Công trình đường sắt Tập 1 - Phần 1 Tuyến đường sắt - Chương 2 pptx

CHƯƠNG BÌNH ð VÀ TR C D C ðƯ NG S T M T S KHÁI NI M Tuy n ñư ng s t: ñư ng xác đ nh v trí khơng gian c a tr c d c ñư ng s t t i m c vai ñư ng Trên ñư ng th hai ho c ñư ng s t có nhi u ñư ng ngư i ta xác ñ nh n cho m i đư ng chiỊu réng nỊn ®−êng A D C cao ®é vai ®−êng O Tim B Bình đ n: hình chi u c a n m t ph ng n m ngang Trên bình đ n ño n th ng ñư c n i v i b i nh ng ño n cong có góc chuy n hư ng khác Tr c d c: hình chi u c a n ñã ñư c du i th ng m t ph ng ñ ng Trên tr c d c n y u t có đ d c khác đư c n i v i t i ñi m ñ i d c Các y u t bình đ tr c d c nhi u ñư c g i y u t c a n Chúng xác đ nh đ c tính c a đư ng s t v m t xây d ng khai thác Bình di n tr c d c đư ng s t c n ñ m b o an tồn chuy n đ ng cho đồn tàu có tr ng lư ng tính tốn v i v n t c ch y tàu cho phép l n nh t, t c khơng đư c tr t bánh đ t móc Vi c thay đ i v trí n khơng gian khơng đư c gây tác ñ ng ñ t ng t t i ñư ng ray đ u máy toa xe khơng gây b t ti n cho hành khách, t c c n ñ m b o êm thu n tàu ch y 2.1 Y U T BÌNH ð ðƯ NG S T KHU GIAN 2.1.1 ðư ng th ng ñư ng cong a ðư ng th ng: ñư c xác ñ nh b ng chi u dài hư ng c a nó, chi u dài đo n th ng đư c tính t cu i đư ng cong n ñ n ñ u c a ñư ng cong Hư ng c a m t ñư ng góc h p b i đư ng v i m t đư ng khác ñư c ch n làm g c Hư ng g c đư c ch n có th kinh n th c, kinh n t , kinh n tr c c a múi Tương ng v i chúng có khái ni m: góc phương v th c, góc phương v t , góc đ nh hư ng 43 Bắc B Đ l 1 l β1 R R β2 § α2 Hình 2-1 ðư ng th ng đư ng cong δ - góc phương v (theo kim la bàn máy kinh vĩ) quay theo chi u kim ñ ng h : δ = ÷ 3600 αi - góc chuy n hư ng βi - góc αi = 1800 - βi Ri - góc hai phương 0÷ 900 R1 = 1800 - (δ + α1) N u ñ a hình cho phép nên thi t k ño n th ng dài m t vài km ho c dài chi u dài đồn tàu b ðư ng cong: dùng tránh chư ng ng i, tránh vùng ñ a ch t x u ho c gi m kh i lư ng cơng trình ðư ng cong có th đư ng cong trịn ho c đư ng cong có hồ hỗn Thơng s c a m i ñư ng cong góc chuy n hư ng α (0, rad), bán kính đư ng cong R (m), hư ng r (ph i ho c trái), chi u dài đư ng cong hồ hỗn L0 (m) Các y u t ñư ng cong ñư c xác ñ nh sau: Hình 2-2 a ðư ng cong trịn b ðư ng cong có hồ hỗn ðư ng tang 44 T0 = Rtg α (m) (2-1) T = T0 + KT0 = L0 (m) πRα Chi u dài ñư ng cong (m) 180 KT = KT0 + L0 (m) Phân c P0 = R(sec α (2-2) - 1) (m) P = P0 + δ = R(sec α - 1) + (2-3) L2 (m) 24 R δ - lư ng d ch có đư ng cong hồ hỗn Lưu ý: Cơng th c tính y u t ñư ng cong ñư ng cong có hồ hỗn cơng th c g n ñúng Các y u t ñư ng cong ñư c tính s n b ng c m đư ng cong, thi t k c n ph i ghi ñ y ñ y u t ñư ng cong bình đ tr c d c c Nh ng c ñi m c a ñư ng cong bán kính nh - H n ch v n t c ch y tàu: v n t c ch y tàu qua ñư ng cong ph thu c vào siêu cao ray lưng, vào ñi u ki n n ñ nh b n v ng c a ñư ng cong, ñ u máy toa xe, vào ñi u ki n ñ m b o ti n nghi cho hành khách Do v y n u v n t c ch y tàu qua ñư ng cong gi m so v i đư ng th ng th i gian ch y tàu tăng d n ñ n chu trình đ u máy toa xe kéo dài làm tăng s lư ng ñ u máy toa xe M t khác hãm tàu làm tiêu phí ñ ng d n ñ n chi phí v n chuy n tăng V n t c t i đa tàu vào đư ng cong có th tính theo công th c sau: [Vmax] = 3,6 R([α lt ] + g h) = A R (km/h) S1 (2-4) Trong [αlt] - gia t c ly tâm dư cho phép (m/s2) S1 - c ly gi a hai tr c ray (m) g - gia t c tr ng trư ng (m/s2) h - siêu cao ray lưng (m) R - bán kính đư ng cong (m) 3,6 - h s ñ i t m/s km/h nư c ta hi n v n t c t i ña tàu vào ñư ng cong cho c hai kh đư ng đư c tính theo cơng th c: Vmax = 4,1 R (km/h) 45 V V giíi h¹n Lt u Lt u K Hình 2-3 H n ch v n t c ch y tàu qua đư ng cong bán kính nh Bi u 2-1 Vmax(km/h) R (m) 250 300 350 400 500 600 700 800 1000 1200 1500 65 75 80 4,1 R 85 90 100 110 120 130 145 160 Tương lai d ki n mu n tăng t c ñ t u lên 100 km/h bán kính đư ng cong trịn R ≥ 500m, mu n tăng t c đ tàu khách lên 120 km/h R ≥ 700m Trư ng h p thông thư ng khu gian s d ng 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 ðư ng 1435 mm quy ñ nh Rmax = 4000 m ðư ng 1000 mm quy ñ nh Rmax = 3000 m - Gi m h s bám lăn gi a bánh xe ñ u máy v i ray ϕk đư ng cong ray ngồi ray có đ dài khơng b ng nên có hi n tư ng bánh v a lăn v a trư t d n ñ n s c kéo bám c a ñ u máy b gi m có ph i gi m b t tr ng lư ng đồn tàu Fk ≤ 1000ϕk ∑ P g (N) Trong ∑ P - tr ng lư ng bám c a ñ u máy Theo tài li u thí nghi m c a Vi n nghiên c u khoa h c ñư ng s t Liên bang Nga R = 400 m ; ϕk gi m 7,5 % R = 300 m ; ϕk gi m 14 % R = 200 m ; ϕk gi m 22 % - Tăng tu b o qu n ki n trúc t ng + R gi m nên ray chóng mịn bánh trư t ray l c ly tâm ñ y ngang + ð hao mòn c a ray w ph thu c cư ng ñ v n chuy n, bán kính đư ng cong, chi u dài khung c ng toa xe, v n t c ch y tàu, t i tr ng tr c + Trong ñư ng cong bán kính nh tà v t ph ki n ph i tăng chóng h ng 46 w (mm 2/triƯu tÊn t¶i träng) R (m) Hình 2-4 ð th bi u di n hao mòn ray theo bán kính - Chi phí s a ch a ñ u máy toa xe tăng ch y u chi phí cho b ph n chuy n ñ ng vành ñai bánh xe - Làm cho ñư ng b dài thêm T1 T2 K2 α T2 T1 K1 R2 R1 Hình 2-5 Làm cho đư ng dài thêm R2 < R1 N u α = const gi m R1 -> R2 ñư ng dài thêm m t ño n ∆L = 2(T1 - T2) + K2 - K1 (m) Thư ng th c t R gi m ln tăng α đ bám đ a hình, α tăng l i làm ñư ng dài thêm 2.1.2 Bán kính t i thi u bán kính h n ch Bán kính t i thi u bán kính nh nh t dùng tuỳ theo c p ñư ng, v n t c ch y tàu, kh i lư ng v n chuy n ñi u ki n đ a hình Bán kính h n ch bán kính nh nh t đư c phép dùng tuỳ theo c u t o c a ñ u máy toa xe, khơng th nh n a n u khơng tàu ch y khơng an tồn Ví d : Rhc = 75 m cho đ u máy lo i nh Rhc = 150 m cho ñ u máy lo i l n 47 Bi u 2-2 Bán kính nh nh t Th ð a hình ð a hình ð a hình đ c thơng thư ng khó khăn bi t khó khăn cao t c 1500 1200 qu c gia I ; II III 700 400 350 300 250 200 1000mm ch y u 400 200 150 qu c gia th y u 300 150 100 Kh ñư ng C p ñư ng 1435mm t n 2.1.3 ðư ng cong hồ hỗn (ñư ng cong chuy n ti p) a Tác d ng c a đư ng cong hồ hỗn ð l c ph (ch y u l c ly tâm) khơng phát sinh đ t ng t tàu ch y t ñư ng th ng vào ñư ng cong ngư c l i ho c chuy n t ñư ng cong n sang ñư ng cong α T§ N§ mV J= ρ TC J= mV R R = R1 J=0 R = R1 mV J= ρ NC J=0 R= R= Hình 2-6 ðư ng cong hồ hỗn Th c hi n siêu cao ray lưng TC T§ N§ NC ho Lo KT'o Lo Hình 2-7 Vu t siêu cao đư ng cong hồ hỗn Th c hi n n i r ng c ly (gia khoan) t ñư ng th ng vào ñư ng cong 48 T§ N§ TC NC Sct So Lo k Lo Hình 2-8 N i r ng c ly đư ng cong hồ hỗn b Chi u dài đư ng cong hồ hỗn h i L0 = mà: h= 7,6Vmax 11,8V02 ho c h = (ñư ng 1435 mm) R R hmax = 125 mm (2-5) 5,4Vmax 8,24V02 ho c h = (ñư ng 1000 mm) (2-6) R R hmax = 95 mm Trong đó: h - siêu cao ray lưng Vmax - v n t c l n nh t c a tàu qua đư ng cong R - bán kính ñư ng cong i - ñ vu t d c siêu cao Chi u dài đư ng cong hồ hỗn L0 ph i tho mãn ñi u ki n sau: + ð vu t d c siêu cao ph i ñ m b o ñ bánh xe tr c sau khơng bị lên m t đ nh ray b ng, mu n v y: h= i ≤ i0 i0 = 1‰ v i ñư ng 1435 mm ; ñư ng c i t o i0 = 2‰ i0 = 2‰ v i ñư ng 1000 mm ; ñư ng c i t o i0 = 2,5‰ + T c ñ nâng cao bánh xe ray lưng không phát tri n nhanh, mu n v y: i ≤ i2 i2 = KVmax ñây Vmax - v n t c l n nh t (km/h) K - h s ñ i ñơn v f0 = 28 mm/s K = km/h 10 f0 = 35 mm/s K = km/h 49 f0 - t c ñ nâng cao bánh xe cho phép i2 = dh dh dh 1 = = = f0 ds vdt dt V V Trư ng h p b t l i nh t V = Vmax i2 = hay 50 i2 = KVmax L0 = hVmax 3,6 f f0 Vmax B ng 2-3 Siêu cao ñư ng cong tính theo hmax = 125 mm (đư ng 1435 mm) V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 10 11 200 250 35 25 60 50 95 75 11 300 350 400 25 20 15 40 35 30 65 55 50 90 80 12 10 120 450 500 15 15 25 25 40 40 70 60 95 110 95 12 550 600 10 10 20 20 35 30 55 50 85 75 90 80 11 125 650 700 10 10 20 15 30 25 45 40 70 60 75 70 10 115 110 750 800 10 10 15 15 25 25 40 35 55 55 65 60 95 100 95 125 115 850 900 10 10 15 15 20 20 35 30 50 45 55 50 90 80 90 85 110 100 120 950 1000 10 15 10 20 20 30 30 45 40 50 50 75 70 80 75 95 90 115 110 10 10 15 15 25 25 40 35 40 35 70 65 65 55 75 65 90 80 1600 1800 10 10 20 15 30 25 30 25 60 50 50 40 60 50 70 60 2000 3000 10 15 15 25 20 25 15 45 40 40 35 45 30 55 35 10 20 10 35 20 25 25 10 10 30 10 20 15 R (m) 1200 1400 4000 51 B ng 2-4 Siêu cao đư ng cong tính theo hmax = 80 mm (ñư ng 1000 mm) V (km/h) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 10 11 12 13 100 150 15 15 25 20 40 30 60 40 80 50 70 80 200 250 300 10 5 15 10 10 20 15 15 30 25 20 40 35 25 55 40 35 60 55 45 65 60 55 80 65 80 350 400 5 10 10 10 15 15 25 20 30 25 40 35 45 40 55 50 70 60 80 70 80 450 500 5 5 10 10 15 10 20 15 25 20 30 25 35 35 45 40 55 50 60 55 70 65 550 600 5 10 10 10 15 15 20 20 25 20 30 30 35 35 45 40 50 45 60 55 650 700 5 5 10 10 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 50 45 750 800 5 5 10 10 10 15 15 20 15 20 20 25 25 30 30 35 35 45 40 850 900 5 5 10 10 15 10 15 15 20 20 25 20 30 25 35 30 40 35 950 1000 5 5 10 10 10 10 15 15 15 15 20 20 25 25 30 30 35 30 1100 1200 5 5 5 10 10 10 10 15 15 20 15 25 20 25 25 30 25 1300 1400 5 5 10 10 10 10 15 10 15 15 20 15 20 20 25 25 1500 5 10 10 15 15 20 20 1600 5 10 10 10 15 15 20 1700 1800 5 5 5 10 10 10 10 10 15 15 15 15 20 20 5 5 5 10 10 10 10 15 10 15 15 15 15 R (m) 1900 2000 52 T (phút) - chu kỳ ch y tàu khu gian khó khăn nh t A A B τA t1 t2 B τB T t1 t2 T Hình 2-24 Bi u đ ch y tàu Chu kỳ ch y tàu kho ng th i gian c n thi t đ thơng qua m t c p tàu khu gian Chu kỳ ch y tàu ñư c xác ñ nh t th i ñi m g i ñoàn tàu ñ u tiên c a nhóm khu gian đ n th i m g i đồn tàu đ u tiên c a nhóm tàu sau khu gian theo chi u y Khi tàu có d ng ga: T = t1 + t2 + τA+ τB (phút) Trong đó: t1, t2 - th i gian tàu ch y khu gian khó khăn nh t k c th i gian tăng thêm gi m t c vào ga, tăng t c ga τA, τB - th i gian tàu d ng ga t1, t2 ph thu c vào: + Lo i ñ u máy + Tr ng lư ng đồn tàu + Hình dáng bình di n tr c d c khu gian + Chi u dài khu gian τA, τB ph thu c vào: + Sơ ñ ñư ng ga + H th ng thông tin tín hi u + Tác nghi p ga ð đ m b o kh thông qua c n thi t thì: + Trư ng h p tàu có d ng ga: 1440 - (τA + τB) (phút) N + Trư ng h p tàu ch y su t qua ga: t1 + t2 = 72 (2-22) 1440 (phút) (2-23) T Mu n cho s ga ng tránh ñ t m c t i thi u c n ph i ñ m b o ñi u ki n tương ñương v th i gian (ñ m b o cho th i gian chuy n ñ ng khu gian nhau) t1 + t2 = 2.3.4 Nguyên t c phân b m phân gi i Có hai nguyên t c Phân b theo tiêu chu n th ng nh t: ñư c áp d ng ñ i v i n ñư ng qu c gia, c th sau: - N u có m t lo i đ u máy th ng nh t tiêu chu n kh thông qua N - N u có nhi u lo i đ u máy khác th ng nh t th i gian tiêu chu n tàu ch y trung bình tđi + tv c a nhi u ñ u máy Chú ý: Cũng có tiêu chu n v th i gian đư c cho theo m t l i ñ u máy c th , lúc ñi u ki n tương ñ ng v th i gian tàu ch y khu gian ñư c ñ m b o cho ñ u máy chuy n sang lo i ñ u máy khác ñi u ki n d b phá v Còn phân b theo th i gian trung bình (c a m t s ) đ i v i m t lo i đ u máy khơng đ t đư c m c ñ tương ñ ng cao chuy n sang m t lo i ñ u máy khác u ki n tương đ ng khơng b vi ph m ñáng Qua nghiên c u quan h gi a c ly giá thành v n chuy n c a t n/km v i lo i đ u máy, lo i thơng tin tín hi u, ngư i ta tìm c ly ga có l i nh t ÷ 12 km Căn c vào th i gian tàu ch y c ly ga kinh t nh t ngư i ta quy đ nh th i gian bình qn tàu ch y theo hai chi u v i ñư ng kh 1000 mm khơng vư t q 38' Dư i thông qua c ly kinh t ngư i ta quy ñ nh th i gian tàu ch y tñi+ tv c a khu gian theo ñ d c h n ch ip v i ñ u máy ñiêzen c a ñư ng kh 1435 mm Bi u 2-4 tñi + tv theo ip c a ñư ng kh 1435 mm ip (‰) 4-5 6-7 8-9 10 - 12 tñi + tv (phút) 36' 34' 32' 30' Chú ý: N u tr c d c gi a hai ga hình lõm mà n n ga so v i khu gian cao ho c b ng 4m th i gian v c a khu gian có th tăng thêm phút (do tr c d c khu gian hình lõm nên ga có kh tăng t c nhanh chóng) 73 T ng s th i gian ch y tàu (c ñi v ) tiêu chu n hai khu gian ga c p nư c ph i tr ñi 10', n u l y nư c m t hư ng tr 8' ñ i v i ñư ng kh 1000 mm ð i v i khu gian g n ga khu ño n đồn tàu m i hư ng c a ga khu đo n đ u có tác nghi p k thu t nên ph i tr ñi 6' ñ i v i ñương kh 1000 mm Khi tàu ch y đư ng cong cịn ch u l c c n ñư ng cong nên nh hư ng ñ n th i gian ch y tàu, quy ph m thi t k có nêu ng hư ng c a góc quay t i th i gian kéo dài Phân b theo tiêu chu n riêng c a t ng n ðư c áp d ng cho ñư ng s t ñ a phương ph c v cho m t vùng kinh t nh t ñ nh, c th d a vào kh i lư ng chun ch vào năm th 10 đ tính th i gian tàu ch y tñi + tv S đơi tàu hàng c n thi t vào năm th 10 là: nh = G10 365QH (đơi tàu/ngày đêm) Kh thông qua c n thi t vào năm th 10 là: N = (1 + p)(nh + nkek + nlel) (đơi tàu/ngày đêm) (2-24) (2-25) Trong đó: p - h s d tr kh thông qua p = 20% v i ñư ng ñơn p = 15% v i đương đơi nk, nl - s đơi tàu hàng, tàu k năm th 10 G10 - kh i lư ng hàng v n chuy n yêu c u năm th 10 ek, el - h s tính đ i t tàu khách, tàu l tàu hàng: ek = 1,2 ; el = 1,5 (el = 1,5 t c cho chuy n tàu l ch y b qua chuy n tàu hàng) Tính th i gian ch y tàu c n thi t vào năm th 10: 1440 - (τA + τB) (phút) N Như v y bi t tñ + tv ta ti n hành phân b ñi m phân gi i tñ + tv = 2.4 YÊU C U BÌNH ð , TR C D C T I ðI M PHÂN GI I 2.4.1 u c u bình đ t i m phân gi i Ga nên ñ t ñư ng th ng, n u ñ t ñư ng cong g p khó khăn sau: a Khó b trí đ t ghi b Tăng l c c n kh i ñ ng (phát sinh wr) 74 c Kéo nhi u tín hi u phát tàu (gi m t m nhìn tín hi u đư ng ghi) d Các ñ ng tác k thu t khó (khó d n tàu) Trư ng h p đ a hình khó khăn mà ñ t ga ñư ng th ng làm tăng kh i lư ng cơng trình ho c làm cho ñư ng b dài thêm cho phép đ t ga đư ng cong có R ≥ 1000 m Ga khơng nên làm đư ng cong trái chi u (nh t ga x p ngang làm gi m t m nhìn c a tài x khó d n tàu), ga x p d c có th b trí đư ng cong trái chi u ph i ñ m b o m t đồn tàu n m v a đ m b o đ t m nhìn đ d n tàu an tồn đ tàu ch y qua ga khơng ph i gi m t c đ Trong ga có th đ t siêu cao, đư ng cong hồ hỗn, đư ng th ng gi a ñư ng cong khu gian ghi ph i ñ t ño n th ng Ga x p d c cho kh thông qua l n ga x p ngang, ch n lo i tuỳ theo u ki n đ a hình a) b) c) Hình 2-25 Các ko i hình ga: a Ga x p ngang; b Ga n a d c n a ngang; c Ga x p d c 2.4.2 Yêu c u tr c d c t i ñi m phân gi i Ga nên ñ t đo n b ng, n u đ a hình khó khăn mà ñ t ga ño n b ng d n ñ n tăng kh i lư ng công tác n n ho c làm n dài cho phép đ t d c ph i ñ m b o ñi u ki n sau: ð m b o ñi u ki n kh i ñ ng ik(ga) ≤ ikkñ = nd Fkkd - wkñ (n d P + Q ) g (1) Trong đó: ik(ga) - d c d n xu t c a ga ikkñ - d c d n xu t kh i ñ ng nd - s ñ u máy kéo N u dùng m t ñ u máy kéo thì: 75 Fkkd - wkđ ( P + Q) g ik(ga) ≤ ikkñ = thay Qkñ = Q = Fkp − P( w' +i p ) g vào cơng th c ta có: ( w"0 +i p ) g ik(ga) ≤ ik(kñ) = Fk ( kd ) ( w' ' +i p ) Fkp − Pg ( w' − w' ' ) - wkđ (2) T cơng th c nh n th y r ng n u tr ng lư ng đồn tàu ñư c xác ñ nh theo ñi u ki n chuy n ñ ng ñ u v i v n t c tính tốn d c h n ch đ d c l n nh t mà đồn tàu kh i đ ng đư c ph thu c vào ñ d c h n ch Ngồi ikkđ cịn ph thu c lo i ñ u máy (ph thu c giá tr Fkkñ Fkkđ - Pw'0) vào đồn toa xe (ph thu c giá tr w"0 wkñ) Vi t Nam th ng nh t l y: (2-26) ikkñ = ip - (‰) ð m b o đồn tàu d ng ph m vi chi u dài s d ng c a đư ng đón ti n lsd nh l c ép má phanh c a ñ u máy (khi nh má phanh toa xe ñ n p gió chu n b kh i đ ng) c n có u ki n sau: (nđP + Q)gi ≤ 1000ϕklΣKt + (nđP + Q)gwkđ (3) Trong đó: ΣKt - t ng l c ép tính tốn c a má phanh lên tr c c a ñ u máy ϕkl - h s ma sát tính toán gi a má phanh vành bánh xe ; có th l y ϕkl = 0,25 T đó: thay Q = ik(ga) ≤ 250ΣK t + wkñ (n d P + Q ) g ΣFkp ( w0 + i p ) g ik(ga) ≤ (4) - nñP vào cơng th c ta có: 250ΣK t ( w0 + i p ) ΣFkp + wkñ (5) nư c ta l y ik(ga) ≤ 6‰ ð m b o ñi u ki n toa riêng ñ ng m t khơng b trơi (thư ng xét ga có c t móc toa xe) 76 Trong th i gian d n toa xe b c t kh i đồn tàu dư i tác d ng c a tr ng l c k t h p v i gió th i có th b trơi Qua thí nghi m đ d c mà l c c n cân b ng v i tr ng lư ng b ng 2,5‰ Như v y hai ga li n m t hai ga khơng đư c thi t k d c l n 2,5‰ ñ ñ m b o c t toa lý k thu t (toa h ng) 2.4.3 Chi u dài ga Chi u dài ga có ý nghĩa quan tr ng ph i xét theo s phát tri n tương lai b i c i t o kéo dài n n ga không nh ng kh i lư ng cơng trình tăng lên mà ph i s a ch a c bình di n, tr c d c hai đ u ga, th m chí ph i c i l i phương hư ng c a c m t ño n ñư ng Chi u dài ga ph thu c: a Sơ ñ phát tri n ñư ng ga (sơ ñ ga): ga x p d c, x p ngang, n a d c n a ngang Ga x p ngang có chi u dài ga ng n nh t b Chi u dài s d ng c a đư ng đón ti n: chi u dài s d ng c a ñư ng ti p phát ñư c tính t c t tín hi u xu t phát ñ n m c xung ñ t ho c đư c tính t m c xung đ t t i m c xung ñ t kia, ho c đư c tính t c t tín hi u đ n c t tín hi u Chi u dài s d ng c a ñư ng ti p phát ñư c xác ñ nh theo chi u dài đồn tàu có tính đ n hư ng phát tri n tương lai Trong quy ph m thi t k có đưa tiêu chu n lsd ph thu c vào chi u dài đồn tàu nh m m c đích th ng nh t hố chi u dài ga, t có th th ng nh t hố tiêu chu n tr ng lư ng Ví d lsd = 300; 400; 500; 650 m c S ñư ng ga: S ñư ng ga v i m i lo i sơ ñ ga chi u dài s d ng lsd có nh hư ng l n ñ n chi u dài ga S ñư ng tính theo kh i lư ng v n chuy n năm th (n u ga khu ño n hay ga l n) n u ga trung gian hay ga ng tránh tính theo kh i lư ng v n chuy n năm th Chi u dài ga đư c tính sau: i 0 i o T' L sd Lga o T" L s©n ga Hình 2-26 Chi u dài ga Trong ñó: lsd - chi u dài s d ng c a ñư ng ti p phát, lsd = ltàu + 10 m 77 ltàu - chi u dài đồn tàu 10m - chi u dài d tr đ phịng tàu đ u khơng v trí Lga - chi u dài tính t hai đ u ghi ngồi ð i v i ga x p d c Lga = 2lsd + c (m) (2-27) ð i v i ga x p ngang ho c n a d c n a ngang Lga = lsd + c (m) ñây c chi u dài ph thu c lo i sơ ñ ga, s ñư ng ga, s hi u ghi Lsân ga - chi u dài toàn b n n ga đư c kéo dài v phía thêm chi u dài ñư ng tang n i d c đ ng đ khơng ph i đ t ghi ph m vi ñư ng cong ñ ng Lsân ga = Lga + T' + T" (m) Thư ng quy ph m thi t k cho bi t Lsân ga theo Lsd 2.5 THI T K BÌNH ð , TR C D C ðƯ NG S T 2.5.1 B trí m đ i d c theo bình đ cơng trình nhân t o Trong th c t có th g p trư ng h p đư ng cong n i d c ñ ng c a tr c d c trùng v i ñư ng cong hồ hỗn c a bình di n Lúc ray lưng v a ph i th c hi n ñư ng cong ñ ng v a ph i th c hi n ñư ng cong n m ph i vu t siêu cao Vì v y nh m m c đích thu n l i b o dư ng s a ch a ray nh ng v trí ngư i ta khơng đ đư ng cong n i d c ñ ng trùng v i ñư ng cong hồ hỗn, mu n v y m ñ i d c ph i cách ñi m ñ u ho c ñi m cu i ñư ng cong hồ hỗn m t kho ng cách t i thi u Tđ 12 >T ® >T ® >T đ >T đ NC NĐ TĐ TC Hỡnh 2-27 B trí m đ i d c theo bình đ Tđ = 5∆i Rđ = 10000 m Tñ = 2,5∆i Rñ = 5000 m Chú ý: Khi ∆i ≤ 3‰ v i ñư ng kh 1435 mm ∆i ≤ 4‰ v i ñư ng kh 1000 mm m đ i d c đ t đ ng 78 đâu đư c khơng ph i làm ñư ng cong n i d c Ngồi n u c u thép khơng có máng ba lát m đ i d c ph i đ t ngồi c u m t kho ng cách t i thi u Tđ c u th c hi n ñư ng cong n i d c đ ng có nhi u khó khăn V i c u bê tông c t thép c ng coi khơng có tr ng i gì, th m đ i d c đ t đâu đư c >T® i1 i2 Hình 2-28 B trí m đ i d c c u thép khơng có máng đá ba lát 2.5.2 Thi t k tr c d c theo ñi u ki n tránh ng p nư c ð tho mãn ñi u ki n t i nh ng vùng có nư c uy hi p ph i ý thi t k đ n n đư ng khơng b ng p Mu n v y cao ñ vai ñư ng c a ñư ng d n vào c u l n, c u trung cao ñ vai ñư ng c a n n ñư ng ñ p qua c u nh c ng, cao ñ vai ñư ng d c theo sông, theo h ch a nư c ho c qua vùng trũng ph i xác đ nh theo m c nư c tính tốn Hp + ð i v i đư ng c p 1, c p có HP = H100 + ð i v i đư ng c p có HP = H50 ð ñ m b o n n đư ng đư c an tồn khơng b phá ho i ñ t ñ n m c nư c tính tốn cao đ vai đư ng là: Hvai ñư ng ≥ HP + H s + hd + 0,5 m (m) Trong đó: H s - chi u cao sóng v (m) hd - chi u cao nư c d nh (m) 0,5m - chi u cao ñ phòng nư c mao d n qua n n 2.5.3 Thi t k bình đ tr c d c ñư ng s t g p c u, g p đư ng giao thơng khác qua h m ðư ng s t g p ñư ng s t cũ Ch y u giao cao ñ khác nhau, giao b ng giao b ng h n ch l c c a gây khó khăn cho khai thác Khi giao c t l p th ch y u ph i ñ m b o tĩnh không thông tàu 79 N u ñư ng s t thi t k ñi ñư ng s t cũ cao đ vai đư ng t i thi u c a ñư ng s t thi t k là: Hmin = Hñr + h + c - b (m) Trong đó: Hđr - cao đ ñ u ray c a ñư ng cũ (m) h - tĩnh không (xem quy ph m) (m) c - chi u cao d m tính t đáy d m t i ñáy ray (m) b - kho ng cách t ñáy ray ñ n vai ñư ng thi t k (m) N u ñư ng s t thi t k dư i đư ng s t cũ cao ñ vai ñư ng t i ña c a ñư ng s t thi t k là: Hmax = Hñr - hrc - c - h - hrm - b' Trong đó: hrc, hrm - chi u cao ray ñư ng s t cũ ñư ng thi t k b' - kho ng cách t ñáy ray t i vai ñư ng thi t k (m) a b H dr h rc H b c h H ®r hrm b' H max Hình 2-29 Sơ đ giao c t l p th gi a ñư ng s t cũ ñư ng s t thi t k a ðư ng thi t k phía đư ng cũ b ðư ng thi t k phía dư i ñư ng cũ ðư ng s t thi t k g p đư ng tơ Có th giao b ng ho c giao l p th Giao l p th ph i ñ m b o tĩnh không c n thi t cho phương ti n giao thơng dư i Giao b ng ph i đ m b o t m nhìn cho ngư i lái, góc giao khơng đư c q nh , t t nh t 900, m giao khơng nên đ t n n đào h n ch t m nhìn Khi đư ng s t thi t k c t ñư ng b nhi u l n ho c v trí giao khơng đ t u c u ph i có phương án c i đư ng tô ðư ng s t g p sông 80 C n xác đ nh m c nư c tính tốn theo quy ph m xác đ nh có thông thuy n hay không c p thông thuy n Khi g p chư ng ng i qua sơng l n có th xem xét phương án h m dư i lịng sơng ðư ng thi t k c a c u h m ðư ng thi t k qua c u s t (không có đá ba lát) nên đ t đo n th ng b ng, hãn h u cho phép ñ t d c ≤ 3‰ b i n u q d c cơng trình ph c t p áp d ng đ nh hình khó khăn ð i v i c u có đá ba lát có th ñ t d c l n ñư ng cong theo quy ph m ðư ng thi t k qua h m yêu c u v bình ñ tr c d c cao khu gian Tr c d c h m ph i đ m b o nư c, thơng gió an tồn D c có th thi t k m t mái ho c hai mái tuỳ theo ñ a hình H m nên n m đo n đư ng th ng, khó khăn có th đ t ñư ng cong theo quy ph m 2.5.4 Thi t k tr c d c ñ m b o an tồn chuy n đ ng Hi n tư ng m t an tồn đ t móc đ u máy toa xe ð t móc n i có th ch quan ngư i tài x , kéo qúa t i đ t móc d sinh nh ng nơi mà móc n i đ i tr ng thái làm vi c m t cách ñ t ng t Ngư i ta nghiên c u tr ng thái làm vi c c a móc n i tr c d c th y r ng ñ t móc hay x y móc n i làm vi c t ép ch t chuy n sang kéo căng ñ t ng t (chân d c lõm, d c b c thang, d c l i chân d c lõm) m t ñ chênh v cao ñ m t tr s d c nh t ñ nh trư ng h p t kéo căng chuy n sang ép ch t x y ð tránh hi n tư ng ngư i ta thi t k tr c d c cho móc n i làm vi c t t ði u ñư c th hi n hi u ñ i s c a hai d c li n chi u dài c a nh ng d c đ ñ ñ m b o ñ êm chuy n ñ ng c a đồn tàu, chi u dài nh nh t ≥ 200m ð đ m b o an tồn ch y tàu quy ph m quy ñ nh sau: hi u s ñ i s l n nh t c a hai ñ d c li n tr c d c khơng đư c vư t tr s ñ d c h n ch hư ng xe n ng ∆i ≤ ip, ngo i tr ba trư ng h p đo n d c có h i dư i ip ≥ 8‰ ∆i ≤ ip/2 ip < 8‰ ∆i ≤ 4‰ Chú ý: - D c b c thang ñư c ngăn cách b i d c b ng 0‰ ho c d c nh ÷ ‰ - Khi xác ñ nh H c n xem k n u xu ng d c n i b ng nhi u ño n d c mà ño n có d c ≤ 4‰ chi u dài d c < 2lt t c đ đồn tàu ch y d c v n chưa ñư c hồ hỗn Vì v y tính chi u cao H ph i tính t đ nh (ch n i ti p 81 gi a hai đo n khơng có h i - chi u dài ≥ 2lt ño n có h i) tính Ngư c l i n u đo n có d c i ≤ 4‰ (d c vơ h i) có chi u dài ≥ 2lt t c đ đồn tàu ch y d c đư c hồ hỗn v y tính chi u cao xu ng d c c n phân ño n * D c lõm ( m t phía ho c hai phía) i i p/2 i>4% i>4% H>10m H>10m * D c b c thang H>10m i>4 % i i p /2 i i p /2 i>4% H>10m 2l t i>4% i ip H>10m i>4% i i p /2 < 2l t *D cl i chân d c lõm i ip i i p /2 H>10m i>4% < lt > lt ðo n d c l i chân d c lõm x y hi n tư ng móc n i làm vi c t ép ch t sang kéo căng làm d c ñ m nh gi a ñ ñ m b o chân d c lõm ñ nh d c l i ∆i ≤ ip/2 , nơi khác ∆i ≤ ip 2.5.5 Thi t k đ m b o tàu ch y khơng b gián đo n (ñ m b o tàu ch y liên t c) 82 ð ñ m b o tàu ch y liên t c thi t k tr c d c bình di n đư ng s t c n ñ m b o ñi u ki n sau: L c c n th c t khơng đư c vư t q l c c n tính tốn, mu n v y ph i tri t gi m d c gi i h n nh ng nơi có đư ng cong Tr ng lư ng đồn tàu tính theo u ki n chuy n đ ng đ u v i v n t c tính tốn VP theo đ d c ip có đư ng cong đo n có d c ip ph i gi m ñi m t ñ i lư ng tương ñương v i wr ph i gi m ñi m t lư ng ir, v y d c th c t i = ip - ir (i = icb - ir ; i = igc - ir) ir đư c tính theo công th c nêu ph n s c kéo ñ u máy ph thu c vào kh ñư ng quan h gi a chi u dài ñư ng cong chi u dài đồn tàu Khi R ≤ 400m h s bám lăn c a bánh xe ñ u máy ray gi m d n ñ n l c kéo bám gi m, v y ñ đ m b o kéo h t Q tính tốn ph i tri t gi m thêm m t lư ng iϕ Ta có iϕ = fk - fkr = fk(1 - f kr ) fk Trư ng h p tàu chuy n ñ ng ñ u d c gi i h n ta có: fk = w0 + ip t iϕ = (w0 + ip) (1 Nhưng f kr ) fk Fk ≤ 1000ΣPgϕ k  ϕ Fkr f = kr = kr ⇒ Fkr ≤ 1000ΣPgϕ kr  Fk fk ϕk Cu i cùng: iϕ = (w0 + ip)(1 - ϕ kr ) ϕk ñây: Fk, fk ; Fkr, fkr - l c kéo toàn ph n l c kéo ñơn v ñư ng th ng ñư ng cong v n t c V = Vp w0 - l c c n đơn v b n bình qn c a ñoàn tàu v n t c V = Vp ϕkr - h s bám tính tốn đư ng cong bán kính nh ϕkr = ϕk 250 + 1,55 R 500 + 1,1R ϕk - h s bám ñư ng th ng v n t c V = Vp 83 Lưu ý: Phía lên d c ph i tri t gi m iϕ chi u dài b ng chi u dài đồn tàu đ u máy vào ñư ng cong, h s ma sát gi a bánh ray gi m t c kh c đồn tàu cịn n m ngồi đư ng cong L c c n th c t khơng vư t q l c c n tính tốn nơi có h m lt β ip ip ip l t + lh Hình 2-30 Tri t gi m d c h m Tàu vào h m ch u l c c n ph h m, v y lh > 300m ph i gi m ñ d c gi i h n t 10 ÷ 25 % tuỳ theo chi u dài h m : ih ≤ βip, (trong β h s tri t gi m d c h m) Lưu ý: C n gi m đ i lư ng d c khơng ch h m mà c m t ño n b ng chi u dài đồn tàu L c c n th c t không vư t l c c n tính tốn ip- lt i ga Ls©n ga đo n phía lên d c nơi lên d c vào ga lt ip - Hình 2-31 Tri t gi m d c ño n vào ga Do m t ngun nhân mà tàu chưa đư c phép vào ga, tàu ph i d ng ngồi ga đo n d c mà tàu d ng ph i ñ m b o ñi u ki n kh i ñ ng, mu n v y i ≤ ip - li ≥ lt ð phòng cát bay C n ch n hư ng n theo chi u ho t ñ ng c a gió N u khơng th đ t hư ng n d c theo chi u gió ho c theo m t góc nghiêng nh đ y lúc ñ u dùng t m ch n ñ che sau ph i tr ng thơng ho c phi lao đ phịng cát bay, có th gi i quy t nh ng ño n ñư ng ñ p th p b ng n n ñ p cao 2.5.6 Nh ng s đo v bình đ tr c d c 84 ð đánh giá bình ñ tr c d c c a ñư ng thi t k , nh t so sánh m t s phương án c n có nh ng s đo v bình đ tr c d c V bình đ a Chi u dài tồn b L b Chi u dài ño n th ng Lt, chi u dài ñư ng cong Lc theo km t l % c a chúng so v i chi u dài n c S góc quay (s đư ng cong tồn n) s góc quay cho km d S đ góc quay Σα cho toàn n cho km Σα/L e Bán kính trung bình c a đư ng cong Rtb = 180ΣLc πΣα = 57,3ΣLc Σα g Chi u dài đư ng cong v i bán kính khác h S ñi m phân gi i ñư ng th ng ñư ng cong V tr c d c a Chi u dài c a nh ng ño n d c n m ngang, chi u dài ño n d c (km) t l % c a chúng b Chi u dài c a nh ng d c có tr s d c khác (bao g m c nh ng ño n ñi d c h n ch , ñi d c vô h i ) c T ng chi u cao ph i kh c ph c c a t ng chi u d S ñi m phân gi i ñư ng b ng ñư ng d c Trên ñây m t s ch tiêu nêu lên m t vài đ c tính c a n ñư ng ð ñánh giá ñ y ñ c n ph i so sánh đ c tính v n doanh, kh i lư ng công tác, giá thành xây d ng, chi phí khai thác c a t ng phương án Chương Bình đ , tr c d c ðS Các y u t ñư ng cong, ưu c ñi m c a ñư ng cong bán kính nh u c u v đo n th ng gi a ño n cong Xác ñ nh góc quay nh nh t Các d c gi i h n (d c h n ch , cân b ng, gia cư ng, qn tính): u ki n s d ng, ñ nh nghĩa cơng th c tính D c qn tính khác d c gi i h n khác ñi m Các d c thi t k (d c v n doanh) Các cách n i y u t tr c d c M c đích, phân lo i, n i dung nguyên t c phân b ñi m phân gi i Yêu c u v bình ñ tr c d c t i ñi m phân gi i Xác ñ nh chi u dài ga Cách b trí m đ i d c theo bình đ cơng trình nhân t o 85 Cách thi t k bình đ tr c d c g p ðS cũ, đư ng tơ, c u, h m 10 Cách thi t k tr c d c ñ m b o tàu ch y an tồn (khơng b đ t móc t i m ñ i d c) Cách thi t k tr c d c ñ m b o tàu ch y liên t c qua ñư ng cong, qua h m,trư c vào ga, CHƯƠNG V CH TUY N 3.1 NHI M V V CH TUY N, CÁC PHƯƠNG ÁN V HƯ NG TUY N 3.1.1 Nhi m v v ch n Nhi m v v ch n: Vi c xác đ nh v trí h p lý c a tim đư ng khơng gian công vi c t ng h p v kh o sát thi t k ð gi i quy t v n đ c n có nhìn t ng th v m t đ a hình, đ a ch t, thu văn v m t xây d ng khai thác, v m t kinh t có liên quan Khái ni m v ch n: t ng h p q trình kh o sát nh m đ xu t, ch nh lý, l a ch n phương án n bao g m c ngồi th c đ a n i nghi p M i phương án n c n ñ m b o tương quan h p lý gi a chi u dài, kh i lư ng cơng tác, chi phí xây d ng chi phí khai thác Nó ph i đ m b o nh ng yêu c u nh t ñ nh sau: a Bình đ tr c d c ph i phù h p v i chu n t c c a quy ph m thi t k c a lo i c p ñư ng y b N n đư ng cơng trình n ph i ñ m b o yêu c u v an tồn khơng làm gián đo n ch y tàu n ñ nh, Nh ng y u t nh hư ng ñ n vi c ch n n: a Y u t kinh t : ý nghĩa n đư ng, tính ch t lư ng hàng hố chun ch , u ki n phân b ga ñ u, ga cu i, ñi u ki n ch n ga n i v i n ñư ng s t cũ v i ñư ng giao thơng khác b Y u t t nhiên: đ a hình, u ki n xây d ng, đ a ch t ñ a ch t thu văn, vi c ch n ñ t c u c ng u ki n v khí h u (gió, mưa, nhi t đ ) 3.1.2 Nêu phương án v hư ng n T c ñ xu t nh ng phương án có th v hư ng n gi a hai ñi m ñ u, cu i ñi m kh ng ch gi a chúng n u th y c n thi t Như v y thi t k m t n đư ng s t m i có r t nhi u phương án v hư ng n tuỳ theo t ng giai 86 ... 14 0 - 12 0 17 0 - 15 0 - 13 0 12 0 - 10 0 - 90 15 0 - 13 0 - 12 0 40 - 30 - 30 50 - 40 - 40 10 11 700 600 17 0 - 14 0 - 12 0 15 0 - 13 0 - 11 0 15 0 - 13 0 - 11 0 14 0 - 12 0 - 11 0 60 - 50 - 40 70 - 60 - 50 12 13 ... 500 15 0 - 13 0 - 11 0 14 0 - 12 0 - 11 0 13 0 - 10 0 - 10 0 12 0 - 10 0 - 90 70 - 60 - 50 80 - 70 - 60 14 15 450 400 13 0 - 11 0 - 10 0 13 0 - 11 0 - 90 12 0 - 10 0 - 90 11 0 - 90 - 80 90 - 80 - 70 90 - 80 - 70 16 ... 10 10 15 15 20 15 25 20 25 25 30 25 13 00 14 00 5 5 10 10 10 10 15 10 15 15 20 15 20 20 25 25 15 00 5 10 10 15 15 20 20 16 00 5 10 10 10 15 15 20 17 00 18 00 5 5 5 10 10 10 10 10 15 15 15 15 20 20 5