بررسي و ارزيابي سامانه‌هاي پايش ارتعاش خطوط راه‌آهن در ابنيه تاريخي و پيشنهاد سامانه مناسب براي ابنيه تاريخي ايران - مطالعه موردي بناهاي تاريخي محور چهارباغ اصفهان

كارشناسي ارشد

با رشد روزافزون خطوط مترو، يكي از مسائل مهم براي سازمان‌هاي حفاظت از ابنيه تاريخي، پاسداري بناها از اثرات احداث خطوط مترو است. بدين منظور راهكار نظارت بر سلامت سازه (SHM ) به‌عنوان يك روش عملياتي در دنيا موردتوجه قرار گرفته است. بررسي ادبيات موضوع نشان مي‌دهد كه تاكنون سامانه‌اي كه به‌صورت دائم ارتعاشات وارده بر بناهاي تاريخي را پايش نمايد، و تاريخچه‌اي از وضعيت ارتعاشات ارائه دهد، توسعه داده نشده است. در اين پايان‌نامه به چالش فوق پاسخ داده شده است. بدين منظور پس از بررسي ساختارهاي ممكن براي انواع سيستم‌هاي اندازه‌گيري، يك سامانه پايش ارتعاشات براي پايش وضعيت بناهاي تاريخي توسعه داده شده است. در ادامه، سامانه توسعه داده شده در يك مطالعه موردي (بخش تاريخي خط 1 مترو اصفهان) پياده سازي شده است. نتايج مانيتورينگ ارتعاش نشان مي‌دهد كه مقادير ارتعاش وارده به ابنيه تاريخي محور چهارباغ اصفهان در حال حاضر در محدوده مجاز (كمتر از 72 دسي‌بل) قرار دارد. البته در بلند مدت، ممكن است به علت خستگي، ارتعاشات خارج از محدوده مجاز قرارگيرد. لذا لازم است با استفاده از نتايج سامانه رفتار سازه در بلند مدت رصد گردد. خروجي‌هاي سامانه بر روي سايت با دامنه imvms.ir قابل مشاهده است. با استفاده از داده‌هاي برداشت شده نتايج ثبت ارتعاش در طول يكسال تحليل گرديده است. همچنين اثراتي شامل تغيير سطح آب‌هاي زيرزميني، تغيير سرعت قطار و مقايسه‌ي روش‌هاي مختلف پايش مورد ارزيابي و مقايسه قرارگرفته است. مقايسه‌ي دو روش پايش مستقيم و غيرمستقيم نشان مي‌دهد كه تفاوت اين دو روش حدود 005/0 ميلي‌متر بر ثانيه است كه معادل تقريباً 25 درصد مي‌باشد. مطالعه تأثير سطح آب‌هاي زيرزميني نشان مي‌دهد كه با تغيير سطح ايستايي آب به ميزان 8 متر ، مقادير PPV حدود 0.005 ميلي‌متر بر ثانيه (تقريباً 20 درصد) تغيير كرده است. همچنين، در خاك با تراكم متوسط ، حداكثر تغييرات PPV به دليل تغيير 9 متري در سطح ايستايي آب حدود 004/0 ميلي‌متر بر ثانيه (تقريباً 16 درصد) بوده است. مطالعه تأثير سرعت قطار نشان مي‌دهد كه با افزايش سرعت از 15 كيلومتر بر ساعت به 65 كيلومتر بر ساعت، ارتعاشات ايجاد شده در ابنيه تاريخي (سي‌وسه‌پل و مدرسه چهارباغ) به ميزان 9 دسي‌بل افزايش پيدا مي‌كند. مطالعه تاريخچه ارتعاشات نشان مي‌دهد كه ارتعاشات وارد شده به ابنيه تاريخي (سي‌وسه‌پل و مدرسه چهارباغ) در ارديبهشت‌ماه به‌طور ميانگين 8 دسي‌بل نسبت به فروردين‌ماه افزايش داشته است. اين افزايش ممكن است به دلايل مختلفي از جمله فرسودگي ناوگان مترو، افزايش هدوي قطارها و افزايش تعداد مسافران مترو نسبت به فروردين‌ماه رخ داده باشد. بررسي‌ها همچنين نشان مي‌دهد كه در روزهاي ابتدايي و انتهايي هفته، زماني كه حجم مسافران بيشتر است، ارتعاشات به ميزان 2 دسي‌بل نسبت به ساير روزها افزايش يافته است. در نهايت، مقادير ارتعاشات در كنار و روي دال خط در 6 ماهه دوم سال 1402 با 6 ماهه اول سال 1403 مقايسه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه ارتعاشات در كنار دال خط در 6 ماهه اول سال 1403 به طور ميانگين 5 دسي‌بل بيشتر از 6 ماهه دوم سال 1402 بوده است. همچنين، ارتعاشات روي دال خط در 6 ماهه اول سال 1403 به طور ميانگين 4.5 دسي‌بل نسبت به 6 ماهه دوم سال 1402 افزايش يافته است. يكي از دلايل احتمالي اين افزايش ارتعاش، مي‌تواند افت كيفيت چرخ‌هاي ناوگان ريلي باشد.

230473

دانشگاه اصفهان

مهندسي خطوط راه آهن

محمد حسن اسماعيلي