Quantcast
Channel: دانلود فایل رایگان
Viewing all articles
Browse latest Browse all 46175

مقاله در مورد طراحي مسير راه‌آهن

$
0
0
 nx دارای 13 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : مقدمه نخستین قطارها پیش از انقلاب صنعتی با نیروی اسب جابجا می‌گردید. ریل‌های این مسیرها ابتدا از چوب و سپس از چدند بودند. در هفتم سپتامبر 1825، نخستین خط آهن جهان بین Darlington و Stockton در انگلستان به طول 39 كیلومتر توسط ژرژ استفنسون ساخته شد. پس از آن ساخت راه‌آهن در دیگر كشورهای جهان بویژه در اروپا آغاز گشته و در كمترین زمان گسترش یافت. خط آهن بروكسل به مالین (Malines) به طول 20 كیلومتر در سال 1835، خط آهن نورنبرگ به فورت به طور 7 كیلومتر در سال 1836، مسیر پاریس به پك به طول 19 كیلومتر در سال 1838 نمونه‌هایی از پیروی از كشور انگلستان می‌باشند. پس از جنگ جهانی اول، راه‌آهن‌سازی شاخص پیشرفته هر كشور می‌باشند. خط pacific بین Montreal-Vancouver و سپس شهرهای Bunes Aires Valparaiso شبكه خطوط راه‌آهن را بر روی كره زمین فرا گیرد، به گونه‌ای كه دورترین شهرهای گیتی به شبه خطوط راه‌آهن پیوست. این گستردگی در سال 1917 تا بندر Vladivostock نیز رسید. امریكا با اینكه در سال 1830 ساخت راه‌آهن را آغاز نمود، با این حال از ابتدا گسترش زیادی یافت. در سال 1840، طول خطوط راه‌آهن با 4500 كیلومتر، در سال 1852 به 2000 كیلومتر، در سال 1857 به 4000 كیلومتر و در سال 1875 به 12000 كیلومتر رسید. در سال 1869، مسیر خط آهن پاسیفیك بین دو اقیانوس از Missouri به طول 4500 كیلومتر آغاز و در سال 1872 به پایان رسید. ساخت راه‌آهن در آن سال‌ها برای هر كشوری نمادی از قهرمانی و عزم ملی به حساب می‌آمد. در سال 1938، طول خطوط راه‌آهن كشورهای پیشرفته برابر: فرانسه 42000 ، سوییس 3000، نروژ 3100، هلند 3000، بلژیك 5000، سوئد 8000، اسپانیا 11000، ایتالیا 16500، انگلستان 31000، آلمات 61600، كانادا 66000، شوروی 110000 و امریكا 375000 كیلومتر بود. مسیریابی1 گام‌های طراحینخستین گام در ساخت مسیر راه‌آهن، شناخت نیاز و انگیزه ساخت می‌باشد. این نیاز بستگی به اهداف دولت در زمینه گسترش صنعت و توانمندی ترابری كشور دارد. از این رو، مسیر را در چندین گام (مرحله) بررسی، طراحی و محاسبه می‌نمایند. در ابتدا ارگان‌های دولتی و دست‌اندركاران برنامه‌ریز كشور پس از مشاوره نیاز به ساخت مسیر راه‌آهن بین دو شهر را مورد بررسی قرار می‌دهند. سپس طرح پیشنهادی را به مشاورین و برنامه‌ریزان كلان كشور سپرده می‌شود تا مسیر پیشنهادی از دیدگاه‌های گوناگون (اجتماعی، صنعتی، سیاسی و به ویژه اقتصادی) نیز بررسی گردد.چون پروژه‌های ساخت مسیر راه‌آهن و سرمایه‌گذاری در این زمینه برای زمان‌های بلندمدت انجام می‌گیرد (پاره‌ای از پروژ‌ه‌ها به 100 سال می‌رسد) و یكی از مهمترین طرح‌های ملی و زیربنایی هر كشور است، پیش‌بینی‌ها و بررسی‌های این مشاورین و برنامه‌ریزان می‌تواند نقش بارزی در چگونگی مسیر داشته باشد. در حالت كلان این برنامه‌ریزان پارامترهایی را باید درنظر داشته باشند كه پار‌ه‌ای از آنها در زیر آمده است:• حجم سرمایه‌گذاری (نسبت بین حجم كل سرمایه به ترافیك آینده) و مدت زمان برگشت سرمایه؛• ترافیك سالانه و رشد آن در آینده؛• تعداد ایستگاه‌های میانی و تاسیسات آنها و سطح زمین مورد نیاز؛ • مدت زمان ساخت، نیروی كار مورد نیاز برای ساخت و ماشین‌آلات مكانیزه مورد نیاز؛• چگونگی بهره‌برداری و نگهداری مسیر راه‌آهن؛• توجیه اقتصادی سرمایه‌گذاری و مقایسه آن با دیگر روش‌های ترابری (جاده‌ای، هوایی و ;)؛• چگونگی ناوگان ریلی (تعداد و ویژگی‌های لوكوموتیوها، واگن‌ها) و تامی سوخت آنها.گام نخست و دوم توسط برنامه‌ریزان كشور و مهندسی مشتاور ارشد و دیگر گام‌های طراحی توسط مهندسین مسیریاب تهیه می‌گردد. ارزیابی‌های نخستین چند مسیر پیشنهاد می‌گردد. داده‌های طراحی مسیرهای پیشنهادی جم ع‌بندی می‌گردد. سپس با كمك مهندسین مشاور ارشد، یك مسیر بین چند مسیر پیشنهادی با توجه به ویژگی‌های هر كدام برای ساخت برگزیده می‌گردد.2 ابزارهای مسیریابیكار مسیریابی (تعیین نقاط اجباری مسیر و بهبود فرم مهندسی مسیر) با كمك پاره‌ای داده‌های فنی آغاز می‌گردد. برای دسترسی به این داده‌ها نیازمند ابزار (نقشه‌ها) می‌باشیم كه در زیر كاربرد و روش دستیابی به این داده‌ها بیان شده است. • نقشه‌های توپوگرافی:در ایران این نقشه‌ها با مقیاس گوناگون توسط سازمان نقشه‌برداری كشور تهیه می‌شود. برای بررسی مسیرها و برداشت‌های نخستین مسیر و اطراف آن، نقشه‌های ناهمواری‌های زمین با منحنی ترازهای 10 متر بكار گرفته می‌شود تا دریابیم پستی و بلندی‌های زمین در حالت كلی بین ابتدا و انتهای مسیر چگونه است؟ روش كار با این نقشه‌ها در زیر آمده است: شناسایی زمین‌های نامناسب برای مسیر (مانند مرداب، باتلاق، صخره، زمین‌های سیل‌خیز و بهمن‌ریز)؛ برآورد پتانسیل مسیر (آزمایش‌های منحنی‌های تراز در رابطه با شیب طولی پیش‌بینی شده در نواحی كوهستانی بر حسب فاصله با مقیاس نقشه و تعداد منحنی‌های تراز)؛ شناسایی رودخانه‌ها، نهرها و دیگر فرورفتگی‌ها كه نیاز به ساخت پل یا دیگر ابنیه فنی باشد. یافتن جنس زمین و چگونگی خاك در نزدیكی مسیرهای قابل دسترسی. پس از انجام چهار گام بالا، چكیده بررسی‌ها و دیگر داده‌های گردآوری شده از كسانی كه ناحیه را خوب می‌شناسند، را نیز در نقشه‌ها آورده تا بتوان مسیرها را از دیدگاه هندسی نیز سنجیده (امكان‌سنجی).• عكس‌های هوایی: این عكس‌ها كه به روش فتوگرامتری تهیه می‌شود، به دو گونه است: عكس‌های استروگرافی (Stereographic) و عكس‌های اریب (Oblique). عكس‌های استروگرافی با همان مقیاس نقشه‌های توپوگرافی تهیه می‌شوند و برای شناسایی زمین‌شناسی، آب و هوا، زمین‌های كشاورزی بكار برده می‌شود. در طراحی مسیر با نرم‌افزارهای رایانه‌ای می‌توان از این عكس‌ها نیز استفاده نمود. عكس‌های اریب، ابزار كمكی روش‌ استروگرافی هستند. با عكس‌های هوایی بررسی زیر در مسیریابی انجام می‌گیرد.با دستگاه استروسكوپ، عكس‌‌های هوایی مورد بررسی قرار می‌گیرد، به ویژه جاهایی كه در نقشه توپوگرافی پرسش برانگیز و ناشناخته بوده است. در این عكس‌ها، شاید یك‌سری فعالیت‌های كشاورزی، دامداری و صنعتی یا وجود باتلاق دیده شود كه در نقشه‌های توپوگرافی دیده نشده باشد و یا زمانی كه نقشه‌های توپوگرافی را تهیه می‌كرده‌اند، این موارد نبوده است. در پاره‌ای موارد در اینگونه عكس‌ها دیده می‌شود كه جانوران یا پرندگان در منطقه‌ای زیست می‌كند كه گذراندن راه از آنجا، زندگی و آشیانه آنها را دگرگون می‌نماید.با كمك عكس‌های اریب نیز می‌توان چهره دیگری از بافت زمین را نیز دید و مورد بررسی قرار داد،‌ به ویژه در رابطه با شیب طولی مسیرهای پیشنهادی این عكس‌ها كارآمد هستند. اندازه سرسبزی ناحیه (درختان، نهال و بوته‌ها)، فشردگی یا پراكندگی درختكاری ناحیه از دیدگاه محیط زیستی مهم می‌باشد.• نقشه‌های زمین‌شناسی و جنس خاك:در این گام باید جنس خاك را در چند متری زیر زمین شناخت. كاربرد دیگر آن، هنگام بررسی‌های جابجایی خاك (منحنی بروكنر) می‌باشد.• نقشه‌های منحنی‌های همباران: با كمك این نقشه‌ها میزان بارندگی سالانه و دبی رودخانه‌های فصلی پس از بارندگی را می‌توان پیش‌بینی نمود. گذراندن پل از روی رودخانه در محل مناسبی و ایجاد خاكریز بلند كه احتمال داده می‌شود هنگام بارندگی همانند سدی در برابر جابجایی آنها عمل نماید، از مواردی هستند كه با دسترسی به این گونه نقشه‌ها می‌توان روی آنها مطالعه نمود.• پیمایش زمینی:در پاره‌ای موارد مهندسین برای شناسایی بهتر باید از نزدیك زمین را ببیند (زمین‌های صخره‌ای، زمین‌های باتلاقی و شوره‌زار و گستردگی آنها).3 مسیر شكستهپروژه طراحی مسیر راه‌آهن با تعیین نقاط اجباری به مهندسین مشاور مسیریاب داده می‌شود. بی ن نقاط اجباری كه ممكن است مسیر به چند صد كیلومتر برسد، باید فرم هندسی مسیر را طراحی نمود. نخستین كار رسم مسیر شكسته بین دو نقطه اجباری می‌باشد. رسم مسیر شكسته از مهمترین بخش‌های مسیریابی می‌باشد كه آن را در دفتر كار و بر روی نقشه‌های توپوگرافی انجام می‌دهند. مقیاس نقشه‌ها در این گام می‌تواند 1:20000 تا 1:2000 باشد. نحوه رسم مسیر شكسته بر روی نقشه‌های توپوگرافی با منحنی میزان‌های 10-5 متر، بدین گونه است كه دهانه یك پرگار را به اندازه d باز نموده و از ابتدا (یكی از نقاط اجباری مسیر پرش) برای نمونه از o به سمت نقطه اجباری دیگر پیشروی می‌نماییم. ابتدا دهانه پرگار را به اندار d (این اندازه نسبت به شیب طولی مجاز طراحی، اختلاف ارتفاع منحنی‌های تراز نقشه و مقیاس نقشه بدست می‌آید)، ‌باز نموده و نوك سوزنی پرگار را روی منحنی میزان نقطه o می‌گذاریم و سپس نوك مدادی پرگار را به طرف منحنی میزان كناری می‌چرخانیم. همانگونه كه در شكل دیده می‌شود، پرگار در دو نقطه می‌توان منحنی میزان كناری را قطع نماید. نوك پرگار را دوباره بر روی 11 یا 21 گذاشته و آنرا می‌چرخانیم تا نقطه 12 و 13 بر روی منحنی میزان كناری بدست آید. به همین ترتیب بین منحنی میزان‌ها با روش پرگار پیشروی می‌نماییم تا به انتها برسیم. بدیهی است كه بین دو نقطه اجباری می‌توان صدها مسیر شكسته بدست آورد. با توجه به پارامترهای طراحی و بهره‌برداری، بهترین آنها گزیده می‌شود.4 ایستگاه‌های میانی راه‌آهن در مسیرهای یك‌خطه راه‌آهن به غیر از ایستگاه‌های ابتدا، انتها و ایستگاه‌های شهرستان‌هایی كه مسیر از آنها باید بگذرد، یكسرس ایستگاه‌ در فاصله‌های 25-7 كیلومتری ساخته می‌شود. هدف از طراحی این ایستگاه‌ها، آسانتر شدن آمد و شد قطارها از دو سمت روبرو می‌باشد. كاربرد دیگر این ایستگاه‌‌ها، پیشی گرفتن (سبقت) قطار تندرو از قطار كندروست. این استگاه‌ها را ایستگاه میانی می‌نامیم. در این گام از طراحی با در دست داشتن پارامترهای فنی ایستگاه میانی باید محل آنها را در نقشه منظور نمود تا بتوان مسیر شكسته و راستاها را رسم نمود. در این گام باید پارامترهای زیر ر منظور نمود: • گنجایش خط برای بیشترین ترافیك احتمالی آینده (فاصله بین ایستگاه‌های میانی بدست می آید)؛• دگاژ درازترین قطار ممكن است در آینده بهره‌برداری (درازای ایستگاه میانی بدست می‌آید)؛• امكان ساخت انبار، خطوط تخلیه، بارگیری و باسكول قطارهای باری (پهنای ایستگاه میانی)؛• مانور، دریافت، جداسازی واگن، تعمیرات، سرویس، ساختمان مسافر و دیگر ساختمان‌های مورد نیاز (تعداد خطوط ایستگاه میانی بدست می‌آید)؛• نزدیك بودن محل ایستگاه میانی به روستا، واحد تولیدی و ;؛ • شیب طول ایستگاه میانی بهتر است 0 o/oo باشد (به ویژه در بخش دوراهی‌ها و سوزن‌ها)؛• ایستگاه میانی در قوس قرار نگیرد؛• شیب طولی (قوس‌های قائم) و قوس‌های افقی كه در كنار ایستگاه طراحی می‌گردد، به گونه‌ای باشند كه فاصله تا درز اولین دو راهی (سوزن) همانند شكل زیر درنظر گرفته شده باشد؛• در صورتی كه شیب طولی كناری ایستگاه بیش از 4 o/oo باشد، بهتر است تكه پروفیل طولی به درازای بیش از 200 متر در میان‌ آنها قرار گیرید،• بدست آوردن تعداد خطوط فرعی ایستگاه (2 تا 3 خط فرعی می‌تواند روزانه 30 قطار را بپذیرد)؛• اگر احتمال گسترش ایستگاه در آینده باشد، ایستگاه در كنار پل، دره و صخره طراحی نشود.5 پروفیل‌های عرضیاز دیدگاه مهندسی در كنار نقشه پلان و پروفیل طولی و دیگر نقشه‌های اجرایی، باید نقشه‌های پروفیل‌های عرضی از مسیر تهیه گردد. پروفیل عرضی را می‌توان برشی بر بدنه مسیر (زیرسازی و روسازی) پنداشت. با در دست داشتن پروفیل‌های عرضی می‌توان حجم خاكبرداری و خاكریز را بدست آورد و چگونگی زیرسازی (شیب شیروانی، بلندی خاكریز، كف مسیر و پهنای بستر مسیر) و روسازی و دیگر اجزای ابنیه فنی را شناخت. 6 قوس‌های قائمپس از طراحی پروفیل طولی و بهبود خط پروژه با توجه به ویژگی‌های حركت قطارها، باید در محل برخورد شیب‌های طولی قوس قائم طراحی نمود. هدف از اجرای قوس قائم در مسیر راه‌آهن، جلوگیری از كاهش سرعت قطار هنگام گذر از یك شیب به شیب دیگر و جلوگیری از خارج شدن قطار (لبه بانداژ چرخ‌های جلویی بوژی از ریل بالاتر برود)، می‌باشد. قوس‌های قائم دو دسته می‌باشند: • قوس قائم كوژ (Crest) • قوس قائم كاس (Sag) نیمی از درازای قوس قائم (Lv/2) در یك شیب و نیمه دیگر در شیب كناری قرار می‌گیرد.7 جایگاه پل‌هادر طراحی مسیر راه‌آهن، به علت اینكه شیب طولی بسیار كم است و از طرفی بلندی خاكریزها نمی‌تواند بیش از 10 متر باشد، بكارگیری پل‌ها در طرح مسیر چشمگیر است. پس برای هدایت آب باران باید پل یا آبرو طراحی گردد. پهنای دهانه آبرو كمتر از 6 متر را كانال و پهنای دهانه آبرو بیشتر از 6 متر را پل می‌نامیم. اندازه دهانه پل (L) را با دو روش ساده بدست می‌توان بدست آورد:1 با در دست داشتن نقشه‌های توپوگرافی؛2 بر پایه درازای رودخانه یا نهر؛تماس چرخ با ریل پهنای خطقطارها بر روی مسیری حركت می‌كنند كه از دو ریل موازی قرار گرفته بر روی یكسری تراورس تشكیل یافته است. فاصله دو ریل از یكدیگر را پهنای خط یا عرض خط می‌نامند این فاصله بین دو نقطه از كناره درونی كلاهك ریل‌هاست. اندازه پهنای خط در تمامی خطوط راه‌آهن‌های كشورهای جهان یكسان نمی‌باشد. بیشتر كشورهای جهان دارای پهنای خط نرمال (استاندارد) می‌باشند. بر روی خطوطی كه دارای پهنای خط نرمال هستند، فقط قطارهایی می‌توانند حركت كنند كه فاصله چرخ‌های بوژی آنها هماهنگ با پهنای خط نرمال باشد. تعداد پهنای خط‌ها در راه‌آهن‌های جهان زیاد است. پهنای خط نرمال برابر e=1435mm می‌باشد. 75درصد از كشورهای جهان دارای خطوط راه‌آهن با پهنای خط نرمال و حدود 11درصد با پهنای خط e=1524mm هستند. حركت چرخ بر روی ریلبیشتر خودروهای ریلی (لوكوكموتیو و واگن) بر روی دو بوژی قرار می‌گیرند. یك بوژی تشكیل یافته است از یك كارد فلزی كه بر روی آن دو آسه (محور)، چفت، بست و فنرها نصب شده است. یك آسه (محور) تشكیل یافته است از یك میله توپر كه در طرفین آن دو چرخ فولای نصب شده است. دو چرخ و میله توپر با یكدیگر یكپارچه و صلب می‌باشند. یك چرخ بوژی به تنهایی دارای لبه بانداژ، بانداژ و قطعات دیگر می‌باشد. نیروهای عمودی از طریق تماس بانداژ چرخ با كلاهك ریل، به روسازی راه‌آهن رسیده و سپس بطور همگن پخش می‌گردند. لبه بانداژ در تماس با كناره كلاهك ریل نیروهای جانبی را به روسازی می‌رسانند و هم مسیر قوسی شكل را به قطار دیكته می‌كند.چرهش چرخ‌های بوژی بر روی كلاهك ریل‌ها دارای یك مكانیسم حركتی ویژه و ناهمانند می‌باشد كه نیاز به بررسی ویژه دارد. هرچه ابعاد هندسی كلاهك ریل و چرخ‌های بوژی سالمتر باشد (كمتر فرسوده شده باشد)، حركت بوژی بر روی ریل‌ها به بهترین گونه‌ صورت خواهد گرفت و تكان‌های جانبی در حركت پدیدار نمی‌گردد. از طرفی مقاومت و نیروهای بازندارنده حركت كاهش یافته و امكان دستیابی به سرعت بیشتر فراهم می‌گردد. با این حال هنگام بهره‌برداری، كلاهك ریل و چرخ‌های بوژی (به ویژه لبه بانداژ) نسبت به زمان فرسوده می‌گردند. نتیجه‌گیری:بررسی نیاز به سخت مسیر راه‌آهن و آنالیز اقتصادی در راستای توجیه سرمایه‌گذری ساخت مسیر توسط برنامه‌ریزان كشور و مهندسی مشاور ارشد و دیگر گام‌های طراحی توسط مهندسین مسیریاب تهیه می‌گردد. در ارزیابی‌های نخستین چند مسیر پیشنهاد می‌گردد. داده‌های طراحی مسیرهای پیشنهادی جمع‌بندی می‌گردد. سپس با كمك مهندسین مشاور ارشد یك مسیر بین چند مسیر پیشنهادی با توجه به ویژگی‌های هر كدام برای ساخت برگزیده می‌گردد. مراجع:طراحی مسیر راه‌آهن، دكتر سعید منجم. ادامه خواندن مقاله در مورد طراحي مسير راه‌آهن

نوشته مقاله در مورد طراحي مسير راه‌آهن اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.


Viewing all articles
Browse latest Browse all 46175

Trending Articles