تحقیق در مورد تراورس های بتنی

مقدمه:
تراورس های بتنی یکی از مهم ترین و رایج ترین انواع تراورس های مصنوعی در خطوط راه آهن به شمار می روند که با توجه به دوام، پایداری و توانایی تحمل بارهای سنگین، جایگاه ویژه ای در ساختار ریلی پیدا کرده اند. نخستین استفاده آزمایشی از تراورس های بتنی در اواخر قرن نوزدهم در ایالات متحده آمریکا صورت گرفت، زمانی که در شهر ریدینگ، حدود دویست تراورس بتنی نصب شد تا کارایی و عملکرد آن ها در مسیرهای واقعی مورد سنجش قرار گیرد. در طی چند دهه بعد، به خصوص در ایالت پنسلوانیا، این تعداد به حدود بیست و پنج هزار تراورس افزایش یافت، اما مشکلاتی مانند زنگ زدگی اتصالات، ترک خوردگی بتن و نشست در محدوده اتصالات باعث شد که بسیاری از آن ها کنار گذاشته شوند و به مرور راهکارهای بهبود یافته ای برای افزایش دوام و کارایی آن ها مطرح گردد.

در اروپا نیز، استفاده از تراورس های بتنی از اوایل قرن بیستم آغاز شد و راه آهن ایتالیا بین سال های ۱۹۰۶ تا ۱۹۰۸ نزدیک به دویست هزار تراورس بتنی نصب کرد. تراورس های بلوکی بتنی که در زیر ریل به وسیله تسمه های فلزی به هم وصل می شدند یا روی تیرآهن های T شکل ریخته می شدند، در خطوط پاریس-لیون مارسل خدمات ارزنده ای ارائه دادند و نشان دادند که طراحی دقیق و مهندسی شده می تواند دوام و پایداری خطوط ریلی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. تراورس های تیری شکل اولیه، چه در آمریکا و چه در خارج از آمریکا، به دلیل مشکلاتی مانند شل شدن چفت و بست ها و خرد شدن در اثر ضربه، نتوانستند موفقیت آمیز باشند. علاوه بر این، وزن سنگین تراورس ها که بین ۹۰ تا ۱۸۱ کیلوگرم متغیر بود، هزینه های حمل و نقل، نصب و نگهداری را افزایش می داد و محدودیت هایی را در استفاده از آن ها ایجاد می کرد.

پس از جنگ جهانی دوم، کاهش منابع چوب و افزایش تقاضا برای مواد مقاوم و پایدار، موجب شد تا تراورس های پیش تنیده بتنی در اروپا و بریتانیا مورد توجه قرار گیرند. این نوع تراورس ها با بهره گیری از تکنولوژی پیش تنیدگی، توانایی تحمل بارهای سنگین چرخ ها و شرایط جوی مختلف را به شکل چشمگیری بهبود بخشیدند. امروزه چندین میلیون تراورس بتنی در کشورهای آلمان، بریتانیا، روسیه و مکزیک نصب شده و در حال بهره برداری هستند، در حالی که استفاده از طرح های پیشرفته تراورس بلوکی و تراورس مرکب (RS) در راه آهن فرانسه و کشورهای بهره مند از تکنولوژی فرانسوی استاندارد محسوب می شود.

در اواخر دهه پنجاه میلادی، با نظارت AAR و تلاش مهندسانی همچون آقای روبل و دستیار ایشان آقای مگی، به همراه همکاری شرکت های پیش تنیده فلوریدا و سیمان پرتلند، طراحی تراورس های مناسب برای بارهای سنگین و شرایط آب و هوایی سخت شمال آمریکا آغاز شد. اولین نصب آزمایشی این تراورس ها در سال ۱۹۶۰ در مسیرهای سی بردایرلاین و آتلانتیک کت لاین انجام گرفت و با گذشت زمان، تکنولوژی و استانداردهای آن توسعه یافت.

تراورس های بتنی به دو نوع اصلی تقسیم می شوند: تراورس بتن مسلح دوبلوکی و تراورس تک بلوکی بتن پیش تنیده. هر یک از این نوع تراورس ها دارای ابعاد هندسی، مقاومت مکانیکی و ویژگی های منحصر به فرد خود هستند که برای پاسخگویی به شرایط مختلف خطوط ریلی و بارگذاری چرخ ها طراحی شده اند. تراورس های دوبلوکی با طراحی ویژه خود، تغییر شکل و مقاومت بالا را فراهم می کنند، در حالی که تراورس های تک بلوکی پیش تنیده، با بهره گیری از نیروهای پیش تنیدگی، توانایی تحمل بارهای سنگین و طول عمر بالا را به خطوط ریلی هدیه می کنند.

رفتار بتن آرمه تحت اثر خستگی، طراحی اولیه AAR، اصلاحات در خصوصیات و استفاده از چفت و بندها (ادوات تثبیت) جزو نکات کلیدی در طراحی و نصب تراورس های بتنی هستند. تجربیات اخیر نشان داده اند که با رعایت اصول نصب، مرمت منظم و توجه به نقاط ضعف ذاتی تراورس ها، می توان پایداری و دوام خطوط ریلی را تا حد زیادی افزایش داد. تراورس های بتنی در خطوط سریع السیر نیز مورد استفاده قرار گرفته و با توجه اقتصادی، مزایای طولانی مدت خود را به نمایش می گذارند.

تراورس های بتنی با پیشینه ای طولانی و تجربه های متعدد در سراسر جهان، یکی از ستون های اصلی ساختار خطوط ریلی مدرن محسوب می شوند و هر مرحله از طراحی، نصب و نگهداری آن ها مستقیماً با ایمنی، کارایی و طول عمر مسیرهای ریلی در ارتباط است.

فهرست مطالب:
۱- تراورسهای بتنی
تاریخچه تراورس بتنی
مقدمه
۲- تراورس بتن آرمه
معایب بتن آرمه
۲-۳ رفتار بتن آرمه تحت اثر خستگی (Fatique)
۲-۴ تئوری پیش تنیدگی
۲-۵ طراحی اولیه AAR
۲-۶ انجام اصلاحات در خصوصیات
۲-۷ چفت و بندها (ادوات تثبیت)
۲-۸ تجربیات اخیر
۲-۹ نصب و مرمت
۲-۱۰ استفاده در خطوط سریع السیر
۲-۱۱ توجه اقتصادی تراورسهای بتنی
۳-۱ نقاط ضعف ذاتی تراورسهای بتنی
۳-۲ دو نوع تراورس بتنی
۳-۳ تراورس بتن مسلح دوبلوکی
۳-۳-۱ ابعاد هندسی و مقاومت مکانیکی
۳-۳-۲ مزایا و معایب
۳-۳-۳ عمر مفید
۳-۳-۴ تغییر شکل تراورس دو بلوکی
۳-۴ تراورس تک بلوکی بتن پیش تنیده
۳-۴-۱ ابعاد هندسی و مقاومت مکانیکی
تراورس تک بلوکی
۳-۴-۲ مزایا و معایب
۳-۴-۳ عمر مفید