دانشکده ي مهندسي راه آهن
مباني زير سازي و روسازي راه آهن
روسازي راه آهن انواع تراورس ها در ايران و خطوط با دال بتني استاد راهنما: دکتر سيد مسعود نصرآزاداني
گردآوري: عليرضا قاضي زاده متين افکار
دانشجويان کارشناسي راه آهن مهندسي ماشين هاي ريلي
١٣٨٥
2
بسم الله الرحمن الرحيم
پيش مقدمه: متني که پيش رو داريد ،حاصل علقه ي ما به علوم راه آهن و تحقيقات مختصر اما متعدد ما در زمينه ي روسازي است. ابتدا در نظر داشتيم مسئله ي مشکلت راه آهن در کوير را به عنوان پروژه ي درس مباني زيرسازي و روسازي راه آهن ارائه دهيم ،اما به علت کمبودو وقت و درو دست نبودن اسنادو وو منابع مورد نياز ،تصميم گرفتيم مطالعات قبلي خود در زمينه ي راه آهن را ارائه دهيم و اميدواريم که توانسته باشيم قدمي هر چند کوچک در راستاي فرايند توليد علم برداريم.
3
توضيح اينکه در مورد مشکلت راه آهن در کوير ،به مرکز تحقيقات راه آهن مراجعه کرديم .تمامي اسناد مربوط به اين مسئله ،در امانت بوده و يا مفقود شده بودند .لذا تنها سندي که در اين راستا يافتيم ،به پيوست ارائه مي شود.
فهرست چکيده ي مطالب مقدمه اي بر روسازي
٦
٧ انواع روسازي ٨ زهکشي راه معرفي اجزاء تشکيل دهنده ي روسازي
٧ ٨
بررسي تراورس هاي راه آهن در ايران
١٠ کليات درباره ي تراورس ١4 اهميت اقتصادي تراورس هاي چوبي در جهان 16 اهميت اقتصادي تراورس هاي چوبي در ايران ١٧ بررسي مسئله ي تراورس هاي چوبي
اشباع تراورس هاي چوبي 4
٢3
١٠
٢3
نگهداري چوب 23 عوامل تخريب چوب مواردي که براي اشباع چوب به کار مي رود
تاريخچه ي تراورس بتوني توسعه در راه آهن آلمان
٢5
٢6
٢8
روسازي بالستي يا بدون بالست؟ ٣7 منابع و مآخذ ٣8 پيوست ها
30
چکيده ي مطالب: درو واينجاو وابتداو وبهو وکلياتيو ودرو وموردو وتراورسو وپرداختهو وايمو ووو وسپس تحقيقاتي که بر روي مسئله ي تراورس هاي چوبي در ايران انجام شده است را ارائه کرده ايم. در بخش بعد ،به اشباع چوب و دليل آن پرداخته ايم. سپس تاريخچه ي تراورس هاي بتوني را مطرح کرده ،در مورد فاکتورهاي مهم در انتخاب يا عدم انتخاب خطوط دال بتني صحبت کرده ايم.
5
مقدمه اي بر روسازي روسازي دو وظيفه ي اصلي دارد :نخست ،مشخص نمودن مسير و ارائه ي تجسم راه با يک دورنماي بصري از مسير افقي و قائم گذرگاه براي هدايت کننده ي وسيله ي نقليه (که البته در مورد راه آهن زياد مورد بحث نيست) و دوم که اصلي ترين وظيفه ي روسازي است ،تحمل بارهاي وسيله ي نقليه (ماشين ريلي) مي باشد. البته لزم به ذکر است که در مورد زهکشي مسير هم صحبت خواهيم کرد، چرا که موضوع مهمي در طراحي راه مي باشد (که متاسفانه در راه آهن ايران بسيار اندک به آن توجه شده است) .زيرا زهکشي مناسب کمک مي کند تا شکست و تخريب زودهنگام در روسازي رخ ندهد .همچنين زهکشي مناسب مي تواند از تجمع آب بر روي روسازي ،که شرايط مخاطره آميزي را در حرکت پيش مي آورد ،جلوگيري نمايد.
انواع روسازي: به طور کلي دو نوع روسازي وجود دارد :روسازي انعطاف پذير و روسازي صلب ،البته از هر روسازي انواع زيادي وجود دارد از جمله اساس تثبيت شده با خاک و سيمان که داراي مصالح سنگي به هم چسبيده مي باشد.
6
روسازي مرکب (که از ليه هاي سخت و انعطاف پذير ساخته شده است). روسازي هاي بتون مسلح پيوسته و روسازي هاي پيش تنيده از ديگر انواع روسازي هستند. مانند هر سازه ي ديگر ،خاک زيرين در نهايت بايد باري را که روي آن قرار مي گيرد تحمل کند ،وظيفه ي روسازي توزيع تنش هاي بار ترافيکي به بستر خط است تا حدي که باعث شکستگي و تغيير شکل در بستر نشود. همچنين هنگامي که خاک با آب اشباع شود ،ظرفيت باربري آن پايين مي آيد .در اين حالت بايد دقت کنيم که روسازي به گونه اي بارهاي چرخ را به خاک منتقل کند که خود دچار آسيب و شکستگي نگردد. در راه آهن دو نوع روسازي داريم :بالستي و بدون بالست. در اينجا ابتدا اشاره ي کوتاهي به زهکشي راه کرده ،سپس مباحث مربوط به تراورس را بيان و سپس به انواع روسازي در راه آهن مي پردازيم:
زهکشي راه: يکيو وازو ومهمترينو واجزاءو وطراحي،و وبهرهو وبرداريو ووو ونگهداريو وخط،و وزهکشي مناسب با کارآيي خوب است .راههاي درون شهري و برون شهري براي بهره برداري ايمن و نگهداري ساده و کم خرج به يک نظام زهکشي قوي احتياج داردن .اگر زهکشي ضعيف باشد يا انجام نشود اثرات مخربي در پي خواهد داشت .از جمله ي اين آثار مي توان به ورود آب به داخل روسازي و تضعيف مصالح ليه ها و حرکت ريزدانه ها از پايين به سمت بالي روسازي و خطرات حرکت بر روي چنين خطي اشاره کرد. در خارج از شهرها ،بايد با حفر کانال ها ،آبرو و يا پله هاي با دهانه ي کوچک کار زهکشي را انجام داد.
معرف ي اجزا ء تشکيل دهنده ي روسازي:
7
روسازي از چند بخش عمده تشکيل شده است: •ريل ها •تراورس ها و پابندها •بالست (در صورتي که از روسازي غير بالستي slab trackاستفاده کنيم ،دال بتني را به جاي بالست قرار مي دهيم. •زيربالست ريل ها موضوع بحث ما نيستند .بنابراين توضيحات کوتاهي درباره ي ساير موارد داده مي شود:
برش عرضی يک نمونه از روسازی بالستی
وظيفه ي تراورس و پابند ثابت نگه داشتن فاصله و ي ريل ها از يکديگر و توزيع بار وارده بر ريل است .بالست معمول واز سنگ هاي شکسته شده تشکيلو وميو وشودو کهو وگاهيو طبقو وشرايطو وخاصو وميو توانو وازو وشنو ريزو هم استفاده کرد .وظيفه ي آن استهلک ارتعاشات ناشي از عبور قطار ،توزيع بار و زهکشي سريع باران و آب هاي سطحي است .همچنين زير بالست شامل شن و ماسه مي باشد. زيربالست باعث جلوگيري از فرورفتن سنگ هاي بالست در بستر و در عين حالو وتوزيعو وبارو وبهترو وميو وشود.و ودرو وضمنو ونقشو ومهميو وراو ونيزو ودرو وزهکشي مناسب ايفا مي کند .متاسفانه در کشور ما زياد به بحث زير بالست اهميتي داده نشده است.
8
بررسي تراورس هاي راه آهن در ايران کليات درباره ي تراورس: جهت نگهداري ريل هاي راه آهن از قطعات چوبي به نام تراورس Traverse استفاده مي شود که گونه ي چوب هاي مورد استفاده ،بسته به کشورها و نوع مصرف متفاوت مي باشد. در امريکا گونه هايي که براي تهيه ي تراورس به کار مي رود ،معمول واز انواع سوزني برگان Coniferesاست ،ولي در کشورهاي اروپايي در درجه ي اول از راشو Fagusوو بلوطو Quercusوو در درجه ي دوم از سوزني برگان مانندو . Pinus Sylvestris Lوو . Pinus pinaster Solو ...استفاده مي نمايند. ندرتا از اقاقياو . Robinia pseudoacacia Lو نارون هاو Ulmusوهم براي اين منظورو واستفادهو وميو وشود.و ودرو وکشورو وماو وغالباو ودوو وگونهو ويو وراش و Fagus .Sylvatica Lو بلند مازو .Quercus castaneaefolia C A. Mبراي تراورس مورد استفاده قرار مي گيرند و ندرتا از ممرز و ، . Carpinusbetulus Lاوجا Ulmus .campestris Lو ملج .Ulmus Montana Smithنيز استفاده مي شود ( .ظاهرا درو وپارهو وايو ومواردو ومقداريو وتراورسو وازو وچوبو وسوزنيو وبرگانو وازو وکشورهاي خارجي خريداري شده است) . ابعاد تراورس نيز بسته به نوع خط آهن ( خطوط باريک يا خطوط معمولي ) درو وکشورهايو ومختلفو ومتفاوتو واست.و ودرو ويکو وکشورو وممکنو واستو وبستهو وبه مقتضيات زمان و احتياجات محلي ،ابعاد مورد قبول تغيير نمايد ،چنانچه در 9
کشور بلژيک تا سال ١٩٠٤ابعاد تراورس عبارت بود از ٦٠/٢ * ٢١/٠ * ١٢/٠ متر ،ولي امروزه اين ابعاد عبارت است از ٦٠/٢ * ٢٨/٠ * ١٤/٠متر. در کشور فرانسه تراورس ها را بسته به ابعاد آنها طبقه بندي مي نمايند که به عنوان مثال ،جدول زير را ذکر مي نماييم: در کشور ما معمول وتراورس ها داراي ابعادو ٦٠/٢ * ٣٠/٠ * ١٢/٠ومتر مي باشد که هر تراورس به طور متوسط داراي ٠٩٣٦/٠متر مکعب حجم است. استعمالو وتراورسو وهايو وچوبيو وتقريباو وازو ١٢٥وسالو وپيشو ومتداولو وگشتهو وو امروزه با توسعه ي روزافزون خطوط راه آهن ،مسئله ي تهيه ي تراورس نيز اهميت خاصي به خود گرفته است.
درجه بندي
طول تراورس به متر
درجه ي ١
٦٠/٢ ٦٠/٢ ٦٠/٢
درجه ي ٢ درجه ي ٣
ارتفاع به ضلع متر تحتاني به متر ١٤/٠ ١٣/٠ ١٢/٠
٢٤/٠ ٢٢/٠ ٢٠/٠
ضلع باليي به متر ١٠/٠ ١٣/٠ ١١/٠
حجم نظري به متر مکعب ٠٨٧/٠ ٠٧٤/٠ ٠٦٢/٠
درجه بندی تراورس ها در کشور فرانسه بر حسب ابعاد آنها
در مراحل اوليه تراورس هاي چوبي بسيار کم دوام بوده و در مدت کوتاهيو ومجبورو وميو وشدندو وآنهاو وراو وتعويضو ونمايند،و ووليو ورفتهو ورفته بررسيو وهايو وزياديو ودرو وموردو وآغشتهو وکردنو وتراورسو وهاو وباو ومواد ضدعفوني ( حشره کش ها و قارچ کش ها ) براي ازدياد دوام آنها صورتو وگرفتهو واست.و وضمناو ودرو وکشورهاييو وکهو وفاقدو ومنابعو ووسيع جنگلي مي باشند ،به علت ترقي روزافزون بهاي چوب ،مطالعات و آزمايشو وهايو وزياديو وبرايو وجانشينو وکردنو وتراورسو وهايو وچوبيو وبا تراورس هاي فلزي ،سيماني و حتي پلستيکي انجام گرفته و تا کنون در حدود ٢٥٠٠مدل مختلف تراورس براي راه آهن هاي دنيا پيشنهاد شده است ،ولي نظر به معايب اين گونه تراورس ها چه از نقطه نظر اقتصادي و چه از نقطه نظر فني هنوز استعمال آنها به قدرو وکافيو وتوسعهو ونيافتهو واست.و و(برايو واطلعو وبيشترو وبهو ومقالهو وي تراورس هاي راه آهن هاي فردا سال ١٣٣٥مراجعه کنيد)
10
خط با های بتونی
تراورس
عکس از برايان وون يی ياپ Brian Voon Yee Yap خط راه آهن آدليد به داروين Adelaide to Darwin Railway Lineمابين رودخانه ی آدليد و نهر پاين Pine Creek عرض خط برابر ميليمتر، ١٤٣٥ ی اندازه يعنی استاندارد و نرمال است.
البته اکنون در کشور ما به طرز قابل ملحظه اي از تراورس هاي بتوني استفاده مي شود .گرچه در مورد کشوري مانند ايران که داراي منابع وسيع جنگلي مي باشد ،اگر تهيه ي تراورس از گونه هاي مناسب درختان جنگلي و با روش هاي صحيح فني عملي شود، استعمالو وتراورسو وهايو وچوبيو وبيشترو وازو وسايرو وانواعو وتراورسو وها مقرون به صرفه مي باشد.
11
البته مسلم است که مي توان با کاشتن يک درخت به ازاي هر درختي که براي ساخت تراورس قطع مي شود ،از نابودي منابع جنگلي جلوگيري کرد. همانطور که در شکل ها مشاهده مي شود ،از تراورس هاي چوبي در مجاورت مناطق جنگلي و از تراورس هاي بتوني در بيابان ها استفادهو وشدهو واست.و وازو واينو ومسئلهو وميو وتوانو وبهو وسادگيو ونتيجه گرفتو وکهو وجنسو وتراورسو وموردو واستفادهو ودرو وخط،و وتاو وحدو وزيادي وابسته به مصالح موجود در آن منطقه است. خط با تراورس چوبي /عکس از برايان وون يي ياپ /خط آهن نزديک به استنتورپ Stanthorpeبه طرف NSW عرض خط ١٠٦٧ميليمتر است. تراورس هاي سفيد و صاف نو هستند ،در حالي که آنهايي که تيره و سخت هستند ممکن است تا ١٠سال عمر داشته باشند .از تراورس هاي چوبي در مکان هايي که محل زندگي موريانه ها است ،استفاده نمي شود.
نمونه اي از خط با تراورس هاي فولدي عکس از برايان وون يي ياپ بر گرفته از موزه ي ريلي رودخانه ي آدليد در مناطق شمالي
12
خطوط به مربوط اصلي راه آهن نهر پاين که از جنوب به سمت داروين Darwin شمالي مناطق در کشيده مي شد.
خط با تراورس هاي فلزي و زيرسازي آجري عکس از برايان وون يي ياپ بازسازي شده ي اصلي خطوط انگليس (سيرکا Circa ) ١٨٠٣توسط ريچارد Richard تراوتيک Trevithick اين خط در اصل براي عبور کالسکه هاي اسبي استفاده مي شده است. گرچه نمونه ي خوبي براي خطوط عبور قطار نيست ،اما در هر صورت گونه ي ديگري از تراورس را
اهميت اقتصادي تراورس هاي چوبي در دنيا:
صرف هزينه هاي گزاف براي تعويض ميليون ها تراورس راه آهن هاي جهان ،از دير زماني دانشمندان کشورهاي مترقي را بر آن داشتهو واستو وکهو وبرايو وازديادو ودوامو وتراورسو وهايو وچوبيو وچارهو واي بينديشند و آنها را تا حدود امکان از حمله ي قارچ ها و حشراتي که موجب پوسيدگي و کرم خوردگي چوب گشته و همه ساله خسارت فراواني وارد مي آورند نجات داده و دوام آنها را از حدود ٥سال به طور متوسط تا حدود ٢٥سال بال ببرند. براي مثال مي توان نمونه ي تراورسي از چوب بلوط را که در يکي از کارخانه هاي اشباع چوب سوئيس ارائه شده ذکر نمود .اين تراورسو ودرو وسالو ١٩١٤ووپسو وازو واشباعو وبهو ووسيلهو ويو وکرئوزوت 13
Creosoteودر يکي از خطوط راه آهن به کار رفته و در اين نمونه هيچ گونه علئم پوسيدگي وجود ندارد. کرئوزوت مخلوطي از مواد شيميايي است که کاربردهاي زيادي در صنعت دارد ،از جمله در تراورس هاي راه آهن ،تيرهاي برق ،نرده هاي چوبي و ... عمليات کارگذاري تراورس در راه آهن ايتاليا تراورس هاي چوبي اشباع شده به وسيله ي کرئوزوت ،اين تراورس ها عمري حدود ٣برابر عمر تراورس هاي چوبي معمولي دارند.
بهو وهرو وحالو ومثالو وهايو وزيرو وشمهو وايو واز خسارات اقتصادي را که متوجه راه آهن هاي جهان مي گردد نشان مي دهد: -١و وسال و Achtelik :١٩٥٢ووعقيدهو وداردو وکهو وتقريبا و ٣٢٨٫٠٠٠٫٠٠٠ تراورس در اروپا به کار رفته است که اين مقدار ازو ٥٥٫٠٠٠٫٠٠٠ متر مکعب چوب گرد به دست مي آيد. -٢و وآزمايشو وهاييو وکهو وبهو ووسيلهو ويو Petersودرو وسالو ١٩٥٢وصورت گرفتهو ونشانو وميو ودهدو وکهو وعمرو ويکو وتراورسو ومعمول و ٧وسالو ومي باشد ،در صورتي که اگر آن را با کرئوزوت آغشته کنند ،اين مدت به ٢١سال ترقي خواهد کرد. بنابراين آغشته کردن تراورس ها و حفاظت آنها از آفات مختلف سببو وخواهدو وشدو وکهو ٥٫٠٠٠٫٠٠٠ومترو ومکعبو وچوبو وصرفهو وجويي شود. -٣سال Narayamurti :١٩٥٢مي گويد که صرفه جويي يک راه آهن در امريکا با استعمال تراورس هاي آغشته شده،و ٢٫٨٨٠٫٠٠٠ودلر تخمين زده شده .همچنين با استعمال تراورس هاي آغشته شده، روزانهو وموجباتو ١٤٥٫٠٠٠وودلرو وصرفهو وجوييو وبرايو ودولتو وفراهم گرديده است.
14
- ٤اطلعاتي که به وسيله ي Chicago Burlington Quiney Railway Companyوو وجمعو وآوريو وشدهو ونشانو وميو ودهدو وکهو وازو وسالو ١٩٠٩ آزمايشو وهاييو وکهو ورويو وتراورسو وهايو وچوبيو وصورتو وگرفتهو ونتيجه داده است که متوسط عمر تراورس هاي معموليو ٥/٥وسال مي باشد ،در صورتي که دوام آنهاييکه با کرئوزوت آغشته شده اند به ٢٦سال بالغ مي گردد. - ٥سالو : ١٩٥٢بنا به عقيده يو Gartwrightووو Findlayوبهاي زيان تراورس هاي پوسيده در انگلستان در سال ١٩٣٥کمتر از ١٫٠٠٠٫٠ ٠٠ليره نبوده است.
اهميت اقتصادي تراورس هاي چوبي در ايران: در ايران تقريبا کليه ي تراورس هاي راه آهن ،چوبي بوده است و باو وافزايشو وخطوطو وراهو وآهنو وکشور،و وبهو وطورو وطبيعيو ومسئلهو وي تراورس هم بيشتر مورد توجه قرار گرفت .در سالو ، ١٣٣٦طبق اطلعاتي که از بنگاه راه آهن دولتي ايران به دست آمده ،مجموع طول خطوط راه آهن کشور در حدود ٣٣٩٤کيلومتر بوده است که در هر کيلومتر تعداد تراورس به کار رفته بالغ برو ١٥٢٠وعدد مي شود. اينو واطلعاتو ودرو ونامهو ويو ورسميو وبنگاهو وراهو وآهنو ودولتيو وايرانو وبه آزمايشگاه جنگل و چوب شناسي دانشکده ي کشاورزي به شماره ي ١١٤٤١-٢٣٤٦/٩مورخ ١٢/٦/٣٦موجود است. ودرو واينو وصورتو وملحظهو وميو وگرددو وکهو ودرو وآنو وزمانو ٥٫١٥٨٫٨٨٠ تراورس در خطوط راه آهن ايران موجود بوده است .اگر بهاي متوسط هر تراورس را با هزينه ي نصب آن در آن دوران ٢٥٠ريال در نظر بگيريم ،تا آن زمان مبلغ ١٫٢٩٨٫٨٢٠٫٠٠٠ريال براي نصب تراورس ها به کار رفته بود .عمر متوسط تراورس در ايران به واسطه ي عدم مراعات اصول فني بيش از ٥/٧سال نيست( ،البته درو ونامهو ويو وفوقو والذکرو وعمرو ومتوسطو وتراورسو ١٠وسالو ودرو ونظر گرفته شده است ،ولي آقاي مهندس صدقياني در سال ١٣٣٤عمر 15
متوسط تراورس ها راو ٥سال ذکر نموده اند .در اينجا با ميانگين گرفتن از اين دو مقدار ،عدد ٥/٧را پيشنهاد کرديم ).در صورتي که اگر اين اصول در مورد اشباع تراورس ها رعايت شود ،اين مدت به ٢٥سال ترقي خواهد کرد. بنابراين در هرو ٢٥وسالو ٣/٢ومبلغ فوق به بنگاه راه آهن خسارت وارد مي شد ،که البته اين مبلغ اخير تماما صرف تغذيه حشرات و قارچ ها مي شده است!!! نمونه ي خط با تراورس چوبي /دانشکده ي مهندسي راه آهن ،دانشگاه علم و صنعت ايران ،تهران
عکس از متين افکار ،دانشجوي کارشناسي راه آهن ،مهندسي ماشين هاي ريلي فرسودگي و پوسيدگي در اين تراورس ها کامل مشخص است.
بررسي مسئله ي تراورس هاي چوبي:
16
مسئله ي روش صحيح در تهيه ي تراورس ها و اشباع آن موضوع بسيار مهمي است که مسئله ي وارد آمدن صدمه به جنگل هاي ايران را نيز در بر مي گيرد .بنابراين خلصه اي از بررسي هاي انجام شده ارائه مي شود: تا سالو ١٣٣٦وتراورس هاي راه آهن ايران از چوب راشو Fagus ( .Sylvatica Lارسن ،قزل گز ،آلش و اشپر) تهيه مي شد. راش نام چند گونه درخت از دستهو ي بلوط ها جزء تيره ي پياله داران و جزء دولپه اي هاي بي گلبرگ .برگ هايش متناوب و داراي رگبرگ هاي شانه اي است .گل هاي نر و ماده از هم جدا و بر روي يک و وودرخت و ووقرار و وودارند. پوستشو وصافو ووو وچوبش بسيارو ومحکمو ووو وباو ودوام است. درخت راش يا Fagusاز دسته ي بلوط ها که در ارتفاعات شمال ايران مي رويد.
راشو ودرختيو واستو وبلند قامتو وكهو وارتفاعو وآنو وتا 35متروو ووميوو وورسد.وو وواين درخت در ارتفاع 600تا 2200متر از سطح دريا در جنگلهاي شمال ايران از آستارا تا گرگان رويش دارد .بومي آسياي ميانه( ايران و قفقاز ) و داراي تنه اي صاف وسيلندريك بوده و چوب آن صنعتي كهو ودرو وصنايعو وچوبيو ومصرفو وبسيارو ودارد.و وگياهيو واستو ويكو وپايهو وو دارايو وگلهايو ونرو ووو ومادهو ووو وميوهو وآنو وفندقهو وهرميو ومثلثو والقاعده است .زادآوري آن طبيعي و با بذر افشاني خود درخت انجام مي گيرد .نهالها پس از استقرار در زير سايه و پناه درختان مادري به مرورو وزمانو ورشدو ووو ونموو وميو ونمايند.و وپسو وازو واينكهو ونهالو وراشو وبه ارتفاع مورد نظر رسيد و ديگر نيازي به نور نداشته باشد بايستي پايه هاي مادري كه از نور دهي به نهالها جلوگيري مي نمايند،حذف گردد.و واينو ودرختو وهرو وپنجو وسالو ويكبارو وبذرو وفراوانو وتوليدو وميكندو و. مصارفو وچوبيو ودرختو وراشو وعلوهو وبرو ومصارفو وعموميو ووو وتجاري داراي مصارف روستايي بسيار است .در صنايع چوبي از تنه هاي 17
خوب و سيلندريك آن جهت توليد روكش چوبي استفاده مي گردد و در روستاها از چوب آن براي ساختن در و پنجره و تير و ستون و چهارپايه هاي محلي وكفشهاي چوبي (كتل) و گهواره و پاوره هاي محلي در قديم استفاده مي نمودند. درو وفرهنگو وحاشيهو ونشينانو ودريايو وخزرو ودرختو وراشو وخزريو ويا هيركانيو وبنامهايو ومحليو ومرس،راجو و،آلشو و،و وقزلو وگزو و،قزلو وآقاج معروف مي باشد. اين درخت داراي گونه هاي مختلفي است كه در جنگلهاي شمال كشور ايران گونه هيركاني يا خزري آن رويش داشته ونام لتين آن ORIENTALISووو FAGUSو(و وفاگوس،و واوريانتاليسو و)و وميو وباشد.به دليلو وحمايتو وازو وبقاءو ووو وتداومو وحياتو ودرختانو وراشو وبهو وطورو وكلي راشستانهاي جنگلهاي گيلن مورد حفاظت دقيق قرار مي گيرد و بهره برداري از اين درخت عزيز بصورت تك گزيني و با شيوه هاي علمي و كامل ًو نوين جهان طوريو صورت ميگيردو كه صد در صد متضمن استقرار و بقاء و تداوم حيات آن مي باشد. اين چوب با اينکه واز ونقطه نظر واشباعو چوب وبه واسطه يو دارا بودن آوندهاي باز و فراوان بهترين چوب شناخته شده است و در سايرو وکشورهاو ونيزو وجهتو وتهيهو ويو وتراورسو وبهو وکارو وميو ورود،و وولي استفاده از آن در شرايط کشور ما داراي معايب زير مي باشد: - ١روز به روز بر مصارف چوب راش در بازارهاي ايران افزوده مي شود .در اين صورت مي بايست از چوب راش به جاي استفاده به منظور تراورس در موترد پراهميت تر ديگري بهره برد. -٢معمول برا ي تراورس ،درختاني به قطر ٣٢-٣٠سانتيمتر انتخاب مي شوند و از هر تنه به طول ٦/٢متر دو تراورس به دست مي آيد. در اين صورت از درختان جوان راش که مدت ها به سنو وآمادگيو واقتصاديو ووو وماليو وآنهاو وماندهو واست استفاده مي شود و چون تنه ي راش در اين سن 18
طرز تهيه ی تراورس از تنه ی درختان
نسبتا بلند است از تنه ي قسمت فوقاني درخت که داراي قطر مناسبو ونيستو واستفادهو ونشدهو ووو وآنو وقسمتو وازو وباليو ودرختو وبل استفاده مانده از بين مي رود. - ٣رويشگاه راش در کشور ما معمول در ارتفاعات بالتر از ١٠٠٠ متر مي باشد و در اين صورت طبيعي است که قطع بي رويه و زياد از حد درختان راش براي مصارف تراورس ممکن است آسيب فراوانو وبهو وجنگلو وهايو وکوهستانيو وکشورو وکهو وشرايطو وآنهاو وبراي فرسايش خاک و غيره مساعد مي باشد وارد مي سازد. -٤و وچونو وغالبو وجنگلو وهايو وکوهستانيو وفاقدو وراههايو وحملو ووو ونقل مناسب مي باشند،ارزش واحد حجم چوب راش نيز به واسطه ي هزينه ي حمل و نقل توسط چهارپايان ،گران تر از ساير چوب هاي مشابه واقع در قسمت هاي ميان بند مي باشد. با در نظر گرفتن مطالب بال وچنين به نظر مي رسيد که جانشين کردن چوب مناسب ديگري جهت تراورس در ايران ممکن است تا اندازه اي راه حل مشکلت بال باشد. در ماههاي اول سال ،١٣٣٦آقاي پروفسور گلسر Prof. Dr. Hannas ، Glaserکارشناسو . F. A. Qدر ايران ،اعلم کرد که احتمال وچوب ممرزو ( . Carpinus Betulus Lاولس-اولس) جهت تهيه ي تراورس در ايران مناسب است. اولس درختي از تيره ي غان ها مي باشد که دو گونه ي آن به نام هاي ممرز و لور در جنگل هاي شمالي ايران موجود است. دليليو وکهو وايشانو وبرايو واينو وامرو وذکرو وکردندو ووو وعمدتاو ونوردو وقبول است ،به اين شرح مي باشد: -١چوب ممرز داراي مصارف مهمي مانند راش نبوده و ارزش آن نيز کمتر است. - ٢ممرز در جنگل هاي ميان بند (و Querceto – Carpinetumو) مي رويد و در اين صورت به واسطه ي مساعد بودن آب و هوا ،ازدياد 19
دوباره و زادآوري درختان چندان مشکل نبوده و فرسايش خاک نيز کمتر مي باشد. -٣و وممرزو وسريعو والرشدو وترو وازو وراشو وبودهو ووو ودرختانيو وکهو وبهو وکار تراورس مي خورند تقريبا به سن آمادگي اقتصادي رسيده اند. - ٤تنه ي ممرز نسبت به راش کوتاهتر است و در اين صورت به غير از تنه ي مورد استفاده جهت تراورس ،از بقيه ي تنه مي توان براي چوب هاي معدني و چوب هاي ذغال گيري استفاده نمود. - ٥و به واسطه ي نزديکي جنگل هاي ممرز به جاده ،ارزش واحد حجم چوب ممرز به مراتب کمتر از راش مي باشد. وليو وشرطو واساسي،و وقابليتو ووو ومناسبو وبودنو وچوبو وممرزو وجهت استفاده به منظور تراورس بود .در اين مورد ،طبق مکاتبه اي که با آقاي کوهنه هو .رئيس آزمايشگاه چوب شناسي زوريخ (سوئيس) و همچنين مطالعاتو Bridgesودر سالو ١٩٥٢ومعلوم شد که بررسي درباره ي استفاده از چوب ممرز از نقطه نظر تسهيل اشباع چوب به عمل آمده و نتيجه مثبت بوده است .ولي براي حصول نتيجه ي کافي به خصوص در مورد خواص فيزيکي و مکانيکي چوب ،در نظر گرفتهو شد که چوب ممرز در آزمايشگاه جنگلو و چوب شناسي دانشکده ي کشاورزي کامل مورد مطالعه قرار گيرد. رطوبت چوب ٨٢/٨٪ حداکثر ٨١٦/٠ وزن مخصوص چوب متوسط (در رطوبت) ٧٥٩/٠ حداقل ٦٩١/٠ حداکثر ٧٨٦/٣٧٣ مقاومت به فشار متوسط (در رطوبت) ٨٩٧/٣٤٦ استاتيک موازي با الياف حداقل ٥٢٠/٣٢٨ حداکثر ٣٣٤٩/٠ مقاومت به خمش متوسط (در رطوبت) ٣٠٢٦/٠ ديناميک (ضربه) 20
مقاومت به خمش استاتيک
حداقل حداکثر متوسط (در رطوبت)
٢٥٠٠/٠ ٥٧٩/١٦٩٢ ٩٨٦/١٥٧١
حداقل مماسي
٢٩٣/١٤٣٣ شعاعي ١٤
حداکثر ١٧ سختي چوب (ممرز متوسط (در رطوبت) چوب سختي است٥/١٥ ). حداقل ١٣
٥/١٠ ٥/٧
نتایج کلی آزمایش های انجام شده بر روی چوب ممرز
به طوري که از نتيجه ي آزمايش هاي فيزيکي و مکانيکي ملحظه مي شود ،با مقايسه ي خواص چوب راش ،چوب مورد بحث نيز از هر لحاظ جهت تهيه ي تراورس مناسب به نظر مي رسد ،ولي در موردو وآزمايشو واشباعو وچوب،و وچونو ودستگاهو وآغشتگيو وآزمايشگاه دانشکده ي کشاورزي کامل آماده نبود ،در نظر گرفته شد تا تکميل دستگاهو وازو وکارخانهو ويو واشباعو وچوبو وشيرگاهو وجهتو وآزمايشو وهاي اشباع استفاده شود. با مساعدت اولياي بنگاه راه آهن اين امر عملي شد و نتيجه کامل رضايتو وبخشو وبود.و ودرو ونهايتو وباو وانجامو وآزمايشاتو ومتعددو وديگرو ودر مکانهاي مختلف ،به اين نتيجه رسيديم که با اينکه ممرز کمتر از راش کرزوئوت را جذب مي کند ،اما اين تفاوت فاحش نيست. در نهايت ،با بررسي هاي انجام شده در مورد جايگزيني ممرز به جاي راش به نتايج زير دست پيدا کرديم: -١کليه ي آزمايش هاي انجلم شده نشان مي دهند که چوب ممرز از نقطه نظر قابليت اشباع و خواص فيزيکي و مکانيکي جهت تهيه ي تراورس ،از چوب راش چندان کمتر نيست.
21
-٢استفاده از چوب ممرز از نقطه نظر جنگلباني و حفظ جنگل ها مناسبو وترو وبودهو ووو وازو ونقطهو ونظرو واقتصاديو ونيزو وبيشترو ومقرونو وبه صرفه است. -٣و وبايدو ويادآوريو وکردو وکهو واستفادهو وازو وچوبو وممرزو وهنگاميو ونتيجه خواهد داد که تهيه و اشباع آن با روش صحيح صورت گيرد و اين مستلزم آن است که دستگاههاي چوب خشک کن و Sکوبي براي جلوگيري از ترک خوردن تراورس ها براي اين امر خريداري شود . درو وهرو وصورت،و وباو ووجودو ومثبتو وبودنو وتحقيقاتو وانجامو وشده،و وديري نپاييد که به ناگزير مجبور به تعويض کليه ي تراورس هاي چوبي با تراورسو وهايو وبتونيو وشديم.و واينو وامرو وبدانو ودليلو واتفاقو وافتادو وکه دانشمندان به اين نتيجه رسيدند که کرئوزوت سمي و سرطان زا است .بعدا در اين مورد ،توضيح کامل خواهيم داد.
ا شباع تراورس هاي چوبي درو وميانو وچوبو وگويدو وکرمو وچوبو و/و ومرو وکهو وراو وباشدو وچنينو وحلواي خوب!!!! (مولوي)
نگهداري چوب: اصول اشباع چوب به منظور افزايش عمر مفيد چوب و جلوگيري از نفوذ حشرات و قارچ ها و اثرات نامطلوب اين گونه عوامل بر روي آن صورت مي گيرد .به همين دليل ،موضوع نگهداري چوب با توجه به اهميت اقتصادي و مصرف زياد آن در صنايع مختلف ،مورد
22
توجه کامل بوده و تجربه نشان داده است که انجام عمليات اشباع و آغشتگي چوب ،عمر آن را به چندين برابر افزايش مي دهد. نظرو وبهو واينکهو وايجادو ونقصو ووو وخرابيو وتراورسو وهايو وچوبيو وکهو ودر خطوط وراهو وآهنو ومصرفو ومي وشوندو ومنجرو وبه وخساراتو وسنگينو وو احتمال وهمراهو باو خطراتو جاني ومي وباشد ،ملحظهو ميو شودو که مسئله ي اشباع تراورس هاب چوبي تا چه حد از نظر اقتصادي و ايمني داراي اهميت خواهد بود.
عوامل تخريب چوب: به طور کلي عوامل تخريب چوب به سه دسته تقسيم مي شود: -١عوامل بيولوژيکي: الف) قارچ هاي چوب خوار که سبب فساد و پوسيدگي چوبو وميو وشوندو ووو واينو وقارچو وهاو وبهو وتعدادو وزياديو ودر طبيعت وجود دارند .انواعي از قارچ ها در درختان زنده ايجاد فساد نموده و بعضي از قارچ ها چوب هاي حاصله از درختان قطع شده را مورد حمله قرار مي دهند .در مرحلي اوليه ي آلودگي بدوا تغيير رنگي در چوب پديد ميو وآيدو ووو ودرو ومراحلو وپيشرفته،و وچوبو وهاو وبهو وشکل اسفنجي ،پودر و مشبک شده و رنگ اصلي آنها تغيير کردهو ووو ومقاومتو ومکانيکيو وآنهاو وتنزلو وفاحشيو وپيداو ومي کند. برايو وازو وبينو وبردنو وقارچو وهايو وچوبو ووو وجلوگيريو واز سرايتو وسريعو وآنهاو وچوبو وهايو ومزبورو وراو وبهو ومدتو ويک ساعت در بخار آب ٧٦درجه با رطوبت ١٠٠٪قرار داده و يا اينکه چوب هاي قارچ زده را در محلول ضد عفوني کننده مانند سولفات مس CuSO4و يا کربنات سديم Na 2CO3غوطه ور مي نمايد.
23
ب)و وحشراتو وچوبو وخوارو وکهو وبهو ودوو ودستهو وتقسيمو ومي شوند .دسته اي که به درختان زنده آسيب مي رسانند و دستهو ويو وديگرو وآنهاييو وکهو ودرختانو وقطعو وشدهو وراو ومورد حمله قرار داده و با آن صدمه وارد مي نمايند. اين حشرات عبارتند از انواع سوسک هاي پودر کننده ي چوب ،سوسک درازشاخ ،موريانه و ... ج) موجودات دريايي چوب خوار که شامل انواعي از حلزون ها و خرچنگ هاي چوبخوار هستند و باعث ايجاد سوراخ هاي عميق و يا کم عمق در چوب شده و آن را ازو وبينو وميو وبرند.و وبهو وهمينو وجهتو وبرايو وافزايشو ودوام چوب و جلوگيري از بين رفتن آن در اثر اينگونه عوامل چوب را اشباع مي نمايند. -٢عوامل فيزيکي: چوب در حرارت ٣٠٠درجه ي سانتيگراد به حال اشتعال درو وآمدهو ووو وميو وسوزد.و وحفاظتو وچوبو ودرو ومقابلو وآتش سوزي يکي از مسائل مهم مي باشد که بايد به آن توجه کامل نمود. -٣عوامل مکانيکي (فرسايش): چوب در اثر فشار و ضربه و فرسايش صدمه ديده و از بين مي رود.
مواردي که براي اشباع چوب به کار مي رود: به طور عمده مواد زير در اشباع چوب ها به کار برده مي شود: -١کرئوزوت -٢روغن هاي آلي قابل حل در حلل هاي نفتي 24
-٣مواد معدني قابل حل در آب درو وموردو وکرئوزوتو وبايدو وتوجهو وداشتو وکهو ومادهو وايو وسميو واستو وو اثراتي بر روي نسوج دارد .بنابراين بايد از تماس مستقيم آن با بدنو وجلوگيريو وکرد.و ودرو وموقعو ودستو وزدنو وبه وتراورسو وهايو وچوبي اشباع شده با کرئوزوت يا کار با آنها حتما بايد از دستکش استفاده شود. بهو همين ودليلو بودو کهو کارشناسان راه وآهنو درو وايران،و تصميمو به تعويض تراورس هاي چوبي و جايگزيني آنها با تراورس هاي بتوني گرفتند.
تاريخچه ي تراورس بتوني از ديرباز تراورس هاي خطوط راه آهن با توجه به دو اصل اساسي طراحي مي شوند: اصل اول :هزينه نصب ،نگهداري و نوسازي است که معمول ٢٧٪ کل هزينه ي روسازي صرف تراورس مي شود. اصل دوم :تاثير تغييرات ناشي از مشخصات و وضعيت حمل و نقل مي باشد (ازدياد بار محوري ،سرعت و تراکم) زيرا در طراحي مصالح و متعلقات روسازي فقط به ميزان بار محوري – سرعت و 25
ميزان حمل و نقل روز اکتفا نشده و پيش بيني هايي نيز در جهت تامين افزايش بارهاي آتي معمولي مي گردد .بر اساس محاسبات، نوعو وموادو ومتشکلهو ووو وپابندو وموجبو وتغييراتو وزياديو ودرو وساختمان تراورس شده و تا به امروز از تراورس هاي چدني ،فولدي ،چوبي، بتوني و اخيرا پلستيکي هم استفاده شده است. در سال ١٨٧٧شخصي به نام مونير Monierپيشنهاد توليد تراورس بتونيو وراو ودادو ووو واينو وفکرو ودرو وقرنو ١٩وشکلو وگرفتو ووو وکشورهاي اتريش و ايتاليا تعدادي از آن توليد کردند .کشورسوئيس در سال ١٩٠٤و راه آهن سوئد در سال ١٩١٠تراورس بتوني را براي اولين بار به کار بردند. قضاوتو واوليهو ويو وکليهو ويو ومصرفو وکنندگانو وباو وتوجهو وبهو ومقاومت تراورس بتوني مثبت بود و اين نوع تراورس را اقتصادي تشخيص دادند.و وباو وتوجهو وبهو وکمبودو وچوبو ووو وافزايشو وبهايو وتراورسو وچوبي، استفادهو ازو وتراورسو بتونيو ودرو ممالک ومختلفو موردو توجه وخاصي قرار گرفت و در سال ١٩٠٥راه آهن فرانسه در اين باره شروع به مطالعه و بررسي نمود. در بدو مطالعه و بررسي به اين نتيجه رسيدند که بدنه ي تراورس بايد کامل صلب و سفت بوده و اتصال ريل به آن نيز کامل محکم باشد .اين مسئله موجب شد که تراورس يک پارچه انتخاب شود و در نتيجه وزن آن سنگين شده ،جابجايي و نگهداري آن پر خرج مي شود. راهو وآهنو وآلمانو وازو وجملهو وراهو وآهنو وهاييو واستو وکهو وبهو واينو ومسئله اعتقاد داشت و تا کنون هم در شبکه ي خود از تراورس هاي يک پارچه ي بتني استفاده مي کند. در آن زمان تعدادي تراورس بتون آرمه ي يک پارچه و دو تکه با ميله ي رابط مورد آزمايش قرار گرفت و نتيجه ي مايوس کننده اي داشت .چرا که معلوم شد در محاسبات اين تراورس ها فقط بارهاي استاتيک منظور شده است .در حالي که مسئله ي بارهاي
26
ديناميکي را در محاسبات نبايد از نظر دور داشت و بايد به آن توجه ويژه اي داشت. معايب تراورس بتن آرمه ي يک پارچه ،راه آهن فرانسه را بر آن داشت تا سعي بر حل آن بکند و در نتيجه طراحي تراورس دوتکه باو واتصالو وتيرچهو ويو وفلزيو وقابلو وانعطافو وپيشو وآمدو ووو وبعداو وانواع تراورس هاي دو تکه با تيرچه ي فلزي به نام هاي مخترعين آنها، وانيوو ، Vagneuxروژه Rogerو سونويل Sonnvileساخته و به کار گرفته شد. يکي از محاسن برجسته ي تراورس هاي دو تکه امکان مقابله ي آن در برابر نيروهاي حاصل از ناهمواريو هاي بالستو درو وسط تراورس است ،زيرا در مقايسه ثابت شد که تنش هاي حاصله در تراورس هاي يک پارچه ي بتني و دوتکه با تيرچه ي رابط کامل از همديگر متفاوتند. در سال ،١٩٢٧راه آهن ايتاليا تراورس يک پارچه از پنبه ي نسوز و سيمان تهيه کرد و از سال ١٩٣٩با وقوع جنگ جهاني دوم ،امکان توليد تراورس هاي چوبي به علل مختلف اقتصادي ممکن نگرديد و اين امر کشورها را در جهت توسعه ي توليد و استفاده از تراورس هاي بتني سوق داد .در اين زمان فکر توليد قطعات پيش تنيده شکل گرفت و يکي از برجسته ترين مهندسين فرانسوي به نام فرسينه Freyssinetاقدامات عملي را معمول داشت. درو وحقيقتو وکمبودو ووو ونايابو وبودنو وچوبو وموجبو وشدو وراهو وآهنو وهاي آلمان ،فرانسه و انگليس مبادرت به توسعه ي عمليات تهيه و توليد تراورس هاي بتني را جدا دنبال کنند.
توسعه در راه آهن آلمان: در سال هايي که تراورس بتوني مورد استفاده بود ،اول مسئله ي هزينه ي توليد و رقابت آن با تراورس چوبي مطرح بود.
27
فرم اصلي انتخاب شده براي تراورس بتني يک تير مستقيم بتن آرمه بوده و شکل و فرم هاي مختلفي مورد آزمايش قرار گرفت و هدفو واينو وبودو وکهو ومقدارو وفولدو وراو وکمو وکنند،و واماو وموفقيتو ودرو واين مسئله وقتي حاصل شد که تراورس پيش تنيده ساخته شد.
اولينو ونوعو وتراورسو وهايو وپيشو وتنيدهو وبرو واساسو واندازهو وگيريو وهاي حاصله از تاثير بارهاي استاتيک و ديناميک روي تراورس هاي چوبي و فولدي محاسبه شد. آزمايشات متعددي در مورد تراورس هاي يک پارچه ي بتن آرمه، تراورس هاي بتن آرمه ي دو تکه و تراورس هاي بتني پيش تنيده انجام شد ،اما نتايج حاصله از آزمايشات و تجربيات راه آهن آلمان ثابت کرد که تراورس بتن نوع پيش تنيده از هر لحاظ چه فني و چه اقتصادي کامل به صرفه و صلح آن راه آهن بوده و تا به حال هم در مقياس وسيعي مورد مصرف قرار گرفته است.
28
مقايسه ي تراورس چوبي با تراورس بتني /دانشکده ي مهندسي راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ايران ،تهران عکس از متين افکار ،دانشجوي کارشناسي راه آهن ،مهندسي ماشين هاي ريلي
شکل و ادوات پابند اين تراورس ها کامل با هم متفاوتند.
روسازي بالستي يا بدون بالست؟ قطعاتو وووو وومؤلفههايو ووتشكيل دهندهو ووو وسازندهو وروسازيو وراهآهن دارايو وعمرو وسرويسو وحداقلوو 25 29
سال تا چند صد سال هستند .از آنجا كه سرمايهگذاريهاي متصور در اين زمينه بسيار سنگين و قابل ملحظه و تعيينكننده هستند ، مديريت سرمايه روسازي راهآهن 1ونياز به ارائه پيشنهاداتي روشن و شفاف در تصميمگيري در اين خصوص دارد .پيشنهادات مذكور كه در واقع به عنوان ابزار پشتيبان و اساس تصميمگيري بشمار ميآيند ،بايد بر اساس تحليلهاي گسترده و دقيق بنا نهاده شوند و حدالمكان مقتضيات آتي طراحي و پايداري طرح پيشنهادي را مد نظر قرار دهند .با عنايت به موارد مذكور و اهميت كار ،پروژهاي 2 بهو ونامو و“”SMP-Tو ودرو وراهآهنو وآلمانو وجهتو وارائهو وراهكارو وكاوشي تصميمگيري در خصوص انتخاب بين سيستمهاي بالستي و خط با دالو وبرو واساسو ودادههايو ومستندو ووو ودقيقو وموجودو ووو ودردسترسو وو استفاده از سيستمهاي مديريت دانش تعريف و اجرا شده است. گزارشو وادامهو وبرو واساسو ونتايجو ووو ويافتههايو وپروژهو ومذكورو وتاليف گرديدهو واست.و وباو وعنايتو وبهو وضوابطو وكليشهايو ووو وتقريباو ومشابه مرسومو ودرو وايرانو وجهتو وانتخابو ووو وتصميمگيريو ودرو وخصوصو وانواع سيستمهاي بالستي و خطوط با دال بتني در راهآهن ايران ،به نظر ميرسد معرفي يك رويكرد هدفمند در اين زمينه مناسب و ضروريو وباشد.و واميدو واستو ومقالهو وادامهو ودرو وارتقاو ومعيارهاي تصميمگيري در انتخاب بين دو سيستم روسازي راهآهن نام برده ، مفيد استفاده واقع گردد. درو وسالو 2000ودولتو وفدرالو وآلمانو وفرايندو ومديريتو واستراتژيكو و( 3)SMPوراو وتعريفو ونمودو ووو ودرو وخللو وآنو وتماميو وبخشهاو ووو وادارات زيرمجموعه استراتژيهاي عملكردي و تجاري خود را تعريف و بيان نمودند .مديريت مدبرانه روسازي راه آهن به عنوان زير پروژهاي از پروژه استراتژي عملكردي سيستمهاي مهندسي ( ) SMP-Tدر اكتبرو وسالو 2001وبصورتو ويكو وپروژهو ومستقلو وتعريفو وگرديدو ووو ودر سپتامبرو وسالو 2002ونتايجو وپروژهو ومذكورو وموردو وتاييدو وهياتو ومديره بخش وروسازيو ووو وزيربنايي وآلمان)NETZ( 4و وو وتمامي وشركتها وو مؤسسات زير مجموعه قرار گرفت .از اكتبر سال 2002استراتژي 1
-Railway Permanent way asset management -heuristic approach 3 )-SMP (Strategic Management Process 4 )- Deutsche Bahn’s Track Infrastructure (Netz 2
30
سيستمهايو ومهندسيو ودرو وحالو واجراو وبودهو ووو واصلحاتو واجراييو ودر غالب مؤسسات و شركتهاي مربوطه در دست انجام ميباشد. درو وواقعو واستراتژيو ومذكورو وبرايو وسيستمهايو ومهندسيو وسوال هميشگيو و"و چگونوه قادر خواهيوم بود كوه قابليوت اطمينان 5تماموي اجزا و مؤلفههاي سوووويستم را (در اينجووووا آلت ناقله و روسووووازي راهآهن) افزايش دهيم و در عين حال هزينه دوره سرويس 6آنها را
بووه ميزان قابوول ملحظهاي كاهووش دهيووم؟".و وباو وعنايتو وبهو وصورت مسالهو وهمو واكنونو ودوو واهرمو وكليديو وبهو وعنوانو واساسو وسيستمهاي مهندسي مطرح هستند: -1اسنادو وو مداركو ومستندو وو طبقهبنديو شدهو ازو وتمامي سيستمهاي مهندسي بايد در دسترس باشد ، -2روش بديع بر پايه خلقيت و نوآوري همواره مورد نياز ميباشد.
-component reliability -LCC : Life Cycle Cost
31
5 6
يكي از كارهاي مهم انجام شده در خلل پروژه مديريت استراتژيك راهآهنو ومستندسازيو ووو وطبقهبنديو واسنادو ووو ومداركو وسيستمهاي مهندسي مربوط به روسازي و ابنيه فني راهآهن توسط روشها و ضوابط استاندارد ميباشد .در اين مقوله نياز به بررسي و بحث پيرامونو وموضوعو وزيربناييو ووو واساسيوو "تصووميمگيري در مورد اسووتفاده از سوويستمهاي خووط بالسووتي و خووط بووا دال" بووه ذهوون ميرسود .وصورتو ومسالهو ودرو واينو ورابطهو وبصورتو وايجادو وياو وتوسعه روشي ساده جهت تسهيل اظهارنظر و ارائهو وپيشنهادو وشفافو ووو وقاطعو وباو ودر نظرگيريو ومعيارهايو وفنيو ووو وتحليليو ودر خصوصو وتصميمگيريو وبرايو وانتخابو ودو سيستموو ووروسازيوو ووراهآهنوو ووفوقالذكر ميباشد. علوه بر تمهيدات و مقتضيات مهندسي ، معيارهاي تصميمگيري بايد بر اساس ملحظات اقتصادي نيز تنظيم گردند.و وملحظاتو ومذكورو وبهو وصورتو وهزينههايو وطولو وعمرو وتنزيل يافته( 7نقدينگي) مورد ارزيابي قرار ميگيرد .هزينههاي طول عمر مجموعهايو وازو وهزينههايو وسرمايهگذاريو و(جايگزيني)و و،و ونگهداريو وو جريمههاي تحميلي را در بر ميگيرند .8در محاسبات نرخ سود برابر %8و نرخ تورم 9برابر %2مد نظر قرار گرفته است. از ديد مهندسي محض ،هر دو سيستم خط بالستي و خط با دال بتني قادر به برآوردهسازي و ارضاي تمامي نيازها و خواستههاي كاربران تقريبا در تمام حالت هستند .تنها در موارد بسيار حدي و خاص يكي از دو سيستم روسازي خط قابل حذف هستند .عموما معيار تجاري و اقتصادي قضيه به عنوان معيار تعيينكننده مطرح ميشود .در مواردي كه هزينه طول عمر روسازي راهآهن مد نظر قرارو وميگيردو و،و وخطو وبالستيو ودرو وبسياريو وازو ومواردو وگزينهو وارجح ميباشد.و وازو وطرفيو ودرو وحالتو وخاصو وسيستمهايو وبدونو وبالستو وو -Discounted life-cycle cost
7
- 8اين جريمهها معمول به بهرهبردار از خط در موقعي كه آماده بكاري روسازي و خط براي بهرهبرداري به تعويق بيافتد ،بايد پرداخت شوند. - 9هر چند نرخ تورم مورد نظر در ايران بيشتر از عدد فرض شده ميباشد ،اما به علت نسبي بودن ماهيت قضيه ميتوان از نتايج بدست آمده در اين مقاله استفاده نمود .از طرفي فرض نرخ بهره كمتر از مقدار واقعي باعث حصول به نتايج محافظهكارانه و در جهت اطمينان ميشود.
32
خطوط با دال بتني از لحاظ اقتصادي توجيه پذير هستند و بنابراين بايد در فهرست مدارك و سيستمهاي مهندسي حفظ گردند. از لحاظ مالي ،مزاياي نگهداري و آماده بكاري سيستمهاي بدون بالستو ومزيتو وكوچكيو ومحسوبو وميگرددو ووو وهزينهو اوليهو وساخت بسيار بالي مورد نياز در اين سيستمها تنها در خطوط با ترافيك سنگين و قطارهاي پيشرفته توجيه اقتصادي پيدا مينمايد. تنهاو وهنگاميكهو وكلو وسيستمو وروسازيو وبهو وهمراهو وتماميو ومشخصات مهندسي خط دال بتني را مد نظر قرار دهيم ،مقايسه اقتصادي دو سيستم موجه جلوه مينمايد و جذابيتهاي بالقوه اين سيستم مشخص ميگردد .به عنوان مثال پايداري بالتر سيستم روسازي راهآهن داراي خط با دال امكان اجرا و ساخت خط ريلي داراي همخواني بيشتر وبا وضعيتو و وتوپوگرافيو طبيعي وزمين راو فراهم ميآورد .اين خصوصيت امكان كاهش عوارض خاص مهندسي و ابنيهو وفنيو وخصوصاو ودرو ومناطقو وكوهستانيو ووو وسختو وراو وفراهم ميآورد .البته تنها در حالتي كه فاز مسير يابي مسير نهايي مورد تصويبو وقرارو ونگرفتهو وباشدو و،و واينو وخصوصيتو وخطوطو وباو ودالو وبتني قابلو واستفادهو وواقعو وميشود.و وبنابراينو ودرو وموارديو وكهو وتنهاو وهدف جايگزينيو وبالستو وباو ودالو وبتنيو و(برايو ومثالو وبهو وعنوانو وقسمتيو واز عملياتو ونوسازيو وكليو وياو وبازسازيو وروسازي)و وميو وباشدو ووو وطرح هندسيو ووو وخطو وپروژهو وراهآهنو وتغييرو وناپذيرو وباشدو و،و وازو واينو ومزيت بالقوه نام برده خط بدون بالست نيز نميتوان استفاده نمود .به عنوانو ومثاليو وديگرو وميتوانو وازو وخطوطو وباو ودالو ودرو وموارديو وخاص جهتو افزايش سرعت وبدون تغييرو مشخصات هندسي وو افزايش شعاع قوس (ارتقا سرعت) استفاده نمود. نتيجه وكليديو وديگرو ودرو واينو وزمينه وافزايشو وتعدادو وطرحهايو وسيستم خط با دال بتني ميباشد كه بعضا موجب پيچيدگي تصميمگيري از يكسوو ووو وافزايشو وتعدادو وسيستمهايو وقابلو وانتخابو وازو وسويو وديگر ميشود .موارد ذكر شده در خصوص سيستمهاي بدون بالست به معنيو وعدمو وكاراييو وخطوطو وباو ودالو وبتنيو وياو واستفادهو وازو وخطوط بالستي در تمامي شرايط نميباشد .در واقع سيستم استاندارد و بهينهو وروسازيو وراهآهنو وسيستميو وبينو ودوو وسيستمو ومذكورو وراهآهن ميباشد .در اينجا نياز به نوآوري در تصميمگيري ميباشد اما قبل 33
از اين مرحله بايد خصوصيات و عملكردهاي استراتژيك روسازي راهآهن را شناسايي كرده و بصورت معيار ارائه نمود. بمنظور تصميمگيري در خصوص نوع سيستم روسازي خط راه آهن ،و وبايدو وبينو وانواعو وسناريوهايو وساختو ووو واجراو وتمايزو وقائلو وشد.و واين سناريوها عبارت از "خطوط جديد الحداث" " ،ارتقا مشخصات و عملكرد" و "بازسازي خط" هستند .در اولين سناريو خط در دست احداث ميتواند يك خط كامل جديد بوده يا خطوطي در مجاورت خطوط موجود بايد ساخته شوند .سناريوي دوم ساخت ،مربوط به ارتقا عملكرد خطوط موجود ميشود ،كه نهايتا باعث ارتقا يكي از مشخصاتو وفنيو ومسيرو وازو وجملهو وسرعتو و،و وترافيكو ووو وبارو ومحوري ميگردد.و وبالخرهو ودرو وسناريويو وسومو و،و وروسازيو وبهو وانتهايو وعمر سرويس خود ميرسد و بايد مورد بازسازي يا نوسازي كلي قرار گيرد. درو ومقولهو واستراتژيو وسيستمهايو ومهندسيو و،و وششو ورژيمو ومختلف ترافيكيو وبرايو وروسازيو وباو وتوجهو وبهو ونظرياتو وبهرهبردارانو وباريو وو مسافري از خط راهآهن قابل تعريف مي باشد .تمامي رژيمهاي مذكور بر اساس پارامترهاي كليدي فني از جمله سرعت سير ، بارهايو ومحوريو و،و وسنگينيو وترافيكيو ووو وحداقلو وشعاعو وگردشو وقابل طبقهبندي هستند .بايد توجه داشت كه در مرحله انتخاب سيستم روسازيو وتوجهو وبهو وتماميو ورژيمهايو وترافيكيو ومرتبطو وضروري ميباشد و با عنايت به جريه انتخابي جهت بهرهبرداري از خط ، ميتوانو ودرو وخصوصو واينو وگامو وكليديو وازو وتصميمگيريو ودرو وخصوص انتخاب سيستم نهايي خط ،اظهار نظر نمود. يكي ديگر از زمينههاي توسعه در اين پروژه ميتواند كميسازي هزينههاي بالقوه براي بهرهبرداران از روسازي باشد .اما از آنجا كه نتيجهو ونهاييو وتحليلو وبصورتو وگزارشو وسودو ووو وزيان 10وكاربرو ومطرح ميگرددو و،و ولزمو واستو وتاثيراتو وسيستمو وبرو وكاربرو وموردو وارزيابي تفضيليو وقرارو وگيرد.و وپارامترهايو وتاثيرگذارو وبرو وتحليلو وسودو ووو وزيان عبارتند از: -profit and loss
34
10
دياگرامو وحركتو وقطارو و:و ودرو وبرخيو وموارد افزايشو درو وسرعتو باعثو كاهشو آلتو ناقله ريلي مورد نياز و در نتيجه سبك شدن دياگرام حركت قطار ميشود ، هزينههاي و وودورهاي و وونگهداري و ووقطار و وو :و وودر صورتيكه خط در شرايط مناسب و با كيفيت بال نگهداري گردد ،به علت پايين آمدن سطح تنشها و نيروهاي اعمالي به قطار ،هزينههاي دورهاي نگهداري قطار نيز كاهش مييابد ، تاثير بر تقاضا :كاهش زمان سفر و افزايش راحتي سير گاهي باعث افزايش تقاضا براي سفر با راهآهن ميشود. پسو وازو وروشنو وشدنو وفرايندو وسيستماتيكو وتصميمگيريو ووو ومشخص شدن معيارهاي مؤثر در امر انتخاب سيستم كلي روسازي راهآهن بايد اقدام به انتخاب نوع سيستم سازهاي خط نمود .اين موضوع ميتواندو وموضوعو وتحقيقاتو ووو وپروژههايو واستراتژيكو وآتيو وروسازي راهآهن باشد.
35
منابع و مآخذ: 36
•مهندسي راه آهن (تئوري و کاربرد) /پروفيليديس /ترجمه ي دکتر قهرماني •اصول مهندسي راه /ترجمه ي دکتر قهرماني •روسازي راه آهن /تاليف ر .رستمي •اصول مهندسي راه آهن /ژواخيم فيدلر /ترجمه ي دکتر بهبهاني •مجموعه ي مقالت همايش هاي حمل و نقل ريلي /چاپ راه آهن جمهوري اسلمي ايران •اسناد و مدارک موجود در مرکز تحقيقات راه آهن • trackguy.com • http://en.wikipedia.org/wiki/Rail_tracks • http://en.wikipedia.org/wiki/Railroad_tie • http://www.frw.org.ir/fa/saruquz/index.asp • www.vollert.com •ساير منابع اينترنتي
پيوست ها: Slab Track Gaining Momentum
37
More than ever before, slab track installations and experimental tests are taking place throughout Europe and Asia. The incentive is to develop a track structure that will permit high-speed passenger (speeds greater than 110 mph) and heavy-load freight service to operate consistently and smoothly with low maintenance costs. The centuries-old traditional track structure of wood ties and ballast and its successor system of concrete ties are now being challenged by innovative concrete slab track structures laid on grade. These descended from successful slab track installations in tunnels and on structures where little or no maintenance is the desired goal. Indeed, ballastless track is on the horizon. The innovative Bullet Train in Japan clearly demonstrated that traditional track construction resulted in intensive daily maintenance and inspection to provide safe operation. As a consequence, the Japanese RTRI (Railway Technical Research Institute) has experimented for the past thirty years on various slab track configurations. They installed test sections and monitored behavior to understand the distribution of forces on the subgrade, the impact of noise effects, associated construction costs and maintenance needs, as well as construction techniques. Currently Japan produces a host of ballastless designs to apply to variable site conditions. The designs include grout injection on existing lines, precast slabs laid to very accurate standards, and, most recently, a ladder track system that was tested for performance and durability at the Transportation Technology Center facilities at Pueblo, Colorado. In all of these installations and experiments, the overriding goal was to reduce maintenance costs, which in Japan constitute one-third of the operating budget of the line. All new high-speed lines in Japan are built on slab track support systems. A very important effort is being made within Europe to integrate its railroad systems. Projects include the new generation European high-speed train programs of the German and French National Railways. German Railways, when designing permanent way, considers installing slab track as an alternative to traditional ballasted track. Because 80% to 90% of track maintenance is attributed to conventional track supported by ballast, they use simulation models including life cycle forecasting to comparatively predict the behavior of each system. The new HSL-Zuid high-speed rail connection between Amsterdam and the Belgian border will likely be built on an all slab track system situated on piles, due to the high permeability of the in-situ soils. Elsewhere there are projects under construction using highly accurate slip-form pavers to produce slab track that meets the tight 38
tolerances required for high-speed rail. Track fastening systems have undergone change to adapt to the resiliency needs of slab track. Highly elastic pads and load pressure distribution plates are used to simulate the elasticity of the ballast bed. In some cases, the traditional fastening system is abandoned in favor of utilizing an embedded rail system. Here, the rail is continuously embedded in a channel cast within the concrete base slab. None of the traditional track fastening hardware is needed, as the rail is secured by a resilient, long-life elastomer. In all of these endeavors, the primary goal is to reduce the maintenance costs of the roadbed. Within the U.S., slab track has the potential to be the right application for the high-speed rail initiative of the Federal Government where both passenger service and heavy haul freight are characteristic of shared corridors. Lessons from our global neighbors show that an up-front premium investment of 30% could yield a payback within five to twelve years depending on the traffic and gross tonnage carried. More important is the likelihood that initial cost will spiral downward as the construction industry adapts to technical innovations in design and construction equipment. Existing freight railroads are becoming increasingly burdened by maintenance that results from the use of heavier cars and fast delivery, which translates to higher operating speeds and higher costs. In testimony before the United States Senate Committee on Commerce, Science, and Transportation, it was stated that an annual budget approaching $8 billion is needed to maintain the 168,000-mile Class 1 railroad system in the U.S., excluding measures to increase capacity. Within the U.S. there are few slab track applications. Some light rail systems in city centers are founded on concrete slab track. In some cases they need to sustain loading from heavy trucks and buses. The true benefit of a concrete slab track system, however, is a promise to endure the heavy axle loading of freight traffic while offering a smooth ride for high-speed rail passengers. Notable slab track installations in North America include segments of the Canadian Pacific Railroad at Rodgers Pass and a 1.3-mile track section on the commuter/freight line on the Long Island Railroad at Massapequa, New York. References: 1. Longi, M. S., Concrete Slab Track on the Long Island Railroad, American Concrete Institute, Concrete in Transportation SP-93, 1986, pp. 405–432.
39
2. Tayabji, S., Construction Technologies Laboratories, Inc., Concrete Slab Track for Freight and High-Speed Service Applications, A Survey of Practice, Portland Cement Association, December 2000. 3. Hanna, A. N., Technical and Economic Feasibility Study of At-Grade Concrete Slab Track for Urban Rail Transit Systems, U.S. Department of Transportation, Report No. UMTA-MA-06-0100-81-4, August 1981. 4. Bilow, D. N., and Randich, G.M., Slab Track for the Next 100 Years, Portland Cement Association, December 2000. 5. Bilow, D. N., and Kucera, W. P., Portland Cement Association, “Slab Track for Shared High-Speed Rail and Freight Corridors,” submitted to the A.S.C.E. Journal of Transportation Systems for future publication, July 2001. 6. Manual for Railway Engineering, Chapter 8, Subpart 27, American Railway Engineering and Maintenance of Way Association, Landover, Maryland, 1999.
40