Nazwa przedmiotu: Mechanika nawierzchni i podtorza dróg szynowych
Wykładowca: Wacław Szcześniak, Prof. dr hab. inż.; Instytut Dróg i Mostów – Zakład Mechaniki Teoretycznej i Mechaniki Nawierzchni Komunikacyjnych
Typ przedmiotu: Obowiązkowy
Poziom przedmiotu: zaawansowany
Program: Budownictwo
Grupa: Obowiązkowe
Wydziałowy kod: MNiPDSz
Semestr: 2
Punkty ECTS: 2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów kształcenia(opis): Udział w wykładach i ćwiczeniach audytoryjnych – 24 godz. (1,0 ECTS), rozwiązanie samodzielne zadań domowych i ich opracowanie - 15 godz. (1,0ECTS), Razem 39 godz. = 2 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich: Wykłady i ćwiczenia audytoryjne (24 godz.) - 1,0 ECTS
Język Wykładowy: Polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym Udział w ćwiczeniach audytoryjnych – 12 godz. (0,5 ECTS), rozwiązanie samodzielne zadań domowych i ich opracowanie - 12 godz. (0,5 ECTS) - Razem 24 godz. = 1 ECTS
Wykłady (tygodniowo) Ćwiczenia (tygodniowo) Laboratoria (tygodniowo) Projekty (tygodniowo) Lekcje komputerowe (tygodniowo) Suma godzin
12 12 0 0 0 24
Wymagania wstępne: Podstawowe wiadomości z mechaniki z kursu inżynierskiego oraz z przedmiotu Teoria Sprężystości i Plastyczności . Wiadomości ogólne o budowie dróg szynowych, robotach ziemnych oraz ruchu kolejowym oraz dynamice teoretycznej i dynamice konstrukcji.
Limit liczby studentów: -
Cele przedmiotu: Znajomość i rozumienie zjawisk mechanicznych dotyczących nawierzchni szynowych i podtorza kolejowego oraz czynników na nie oddziałujących. Umiejętność modelowania oraz analizy statycznej i dynamicznej konstrukcji nawierzchni i podtorza w procesie projektowania i eksploatacji.
Treści merytoryczne: Krótki rys historyczny przedmiotu. Modele analogowe podłoża konstrukcji nawierzchni szynowej (podtorza) i modele masywu gruntowego. Obciążenia nawierzchni szynowej. Kinematyka zestawu kołowego - równanie Klingera, wężykowanie i galopowanie pojazdu na torze. Statyczne metody projektowania nawierzchni szynowych: Zimmermanna, Timoshenki, A. Wasiutyńskiego, Aliasa i inne – model poprzeczny i model podłużny. Modele kontaktu koło-główka szyny Kalkera, Piotrowskiego i inne. Stateczność toru pod wpływem temperatury. Wymiarowanie podkładu kolejowego (tradycyjnego i strunobetonowego). Obliczenia podrozjazdnic – zastosowanie metod tradycyjnych i MES. Dynamika nawierzchni kolejowej - wzajemne oddziaływanie w układzie „pojazd-tor” i oddziaływanie podtorza kolejowego. Nierówności w torze i ich klasyfikacja. Oscylatory ruchome na nawierzchni kolejowej i ich równania ruchu - teoria Ludwiga, Dorra, Mathieu, Bogacza i inne. Modelowanie toru belką Timoshenki i rusztem - modele Kerra, modele skończenie elementowe.. Stateczność dynamiczna toru w planie i w profilu wywołana ruchomymi obciążeniami. Analiza dynamiczna rozjazdu kolejowego i jego wymiarowanie. Osuwiska i wibropełzanie oraz stateczność podtorza kolejowego. Specyfika toru i podtorza TGV i Maglev. Pomiary statyczne i dynamiczne eksploatowanego toru i podtorza. Tory na mostach, wiaduktach i przejazdach drogowych, tory w tunelach, metro – modelowanie i analiza oraz wibroizolacje toru. Połączenia szyny z podkładem, przekładki i maty wibroizolacyjne – modelowanie i analiza modeli. Wymiarowanie nawierzchni i podtorza kolejowego metodami dynamiczne. Niekonwencjonalne modele drogi szynowej.
Metody oceny: ocena merytoryczna dwóch prac projektowych wykonanych indywidualnie przez każdego studenta
Egzamin: nie
Spis zalecanych lektur: 1. A. Wasiutyński Drogi Żelazne, Warszawa 1925 2. Oczykowski A, Towpik K. Wybrane działy nawierzchni kolejowej i zmechanizowanych robót drogowych. WPW, Warszawa 1970 3. Esveld E. Modern Railway TrackMRT 1989 4. Alias J. La Vois Ferree Eyrolles 1977 and Le Rail, 1987 5. Heteni M. Beams on Elastic Foundation, Michigan 1971 6. Szcześniak W. Wybrane zagadnienia kolejowe Prace Naukowe PW, Budownictwo z.129, OWPW, 1997 str. 1-220
Witryna WWW przedmiotu: -
Uwagi dotyczące przedmiotu: brak

Przedmiotowe efekty kształcenia

Kategoria: wiedza (profil ogólnoakademicki)

Efekt MNiPDSzW1
Opanowanie podstawowych wiadomości z dynamiki belki niestończenie długiej na podłożu odkształcalnym. Podstawowe wiadomości ze stateczności toru.
Sposób weryfikacji efektu: Obrona 2 prac projektowych.

Kategoria: umiejętności (profil ogólnoakademicki)

Efekt MNiPDSzU1
Umie rozwiązać równanie ruchu szyny kolejowej na podłożu odkształcalnym. Umie wyznaczyć wybaczające siły krytyczne w torze kolejowym.
Sposób weryfikacji efektu: Obrona 2 prac projektowych

Kategoria: kompetencje (profil ogólnoakademicki)

Efekt MNiPDSzK1
Potrafi pracować w grupie oraz kierować zespołem projektowym służącym do realizacji zadań projektowych.
Sposób weryfikacji efektu: Obrona 2 prac projektowych