Công trình đường sắt tập 1 part 3 doc

46 V giíi h¹n K V L tµu L tµu 2 2 Hình 2-3. Hạn chế vận tốc chạy tàu khi qua ñường cong bán kính nhỏ Biểu 2-1 V max (km/h) R (m) 250 300 350 400 500 600 700 800 1000 1200 1500 4,1 R 65 75 80 85 90 100 110 120 130 145 160 Tương lai dự kiến muốn tăng tốc ñộ tầu lên 100 km/h thì bán kính ñường cong tròn R ≥ 500m, muốn tăng tốc ñộ tàu khách lên 120 km/h thì R ≥ 700m. Trường hợp thông thường trong khu gian sử dụng bán kính sau: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 650, 600, 550, 500, 450, 400, 350 ,300, 250, 200, 150, 100 m. ðường 1435 mm quy ñịnh R max = 4000 m ðường 1000 mm quy ñịnh R max = 3000 m - Giảm hệ số bám lăn giữa bánh xe ñầu máy với ray ϕ k do trên ñường cong ray ngoài và ray trong có ñộ dài không bằng nhau nên có hiện tượng bánh ngoài vừa lăn vừa trượt dẫn ñến sức kéo bám của ñầu máy bị giảm và có khi phải giảm bớt trọng lượng ñoàn tàu. F k ≤ 1000ϕ k ∑ P g (N) Trong ñó ∑ P - trọng lượng bám của ñầu máy. Theo tài liệu thí nghiệm của Viện nghiên cứu khoa học ñường sắt Liên bang Nga thì R = 400 m ; ϕ k giảm 7,5 % R = 300 m ; ϕ k giảm 14 % R = 200 m ; ϕ k giảm 22 % - Tăng duy tu bảo quản kiến trúc tầng trên + R giảm nên ray chóng mòn do bánh trượt trên ray lực ly tâm ñẩy ngang. + ðộ hao mòn của ray w phụ thuộc cường ñộ vận chuyển, bán kính ñường cong, chiều dài khung cứng toa xe, vận tốc chạy tàu, tải trọng trục + Trong ñường cong bán kính nhỏ tà vẹt và phụ kiện phải tăng và chóng hỏng. 47 (mm /triÖu tÊn t¶i träng) w 2 R (m) Hình 2-4. ðồ thị biểu diễn hao mòn ray theo bán kính - Chi phí sửa chữa ñầu máy và toa xe tăng chủ yếu do chi phí cho các bộ phận chuyển ñộng như vành ñai bánh xe. - Làm cho ñường bị dài thêm ra T T T T 2 R 1 R 1 K 1 2 2 K α 2 1 Hình 2-5. Làm cho ñường dài thêm ra khi R 2 < R 1 Nếu α = const và giảm R 1 -> R 2 thì ñường dài thêm ra một ñoạn ∆L = 2(T 1 - T 2 ) + K 2 - K 1 (m) Thường trong thực tế khi R giảm thì luôn tăng α ñể bám ñịa hình, do α tăng lại càng làm ñường dài thêm ra. 2.1.2. Bán kính tối thiểu và bán kính hạn chế. Bán kính tối thiểu là bán kính nhỏ nhất dùng tuỳ theo cấp ñường, vận tốc chạy tàu, khối lượng vận chuyển và ñiều kiện ñịa hình. Bán kính hạn chế là bán kính nhỏ nhất ñược phép dùng tuỳ theo cấu tạo của ñầu máy toa xe, nó không thể nhỏ hơn nữa nếu không tàu chạy không an toàn. Ví dụ: R hc = 75 m cho ñầu máy loại nhỏ R hc = 150 m cho ñầu máy loại lớn 48 Biểu 2-2. Bán kính nhỏ nhất ở chính tuyến Thứ tự Khổ ñường Cấp ñường ðịa hình thông thường ðịa hình khó khăn ðịa hình ñặc biệt khó khăn 1 1435mm quốc gia cao tốc I ; II III 1500 700 400 1200 350 300 250 200 2 1000mm quốc gia chủ yếu thứ yếu 400 300 200 150 150 100 2.1.3. ðường cong hoà hoãn (ñường cong chuyển tiếp). a. Tác dụng của ñường cong hoà hoãn. ðể các lực phụ (chủ yếu là lực ly tâm) không phát sinh ñột ngột khi tàu chạy từ ñường thẳng vào ñường cong và ngược lại hoặc chuyển từ ñường cong nọ sang ñường cong kia. J = 0 2 R = α R = R mV 2 J = R = ρ N§ T§ R R = R 1 ρ mV J = 1 J = mV 2 TC NC J = 0 Hình 2-6. ðường cong hoà hoãn. Thực hiện siêu cao ray lưng. N§ NC o o KT' L o L o T§ TC h Hình 2-7. Vuốt siêu cao trên ñường cong hoà hoãn Thực hiện nới rộng cự ly (gia khoan) từ ñường thẳng vào ñường cong. 49 N§ o T§ o L TC NC So Sct k L Hình 2-8. Nới rộng cự ly trên ñường cong hoà hoãn b. Chiều dài ñường cong hoà hoãn. L 0 = i h mà: h = R V 2 max 6,7 hoặc là h = R V 2 0 8,11 (ñường 1435 mm) (2-5) h max = 125 mm h = R V 2 max 4,5 hoặc là h = R V 2 0 24,8 (ñường 1000 mm) (2-6) h max = 95 mm Trong ñó: h - siêu cao ray lưng V max - vận tốc lớn nhất của tàu khi qua ñường cong R - bán kính ñường cong i - ñộ vuốt dốc siêu cao Chiều dài ñường cong hoà hoãn L 0 phải thoả mãn các ñiều kiện sau: + ðộ vuốt dốc siêu cao phải ñảm bảo ñể bánh xe ở trục sau không bò lên mặt ñỉnh ray bụng, muốn vậy: i ≤ i 0 i 0 = 1‰ với ñường 1435 mm ; ñường cải tạo i 0 = 2‰ i 0 = 2‰ với ñường 1000 mm ; ñường cải tạo i 0 = 2,5‰ + Tốc ñộ nâng cao bánh xe ray lưng không phát triển quá nhanh, muốn vậy: i ≤ i 2 i 2 = max 1 KV ở ñây V max - vận tốc lớn nhất (km/h) K - hệ số ñổi ñơn vị khi f 0 = 28 mm/s thì K = 10 1 km/h khi f 0 = 35 mm/s thì K = 8 1 km/h 50 f 0 - tốc ñộ nâng cao bánh xe cho phép i 2 = V f V dt dh vdt dh ds dh 1 . 1 . 0 === Trường hợp bất lợi nhất V = V max thì i 2 = max 0 V f hay i 2 = max 1 KV  L 0 = f hV 6,3 max 51 Bảng 2-3. Siêu cao ñường cong tính theo h max = 125 mm (ñường 1435 mm) R (m) V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1200 1400 1600 1800 2000 3000 4000 35 25 25 20 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 10 10 60 50 40 35 30 25 25 20 20 20 15 15 15 15 15 15 10 10 10 95 75 65 55 50 40 40 35 30 30 25 25 25 20 20 20 20 15 15 10 10 10 11 0 90 80 70 60 55 50 45 40 40 35 35 30 30 30 25 25 20 15 15 15 10 10 12 5 10 5 95 85 75 70 60 55 55 50 45 45 40 40 35 30 25 25 20 20 10 10 120 110 95 90 80 75 70 65 60 55 50 50 50 40 35 30 25 25 15 10 12 5 11 0 10 5 95 90 80 75 70 70 65 60 50 45 40 35 30 20 15 125 115 110 100 95 90 85 80 75 65 55 50 40 40 35 20 125 115 110 100 95 90 75 65 60 50 45 30 25 120 115 110 90 80 70 60 55 35 25 52 Bảng 2-4. Siêu cao ñường cong tính theo h max = 80 mm (ñường 1000 mm) R (m) V (km/h) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 15 15 10 5 5 5 5 5 5 25 20 15 10 10 10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 40 30 20 15 15 10 10 10 10 10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 60 40 30 25 20 15 15 15 10 10 10 10 10 10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 80 50 40 35 25 25 20 20 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 70 55 40 35 30 25 25 20 20 20 15 15 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 5 5 5 5 5 5 80 60 55 45 40 35 30 25 25 20 20 20 20 15 15 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 5 5 5 65 60 55 45 40 35 35 30 30 25 25 20 20 20 20 15 15 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 80 65 55 50 45 40 35 35 30 30 25 25 25 20 20 20 20 15 15 15 15 10 10 10 10 10 80 70 60 55 50 45 40 35 35 30 30 30 25 25 25 25 20 20 15 15 15 15 15 15 10 80 70 60 55 50 45 40 40 35 35 35 30 30 30 25 25 20 20 20 15 15 15 15 15 80 70 65 60 55 50 45 45 40 40 35 35 30 30 25 25 25 20 20 20 20 15 15 53 Bảng 2-5. Chiều dài hoà hoãn (ñường 1435 mm quốc gia) Chiều dài hoà hoãn L 0 (m) ST T R (m) ðường cao tốc Cấp I Cấp II Cấp III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 4000 3000 2500 2000 1800 1500 1200 1000 800 700 600 550 500 450 400 350 300 250 200 70 - 50 - 40 90 - 80 - 60 110 - 90 - 70 140 - 110 - 90 170 - 140 - 110 220 - 180 - 140 240 - 190 - 150 220 - 180 - 140 40 - 30 - 30 50 - 40 - 40 60 - 50 - 50 80 - 70 - 60 90 - 80 - 70 100 - 90 - 80 140 - 120 - 100 160 - 140 - 120 170 - 150 - 130 170 - 140 - 120 150 - 130 - 110 150 - 130 - 110 140 - 120 - 110 130 - 110 - 100 130 - 110 - 90 120 - 100 - 90 100 - 90 - 80 100 - 80 - 70 100 - 80 - 70 30 - 20 - 20 40 - 30 - 30 50 - 40 - 40 60 - 50 - 50 70 - 60 - 50 80 - 70 - 60 100 - 90 - 80 120 - 100 - 90 150 - 130 - 120 150 - 130 - 110 140 - 120 - 110 130 - 100 - 100 120 - 100 - 90 120 - 100 - 90 110 - 90 - 80 110 - 90 - 80 100 - 80 - 70 90 - 80 - 70 90 - 80 - 70 20 - 20 - 20 20 - 20 - 20 30 - 20 - 20 30 - 30 - 30 40 - 30 - 30 50 - 40 - 40 60 - 50 - 40 70 - 60 - 50 70 - 60 - 50 80 - 70 - 60 90 - 80 - 70 90 - 80 - 70 80 - 70 - 60 80 - 70 - 60 70 - 60 - 50 70 - 60 - 50 Ghi chú: Chiều dài ñường cong hoà hoãn trong bảng ghi 3 số: Trị số lớn, trị số trung gian và trị số nhỏ. Nói chung tận lượng dùng trị số lớn. Trường hợp khó khăn ở trắc dọc lõm, ñoạn xuống dốc lớn và dài, tàu hàng một trong hai hướng ñạt gần tốc ñộ tối ña thì cần dùng trị số lớn. Ở những ñoạn tàu hàng tốc ñộ dạt trị số trung bình có thể dùng trị số trung gian. Ở ñoạn trắc dọc lồi, các ñoạn nằm sát trắc dọc lồi, tốc ñộ tàu hàng cả hai hướng chỉ bằng tốc ñộ tính toán nhỏ nhất thì có thể dùng trị số nhỏ. 54 Bảng 2-6. Chiều dài hoà hoãn (ñường 1000 mm) Chiều dài ñường cong hoà hoãn L 0 (m) ST T R (m) ðường chủ yếu ðường thứ yếu ðường chuyên dụng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1000 900 800 700 600 550 500 45 400 35 300 250 200 150 100 30 - 20 30 - 20 40 - 30 - 20 40 - 30 - 20 50 - 40 - 30 50 - 40 - 30 60 - 50 - 40 60 - 50 - 40 60 - 50 - 40 60 - 50 - 40 60 - 50 - 40 60 - 50 - 40 50 - 40 - 30 40 - 30 20 - 10 30 - 20 30 - 20 30 - 20 30 - 20 40 - 30 40 - 30 40 - 30 40 - 30 20 - 10 30 - 20 30 - 20 30 - 20 30 - 20 40 - 30 40 - 30 40 - 30 40 - 30 2.1.4. ðoạn thẳng giữa hai ñường cong. Khi thiết kế bình diện ñường sắt trong những trường hợp khó khăn thường phải bố trí ñường cong liên tiếp nhau và ñoạn thẳng giữa hai ñường cong rất ngắn thậm chí là không có. Chuyển ñộng của ñoàn tàu qua những ñường cong này không ñược êm thuận, an toàn, làm xuất hiện những dao ñộng của ñầu máy toa xe và gắn liền với nó là gia tốc gây bất tiện cho hành khách, cũng như làm xuất hiện những lực gây bất lợi ñến tác ñộng qua lại giữa ñầu máy toa xe và ñường. Vì vậy ñoạn thẳng giữa hai ñường cong phải ñủ dài ñể dao ñộng tắt dần và ổn ñịnh trước khi ñoàn tàu vào ñường cong tiếp theo. Khi chuyển ñộng trên ñường cong hoà hoãn do vuốt siêu cao ray ngoài làm quay ñầu máy toa xe quanh trục dọc của nó. Trên những ñường cong ngược chiều sự quay này vẫn tiếp tục cùng một hướng khi chạy từ ñường cong này sang ñường cong khác (xem hình 2.9a). Khi không có ñoạn thẳng ở giữa hai ñường cong trái chiều sự quay nói trên không bị gián ñoạn và vẫn ñảm bảo ñộ êm thuận chuyển ñộng. 55 Trong trường hợp hai ñường cong cùng chiều hướng quay của ñầu máy toa xe khi chuyển từ ñường cong này sang ñường cong khác thay ñổi (xem hình 2.9b), vì vậy ñể ñảm bảo ñộ êm thuận của chuyển ñộng cần ñoạn thẳng ñệm giữa hai ñường cong với chiều dài cần thiết. Hình 2.9. Chuyển vị góc của ñầu máy toa xe theo trục dọc khi chuyển ñộng qua các ñường cong a. ngược chiều b. cùng chiều Ở một số nước như ðức, Áo người ta thường nối các ñường cong ngược chiều mà không cần ñoạn thẳng ñệm, lúc này vuốt siêu cao ñược thực hiện trên cả hai ray (xem hình 2.10) giống như ở các nước Liên Xô cũ dùng trong hầm và ñường tàu ñiện ngầm. [...]... u dài ng n nh t c a ño n d c (m) Kh ñư ng 14 35 mm qu c gia 10 00 mm ð d c h n ch C p ñư ng I II ch y u th y u 2.2.9 N i các y u t tr c d c 68 10 - 13 - 21- 12 20 25 400 200 35 0 200 35 0 200 200 200 15 0 200 15 0 200 15 0 15 0 4 5-6 7-8 9 500 35 0 400 30 0 400 250 35 0 250 30 0 200 250 200 ... ip v i v n t c lâm gi i Vp = 24 km/h, ñư c kéo b i ñ u máy 2TE10L có kh i lư ng 258 t n V n t c ñoàn tàu t i chân d c là 60 km/h và ño n lên d c có chi u dài 210 0m Tính ñ d c quán tính l n nh t bi t Fktb = 30 214 8N ; w0tb = 1, 8 N/KN Gi i: ij = fktb + = 4 ,17 (Vd2 − Vc2 ) - w0tb S 30 214 8 4 ,17 (60 2 − 24 2 ) + - 1, 8 = 10 ,3 ‰ (4700 + 258).9, 81 210 0 ðư ng khôi ph c hay c i t o, vì d n ñ n kh i lư ng c i t o... Sài Gòn (năm 18 95 - 19 33 ) ñ u thi t k tuy n v i d c ip = 6‰ 2 nh hư ng c a ñ d c h n ch t i m t s ch tiêu nh hư ng c a ip t i chi u dài tuy n: ñ d c h n ch càng nh thì chi u dài tuy n càng ng n: i1 > i2 L1 < L2 L h i2 i1 L1 L2 i p (% ) Hình 2 - 13 L = f(ip) nh hư ng c a ip t i công trình phí: vì kh i lư ng c u c ng ñ t ñá, k t c u t ng trên t l v i chi u dài tuy n, do ñó ip càng nh thì công trình phí càng... : Rc = (P+Q)g.w0tb.S Rh- công tích lu th năng: Rh = (P+Q)g.(Hc - Hñ) .10 3 = = 10 00( P + Q )( (P+Q)g.∆h .10 3 do ∆h = ij.S Rh = (P+Q)g.ij.S Vñ , Vc - v n t c ñ u và v n t c cu i trên d c ij ; Vc ≥ Vp Ta có: 41, 7(P+Q)(Vc2 - Vñ2) = Fktb.S - (P+Q)g.w0tbS - (P+Q)g.ij.S T ñó: ij = fktb + 4 ,17 (Vd2 − Vc2 ) - w0tb (‰) S (2 -15 ) Hay ngư c l i: S= 4 ,17 (Vd2 − Vc2 ) (m) w0tb + i j − f ktb (2 -16 ) ij; S - D c quán tính... t c ch y tàu khi xu ng d c theo ñi u ki n hãm Vi t Nam quy ñ nh v i ñư ng 10 00 mm, ñư ng ch y u ipmax = 12 ‰ ñư ng th y u ipmax = 20‰ Bi u 2 -1 ð d c h n ch l n nh t c a ñư ng s t ipmax ð d c l n nh t Kh ñư ng C p ñư ng 14 35 D c h n ch (A) ð d c thêm s c kéo I , II 12 20 qu c gia III 20 25 10 00 qu c gia ch y u th y u 12 20 22 30 Tr s nh nh t c a d c h n ch ipmin ph thu c vào ñi u ki n kh i ñ ng c a ñoàn... n, l n hơn c ly c ng nh c l n nh t c a toa xe, thư ng α0 ≥ Kmin = 14 m cho ñư ng 14 35 mm và ñư ng 10 00 mm Trư ng h p bi t α, L c n tìm bán kính nh nh t ñ ñ t ñư c ñư ng cong hoà hoãn: R≥ 57 ,3 α0 (L0 + Kmin) (m) Trư ng h p bi t α, R c n tìm chi u dài ñư ng cong hoà hoãn l n nh t: L0 ≤ Rα 0 - Kmin (m) 57 ,3 Trên ñư ng 14 35 mm và ñư ng 10 00 mm khi bán kính l n hơn tr s sau thì không c n ñ t hoà hoãn: Bi... chi u chênh l ch nhau rõ r t và ñi u ñó ñư c th hi n b i h s chênh l ch K K= Gihγ ih 1 , thư ng γ = 1, 1 ÷ 1, 2 g tb gmax - lư ng hàng v n chuy n c a tháng l n nh t trong năm gtb - lư ng hàng v... tr s sau thì không c n ñ t hoà hoãn: Bi u 2-7 Gi i h n v bán kính R không c n ñ t hoà hoãn C p ñư ng ðư ng 14 35 mm ðư ng 10 00 mm 57 Qu c gia Chuyên d ng Qu c gia Chuyên d ng I > 4000 > 2000 >10 00 (ch y u) > 500 II > 4000 > 10 00 >500 (th y u) III >10 00 >10 00 2.2 NH NG Y U T TR C D C ðƯ NG S T 2.2 .1 Khái ni m chung Các y u t tr c d c ñư ng s t ñư c xác ñ nh b i tr s d c, chi u dài d c và phương pháp n... ñư ng s t kh 14 35 mm và 10 00 mm 2 .1. 5 Góc quay nh nh t Th c t thi t k bình di n ñư ng s t có th góc quay α r t nh khi ñó chi u dài ñư ng cong không l n Trư ng h p c n ñ t ñư ng cong hoà hoãn c n ki m tra xem có ñ t ñư c hay không α N§ T§ 0 T§ o/2 2 L Lo/ K min TC TC0 NC Lo/2 L o /2 Hình 2 -11 ðo n cong tròn Kmin có siêu cao không ñ i ð ñ t ñư c ñư ng cong hoà hoãn c n có ñi u ki n: 18 0 57 ,3 (L0 + Kmin)... thì kh i lư ng công trình cũng không gi m ñư c là bao nhiêu Các trư ng h p dùng d c có ld = 200m: a ðo n b ng chia d c trên hình l i 67 0 200 ip ip Hình 2 -19 Ld = 200m chia d c l i b ðo n d c hoà hoãn 0 i < ip 200 ip Hình 2-20 D c hoà hoãn c ðo n tranh th ñi h t d c h n ch i p - ir ip 200 i p - ir Hình 2- 21 ði d c ip Bi u 2 -3 Chi u dài ng n nh t c a ño n d c (m) Kh ñư ng 14 35 mm qu c gia 10 00 mm ð d c . 14 0 - 12 0 - 10 0 16 0 - 14 0 - 12 0 17 0 - 15 0 - 13 0 17 0 - 14 0 - 12 0 15 0 - 13 0 - 11 0 15 0 - 13 0 - 11 0 14 0 - 12 0 - 11 0 13 0 - 11 0 - 10 0 13 0 - 11 0 - 90 12 0 - 10 0 - 90 10 0 - 90 - 80 10 0 - 80. 35 30 25 25 20 20 20 20 15 15 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 5 5 5 65 60 55 45 40 35 35 30 30 25 25 20 20 20 20 15 15 15 15 15 10 10 10 10 10 . 12 00 14 00 16 00 18 00 2000 30 00 4000 35 25 25 20 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 10 10 60 50 40 35 30 25 25 20 20 20 15 15 15 15 15 15 10 10 10 95 75 65 55