فهرست مطالب

مهندسی حمل و نقل - پیاپی 1 (پاییز 1388)

فصلنامه مهندسی حمل و نقل
پیاپی 1 (پاییز 1388)

  • 98 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1388/10/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علی اسدی لاری، جواد علیزاده کاکلر صفحه 1
    سامانه بین شهری حمل ونقل ریلی مسافری ایران به منظور افزایش طول عمر چر خهای فولادی خود، در دو سال گذشته برای اولین بار اقدام به استفاده از فولاد گرید B5T نموده است. در این مقاله رفتار سایشی این چر خها با استفاده از اندازه گیری میدانی مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر آن بر تداوم سیر ایمن قطار بررسی شده است. به این منظور یک واگن مسافری در سال 1387 پس از آماده سازی در مسیر تهران- میانه به سیر فرستاده شد.
    واگن مزبور در مدت سیر پنج ماهه خود تحت نظارت بوده و پروفیل (نیمرخ) چر خهای آن به طور متناوب در ایستگاه تهران اندازه گیری شد. نتایج اندازه گیر ی ها نشان داد که در مقایسه با گرید فولاد B2Nکه در سال1382 در همین مسیر مورد مطالعه قرار گرفته بود، گرید فولاد B5T در یک مسافت برابر دارای میزان سایش کمتر %40)) متقارن (با تفاضل 25 % در یک محور) و در نتیجه ایمنی سیر بیشتر است.
    کلیدواژگان: چرخ فولادی، سایش، ایمنی سیر قطار
  • ناصر پورمعلم، رضا دزفولیان صفحه 11
    سانحه ریلی از مسایل مهمی است که آگاهی و شناخت علل ایجاد آن، نقش موثری در افزایش ضریب ایمنی و کاهش خسارات جانی و مالی در حمل ونقل ریلی خواهد داشت. با بررسی آمار سوانح ریلی در می یابیم که از بین انواع سوانح ریلی، خروج از خط دارای بیشترین سهم میباشد. معمولا شناخت و تحلیل تخصصی عوامل و علل خروج از خط خطای انسانی، وسایل نقلیه ریلی و عوامل طبیعی به دلیل پیچیدگی و مبهم بودن رفتار بین خط و هریک از علل، آسان نخواهد بود و یک رابطه کمی‐کیفی است. بررسی سوانح ریلی حاکی از آن است که در تحلیل جامع آنها به تعداد معدود، به مدلهای تحلیلی سنتی پرداخته شده است. در این میان محدودیتهای این مدلها چون: تک بعدی بودن، عدم لحاظ شرایط موثر در ارزیابی های کمی، پیچیدگی در توصیف رفتاری و عدم استنتاج از آنها جهت تصمیم سازی های چند منظوره به وضوح نمایان میباشد. در این تحقیق با کاربرد روش های ترکیبی استنتاجی هوشمند عصبی‐ فازی، نسبت به سادهسازی توصیف رفتاری کمی‐کیفی،بسترسازی و ارزیابی کمی‐کیفی و استنتاج شرطی جهت تصمیم سازی های چند منظوره در ارزیابی سوانح ریلی و در نهایت ارایه یک مدل پیشبینی گام برداشته میشود. لازم به ذکر است که علیرغم وجود مسایلی چون پیچیدگی رفتاری بین عوامل تاثیرگذار در سوانح و عدم جامع بودن آمار و اطلاعات موجود، محققان این تحقیق تلاش نموده تا با شناخت و آگاهی کامل از کلیه مشکلات و مسایل و با توجه به بضاعت موجود، الگوریتم انجام طرح را در این تحقیق به صورت موردی و قابل تعمیم برای تحلیل جامع تر و ارزیابی چند بعدی معیارها و عللسوانح ارایه نمایند. مطمئنا مدل پیشبینی ارایه شده و الگوبرداری از آن زمینه مناسب جهت برنامه ریزی مدیریت ایمنی در سوانح ریلی را فراهم خواهد ساخت.
    کلیدواژگان: خروج از خط، سیستم های هوشمند عصبی، فازی، الگوریتم، مدل ارزیابی، سوانح ریلی
  • ابوالفضل حسنی، پویا رخشانی صفحه 25
    یکی از بخشهای اساسی در سامانه مدیریت نگهداری خط که جهت برنامه ریزی و سازماندهی فعالیتهای تعمیر و نگهداری خطوط ریلی به آن نیاز است، ارزیابی شرایط روسازی می باشد. شرایط روسازی خطوط بتنی راه آهن از نظر پارامترهای نگهداری، امری کیفی است که برای تصمیم گیری در مورد عملیا تهای نگهدا ری و تعمیر و پیشبینی شرایط آینده خط در یک سامانه مدیریتی، باید به صورت یک پارامتر کمی درآید بدین منظور در این تحقیق از توسعه مدلهای شاخص کیفیت ساز های خط و شاخص کیفیت هندسی خط استفاده می شود. در اینخصوص علیرغم توسعه قابل توجه خطوط بتنی راه آهن در ایران و جهان، هنوز روش مدون و مشخصی جهت ارزیابی کیفی روسازی های بتنی ارایه نگردیده است. برای کالیبره کردن مدل شاخص کیفیت اجزای خط در یک مسیر نمونه، مطالعات میدانی در قسمتهایی از خطوط بتنی متروی تهران صورت گرفته است. در مسیر مورد مطالعه، شاخصهای کیفیت اجزاء خط برای گرو ه های پابند، دال بتنی و ریل که به ترتیب 95، 89 و88 بودند، نشان داد که کمی کردن وضعیت کیفی اجزاء خطوط بتنی با استفاده از متدولوژی مورد استفاده و آنچه که انتظار می رفت، دارای نتایج مناسبی بوده است. شاخصهای هندسی مورد استفاده در این تحقیق علاوه بر انحراف معیار، پارامتر میانگین را نیز در نظر می گیرند. در مسیر مورد مطالعه، نتیجه شاخص هندسی برای خط مورد مطالعه با توجه به مقدار مجاز3/02 و صفر می باشد، که ملزومات کافی برای عبور قطار را دارا می باشد.
    کلیدواژگان: خطوط بتنی راه آهن، نگهداری و تعمیر، شاخص کیفیت سازه ای خط، شاخص کیفیت هندسی خط
  • علی خیرالدین، حسین نادرپور، سیدروح الله حسینی واعظ صفحه 37
    پلها به لحاظ رفتار و پاسخ سازه ای در مقایسه با سازه های معمولی در موقعیت ویژه ای قرار دارند با توجه به آنکه درجه نامعینی پلها به نسبت ساختمانها بسیار کمتر می باشد، شکست یک ستون می تواند منجر به خرابی کل سیستم سازه گردد. با توجه به آنکه پل به عنوان یک شریان حیاتی در صنعت حمل ونقل مطرح می باشد، فراهم آوردن امنیت لرزه ای کافی برای آن از درجه اهمیت بالایی برخوردار است. ستون بتن آرمه پل در اثر بارهای لرزه ای سه مد اصلی شکست شامل: شکست برشی، شکست خمشی و شکست وصله اتصال را تجربهمی نماید استفاده از کامپوزی تهای FRP به صورت دورپیچ به عنوان یکی از تکنیکهای مقاوم سازی ستونهای بتن آرمه پلها در سالیان اخیر مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. سختی و مقاومت مشخصه بالا، عمر مفید زیاد، مقاومت زیاد در برابر خوردگی و خصوصیات حرارتی قابل کنترل از امتیازات مهم کامپوزیتهای FRP بر مصالح معمول می باشد. در این مقاله یک مدل مقاومت فشاری برای بتن محصور شده و دورپیچ شده توسط FRP معرفی شده که در واقع توسعه ای از تئوری مقاومت موهر می باشد؛ این مدل، تنش فشاری محصور شده (f/cc) را به تنش محصور کنندگی (f/t) مربوط می نماید. در فرم کلی این مدل نیازمند اطلاعاتی درباره مقاومت فشاری تک محوری (f/c)، مقاومت کششی تک محوره (f/t) و یک عدد n مرتبط با شکل پوش موهر حالات مقاومت نهایی م یباشد. یک مدل سهمی درجه دو که به صورت عددی بسط داده شده برای استفاده در بتن محصور شده با FRP توسط نویسندگان پیشنهاد شده است. صحت معادله پیشنهاد ی با استفاده از آزمایشات موجود نمونه های بتنی محصور شده به کمک دورپیچ FRP مورد تایید قرار گرفته است. در انتها، یک مثال کاربردی برای تقویت ستون بتن آرمه پل نیز آورده شده است.
    کلیدواژگان: پل بتن آرمه، دورپیچ FRP، محصور شدگی، پوش مقاومت نهایی موهر، تقویت
  • غلامعلی شفابخش، احسان کاشر صفحه 55
    با توجه به رشد رو زافزون صنعت هواپیمایی، مدلهای مختلفی ازهواپیماها روانه بازار شده اند که تفاوت آنها در نوع کاربری، وزن، شکل هندسی و نحوه قرارگیری چرخها می باشد. در این مقاله به منظور بررسی تاثیر مشخصات چرخ هواپیماهای مسافری ایرباس و بوئینگ بر میزان ضریب خسارات تجمعی روسازی های صلب و انعطا ف پذیر، با استفاده از جدیدترین نسخه نرم افزار سازمان هوانوردی آمریکا، مطالعه عددی صورت گرفته و میزان صدمات وارد بر روسازی باند پروا ز برای هر یک ازهواپیماها بدست آمده است. همچنین مقایسه ای نیز بین تاثیر نوع هواپیما بر صدمات روسازی انعطا ف پذیر و صلب باند پروا ز صورت گرفته است. آنچنان که نتایج نشان میدهد، در میان هواپیماهای مسافری گروه بوئینگ، هواپیمای بوئینگ 777 و در میان ایرباسها، هواپیمای ایرباس 340 بیشترین صدمات را به روسازی صلب و انعطاف پذیروارد می نماید.
    کلیدواژگان: روسازی باند فرودگاه، چرخ هواپیما، ضریب خسارت تجمعی
  • سیدآرش موسوی قاسمی، عبدالرحیم جلالی، سید حسین یثربی صفحه 69
    شتاب حداکثر بالا و پالس سرعت یک مولفه ای با پریود بلند، از مشخصات اصلی حرکت زمین در زلزله های نزدیک گسل میباشد. در این مقاله کاربرد ایده کنترل فعال برای کاهش اثرات ناشی از زلزله های نزدیک گسل در پلهای مبنای غیر خطی بررسی شده است. در این راستا از شبکه های عصبی مصنوعی و منطق فازی و تلفیق شبکه عصبی مصنوعی و منطق فازی برای طراحی الگوریتم کنترل فعال استفاده شده است. مهمترین مزیت کنترلگر فازی، استحکام ذاتی و توانائی بررسی رفتار غیرخطی سازه ها است. منطق فازی استفاده شده در این مقاله مستقیما از اطلاعات crisp بدست آمده از تعدادی حسگر استفاده میکند. این اطلاعات در طی پروسه فازی سازی به متغیرهای زبان فازی یا توابع عضویت تغییر می یابند. علاوه بر روش منطق فازی در مقاله حاضر از روش شبکه های عصبی مصنوعی بر اساس الگوریتم پس انتشار خطا نیز استفاده شده است.
    تحلیل غیر خطی گام به گام در این مقاله با استفاده از روش نیومارک بتا و با در نظر گرفتن یک مدل هیستیریک دو شاخ های برای تعیین محل مفاصل پلاستیک و نقاط جاری شدن انجام شده است. همچنین برای ارزیابی کارائی الگوریتم کنترل فعال طراحی شده از چند رکورد نزدیک گسل استفاده شده است. این رکورد شامل هفده ملاک ارزیابی میباشد و با روش LQG مقایسه شده است. ملاکهای ارزیابی به کار رفته به چهار دسته پاسخهای سازه ای، پاسخهای ساز های نرمالسازی، ابزار کنترل و نیازهای استراژی کنترل تقسیم میشوند مقایسه نتایج بدست آمده در مورد ملاکهای ارزیابی الگوریتمهای کنترل فعال طراحی شده در این مقاله و روش LQG اولا تفاوت الگوریتم مناسب برای زلزله نزدیک گسل و دور از گسل را نشان داده و ثانیابه نظر می رسد الگوریتم کنترل فعال طراحی شده با منطق فازی، مناسبترین الگوریتم برای کاهش اثرات ناشی از زلزله های نزدیک گسل در پل های بزرگراه است.
    کلیدواژگان: کنترل فعال، شبکه عصبی مصنوعی، منطق فازی
  • جواد میرمحمدصادقی*، محمد وریا خورده بینان صفحه 79

    سیستم حائل ریل متاثر از شرایط تعمیر و نگهداری در بازه زما نی طول عمر خط بوده و می تواند در طول زمان بر اثر ضعف در سیستم تعمیر و نگهداری از رفتار خطی خارج شده و در اثر تکرار بارگذاری رفتار متفاوتی را از خود نشان دهد. این و اقعیت نیاز به اهمیت توالی عملیات تعمیر (بخصوص پایدارساز ی) خط را در راه آهن نشان می دهد. در این تحقیق، ابتدا روش های رایج در تحلیل روسازی راه آهن بررسی شده و سپس تحلیل روسازی با فر ض رفتار مکانیکی سیستم حائل ریل و با لحاظ کردن شیوه نگهداشت خط بحث گردیده است. نتایج حاصل شده در این تحقیق میبن افزایش مقادیر تنش خمشی و خیز ریل (دو معیار اصلی در طراحی ریل) در اثر رفتار غیر خطی سیستم حائل ریل می باشند. دو راهکار جهت جلوگیری از شکست ریل و کاهش ریسک در ایمنی سفر دراین پژوهش ارائه شده است: (1) افزایش ضرایب اطمینان در ط راحی رایج ریل و (2) حفظ شرایط سیستم حائل ریل در حوزه رفتار خطی در طول عمر روسازی راه آهن.

    کلیدواژگان: راه آهن، ریل، تعمیر و نگهداری، مدول خط
|
  • Ali Asadi Lari, Javad Alizade Page 1
    Steel wheels are affected during coach operation on the rail due to high normal andtangential stresses. The wheel profile is then varied, which could be resulted in anunexpected derailment when wheel wear is focused on within the flange region. Thisdangerous situation should be prevented, using various solutions including thedeployment of higher grades of steel wheels.A field test was planned and conducted within 2007-2008 period to find out theinfluence of B5T grade steel on the wheel wear magnitude and pattern, which couldlead to safe operation of a passenger coach.The test coach wheels were measured frequently at Tehran station for a 5-month timeinterval. It was found that B5T grade has a better strength to resist against wheelfailure mechanisms, i.e., wear as well as rolling contact fatigue (rcf) in comparisonwith B2N grade which was tested during 2003-2004 period in the same route, thatwas Tehran-Mianeh track. The wear pattern was gained more symmetric within eachwheelset (about 25%) than the previously used wheelsets within field test results.Consequently, this coach likely operated longer life (40%), as well as, safer than theearlier test coach which had been equipped with B2N grade steel wheels.To justify the higher wear rate at the initiation of coach operation, it could beexplained when the running-in period of wheels was finished, a harder materialraised to the wheel surface resulted in a balanced material removal condition in termsof wear. As a result, the wear rate of the wheels was gradually decreased.
    Keywords: steel wheel, wear, safe operation
  • N. Pour Moallem, R. Dezfoulian Page 11
    Due to the safety of Rail transportation, Investigation on characteristics andphenomenon which causes accidents has an important role, in order to enhance thesafety of rail transport and, in turn, reduce the rate of accidents.According to the rail accident statistics, among all factors causing train accidents,derailment has the biggest share, which can be because of human errors, track androlling stock deficiencies, etc.Investigation and technical analyses of these factors will be complicated, because ofthe quantitative/qualitative relationships.Investigation on available derailment results indicates that a few numbers oftraditional analytical models have been used. Herein, limited capability of thesemodels such as being one dimensional, taking not into account all factors involvedand complexity in behavior description can be clearly observed. Regarding theimportance of the current situation in the derailment investigation, in this research anew combined intelligent Neuro-Fuzzy model has been developed.This study has simplified the quantitative/qualitative behavior description forderailment, prepared and simplified a practical and more accurate quantitative/qualitative evaluation to achieve multi-dimensional decision making evaluationmodel, by using Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS). This research hasdeveloped a method of operation based on human factors. Regarding the results,analyses of the developed N-F model make a foundation for a more comprehensiveaccident management system.
  • Abolfazl Hassani, Pouya Rakhshani Page 25
    One of the main issues in track maintenance-management systems which is requiredfor organizing rail line’s repair and maintenance activities, is evaluation ofsuperstructure conditions. Slab tracks superstructure condition in respect ofmaintenance parameters is a qualitative issue which should be converted to aquantitative parameter in order to maintenance operation decision making andforecasting of rail road future condition in a management system. In this case thetrack structure condition index and track geometry condition index are used.However, a comprehensive method for evaluation of slab track superstructures isn’tpresented yet, in spite of significant development of slab track systems in Iran and allaround the world. The methodology which is given in this research, is used indevelopment of evaluation models based on mechanical and field inspection. Fieldresearches and inspections of some parts of main slab tracked rail road were done, inorder to calibrating the model and its experimental implementation on a test route.track structure condition indexes in our case study track was 95,89 and 88 forfastener, slab track and ordinary rail group respectively, which shows that convertingslab track’s components quality condition to quantity based on offered methodologyand what we expected for, has appropriate result. It shows also that damagescategorizing and its intensity limitation in order to determining different kinds ofdamages is suitable. The track geometrical condition indexes which are used in thisresearch, consider mean parameter in addition to standard deviation. Geometricalindex for case study is between 0 and 3.02 in slab track which satisfies sufficientrequirements to let the train pass safely.
  • Ali Kheyroddin, Hosein Naderpour, Seyed Rohollah Hoseini Vaez Page 37
    Bridges are unique in their structural response compared to buildings. As the bridgesare considered as vital lifelines in transportation, providing sufficient seismicsecurity is very important. However, bridges have a lower degree of staticindeterminacy than buildings; Hence, failure of a part of structural element such as acolumn or a foundation likely results in a collapse of the entire bridge system. Duringan earthquake, a RC column can fail in three main modes due to cyclic axial andlateral loads: shear failure, flexural plastic hinge failure, and lap splice failure. Inrecent years, Use of FRP composites as one of the strengthening techniques forreinforced concrete bridges, has been increasingly developed. The Fiber ReinforcedPolymer (FRP) strengthening procedure would cause minimal increase in size andweight of structural members, ease of installation and efficient corrosion resistance.In this paper a compressive strength model for confined concrete wrapped with fiberreinforced polymer has been proposed which is an extension of Mohr’s strengththeory. This model relates the confined compressive stress to the confining pressure.In the general form this model requires information about the uni-axial compressivestrength, the uni-axial tensile strength and a quantity, n, relating to the shape ofMohr’s envelope of ultimate strength states. A second-order parabolic model,developed analytically, is proposed for using with FRP-confined concrete. Theproposed model has been verified using existing tests of normal strength concretespecimens confined by FRP wrap. An application example for strengthening areinforced concrete bridge column is also provided.
    Keywords: RC Bridge, FRP Wrap, Confinement, Mohr's Envelope of Ultimate Strength, Strengthening
  • Gh.Shafabakhsh, E.Kashi Page 55
    According to the growing trend of aircraft industry,a variety of different airplanesexist in this market which vary in type of use,figure (geometry) and gear configuration.In this article, we use the latest Federal Aviation Administration software for anumeral study and research about effect of Airbus and Boeing gear configuration onairfield's runway rigid and flexible pavements. Cumulative damage factor (CDF) isthe amount of the structural fatigue life of a pavement which has been used up, andthis research calculates this amount for Airbus and Boeing airplanes. This researchshows that B-777 among Boeing aircrafts, and A-340 among Airbus aircrafts, havethe most damage on flexible and rigid pavements. Furthermor, the CumulativeDamage Factor contribution on rigid and flexible pavements are compared for bothBoeing and Airbus aircrafts.
    Keywords: Numeral study, Gear configuration, Pavement damage, Airbus, Boeing
  • Seyed Arash Mousavi Qasemi, Abdolrahim Jalali, Seyed Hossein Yasrobi Page 69
    The ground motion of near-field earthquakes is characterized by a high peakacceleration and a velocity pulse with a long period component as well as a largedisplacement. In this article, the application of the concept of active control for thereduction of the destruction caused by near-field earthquakes in brigde benchmarkstructures is investigated. In this vein, artificial neural network and fuzzy logic andcombination of artificial neural network and fuzzy logic for the design of activealgorithm are used.The most significant advantages of fuzzy controller are inherentstability and capacity for the survey of the non – linear behavior of the structures.The fuzzy logic used in this article uses directly crisp data derived from sensors. Thisdata is converted to fuzzy language or the membership functions during thefuzzification process. In addition to the fuzzy logic procedure in the present article, aback-propagation algorithm based on artificial neural networks is also used.A step-by-step non-linear analysis is done using new-mark-B, and for betterrepresentation of the non-linear behavior, a bilinear hysteresis model is used tomodel plastic hinge. In this article, for the evaluation of the designed controlalgorithm efficiency, some near-field records are used. These records consist ofseventeen (17) evaluation criteria and are compared using LQG style. The evaluationcriteria used are divided to four categories:1) Structural responses2) Structural damage3) Control devices4) Control strategic requirementsThe comparison of the results obtained in case of evaluation criteria of active controlalgorithm designed in this article and LQG style, firstly was the transformationshown in the appropriate algorithm for near- field and far-field earthquakes andsecondly it is assumed that the active control algorithm designed with the fuzzy logicis the most appropriate algorithm for the reduction of the destruction caused by nearfieldearthquakes.
    Keywords: active control, Artificial neural network. Fuzzy logic
  • J. Sadeghi, M. Khordehbinan Page 79

    Although the current analysis and design of railway track systems are based on theassumption of continuous and linear behavior of the rail support system, repair andmaintenance plans have considerable influences on the structural behavior of thetrack support system, particularly after accumulative loading or track tamping.Recent experimental investigation indicated the behavior of the track support systemis time and stress dependent. The amount of traffic passed and the quality andquantity of maintenance activities can considerably influence the track responsefunctions. Although some experimental investigations have been carried out to studythe time and stress dependent characteristics of the ballast and subgrade materials,the effects of the consideration of these characteristics on the track analysis anddesign, need further evaluations. Furthermore, the recent extensive increases in axleloads, speed and traffic volumes in rail transport systems, require more preciseanalytical and mechanistic approaches for railway track system. This research is aresponse to this need. In this paper, the current practices in the analysis and design ofrailway track system are discussed. A mode of track support system withconsideration of discrete supports is developed. By comparison of the analysesresults obtained from track models with continuous and discrete support systems, theaccuracy of the assumption made in the Winkler model, used in the current designapproach, are evaluated. The nonlinear behaviors of the track support system werestudied and the influences made by the consideration of the non-linearity of the tracksupport system on the rail design criteria were investigated. Rail bending momentsand rail deflections as the main rail design criteria are obtained form track with alinear support and nonlinear behaviors. Obtaining large discrepancies between theresults obtained from linear and non-linear analyses, the importance of the trackregular and systematic repairs, in particular tamping and stabilizing the ballast, areproved. It is shown that the consideration of regular repairs of the track supportsystem improves the long term reliability and accuracy of the current track designapproach. Recommendations are made on the track maintenance and repairs in orderto keep the track support system in the linear conditions.

    Keywords: Railway, Rail, non, linear behavior, track modulus