راه آهن چیست ؟

 

راه آهن در واقع ابنیه مهندسی شده ای است که از دو ریل فلزی موازی تشکیل شده و بر روی آن مجموعه ی واگن ها توسط یک کشنده یا بصورت خود کشش به حرکت در می آیند. جان آرمسترانگ در کتاب خود راه آهن را به شرح زیر تعریف می نماید:

" راه آهن از دو ریل فولادی با فاصله عرضی ثابت تشکیل شده است که بر روی بستر مسیر احداث می گردد. آلات ناقله توسط بانداژ چرخ های فولادی  خود بر روی ریل ها حرکت نموده و هدایت می شوند. مجموعه   چرخ ها با اتصال به قطار و نوعی کشنده، شیوه ای از حمل و نقل زمینی را ایجاد می نمایند که به آن راه آهن اطلاق می شود."

44 سال پیش تر از ایجاد اولین خط آهن در آمریکا، یعنی در 27 اکتبر سال 1825، لکوموتیوهای بخار جرج استیونسن در خط راه آهن بین شهری Stockton و Darlington انگلستان مورد بهره برداری قرار گرفت. این لکوموتیو به عنوان اولین کشنده ی بخار در راه آهن، قادر بود تا 90 تن بار، شامل 36 واگن مسافری ( با بیش از 500 مسافر) و چند واگن باری را با سرعت پیوسته ی 12 مایل در ساعت به حرکت درآورد. این پیشرفت نتیجه چند دهه تخیل، توسعه، مهندسی و تجربه بود.

کتابهای در حال انتشار پویش صنعت

این شرکت اقدام به ترجمه و انتشار چندین کتاب و استاندارد به قرار زیر نموده است:

• کتاب " رقابت در بازار حمل و نقل ریلی اروپا" نوشته شده توسط اتحادیه اروپا. ترجمه توسط پویش صنعت. .علاقمندان به بررسی بازار حمل و نقل در اروپا جهت کسب اطلاعات مفید می توانند از این کتاب استفاده نمایند. این کتاب از دی ماه سال ۱۳۸۷ در بازار قابل تهیه می باشد.
• کتاب " اصلاحات راه آهن اروپایی و ارزیابی پیشرفتها" . ترجمه توسط پویش صنعت. علاقمندان به بررسی و مطالعه روشها به کار رفته در اروپا و آگاهی از میزان پیشرفت راه آهن اروپا می توانند از این کتاب که از دی ماه ۱۳۸۷ به بازار می آید استفاده نمایند. 
• کتاب " استاندارد راه آهن ایالات متحده آمریکا (بخش ۱۶) ". ترجمه توسط پویش صنعت. این کتاب جهت بررسی های فنی راه آهن مفید می باشد. ظرف یک ماه آنده علاقمندان می توانند این کتاب را از بازار تهیه نمایند.
• کتاب" مقدمه ای بر طراحی ایستگاههای راه آّهن" منتشر شد. نویسنده جناب مهندس خسرو آذری. این کتاب اولین مجموعه کامل و بسیار قوی مناسب برای تدریس در دروس دانشگاهی رشته های مهندسی راه آهن و رشته های مرتبط  و همچنین راهنمایی برای فعالان در راه آهن و... می باشد.

از اجزای روسازی

پابند

این ادوات واسطه های دو بار ارتجاعی بین ریل و تراورس را تشکیل می دهند. یعنی در برابر حرکات نسبی در جهت قائم چه به طرف بالا و چه به طرف پایین مقاومت می کنند. اجزای تشکیل دهنده آنها طوری هستند که افزایش نیرو بتواند به صورت تابعی از تغییر مکان قائم تنظیم شود و به میزان معینی نگاه داشته شود که در ریلهای طویل بسیار مهم است.

مطالبی در مورد تراورس

چگالی تراورسها

عبارتست از تعداد تراورسها در طول هر ریل و به صورت n+x تعریف می گردد که در آن، n ، طول ریل بر حسب متر و x ، عددی است که بر مبنای عوامل ذکر شده فوق تعیین می گردد. مثلا؛ تعداد تراورسها در هر ریل، در هند از n+3 تا n+6 (برای خطوط اصلی) و در آمریکا از n+9 تا n+11 (به دلیل استفاده از بارهای محوری فوق سنگین) متغیر است. در بریتانیا این تعداد n+4 می­باشد.

عوامل موثر در فاصله بین تراورس ها

 

فاصله بین تراورس ها

به عوامل زیر وابسته است:

·        نوع، طول و مقطع ریلها

·        نوع و طراحی تراورس

·        نوع و عمق بالاست

·        توانایی تحمل زیر سازی

·        بار محوری، حجم و سرعت ترافیک

·        شرایط هندسی مسیر

·        نحوه تعمیرات خط و ماشین آلات مورد استفاده

مطالبی در مورد تراورس

فاصله بین تراورسها

فاصله بین دو تراورس مجاور، در تعیین طول عمر ریل بسیار تاثیرگذار است. فاصله محور به محور دو تراورس باید طوری انتخاب شود که اولاً خط پایداری کافی در برابر نیروهای طولی و عرضی داشته و ثانیاً نیروهای داخلی ایجاد شده در ریل کمتر از مقاومت مجاز آن باشد. همچنین فاصله تراورسها باید به گونه ای باشد که فشار ناشی از عبور چرخ در سطح تماس مشترک تراورس و بالاست در فاصله مشخص بین محور تا محور تراورس، در محدوده قابل قبول قرار داشته باشد. هر چه فاصله تراورسها نزدیک تر باشد، توزیع بار بهتر صورت گرفته و تنشهای به وجود آمده کمتر خواهد بود، اما همچنانکه فاصله تراورسها کم می شود تعمیر و نگهداری خط سخت تر می گردد (کاهش فاصله بین تراورس ها از میزان مشخصی که از معیارهای نگهداری و زیر کوبی بالاست تعیین می شود، امکان پذیر نمی باشد)، بنابراین باید یک حالت میانه بین دو وضعیت بر شمرده اتخاذ گردد. در صورت افزایش فاصله بین آنها ، تغییر مکانهای ثانویه ریل بین تراورس ها پدید آمده و پدیده تشدید در واگن های متحرک را باعث می گردد. این فاصله نباید کمتر از 50 سانتی متر و بیشتر از 70 سانتی متر انتخاب شود. حداکثر رواداری مجاز فاصله دو تراورس 25 میلیمتر است. مقدار بهینه آن برای خطوط با عرض و ریل استاندارد، 60 سانتی متر می باشد که در صورت ناپایداری بستر و یا شعاع انحنا کوچکتر، می تواند تا 55 سانتی متر کاهش یابد. در خطوط با بار محوری کمتر این فاصله می تواند تا 75 سانتی متر نیز افزایش یابد.

مطالبی در مورد تراورس

تراورس قوس ها

حداقل شعاع برای مسیرهایی که به صورت سراسری جوشکاری شده اند به نوع تراورس و ریلهای مصرفی و مقطع عرضی بستر بستگی دارد. برای مقطع استاندارد و ریلهای UIC-60 خواهیم داشت:

نوع تراورس	حداقل شعاع (m)
فلزی	230
بتونی	290
چوبی	460

انواع تراورس

تراورس زیر سوزن

تراورسهای سوزن به دلیل داشتن طولهای متفاوت، به صورت تراورسهای ویژه طراحی و ساخته می شوند. سوزنها فقط در روی تراورسهای فولادی و یا چوبی کار گذاشته می شوند. از تراورسهای بتونی به دلیل هزینه بالای ساخت و نصب آن برای سوزن استفاده نمی شود. تراورسها در سوزن تا نقطه شروع ریل هادی، عمود بر محور خط قرار گرفته و از آن نقطه به بعد در امتداد شعاعهای قوس انشعاب قرار می گیرند. به طور معمول، تراورسهای سوزن در آغاز سوزن با طولی برابر 2.5 متر، شروع و در انتهای سوزن (تراورسهای سراسری) طولی تا حدود 4.7 متر را دارا می باشند. فاصله بین تراورسها در سوزنهای UIC-60 در حدود 58 تا 62 سانتی متر می باشد.

مزایا و معایب یکی از انواع تراورس

تراورسهای بتونی

مزایا: این تراورسها از پوسیدگی طبیعی و حمله حشرات، مصون می باشند و تحت تاثیر رطوبت، فعل و انفعالات شیمیایی بالاست و نمک بستر بالاست قرار نمی گیرد. همچنین این تراورسها مشکلی برای مدار خط به وجود نمی آورد. وزن سنگین این تراورسها و متعاقب آن، ثبات بیشتر خط، فواصل طولانی تر جوشکاریها و مقاومت بیشتر در مقابل افزایش دما، سبب کمینه شدن اعمال نگهداری اتصالات می گردد.

معایب: وزن تراورسهای بتونی، 2.5 تا 3 برابر تراورسهای چوبی است، لذا مستلزم تجهیزات مکانیکی ای برای جابجایی آن می باشد. حساسیت این تراورسها در برابر ضربات ناگهانی زیاد است لذه ممکن است منجر به خرد شدن آن گردد. تنشهای بالاست و بارهای دینامیکی حاصل از بکارگیری این تراورسها، تقریبا 25 در صد بیشتر از نوع چوبی می باشد.

مزایا و معایب یکی از انواع تراورس

تراورسهای فلزی:

استفاده از این تراورسها به دلیل مشکلاتی همچون عایق کاری و هزینه های سنگین آن بسیار محدود می باشد.  

مزایا: تراورسهای فلزی از لحاظ استحکام و دوام یکسان می باشند، از این رو برای تراورسهای فلزی، نوسازی ها بصورت تناوبی (دوره ای) صورت می پذیرد. از دیگر مزایای آن دقت ابعادی بالای آن می باشد.

معایب: در مقایسه با سایر انواع تراورسها، این تراورسها به بالاست بیشتری نیاز دارند. از طرفی دیگر، فلز در معرض زنگ زدن قرار می گیرد و نیز رسانای مناسبی برای الکتریسیته است، لذا در مدار خط تداخل ایجاد می نماید. این تراورسها (به دلیل سر و صدای زیاد) صرفا در خطوطی با سرعت پایینتر km/h 140 می توانند مورد استفاده قرار می گیرند.