1
درس مهندسی راه آهن
2
مزایای حمل و نقل ریلی
مصرف انرژی کمتر
حمل و نقل انبوه
ایمنی بالاتر
حفظ محیط زیست
هزینه مناسب
3
4
تاریخچه راه آهن
در قرن هفدهم و هجدهم حرکت واگنها بوسیله اسب روی مسیرهای سنگفرش شده یا الوارهای چوبی بود.
5
بعد از انقلاب صنعتی از چدن یا آهن معمولی برای ریلها استفاده شد که دوام بیشتر و توان حمل بار بیشتری داشتند.
با بکارگیری لکوموتیوهای بخار در اوایل قرن نوزدهم، ریلهای آهنی و فولادی توسعه یافتند.
6
راه آهن در ایران
پیشینه احداث و بهره برداری موفق اولین راه آهن در ایران به سال ۱۸۸۶ میلادی با احداث خط راه آهن محمودآباد (سواحل جنوبی دریای مازندران) به آمل برمی گردد.
در سال ۱۸۸۸ (میلادی) و ۱۲۶۱ شمسی خط تراموایی بین تهران و شاه عبدالعظیم به طول ۸۷۰۰ متر کشیده شد. عرض این راه آهن یک متر بود و به وسیله مسیو بواتال فرانسوی اجرا شد و بعدها به یک بلژیکی واگذار شد.
در ۹ نوامبر ۱۸۹۰ ناصرالدین شاه قاجار پیمان نامه ای با روسیه تزاری امضا کرد که ایران را از ساخت راه آهن تا ده سال باز می داشت. این محدودیت در دسامبر ۱۸۹۹ برابر با شروط وام ۶۰٬۰۰۰٬۰۰۰ فرانکی روسیه با دست خط مظفرالدین شاه برای ده سال دیگر تمدید شد.
مسیر راه آهنی نیز از بندر انزلی و پیره بازار به رشت وجود داشته که بعدها جمع آوری شده است. تنها بازمانده این مسیر یک لوکوموتیو بخار است که بر روی آخرین قطعه چندمتری ریل، هنوز در داخل محوطه سازمان بنادر انزلی خودنمایی می کند و تاریخ ۱۸۴۸ را بر روی خود دارد. ۱۲ کیلومتر ازین مسیر تا اواسط دوره رضا شاه همچنان مورد استفاده بوده است. پس اولین و قدیمی ترین راه آهن همان مسیر بندر انزلی به پیر بازار و رشت است.
7
ایستگاه قطار
تعریف ایستگاه:
از نظر ترافیکی
از نظر فنی
از نظر بهره برداری
بطور کلی: محوطه ای است که مجموعه ای از خطوط، سوزنهای بهم پیوسته و ساختمانهای اداری و سکوهای بار و مسافر و تجهیزات تخلیه و بارگیری و همچنین سرویس ناوگان در آن قرار دارد.
8
1-ایستگاه تشکیلاتی : ایستگاهی است که بنا به تناسب جمعیت و موقعیت صنعتی و اقتصادی منطقه حتی الامکان در مجاورت شهرها احداث گردیده که برای تنظیم و تشکیل قطارها دارای دسته مانور مستقل بوده و مجموعه ای از فعالیتهای دپو ، پست بازدید و سایر تاسیسات فنی راه آهن در آن انجام می پذیرد .
1-1 ایستگاه درجه 1 : به ایستگاه تشکیلاتی اتلاق میشود که به دلیل موقعیت محلی و همجواری با شهرها و سازمانهای دولتی و بخشهای خصوصی تجاری و صنعتی با حجم فعالیت وسیع ، محل تشکیل و تنظیم و تغییر سازمان قطارها و دارای تاسیسات فنی و اداری از قبیل دپو ، کارخانجات تعمیر پست بازدید فعال تعمیراتی و مجموعه خطوط اداری و صنعتی منشعب از آن بمنظور ارائه خدمات بازرگانی و حمل و نقلی به موسسات مزبور میباشد .
2-1 – ایستگاه درجه 2 : ایستگاهی است که در جوار مناطق صنعتی و تجاری بنا به مقتضیات و براساس تصمیمات راه آهن احداث گردیده و میتوان به قبول و اعزام و یا سبقت و تلاقی قطارها ، عملیات مانور ، تخلیه و بارگیری وسوار و پیاده شدن مسافر از آن بهره گرفت .
3-1- ایستگاه درجه3 : ایستگاهی است که اساسا بمنظور بالا بردن ظرفیت ترافیکی ، قبول ، اعزام ، سبقت و تلاقی قطارها احداث گردیده و در صورت ضرورت جهت عملیات مانور ، تخلیه و بارگیری وسوار و پیاده شدن مسافر نیز میتوان از آن بهره برداری نمود .
2- ایستگاه باز :
ایستگاهی است که در آن عملیات قبول ، اعزام ، سبقت و تلاقی قطارها و سایر وسایط نقلیه راه آهن صورت می پذیرد .
3- ایستگاه بسته :
ایستگاهی است که بنا به مقتضیات و دستور راه آهن ، موقتاً سوزنها و علائم آن برچیده شده و قطارها در آن توقف نمی نمایند .
4- ایستگاه باز بین المللی :
ایستگاهی است که در چارچوب تعرفه TEA ( تعرفه آسیا – اروپا ) میتوان از آن ایستگاه و یا به مقصد آن ایستگاه بارنامه بین المللی صادر نمود .
5-ایستکاه گار :
گار در واقع واژه فرنگی به معنای ایستگاه میباشد که دارای تمام خصوصیات ایستگاه درجه 1 از لحاظ خطوط و تجهیزات بوده ، لیکن بجهت موقعیت خاص مکانی از لحاظ اجتماعی و فعالیتهای بازرگانی و حمل و نقلی و نیز از جهت امور مربوط به برنامه ریزی و سازماندهی قطارها و امور ترافیکی در راه آهن بدان ایستگاه گار اتلاق میشود . بعبارتی دیگر و در تعریف منطقی هر ایستگاه.گار ، ایستگاه درجه 1 نیز میباشد ولی به هر ایستگاه درجه 1 ، گار اتلاق نمیگردد
9
طراحی ایستگاه قطار
نکاتی که در طراحی ایستگاه باید به آن توجه کرد:
آسایش مسافران
دسترسی آسان
ایمنی
تطابق با تعداد مسافرین و حجم تقاضا
10
آسایش مسافران
1- استفاده از پله برقی ها و آسانسورها
2- استفاده از سیستم های گرمایشی سرمایشی مناسب
3- تهویه مناسب و …
11
ایمنی
در بازرسی راه آهن بریتانیا مدیران بهداشتی و ایمنی و گروه های آتش نشانی نقش مهمی در تولید و اعمال شرایط ایمنی دارند که بر طراحی ایستگاه ها تاثیر می گذارد.
12
تطابق با تعداد مسافرین و حجم تقاضا
مفهوم سرعت و جریان
مهمترین مفهومی که ظرفیت طراحی ایستگاهها را اصل قرار می دهد، رابطه بین سرعت و جریان عابران پیاده است
جالب است توجه داشته باشیم که اوج جریان در جائی روی می دهد که سرعت های پیاده روی تقریباً به 50 درصد از موارد قابل دستیابی طبق شرایط بدون مانع کاهش می یابد.
13
توجه به زمان
ملاحظات زمانی بسیاری از جنبه های عملیات اثر بخشی ایستگاه را تعیین می کند و برای مسافر و اپراتور به یک اندازه مفید است که از موارد زیر فواید آن ایجاد می شوند.
– طرح ایستگاه باید جریان ازاد مسافران به داخل را ارتقاء بخشند. تهیه فضای کافی سرعتهای پیاده روی را افزایش خواهد دادو از تراکم می کاهد.
– سطوحی که مسافران ممکن است از طریق نیازخاص یا شک و تردید متوقف شوند یا تاخیر کنند باید شناسائی شوند و فضائی فراهم شد تا مسافران دیگر تاخیرنداشته باشند.
نقاطی که در ایستگاه بویژه به افزایش سریع تراکم حساس هستند، سکوها، پاگرد پله ها ، پله برقی ها و سالن های تهیه بلیط هستند.
14
شرایط ظرفیت
توصیه شده است که حدود زیر باید برای نواحی ایستگاه برای سطوح تقاضا طبق اوج شرایط نرمال بکار برده شوند سکوها . سالن های بلیط و محلهای اجتماعات :
0/8 متر مربع باری هر شخص (نفر)
مسیرهای رفت و آمد
– تک مسیر : 5 نفر در هر دقیقه بر متر پهنا
– دوسویه : 4 نفر در هر دقیقه بر متر پهنا
پلکان های ثابت :
– یک سویه : 35 نفر در هر دقیقه بر متر پهنا
-دو سویه : 28 نفر در هر دقیقه بر متر پهنا
ظرفیت ورودیها و خروجیها به سطح خیابان باید از دستورالعملهای بالا پیروی کنند.
15
نیازهای مسافرین
نیازهای مسافرین می تواند در سه منطقه کلیدی دیده شود:
منطقه دسترسی (Zone1)
منطقه تسهیلات (Zone2)
منطقه سکو (Zone3)
16
Zone 1
دروازه ای است بین ایستگاه و محیط اطراف آن. مهمترین نکته در این قسمت عبارتست از فراهم ساختن حرکات آزاد مسافرین و بدون ممانعت به یا از مسیرهای خروجی یا سایر مدهای حرکت.
17
دسترسی با توجه به پارامترهای مختلف طراحی و تعیین اندازه های مسیرهای عبور و مرور پله کان ها و پله برقی ها امکان پذیر است در حالیکه در عمل ناکارامدی هایی در کاربرد انها وجود دارد که شامل مواردزیرمیباشد… – اثرات حاشیه (کناره)؛ مسافران تمایل دارند از پهنای کامل موجود استفاده نکنند. افراد تمایل دارند فاصله حداقل 0/5متری را از کنار دیوار نگه دارند. بنابراین پهناهای مسیر عبور و مرور بدست آمده از جریانات باید برای اثرات کناره ای اضافه شوند. همانطور که برای سکوها این گونه است .
18
– نقاط تصمیم گیری و تردید : همچنین ملاحظه شده است که مسافران غالباً هنگام انتقال بین یک عنصر ایستگاه و عنصر بعدی توقف می کنند یا تردید دارند در حالیکه آنها تصمیم می گیرند بعدا چه کاری انجام دهند. این تردید ممکن است مسافران دیگر پشت سر آنها را به تاخیر بیندازد. یک 0.3 متر پهنای اضافی باید در مسیرهای عبور و مرور فراهم شود .در هیچ موردی نباید ، هیچ مسیری باریکتر از 2.0 متر شود. بسیار مطلوب است که ارتفاع سقف در مسیرهای رفت و آمد تا جای ممکن زیاد باشد اما عموماً نباید کمتر از3 متر باشد. جائیکه آن قابل دستیابی نیست ، حداقل مطلق 2.4 متر ممکن است مجاز است.
19
دسترسی برای مسافران معلول و دارای ناتوان حرکتی
در سالهای اخیر ، اپراتورهای راه آهن تدارکات و وسایل خاصی را برای مسافران معلول بویژه افراد ویلچری فراهم ساخته اند. آنها همچنین به کسانی که معلول نیستند اما به علت پیری یا داشتن بچه کوچک یا چمدان سنگین نمی توانند زیاد جابجا شوند، توجه داشته اند.
تغییرات ساده برای درها از دستگیره تا اهرم ، نیز می تواند در جائیکه مسافران ممکن است در باز کردن درهای اتاقها و اطاقک ها مشکلاتی داشته باشند، مفید باشد.
این گروه شامل افراد تقریبا نابینا ، پیر ، مادران دارای فرزند کوچک و خریدارها یا توریست های دارای بارزیاد می باشند.
20
Zone 2
اطلاع رسانی به مسافرین، خدمات و تسهیلات به مسافرین، توزیع و استقرار مسافرین از جمله نیازهایی است که در این قسمت دیده می شود.
تسهیلات کلیدی مانند اطلاعات سفر، فضاهای انتظار، سرویسهای بهداشتی، انبار وسایل مسافرین، کافه ها و رستورانها باید یک دسته بندی منطقی و به سایر مناطق مجاور دید داشته باشند.
21
پله ها ، پله برقی ها و آسانسورها
0.5m-3.0m متر – پله کان ثابت (حداقل 3 خیز پله )
3.0m-5.0 – معمولا پلکان ثابت ، اما پله برقی در صورتی که بتوان هزینه را تعدیل کرد.
بالای 5.0 متر معمولا پله برقی به جز ایستگاههای حومه شهری خارجی ممکن است دارای پله های ثابت با ارتفاع بیشتر از 6m با دو پاگرد نیمه باشند.
پارامترهای جریان مسافر برای گردش عمودی باید بصورت زیر در نظر گرفته شوند.
– 100نفر در هر دقیقه برای پله برقی های دارای یک متر پهنا
-35 نفر در هر دقیقه برای پله های یک طرفه برای هر متر پهنا
– 28 نفر در هر دقیقه برای پله های دو سویه در هر متر پهنا
پله ها و پله برقی ها باید به طور کلی دارای طرح باز با ارتفاع هوائی حداقل سه متر باشند.
22
سالن های بلیط فروشی
همه سالن های بلیط احتمالاً نیازمند فضا و امکاناتی به دلایل زیر بصورت حداقل می باشند.
– فروش و جمع آوری بلیط
– گردهمائی ، احوالپرسی و انتظار
– اطلاعات سفر
– خرده فروشی و فروش
-مدیریت ایستگاه
– دسترسی مطمئن به فضاهای کنترل و هماهنگی کارکنان
23
برخی نیز ممکن است نیازمند تهیه موارد زیر باشد .
– توالت ها
– تلفن های عمومی
– چرخ دستی ها
– کارگران حمل و نگهداری چمدانها
– هماهنگی پلیس
در تعیین اندازه سالن ، اطلاعات اساسی زیر باید تعیین شوند .
– تعداد پیش بینی شده ای که در هر فعالیت شرکت دارند.
– الگوی جابجائی احتمالی آنها
– مدت زمان فعالیت
– تعیین زمان فعالیتها نسبت به یکدیگر
– شناسائی اوج تقاضاها
24
لازم است که برای هر فعالیت به روشی فضائی فراهم شود که فعالیتهای همزمان یکدیگر را بتاخیر نیندازند. برای مثال ، یک ویژگی ضعیف از بسیاری از ایستگاههای موجود این است که ردیف های مسافران که بلیط ها را خریداری می کنند در طول موانع بلیط توسعه می یابد . بنابراین دسترسی به ورودی و خروجی نگهدارنده های بلیط ایستگاه به تاخیر می افتد آن نه تنها منبع تاخیر و عصبانیت مسافران است بلکه همچنین احتمالاً می تواند برای مسافرانی که از پله برقی های متراکم خارج می شوند خطرناک باشد. ورودیهای خودکار کنترل کننده بلیط باید مشخص شوند تا توان عملیاتی حداقل 25 نفر در دقیقه را ممکن سازند و برای احتیاط فرض می شود که 10 درصد از ورودیها خارج از سرویس باشند. محاسبه باید براساس جریانات 5 دقیقه ای بعلاوه 20 مسافر باشند.
25
Zone 3
در این منطقه مسافرین به وسایل سفر دسترسی دارند و باید به خوبی اطلاع رسانی شوند. گاهی سکوها بعنوان فضای انتظار هم استفاده می شوند.
26
سکوهای ایستگاه بخش مهمی از زیر ساختار هر سیستم راه آهن هستند و طرح مناسبی می تواند به عملیات خوب کمک کند.
نقص فراهم آوردن فضای کافی بر روی سکو ممکن است به این مفهوم باشد که مسافرانی که منتظر سوار شدن به قطار هستند قادر نخواهند بود برای کسانی که از قطار پیاده می شوند در کناری بایستند.
سکوها باید تا جای ممکن مستقیم و صاف باشند تا کارکنان بتوانند طول کاملی از شرایط تراکم و جمعیت را ملاحظه کنند.
فاصله بین سکو و قطار نباید متجاوز از 150 میلی متر بصورت جانبی باشد.
27
پهنای سکوها باید به دقت برای هر سیستم در نظر گرفته شوداحتمال سنگین ترین بارگیری قطارها ، فرکانس آنها ، تعداد مسافران احتمالی که پیاده می شوند و تعداد نقاط خروجی در امتداد طول سکو را در نظر بگیرید. حداقل مطلق پهنای هر سکو باید به کمتر از 2 متر محدود نشود. آن فقط باید در ایستگاههای کوچک و در پایانه های سکو و یا برای طولهای بسیار محدود دور از خروجی ها یا ورودیهای مسافر پذیرفته شود.
28
29
چارچوب و زمینه های طراحی
قابلیت استفاده
بهره وری و عملکرد
کیفیت
ارزش و هزینه
30
قابلیت استفاده (Usability)
قابلیت استفاده یک ایستگاه شامل فاکتورهایی است که در صورت تامین هرچه بهتر، ایستگاه را مناسب تر می سازد:
حرکت
قابلیت دسترسی
مسیریابی و اطلاع رسانی
راحتی و جذابیت
31
بهره وری و عملکرد ایستگاه (Operability)
در چهار زمینه دیده می شود:
عملکرد ایستگاه
مدیریت و نگهداری
ایمنی
امنیت
32
عملکردهای ایستگاه عبارتند از:
تامین فضای کافی برای تمام فعالیتها
تامین خدمات موثر
تامین تسهیلات برای کارکنان
تامین پیوستگی بین مدهای مختلف حرکت
33
مدیریت و نگهداری تاثیر مستقیم در کیفیت ایستگاه داشته و عمر ایستگاه را افزایش می دهد.
ایمنی شامل تامین راه ها و فضاهای مناسب برای روز و شب، راههای اضطراری مناسب، روشنایی اضطراری، تجهیزات مقابله با آتش سوزی، طرح های تخلیه و … می شود.
امنیت شامل ارزیابی رفتار خطرآفرین مسافرین، روشهای کاهش جرم، استفاده از دستگاههای نظارتی و … می شود.
34
کیفیت (Quality)
ترکیبی از عملکرد، دسترسی و کارایی تمام قسمتهاست. یک ایستگاه به لحاظ کیفیتی می بایست با محیط اطراف خود پیوستگی داشته باشد. دارای محیطهای مناسب به لحاظ اندازه، موقعیت و تراکم کافی و مصالح با کیفیت مناسب باشد.
یک ایستگاه باید طرحی مناسب داشته باشد که در مسافرین احساس مثبت ایجاد کند.
35
ارزش و هزینه (Value)
بسیار مهم است که ایستگاه به لحاظ طرح، سازه ها و نمای کلی ایستگاه به لحاظ اجتماعی، اقتصادی و محیطی با ارزش بوده و احساس غرور مدنی را القا کند. در این قسمت باید هزینه های کلی عمر ایستگاه، اثرات مثبت اقتصادی، اجتماعی و محیطی دیده شود.
36
روسازی راه آهن
بستر
زیر اساس
بالاست (زیر بالاست)
تراورس (sleeper)
ریل
پابندها و صفحات اتصال
37
روسازی : بدنه اصلی خط آهن است که وظیفه تحمل ، انتقال و توزیع بار وارده از چرخهای ناوگان به بستر ( زیرسازی ) را بر عهده دارد. روسازی متداول خط آهن از دو ریل ممتد و موازی ، تراورسهای عمود بر ریل ، لایه بالاست و زیر بالاست ، ادوات اتصال و عایق بندی آنها تشکیل می شود. بستر خط آهن : بالاترین سطح زیرسازی است که روسازی راه آهن بر روی آن قرار می گیرد.
تعاریف اولیه :
38
لایه های روسازی راه آهن
زیر اساس: لایه ای از خاک طبیعی عاری از مواد آلی که زیر بالاست قرار می گیرد.
بالاست (زیر بالاست و بالاست)
)Sleeperتراورس (
ریل
39
بالاست
بستر خط آهن است که شامل مصالح شکسته یا لایه هایی از مصالح شکسته است و برای تقویت خط آهن، زهکشی آب از زیر تراورسها و توزیع نیروهای وارده بر خط به درجه های قابل تحمل برای خاک زیرین است.
عمق بالاست با – حداکثر سرعت ترنها، حداکثر بارمحوری وارده، تناژ ناخالص سالیانه مورد انتظار مرتبط است.
40
41
مصالح بالاست
مصالح بالاست از سنگدانه های طبیعی یا شکسته با اندازه دانه کمتر از 50 میلیمترو بیش از 28 میلیمتر است.
مصالح باید گوشه دار بوده، استحکام بالا و جذب آب پایین داشته باشد. کمتر از 3% وزنی مصالح باید روی الک 50 و کمتر از 2% باید از الک 28 عبور کنند.
42
تراورس
عملکرد تراورس:
– توزیع بارچرخها به بالاست
– نگهداری ریلها در مقابل انحراف
– انتقال بارهای جانبی
– عایق کردن الکتریکی ریلها
– تامین اساسی برای قرار گیری و
بستن ریلها
سایر عملکردها ممکن است شامل کاهش صدا و لرزش در ریلهای بدون بالاست و ممانعت از خارج شدن ترن از خط باشد.
43
انواع تراورسها
چوبی: تراورسهای سنتی هستند که تا میانه های قرن بیستم استفاده می شده است. مزایای آن شامل خصوصیت مناسب ارتجاعی، اجرای آسان، سازگاری با موقعیتهای مختلف و عایق بودن در برابر الکتریسیته است. عمر تراورسهای چوبی نرم با توجه به شرایط آب و هوایی 15 تا 25 سال می باشد.
بتنی پیش تنیده: در اواخر دهه 1930 جایگزین تراورسهای چوبی شدند. وزنی حدود 285 کیلوگرم دارند. در متروها و سیستم های ریلی سبک بسیار استفاده می شوند. مهمترین عیب آنها وزن آنها و در نتیجه سختی جابجایی و اجرای آنهاست.
44
تروارسهای فلزی: بندرت استفاده می شوند. هزینه های بالا و امکان خوردگی بخصوص در شرایط مرطوب می باشد. وزن آنها حدود 68 کیلوگرم و در نتیجه حمل آنها آسان است. عایق سازی آنها و روکش آنها در بیشتر موارد ضروری است.
45
فاصله بین تراورسها
فاصله محور تا محور دو تراورس باید بگونه ای انتخاب شود که 1- خط پایداری کافی در برابر نیروهای طولی و عرضی داشته باشد 2- نیروهای داخلی ایجاد شده در ریل در ریل کمتر از مقاومت مجاز آن باشد.
عوامل مواثر در تعیین فاصله: سرعت، بار محور، تناژ ناخالص بارعبوری، نوع ریل و مقاومت آن، نوع تراورس، جنس بالاست و ضخامت آن، شرایط هندسی مسیر، نحوه تعمیرات خط و …
در هر صورت فاصله نباید کمتر از 50 و از 70 سانتی متر یبشتر باشد.
46
47
بالاست : لایه ای از مصالح درشت دانه ( سنگی یا سرباره کوره های ذوب آهن ) با ابعاد 20 تا 60 میلیمتر می باشد که به عنوان یک تکیه گاه مناسب برای تثبیت تراورس ها می باشد. زیر بالاست : لایه میانی بین بستر خط و لایه بالاست است که از شن ، ماسه و خاک ریزدانه تشکیل شده و مانع نفوذ و فرو رفتن دانه های بالاست در بستر روسازی و نیز موجب توزیع بهتر بارهای خارجی و تسریع زهکشی آب باران می شود.
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
استفاده از پابند بعنوان وسیله ای برای ایجاد اتصال ایمن بین ریل و تراورس ضروری است. مهمترین شاخصه پابند نیروی فشاری وارد از طرف ریل به آن است که بعنوان نیروی شاخک شناخته می شود.
پابندها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
1. ارتجاعی(انعطاف پذیر): وسلو و پاندرول
2. صلب: نوع K که در خطوط کم سرعت (زیر 80 km/h) استفاده می شوند.
انواع پابند
65
پابند وسلو (Weslo)
یک پابند ارتجاعی شامل یک فنر w شکل است. استفاده از آن برای تراورسهای چوبی و بتنی امکانپذیر است.
تثبیت پارامترهای هندسی روسازی خط
گاید یکی از اجزا مهم سیستم پابند ریل راه آهن بوده که محل نشیمن فنر وسلو و اتصالات مربوطه است.
پد نیز در جهت توزیع تنش و ایزولاسیون ریل مورد استفاده قرار میگیرد.
فنر های آن را SKL1 تا SKL14 نامگذاری کرده اند.
66
پابند پاندرول
در خطوط مترو و قطارهای سبک شهری استفاده می شود.
تولید کشور انگلستان بوده است.
ویژگی خاص آن شکل خاص گیره فنری آن است.
ضخامت فنر آن به عواملی مثل سرعت ، بار محوری ، نوع تراورس و … بستگی دارد.
برای استفاده در تراورس های بتنی باید در هنگام ساخت تراورس مهارکننده فنر پابند در تراورس قرار گیرد.
67
پابند K
این نوع پابند بیشتر در نقاطی بکار برده می شود که ارتعاش زیادی وجود ندارد و سرعت عبور قطار ها کم است.
مخصوص تراورسهای چوبی است.
تعداد قطعات اتصال در مقایسه با پابند وسلو و پاندرول بیشتر است.
عملکرد ارتجاعی آن نیز ضعیف تر است.
68
ریل
اجزای ریل: مقطع ریل از سه بخش اصلی (کف، کلاهک و جان) یا (پایه، تاج و تیغه) تشکیل شده است.
کف ریل: قسمتی از ریل است که روی تراورس قرار گرفته و نیروها را به تکیه گاه های زیر منتقل می کند.
کلاهک: سخت ترین قسمت ریل که در تماس با چرخ ناوگان بوده و بیشترین وزن ریل را به خود اختصاص می دهد. اکثر خرابی های ریل در این قسمت است.
جان ریل: عهده دار انتقال نیرو از کلاهک به کف می باشد.
مهمترین عامل طبقه بندی و شناسایی ریلها، وزن ریلها در واحد طول است.
ریلها به طور کلی به دو صورت اجرا می شوند: 1- درزدار 2- با جوش سراسری
69
70
71
درز ریل
72
73
74
75
76
جوشکاری ریل
77
طرح هندسی مسیر
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
برای جلوگیری از نیروی ناگهانی گریز از مرکز ، قوسی که انحناء آن از صفر به تدریج به انحناء قوس دایره افزایش می یابد استفاده می شود.برای اعمال دور از صفر تا مقدار مورد نیاز در دایره لازم است.
100
قوس پیوندی حلزونی(کلوتوئید)
101
102
103
104
105
106
عرض خط
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
گاباری(Gabarit)
گاباری بعنوان حداقل فاصله مرزی خارجی مورد نیاز که باید اطراف وسیله نقلیه ریلی خالی باشد، تعریف می گردد. گاباری به صورت زیر متمایز می شود :
الف – گاباری استاتیکی : عبارت است از حداقل حاشیه خارجی مورد نیاز اطراف قطار که در هنگام توقف باید خالی باشد
ب – گاباری دینامیکی : عبارت است از حداقل حاشیه خارجی مورد نیاز در اطراف قطار که در هنگام حرکت باید خالی بماند محدوده ای که فاصله آزاد مورد نیاز را در حالت گاباری دینامیکی مشخص می کند ، عرض سازه مینامند.
ج – گاباری سینماتیکی:عبارت است از فضائی که وسیله نقلیه ریلی با در نظر گرفتن کلیه عوامل خطی ( افتادگی ، دیلم و..) و عوامل ناوگان ( نوع واگن ، وضعیت ادوات واگن ، بوژی و فنرها و…) به هنگام حرکت در محورهای مختلف اشغال مینماید.
اساساً گاباری بدو پارامتر زیر بستگی دارد :
ـ عرض وسیله نقلیه ریلی
ـ فاصله محور تا محور دو خط
دستگاه خطوط
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
بطور کلی عملیاتی که در ایستگاه ها (غیر از حمل و نقل مسافرین) انجام می شود عبارتند از : – عملیات فنی – عملیات بازرگانی – عملیات باری
157
عملیات فنی : – تعمیرات سبک و سنگین واگن ها – تنظیم و تفکیک قطار ها – بازدید های فنی و …
158
عملیات بازرگانی : قبول بار از مشتری ها ، تحویل بار به آنها ، توزین بارها ، تهیه بارنامه ها ، محاسبه و اخذ اجرت حمل و نقل ، آمار گیری مالی، کنترل بارنامه ها ، کنترل بارها با بارنامه ها و …
159
عملیات باری : بارگیری واگنها ، تخلیه بار واگنها ، تحویل بار به انبار ها ، انتقال بار از انبار ها به کامیون ها و یا بالعکس و …
ایستگاههای باری از نظر نحوه عملکرد آنها به سه بخش تقسیم می گردد :
در آنها عملیات بارگیری انجام می شود .
در آنها عملیات تخلیه بار انجام می شود .
در آنها عملیات تخلیه و هم عملیات بارگیری در حجمی تقریباً برابر انجام می شود .
160
اهمیت
ایستگاه ها در شبکه راه آهن از اهمیت بالایی برخوردارند چراکه در واقع علاوه بر سرویس دهی در سطح وسیع ، محل های تخلیه و بارگیری انواع مختلف بارهایی هستند که توسط راه آهن حمل می شوند . بنابراین قطار نیاز به امکانات ویژه ای مانند انبار ها و مراکز کنترل ، تعمیر و نگهداری دارد .
161
طرح یک مرکز نگهداری و تعمیرات در ایستگاه
متشکل است از :
محوطه و دستگاه شستشوی ماشین آلات
محل بازدید و تعمیرات سبک
محل تعمیرات سنگین
تعمیرگاه لوکوموتیو
محوطه انبار
162
محوطه (توقف و شستشو) و دستگاه شستشوی ماشین آلات
قطار در زمانی که در حال سرویس دهی نیست ، باید در محل مخصوصی متوقف شود و قسمت های داخلی و خارجی آن مورد شستشو واقع شوند .
ویژگی های محوطه توقف و شستشو :
تامین امکانات مناسب برای تعمیر و بازرسی سیستم های مختلف قطار مانند سیستم آب و برق شده باشد
دسترسی ایمن و راحت برای کارکنان ایستگاه فراهم باشد
خارج از ایستگاه باشد و بوسیله سایبان در برابر عوامل محیطی محافظت شود
163
ماشین شستشوی قطار
این دستگاه مانند دستگاه کارواش عمل می کند . برخی از انواع آنها ثابت اند و قطار از میان آنها عبور می کند و برخی دیگر روی قطار در حال سکون حرکت می کنند .
شستشو بصورت روزانه یا فاصله دار انجام می شود . در شستشو های روزانه ماده اصلی آب است و گاهی ممکن است از ماده شوینده نیز استفاده شود . (شستشوی روزانه بسته به درجه آلودگی و کثیفی قطار ممکن است هر سه روز انجام شود) . در شستشوی فاصله دار که معمولاً هر چند هفته انجام می شود ، مواد اصلی را مواد شیمیایی تشکیل خواهند داد تا بطور اساسی تمیز شوند . اغلب اوقات نیاز است مواد شیمیای مدتی روی بدنه بماند تا مواد شیمیایی با خاک و آلودگی های روی بدنه واکنش دهد .
164
ممکن است این دستگاه نیاز به امکاناتی مانند جمع آوری آب مصرف شده ، جداسازی مواد شیمیایی از آب و تصفیه آن بمنظور استفاده مجدد داشته باشد .
در مناطق سردسیر نیز نیاز به تعبیه سقف جهت جلوگیری از انجماد لوله های دستگاه است . اپراتور ها نیز در آب و هوای بسیار سرد ، بدلیل انجماد آب در اطراف در های قطار ، اقدام به شستشو نمی کنند .
165
محل بازرسی و تعمیرات سبک
شامل :
محل چرخ تراشی
محل بازرسی فنی زیر قطار
محل بازرسی فنی بر روی سقف قطار
166
چرخ تراشی (Wheel Lathe)
این واحد که معمولاً در اکثر ایستگاه های مدرن وجود دارد ، وظیفه بازسازی چرخ های فرسوده قطار را برعهده دارد . بدلیل اینکه بلند کردن قطار برای این منظور وقت گیر و هزینه بر است ، این دستگاه طوری طراحی شده است که بتواند روی زمین مستقر شود و عملیات بازسازی را انجام دهد .
چرخ های قطار دقیقاً مانند لاستیک های ماشین ساییده و فرسوده می شوند و باید به طور منظم بررسی شوند . هنگامی که سایش به حد معینی می رسد ، چرخ ها باید به حالت و شکل اصلی باز سازی شوند یا اینکه چرخ های جدید جایگزین شوند .
167
ساختن مجدد مقطع چرخ یک فرایند کند و پرهزینه است اما طراحی بهینه چرخ و تعمیر و نگهداری در طول سال های اخیر بطور قابل توجهی بهبود یافته است و این پیشرفت باعث کاهش دوره بازدید شده است .
گردی چرخ موضوع مهمی است ، به خصوص در سرعت های بسیار بالا . چرخ هایی که خروج از محوریت دارند می توانند بارهای بسیار شدید در چرخ ، محور ، بلبرینگ و سیستم فنربندی و تعلیق ایجاد کند که این موضوع منجر به شکست و خرابی می شود .
168
چرخ غیر دوار یا چرخ خارج از مرکز علت شکست چرخ و ایجاد حادثه مهیب در آلمان (Eschede) در سال 1998 بود . این حادثه که در سرعت بالایی هم اتفاق افتاده بود تلفات جانی زیادی بر جای گذاشت . چرخ در حدود 1/1 میلیمتر خروج از محوریت داشته است (یعنی یک بیضی با دو قطر به اختلاف 1/1 میلیمتر) در حالیکه محدودیت این اختلاف 0/6میلیمتر بوده است . چرخ ها اغلب به علت لغزیدن در طول ترمز گرفتن صدمه می بینند .
169
حتی اگر چرخ ها ، با شرایط عالی به طور قابل توجهی ساییده و فرسوده نشوند ، در حدود هر یک میلیون کیلومتر نیاز به بازسازی دارند ، در غیر این صورت قطعات فلزی از آج چرخ جدا می شوند و منجر به نوع آسیب می شود . این آسیب ها همچنین می تواند با گرم شدن موضعی بیش از اندازه به علت لغزش حاصل از ترمز اتفاق بیفتد .
170
خسارت های وارده به چرخ ها عمدتاً در اثر موارد زیر است :
گرم شدن موضعی بیش از اندازه به علت لغزش حاصل از ترمز
سایش چرخ ها در اثر ارتباط مستقیم با ریل
لغزش چرخ ها در آب و هوای معتدل با ریزش برگ درختان
اثر برگ درختان بر روی چرخ های قطار :
برگ های ریخته شده در سراسر دنیا خدمات ریلی را به شدت مختل می کنند
171
در بریتانیا :
درخت ها در اطراف خط آهن سالانه هزاران تن برگ روی خط آهن می ریزند
20 هزار مایل خط آهن باید از این برگ ها پاک شوند
هزینه پاکسازی خط آهن از برگ درختان سالانه 20 میلیون پوند است
مدیریت منابع گیاهی اطراف خط آهن سالانه 5 میلیون پوند هزینه می برد
قطع درختان اطراف خط آهن در هر مایل 20 تا 50 میلیون پوند هزینه می برد
172
به طور خلاصه، این اتفاقی است که رخ میدهد :
برگ ها بر اثر عبور قطار و یا باران و شرایط جوی روی ریل قرار می گیرند . چرخ قطار برگ های مرطوب را در فشار بیش از 30 تن در هر اینچ مربع له می کنند و فشردگی برگ روی ریل تشکیل یک لایه سخت و پوشش تفلون مانند می دهد . در نتیجه ، قطار باید برای اطمینان از ایمنی و به منظور کاهش پتانسیل لغزش چرخ و چرخش قطار با سرعت آهسته تر حرکت کند . این بدان معنی است که راننده های قطار برای توقف در ایستگاه باید زودتر اقدام به ترمز گرفتن کنند و سپس حرکت کردن دوباره نیز آهسته تر انجام می شود . در نتیجه ، سرویس دهی قطار به تعویق می افتد . گاه یک قطار نمی تواند حرکت کند و به این دلیل است که چرخ های آن نمی تواند با ریل در گیر شوند ، اغلب هیچ مسیر جایگزینی وجود ندارد ، بنابراین حرکت قطار به تاخیر میافتد یا باید لغو شود . در هر صورت خسارات وارد به چرخ ها به دلیل لغزش و چرخش بر روی ریل قابل توجه است و این به معنی خروج موقت قطار در صورت نیاز و انجام تعمیرات پر هزینه روی آن است . ریل ها هم می توانند آسیب ببینند که سالانه هزاران پوند هزینه بر جای می گذارد .
173
شبکه راه آهن بریتانیا دارای یک ناوگان قطار ویژه (به نام ساندیت) هستند ، که یک نوع چسب ریگ دار را بر روی ریل پخش می کند که باعث بهبود چسبندگی و درگیری بین ریل و چرخ می شود .
جت های آب با فشار بالا نیز برای حذف برگ های خرد شده استفاده می شود قبل از اینکه آنها به یک پوشش سخت تبدیل شوند . گارد برگ را می توان در اطراف مسیر برای جلوگیری از ورود برگ توسط باد به روی ریل نصب کرد و در برخی موارد قطع درختان مشکل ساز ضرورت پیدا می کند . با این حال ، به منظور حفاظت از محیط زیست، این درختان با درختان کم برگ تر مانند فندق ، گیلاس و … جایگزین می شوند .
قطار گاهی با تجهیزاتی مجهز می شود که در مواقع لزوم درگیری و اصطکاک را افزایش دهد . این سیستم معادل با ABS در اتومبیل است . این سیستم می تواند توسط راننده کنترل شود یا به صورت اتوماتیک باشد .
174
بازرسی فنی زیر قطار
امکانات ویژه ای برای انجام بازرسی قطار مورد نیاز است . یک ساختمان مناسب که با همه ی اجزا قطار سازگاری داشته باشه باید احداث شود . دسترسی به زیر قطار ضروری است و طراحی برای آن باید طوری باشد که در شرایط خوب و امن بتوان در آن کار کرد . راه های مختلفی برای این کار وجود دارد . معمول ترین راه استفاده از چاله های تعبیه شده در بین خط آهن در قسمت خدمات و نگهداری است . گاهی اوقات در دو طرف خط آهن هم از این چاله ها برای بازرسی استفاده میکنند . روش مورد استفاده جدید تر این است که زمین بازرسی از سطح ریل پایین تر است این نوع طراحی به طراحی استخر معروف است چون قسمت بازرسی مانند استخر گود تر از سطح زمین است . این روش دسترسی بهتری را ایجاد می کند و همچنین شرایط نور در هنگام بازرسی را بهبود می بخشد .
175
بازرسی بر روی سقف قطار
در داخل قسمت بازرسی یا تعمیرگاه ضروری است که این قسمت وجود داشته باشد . وقتی تجهیزات الکتریکی روی سقف استفاده می شود سیم های روی سقف معمولاً در قسمت بازرسی نصب می شوند نه در تعمیرگاه . باید در بازرسی سقف ، جریان قطع باشد و بازرسان هر کدام کلید امنیتی داشته باشند تا از قطع بودن جریان مطمئن شوند تا وقتی که کار به اتمام می رسد . پله های دسترسی به راهروی کنار سقف هم مجهز به یک قفل هستند که در صورت وصل بودن جریان قفل می باشند .
176
محل تعمیرات سنگین
روش قدیمی برای دستیابی به محور های قطار این است که بدنه واگن با استفاده از یک جرثقیل سقفی از روی محورها بلند شود . هر قسمتی که لازم است بلند شود باید ابتدا از قطار جدا شود . برای دستیابی به محور چرخ جرثقیل یک انتهای واگن را بلند میکند تا محور آزادانه بتواند حرکت کند . بعد از انجام سرویس های لازم دوباره واگن پایین آمده و بر روی محور قرار می گیرد . سپس طرف دیگر توسط جرثقیل بلند می شود . موتور ها ، چرخ ها و دیگر قطعات میتوانند کار کنند و در صورت لزوم از محور برای تعمیرات جدا می شوند . طبیعتاً این کار فضای زیادی در تعمیرگاه نیاز دارد و زمان زیادی می برد . ابتدا باید واگن از قطار جدا شود و سپس واگن از محور ها جدا شود وحتی ممکن است محور ها به جای دیگری برای تعمیر و سرویس انتقال یابند .
177
روش سریع تر این است که از دو جرثقیل استفاده شود که هر دو جرثقیل به طور هم زمان کل واگن را بلند کرده و واگن میتواند برای مدتی در همان حالت باقی بماند یا در محلی قرار داده شود تا اینکه سرویس دهی به محور ها به پایان برسد . طبیعتاً این شیوه هزینه ای به مراتب بیشتر از روش قبل دارد ولی سرعت کار به طرز قابل توجهی افزایش می یابد .
178
جک ها اخیرا روش بلند کردن معمول هستند . هر واگن به طور جدا گانه بلند میشود . این کار با جک های همگام انجام میشود یعنی به طور همزمان و یکنواخت واگن را بلند می کنند . جک ها به هم مرتبط هستند و توسط اپراتور کنترل می شوند . مزیت بزرگ این روش این است که نیازی نیست واگن مورد نظر مانند روش های قبلی به کلی از قطار جدا شود و این روش زمان توقف قطار را کاهش می دهد . این سیستم به شما اجازه میدهد ابتدا همه قطار را همزمان لیفت کنید و پس از بازرسی ، قسمتی از قطار که نیاز به تعمیرات دارد از قطار جدا شود . یکی دیگر از سیستم های مورد استفاده در تعمیرگاه ها این است که قطار در مسیر بالابر قرار می گیرد که برای جدا کردن واگن چاله هایی تعبیه شده است . واگن مورد نظر جدا شده سپس در صورت نیاز با واگن سالم جایگزین می شود .
179
یکی دیگر از سیستم های مورد استفاده در تعمیرگاه ها این است که قطار در مسیر جک قرار می گیرد که برای جدا کردن واگن چاله هایی تعبیه شده است . واگن مورد نظر جدا شده سپس در صورت نیاز با واگن سالم جایگزین می شود .
180
انبار ها
وجود یک انبار خوب برای مدیریت بار ، ورودی ها و خروجی ها و تجهیزات الزامی است .
در هر مجموعه ، یک انبار با حفاظت و ایمنی بالا برای مواد خطرناک مانند سوخت ، یک جایگاه سوختگیری برای قطار ، یک انبار برای جمع آوری مواد و مصالح مصرف شده و تجهیزات فرسوده و احتمالاً کارگاه بازیافت آنها مورد نیاز است .
181
182
انبار ها عمدتاً توسط دو معیار تقسیم بندی می شوند :
نوع بهره بردار – نگهداری و حفاظت بار
انواع انبار ها از نظر نوع بهره بردار :
انبار های عمومی (متعلق به راه آهن)
انبار های ویژه (متعلق به مشتریان)
انواع انبار ها از نظر حفاظت و نگهداری بار :
انبارهای مسقف
انبارهای روباز
183
184
انبارهای مسقف ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند و کاربرد این انبارها بیشتر در موسسات صنعتی و بنادر می باشد .
مزایای انبار های چند طبقه نسبت به یک طبقه :
نیاز به مساحت کمتر
حصار کشی محدودتر
طول فونداسیون کمتر
ارتباطات و شبکه آب و برق محدودتر
185
معایب انبار های چند طبقه :
نیاز به تجهیزات اضافی جهت حمل و نقل بار در داخل انبار
عدم امکان توسعه آینده در نتیجه افزایش بار
در نتیجه انتخاب انبار چند طبقه نیاز به توجیه اقتصادی خواهد داشت .
انواع تونل
تونل های حمل و نقل
تونل های راه آهن
تونل های راه
تونل های پیاده رو
تونل های ناوبری
تونل های مترو
تونل های صنعتی
تونل های مربوط به نیروگاههای آبی
تونل های انتقال آب
تونل های استفاده همگانی و پناهگاهها
تونل های فاضلاب
تونل های طرحهای صنعتی
تونل های انبارهای نظامی
تونل های دفن زباله اتمی
تونل های معدنی
تونل های گشایش معدن
تونل های اکتشافی
تونل های استخراجی
تونل های خدماتی
تونل های زهکشی
186
علل نیاز مسیر راه آهن به تونل
در راه آهن به دلیل انعطاف پذیری کمتر و ایمنی بیشتر،استفاده از تونل معمول می باشد.
مزایا استفاده از تونل
تونل های حمل و نقل شرایط ذیل را باید داشته باشند :
-1 ریزشی نباشند.
-2 تهویه کامل انجام شود.
-3 آبکشی بطور کامل و صحیح انجام شود.
-4 شیب مناسب داشته باشند.
187
حفرتونل به روش سنتی(آتشباری)
بیشتر در فضاهای بزرگ کاربرد دارد
حفاری در این فضاها به صورت پله ای انجام میگیرد
سینه کار تونل و فضاهای زیرزمینی محل چالها مشخص گردد
مراحل حفاری
مشخص کردن آکس تونل و با توجه به شکل هندسی فضای زیرزمینی
حفاری توسط دستگاههای حفاری از جمله چکش دستی و یا دریل واگن و یا جامبو و دریل
توسط چاشنی و دینامیت خرج گذاری و منفجر گردد
7
188
حالات حفاری تونلهای بزرگ مقطع، با روش چالزنی و انفجار
تمام مقطع
دومرحله ای
دومرحله ای
با تونل پیشاهنگ
برای حفر تونلهای تا سطح مقطع ۳۰ مترمربع از کارائی بالائی برخوردار است.
تمام سطح مقطع تونل در یک مرحله حفر می شود.
مزایا
سهولت اجرا، نصب سریع وسایل نگهداری و کاهش زمان حفر
سطح مقطع تونل طی دو مرحله حفر می شود.
ابتدا بخش فوقانی تونل و سپس بخش تحتانی بصورت پل های برداشته می شود.
برای حفر چالها در بخش فوقانی از جامبودریل و در بخش تحتانی از دریل واگن استفاده می شود
بخش فوقانی تونل با دو جبهه کار اجرا می گردد؛
ابتدا جبهه کار میانی
پس از آن دو جبهه کار طرفین تونل
پس از حفر بخش فوقانی، بخش تحتانی مانند روش پلکانی حفر می گردد
189
دومرحله ای
با تونل پیشاهنگ
مزایا
معایب
سهولت حفاری بخش تحتانی
کاهش نواحی پلاستیک اطراف تونل
طولانی شدن زمان حفر
متغیر بودن میزان پیشروی هر سیکل
احتمال افزایش سرمایه گذاری اولیه (لزوم استفاده از دو نوع دستگاه حفاری)
190
روش های حفر تونل-روش کند و پوش((CUT and cover
طریقه اجرا
کاربرد
4
191
TBM(Tunnel Boring Machines)
TBM طرز کار
2
بدنه اصلی(TBM)
قسمت پشتیبانی(Backup)
خاک را شل می کند
سنگ ها را می شکند
همزمان با پیشروی نخاله ها را به پشت دستگاه منتقل می کند
نشتاب جداره تونل را تخلیه می کند
گمانه زنی اکتشافی
ایجاد پوشش برای پایدار کردن جداره لوله
کنترل هوادهی و فشار موجود در تونل
TBM
192
سپر دنباله ای))Rear Shield
سپر محرک))Telescope Shield
Gripper
(پیشانی حفاری)Cutter Head
سپر جلویی))Front Shield
گمانه زنی پیشرو
اپراتور ها و سیستمهای هدایت دستی
Backup و TBM فعالیت های ((PLC
سیستم هدایت تنظیم خودکار
اپراتور ها و سیستمهای هدایت دستی
پمپ های هیدرولیک تامین فشار هیدرولیکی قسمتهای مختلف
قسمتهای تعمیر و نگهداری
سیستم جمع آوری و تصفیه هوای آلوده
پمپ ها و مخازن آب و هوای فشرده
ترانسفورماتور ها و دیزل ژنراتور برق اضطراری و کابلهای برق
تخلیه و حمل نخاله حاصل از حفاری و نشتاب جداره تونل
تزریق شن نخودی , Segment
– سیستم های پایدار سازی جداره تونل شامل حمل
(Grouting) و تزریق دوغاب سیمان ((PeaGravel
پشتیبانی
بدنه اصلی:
193
*برای قوس های شدید دچار مشکل می شود
*در صورت وجود رگه های کوارتزی سایش سریع دیسک های حفاری را خواهیم داشت
*نفوذ آب زیر زمینی به داخل تونل منجر به توقف ناخواسته می شود
معایب
مزایا
*سرعت پیشرفت 30 تا 50 متر در روز
*به علت عدم استفاده از مواد منفجره نسبت به حالت کلاسیک ایمنی بیشتری دارد
*حفاری اضافی کمتر و مقدار جابجایی سنگ کمتر است
*مدیریت پروژه به علت استفاده از نیروی انسانی کمتر راحت تر است
194
حفرتونل به کمک سپرها(shield tunneling)
فواید سپر
شرایط استفاده از سپر
انواع سپر
سپر باز
نیم سپر ها
سپر بسته
195
ماشین های حفر تونل در سنگ (Hard Rock TBM)
(Open TBM) ماشینهای حفر تونل از نوع باز
(Single Shield TBM) ماشینهای حفر تونل تک سپره
ماشینهای حفر تونل با سپر تلسکوپی
(Double Shield or Telescopic Shield TBM)
در سال 1980 ISRM تعریف انجمن بین المللی مکانیک سنگ
سنگ سخت(Hard Rock)
(Soft Rock) سنگ نرم
مقاومت متجاوز از 50 تا 100 مگاپاسکال
سنگی با مقاومت کمتر از 50 مگاپاسکال
196
برخوردار باشدTBMتوده سنگ درونگیر تونل از مقاومت کافی جهت تحمل فشار کفشکهای
حالت ریزشی نیز نداشته باشد
Open TBM
این ماشین ها، عمل حفاری و نصب نگهداری موقت را تقریباً همزمان انجام می دهند و به همین جهت:
نسبت به سپرها، امکان دستیابی به سرعت های بالای حفاری می باشد
شرایط استفاده
197
در شرایطی استفاده می شود که سست بودن توده سنگ درونگیر تونل، امکان استفاده از کفشک برای تامین نیروی پیشروی را منتفی سازد.
Single Shield TBM
حرکت روبه جلو، از طریق اعمال نیرو توسط جکهای هیدرولیکی بر قطعات بتنی نصب شده در انتهای سپر تامین می شود.
نصب قطعات بتنی در داخل سپر از ریزش دیواره ها جلوگیری کرده و محیط مناسب برای فعالیت کارگران را فراهم می سازد.
198
Double Shield or Telescopic Shield TBM
برای اولین بار شرکت پیمانکاری SELI از ایتالیا که سابقه ای طولانی در پروژه های حفاری تونل دارد، ایده ساخت ماشینی با توانایی کار در زمین های بسیار خرد شده و ضعیف و نیز در زمینهای با مقاومت مناسب را مطرح کرد.
این ماشین دارای دو سپر اصلی جلو و عقب است و مجهز به هر دو سیستم تامین رانش با کفشک و با جکهای رانش می باشد. به همین دلیل توانایی کار هم در زمینهای ریزشی و هم در زمینهای با مقاومت مناسب برای کفشک را دارد.
199
انتخاب نوع ماشین
شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیک سنگ در برگیرنده و نوع مصالح تشکیل دهنده آن
برنامه زمان بندی پروژه نیز به خودی خود برروی نوع ماشین تاثیرگذار خواهد بود
Open TBM
1. هزینه سرمایه گذاری پایین
2. سرعت پیشروی بالا
3. سیستم کاری ساده
1. عدم امکان پیشروی در سنگهای سست
2. عدم امکان کنترل ریزش سینه کار و فضای حفاری شده
3. اضافه شدن هزینه نگهداری موقت به پروژه
4. اضافه شدن زمان بتن ریزی به مدت زمان حفاری پروژه
Double Shield TBM
1. امکان کار در زمینهای ریزشی و مقاوم
2. سرعت پیشروی بالا
3. امکان کنترل نفوذ آب با سپر بسته و پمپاژ
4. نصب همزمان نگهداری نهایی سگمنتی
5. تزریق پشت سگمنت همزمان با اجرا
1. امکان گیر کردن سپر در مواجهه با همگرایی زیاد زمین و پدیده لهیدگی
2. نیاز به کارخانه سگمنت
3. هزینه سرمایه گذاری بالا
Single Shield TBM
1. امکان کار در زمینهای ریزشی
2. امکان کنترل نفوذ آب با سپر بسته و پمپاژ
3. نصب همزمان نگهداری نهایی سگمنتی
4. تزریق پشت سگمنت همزمان با اجرا
1. نرخ پیشروی کمتر آن نسبت به دو نوع دیگر
2. امکان گیر کردن سپر در مواجهه با همگرایی زیاد زمین
3. نیاز به کارخانه سگمنت
عوامل موثر
200
جامبو دریل
حفاری در تونل ها
بولت گذاری
تثبیت دیواره ها
زهکشی
حفر چالهای آتشباری
201
روسازه پل راه آهن (Superstructure)
سیستم سازه ای پل، عرشه، اجزای تشکیل دهنده آن و خط ریلی نصب شده بر روی پل است.
زیرسازه
آن بخشی از پل است که وزن روسازه و کلیه اجزای آن را تحمل کرده و بارها را به بستر طبیعی زمین یا شمع ها و … منتقل می کند.
انواع روسازه پل:
چوبی، بتنی، فلزی و ترکیبی
202
انواع سیستمهای روسازه پل راه آهن
1)پل های عرشه باز(Open Deck bridge)
خط ریلی شامل ریل و تراورس بدون واسطه دیگری بر روی روسازه پل قرار گیرد. یعنی روسازه پل، ا ز لابه لای تراورسها قابل رویت است و می توان به آن دسترسی داشت.
در آنها عنصر تراورس به عنوان یکی از اجزای اصلی باربر روسازه پل مطرح است . در این پلها روسازی خط ریلی به نوعی با روسازه پل ادغام شده و در مجموع یک سیستم صلب را تشکیل داده است.
پل های شاهتیر فلزی عبور ازبالا
پل های شاهتیر فلزی عبور از میان
203
پل های عرشه باز(Open Deck bridge)
معایب
اثرات دینامیکی بارهای زنده را بیشتر به سازه پل وارد می نمایند.
هم دارای مقطع عرضی بزرگتر وهم دارای طو ل بلندتری نسبت به تراورسهای معمولی هستند .
فراهم کردن این تراورسها و دسترسی به آنها یکی از مشکلات این پل ها می باشد.
فقط از یک خط ریلی می توان استفاده نمود . در واقع در این پلها نمی توان از یک تیر عرضی به نام تراورس در زیر دو خط استفاده کرد.
دارای ارتفاع نهایی کمتری هستند.
ضخامت عرشه پل در واقع همان عمق تراورس ها است که مستقیماً بر روی روسازه پل قرار گرفته است.
طبق آیین نامه(AREMA) استفاده از پلهای عرشه باز در مناطق شهری و تقاطع های جاده و راه آهن مجاز نمی باشد.
بنابراین امروزه استفاده از پلهای شاسی فلزی بدون بالاست در دنیا بسیار محدود شده است و کاربرد این پلها تنها به خطوط فرعی ، با درجه اهمیت پایین و سرعت کمتر از 100 کیلومتر برساعت محدود شده است.
204
مزایا
پل های عرشه باز(Open Deck bridge)
فراهم بودن فضای کافی برای مهاربندی عرضی پل و عدم نیاز به مهارهای زانویی
کمتر بودن عرض عرشه پل
امکان ساخت پلهای عرشه باز بدون نیاز به هیچ المان کف اضافه
مخفی بودن عرشه و روسازه پل از بیرون و زیبایی معماری
علت غیر مجاز بودن استفاده از پلهای عرشه باز در مناطق شهری و تقاطع های جاده و راه آهن:
باز بودن کف عرشه ممکن است باعث پرتاب اشیاء خارجی از داخل روسازی خط ویا وسایل نقلیه ریلی به اطراف پل و زیر آن شود.
به دلیل عدم وجود سیستمهای زهکشی در این پل ها ، آبهای سطحی از لابه لای فضاهای خالی بین کف پل به زیر سرازیر شده و باعث آلودگی محوطه زیر پل می گردد.
پیاده روها در پلهای عرشه باز دارای کیفیت مناسبی نیستند.
205
پل های شاهتیر فلزی عبور ازبالا(Deck Plate Girder) DPG
سیستم باربر روسازه پل، تیرورقهای فولادی است.
خط ریلی در این پلها از بالای شاهتیرها عبور می کند .
بطور معمول، برای جاهایی که محدودیت فاصله آزاد زیر پل بحرانی نباشد ،بکار می رود.
206
پل های شاه تیر فلزی عبور از میان(Through Plate Girder ) TPG
از دو شاه تیر فلزی قوی در کناره های پل استفاده می شود و روسازی خط ریلی درفضای خالی بین آنها اجرا می گردد.
207
انواع سیستمهای روسازه پل راه آهن
2)پل های عرشه بالاستی(Ballast Deck bridge)
اکثر پل های راه آهن دنیا یا از نوع بالاستی هستند.
سیستم کف- عرشه
پل های شاهتیر فلزی عبور از وسط نوع بالاستی
پل های شاهتیر فلزی عبور از بالا نوع بالاستی
1) وجود بالاست، استهلاک انرژی، هماهنگی با خط بیرون پل
2) ارتفاع و ضخامت نهایی پایین به دلیل استفاده مطلوب از عمق شاهتیر و مناسب برای محلهای با محدودیت ارتفاعی
1) نیاز به پایه ها و کوله های با عرض بیشتری دارد
2) در مناطق مرطوب و خورنده نیاز به پوشاندن کامل قطعات فلزی با مواد ضد زنگ و رنگ کاری آنها به صورت دوره ای می باشد.
و محدودیت ها مزایا
208
مشکلات اجرایی اتصال عرشه و تیرها
عدم استفاده از مزیت مقطع مرکب
مشکلات حمل و نقل دالهای پیش ساخته
اگر محدودیتی در زمان ساخت پل (مانند پروژه های بازسازی ) وجود نداشته باشد استفاده از عرشه های بتن درجا به صرفه تر است.
معایب
مزیت
سیستم کف- عرشه
پل های شاهتیر فلزی عبور از وسط نوع بالاستی:
هرچند کاربرد بالاست موجب افزایش بارهای مرده می شود ولی به طور کلی وجود بالاست بر روی پل تاثیرات مثبتی بر عملکرد آن در برابر بارهای دینامیکی دارد .
پل های شاهتیر فلزی عبور از بالا نوع بالاستی
کاهش زمان ساخت پل و کیفیت بهتر بتن عرشه
مزیت پلهای بالاستی (کاهش ارتعاشات ، هماهنگی با خط بیرون پل و….) و مزیتهای پلهای عبور از میان (ضخامت کم و …..) را بهصورت توام دارد.
تمهیدات خاصی به منظور اتصال کف نگهدارنده بالاست
نیاز به استفاده از سیستم مهار بندی کف
ویژگی ها
209
سازه های بتنی با عمل آوری درجا
نیاز به زمان عمل آوری زیادی دارد
اجرای آن مشکلتر است
عمدتاً برای ساخت پل های جدید به کار می روند.
در تعمیر سازه های تحت بهره برداری کمتر مورد استفاده هستند
وزن بیشتر نسبت به انواع فلزی
3) برای مناطق مرطوب که امکان خوردگی فلزات وجود دارد نسبت به انواع فلزی ذکر شده در بخش های قبل ارجحیت دارد.
1) ارتفاع تمام شده پل نسبت به انواع تیر ودال کمتر است.
2) هم برای خطوط بالاستی و هم خطوط دال بتنی مناسب است
مزیت های پل های دال بتنی پیش ساخته
پل دال درجا با قطعات پیش ساخته پهلو به پهلو
برای دهانه های زیر 15 متر مناسبند
در اغلب موارد برای افزایش پایداری جانبی تیرهای طولی پیش ساخته، سوراخهایی در آنها ایجاد می کنند و آنها را با استفاده از کابل یا میلگرد به صورت عرضی به هم متصل می نمایند.
بتن مصرفی در ساخت پلهای دالی باید دارای چگالی و مقاومت زیادی باشد.
210
BMS
یک سیستم یاری دهنده درتصمیم گیری برای مدیریت تعداد زیادی پل می باشد که تصمیمات و اقدامات مدیریتی را در جهت بهینه سازی در پروژه ها و تخصیص منابع محدود سامان می دهد.
اهمیت بالای پل ها در شبکه حمل ونقل ر یلی
سرمایه های هنگفت مصرف شده در ساخت پلها
آسیب پذیری بالای آنها در اثر عوامل مختلف
نیاز به نگهداری وتامین عملکرد مناسب آنها در طول عمرشان بسیار ضروری است.
نگهداری پل ها ی ریلی
211
بازرسی اولیه (سطحی) یا بارزسی کلی سازه
– حصول اطمینان از کارکرد روزانه سازه پل
هدف
– جلوگیری از آسیب ها و خرابی هایی که تاثیرات غیر قابل کنترلی بر ادامه طول عمر پل دارند.
یک بازرسی عینی کوتاه از پل می باشد.
بازرسی سطحی برای کنترل هر نوع فرسایش، نشست ها و هرگونه عیب قابل رویت مورد نیاز است. بعلاوه زهکش های پل برای بر طرف نمودن هر گونه انسداد باید بازرسی شوند. همچنین بررسی خاکریز و محل عبور آب می تواند انجام شود. کوله ها و ستونهای میانی برای فرسایش و پوسته شدن کنترل شود و سطح آب بستر رودخانه برای بررسی امکان آب شستگی در نزدیکی کوله ها و پایه ها اندازه گیری شود.
بعنوان مثال
نگهداری پل ها ی ریلی
212
بازرسی اصلی
بازدید عینی مکرر در بازه های زمانی معین با توجه به شرایط موجود می باشد.
– ارزیابی هرگونه آسیب و عملکرد نامناسب
– گزارش آسیب ها و خرابی های موجود
– ارزیابی و تخمین نحوه گسترش خرابی ها
– تخمین عمر باقیمانده از اعضای پل
– تخمین هزینه جایگزینی پل بعد از اتمام عمر آن
– تخمین هزینه احداث پل جدید پس از اتمام عمر پل موجود
– توصیه هائی در مورد بازرسی ویژه در صورت نیاز
– بازبینی سطوح کلی نگهداری پیشگیرانه
– ارزیابی کارهای تعمیراتی مورد نیاز و هزینه های مربوطه
نگهداری پل ها ی ریلی
213
نحوه ی زهکشی وانواع آن
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
پ – ترانشه زهکش ( زهکش فرانسوی )
235
236
زهکش لوله ای:
این نوع زهکش با حفر ترانشه واستقرار لوله سوراخ دار (مشبک ، متخلخل ، شکافدار)
ویا لوله گذاری با درز های باز و پر کردن حجم ترانشه با مصالح دانه ای منتخب
احدا‍‍‍ت میشود.
237
سه نمونه متداول از این نوع زهکشی
238
239
240
241
با توجه به اینکه در توسعه شبکه های حمل و نقل، جاده و راه آهن از مناطق با شرایط جغرافیایی و آب و هوایی متفاوت عبور می نماید و نیز با توجه به اینکه بسته به کوهستانی و دشت بودن منطقه، آب و هوای گرم و خشک، معتدل، سرد و مرطوب داشتن، تحت معرض مخاطرات متفاوتی از قبیل زمین لرزه، لغزش زمین ، ناپایداری دامنه ها و مخاطرات جوی قرار دارد.
مقدمه :
242
آسیب های ناشی از زلزله بر روی راه آهن را می توان در شش گروه طبقه بندی نمود:
الف- آسیب های وارده بر سازه های ابنیه مسیر از قبیل پلها، تونلها
ابنیه مسیر راه آهن در هنگام وقوع زلزله بسته به جنس مصالح بکار رفته در ساخت آنها و سیستم سازه ای آنها (ابنیه با مصالح بنایی، با سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی، ابنیه مقاوم سازی شده و …) تحت تاثیر بارهای جانبی ناشی از زلزله قرار می گیرند. در خصوص تک تک ابنیه ها لازم است .مطالعات جامعی جهت ارزیابی وضعیت موجود صورت گیرد و با توجه نوع سازه ای آن تصمیم گیری اساسی صورت گیرد.
آسیب های ناشی از زلزله:
شکل 1- نمونه ای از آسیبهای سازه ای در پایه پلها در هنگام زلزله (زلزله سانفرانسیسکو)
243
ب- آسیب های وارده بر ساختمانهای ایستگاهها
ساختمانهای ایستگاهها به جهت بهره برداری 24 ساعته و حضور دائم مسافرین در آنها جزء ساختمانهای با اهمیت ارزیابی می شوند. ساختار سازه ای آنها بایستی مطابق استانداردهای موجود طراحی و اجرا شود تا در حین وقوع زلزله آسیب های کمتری بر آنها وارد شود . با توجه به داشتن سایه بانهای طره ای طویل در آنها استفاده از سیستم های سبک از قبیل سازه های فضاکار توصیه می گردد .
ج- آسیب های وارده بر سیستم زهکشی مسیر
وجود درناژها و سیستم های زهکشی در مسیر های راه آهن باعث می شود که آبهای زیرزمینی در جهت مناسب هدایت شده و از وارد ساختن فشارهای جانبی بر بستر خط آهن و یا نفوذ آنها بر گاباری مسیر جلوگیری نماید .
244
د- آسیب های وارده بر ترانشه ها و خاکریزها زمین لغزش
زمین لغزش و رانش زمین که با توجه به ناپایداری های طبیعی دامنه ها و یا در حین وقوع زلزله اتفاق می افتد باعث مسدود شدن مسیرهای ر اه آهن و جاده ها و .. می گردد. ناپایداری دامنه ها و شیبها را می توان بطور کلی در چها دسته طبقه بندی نمود.
شکل ( 2) – ناپایداری ترکیب لغزشی و برشی ناپایداری برشی
245
4-افتادن سنگ ( واژگونی، ناپایداری خمشی)
همانگونه که در بالا تبین گردید زمین لرزه و زمین لغزش باعث ریزش ترانشه ها و مسدود شدن مسیر راه آهن، تغییر شکل قائم بستر خط (نشست نابر ابر بستر خاکریز ) ، تغییر مکان عرضی خط، و بوجود آمدن ناترازی زیاد در مسیر راه آهن ازجمله آسیبهای ناشی از زمین لرزه و زمین لغزش می باشد.
شکل 5 – ناپایداری بستر خط آهن در زلزله نیگاتای ژاپن 2004
246
و- آسیبهای وارده بر شبکه بالاسری و علایم الکتریکی
شبکه بالاسری و سیستم علایم الکتریکی در طول مسیر راه آهن نیز در هنگام وقوع زلزله تحت اثر نیروهای افقی ناشی از زلزله قرار می گیرد .
تیرهای طره ای شبکه بالاسری و پایه های آن معمولا تحت تاثیر نیروهای زلزله آسیب د یده و حداقل تراز طولی و عرضی خود را از دست می دهد .
شکل 7- کمانش خط آهن و خرابی شبکه بالاسری در زلزله نیگاتای ژاپن
247
ترابری ریلی یکی از ترابری های زمینی است که در مصرف انرژی بسیار به صرفه عمل می کند. ریل ها رویه ای بسیار صیقلی و سفت فراهم می کنند که چرخ های قطار می توانند با کمترین اصطکاک ممکن بر روی آن ها بغلتند. این روش با خود راحتی و صرفه جویی کارمایه (انرژی) به همراه دارد. معمولاً بخش پیشین قطارها هم با شکلی خمیده و (آیرودینامیک) ساخته می شود تا در مصرف کارمایه صرفه جویی شود. روی هم رفته، تحت شرایط مناسب، قطار برای بردن حجم مشخصی از کالا یا مسافر 50 تا 70 درصد کمتر انرژی نیاز دارد تا ترابری جاده ای. افزون بر این، ریل ها و ریل بندها باهم وزن قطار را بطور یکسان پخش می کنند که در پی آن با هر محور/چرخ بار بیشتری می توان حمل کرد تا در ترابری جاده ای. ترابری ریلی همچنین از امن ترین و کم جاگیرترین شیوه های ترابری است. یک خط راه آهن دوریلی می تواند در یک زمان مشخص از یک اتوبان چهارخطه هم بیشتر مسافر یا کالا جابجا کند.
248
صنعت حمل و نقل ریلی در حیطه وسیع خود با تکیه بر 3 مبحث عمده خط، ناوگان و بهره برداری هدفهای متفاوتی رادنبال می کند. مباحث مرتبط با خطوط ریلی اعم از احداث، بازسازی، بهسازی و … و مباحث مرتبط با ناوگان (لکوموتیو و واگن) اعم از ساخت، تعمیر و نگهداری، … و در نهایت مسائل مرتبط با بهره برداری و مدیریت و برنامه ریزی حمل و نقل که حسب نوع حمل ونقل کالا یا مسافر ، موجد فرایندهای تحقیق و توسعه ای (R&D) متفاوت می باشد.
249
ناوگان ریلی:
ناوگان ریلی به مجموعه ای از ماشینهای ریلی گفته می شود که به صورت منفرد یا مرکب در قالب قطار تنظیم و جهت حمل بار یا جابجایی مسافر و یا خدمات امداد و پشتیبانی مورد استفاده قرار می گیرد. گرچه اصطحکاک غلتشی ناچیز بین چرخ و ریل، یکی از ویژگیهای اساسی تمایز ناوگان ریلی از سایر وسایل نقلیه زمینی محسوب می شود اما باتوجه سیستم های مدرن قطارهای الکترو مغناطیسی (ماگلو) و حذف اصطکاک غلتشی تنها حرکت در مسیر مقید شده خط، به عنوان مشخصه اصلی ناوگان ریلی جدید شمرده می شوند.
بصورت مختصر ناوگان ریلی به کلیه ما شینهای ریلی که برای خدمات ترافیکی روی ریل مورد استفاده قرار می گیرند،گفته میشود.
250
انواع ناوگان ریلی
1-ناوگان کشش
2-ناوگان مسافری
3-ناوگان پشتیبانی و امداد
4-ناوگان باری
هم اکنون ناوگان حمل و نقل راه آهن ایران شامل:
634 دستگاه لکوموتیو
21406 دستگاه واگن باری
1065 دستگاه واگن مسافری می باشد.
ناوگان ریلی را میتوان برحسب نوع کاربرد ماشینهای آن به شرح ذیل طبقه بندی کرد:
کلیه ماشینهای ریلی که مجهز به سیستم های مولد یا مبدل قدرت ، انتقال قدرت و کنترل و ناوبری بوده و صرفاٌ جهت کشیدن یا هل دادن قطارها مورد استفاده قرار میگیرند را ناوگان کشش می گویند که شامل انواع لکوموتیوها و خودکشنده ها
ناوگان کشش
252
لوکوموتیو
یک ماشین ریلی می باشد که نیروی محرکه مورد نیاز برای حرکت قطار را تامین و خود فاقد ظرفیت بارگیری یا مسافر می باشد به عبارت دیگر لکوموتیو در حمل و نقل ریلی به عنوان واحد کشنده مستقل و متمرکز قطار تعریف می شود و هر قطار برحسب تناژ و سرعت ممکن است نیاز به یک یا چند لکوموتیو برای حرکت داشته باشد.
253
انواع لکوموتیو
لکوموتیو از نظر نوع کاربری به انواع زیر تقسیم می شود:
باری : دارای گشتاور و قدرت زیاد جهت حمل قطارهای باری سنگین (نسبت دنده بالا)
مسافری : دارای سرعت و شتاب زیاد جهت حمل قطارهای مسافری (نسبت دنده پایین)
مانور : دارای گشتاور راه انداز زیاد جهت انجام عملیات مانور در محوطه های ایستگاهها (سیردر سرعتهای پیوسته کم)
چند منظوره : با ویژگیهای حد وسط بصورت منفرد و دوبله که قابلیت حمل قطارهای باری و مسافری را هم دارند.
254
طبقه بندی لکوموتیو از نظر نوع انرژی مصرفی وسیستم انتقال قدرت
بخاری : کشش بصورت منفرد و فاقد امکان دوبله کردن با فرماندهی واحد
دیزلی :کشش منفرد و سری با فرماندهی واحد به شرطی که مجموع نیروی کشش از توان مجاز قلاب بیشتر شود
برقی : کشش منفرد و سری با فرماندهی واحد به شرطی که مجموع نیروی کشش از توان مجاز قلاب بیشتر شود
البته علاوه بر موارد بالا نسل جدید لکومتیوها مانند توربینی ، هایبرید و فیول سل از نظر انرژی مصرفی موجود می باشند.
255
ناوگان مسافری
شامل کلیه ماشینهای ریلی که صرفاٌ جهت جابجایی مسافر مورد استفاده قرار می گیرند شامل انواع سالنهای مسافری ، ترنست ها ، ریل باسها .
256
کلیه ماشینهای ریلی که صرفا جهت انجام فعالیتهای امداد و نجات، فنی و پشتیبانی ، تعمیرات ، نظارت و بازرسی مورد استفاده قرار میگیرند گفته می شود و شامل انواع قطارهای نجات ، جرثقیلها و …
ناوگان پشتیبانی
257
مجموعه ماشینهای ریلی که صرفا جهت حمل باردر یک شرکت راه آهن مورد استفاده قرار می گیرد، ناوگان باری می گویند.به دلیل تنوع نوع بار ، واگن های باری در انواع مختلف به منظور سهولت بارگیری،تخلیه ، باربندی و تسریع عملیات بهره برداری ساخته و عرضه می شوند
ناوگان باری
258
واگن
به کلیه ماشینهای ریلی خودکشش یا یدک که جهت حمل بار یا مسافر در مسیر مقید شده خط (آهن) مورد استفاده قرار می گیرد و قابلیت اتصال و انفصال آسان و سریع جهت تشکیل و تفکیک قطار را داشته باشد گفته می شود. منتهی در مفهوم فارسی آن صرفاً به ماشینهای ریلی باری یا مسافری فاقد کشنده محدود می شود و بالاخص کلمه واگن یا واگن باری را صرفاً برای ماشینهای ریلی که برای حمل و جابجایی بار مورد استفاده قرار می گیرد بکار می رود و برای واگن مسافری، ترجیحاً از واژه سالن مسافری استفاده می شود.
259
طبقه بندی واگن ها
واگن متنوع ترین بخش ماشینهای ریلی می باشد و از جهات مختلف طبقه بندی می شود که ذیلاً به چند مورد آن اشاره می شود.
از نظر نوع بهره برداری:
باری : صرفاً جهت حمل بار
مسافری : صرفاً جهت حمل مسافر
ویژه : واگنهای مخصوص جهت انجام ماموریتهای فنی و پشتیبانی و یا بازرسی
260
براساس ساختمان اتاق ونوع محموله های قابل حمل دارای ساختمانهای متفاوت می باشند و به شرح زیر تقسیم می گردند.
1 – واگنهای مسقف
2 – واگنهای لبه کوتاه
3 – واگنهای لبه بلند
4 – واگنهای مسطح
5- واگنهای مخزن دار
6 –واگنهای یخچالدار
7 – واگنهای انتهایی
8- شن کش
9 – فله بر
261
مونوریل چیست؟
تک ریل یا مونوریل، شیوه ای از حمل ونقل سبک ریلی است. تک ریل در واقع یک خط منفرد است که به عنوان ریل برای واگن های مسافری یا باری استفاده می شود. ترن یا واگن ها بوسیله چرخ هایشان بر روی این ریل منفرد که درست در مرکز ترن یا واگن قرار می گیرد، حرکت می کنند. واژه مونوریل، که از سال ۱۸۹۵ به بعد به کار رفت، از ترکیب دو واژه Mono به معنای«تک» و Rail به معنی «خط» تشکیل شده است.
تک ریل معمولا بالاتر از سطح زمین قرار گرفته است ولی می تواند بر روی زمین، پائین تر از سطح زمین و یا در تونل های زیرزمینی نیز بکار رود. تک ریل برای استفاده در مناطق تفریحی مانند شهربازی ها و همچنین شهرهای توریستی نیز گزینه مناسبی محسوب می شود.
262
مزایای مونوریل
1-فضای کمی را اشغال می کند به خصوص مونوریل های هوایی که روی زمین تنها به فضای کمی برای قرار گرفتن پایه ها نیاز دارند.
2-مونوریل هایی که از چرخ های لاستیکی روی ریل بتنی استفاده می کنند ارتعاش و نویز کمی ایجاد می کنند.
3-ایمن هستن چون مونوریل های سوار بر تیر، ریل را در بر می گیرند و طبیعتاً قابلیت از خط خارج شدن را ندارند مگر اینکه برای ریل مشکلی پیش بیاید.
4-به دلیل سروصدای کم و اشغال فضای کم، می توان ایستگاه های آن را در هر مکانی ساخت، در نتیجه دسترسی به آن آسان می شود. برای مثال ایستگاه مونوریل پارک والت دیسنی واقع فلوریدای آمریکا در ورودی هتل آن ساخته شده است.
263
5-اگر طراحی آن زیبایی باشد می تواند به ابزای برای جذب توریست. تبدیل شود .
6-به دلیل استفاده از الکتریسیته به عنوان منبع تغذیه، و چرخهای لاستیکی دوستار محیطمی باشند
7-مونوریل ها به ویژه مونوریل ها با چرخ لاستیکی به شکلی طراحی شده اند که توانایی غلبه بر شیب های بالا را دارند. مونوریل های ساخت شرکت هیتاچی توانایی عبور از شیب % ۶ را دارند.
8-به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز ندارند به ویژه مونوریل هایی با مسیر بتنی؛ چرخ های لاستیکی هم برای تقریبا ۱۰۰٬۰۰۰ مایل دوام دارند همچنین خود مونوریل نیز عمری بیش از ۳۰ سال خواهد داشت.
9-به دلیل دارا بودن مسیر مشخص، مشکل توقف در مسیر وجود ندارد.
264
معایب مونوریل
1-به علت استفاده از ریل اختصاصی، استفاده از ریل های مرسوم در صنعت نقلیه ریلی امکان پذیر نیست در نتیجه از این قطارها در سایر خطوط ریلی را نمی توان استفاده کرد.
2-در موارد اضطراری، مسافران نمی توانند فوراً از مونوریل بیرون بروند زیرا مونوریل بالای سطح زمین قرار گرفته است و راهروی اضطراری وجود ندارد در نتیجه مسافران باید تا آمدن قطار نجات یا آتش نشان منتظر بمانند؛ مونوریل های جدیدتر این مشکل را با ساخت راهروهای اضطراری در کنار تمام خطوط حل کرده اند و مونوریل های آویزان این نقص را با ساخت سر سره های تخلیه همانند هواپیما درون قطار از بین برده اند.
3-خطر سقوط اشیا و اجزای مونوریل وجود دارد به عنوان نمونه در شهر کوالالامپور در سال ۲۰۰۲
265
سقوط یکی از چرخ های مونوریل روی سر یک نفر از عابرین پیاده، باعث ایجاد جراحات شدیدی در وی شد البته این مساله را می توان با ساخت حصارهایی کنار مسیر حل کرد.
4-به دلیل قرار گرفتن در ارتفاع سازنده آن بایدتحمل وزن مونوریل و مسافران را داشته باشد و در برابر طوفان و زلزله مقاوم باشد که در نتیجه طراحی سازه آن نیاز به دقت و هزینه بالایی دارد.
5-تعویض خط به آهستگی صورت گرفته و نیاز به مکانیزم پیچیده تر و دقیق تری نسبت به قطارهای عادی دارد که هزینه ساخت آن را بالا می برد.
6-هرچه سرعت مونوریل بیشتر شود، برای جلوگیری از خارج شدن از مسیر باید شعاع انحنای مسیر را بیشتر کنند که این موضوع باعث طولانی تر شدن مسیر می شود. شرکت هیتاچی برای قطارهای سایزبزرگ خود با سرعت بیش از km 80 و حدود ۶ واگن شعاع انحنا با طولm 100 را به کار می برد.
266
ویژگی ها و قابلیت های مونوریل
مونوریل وسیله نقلیه ای ایمن، پاک و مناسب که به کار گرفتن آن می تواند کمک زیادی به کاهش آلودگی محیط زیست، حجم ترافیک و هزینه های جانبی آن بنماید. در سال ۲۰۰۷ مونوریل لاس و گاس به کنار رفتن حدود ۲/۳ میلیون مایل وسیله نقلیه از شاهراه نودای جنوبی کمک کرد و باعث کاهش یافتن انتشار بیش از ۵۸ تن کربن مونواکسید (CO) و ترکیبات آلی فرار (VOC) و اکسید نیتروژن (NOX)در یک دوره یکساله شد.
قرار گرفتن مونوریل در ارتفاع، ساختار ریل، و سازه مستحکم خطوط آن موجب تبدیل مونوریل به یکی از ایمن ترین وسایل ترابری شده است در تاریخ مونوریل تنها یک حادثه کشنده در مقابل میلیون ها جابه جایی مسافر پیش آمد و آن حادثه مونوریل واپرتال در آلمان بود که سبب کشته شدن ۵ نفر شد.
267
سازه مسیر و ستون مونوریل هم به گونه ای می باشد که توانایی مقابله با زمین لرزه را دارد مونوریل های سیاتل و اوزاکا توانست اند در مقابل زمین لرزه هایی که در مناطق آن ها صورت گرفت مقاومت کنند.
بیشتر مونوریل ها توانایی جابه جایی هزاران مسافر دارند که با توجه به ویژگی های مثبت دیگر آن می توانند تبدیل به یکی از مناسب ترین وسایل حمل و نقل شوند برای نمونه مونوریل چانگ کینگ چین که یک مونوریل سایز بزرگ شرکت هیتاچی می باشد توانایی جابه کردن ۳۰٬۰۰۰ مسافر را در ساعت برای مسافت km 19 دارد. مونوریل را می توان مناسب ترین وسیله ترابری همگانی در حل مشکلات ارتباطی مناطقی دانست که از نظر اقلیمی شرایط خاصی دارند از قبیل مناطق کوهستانی که پستی و بلندی های زیادی دارند، مناطقی که شرایط آب وهوایی بسیار گرم یا بسیار سرد دارند و کشورهایی که دارای جزایر متعدد هستند مانند کشورهای ژاپن و چین که مونوریل در آنجا مبدل به مناسب ترین وسیله در بین وسایل حمل و نقلی شده است.
268
هزینه ها
عوامل بسیاری در تجمیع هزینه های احداث مونوریل دخیل هستند. عمده آنها را می توان در مولفه های: طول مسیر، شرایط پستی و بلندی منطقه مورد احداث، موقعیت محل(هزینه حمل مصالح به محل)، وجود زیرساخت ها(از قبیل وجود شبکه های آب، برق تلفن، جاده و.. در نزدیکی محل احداث)، زمین(هزینه تملک زمین محل مورد احداث)، سرعت حرکت(که نوع تجهیزات ایمنی نظیر سوزن ها و تجهیزات دیگر را مشخص می کند) و … هزینه های احداث یک مونوریل را تعیین می کنند. به طور کلی می تواند ترکیب هزینه های تاسیس یک مونوریل را به شرح زیر در نظر گرفت:
269
هزینه احداث مونوریل
270
صرفه جویی در منابع
در هیچ جای دنیا به حمل و نقل عمومی به عنوان یک شرکت سود ده نگاه نمی کنند . آثار اجتما عی و اقتصادی مترو بسیار مهمتر و با ارزش تر است . به گفته مدیر عامل مترو صرفه جویی 3 خط 677 میلیارد تومان است که از این میان هزینه صرفه جویی سالانه مترو ، متروی تهران در سال 86 در کاهش اتلاف وقت شهروندان 320 میلیارد تومان، کاهش مصرف سوخت 270 میلیارد تومان، کاهش آلودگی هوا 62 میلیارد تومان و کاهش تصادفات رانندگی 25 میلیارد تومان است . به گفته وی در صورت تامین اعتبارات مورد نیاز خطوط راه آهن شهری تهران تا سال 1409 به 12 خط افزایش خواهد یافت و آثار مثبت تکمیل شبکه مترو تهران سالانه 2 هزار و 600 میلیارد تومان است . همچنین هر خط مترو که به طور متوسط 25 کیلومتر است معادل یک اتوبان 15 باندی است که احداث چنین اتوبانی به بیش از 100 میلیارد تومان اعتبار نیاز دارد در صورتی که هزینه احداث یک خط مترو بسیار کمتر از این رقم است.
271
ترافیک
مساله ترافیک همواره یکی از دغدغه های اصلی و در اولویت همه مسوولانی بوده است که طی دوره های مختلف سکاندار مدیریت کلان شهر تهران بوده اند . دغدغه ای که در پی اعمال سلایق متفاوت برای ساماندهی ترافیک گاه به کشمکش های آشکار و پنهان میان متولیان شهر منجر شده است.
با توجه به روند رو به رشد شهر نشینی در ایران و همچنین موقعیت شهر های جدید در اسکان جمعیت سرریز شهرهای بزرگ نیاز به وجود سیستم حمل و نقل عمومی سریع بین شهری، منظم و نسبتا ارزانی می باشد که موجب سرعت در جابه جائی مسافر در داخل شهرهای بزرگ و ارتباط صحیح شهرهای جدید با شهر مادر می شود .
مترو به عنوان پاک ترین، سالم ترین، سریع ترین، ایمن ترین و به طور کلی کارآمدترین شبکه حمل و نقل، نقش انکار ناپذیری در حل مسایل اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی ناشی از معضل ترافیک دارد .
272
صرفه جویی در مصرف سوخت، صرفه جویی در اتلاف وقت، صرفه جویی در هزینه درمان و نظافت ناشی از آلودگی هوا و صرفه جو یی در هزینه مصرف لوازم یدکی و استهلاک خودرو، از دیگر مزایای کمی بهره برداری از مترو عنوان شده است .
یکی از معضلات مهم در برخی از کشور ها شلوغ بودن مترو ها می باشد،که میتوان این مشکل را با افزایش خطوط مترو برطرف کرد.
273
تفاوت مترو و مونوریل
مزایای احداث مونوریل در مقایسه با مترو:
مونوریل و مترو نسبت به یکدیگر مزایا و معایبی دارند که براساس آنها می توان اولویت توسعه هریک نسبت به دیگری را تعیین کرد. در مورد
مزایای استفاده از مونوریل نسبت به مترو به موارد زیر می توان اشاره کرد:
1- نیاز به فضای محدود در سطح معابر و خیابان ها دارد، چرا که فقط ستون ها در معابر قرار می گیرند.
2- امکان استفاده مسافران از مناظر و جاذبه های دیدنی شهر فراهم می شود که برای جذب گردشگر، بسیار موثر است.
3- با توجه به سرعت پایین و تک ریل بودن مسیر مونوریل، ضریب ایمنی بالایی دارد زیرا احتمال خروج از ریل آن بسیار کم است.
274
4- اگر طراحی مناسب صورت گیرد و هزینه های زیباسازی آن تقبل شود، در زیباسازی شهر و جذب گردشگر بسیار موثر است.
5- به علت استفاده از چرخ های لاستیکی، دارای آلودگی صوتی بسیار پایینی است (هرچند در متروهای پیشرفته دنیا نیز امکان استفاده از چرخ های لاستیکی فرآهم آمده است).
6- سازه مونوریل در برابر زلزله بسیار مقاوم است.
7- به علت در معرض دید بودن مسیر مونوریل، فضاهای مناسبی جهت تبلیغات به وجود خواهد آمد که درآمدزایی بسیار خوبی خواھد داشت.
8- مونوریل ها قابلیت عبور از فرازها و نشیب هایی با شیب بالا را دارند. به عنوان نمونه، مونوریل های ساخت شرکتHITACHIتا شیب 6درصد را به راحتی جوابگو هستند.
275
معایب احداث مونوریل در مقایسه با مترو:
1- به علت استفاده از ریل اختصاصی در مونوریل، استفاده از ریل های مرسوم در صنعت نقلیه ریلی امکان پذیر نیست. در نتیجه از این قطارها در سایر خطوط ریلی نمی توان استفاده کرد. همچنین هیچ کدام از اجزای مونوریل به سایر اجزای قطارهای مرسوم شباهت ندارند، در نتیجه نمی توان از قطعات یدکی آنها استفاده کرد.
2- تعویض خط قطار مونوریل در ارتفاع، نیاز به یک طراحی دقیق و صرف هزینه زیاد دارد تا مانع از سقوط یا خروج آن از خط شود.
به طور کلی، به علت این پیچیدگی ها و هزینه های زیاد، ایجاد یک سیستم فراگیر چند خطه تقریبا ناممکن شده است (تعبیه مسیر جابه جایی برای
مونوریل در حدود 15 برابر طراحی این امکان برای مترو، هزینه در بر خواهد داشت). توجه داشته باشید که در سطح زمین نمی توان این جابه جایی را انجام داد و حتما باید به صورت هوایی انجام شود.
276
3- مونوریل ها برای سرعت های بالا طراحی نشده اند. نوع ریل و نوع چرخ های مونوریل، مانع اصلی افزایش سرعت آنها هستند.
4- در حالت خطر و مواقع اضطراری، تخلیه مونوریل از مسافر در بین 2 ایستگاه غیرممکن است ( در بعضی از طرح ها برای کل مسیر، یک مسیر ویژه پیاده طراحی و ساخته شده است که به نوبه خود هزینه های ساخت را بالا می برد. در آمریکا احداث این مسیرهای پیاده دراطراف مسیر مونوریل اجباری شده است).
5- حجم جابه جایی مسافر در مونوریل در مقایسه با مترو، بسیار کم است.
277
6- خطر سقوط اشیا و اجزای مونوریل وجود دارد که می تواند برای افراد و خودروهای زیر مسیر مونوریل خطرناک باشد. به عنوان نمونه در شهر کوا لالامپور در سال 2002 در ماه آگوست، سقوط یکی از چرخ های مونوریل روی سر یک نفر از عابرین پیاده، باعث ایجاد جراحات شدیدی در وی شد. در حادثه بعدی یکی از چرخ های لاستیکی مونوریل در سیاتل آمریکا سقوط کرد که خسارتی در بر نداشت. به تازگی در شهر کوالالامپور، ترکیدن یکی از چرخ های مونوریل باعث جراحات مختصری در مسافران شد. در سال 1994 در شهر لاس وگاس آمریکا، یکی از محورهای چرخ مونوریل به طول 70 سانتی متر از ارتفاع 15 متری به زمین سقوط کرد. بسیاری از کارشناسان عقیده دارند برای جلوگیری از سقوط اشیا و اجزای مونوریل به پایین، باید در تمام طول مسیر مونوریل یک محفظه زیر مسیر تعبیه شود که علاوه بر افزایش هزینه ساخت از زیبایی مسیر مونوریل نیز خواهد کاست.
278
7- ساخت تمام مسیر و ایستگاه های مونوریل، در ارتفاع انجام می شود که در نتیجه باعث طولانی شدن پروسه ساخت و افزایش هزینه آن می شود. اما در مترو، درصورت تامین تجهیزات مدرن ساخت تونل، با سرعت بالا و هزینه کمتر این کار انجام می شود و فقط در ایستگاه ها ناچار به بستن معابر و کار اجرایی در سطح زمین وجود دارد.
8- از آنجا که مونوریل در مجاورت هوای آزاد قرار دارد، در زمستان و تابستان، تامین دمای مناسب در داخل واگنها و ایستگاه ها، هزینه زیادی دربرخواهد داشت.
9- تطابق مونوریل با فضاهای شهری و جلوگیری از لطمه آن به بافت شهر، هزینه احداث مونوریل را افزایش خواهد داد. همچنین به علت مجاورت هوای آزاد و آلودگی هوای شهر، شست وشو و رنگ آمیزی ستون ها، مسیر مونوریل و بردهای تبلیغاتی نیز هزینه های بهره برداری را بالا خواهد برد.
279
10- از آنجا که حجم جابه جایی مسافر در مونوریل پایین است، در ساعات شلوغی ممکن است باعث ایجاد ازدحام مسافر در ایستگاه ه شده و این ازدحام به خیابان ها و معابر اطراف کشیده خواهد شد.
11- ساخت ستون ها و مسیرهای ریلی مونوریل نیاز به حداکثر ایمنی و استحکام دارد تا بتواند در مقابل زلزله مقاوم و مستحکم باشد. در نتیجه هزینه های ساخت افزایش چشمگیری دارد.
12-به واسطه مشرف بودن مونوریل به خانه های مردم اطراف مسیر، مطمئنا باعث ایجاد نارضایتی در بین ساکنان اطراف مسیر مونوریل خواهد شد. به عنوان نمونه در شهر کوالالامپور، مسئولان شهری ناچار شدند برای ایجاد مانع و مات کردن شیشه منازل مسلمانان اطراف مسیر، هزینه های زیادی متحمل شوند. در بوستون و نیویورک، خطوط مونوریل به دلیل همین مشکل با خطوط مترو جایگزین شدند.
280
13- با توجه به خاص و لوکس بودن مونوریل و کاربرد کم آن، تعداد شرکت های سازنده آن در دنیا کم است. در نتیجه هزینه تامین لوازم و قطعات مونوریل نیز بالاست. همچنین تامین قطعات یدکی وابسته به ارتباط با چند شرکت محدود است و درصورت قطع همکاری به هر دلیل، مونوریل قادر به ادامه فعالیت نیست. به عنوان نمونه در متروی تهران، با توجه به شباهت واگن ها به واگن های راه آهن، امکان ورود شرکت های سازنده داخلی به این عرصه فراهم شده است. هم اکنون شرکت هایی مانند واگن سازی پارس، واگن سازی تهران، ایران ابزار، بعضی شرکت های خودرو ساز و… دارای تجربیات بسیار گرانبهایی در این زمینه هستند و می توانند در آینده نزدیک نیاز کشور به واردات تجهیزات، قطعات یدکی و واگن های مترو از خارج از کشور را برآورده سازند.
281
14-سازه باید در تمام مسیر استحکام لازم برای تحمل وزن مونوریل و مسافران را داشته باشد و در تمام طول مسیر تمام سازه یکنواخت باشد. به علت غیرقابل تفکیک بودن ریل حرکتی و مسیر مونوریل جهت ایجاد مسیری مناسب و یکنواخت، ساخت مونوریل هزینه بالایی در بر خواھد داشت؛ خصوصا اینکه تمام سازه ها در ارتفاع واقع شده اند. در سایر سیستم های ریلی اینگونه نیست، به عنوان نمونه در مترو به علت جدا بودن ریل از تونل و مترو، می توان مسیر را به قسمت های متفاوت تقسیم کرد و هر بخش توسط پیمانکاران متفاوت ساخته شده و در نهایت، ریل توسط پیچ و مهره نصب خواهد شد و یکنواختی و پیوستگی مسیر کار پر هزینه ای نخواهد بود.
282
قطارهای مغناطیسی
Maglevیا حمل و نقل شناورمغناطیسی
,(Magnetic Levitation) نام تکنولوژی جدیدی می باشد که با توجه به مشخصه های برجسته اش انقلابی در صنعت حمل و نقل ایجاد خواهد کرد. "ماگلو" نوعی از حمل و نقل می باشد که قطار را به طور شناور و کاملا جدا از زمین به وسیله نیروی الکترومغناطیسی به طرف جلو می راند. این روش جدید سریع تر، راحت تر و مطمعن تر از روش حمل و نقل کنونی، همراه با چرخ های مرسوم می باشد.
به دلیل وجود نیروی محرکه اصلی این سیستم در ریل آن، به جای خود قطار، این قطارها بسیارسبک و کنترل آنها در سراشیبی ها بسیار آسان می باشد. ریل های استفاده شده در این سیستم نیز از مواد سبک ساخته شده است. تکنولوژی ماگلو( Maglev ) این اجازه را به قطار میدهد که به راحتی به سرعت هواپیما ها ( 500 تا 580 کیلومتر در ساعت ) دست یابد.
283
به عبارت دیگر مگلو سیستمی است که در آن وسیله نقلیه با استفاده از نیروهای الکترومغناطیسی ایجاد شده بین آهن رباهای ابر رسانای موجود در وسیله نقلیه و کویلهای مستقر در مسیر، نسبت به مسیر عبوری شناور می گردد. عبارت مگلو نیز مخفف دو کلمه به معنای شناوری مغناطیسی می باشد. (Magnetic Levitation)
در واقع سیستم مگلو سه پارامتر قابل توجه دارد که تحت این سه پارامتر به عنوان مگلو شناخته می شود. این پارامترها عباتند از :
– شناوری
– کشش
– هدایت
هر سه مورد فوق توسط نیروهای الکترومغناطیسی تامین شوند. از این رومطالعات در فناوری مگلو همواره حول سه محور فوق انجام می گیرد.
284
-سیستم مگلو را بر اساس نوع سیستم شناوری به سه دسته تقسیم می کنند. به عبارت دیگر تقسیم بندی سیستمهای مگلو بر اساس نیروهای مغناطیسی که باعث ایجاد شناوری وسیله نقلیه می شوند انجام می گیرد. این سه نوع عبارتند از:
سیستم تعلیق الکترومغناطیسی(EMS)
– سیستم تعلیق الکترودینامیک(EDS)
سیستم تعلیق آهن ربای دائمی(PMS)
285
مقایسه ماگلو با قطارھای مرسوم
به علت عدم وجود تماس بین ریل و قطار در قطارهای مغناطیسی، اصطکاک بسیار کمی آن هم تنها اصطکاک بدنه قطار و هوا وجود دارد. مصرف قدرت قطارهای ماگلو برای هر مسافر بر کیلومتر در سرعت 200 کیلومتر بر ساعت 24 % کمتر از قطارهای معمولی در سرعت 200 کیلومتر بر ساعت می باشد. به خاطر عدم حرکت ماگلو بر روی ریل، این قطارها محدودیت سرعت قطارهای معمولی را به خاطر تلرانس ریل و پیچ ها ندارند. سرعت این قطار ها هم اکنون در بعضی موارد به 650 کیلومتر بر ساعت نیز رسیده است و پیش بینی می گردد سرعت آنها تا 1000 کیلومتر نیز افزایش یابد.
وزن الکترومغناطیس در طراحیEMSها وEDSیک فاکتوربسیار مهم تلقی می شود، یک میدان مغناطیسی بسیار قوی نیز برای بلند کردن اینقطار سنگین وزن مورد نیاز می باشد. در یک مقاله چاپ شده در سال 2004 که متعلق به "انجمن آکوستیک آمریکا" می باشد، چنین ذکر شده است که صدای تولید شده توسط این قطارها بسیار بیشتر از صدای تولیدی قطارهای معمولی با وجود تماس فولاد با فولاد می باشد. تفاوت صدای این قطارها با قطارهای معمولی 5 دسیبل می باش که عدد کمی نیست..
286
قطارهای فوق سریع الکترومغناطیس خواستار بودجه هنگفتی برای به تولید رسیدن هستند، ولی می توان این هزینه را با هزینه ساخت قطار های معمولی و یا فرودگاه مقایسه کرد. ولی واقعیت دیگری نیز در مساله اقتصادی این قطارها وجود دارد، هزینه کمتر نگهداری و تعمیر این قطارها نسبت به قطارهای معمولی می باشد که همین یکی از نکات مثبت آنها به حساب می آید.
قطار سریع السیر شانگهای با هزینه 1.2 میلیون دلار ساخته شده و هزینه هر مسافر 6 دلار برآورد شده است. این قطار روزانه توانایی جابجایی 20.000 مسافر را داراست
287