مناقشة الدكتوراة

كلية الهندسة

قسم الاشغال العامة

مناقشة رسالة الدكتوراة الخاصة بالمهندس / محمد يوسف محسن يوسف

تحت عنوان

“بحث إدارة تصنيع وتركيب وصيانة الفلنكات الخرسانية سابقة الإجهاد ذات القطعة الواحدة بشبكة سكك حديد مصر”

القاهرة – 2021

ملخص البحث

تلعب السكك الحديدية دورا هاما في شبكة النقل حيث تتكون السكة من قضبان وأدوات تثبيت وفلنكات مستقرين علي مادة التزليط والتربة , و تعتبر الفلنكات أهم عنصر إنشائي في السكة حيث أنها عبارة عن كمرات عرضية محمولة علي قطاع التزليط وتقوم بتوزيع الإجهادات ونقل الأحمال من القضبان للطبقات التحتية والحفاظ علي إتساع السكة بالإضافة الي الإستقرار العرضي للسكة وأخيراً الحفاظ علي الشكل الهندسي للقطاع العرضي بطول الخط.

وتتعرض هذه الفلنكات لقوي رأسية وطولية وعرضية ويجب أن تنتقل إلي مادة التزليط محققة الإجهادات المسموح بها مع ضمان عدم حدوث تشوه في السكة و ألا تتجاوز الإنحرافات الحد المسموح به.

يتم حاليا إستخدام الفلنكات الخرسانية علي مستوي العالم حيث أصبحت منافسا قويا للفلنكات الخشبية وقد تم خلال الحرب العالمية الثانية تطوير الفلنكات لتصبح خرسانية سابقة الإجهاد حيث تتعدد مزاياها مثل ثقل وزنها الذي يعطي ثباتاً في حالة أحمال المحاور الكبيرة و زيادة الكثافة المرورية للقطارات والسرعات العالية علاوة علي أنها تدوم أكثر من نظيرتها الخشبية حيث يتراوح عمرها ما بين مرتين الي ستة مرات من عمر الفلنكات الخشبية.

يهدف هذا البحث إلي تحديد ميكانيكية نقل الأحمال والإجهادات من القضبان إلي الفلنكات, بدقة عالية.

دراستان تم عرضهما لتحديد التقسيط والتصميم المناسب للفلنكة الخرسانية سابقة الاجهاد تحت تأثير الحمل الرأسي والحمل الطولي

الدراسة الأولي مكونة من جزئين:

الجزء الاول: يحتوي علي ثلاث مراحل لتحديد التقسيط المناسب للفلنكات حسب نوع القضيب وسرعة القطارات ونصيب الفلنكة من الحمل الرأسي

الجزء الثاني: و يحتوي علي ثلاث خطوات آخري لتحديد التصميم المناسب تحت تأثير الحمل الرأسي حسب نوع القضيب وسرعة القطارات والإجهادات القصوي في الفلنكات وكذلك حمل التهشيم لمادة التزليط.

وأقترحت ايضا الدراسة السمك الفعال المناسب لمادة التزليط لتقسيط الفلنكات ونصيب الفلنكة من الحمل الرأسي كدالة في سرعة القطارات ونوع القضبان

أما الدراسة الثانية فتتناول دراسة تأثير القوي الطولية في الحالات الآتية: قطار يسير علي سكة أفقية مستقيمة – قطار يقف علي منحدر – قطار يفرمل علي سكة افقية مستقيمة.

و من ثم عمل دراسة جدوي اقتصادية لحساب الآتي :

إجمالي التكلفة عند إنشاء خط سكة حديد مفرد أو مزدوج بإستخدام طرازات مختلفة من القضبان تحت تأثير سرعات متابينة وإختيار أفضل البدائل

             الوفر في الفلنكات عند تطبيق التقسيط الجديد مع الأخذ في الإعتبار الأحمال الرأسية والقوي الطولية معا قبل و عند و بعد و بين المحطات في حالة مسير قطارات ركاب فقط او بضائع او كليهما معاً.

ويتضمن هذا البحث ثمانية فصول كما يلي:

الفصل الاول: المقدمة

يتناول هذا الفصل مقدمة عامة عن موضوع البحث والأهداف المرجوة من الدراسة وكيفية تحقيق هذه الأهداف بالإضافة إلي ملخص لما ورد بكل فصل من فصوله.

الفصل الثاني: الدراسات السابقة

يستعرض بعض الدراسات والأبحاث والمشروعات السابقة والمتعلقة بموضوع إدارة تصنيع وتركيب وصيانة الفلنكات الخرسانية سابقة الإجهاد ذات القطعة الواحدة بشبكة سكك حديد مصر.

الفصل الثالث: وظائف و خصائص السكة الحديد

يناقش تعريف مكونات و وظائف كل جزء من أجزاء السكة بدءاً من التربة يليه قطاع مادة التزليط ثم الفلنكات وطرق تثبيتها بالقضبان بالإضافة إلي القوي التي تتعرض لها السكة ومدي تأثير تلك القوي علي السكة ومكوناتها.

الفصل الرابع: أنواع الفلنكات وميكانيكية إنهيارها

يحلل هذا الفصل عيوب ومميزات الأنواع المختلفة من الفلنكات سواء خشبية أو معدنية أو خرسانية ذات قطعة واحدة أو قطعتين مع شرح ميكانيكية إنهيار الفلنكة الخرسانية وأنظمة التثبيت بها.

الفصل الخامس: تصنيع الفلنكة الخرسانية سابقة الإجهاد ذات القطعة الواحدة وتصميمها

 (B70 – W14 – 2.4 – 54 – 1/20)

يشرح هذا الفصل مراحل تصنيع الفلنكة الخرسانية سابقة الإجهاد ذات القطعة الواحدة حسب ما يتم بمصنع سيجوارت بمدينة 15 مايو – القاهرة منذ  تجهيز مكونات الفلنكة ثم عمليات الخلط فالصب وبعده الإجهاد يعقبه التخزين ويتناول أيضا قواعد تصميم الفلنكات وإختبارها.

الفصل السادس: النموذج الرياضي لحساب التصميم الأمثل والتقسيط المناسب للفلنكات الخرسانية سابقة الإجهاد تحت تأثير كل من الأحمال الرأسية والطولية

يقترح النموذج التصميم الأمثل للفلنكات الخرسانية سابقة الإجهاد ذات القطعة الواحدة مع حساب التقسيط المناسب وأيضاً سمك مادة التزليط تحت تأثير الأحمال الرأسية إلي جانب حساب التقسيط المناسب تحت تأثير القوي الطولية في حالة سير قطارات ركاب أو بضاعة او مختلطة علي سكة أفقية أو مائلة في حالات التسارع و السير بسرعة منتظمة والفرامل.

الفصل السابع: النتائج وتحليل البيانات

في هذا الفصل تم تحليل نصيب الفلنكات من الحمل الرأسي وبالتالي الحصول علي التقسيط المناسب للفلنكات والسمك المناظر لمادة التزليط طبقا لنوع القضبان والسرعة.

وكذلك تم تحليل القوي الطولية طبقا لنوع القطار والميل وحالة السير للحصول علي التقسيط المناسب, وأخيرا تم عمل دراسة جدوي اقتصادية  لحساب الآتي :

• إجمالي تكلفة إنشاء خط سكة حديد مفرد أو مزدوج بإستخدام طرازات مختلفة من القضبان تحت تأثير سرعات متابينة.
• الوفر في الفلنكات عند تطبيق التقسيط الجديد قبل و عند و بعد و بين المحطات في حالة مسير قطارات ركاب فقط او بضائع او كليهما معا.

الفصل الثامن: الإستنتاجات والمقترحات

تم إستنباط خلال هذا الفصل بعض الإستنتاجات والمقترحات من التحليل السابق مع إقتراح بعض الدراسات المستقبلية في هذا المجال.