سلامت سنجی سازه‌ای پلهای راه آهن، مطالعه موردی پل باقرآباد ورامین به منظور بررسی محدودیت‌های ناوگان ریلی

centercenter00

دانشکده مهندسی عمران و معماری
گروه عمران
سلامت سنجی سازه‌ای پلهای راه آهن، مطالعه موردی پل باقرآباد ورامین به منظور بررسی محدودیت‌های ناوگان ریلی
الهام عسکری
استاد راهنما :
دکتر علی کیهانی
پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد
بهمن 1393
دانشگاه شاهرود
دانشکده مهندسی عمران و معماری
گروه عمران
پایان نامه کارشناسی ارشد خانم الهام عسکری
تحت عنوان: سلامت سنجی سازه‌ای پلهای راه آهن، مطالعه موردی پل باقرآباد ورامین به منظور بررسی محدودیت‌های ناوگان ریلی
در تاریخ 28/11/93 توسط کمیته تخصصی زیر جهت اخذ مدرک کارشناسی ارشد مورد ارزیابی و با درجه عالی مورد پذیرش قرار گرفت.
امضاء اساتید مشاور امضاء اساتید راهنما
دکتر علی کیهانی
امضاء نماینده تحصیلات تکمیلی امضاء اساتید داور
دکتر سعید گلیان دکتر وحیدرضا کلات جاری
دکتر سید فضل الله ساغروانی
تعهد نامه
اینجانب الهام عسکری دانشجوی دوره کارشناسی ارشد رشته سازه دانشکده عمران و معماری دانشگاه صنعتی شاهرود نویسنده سلامت سنجی سازه‌ای پلهای راه آهن، مطالعه موردی پل باقرآباد ورامین به منظور بررسی محدودیت‌های ناوگان ریلی
تحت راهنمائی دکتر علی کیهانی به عنوان استاد راهنما متعهد میشوم:
تحقیقات در این پایان نامه توسط اینجانب انجام شده و از صحت و اصالت برخوردار است.
در استفاده از نتایج پژوهشهای محققان دیگر به مرجع مورد استفاده استناد شده است.
مطالب مندرج در پایان نامه تاکنون توسط خود یا فرد دیگری برای دریافت هیج نوع مدرکی یا امتیازی در هیج جا ارائه نشده است.
کلیه حقوق معنوی این اثر متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود میباشد و مقالات مستخرج با نام “دانشگاه شاهرود” ویا “ University of Shahrood ” به چاپ خواهد رسید.
حقوق معنوی تمام افراد که در به دست آوردن نتایج اصلی پایان نامه تاثیر گذار بوده اند در مقالات مستخرج از پایان نامه رعایت شده است.
در کلیه مراحل انجام این پایان نامه، در مواردی که به حوزه اطلاعات شخصی افراد دسترسی یافته یا استفاده شده است اصل رازداری ، ضوابط و اصول اخلاقی انسانی رعایت شده است.

تاریخ:
امضای دانشجو:
مالکیت نتایج و حق و نشر
کلیه حقوق معنوی این اثر و محصولات آن )مقالات مستخرج ، کتاب، برنامه های رایانه ای،
نرم افزارها و تجهیزات ساخته شده است ( متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود میباشد. این مطلب
باید به نحوی مقتضی در تولیدات علمی مربوطه ذکر شود.
استفاده از اطلاعات و نتایج موجود در پایان نامه بدون ذکر مرجع مجاز نمیباشد.
تقدیم به پدرم
که همواره چتر محبتش بر سرم است، بزرگواری که الفبای زندگی را از او آموختم.
تقدیم به مادرم
بلند تکیه‌گاهم،که دامان پر مهرش یگانه پناهم است ،مهربانی که عشق ورزیدن را از او آموختم.
تقدیم به خواهر عزیزم
بهترین دوستم که همواره در کنارم مشوقم در انجام پایاننامهام بودند و من اراده و پشتکار را از او آموختم.
تقدیر و تشکر
به مصداق «من لم یشکر المخلوق لم یشکر الخالق » شایسته است از استاد فرهیخته و فرزانهام جناب آقای دکتر علی کیهانی که در تمام مراحل پایاننامهام راهنمای من بودند تقدیر و تشکر نمایم.
همچنین از جناب آقای دکتر شروان عطایی که با راهنماییهای خود نقش مهمی در آشنایی عمیق با موضوع داشتند تشکر میکنم.
جای دارد از جناب آقای مهندس آبهیمانیو کومار مهندس برجسته در زمینه مدلسازی با نرمافزار ABAQUS که با راهنماییهای خود من را در مدلسازی موفقم یاری کردند قدردانی میکنم.
از خانم مهندس پرستو صاحب زمانی، مهندس ناظر پروژه من در اداره راه آهن، و تمامی کارکنان اداره راه آهن و شرکت زیمنس که صمیمانه من را در جهت تکمیل اطلاعات مورد نیازم یاری نمودند کمال تشکر و قدردانی را دارم.
و در پایان، خداوند متعال را شاکرم به خاطر عنایت قطرهای از بحر علم در راه نگارش این پایاننامه و تمامی دوستان ارزشمندی که در راستای نگارش آن در راه من قرارداد.

این پایان نامه مورد حمایت اداره ” راه آهن جمهوری اسلامی ایران” قرار دارد.

چکیده
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
TOC o “1-3” h z u فصل اول: مقدمه PAGEREF _Toc422641947 h 11-1-مقدمه PAGEREF _Toc422641948 h 21-2- لزوم انجام تحقیق PAGEREF _Toc422641949 h 31-3- نوآوری و اهداف تحقیق PAGEREF _Toc422641950 h 31-4- فرضیات تحقیق PAGEREF _Toc422641951 h 41-5- ساختار فصول تحقیق PAGEREF _Toc422641952 h 4فصل دوم: مروری بر کارهای انجام شده قبلی PAGEREF _Toc422641953 h 72-1- سلامت سنجی سازه‌ای PAGEREF _Toc422641954 h 82-2- کدها و آیین نامه‌های طراحی و بارگذاری پل راه آهن PAGEREF _Toc422641955 h 112-2-1- آیین نامه‌ایران PAGEREF _Toc422641956 h 112-2-2- آیین نامه اروپا PAGEREF _Toc422641957 h 122-3- انواع بارگذاری برای تحلیل دینامیکی پل PAGEREF _Toc422641958 h 132-4- تاریخچه مطالعات دینامیکی پلهای راه آهن PAGEREF _Toc422641959 h 142-5- مدلسازی وسیله نقلیه PAGEREF _Toc422641960 h 182-6- مدل تحلیلی پل PAGEREF _Toc422641961 h 222-7- پل راه آهن و وسیله نقلیه PAGEREF _Toc422641962 h 242-8- مطالعات میدانی PAGEREF _Toc422641963 h 252-9- تحلیل پل خرپایی پل پس از شکست یک عضو PAGEREF _Toc422641964 h 26فصل سوم: مفاهیم و تئوریهای مورد کاربرد PAGEREF _Toc422641965 h 293-1- تحلیل دینامیکی PAGEREF _Toc422641966 h 303-1-1- مفاهیم مهم در تحلیل دینامیکی PAGEREF _Toc422641967 h 303-1-2- روشهای مختلف تحلیل دینامیکی [54] PAGEREF _Toc422641968 h 383-1-2-1- تحلیل دینامیکی خطی PAGEREF _Toc422641969 h 383-1-2-2- تحلیل دینامیکی غیرخطی PAGEREF _Toc422641970 h 393-1-3- تحلیل دینامیکی پل‌های راه آهن PAGEREF _Toc422641971 h 403-2- آئین نامه‌ایران PAGEREF _Toc422641972 h 443-2-1- نشریه 395: دستورالعمل طراحی پل‌های فولادی [8] PAGEREF _Toc422641973 h 443-2-2- نشریه 139: آئین نامه بارگذاری پلها [7] PAGEREF _Toc422641974 h 513-3- آئین نامه اروپا [9] PAGEREF _Toc422641975 h 543-3-1- بار قطار PAGEREF _Toc422641976 h 543-3-3- تحلیل دینامیکی PAGEREF _Toc422641977 h 603-3-4- پارامترهای دینامیکی پل PAGEREF _Toc422641978 h 633-4- معیارهای ایمنی ترافیک PAGEREF _Toc422641979 h 643-4-1- شتاب قائم عرشه PAGEREF _Toc422641980 h 643-4-2- تغییر شکل قائم عرشه PAGEREF _Toc422641981 h 643-4-3- معیار راحتی مسافر PAGEREF _Toc422641982 h 643-5- انتخاب نرم‌افزار PAGEREF _Toc422641983 h 653-6- مروری بر نرم افزار ABAQUS PAGEREF _Toc422641984 h 693-6-1- معرفی محصولات ABAQUS PAGEREF _Toc422641985 h 693-6-2- انواع تحلیل در ABAQUS PAGEREF _Toc422641986 h 703-6-3- معرفی انواع المان‌های مورد استفاده در ABAQUS PAGEREF _Toc422641987 h 70فصل چهارم : دستورالعمل پیشنهادی و بررسی یک مثال PAGEREF _Toc422641988 h 774-1- دستورالعمل پیشنهادی PAGEREF _Toc422641989 h 784-2- تعیین سرعت حد یک پل واقعی با استفاده از دستورالعمل پیشنهادی : PAGEREF _Toc422641990 h 89فصل پنجم : نتیجه گیری PAGEREF _Toc422641996 h 1095-1- مقدمه PAGEREF _Toc422641997 h 1105-2- نتیجهگیری PAGEREF _Toc422641998 h 1105-3- پیشنهادات برای تحقیقات آتی در این زمینه PAGEREF _Toc422641999 h 113پیوست 1 : ابعاد و مشخصات مقاطع پل خرپایی مورد بررسی PAGEREF _Toc422642000 h 115منابع PAGEREF _Toc422642001 h 127

فهرست اشکال
TOC h z t “زیرنویس شکل” c شکل (2-1) مدل بار متحرک PAGEREF _Toc422642039 h 19شکل (2-2) مدل جرم متحرک PAGEREF _Toc422642040 h 20شکل (2-3) جرم فنر بندی شده متحرک PAGEREF _Toc422642041 h 21شکل (2-4) وسیله نقلیه ریلی به صورت سری PAGEREF _Toc422642042 h 25شکل (3-1) حداکثر پاسخ دینامیکی در برابر ضریب میرایی [17] PAGEREF _Toc422642043 h 32شکل (3-2) تیر ساده تحت بارهای متمرکز با فاصله یکنواخت [55] PAGEREF _Toc422642044 h 34شکل (3-3) الگوی بار قطار با دو محور باربر [55] PAGEREF _Toc422642045 h 36شکل (3-4) سختی دینامیکی B نسبت به طول دهانه L پل‌های خرپایی فولادی [12] PAGEREF _Toc422642046 h 42شکل (3-5) اولین فرکانس طبیعینسبت به طول دهانه L پل‌های خرپایی فولادی PAGEREF _Toc422642047 h 43شکل (3-6) مهار بندی خر پاها [8] PAGEREF _Toc422642048 h 45شکل (3-7) بارگذاری استاندارد [7] PAGEREF _Toc422642049 h 52شکل (3-8) الگوی بار و مقادیر مربوط به آن برای بارهای قائم [9] PAGEREF _Toc422642050 h 54شکل (3-9) الگوی بار و [9] PAGEREF _Toc422642051 h 55شکل (3-10) خروج از مرکزیت بارهای قائم [9] PAGEREF _Toc422642052 h 56شکل (3-11) فلوچارت تعیین نوع تحلیل (دینامیکی یا استاتیکی) [9] PAGEREF _Toc422642053 h 58شکل (3-12) محدوده فرکانس طبیعی پل بر اساس طول دهانه [9] PAGEREF _Toc422642054 h 59شکل (3-13) الگوی بار HSLM-A [9] PAGEREF _Toc422642055 h 60شکل (3-14) الگوی بار HSLM-B [9] PAGEREF _Toc422642056 h 61شکل (3-15) الگوی بار HSLM-B [9] PAGEREF _Toc422642057 h 62شکل (4-1) یک بوژی ساخته شده توسط شرکت زیمنس PAGEREF _Toc422642058 h 80شکل (4-2) آرایش واگن قطارهای پردیس[58] PAGEREF _Toc422642059 h 80شکل (4-3) ترکیب چندگانه واگن‌های پردیس[58] PAGEREF _Toc422642060 h 81شکل (4-4) مدل بار متحرک[55] PAGEREF _Toc422642061 h 84شکل (4-5) مدل جرم متحرک[55] PAGEREF _Toc422642062 h 84شکل (4-6) مدل جرم- فنر- دمپر متحرک[55] PAGEREF _Toc422642063 h 84شکل (4-7) مدل سیستم قطار a) مدل عمومی قطار، b) مدل جرم-فنر-دمپر[55] PAGEREF _Toc422642064 h 85شکل (4-8) طول دهانه پل، طول قطار و سرعت عبوری [55] PAGEREF _Toc422642065 h 86شکل (4-9) نمایی از پل مورد بررسی PAGEREF _Toc422642066 h 91شکل (4-10) نمایی از پل مورد بررسی PAGEREF _Toc422642067 h 92شکل (4-11) نمایی از تکیه‌گاه غلتکی پل PAGEREF _Toc422642068 h 92شکل (4-12) نمایی از تکیه‌گاه مفصلی پل PAGEREF _Toc422642069 h 93شکل (4-13) مقاطع اعضای پل خرپایی و ابعاد آن برحسبcm PAGEREF _Toc422642070 h 94شکل (4-14) نمای جانبی خرپا بر حسب m PAGEREF _Toc422642071 h 95شکل (4-15) نمای فوقانی خرپا بر حسب m PAGEREF _Toc422642072 h 95شکل (4-16) نمای تحتانی خرپا بر حسب m PAGEREF _Toc422642073 h 95شکل (4-17) نمای فوقانی خرپای زیر ریل بر حسب m PAGEREF _Toc422642074 h 95شکل (4-18) : قطار پردیس با 6 واگن PAGEREF _Toc422642075 h 96شکل (4-19) نمایی از پل مدل شده در نرم افزار Abaqus PAGEREF _Toc422642076 h 97شکل (4-20) شکل مود اول ارتعاش

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

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