني عملا نشست‌هاي نامتقارن خط راه‌آهن را حذف مي‌نمايد و باعث كاهش صداي ناشي از عبور قطار و افزايش كيفيت سير مي‌شود. قطارهايي مانند “ICE”‌داراي سرعت بهره‌برداري حدود 300 كيلومتر در ساعت نياز به بستري پايدار و هموار با حداقل نگهداري دارند

1-2 نیاز به مطا لعه در مورد مساله

بخشهاي ساخته شده خط با دال بتني ، نياز به نگهداري اندكي از خود به نمايش گذاشتند. كيفيت سير[13] بيشتر براي مسافران به همراه آماده‌بكاري خط ، از مزاياي خط با دال بتني محسوب مي‌شود.

اگر پايداري خط به كمك يك دال صلب فراهم گردد، مقدار نگهداري بسيار پائين مي آيد و گاهي نيز صفر نزديك مي گردد. اگرچه تجربيات كلي در رابطه با نگهداري خط بتني ، بسيار ارضا كننده هستند با اين حال به دليل كاربرد محدود نسبت به خطوط سنتي با بالاست ، اطلاعات بسيار كمي جهت ارائه قوانين تجربي به منظور پيش‌بيني نرخ خرابي[14] در سيستمهاي خط با دال بتني ، موجود مي باشد.

در مقايسه با خطوط بالاستي، پيشروي خرابيهاي ايجاد شده نزديك جوشها يا درز ريلهاي ايزوله شده بصورت قابل ملاحظه‌اي نرخ گسترش كوچكتري دارد. نيروهاي ديناميكي كوچكتر به ندرت باعث ايجاد خرابيهاي پيش‌رونده‌در تكيه‌گاه ريل مي‌گردند. هزينه نگهداري خط رهدا[15]  تنها حدود 10% هزينه نگهداري خط با بالاست مشابه ميباشد.

تجربيات نامناسب تعمير و نگهداري خط 516 كيلومتر توكايدو[16] كه داراي بستر سنتي بالاستي بود در سال 1964 ، باعث طراحي و استفاده از خط با دال در آن منطقه گرديد.

هزينه نگهداري در تجربيات ژاپنيها حدود 20 تا 30 درصد هزينه نگهداري خط با بالاست مي باشد، در كنار آن نيز هندسه و تراز بستر خط مناسب‌تر نيز فراهم مي‌گردد. طرح ارتقا يافته خط توهوكو[17] (1982 ) داراي ارتفاع بيشتر ، اعمال پيش تنيدگي، اعمال يك لايه محافظ در برابر يخزدگي سيمان قيري در زير دال روسازي ، و زهكش‌هاي مناسب‌تر  تقريباً نياز به نگهداري را حذف نمود. نياز اصلي در بكارگيري اين سيستم ايجاد يك بستر بدون نشست مي‌باشد.

 

 

 

1-3  اثرات مهم مطالعه بر مساله از نظر بهبود ان

به عنوان يكي از بخشهاي نتيجه گيري اين فصل، چند تجربه در رابطه با استفاده از خطوط با دال بتني در خطوط سريع السير و خطوط راه‌آهن شهري ، ارائه شده است. تنها در ژاپن، خط با دال در مقياس وسيع در خطوط سريع السير مورد استفاده قرار گرفته است. در آلمان، هنوز نسبت خط با دال تقريباً كوچك است. از سوي ديگر پيش از سي نوع خط با دال طراحي گشته و در خلال اين سالها، مورد آزمايش قرار گرفته است. اكثريت آنها داراي نتايج رضايت بخشي بوده‌اند اما تعداد كمي از آنها توان بالقوه استفاده گسترده آتي را دارند.

در آلمان يك خط سريع السير جديد الاحداث بصورت خط با دال ساخته شده است. تجربيات بلند مدت با خطوط با دال نشان ميدهد كه رعايت مقتضيات نام برده در بخشهاي قبلي اين فصل باعث ايجاد خطي با كيفيت بسيار بالا پس از ساخت شده و در طي سالها عمليات نگهداري بسيار كمي مورد نياز مي باشد. در آلمان هندسه خط با مقدار Q [18]سنجيده مي‌شود. پارامتر Q ميزان  كيفيت خط را نمايش مي‌دهد. مقدار كيفي بدست آمده از 5 پارامتر اندازه‌گيري شده در طول 250 متر از خط كميت Q را مشخص مي سازد. با در نظر گرفتن خط با بالاست، ارزش Q تا عدد 10 براي يك خط با كيفيت هندسي بسيار عالي در نظر گرفته مي شود. مقدار 100 براي پارامتر Q تعميرات دوره اي نگهداري را مشخص مي‌نمايد.

براي مثال شكل زير تفاوت در مقدار Q در يك بخش از خط را نمايش مي‌دهد. ده نمودار ميله‌اي مياني مربوط به خطوط با دال هستند و دو نمودار كناري مربوط به خطوط با بالاست مي‌باشند.

شکل 1-1مقادير اندازه‌گيري شده Q در بخشي از خط بين دو مقطع بالاستي

از تجربيات بدست آمده از خطوط با بالاست در خطوط سريع السير، مشخص مي شود كه خطوط با دال نيازمند نگهداري بسياري كمتري بوده و آماده بكاري بسيار بالاتري را فراهم مي‌نمايند.

 

 

1-4 اهداف و فرضیات

قطعات و مؤلفه‌هاي تشكيل دهنده و سازنده روسازي راه‌آهن داراي عمر سرويس حداقل 25 سال تا چند صد سال هستند. از آنجا كه تمامي سرمايه‌گذاريهاي متصور در اين زمينه تقريبا غير قابل بازگشت هستند ، مديريت سرمايه روسازي راه‌آهن[19] نياز به ارائه پيشنهاداتي روشن و شفاف در تصميم‌گيري در اين خصوص دارد. پيشنهادات مذكور كه در واقع به عنوان ابزار پشتيبان و اساس تصميم‌گيري بشمار مي‌آيند ، بايد بر اساس تحليل‌هاي گسترده و دقيق بنا نهاده شوند و حدالامكان مقتضيات آتي طراحي و پايداري طرح پيشنهادي را مد نظر قرار دهند. با عنايت به موارد مذكور و اهميت كار ، پروژه‌اي به نام “SMP-T” در راه‌آهن  جهت ارائه راهكار كاوشي[20] تصميم‌گيري در خصوص انتخاب بين سيستم‌هاي بالاستي و خط با دال بر اساس داده‌هاي مستند و دقيق موجود و دردسترس و استفاده از سيستم‌هاي مديريت دانش تعريف و اجرا شده است. بر اساس نتايج و يافته‌هاي پروژه مذكور تاليف گرديده است. با عنايت به ضوابط كليشه‌اي و تقريبا مشابه مرسوم در ايران جهت انتخاب و تصميم‌گيري در خصوص انواع سيستم‌هاي بالاستي و خطوط با دال بتني در راه‌آهن ايران ، به نظر مي‌رسد معرفي يك رويكرد هدفمند در اين زمينه مناسب و ضروري باشد. اميد است مقاله ادامه در ارتقا معيارهاي تصميم‌گيري در انتخاب بين دو سيستم روسازي راه‌آهن نام برده ، مفيد استفاده واقع گردد.

  • دامنه اثر مساله در جامعه علمی و اجتماع

در واقع استراتژي مذكور براي سيستم‌هاي مهندسي سوال هميشگي ” چگونه قادر خواهيم بود كه قابليت اطمينان[21] تمامي اجزا و مؤلفه‌هاي سيستم را (در اينجا آلات ناقله و روسازي راه‌آهن) افزايش دهيم و در عين حال هزينه دوره سرويس[22] آنها را به ميزان قابل ملاحظه‌اي كاهش دهيم؟”. با عنايت به صورت مساله هم اكنون دو اهرم كليدي به عنوان اساس سيستم‌هاي مهندسي مطرح هستند:

  • اسناد و مدارك مستند و طبقه‌بندي شده از تمامي سيستم‌هاي مهندسي بايد در دسترس باشد ،
  • روش بديع بر پايه خلاقيت و نوآوري همواره مورد نياز مي‌باشد.

يكي از كارهاي مهم انجام شده در خلال پروژه مديريت استراتژيك راه‌آهن مستند‌سازي و طبقه‌بندي اسناد و مدارك سيستم‌هاي مهندسي مربوط به روسازي و ابنيه فني راه‌آهن توسط روشها و ضوابط استاندارد مي‌باشد. در اين مقوله نياز به بررسي و بحث پيرامون موضوع زيربنايي و اساسي “تصميم‌گيري در مورد استفاده از سيستم‌هاي خط بالاستي و خط با دال” به ذهن مي‌رسد. صورت مساله در اين رابطه بصورت ايجاد يا توسعه روشي ساده جهت تسهيل اظهارنظر و ارائه پيشنهاد شفاف و قاطع با در نظرگيري معيارهاي فني و تحليلي در خصوص تصميم‌گيري براي انتخاب دو سيستم روسازي راه‌آهن فوق‌الذكر مي‌باشد.

1-6   محدودیت هاوچهار چوب پروزه

از ديد مهندسي محض ، هر دو سيستم خط بالاستي و خط با دال بتني قادر به برآورده‌سازي و ارضاي تمامي نيازها و خواسته‌هاي كاربران تقريبا در تمام حالات هستند. تنها در موارد بسيار حدي و خاص يكي از دو سيستم روسازي خط قابل حذف هستند. عموما معيار تجاري و اقتصادي قضيه به عنوان معيار تعيين‌كننده مطرح مي‌شود. در مواردي كه هزينه طول عمر روسازي راه‌آهن مد نظر قرار مي‌گيرد ، خط بالاستي در بسياري از موارد گزينه ارجح ميباشد. از طرفي در حالات خاص سيستم‌هاي بدون بالاست و خطوط با دال بتني از لحاظ اقتصادي توجيه پذير هستند و بنابراين بايد در فهرست مدارك و سيستم‌هاي مهندسي حفظ گردند.

از لحاظ مالي ، مزاياي نگهداري و آماده‌بكاري سيستم‌هاي بدون بالاست مزيت كوچكي محسوب مي‌گردد و هزينه‌اوليه ساخت بسيار بالاي مورد نياز در اين سيستم‌ها تنها در خطوط با ترافيك سنگين و قطارهاي پيشرفته توجيه اقتصادي پيدا مي‌نمايد.

تنها هنگاميكه كل سيستم روسازي به همراه تمامي مشخصات مهندسي خط دال بتني را مد نظر قرار دهيم ، مقايسه اقتصادي دو سيستم موجه جلوه مي‌نمايد و جذابيت‌هاي بالقوه اين سيستم مشخص مي‌گردد. به عنوان مثال پايداري بالاتر سيستم روسازي راه‌آهن داراي خط با دال امكان اجرا و ساخت خط ريلي داراي همخواني بيشتر با وضعيت و توپوگرافي طبيعي زمين را فراهم مي‌آورد. اين خصوصيت امكان كاهش عوارض خاص مهندسي و ابنيه فني خصوصا در مناطق كوهستاني و سخت را فراهم مي‌آورد. البته تنها در حالاتي كه فاز مسير يابي مسير نهايي مورد تصويب قرار نگرفته باشد ، اين خصوصيت خطوط با دال بتني قابل استفاده واقع مي‌شود. بنابراين در مواردي كه تنها هدف جايگزيني بالاست با دال بتني (براي مثال به عنوان قسمتي از عمليات نوسازي كلي يا بازسازي روسازي) مي باشد و طرح هندسي و خط پروژه راه‌آهن تغيير ناپذير باشد ، از اين مزيت بالقوه نام برده خط بدون بالاست نيز نمي‌توان استفاده نمود. به عنوان مثالي ديگر مي‌توان از خطوط با دال در مواردي خاص جهت افزايش سرعت بدون تغيير مشخصات هندسي و افزايش شعاع قوس (ارتقا سرعت) استفاده نمود.

نتيجه كليدي ديگر در اين زمينه افزايش تعداد طرحهاي سيستم خط با دال بتني مي‌باشد كه بعضا موجب پيچيدگي تصميم‌گيري از يكسو و افزايش تعداد سيستم‌هاي قابل انتخاب از سوي ديگر مي‌شود. موارد ذكر شده در خصوص سيستم‌هاي بدون بالاست به معني عدم كارايي خطوط با دال بتني يا استفاده از خطوط بالاستي در تمامي شرايط نمي‌باشد. در واقع سيستم استاندارد و بهينه روسازي راه‌آهن سيستمي بين دو سيستم مذكور راه‌آهن مي‌باشد. در اينجا نياز به نوآوري در تصميم‌گيري مي‌باشد اما قبل از اين مرحله بايد خصوصيات و عملكردهاي استراتژيك روسازي راه‌آهن را شناسايي كرده و بصورت معيار ارائه نمود.

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه پرداخت مستقیم که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشید.

 

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “دانلود پایان نامه ارشد : بررسی روسازی های بتنی در حمل و نقل ریلی با نگاهی به متروی تبریز”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *