پایان نامه ارشد عمران پایداری حرکت کامیون روی انواع مختلف قوس افقی در ترکیب با قوس قائم با فرمت ورد

چکیده

از آنجائیکه قوس&zwnj &zwnj های افقی جزء مهمترین اجزای طرح هندسی راه&zwnj ها می&zwnj باشند و بطور گسترده در نقاط مختلف جاده&zwnj های کشور مورد استفاده قرار می&zwnj گیرند و از طرفی در بسیاری از موارد، محل قرار گیری این قوس&zwnj ها در تلاقی با محل قرارگیری شیبها و قوس&zwnj های قائم می&zwnj باشد در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Truck SIM که امروزه یکی از کامل ترین و پرکاربرد ترین برنامه&zwnj های شیبه&zwnj سازی حرکات وسایل نقلیه سنگین می&zwnj باشد، ابتدا به مدلسازی حرکت دو نوع متفاوت از انواع کامیون 1-کامیون جامدار 2- کامیون مفصل دار در طول حرکت بر روی قوس های افقی ساده و معکوس با شیب طولی صفردرصد ، و تعیین شتاب جانبی[1] این وسایل نقلیه می پردازیم.سپس مدلسازی را بر روی قوس های افقی یادشده که در ترکیب با شیب&zwnj ها و قوس های قائم قرار خواهند گرفت ادامه داده و دراین حالت نیزمقادیر شتاب جانبی را تعیین می کنیم.

در انتها ضمن مقایسه شتاب های جانبی بدست آمده در دو حالت قوس افقی بدون شیب و شیبدار و اصلاح روابط تعیین حداقل شعاع قوس افقی موجود در آیین نامه های رایج طرح هندسی راه ها ، مقادیر افزایش شعاع لازم در قوس های سه بعدی(قوس افقی در ترکیب با قوس قائم) را از طریق تحلیل نتایج خروجی در برنامه SPSS تعیین می نمائیم.

1-1- تعریف کلی مسأله

طراحی هندسی راه باتوجه به ایجاد هماهنگی میان اجزای آن کاری دشوار است؛ این اجزا شامل عناصری مانند سرعت طرح- عرض شانه- قوس&zwnj های افقی[2]&ndash شیب&zwnj های طولی &ndash شیب&zwnj های عرضی- عرض آزاد- عرض خط عبور- ابنیه فنی- قوس&zwnj های [3]&ndash حداقل فاصله دید توقف- بر بلندی و ارتفاع آزاد می&zwnj باشند، کلیه عوامل ذکر شده از نوع معیارهای اجباری در طراحی هندسی راه می&zwnj باشند[1].

مهمترین هدف یک طرح هندسی دقیق، امنیت بالا و بی&zwnj خطر بودن طرح با تکیه بر هماهنگی دقیق میان اجزای طرح می باشد؛

هزینه طرح نیز از نکات حائز اهمیت در طراحی هندسی می&zwnj باشد. در کل برای رسیدن به یک طرح مطلوب و بهینه می&zwnj بایست هماهنگی کامل میان میعارهای فنی &ndash معیارهای اقتصادی و عوامل محیطی صورت پذیرد.

قوس&zwnj های افقی و قائم (پیچ&zwnj ها و خم&zwnj ها) دو جزء مهم طرح هندسی راه می&zwnj باشند؛ قوس افقی نمایی از انحنای راه در امتداد پلان آن است در حالی&zwnj که قوس قائم مقطع طولی از راه است و فرورفتگی و برآمدگی آن را در امتداد مسیر نشان می&zwnj دهد؛ قوس افقی شامل مماس (خط مستقیم) و منحنی افقی غیرمستقیم است که دو خط مماس در طرفین را به تنهایی و یا با کمک منحنی&zwnj های اتصال به هم متصل می&zwnj کند؛

قوس قائم شامل خط مستقیم مماس (مسطح- سربالایی یا سر پائینی) و یک منحنی سهمی&zwnj وار گنبدی یا کاسه&zwnj ای است که خطوط مماس را به هم وصل می&zwnj کند؛ از دیگر موارد اساسی تشکیل دهنده اجزای طرح هندسی راه، مقطع عرضی آن می&zwnj باشد که مشخصات پهنا &ndash شیب عرضی سواررو- شانه&zwnj ها- کانال&zwnj ها- میانه و پیاده&zwnj رو را به وضوح مشخص می&zwnj کند؛زمانی که وسیله نقلیه در امتداد قوس افقی حرکت می&zwnj کند نیروی گریز از مرکز را به سمت خارج از مرکز قوس تجربه می&zwnj کند که این نیرو به طور عکس با شعاع قوس متناسب است؛ نیروهای مقاوم در برابر نیروی گریز از مرکز، شامل اثر متقابل نیروی اصطکاک بین لاستیک ماشین و کف خیابان و وزن وسیلة نقلیه است که باعث پایداری وسیله نقلیه در طول مدت حرکت آن بر روی قوس افقی می&zwnj شوند؛

اثر متقابل نیروی اصطکاک بین لاستیک ماشین و رو&zwnj سازی جاده بستگی به فاکتورهائی از قبیل وضعیت سطح جاده- شرایط آب و هوایی- مشخصات لاستیک و دینامیک وسیله نقلیه دارد؛

قسمتی از مولفه، وزن خودرو که به طور موازی با سطح جاده عمل می&zwnj کند، بستگی به میزان شیب عرضی جاده(دِوِر) دارد.

1-2- نیاز به مطالعه در مورد مسأله

در حال حاضر از مدلی به نام(PM) Point mass برای طراحی شعاع حداقل قوس&zwnj های افقی در آئین&zwnj نامه&zwnj های طراحی هندسی از جمله AASHTO استفاده می&zwnj شود؛ در این مدل جرم وسیله نقلیه را نزدیک به جرم یک نقطه در نظر گرفته و بدون توجه به نحوة توزیع نیروی اصطکاک بین چرخ&zwnj های داخلی و بیرونی و دیگر مشخصات وسیلة نقلیه طرح، نیروهای وارده بر جرم نقطه&zwnj ای را محاسبه و براساس آن حداقل شعاع لازم برای پایداری جرم در طول حرکت روی قوس افقی را بدست می&zwnj آورند؛ این روش شاید به صورت کلی جوابگوی نیازهای طراحی می&zwnj باشد، اما از لحاظ علمی و باتوجه به مشخصات ویژه وسایل نقلیه و تفاوت&zwnj های زیاد بین خودروها، مناسب نمی&zwnj باشد. بین کامیون&zwnj ها و خودروهای سواری از نظر سایز، اندازه لاستیک و مشخصات لاستیک تفاوت&zwnj های آشکاری وجود دارد؛

اگرچه اصطکاک در هر چهار چرخ اتومبیل تقریباً برابر است، اما در کامیون اصطکاک چرخها به طور گسترده&zwnj ای تغیر می&zwnj کند؛ از طرفی یک وسیله نقلیه سنگین مثل کامیون جهت حرکت روی جاده به 10% اصطکاک بیشتر نسبت به ماشین&zwnj های سواری نیازمند است؛

از معایب مدل PM این است که آستانه غلطیدن وسایل نقلیه را مشخص نمی&zwnj کند؛ آستانه غلطیدن در خودروهای سواری نسبتاً بالاست و این خودروها قبل از غلطیدن بر روی جاده می&zwnj لغزند(سر می&zwnj خورند)؛ اما غلطیدن در کامیونها مسأله بسیار مهمی است، زیرا این&zwnj گونه خودروها باتوجه به وضعیت و مشخصات بدنه و بار، مرکز جرم بالاتری نسبت به خودروهای سواری دارند؛

مطالعات نشان داده آستانه غلطیدن در کامیونها تقریباً حدود g3/0 می&zwnj باشد[48] . یعنی اگر کامیونی یک قوس افقی با شعاع 39 متر را طی می&zwnj کند که در آن سرعت طرح می&zwnj باشد، شتاب جانبی وارده به وسیلة نقلیه در حدود g17/0است و این خودرو می&zwnj تواند تا حد g13/0 شتاب جانبی اضافی را تحمل کند بدون اینکه واژگون شود؛

یکی دیگر از محدودیت&zwnj های مدل PM این است که محاسبات قوس&zwnj های معکوس و مرکب به تنهایی و یا در ترکیب با قوس&zwnj های قائم را بیان نکرده است در صورتی که چنین قوس&zwnj هایی کاربردهای فراوانی در طبقه&zwnj بندی انواع مختلف راه&zwnj ها و بزرگراه&zwnj ها دارند.

در راهنمای طرح هندسی جاری مورد استفاده برای این&zwnj گونه قوس&zwnj ها، تنها به رعایت حداکثر مقدار 5/1 برای نسبت بین شعاع بزرگترین و کوچکترین شعاع قوس&zwnj های معکوس و مرکب اشاره شده است بدون اینکه هیچ توجهی به مشخصات و ویژگی&zwnj های وسیله نقلیه بشود؛

یکی از بزرگترین محدودیت&zwnj ها در طراحی حداقل شعاع قوس دایره&zwnj ای این است که این طراحی&zwnj ها براساس مقدار اصطکاک جانبی می&zwnj باشد که در حدود 60 سال قبل پایه&zwnj ریزی شده بود [8].

ملاکی که در آن زمان وجود داشت براساس این موضوع بود که چه میزان انحراف باعث می&zwnj شود تا راننده احساس ناامنی کند و به طور غریزی از سرعت بالاتر اجتناب کند. سرعتی که ممکن بود باعث واژگونی در قوس مورد مطالعه شود، به عنوان معیار کنترل طرح برای حداکثر میزان اصطکاک پذیرفته شده است. از مقیاس Ball-bank به عنوان مقیاس کلی برای اندازه&zwnj گیری نقطة ناامنی راننده و در نتیجه واژگونی (چپ کردن)، برای تعیین سرعت ایمن در قوس&zwnj ها استفاده می&zwnj شود؛

1-3- اثرات مهم مطالعه بر مسأله ازنظر بهبودآن

در حال حاضر در آئین&zwnj نامه&zwnj های طراحی هندسی موجود، مشکلات زیر موجود می&zwnj باشند و در این پایان&zwnj نامه سعی بر بررسی آنها خواهد بود:

1- راهنماهای طراحی هندسی موجود غالباً با قوس&zwnj های افقی معکوس یا مرکب به صورت عناصر مجزا برخورد و رسیدگی می&zwnj کنند و نظریات کافی و مناسب برای طراحی قوس&zwnj های پیچیده افقی ارائه نمی&zwnj دهند؛

2- آئین&zwnj نامه&zwnj های موجود، قوس&zwnj های سه&zwnj بعدی که در آن قوس&zwnj های افقی ساده یا مرکب در ترکیب با قوس&zwnj های قائم قرار گرفته است را به صورت جداگانه بررسی می&zwnj کند و توجه و رسیدگی کافی برای نیازهای طراحی قوس&zwnj های سه&zwnj بعدی موجود نمی&zwnj باشد.

1-4- اهداف و فرضیات تحقیق

1- مرور راهنماهای طراحی و آئین&zwnj نامه&zwnj های موجود و تحقیقات انجام شده تاکنون جهت تعیین هدف و کمک به تحقیق پیش&zwnj رو

2- استفاده از نرم&zwnj افزار شبیه&zwnj سازی Trucksim برای سنجیدن توانایی وسیله نقلیه سنگین (کامیون) در طول حرکت بر روی ترکیبات متفاوتی از اجزای طرح هندسی.

این ترکیبات شامل بخش&zwnj های زیر می&zwnj باشند:

الف) قوس افقی به تنهایی و بدون وابستگی به قوس قائم

ب) قوس قائم (شامل = سربالایی- سرپائینی- قوس محدب- قوس مقعر)

ج) قوس معکوس با نسبت شعاع&zwnj های متفاوت بدون ترکیب با قوس قائم

د) قوس معکوس با نسبت شعاع&zwnj های با ترکیبات متفاوتی از انواع قوس&zwnj های قائم (سربالایی &ndash سرپائینی- قوس محدب &ndash قوس معقر)

3- توسعه مسائل مدل&zwnj های ریاضی بدست آمده برای محاسبه حداقل انحنا در ترکیبات مختلف قوس&zwnj های افقی- قائم (قوس&zwnj های سه بعدی)

1-5- دامنة اثر مسأله در جامعه علمی و اجتماع

انجام تحقیق پیش&zwnj رو فصل تازه&zwnj ای در باب شبیه&zwnj سازی کامپیوتری حرکت وسایل نقلیه در جاده&zwnj های کشور و آشنایی با زوایای مختلف شبیه&zwnj ساز و طرز به کارگیری و استفاده از آن توسط محققین و پژوهشگران خواهد بود. لذا می&zwnj توان با استفاده از بکارگیری نرم&zwnj افزارهای موازی و شبیه&zwnj سازی توسط آن نسبت به کنترل نقاط حادثه&zwnj خیز و در صورت لزوم اصلاح طرح هندسی و ساختار جاده&zwnj های کشور اقدام نمود.

1-6- محدودیت&zwnj ها و چارچوپ&zwnj های پروژه

مدلسازی&zwnj های انجام شده در این رساله براساس حرکت کامیون&zwnj ها در جاده&zwnj های بیرون شهر، با ضریب اصطکاک و شیب و دیگر عوامل مختص به این جاده&zwnj ها می&zwnj باشد و بررسی حرکت این وسایل نقلیه در جاده&zwnj های شهری کاری متفاوت خواهد بود. ضمناً بررسی بسیاری از عوامل انسانی موثر نظیر ظرفیت کار راننده- زمان PRT و نحوه ترمز کردن و &hellip جز حوزة این تحقیق نمی&zwnj باشد؛

همچنین فشار هوا و سایر عوامل، مثل آیرودینامیک و شرایط محیطی و آب و هوایی (برف و باران &hellip ) در این تحقیق پوشش داده نشده است.

لینک منبع و پست :http://campiran.ir/project-4652-%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af-%d8%b9%d9%85%d8%b1%d8%a7%d9%86-%d9%be%d8%a7%d9%8a%d8%af%d8%a7%d8%b1%d9%8a-%d8%ad%d8%b1%d9%83%d8%aa-%d9%83/