Lecture 1: Railway Engineering ( هندسة السكك الحديدية ) Dr. Alaa Gabr

8/10/2015
1
‫جبر‬ ‫عالء‬ ‫د‬
‫األول‬ ‫الباب‬:‫مقدمة‬&‫السير‬ ‫ديناميكية‬)‫المقاو‬‫مات‬(
&‫الرباط‬ ‫مسافة‬ ‫حساب‬)‫محاضرتين‬(
‫الثاني‬ ‫الباب‬:‫للسكة‬ ‫الھندسي‬ ‫التصميم‬
)‫محاضرتين‬(
‫الثالث‬ ‫الباب‬:‫والفلنكات‬ ‫السكة‬ ‫أساس‬ ‫تصميم‬
‫والقضبان‬ ‫التزليط‬ ‫وقطاع‬)‫محاضرتين‬(
‫الرابع‬ ‫الباب‬:‫طول‬ ‫وتصميم‬ ‫وأنواعھا‬ ‫التفريعات‬
‫والتفريعة‬ ‫المفتاح‬)‫محاضرتين‬(
‫الخامس‬ ‫الباب‬:‫البضائ‬ ‫وصاالت‬ ‫المحطات‬ ‫تصميم‬‫ع‬
‫الفرز‬ ‫ومحطات‬)3‫محاضرة‬(
‫السادس‬ ‫الباب‬:‫اإلشارات‬ ‫تصميم‬)‫محاضرة‬(

8/10/2015
2
‫السككي‬ ‫النقل‬Railway:‫الحديد‬ ‫السكة‬ ‫يضم‬
‫والترامواي‬ ‫األنفاق‬ ‫ومترو‬ ‫القطارات‬ ‫باستخدام‬.
‫طريق‬ ‫عن‬ ‫بري‬ ‫نقل‬ ‫نظام‬ ‫ھو‬ ‫الحديد‬ ‫السكة‬
‫سكة‬ ‫قضيب‬ ‫على‬ ‫تسيرھا‬ ‫يتم‬ ‫والتي‬ ‫القطارات‬
‫حديد‬)‫حديدية‬ ‫قضبان‬rails.(
‫ال‬ ‫نقل‬ ‫في‬ ‫يستخدم‬ ‫الحديدية‬ ‫بالسكك‬ ‫النقل‬‫ركاب‬
‫خصيص‬ ‫مصممة‬ ‫بعجالت‬ ‫عربات‬ ‫بواسطة‬ ‫والبضائع‬‫ا‬
‫الحديد‬ ‫السكة‬ ‫طول‬ ‫علي‬ ‫للحركة‬.
‫كانت‬ ‫عشر‬ ‫الخامس‬ ‫القرن‬ ‫في‬‫الخيول‬‫تجر‬‫العربات‬
‫والمحاجر‬ ‫الفحم‬ ‫مناجم‬ ‫في‬‫ثم‬ ‫خشبية‬ ‫سكك‬ ‫على‬
‫لسكك‬ ‫تطورت‬‫فوالذي‬‫ة‬)‫حديد‬(
1803-‫بمقعدين‬ ‫العالم‬ ‫في‬ ‫حديدية‬ ‫قاطرة‬ ‫أول‬
‫الخيل‬ ‫يجرھا‬

8/10/2015
3
1804-‫قطار‬ ‫محرك‬ ‫اول‬ ‫اخترع‬ ‫تريفسيك‬ ‫ريتشارد‬
‫بالبخار‬)‫سرعة‬5‫كم‬⁄‫ساعة‬(
1814-‫بخارية‬ ‫قاطرة‬ ‫اول‬ ‫بني‬ ‫ستيفنسون‬ ‫جورج‬
‫بالغالية‬ ‫مدعومة‬

8/10/2015
4
1825-‫بطول‬ ‫بانجلترا‬ ‫افتتح‬ ‫ركاب‬ ‫خط‬ ‫أول‬40‫كم‬
‫بسرعة‬13‫كم‬⁄‫ساعة‬
1837-‫قاطرة‬ ‫أول‬ ‫فكرة‬ ‫اخترع‬ ‫دفيدسون‬ ‫روبرت‬
‫كھربية‬
1879-‫ورنر‬ ‫بواسطة‬ ‫اخترع‬ ‫كھربائي‬ ‫ركاب‬ ‫قطار‬ ‫أول‬
‫ببرلين‬ ‫سيمينز‬ ‫فون‬
1920-‫توربينية‬ ‫قاطرة‬ ‫أول‬ ‫اختراع‬ ‫تم‬-‫ب‬ ‫كھربائية‬‫الغاز‬
1924-‫روسيا‬ ‫في‬ ‫بالديزل‬ ‫تعمل‬ ‫قاطرة‬ ‫أول‬
2007-‫بسرعة‬ ‫قطار‬ ‫أول‬575‫كم‬⁄‫فرنسا‬ ‫في‬ ‫ساعة‬
‫بسرعة‬ ‫يسير‬ ‫السريع‬ ‫القطار‬ ‫الصين‬ ‫وفي‬350
‫كم‬/‫حوالي‬ ‫مسافة‬ ‫ويقطع‬ ‫ساعة‬900‫كم‬
‫سنة‬ ‫باإلسكندرية‬ ‫القاھرة‬ ‫يربط‬ ‫خط‬ ‫أول‬ ‫مد‬ ‫تم‬
1858‫بطول‬220‫كم‬
‫بخارية‬ ‫قاطرات‬
‫لتوليد‬ ‫الغالية‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫لتوليد‬ ‫الخشب‬ ‫او‬ ‫الفحم‬ ‫تستخدم‬‫الجر‬ ‫قوة‬
‫للقطار‬
‫العيوب‬:‫معقدة‬ ‫غير‬ ‫لكنھا‬ ‫للبيئة‬ ‫وملوثة‬ ‫كبيرة‬
‫ديزل‬ ‫قاطرات‬
‫ونس‬ ‫الوزن‬ ‫بقلة‬ ‫وتتميز‬ ‫والماء‬ ‫الفحم‬ ‫من‬ ‫بدال‬ ‫الديزل‬ ‫يستخدم‬‫بة‬
‫تعقيدا‬ ‫اكثر‬ ‫انھا‬ ‫اال‬ ‫العادم‬
‫كھربائية‬ ‫قاطرات‬
‫وتتوق‬ ‫ما‬ ‫حد‬ ‫الي‬ ‫رخيصة‬ ‫وھي‬ ‫العالية‬ ‫الحرارية‬ ‫بالكفاءة‬ ‫تتميز‬‫قوي‬ ‫ف‬
‫التيار‬ ‫ونوع‬ ‫الموتور‬ ‫قدرة‬ ‫علي‬ ‫الناتجة‬ ‫الجر‬

8/10/2015
5
‫القدرة‬Power=‫الشد‬ ‫قوة‬x‫السرعة‬)‫وات‬(
‫الشد‬ ‫قوة‬=)270x‫القدرة‬(
‫السرعة‬
‫أن‬ ‫حيث‬:
‫الكجم‬ ‫الشد‬ ‫قوة‬ ‫وحدة‬
‫بالحصان‬ ‫القدرة‬
‫بالكم‬ ‫السرعة‬⁄‫ساعة‬
o‫بين‬ ‫يتراوح‬ ‫الكفاءة‬ ‫معامل‬0.70-0.95
o‫كالتالي‬ ‫تعديلھا‬ ‫يمكن‬ ‫المعادلة‬ ‫لذلك‬:
‫الشد‬ ‫قوة‬=)220x‫القدرة‬(
‫السرعة‬
‫البدء‬ ‫مقاومة‬)‫ب‬ ‫م‬(
‫السير‬ ‫مقاومة‬)‫س‬ ‫م‬(
‫الھواء‬ ‫مقاومة‬)‫ه‬ ‫م‬(
‫االنحدار‬ ‫مقاومة‬)‫ل‬ ‫م‬(
‫المنحني‬ ‫مقاومة‬)‫م‬ ‫م‬(
‫الحاكم‬ ‫االنحدار‬ ‫مقاومة‬)‫ﺣـﻢ‬ ‫م‬(
‫بكجم‬ ‫عنھا‬ ‫يعبر‬ ‫النوعية‬ ‫المقاومة‬⁄‫طن‬

8/10/2015
6
‫نظرا‬ ‫االحتكاك‬ ‫من‬ ‫يزيد‬ ‫طويلة‬ ‫لفترة‬ ‫الوقوف‬
‫العجالت‬ ‫محاور‬ ‫في‬ ‫الزيوت‬ ‫لزوجة‬ ‫النخفاض‬
‫ل‬ ‫تصل‬ ‫المقاومة‬ ‫ھذه‬18.5‫كجم‬⁄‫بداية‬ ‫في‬ ‫طن‬
‫ل‬ ‫وتقل‬ ‫السير‬9‫القطار‬ ‫سار‬ ‫اذا‬4‫سم‬
‫الربط‬ ‫لوصالت‬ ‫تسمح‬ ‫ان‬ ‫علي‬ ‫العربات‬ ‫تصمم‬
‫بخلوص‬2-5‫البدء‬ ‫مقاومة‬ ‫لتقليل‬ ‫سم‬
‫حركة‬ ‫القطار‬ ‫يتحرك‬ ‫البدء‬ ‫مقاومة‬ ‫علي‬ ‫للتغلب‬
‫تتحرك‬ ‫حتي‬ ‫لالمام‬ ‫التحرك‬ ‫ثم‬ ‫للخلف‬ ‫خفيفة‬
‫تدريجيا‬ ‫العربات‬
‫العجل‬ ‫بين‬ ‫االحتكاك‬ ‫من‬ ‫تنتج‬ ‫التي‬ ‫المقاومة‬ ‫ھي‬‫ة‬
‫عل‬ ‫والترخيم‬ ‫القضبان‬ ‫علي‬ ‫والوصالت‬ ‫والقضبان‬‫ي‬
‫للقط‬ ‫المواجھة‬ ‫الھواء‬ ‫مقاومة‬ ‫الي‬ ‫باالضافة‬ ‫السكة‬‫ار‬
‫القطار‬ ‫مقدمة‬ ‫شكل‬ ‫علي‬ ‫تتوقف‬ ‫الھواء‬ ‫مقاومة‬
‫بين‬ ‫النسبية‬ ‫والسرعة‬ ‫العربات‬ ‫وأبعاد‬ ‫والعربات‬‫الھواء‬
‫والقطار‬
‫مقاومة‬ ‫لحساب‬ ‫كثيرة‬ ‫افتراضية‬ ‫معادالت‬ ‫يوجد‬
‫وست‬ ‫وتوتھيل‬ ‫ديفيز‬ ‫معادلة‬ ‫مثل‬ ‫والھواء‬ ‫السير‬‫راھل‬
‫للقطار‬ ‫السير‬ ‫مقاومة‬ ‫لحساب‬ ‫ستراھل‬ ‫معادلة‬
‫كالتالي‬ ‫والعربات‬ ‫القاطرة‬ ‫شامل‬:

8/10/2015
7
‫م‬)‫س‬+‫ه‬= (2.2+3)‫س‬+Δ‫س‬(2
10000
‫بالكم‬ ‫القطار‬ ‫سرعة‬ ‫ھي‬ ‫س‬ ‫أن‬ ‫حيث‬⁄‫ساعة‬
Δ‫االعتبار‬ ‫في‬ ‫الرياح‬ ‫تأثير‬ ‫يأخذ‬ ‫اضافي‬ ‫عامل‬ ‫س‬
Δ‫س‬=‫أفقي‬ ‫والخط‬ ‫الھادئ‬ ‫الطقس‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫صفر‬
Δ‫س‬=12‫متوسطة‬ ‫تكون‬ ‫الجانبية‬ ‫الرياح‬ ‫شدة‬ ‫حالة‬ ‫في‬
Δ‫س‬=20‫قوية‬ ‫تكون‬ ‫الجانبية‬ ‫الرياح‬ ‫شدة‬ ‫حالة‬ ‫في‬
Δ‫س‬=30‫ومستمرة‬ ‫قوية‬ ‫تكون‬ ‫الرياح‬ ‫شدة‬ ‫حالة‬ ‫في‬

8/10/2015
8
‫الميل‬ ‫اتجاه‬ ‫في‬ ‫الوزن‬ ‫مركبة‬ ‫ھي‬ ‫االنحدار‬ ‫مقاومة‬
‫الشكل‬ ‫في‬ ‫كما‬
‫الم‬ ‫لذلك‬ ‫صغيرة‬ ‫الحديدية‬ ‫السكك‬ ‫في‬ ‫االنحدارات‬‫يل‬
=‫ل‬ ‫بالمتر‬ ‫باالرتفاع‬ ‫عنه‬ ‫يعبر‬ ‫والميل‬ ‫الزاوية‬ ‫جا‬‫كل‬
1000‫متر‬
‫ل‬⁄1000=‫جا‬α
‫ل‬ ‫م‬)‫ﻛﺠﻢ‬⁄‫ﻃﻦ‬= (‫ﺟﺎ‬ ‫و‬α=‫ل‬ ‫و‬⁄1000
‫ل‬ ‫م‬)‫ﻛﺠﻢ‬= (‫ل‬ ‫و‬
‫ل‬ ‫م‬ ‫اﻟﻨﻮﻋﻴﺔ‬ ‫اﳌﻘﺎوﻣﺔ‬)‫ﻛﺠﻢ‬⁄‫ﻃﻦ‬= (‫ل‬
‫اﳌﻴﻞ‬ ‫ﻟﻮ‬ ‫ﻳﻌﲏ‬ ‫ذكل‬6%‫ﻓﺎن‬‫ل‬ ‫م‬=6‫ﻛﺠﻢ‬⁄‫ﻃﻦ‬

8/10/2015
9
‫الع‬ ‫شفة‬ ‫بين‬ ‫االحتكاك‬ ‫من‬ ‫تتولد‬ ‫التي‬ ‫المقاومة‬ ‫ھي‬‫جلة‬
‫للمنحني‬ ‫الخارجي‬ ‫القضيب‬ ‫مع‬ ‫الخارجية‬
‫مقاوم‬ ‫قيمة‬ ‫قلت‬ ‫كلما‬ ‫المنحني‬ ‫قطر‬ ‫نصف‬ ‫ازداد‬ ‫كلما‬‫ة‬
‫المنحني‬
‫ھو‬ ‫مصر‬ ‫في‬ ‫باستخدامه‬ ‫يسمح‬ ‫قطر‬ ‫نصف‬ ‫أقل‬500‫متر‬
‫م‬ ‫م‬=0.36‫ﻛﺠﻢ‬/‫ﻳﺔ‬‫ﺰ‬‫ﻣﺮﻛ‬ ‫ﻳﺔ‬‫و‬‫ا‬‫ز‬ ‫ﻟﲁ‬ ‫ﻃﻦ‬=0.36x‫اﻟﺘﻘﻮس‬ ‫درﺟﺔ‬
‫ﻃﻮهل‬ ‫ﻟﻘﻮس‬ ‫اﳌﻘﺎﺑةل‬ ‫ﻳﺔ‬‫ﺰ‬‫اﳌﺮﻛ‬ ‫ﻳﺔ‬‫و‬‫ا‬‫ﺰ‬‫اﻟ‬ ‫ﱔ‬ ‫اﻟﺘﻘﻮس‬ ‫درﺟﺔ‬30.5‫ﻣﱰ‬)100‫ﻗﺪم‬(
‫م‬ ‫م‬=0.36x30.5x180⁄)3.14x‫ر‬= (630⁄‫ر‬
‫ﺣﻴﺚ‬”‫ر‬“‫اﻟﻘﻄﺮ‬ ‫ﻧﺼﻒ‬ ‫ﻫﻮ‬
‫المنحني‬ ‫لمقاومات‬ ‫جبري‬ ‫مجموع‬ ‫أقصي‬ ‫ھي‬
‫واالنحدار‬
‫الحاكم‬ ‫االنحدار‬ ‫من‬ ‫العربات‬ ‫وزن‬ ‫تعيين‬ ‫يمكن‬
‫يتعدي‬ ‫ال‬5%‫المسطحة‬ ‫االرض‬ ‫في‬
10%‫المرتفعة‬ ‫التضاريس‬ ‫في‬
20-30%‫الجبلية‬ ‫المناطق‬ ‫في‬
‫ا‬ ‫من‬ ‫اكبر‬ ‫تكون‬ ‫ان‬ ‫يجب‬ ‫الموتور‬ ‫عن‬ ‫الناتجة‬ ‫القوي‬‫و‬
‫للحركة‬ ‫الكلية‬ ‫المقاومات‬ ‫مجموع‬ ‫يساوي‬

8/10/2015
10
‫بسرعة‬ ‫يسير‬ ‫ركاب‬ ‫قطار‬ ‫في‬ ‫العربات‬ ‫عدد‬ ‫احسب‬
100‫كم‬⁄‫ميله‬ ‫خط‬ ‫علي‬ ‫ساعة‬3%‫منحني‬ ‫وبه‬
‫قطره‬ ‫نصف‬1000‫وزنھا‬ ‫الديزل‬ ‫قاطرة‬ ‫أن‬ ‫حيث‬ ‫متر‬
120‫وقدرتھا‬ ‫طن‬2000‫الركاب‬ ‫عربة‬ ‫ووزن‬ ‫حصان‬50
‫طن‬.
220x2000⁄100))=2.2+3)110(2⁄
10000+(0.63+3(x)‫و‬+‫ق‬(
4400=9.46x)‫ن‬x50+120(
‫ن‬=6.9≈6‫عربات‬
‫السكة‬ ‫علي‬ ‫ما‬ ‫عائق‬ ‫رؤية‬ ‫لحظة‬ ‫من‬ ‫المسافة‬ ‫ھي‬
‫تحذير‬ ‫اشارة‬ ‫أو‬)‫الشبورة‬ ‫كبسولة‬ ‫أو‬ ‫سيمافور‬(
‫االستعداد‬ ‫مسافة‬ ‫مجموع‬ ‫تساوي‬ ‫وھي‬)‫ل‬1(
‫الفرملة‬ ‫ومسافة‬)‫ل‬‫ف‬(‫الشكل‬ ‫في‬ ‫كما‬

8/10/2015
11
‫ل‬1=0.28x‫س‬‫ق‬x‫ن‬
‫س‬‫ق‬‫القطار‬ ‫سرعة‬ ‫ھي‬)‫كم‬⁄‫ساعة‬(
‫االستعداد‬ ‫زمن‬ ‫ھو‬ ‫ن‬) =‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫زمن‬)2-4‫ث‬+ (
‫القاطرة‬ ‫فرملة‬ ‫زمن‬)1.5‫ث‬+(‫فرملة‬ ‫زمن‬
‫العربات‬)‫العربات‬ ‫عدد‬⁄10((
‫ل‬‫ف‬=4.2x)‫و‬‫ق‬+‫و‬‫ع‬(x)‫س‬‫ق‬
2-‫س‬‫ب‬
2⁄(‫ف‬
‫س‬ ‫أن‬ ‫حيث‬‫ب‬‫استخدام‬ ‫بعد‬ ‫القطار‬ ‫سرعة‬ ‫ھي‬
‫للعائق‬ ‫الوصول‬ ‫عند‬ ‫الفرامل‬)‫كم‬⁄‫ساعة‬(
‫بالكجم‬ ‫الفرملة‬ ‫قوة‬ ‫ھي‬ ‫ف‬
‫بعد‬ ‫علي‬ ‫عائق‬ ‫قطار‬ ‫سائق‬ ‫لمح‬800‫احسب‬ ‫متر‬
‫كان‬ ‫اذا‬ ‫بالعائق‬ ‫القطار‬ ‫تصادم‬ ‫لعدم‬ ‫الالزمة‬ ‫القوة‬‫ت‬
‫ھي‬ ‫القطار‬ ‫بھا‬ ‫يمشي‬ ‫التي‬ ‫السرعة‬100‫كم‬
⁄‫القاطرة‬ ‫ووزن‬ ‫ساعة‬120‫الواحدة‬ ‫العربة‬ ‫ووزن‬ ‫طن‬
50‫القطار‬ ‫عربات‬ ‫وعدد‬ ‫طن‬8.
800=0.28x100x)3+1.5+0.8+ (4.2
x)120+50x8(x2100⁄‫ف‬
‫ف‬=33517.5‫كجم‬

Lecture 1: Railway Engineering ( هندسة السكك الحديدية ) Dr. Alaa Gabr

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (20)

Similar to Lecture 1: Railway Engineering ( هندسة السكك الحديدية ) Dr. Alaa Gabr (20)

More from Hossam Shafiq I (20)

Recently uploaded (7)

Lecture 1: Railway Engineering ( هندسة السكك الحديدية ) Dr. Alaa Gabr