Tính toán các chỉ tiêu khai thác của tuyến

Tính toán các chỉ tiêu khai thác của tuyến

Chương VII:

TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KHAI THÁC CỦA TUYẾN

I Lập biểu đồ xe chạy lý thuyêtú :

- Xác định và lập biểu đồ xe chạy lý thuyết là một chỉ tiêu vận doanh khai thác để đánh giá chất lượng của tuyến đang thiết kế, là một trong những chỉ tiêu để so sánh chọn phương án tuyến Khi vận tốc xe chạy trung bình, thời gian xe chạy trung bình cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ thì phương án thiết kế được đánh giá là phương khai tốt Tuy nhiên, việc đánh giá phương án tuyến thiết kế còn phụ thuộc vào nhiều chỉ tiêu khác như hệ số tai nạn, hệ số an toàn, khả năng thông xe, mức độ phục vụ,

- Mục đích của việc lâüp biểu đồ xe chạy lý thuyết là dùng để tính toán cho các phương án tuyến và so sánh các chỉ tiêu vận doanh khai thác, để chọn được phương án tuyến tốt nhất.

- Biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết được lập dựa trên một số giả thuyết sau:

+ Xe chạy trên tuyến không gặp trở ngại gì.

+ Người lái xe luôn điều khiển xe chạy đúng theo lý thuyết với tốc độ cao nhất.

- Với từng điều kiện cụ thể của đường, xe bao giờ cũng chạy với tốc độ cao nhất.

- Biểu đồ tốc độ xe chạy được lập ở đây ta vẽ cho loại xe có thành phần xe lớn nhất, đó là xe tải trung (Zin 150) với thành phần dòng xe là 54 % cả chiều đi lẫn chiều về theo hai phương án.

1 Xác định các vận tốc cân bằng:

- Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực xác định các trị số vận tốc cân bằng tương ứng với từng đoạn dốc ở trên mỗi trắc dọc.

Trên mỗi đoạn đường có độ dốc dọc lớn nhất xác định điều kiện đường tương ứng:

Trong đó:

+ D: Nhân tố động lực của xe đang xét.

+ f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc tình trạng mặt đường và tốc độ xe chạy

Vận tốc cân bằng của hai phương án tuyến cho cả chiều đi (từ A

đến B) và chiều về (từ B đến A) được thể hiện trong Bảng

VII.1.1,VII.1.4, VVII.1.6, VII.1.9 mục 5.

2 Xác định các vận tốc hạn chế:

- Tuyến đường thiết kế không đi qua khu dân cư, không có đoạn giao nhau giữa các đường khác, tầm nhìn đảm bảo đúng thiết kế thì tốc độ xe chạy chỉ hạn chế khi vào đường cong bán kính bé còn các điều kiện khác xem như thỏa mãn

- Vận tốc hạn chế xe chạy vào đường cong nằm bán kính bé được xác định theo công thức sau:

+ Trường hợp đường cong nằm có siêu cao :

Trường hợp bố trí siêu cao µ = 0,15

Trường hợp không bố trí siêu cao µ = 0,08 + R: Bán kính đường cong nằm (m).

+ isc: Độ dốc siêu cao sử dụng trên đường cong tính toán.

+ in : Độ dốc ngang của đường, với mặt đường BT Nhựa thì in = 2 %

- Tại các đường cong đứng lồi, tốc độ hạn chế xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn khi 2 xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe (đối với đường không có dải phân cách) hoặc đảm bảo tầm nhìn trên đường, ta có:

+ Trường hợp 1 :

R

Trong đó:

+ k = 1,3: Hệ số sử dụng phanh lấy tương ứng của xe tải.+ Rlồi: Bán kính đường cong lồi.

+ ϕ = 0,5: Hệ số bám giữa bánh xe vớimặt đường lấy trong

điều kiện bình thường, mặt đường sạch

- Tại các đường cong đứng lõm tốc độ hạn chế được xác định từ điều kiện đảm bảo lò so nhíp xe không bị vượt tải.

Kết quả tính toán vận tốc hạn chế trong đường cong cho hai phương án theo cả chiều đi (từ A đến B) và chiều về (từ B đến A) được

trình bày trong Bảng VII.1.2, VII.1.7 mục 5.

3 Xác định tốc độ tối đa đảm bảo an toàn xe chạy :

- Mặt đường thiết kế là mặt đường Bêtông Nhựa, tốc độ thiết kế V=60 km/h nên tốc độ tối đa cho phép trên toàn tuyến là 80 km/h.

- Tại nơi có cầu nhỏ, cống, tốc độ xe chạy không yêu cầu hạn chế

4 Tính toán cacï đoạn tăng tốc, giảm tốc và hãm xe:

- Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc (không sử dụng phanh) xác định theo công thức:

Trong đó:

+ St,g: Chiều dài đoạn tăng tốc hay giảm tốc (m).

+V1,V2: Tốc độ trước và sau khi tăng tốc hay giảm tốc (km/h).

+ Dtb: Trung bình nhân tố động trung bình lực tương ứng với vận tốc V1 và V2.

21 DD

Với: D1, D2 lần lượt là nhân tố động lực tương ứng với vận tốc V1 và V2

Trong đó:

+ k: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe tải k = 1,3.

+ ϕ: Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường, lấy ϕ = 0,5.+ V1,V2: Tốc độ trước và sau khi tăng tốc hay giảm tốc (km/h).+ i: Độ dốc dọc, khi lên dốc lấy dấu (+), khi xuống dốc lấy dấu (-).

- Kết quả tính toán cho hai phương án theo cả chiều đi (từ A đến B)

và chiều về (từ B đến A) được trình bày trong Bảng VII.1.3, VII.1.5, VII.1.8,

VII.1.10 mục 5.

5 Kết quả tính toán của hai phương án theo cả chiều đi (từ A→

B) và chiều về (từ B → A): Kết quả tính toán vận tốc cân bằng, vận tốc hạn chế khi vào đường cong và chiều dài đoạn tăng tốc, giảm tốc, hãm phanh của hai phương án theo cả hai chiều được trình bày trong các bảng sau:

Bảng VII.1.2: Vận tốc hạn chế khi xe vào đường cong của PAITTLý trìnhRnằm

Vcuối(km/h)

TTLý trìnhR(m)nằmR(m)lồiR(m)lõm(%isc

(km/h)St

6 Lập biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết:

- Từ Vcb, Ss,g , Sh ta tiến hành vẽ biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết Để nối từ tốc độ này sang tốc độ khác thường chia nhỏ các đoạn thẳng, mỗi đoạn có tốc độ đầu và tốc độ cuối không chênh lệch nhau quá 10 km/h và tính chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc St,g.Nếu chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc tính được dài hơn chiều dài của các đoạn dốc thì phải tính tốc độ của xe tại vị trí cuối đoạn dốc và dựa vào tốc độ đó để tính các trị số St,g tiếp theo.

*Nhận xét:

- Nhìn vào biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết ta thấy, vận tốc của loại xe chiếm thành phần lớn nhất trong dòng xe là xe Zin150 chạy với tốc độ trong khoảng 65-80 km/h, vậy biểu đồ vận tốc xe chạy thoả mãn yêu cầu tốc độ đối với đường cấp 60 là V ≥ 60km/h.

II Tính tốc độ xe chạy trng bình trên tuyến :

Vtb =

Với: Vđi, Vvề =

Trong đó :

Vđi, Vvề (km/h): Vận tốc trung bình theo chiều đi và chiều về.Vi (km/h): là tốc độ trung bình trên đoạn có chiều dài li

li (m): Chiều dài đoạn đang xét

- Kết quả tính toán cụ thể cho từng Phương án được trình bày theo

Bảng VII.2.1, VII.2.2.

Bảng VII.2.1: Vận tốc xe chạy trung bình và thời gian xe chạy trung bình PAI

Thời gian xe chạy trung bình0,057 (h) = 3,41 (phút)

Bảng VII.2.2: Vận tốc xe chạy trung bình và thời gian xe chạy trung bình PAII

Thời gian xe chạy trung bình0,052 (h) = 3,10 (phút)

Nhận xét: Trong hai phương án, tốc độ xe chạy trung bình của

phương án I là 72,1Km/h nhỏ hơn phương án II là 73,6Km/h ⇒ Theo chỉ tiêu vận tốc trung bình xe chạy trên tuyến ta chọn phương án II

III Tính thời gian xe chạy trên tuyến :

- Thời gian xe chạy trên tuyến xác định theo công thức:

= n

Trong đó:

+ li: Chiều dài của đoạn thứ i, (km).+ Vi: Tốc độ xe chạy ứng với li, (km/h).

- Kết quả tính toán cụ thể cho từng Phương án được trình bày theo

Bảng VII.2.1, VII.2.2.

Nhận xét: Trong hai phương án tuyến, chiều dài đường của phương

án I là 4100 mét, của phương án II là 3800 mét Thời gian xe chạy trung bình của phương án I là 3,41 phút, phương án tuyến II là 3,10 phút ⇒ Theo chỉ tiêu về chiều dài tuyến và thời gian xe chạy trung bình ta chọn phương án II.

IV Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu :

- Lượng tiêu hao nhiên liệu là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả kinh tế của tuyến đường và so sánh giữa các phương án tuyến.

- Lượng tiêu hao nhiên liệu khi xe chạy trên 100km đường xác định theo công thức:

+ V: Vận tốc xe chạy, V = 60 (km/h).+ γ: Tỷ trọng nhiên liệu γ = 0,8 (kg/l).

+ Nc: Công suất của động cơ (mã lực), xác định theo công thức:

+ i: Độ dốc dọc của đường.

Thay các giá trị vào công thức (VII.4.2) ta có:

- Kết quả tính toán cụ thể cho từng Phương án được trình bày theo

Bảng VII.2.3, VII.2.4.

Bảng VII.2.3: Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu của phương án I

+= điveI

Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình cho phương án tuyến II của 1 xe đi trên cả chiều dài tuyến là:

+= điveII

QQ

Vì thời gian xe chạy của phương án I lớn hơn phương án II nên lượng tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn Do đó, xét về phương diện kinh tế thì phương án II chi phí vận chuyển ít hơn nên có hiệu quả kinh tế hơn.