نشریه شماره ۳۹۴
وجود یک شبکه حمل و نقل ریلی توانمند، یکی از نیازهای اساسی هر کشور در دستیابی به توسعه اقتصادی و اجتماعی است. امروزه کارآمدی حمل و نقل ریلی در هر کشور از معیارهای اصلی توسعه آن شناخته میشود. در این راستا قطارهای سریع السیر جزء فناوریهای پیشرفته محسوب شده و کشورها از آن به عنوان نماد توسعه یاد میکنند. نیاز به وجود قطارهای سریع السیر به عنوان یک وسیله ایمن و مؤثر در امر جابجایی مسافر، امری بسیار بدیهی است. برخورداری از سیستم حمل و نقل ریلی سریع السیر نیازمند وجود دانش فنی در تمام زمینههای مرتبط با آن است. تاکنون در کشور ضوابط مدونی برای طراحی و نگهداری خطوط راهآهن سریع تهیه نشده و اغلب فعالیتها در این زمینه به روشهای سنتی و بر اساس تجربه و با استناد به ضوابط فنی مختلف بینالمللی انجام میشود. با توجه به مفاد ماده ۲۸ قانون برنامه پنج ساله چهارم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور و تاکید آن بر احداث قطارهای سریعالسیر بین مناطق جمعیتی و گردشگری با مرکز، لزوم تدوین ضوابط فنی طراحی، اجرا، نظارت و نگهداری این گونه خطوط بیش از پیش محسوس است. در این راستا تدوین ضوابط و معیارهای مورد نیاز این بخش، در برنامه کار قرار گرفت. نشریه شماره ۳۹۴ حاصل یکی از پروژههای مطالعاتی در این زمینه است.
اجزاء ایستگاهها
ایستگاه محوطهای است که مجموعهای از خطوط، سوزنها (دو راههها)، ساختمانهای اداری و مسکونی و سکوهای مسافری در آن قرار دارد. محل توقف، تنظیم، قبول، اعزام، مانور و سبقت قطارها و سایر وسائط نقلیه ریلی است. امور سوار و پیاده شدن مسافران نیز در ایستگاه انجام میشود. ایستگاهها برحسب موقعیت و میزان فعالیت درجه بندی شده و حریم و حدود مشخص و معینی دارند.
حریم و حدود ایستگاهها
حریم راه آهن در مسیرهای مخصوص قطارهای سریعالسیر ۲۰ متر از هر خط اصلی در نظر گرفته میشود. در ایستگاهها به علت احداث تاسیسات، لازم است تا حریم افزایش یابد. به هنگام تهیه نقشه ایستگاه، حریم آن با توجه به استقرار تاسیسات مانند ساختمان ایستگاه، انبار توشه، دنباله مانوری، منازل سازمانی، پست برق و غیره برآورد میشود. حدود ایستگاه (بعد از ایستگاه در طول مسیر) طبق ماده ۳ مقررات عمومی حرکت تعیین میشود.
مفهوم سرعت حدی
در خطوط آهن مخصوص سرعتهای معمولی (کمتر از حد ۱۳۰ تا حداکثر ۱۶۰ کیلومتر بر ساعت)، بار وارده از سوی محورهای قطار به صورت یکی پس از دیگری بر تراورسها و سپس جسم خاکریز منتقل میشود و روند اعمال فشار به خاکریز با حرکت خود قطار به صورت پیش رونده، حرکت کرده و امواج حاصل از حرکت قطار در ضخامت روسازی و بخشی از بستر آن مستهلک میشوند. در حالی که در خطوط آهن مخصوص قطارهای سریع السیر امواج حاصل از حرکت قطار با فرکانس بیشتر و قویتر در حجم خاکریز نفوذ میکنند. از آنجا که سرعت سیر امواج در خاکها گاه تا حدود ۱۵۰ کیلومتر بر ساعت کاهش مییابد، لذا با افزایش سرعت حرکت قطار از حدی به بعد (تقریباً در حدود سرعت انتشار امواج در خاک بستر) نوعی تشدید دینامیکی در جسم خاکریز و بستر آن ایجاد میشود که در پی آن خاک از خود رفتار غیر خطی بروز داده و تغییر شکلهای پیش روندهای در بدنه خاکریز و روسازی خط متکی بر آن رخ میدهد.
از جمله اثرات تشدید دینامیکی در بدنه خاکریز، بروز خستگی در ریل، نشست پیش رونده، تغییر شکل لایه بالاست و تغییر باربری خط است که میتواند عواقب ناگواری را برای قطار باعث شود. مقدار سرعتی که با تجاوز از آن، تشدید دینامیکی در زیرسازی ایجاد میشود، به عنوان سرعت حدی خط نامیده میشود.
ضوابط روسازی
روسازی به اجزایی از خط اطلاق میشود که بر روی زیرسازی و در تماس مستقیم با ناوگان ریلی قرار دارد. در این بخش اجزاء مختلف روسازی خطوط سریع السیر شامل ریل، پابند، تراورس و بالاست مورد بررسی قرار میگیرد. ضوابط ارائه شده در نشریه شماره ۳۹۴ برای این اجزاء باید مطابق با موارد عنوان شده در این نشریه باشند. روسازی خطوط سریع السیر باید از جنبههای مختلف مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد تا پایداری مکانیکی و هندسی اجزاء خط تحت بارهای وارده تضمین شود. با توجه به اینکه در این خطوط ماهیت بارهای وارده به خط دینامیکی است، ضروری است که رفتار خط تحت بارگذاری دینامیکی مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور توصیه میشود که در محاسبات برای تحلیل دینامیکی از یک سیستم کامل خط و ناوگان با در نظر گرفتن اندرکنش بین آنها استفاده شود. در این صورت میتوان تأثیر مشخصات ناوگان بر رفتار مکانیکی خط را به طور دقیق مطالعه کرد.
ریلهای جوش طویل
جهت توزیع یکنواخت بارهای وارده توسط قطارهای سریع السیر لازم است که ممان اینرسی مقطع ریل پیوسته بوده و گسستگی در آن وجود نداشته باشد. هر نوع عدم پیوستگی ممان اینرسی مقطع ریل که منجر به افزایش تنش و خرابیهای هندسی خط میشود، برای خطوط سریع السیر غیر مجاز است. بدین منظور لازم است که از ریلهای جوش طویل جهت ساخت چنین خطوطی استفاده شود. در محل سوزنها فقط یک عدم پیوستگی ممان اینرسی مجاز است. جهت دستیابی به اهداف فوق الذکر رعایت موارد ذیل ضروری است.
- استفاده از درزهای چسبی در مدارات خط ممنوع بوده و باید از سیستمهای بدون اتصال استفاده نمود.
- درزهای انبساط فقط در قسمت انتهای آزاد پلها مجاز است.
- طراحی درزهای انبساط باید متناسب با فرآیند حفظ ممان اینرسی مقطع انجام پذیرد.
- سوزنها باید متناسب با خط سریع السیر انتخاب و به ریل جوش داده شوند.
- در محل سوزنها استفاده از درزهای چسبی در قسمت انشعاب خط، مجاز است.
تراورس
در خطوط مخصوص قطارهای سریع السیر، تنها استفاده از تراورسهای بتنی مجاز است. توصیه میشود که از تراورسهای بتنی یکپارچه استفاده شود. با توجه به تأثیر مهم وزن تراورسها در عملکرد روسازی خطوط سریع السیر، حداقل وزن قابل قبول برای تراورس مورد استفاده در این خطوط ۲۵۰ کیلوگرم است. برای تأمین مقاومت جانبی و طولی خط، حداقل تعداد تراورسها در یک کیلومتر خط نباید از ۱۶۰۰ عدد کمتر باشد. لازم به ذکر است که تراورسهای بتنی دو قطعهای و نیز تراورسهای کامپوزیتی با رعایت ضوابط طراحی و طبق نظر کارشناس طرح و موافقت کارفرما میتواند مورد استفاده قرار گیرد. ضوابط مربوط به کنترل پایداری جانبی در این تراورسها بویژه به علت وزن پایین تر آنها میبایست به دقت مورد توجه قرار گیرد. کلیه ضوابط مربوط به طراحی و به کارگیری این تراورسها در نشریه شماره ۳۹۴ میبایست توسط بخش نظارت کنترل شده و به تایید برسد. ابعاد انتخابی برای تراورس باید مطابق با طراحی انجام شده باشد، به نحوی که شرایط و الزامات مکانیکی مورد نظر را تامین کنند.
روشهای اجرای روسازی راهآهن
روشهای اجرای روسازی که توسط شرکتهای راه آهن و بخصوص پیمانکاران این امر در دنیا مورد استفاده قرار میگیرد، از تنوع نسبتاً زیادی برخوردار است. اما در یک تقسیم بندی کلی، روشهای احداث را به دو گروه ریل گذاری پیوسته و ریل گذاری منقطع تقسیم بندی میکنند. البته با توجه به روش نصب تراورسها نیز میتوان روش اجرای عملیات را طبقه بندی نمود که این خود متأثر از روش ریل گذاری است.
ضوابط نظارت بر اجرای روسازی
اجرای روسازی و نظارت بر آن، مهمترین بخش در عملیات اجرای خط محسوب میشود و لازم است در مورد آن دقت خاص شود. قبل از اجرای عملیات روسازی، روش اجرا و توالی مراحل آن به همراه برنامه کاری به صورت مفصل توسط پیمانکار تهیه شده و تحت عنوان مشخصات خصوصی پیمان ارائه میشود. این موارد شامل موارد زیر است.
- برنامه کاری و معرفی افراد کارگاه روسازی
- کنترل سطح زیرسازی
- صورت جلسات و دستور کارها
- تهیه صورت وضعیت
- فواصل بین عملیاتهای مختلف
ضوابط نگهداری خط آهن
به مجموعه فعالیتهایی که جهت حفظ وضعیت و کیفیت بهرهدهی خط در محدوده استانداردها و به منظور تامین ایمنی و راحتی تردد وسایط نقلیه ریلی صورت میگیرد، عملیات نگهداری خط اطلاق میشود. این موضوع بویژه در بهرهبرداری از خطوط مخصوص قطارهای سریع السیر، از اهمیت بسیار بالاتری برخوردار است. هدف از نگهداری و تعمیر، حفظ قابلیت عملکردی و کارآیی خط در سطح مورد انتظار با در نظر گرفتن ایمنی و راحتی و همچنین جوانب اقتصادی است. بنابراین هر گونه توسعه در مدیریت نگهداری خط و هر تکنولوژی که با فعالیتهای نگهداری و تعمیر سر و کار داشته باشد، تاثیر مثبتی در حصول در آمدها دارد. بطوریکه علاوه بر صرفه جویی مستقیم روی نگهداری و سرمایه، صرفهجویی غیر مستقیم ناشی از افزایش ظرفیت و تاخیرات کمتر را نتیجه داده و سوددهی راهآهن را افزایش میدهد. از سوی دیگر رفاه و ایمنی سیر و حرکت قطارهای سریع السیر در گروی یک روش نگهداری صحیح است. بنابراین روش منطقی نگهداری بایستی با در نظر گرفتن کلیه ابعاد اقتصادی و فنی مسئله صورت گیرد و مدیریت صحیح نگهداری خط بدون اطلاع و شناخت عوامل و پارامترهای مؤثر در خرابی خط، روشهای کنترل کیفی و در نهایت انتخاب روشهای نگهداری درست، میسر نیست.
روشهای نگهداری خطوط مخصوص قطارهای سریع السیر
نگهداری این خطوط باید منطبق بر برنامه زمانبندی باشد تا سطح سرویسدهی خط از لحاظ ایمنی و کیفیت تردد در دوره بهره برداری تضمین شود. برنامه زمانبندی نگهداری باید شامل دورههای نگهداری زیر باشد.
- نگهداری جاری خط
- تعمیرات دوره ای
- نوسازی خط
خرابیهایروسازی
این بخش از دو بخش اصلی تشکیل شده و خرابیهای روسازی راه آهن را در نشریه شماره ۳۹۴ از دو دیدگاه مورد بررسی قرار داده است.
خرابیهای اجزاء روسازی راه آهن
این بخش به خرابیهای مکانیکی نیز موسوم است، زیرا به اجزاء تشکیل دهنده روسازی مربوط میشود. این خرابیها خرابیهای ریل، سیستم پابند، تراورس، بالاست و جوش را شامل میشوند، که مورد بررسی قرار گرفته است.
خرابیهای هندسی خط
خرابیهای هندسی، به هندسه روسازی مربوط میشوند و از عیوب اجزایی حاصل میشوند که وظیفه آنها، حفظ پارامترهای هندسی خط است. در این بخش، انواع خرابیهای هندسی و پارامترهای وابسته به آنها معرفی و بررسی شده است.
فهرست مطالب نشریه شماره ۳۹۴
ضوابط ارائه شده در نشریه شماره ۳۹۴ طراحی و نظارت بر روسازی راه آهن سریع السیر، برای خطوط سریع السیر بالاستی با سرعت طرح حداکثر ۲۵۰ کیلومتر در ساعت معتبر، روشهای تحلیل بکار رفته و حدود اعتبار آنها را معرفی نموده و ضوابط خاص احداث و کنترل رفتار زیرسازی خط را تبیین مینماید. مصالحی که در نشریه شماره ۳۹۴ مورد بررسی قرار گرفتهاند، مصالحی است که در کشور برای روسازیهای بالاستی مورد استفاده قرار میگیرد. نشریه شماره ۳۹۴ در شش فصل تنظیم و گردآوری شده است.
ضوابط طرح هندسی (مسیر و ایستگاهها)
- خطوط ایستگاه
- مشخصات هندسی سوزن
- بربلندی در خطوط مخصوص قطارهای سریع السیر
- حداقل طول قوس های دایرهای
- فاصله مستقیم بین قوسهای متوالی
- نیم رخ طولی مسیر
- ایستگاههای مسافری در پلان و نیم رخ طولی
ضوابط زیرسازی
- بخشهای مختلف زیرسازی
- لایه زیربالاست
- لایه سابگرید
- بدنه باربر خاکریز
- پایداری خاکریزها در مقابل لغزش
- ضوابط محاسبه نشست خاکریزها
- رفتارسنجی خاکریزها
- خاکبرداریها
ضوابط روسازی
- ریلهای جوش طویل
- مشخصات مکانیکی پابند
- تراورس
ضوابط اجرای روسازی
- روشهای روسازی راه آهن
- ضوابط احداث خطوط سریع السیر
ضوابط نگهداری خط آهن
- شاخص کیفیت خط
- زوال و خرابی خط
- روشهای نگهداری خطوط مخصوص قطارهای سریع السیر