آنالیز دینامیکی پل‌های راه‌آهن تحت اثر عبور قطار سریع‌السیر با در نظر گرفتن اندرکنش پل و قطار

Abstract

با توجه به اهمیت ارزیابی رفتار اندرکنش قطارهای سریع‌السیر هنگام عبور از پل‌ها، در این مقاله سعی شده است تا با بررسی دقیق مدارک فنی و تجربیات پیشین، روش‌های کاربردی و جدید، برای بررسی پاسخ دینامیکی پل‌های راه‌آهن تحت اثر حرکت قطار سریع‌السیر مورد استفاده قرار گیرد. در نظر گرفتن یک مدل رفتاری کامل سه‌بعدی از مجموعه عوامل مؤثر (قطار، ریل و سازه پل) در تحلیل دینامیکی مجموعه توسط نرم‌افزار ANSYS با در نظر گرفتن اثر اندرکنش موجود بین دو مجموعه سازه پل و قطار و ارزیابی نتایج در قالب متغیرهای مؤثر اصلی و مقایسه آنها با روش نتایج حاصل از روش‌های متعارف، از جمله ویژگی‌های این پژوهش به شمار می‌رود. برای بررسی این موارد از نتایج تحلیل سه پل بتنی با طول دهانه متفاوت و مدلسازی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود در حالت سه‌بعدی با جزئیات کامل و تحت اثر حرکت قطار سریع‌السیر در سرعت‌های مختلف، استفاده شده است. ارزیابی وقوع پدیده تشدید (رزونانس) بین سازه پل و سیستم قطار سریع عبوری از موارد پراهمیت در طراحی ایمن این خطوط به شمار می‌رود که در بخشی از این پژوهش مورد توجه واقع شده است و بنابراین بر اساس نتایج حاصل باید در تشخیص سرعت‌های بحرانی و فرکانس تحریک قطار، دقت لازم انجام شود، به گونه‌ای که از انطباق فرکانس ارتعاشی سازه پل با فرکانس تحریک قطار اجتناب شود. در ضمن در نظر گرفتن نیروهای تماسی و اثر اندرکنش بین قطار و سازه پل برای پل‌های با دهانه کوتاه، سبب کاهش پاسخ‌های دینامیکی (تغییر مکان وسط دهانه پل) می‌شود که دلیل آن لحاظ شدن اتلاف انرژی تماسی و کاهش اثر ضربات به دلیل پیش‌بینی فنرها و میراگرهای سیستم تعلیق در مدل در نظر گرفته شده است.