عنوان پایان‌نامه
ارزیابی پدیده رزونانس بادرنظر گرفتن اندر کنش پل -
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36288;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1044
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- علی رضا آقابزرگی صحاف یزدی
- استاد راهنما
- خسرو برگی
- چکیده
- بیش از چهل سال از افتتاح اولین خط قطار سریع‌السیر شینکانسن ژاپن (توکیو – اوزاکا) می‌گذرد و از آن زمان تاکنون خطوط قطارهای سریع‌السیر دیگری در کشورهای دیگر جهان ساخته شده و به بهره‌برداری رسیده است که از آن جمله می‌توان به TGV در فرانسه، ICE در آلمان و AVE در اسپانیا اشاره کرد. با توجه به گسترش روز افزون شهرها و تقاضای بیشتر به جابه‌جایی و اهمیت زمان، استفاده از قطارهای سریع‌السیر به تدریج در کلیه کشورهای دنیا رواج یافته است، به طوری که در اروپا شبکه خطوط سریع‌السیر، پایتخت کشورهای فرانسه، بلژیک، هلند و شهرهای مهم آلمان را به هم مرتبط نموده است و طول خطوط سریع‌السیر در این کشورها تا اواخر این دهه به بیش از 8000 کیلومتر خواهد رسید. با توجه به وسعت کشور ایران و تمرکز بسیاری از شرکتها، سازمان‌ها و نهادهای دولتی و خصوصی در پایتخت، بهره‌مندی از این شبکه به خاطر سرعت و صرفه‌جویی در زمان و انرژی اهمیت بسزایی دارد. در توسعه خطوط حمل و نقل ریلی استفاده از پل به دلیل تنوع اقلیمی و ناهمواری‌های فراوان، امری اجتناب‌پذیر است و با توجه به افزایش نیاز به استفاده از قطارهای سریع‌السیر، بررسی رفتاری پل‌های راه‌آهن تحت اثر حرکت این نوع از قطارها، از موارد مهمی است که باید مورد توجه قرار بگیرد. خرابی‌های به وجود آمده در پل‌های خط سریع‌السیر پاریس - لیون فرانسه و همچنین پل تاجو در خط سریع‌السیر مادرید - سویای اسپانیا توجه بسیاری از محققان را به بررسی رفتار دینامیکی پل‌های راه‌آهن تحت اثر عبور قطار سریع‌السیر جلب نمود. وجود پروژه‌های آتی مشابه در کشور ما (تهران - قم - اصفهان و تهران - مشهد) لزوم توجه به این مساله را نیز نشان می دهد. با توجه به توضیحات فوق و اهمیت مساله در این پایان‌نامه سعی شده تا با بررسی دقیق آیین‌نامه‌ها و تحقیقات پیشین، روش‌های کاربردی و جدید، برای بررسی پاسخ دینامیکی پل‌های راه‌آهن تحت اثر حرکت قطار سریع‌السیر مورد استفاده قرار گیرد. از مسایل مورد بحث و بررسی در این پایان‌نامه بررسی پاسخ‌های دینامیکی با در نظر گرفتن اثر اندرکنش موجود بین دو مجموعه پل و قطار و مقایسه نتایج آن با روش‌های معمول که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، بررسی تاثیر پارامترهای مختلف مانند بالاست و سیستم‌های تعلیق بر پاسخ دینامیکی پل و قطار، دامنه کاربرد روش‌های آیین‌نامه‌ای و همچنین پاسخ دینامیکی پل‌های راه‌آهن موجود کشور در صورتی که تحت اثر عبور قطارهای سریع‌السیر قرار بگیرند، می‌باشد که برای بررسی این موارد از نتایج چهار پل 20، دو نمونه 30 و 40 متری تحت اثر عبور قطار سریع‌السیر که با استفاده از نرم‌افزار المان محدود مدل‌سازی گشته و در سرعتهای مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرد، استفاده شده است. لازم به ذکر است که پل 20 و 40 متری بر اساس اطلاعات موجود از پل راه‌آهن خط نظامیه میاندشت واقع در کمربندی اهواز و پل‌های 30 متری بر اساس مدل‌های موجود در مقالات چاپ شده در منابع معتبر خارجی، برای ارزیابی صحت روش مورد استفاده از مدل‌سازی پل، قطار، نحوه اعمال بار و روش حل و همچنین نتایج به دست آمده در تحقیقات این پایان‌نامه مورد استفاده قرار گرفته است. امید است که مطالب این پایان‌نامه مورد توجه استادان و محققان قرار گیرد، تا با رفع نواقص و ادامه مطالعات تکمیلی در این زمینه بتوان گام جدید و مهمی در توسعه صنعت حمل و نقل کشور در ارتباط با توسعه خطوط سریع‌السیر ریلی برداشته شود.
- Abstract
- Dynamic effects of high speed trains on railway bridges has been analyzed in many research works. two major approaches have been used widely: in the first approach represented by a constant load that crosses the bridges, and thus dynamic properties of the vehicle itself are ignored. There are also more complex methods that incorporate dynamic properties of both the structure and the vehicle. In these models primary and secondary suspension systems the bogie, and the wheels are incorporated into the model by their individual & commercial ad mechanical properties. In this paper, two and three dimensional finite element models of a high speed trains crossing bridges susceptible to resonance effects are developed. In order to model dynamic interaction of the vehicle and the bridge, differential equation of second order are solved for both the vehicle and the bridge. The equating differential equations of the 2 systems are coupled by forces exerted on the vehicle and on the structure in rail wheel contacts. An explicit time advancement scheme is used to drive the model in time. It was necessary to regenerate reprehensive matrixes of the system in each time step, resulting It considerable computational cost. Using the developed numerical model, a parametric study is done, revealing importance of damping and stiffness of primary suspension system, damping and stiffness of secondary suspension systems, damping and stiffness of ballast, interaction effects of vehicle and bridge simultaneously on dynamic behavior of bridge-vehicle system for high speed trains. The range of parameters for which a full dynamic model of the vehicle would be necessary is derived on the parametric study.
