Nghiên cứu các loại hình kết cấu ghi đảm bảo chịu lực và an toàn cho đường sắt Việt Nam

Bài viết Nghiên cứu các loại hình kết cấu ghi đảm bảo chịu lực và an toàn cho đường sắt Việt Nam trình bày thực trạng ghi đang sử dụng trên đường sắt Việt Nam; Một số yêu cầu kỹ thuật ghi tâm đúc đặt trên tà vẹt bê tông dự ứng lực; Phân tích tính chịu lực của ghi tâm đúc tà vẹt bê tông dự ứng lực; Kết cấu ghi tâm đúc đặt trên tà vẹt bê tông dự ứng lực sử dụng trên đường sắt Việt Nam.

NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI HÌNH KẾT CẤU GHI ĐẢM BẢO CHỊU LỰC VÀ AN TOÀN CHO ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM RESEARCH ON TURNOUT STRUCTURES TO ENSURE BEARING CAPACITY AND SAFETY FOR VIETNAMESE RAILWAYS TS Trương Trọng Vương Trường Đại học GTVT KS Mai Minh Việt Ban Quản lý dự án Đường sắt KS Trần Quốc Đoàn KS Phạm Văn Thúy Cơng ty CP Đầu tư XDCT3 TĨM TẮT: Đường ghi thiết bị quan trọng kết cấu tầng đường sắt Từ nguyên lý tính tốn tính chịu lực, tác giả sử dụng phần mềm chuyên dụng tính tâm ghi tà vẹt ghi Đồng thời kết hợp với thực tế ghi sử dụng đường sắt Việt Nam ta thấy kết cấu loại hình ghi tâm đúc, lưỡi ghi sử dụng loại ray đặc biệt 50AT (hoặc 70S) đặt tà vẹt bê tơng dự ứng lực có tính chịu lực tốt, an toàn, ổn định, đáp ứng nhu cầu thực tế ngành, kết cấu loại hình ghi tương lai Từ khóa: Đường ghi, tâm ghi đúc, ray đặc biệt ABSTRACT: Turnouts is one of the important equipment of the track superstructure From the principle of calculating the bearing capacity, the author uses specialized software to calculate the frog and bearers Simultaneously combined with the fact that the track is being used on Vietnam railways, we see that the structure of the cast frog type, the switch rail uses a special type of rail 50AT (or 70S) placed on the prestressed concrete sleepers will have the good bearing capacity, safety, stability, meet the actual needs of the railways industry, is the type of turnout structure in the future Keywords: Turnouts, cast frog, special rails THỰC TRẠNG GHI ĐANG SỬ DỤNG TRÊN ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM Ghi đường sắt gồm loại ghi đơn đường 1000mm, đường 1435mm đường lồng 1000/1435mm ghi chuyển lồng, ghi giao cắt Ghi đường 1000mm; đường 1435mm dùng chủ yếu gồm loại sau: Ghi 1/9 - 38 - 22.312; Ghi 1/9 - 43 - 22.312; -Ghi 1/10 38 - 24.414 ; Ghi 1/10 - 43 - 24.414; Ghi 1/10 - 43 - 19.979 ; Ghi 1/10 - 50 - 24.984; Ghi 1/9 - 50 - 25.012 ; Ghi 1/12 - 43 - 28.334 Ghi đường lồng 1000/1435mm chủ yếu gồm loại Ghi 1/10 - P38 - 24.552; 1/10 P43 - 24.552; 1/10 - P50 - 24.552 Mỗi loại có 02 nhánh; Ray chung bên trái chung bên phải Ghi chủ yếu sử dụng loại ghi Tg1/10, ray 43kg/m, lắp đặt từ 399 năm 1970 - 1980, tâm ghi ghép, ray ghi mòn tật, tà vẹt mục; loại ghi cho phép tốc độ chạy tàu thông qua theo hướng thẳng 60km/h, ảnh hưởng đến tốc độ chạy tàu thông qua ga; Số ghi cần phải thay khoảng 80% Tốc độ qua ghi thấp so với yêu cầu : Tốc độ thông qua ghi 1/10-43kg (là loại ghi sử dụng phổ biến nhất) lớn Vmax= 60 km/h Ghi 1/9- ray 50 kg tốc độ thông qua Vmax= 70 km/h, riêng Ghi Hàn Quốc 1/10 - ray 50 kg tốc độ thông qua Vmax= 80 km/h Theo hướng rẽ với ghi số 9, Vrẽ = 25 km/h; ghi số 10, Vrẽ = 30 km/h Hình ảnh ghi tuyến đường sắt Hà Nội - Tp Hồ Chí Minh Xuất vết nứt từ vị trí 87cm Tâm ghi bị sứt mẻ nhiều Mòn ray chân thỏ 8mm Mòn tâm ghi 13mm (Ghi P43 tâm ghép tag 1/10, Năm sử dụng: trước năm 2000 Số liệu kiểm tra ghi tháng năm 2018) Lưỡi ghi sứt đến ví trí 134mm Hình Hình ảnh ghi tuyến đường sắt Hà Nội - Tp Hồ Chí Minh Hiện ghi sử dụng ĐSVN phần lớn loại ghi tâm đúc, ghép, chất lượng kém, chi tiết ghi tâm ghi, lưỡi ghi, ray hộ bánh v v phần lớn bị sứt mẻ, mòn, hỏng chưa thay kịp thời, tà vẹt sử dụng ghi bị mục, thiếu với tỷ lệ cao (số ghi cần thay khoảng 80%) Phụ kiện lỏng lẻo hư hỏng Ghi hầu hết đặt cách 20-30 năm, phụ kiện liên kết lỏng lẻo, mát, rỉ hỏng Ghi đường ga, nhánh ghi có số hiệu lớn 0,15; 0,12 v v Từ thực tiễn ta thấy loại hình ghi tâm ghép, tà vẹt gỗ tốc độ đồn tàu qua ghi thấp, ổn định tâm ghi kém, chịu lực thấp, cần có giải pháp thay kết cấu loại hình ghi tương lai 400 MỘT SỐ YÊU CẦU KỸ THUẬT GHI TÂM ĐÚC ĐẶT TRÊN TÀ VẸT BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 2.1 Yêu cầu chung - Ghi phải chế tạo theo vẽ cấp có thầm quyền phê duyệt; - Đối với loại ghi đường có sử dụng thiết bị quay ghi kiểu mới, ghi phải lắp thử đồng với thiết bị quay ghi tiến hành thử nghiệm quay ghi, sau kiểm tra đạt tiêu chuẩn sản xuất hàng loạt; - Nguyên vật liệu dùng để chế tạo ghi, phải phù hợp quy định tiêu chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn ngành liên quan; - Trong trình sản xuất ghi, phải thực nghiêm túc yêu cầu kỹ thuật nêu vẽ thiết kế 2.2 Yêu cầu kỹ thuật lưỡi ghi, tâm ghi tà vẹt ghi Yêu cầu kỹ thuật lưỡi ghi - Lưỡi ghi đàn hồi có dạng mũi nhọn ẩn má làm việc ray áp lưỡi, chế tạo từ ray chuyên dùng, phần gót lưỡi rèn chuyển tiếp thành dạng mặt cắt ray 50 đề nối tiếp với ray nối dẫn ghi - Lưỡi ghi xử lý nhiệt toàn đạt độ cứng 298 ~ 370 HBW Hình dạng kết cấu lưỡi ghi đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam - Độ cứng vị trí thấp 10mm kể từ bề mặt tiết diện > 330 HBW - Độ cứng khu vực làm cứng phải giảm dần từ bề mặt vào trong, không bị gián đoạn thay đổi đột biến Yêu cầu kỹ thuật tâm ghi - Tâm ghi đúc thép Mn cao, độ cứng phần bề mặt tâm ghi không nhỏ 170 HBW; sau làm cứng trước, phải đạt 250 HBW đến 350 HBW - Tâm ghi cần phải xử lý nhiệt phù hợp Sau xử lý nhiệt giới hạn bền kéo ≥ 735 MPa; độ dãn dài sau đứt ≥ 35% - Bề mặt tâm ghi phải phẳng, độ sâu khe ray tâm ghi phải lớn 50 mm - Bề mặt đoạn tiếp xúc với bánh xe khoảng từ 200 mm phía trước đầu nhọn lý thuyết tâm ghi, đến đoạn nấm ray ray tâm rộng 50 mm, khơng cho phép có khuyết tật Yêu cầu kỹ thuật tà vẹt ghi - Tất nguyên vật liệu sản xuất tà vẹt phải thoả mãn yêu cầu mục tiêu chuẩn Châu Âu EN 13230 đảm bảo tính thơng dụng Việt Nam 401 - Kích thước tà vẹt ghi: Trong q trình tính tốn thiết kế tà vẹt ghi, cần chọn lựa đưa thơng số kích thước tà vẹt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đáp ứng yêu cầu dự án phù hợp với ĐSVN - Tuổi thọ phục vụ tà vẹt: Tà vẹt phải tính tốn, thiết kế đảm bảo sử dụng liên tục an toàn với thời gian tối thiểu: 40 năm điều kiện khai thác ĐSVN theo thông số kỹ thuật dự án PHÂN TÍCH TÍNH CHỊU LỰC CỦA GHI TÂM ĐÚC TÀ VẸT BÊ TƠNG DỰ ỨNG LỰC Trong tính tốn tác giả sử dụng tiêu chuẩn Châu âu UIC713R tiêu chuẩn Châu Âu, tải trọng động bánh xe tính theo cơng thức: Pd =Pstat(1+γpγv)γdγr = Pdynγd Trong đó: Pstat = 0,5A - tải trọng bánh xe thẳng đứng, γp - mức độ làm giảm đệm ray đàn hồi - Mức độ làm giảm thấp γp = γv - số gia động lực, ứng với giá trị vận tốc - Vận tốc V