بررسی تاثیر مشخصات روسازی دال خط راه آهن بر توزیع بار قائم در راستای طولی خط

با توجه به ویژگی های مثبت روسازی دال خط راه آهن در مقایسه با روسازی بالاستی راه آهن که به روسازی رایج مدنظر قرار دارد، استفاده از روسازی دال خط راه آهن روز به روز در حال افزایش است. برهمین اساس اخیرا، مبحث تحلیل و طراحی روسازی دال خط راه آهن به عنوان یک موضوع مهم در میان محققان تبدیل شده است. یکی از پارامترهای موثر در تحلیل و طراحی روسازی دال خط راه آهن، توزیع بار قائم در راستای طولی خط (ضریب توزیع بار) می باشد. در این مقاله تاثیر مشخصات اجزای مختلف روسازی دال خط راه آهن بر ضریب توزیع بار بررسی شده است. بر همین اساس مدلی از روسازی دال خط شامل ریل، پابند، دال بتنی، فرش ارتجاعی و بستر خاکی با کمک روش اجزای محدود و در نرم افزار FORTRAN شبیه سازی شده است. در این مدل عددی، ریل، دال بتنی و بستر بتنی به کمک المان تیر شبیه سازی شده اند و از المان فنر برای شبیه سازی اجزای پابند، فرش ارتجاعی و بستر خاکی کمک گرفته شده است. بار یک چرخ بر روی ریل و دقیقا در محل یک پابند به مدل عددی اعمال شده است. با تشکیل ماتریس سختی مدل عددی و بردار بار وارده به آن، معادله تعادل حاکم بر مدل عددی تشکیل می شود. با حل معادله تعادل حاکم بر مدل عددی، نیروهای رسیده به هر یک از پابندها محاسبه شده و در نهایت ضریب توزیع بار محاسبه می شود. با انجام مطالعه پارامتریک در مدل عددی، تاثیر پارامترهای مختلف خط نظیر سختی پد پابند، صلبیت خمشی دال بتنی، سختی فرش ارتجاعی، صلبیت خمشی بستر بتنی و سختی بستر خاکی بر توزیع بار قائم در راستای طولی خط بررسی شده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد که با کاهش سختی اجزای مختلف روسازی، بار قائم به صورت گسترده تری در راستای طولی خط توزیع می شود. از میان پارامترهای مختلف روسازی دال خط، سختی پد زیر ریل بیشترین تاثیر را در توزیع بار قائم در راستای طولی خط دارد و با تغییر سختی پد از کم به زیاد، ضریب توزیع بار از 3.0 به میزان 7.0 افزایش می یابد. نتایج بدست آمده نشان داد که مشخصات اجزای پایین تر روسازی در مقایسه با اجزای بالاتر، نقش کمتری در توزیع بار قائم در راستای طولی خط دارند. بر همین اساس صلبیت خمشی دال بتنی ضریب توزیع بار قائم در راستای طولی خط را در بازه ای بین 0.52 تا 0.54 تغییر می دهد. براساس نتایج حاصله از این تحقیق، فرش ارتجاعی، بستر بتنی و بستر خاکی هیچگونه تاثیری بر توزیع بار قائم در راستای طولی روسازی دال خط ندارند.