Đồ án thiết kế đường sắt yên bái lào cai đoạn 3

TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT THIẾT KẾ ĐƯỜNG SẮT Tuyến : YÊN BÁI – LÀO CAI Sinh viên : Hồng Đình Trường Lớp : Cầu – Đường Sắt K55 Mã sinh viên : 1408477 Giáo viên hướng dẫn : Trần Anh Dũng Phần I : Nhiệm vụ tài liệu ban đầu I Nhiệm vụ : 1.Mục đích làm thiết kế mơn học : Việc làm thiết kế môn học, nhằm giúp cho sinh viên làm quen với công việc thiết kế hiểu rõ nắm nội dung, phương pháp công việc , chọn thơng số bản,thiết kế bình đồ trắc dọc tuyến, thiết kế cơng trình trực thuộc , so sánh phương án Nội dung thiết kế : 1- Nêu nhiệm vụ tài liệu xuất phát 2- Giới thiệu tóm tắt điều kiện tự nhiên điều kiện xã hội vùng tuyến qua 3- Chọn thông số kỹ thuật 4- Tính tốn kiểm tra khối lượng đoàn tàu, chiều dài đoàn tàu, chọn chiều dài sử dụng chiều dài ga 5- Vạch tuyến thiết kế trắc dọc cho phương án Tuyến thiết kế khu gian với tổng chiều dài 15 - 25 km 6- Tính tốn phân bố ga theo thời gian khu gian 7- Bố trí tính tốn cơng trình nước 8- Tính toán khối lượng đào đắp Các số liệu ban đầu giao : - Bình đồ tuyến với tỷ lệ 1/10000 - Sức kéo: Đầu máy loại Diezel D9E Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT + Tra bảng trang 36-TCN tính tốn sức kéo đồn tầu đường sắt ( 22TCN 56-84 ) ta có thơng số đầu máy sau : Sức kéo dài hạn : Fkp = 12000 kg Sức kéo khởi động : FKkđ = 15600 kg Vận tốc dài hạn : Vp = 12 Km/h Trọng lượng đầu máy: P = 52 Vận tốc cấu tạo: Vmax = 114 Km/h Chiều dài đầu máy: Lđầu máy = 11.644 m - Toa xe gồm loại STT Loại toa xe TQ LX Tỷ lệ Tự (%) trọng (T) 35 65 Tải trọng (T) Chiều dài (m) Loại má phanh 30 55 11.5 12 G+P KL 20 22 Lực ép má phanh (tấn/trục) - Số liệu dự báo : Năm thứ Khối lượng vận chuyển (106tấn) Gđi Khối lượng vận chuyển (106tấn) Gvề Số đồn tàu khách (đơi tàu/ngày đêm) Số đồn tàu lẻ (đơi tàu/ngày đêm) - Khổ đường: 1000(mm) - Độ dốc hạn chế: ip = 0/00 - Hệ số chất hàng: β = 0.85 2 10 5 II Tài liệu sử dụng: - Quy phạm thiết kế đường sắt khổ 1000(mm) Viện thiết kế giao thông - Sổ tay thiết kế Viện thiết kế đường sắt Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT - Giáo trình khảo sát thiết kế tuyến đường sắt (Trường ĐHGTVT) - Cơng trình vượt sơng - Bản hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp - Quy trình tính sức kéo đầu máy - Đinh mức XDCB Viện kinh tế (Bộ XD) ban hành năm 1994 - Bảng giá máy (Bộ XD) Phần II : Giới thiệu tuyến - Lào Cai tỉnh miền núi nằm phía Bắc Việt Nam, diện tích tự nhiên 6.383,89km2 Vị trí nằm điểm: Phía Bắc giáp tỉnh Vân Nam - Trung Quốc; phía Nam giáp tỉnh Yên Bái; phía Đơng giáp tỉnh Hà Giang; phía Tây giáp tỉnh Lai Châu Lào Cai có 203,5 km đường biên giới với tỉnh Vân Nam - Trung Quốc Địa hình Lào Cai phức tạp, phân tầng độ cao lớn, mức độ chia cắt mạnh Hai dãy núi dãy Hồng Liên Sơn dãy Con Voi có hướng Tây Bắc - Đơng Nam nằm phía đơng phía tây tạo vùng đất thấp, trung bình hai dãy núi vùng phía tây dãy Hồng Liên Sơn -n Bái tỉnh miền núi nằm sâu nội địa, nằm vùng Đơng Bắc Tây Bắc Phía Bắc giáp tỉnh Lào Cai, phía Nam giáp tỉnh Phú Thọ, phía Đơng giáp tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang phía Tây giáp tỉnh Sơn La Yên bái có tuyến giao thông đường bộ, đường sắt, đường thuỷ từ Hải Phũng, Hà Nội lên cửa Lào Cai Yên Bái nằm vùng núi phía Bắc, với địa hình cao dần từ Đông Nam lên Tây Bắc kiến tạo dãy núi lớn có hướng chạy Tây Bắc – Đơng Nam: pháa Tây có dãy Hồng Liên Sơn – Pú Luông nằm sông Hồng sông Đà, dãy núi cổ Con Voi kẹp sông Hồng sơng Chảy, phía Đơng có dãy núi đỏ vụi nằm kẹp sơng Chảy sơng Lơ Địa hình phức tạp chia thành vùng lớn: vùng cao vùng thấp.Vùng cao có độ cao trung bình 600 m trở lên, chiếm 67,56% diện tích tồn tỉnh, dân cư thưa thớt, có tiềm đất đai, lâm sản, khống sản, có khả huy động phát triển kinh tế - xã hội Vùng thấp có độ cao 600 m, chủ yếu địa hình đồi núi thấp, thung lũng bồn địa, chiếm 32,44 % diện tích tự nhiên tồn tỉnh Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt A Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Phần III : Chọn thông số kĩ thuật Các thông số kỹ thuật bản: I Khổ đường cấp đường : Khổ đường - Việc chọn khổ đường thiết kế phụ thuộc vào ý nghĩa tuyến đường, lượng hàng vận chuyển điều kiện tiếp giáp với đường lân cận - Tuyến đường sắt Lào Cai – Yên Bái tuyến thuộc mạng lưới đường sắt quốc gia - Khổ đường có ảnh hưởng lớn đến khối lượng đào đắp đường khối lượng kiến trúc tầng Đơng thời , ảnh hưởng tới việc trì bảo dưỡng sau - Nhiệm vụ giao thiết kế khổ đường 1000(mm) phù hợp giá thành xây dựng nhỏ, đầu tư ban đầu giảm Nhưng xét tới năm tương lai năm thứ 5, 10 có cường độ hố vận tăng, phải thay đổi đầu máy phương thức chạy tàu Do thiết kế theo 1435(mm) có điều kiện dùng toa rộng, đầu máy loại to, chở nhiều hàng, giá đầu tư lớn - Định hướng chiến lược khổ đường sắt nước ta: + Căn thông báo số 46 TB ngày 26/03/1994 Thủ tướng Chính phủ định hướng cho ĐSVN có khổ đường loại 1000(mm) + Căn định số 1553/KHĐT ngày 11/06/1997 Bộ GTVT định khổ đường sắt Việt Nam đường 1000(mm), thời gian đầu đường đơn, thời gian sau đường đôi KL : Vậy thiết kế tuyến với khổ đường 1000(mm) phù hợp Cấp đường Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Cấp đường thông số kỹ thuật thiết kế tuyến, có ý nghĩa mặt kinh tế, trị quốc phịng Tuyến Yên Bái – Lào Cai tuyến đường sắt thuộc mạng lưới đường sắt quốc gia, đường giao thơng mang tính chất địa phương, có khối lượng vận chuyển hàng hoá, hành khách nhỏ, tốc độ tăng chậm Do ta chọn cấp đường đường sắt thứ yếu II.Chọn số đường : - Căn lực thông qua yêu cầu năm thứ 10 Nyc = (1 + p)(nh + nk × ek + nl × el) (đơi tàu/ ngày đêm) Trong đó: p = 0,2 hệ số dự trữ khả thông qua nk = : Số đôi tàu khách nl = 3: Số đôi tàu lẻ el = 1,5 ; ek = 1,2 hệ số quy đổi tàu khách, tàu lẻ tàu hàng nh số đôi tàu hàng cần thiết nh = γ × G10 × 10 365 × QH Trong đó: γ hệ số xét tới vận chuyển không γ = 1,1 G10 = (triệu tấn/năm) QH trọng lượng hàng: QH = 905.25 (tấn) (đã tính phần tính sức kéo) (đơi tàu/ ngày đêm) Do đó: Thay số liệu vào ta có lực thơng qua tuyến là: Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Nyc = (1+ 0,2) ( 16.64 + 4×1.2 + × 1.5) = 31.13 (đôi tàu/ ngày đêm) Căn vào quy phạm Nyc > 60 đơi tàu/ ngày đêm chọn đường đơi Vậy chọn số đường III Chọn loại sức kéo, chọn loại đầu máy , toa xe Hiện nay, giới Việt Nam dùng loại sức kéo bản: Hơi nước, điện diezel Khi chọn loại sức kéo đầu máy phải vào: - Khả cung cấp đầu máy , nhiên liệu - Yêu cầu vận chuyển - Tình hình địa hình - Ý nghĩa vai trị tuyến + Đầu máy nước: Có sức kéo nhỏ, gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân khách hàng + Đầu máy điện: Có sức kéo lớn, leo dốc cao khơng gây ô nhiễm + Đầu máy diezel: Có hiệu suất cao Hiện nước ta dùng phổ biến loại Căn vào nhiệm vụ thiết kế tình hình chọn loại sức kéo diezel với loại đầu máy D9E có : FKP = 12000 KG ; VP = 12 Km/h P = 52 T; Vmax = 114 Km/h; FKkđ = 15600 KG Căn vào lượng hàng vận chuyển hàng hoá , tiêu chuẩn khổ đường , cấp đường, loại đầu máy, nhiệm vụ thiết kế giao, chọn sau : + Toa xe trụcTQ : tải trọng 30T, tự trọng 20 T, dài 11.5 m, chiếm 35% + Toa xe trụcLX : tải trọng 55T, tự trọng 22T, dài 12 m, chiếm 65% + Chiều dài toa xe trưởng : LTXT = m Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt IV Độ dốc hạn chế - Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Việc lựa chọn độ dốc hạn chế có ảnh hưởng lớn tới phương hướng tuyến, trọng lượng đồn tàu, cơng trình phí, vận doanh phí Chọn dốc hạn chế phải xét tới: + ý nghĩa tuyến đường + Phải thích ứng với nhiệm vụ vận chuyển đảm nhận + Phải kết hợp với địa hình tính tốn kinh tế + Số đường + Trọng lượng đầu máy, sức kéo đầu má Để phù hợp với địa hình, yêu cầu kỹ thuật, kinh tế: với tuyến lấy iP = 70/00 PHẦN IV : Tính tốn kiểm tra khối lượng đoàn tàu, chiều dài đoàn tàu, chọn chiều dài sử dụng chiều dài ga I Xác định trọng lượng đoàn tàu, chiều dài Ltàu a Tính trọng lượng đồn tàu số toa xe tính trọng lượng đồn tàu Fkp − P (w 'o + i p ) w ''o + i p Theo cơng thức: Q= Trong : Fkp : Lực kéo tính tốn đầu máy Fkp = 12000 kG = 120000 N ω'0 : Lực cản đầu máy mở máy w'0 = 2.2+0.01Vp+0.0003V2p Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt = 2.2+0.01 × Bộ Mơn: Đường Sắt ĐH GTVT × 12 + 0.0003 12 = 2.36 Kg/T ω''o : lực cản bình quân toa xe + Với toa xe trục TQ ( bi trượt ) 29 + V + 0.5 × qcabi1 ω''01 = qcabi1 = × = αqtt1 + qbì = 0.85 30+20= 45.5 (T) qcabi1 n = =11.375 ( T/trục ) 29 + V + 0.5 × qcabi1 ω''01 = Suy = = 1.29(Kg/T) + Với toa xe trục LX ( bi cầu ) ω''02 = a+ q02 ( b+cV+dV2) Trong : a,b,c,d hệ số thực nghiệm toa hàng Loại toa trục ổ trượt q02 q02 a 0.7 b c 0.1 d 0.0025 : tải trọng trục toa xe = qcabi n = α × qtt + qbì n == 17.188 T/Trục n số trục toa xe ( n=4 ) Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT ω''02 = 0.7 + Suy q02 ( b+cV+dV2) × × = 0.7 + ( 3+0.1 12+0.0025 122) =0.965 (Kg/T) Từ loại toa ta đưa lực cản chung cho đoàn tàu: ω"0 = β1ω"01 + β2ω"02 βi = γ i × qi ∑ γ i × qi × với q1 = 30 0.85+20 = 45.5 (T) × q2 = 55 0.85+ 22 = 68.75 (T) γ1 = 35% γ2 = 65% β1 = γ × q1 γ × q1 + γ × q2 = =0.263 β2 = - β1 =1- 0.263= 0.737 β1 = 0.263; β2 = 0.737 Suy ω"0 = β1ω"01 + β2ω"02 = 0,263x1.29 + 0.737x0.965 = 1.05 (Kg/T) Vậy trọng lượng đoàn tàu là: Fk − Pg ( w' o +i p ) Q= b ( w' ' o +i p ) g = Tính số toa xe Theo cơng thức : ni =βiQ / qi Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT β : Tỉ trọng loại toa xe tính theo trọng lượng β1 = 0.263 ; β2 = 0.737 Số toa xe trụcTQ: n1 =0.263 = 8.27 (toa) => Chọn : n1 = toa Số toa xe trục LX : n2 = 0.737 = 15.33 (toa) =>Chọn : n2 = 15 toa ⇒ Tổng số toa xe : n = 8+15 = 23 (toa) Ta có: QH = n1*α1*qtt1 + n2*α2*qtt2 QH = 8*0,85*30 +15*0,85*55 =905.25(tấn) Tính chiều dài đồn tàu : áp dụng cơng thức Lt = n1l1 + n2l2 + lđm + ltoa xe trưởng = 8*11.5 + 15*12 + 11.644 + =291.644(m) Kiểm tra điều khiện khởi động Sau lần dừng lại, đoàn tàu lại phải khởi động để thực hành trình Ngồi việc phải khắc phục lực cản lực cản phụ dốc, đồn tàu cịn phải khắc phục lực cản khởi động Lực cản khởi động phát sinh do: +Dầu cổ trục bị chảy xuống dưới, đông đặc lại, làm cho hệ số ma sát tăng lên +Tàu dừng, ray bị vừng xuống Khi tàu chạy, ma sát tăng lên +Hiện tượng xuất rừ ràng đoàn tàu dừng 20 phút +Phương trình cân lực kéo khởi động đồn tàu có dạng: Fkkđ = P.g.(wkđ + ikkđ) + Q.g.(wkđ + ikkđ) Hồng Đình Trường 10 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt k= Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Gih * γ ih Gh * γ h Gih; Gh :Cường độ vận chuyển hàng hoá theo hướng nhẹ hướng nặng γih , γh : Hệ số ba động luồng hàng hướng nhẹ hướng nặng lấy γih = γh = 1.1 ⇒k= 1.5 *1.1 * 1 = 0.5 ⇒ Qih =23(0.5*0.85*46.30+ 21.30) = 942.483(T) II Chiều dài dùng đường ga chọn chiều dài ga : - chiều dài sử dụng sân ga : Lsử dụng =Lt + 30 m = 291.644+ 30 = 321.644 (m) - chiều dài sử dụng sân ga : Căn vào : +loại hình ga +loại ga +Lsử dụng đường đón tiễn ⇒ Kết hợp với quy trình Ta chọn sau:Lsử dụng = 400(m) Chiều dài đường ga nhường tránh :Lng=450(m) Chiều dài đường ga trung gian : Lng=520(m) -Xác định số đường ga + Khả thông qua cần thiết năm thứ N = (1+p)*(nh+nkek+nl*el) Ta có : nh = G2 * γ 365 * Q H == 16.64 lấy nh =18 (đôi tàu/ngày đêm) Theo qui phạm thiết kế dường sắt khổ 1000 ,ta chọn số đường ga Hoàng Đình Trường 12 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt III Bán kính nhỏ nhất: Bộ Mơn: Đường Sắt ĐH GTVT Việc chọn bán kính nhỏ phải vào cấp đường, khổ dường, địa hình vùng tuyến qua, vận tốc chạy tàu khối lượng vận chuyển tuyến dùng bán kính tối thiểu nhỏ tuyến bám sát địa hình , giảm đáng kể khối lượng đào đắp cơng trình nhân tạo Nhưng dùng bán kính bé làm giảm sức kéo đầu máy, giảm vận tốc chạy tàu vào đường cong, tăng chi phí tu bảo dưỡng Căn vào địa hình tuyến quy phạm thiết kế đường sắt khổ 1000 Ta chọn bán kính nhỏ Rmin=300(m) IV Tiêu chuẩn đường : Nền đường phận chịu lực kiến trúc tầng truyền xuống, điều kiện phải đảm bảo điều kiện ổn định Chiều rộng mặt đường 1:m đường thẳng đào đắp, ta lấy B = 5(m) - đường cong, đường phải mở rộng thêm đoạn phía lưng 1:m 1:m - đường cong Với R < 400(m) mở rộng thêm  = 0.25 R ≥ 400(m)   = 0.15 B B Mui luyện Theo điều 59 Qui trình thiết kế đường sắt khổ 1000 mm ta có: Trắc ngang mui 1:m luyện đường hình thang chiều rộng 1.40 m, đường cong mui luyện giữ nguyên 1.40m Hồng Đình Trường 13 Cầu – Đường Sắt k55 1: m TKMH Đường Sắt Ta luy đường 1:m - Nền đào: - Nền đắp: Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT B 1.4 m Cao độ vai đường - Hvđ đầu cầu lớn cầu trung: Hvđ ≥ Hp + Hs + Hd + 0.5 m - Hvđ đầu cầu nhỏ cống: Hvđ ≥ Htt + Hd + 0.5m Rãnh thoát nước Nền đường ga - Mặt ga làm dốc mặt i = 20/00 - Chiều rộng mặt ga: Căn vào điều 57 QPTKĐS khổ 1000mm ta chọn chiều rộng ga B = 15m PHẦN V : Thiết kế bình đồ trắc dọc tuyến A Thiết kế bình diện : - Nguyên tắc thiết kế bình diện: Dựa vào bình đồ khu vực Yên Bái – Lào Cai ta xác định phương án tuyến qua Mỗi phương án phải đảm bảo tương quan hợp lý chiều dài, khối lượng công tác, chi phí xây dựng kinh phí khai thác - Các yếu tố đường cong tuyến phương án Hồng Đình Trường 14 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt α(độ) stt II R(m) P(m) Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT T(m) KT(m) radian 25 800 19.54 177.88 350.06 0.436 15 1500 14.68 210.38 418.03 0.262 2000 3.96 125.91 251.49 0.122 21 1000 17.78 189.41 374.39 0.367 24 900 21.49 197.85 389.5 0.419 32 500 21.37 147.73 287.28 0.559 40 400 26.51 148.03 283.56 0.698 11 1500 7.49 150.13 299.27 0.192 11 1500 8.05 155.61 310.11 0.192 10 15 900 8.39 123.15 244.79 0.262 11 79 400 118.45 329.84 551.64 1.379 12 42 400 29.51 156.45 298.27 0.733 13 10 2200 9.34 202.9 404.66 0.175 Thiết kế trắc dọc Sau thiết kế đoạn tuyến dài khoảng ÷ (km) bình diện, lên trắc dọc đường đen phản ánh địa hình tuyến Khi thiết kế đường đỏ (biểu thị cao độ vai đường) cần bám sát địa hình để khối lượng đào đắp Cao độ đường đỏ phải đảm bảo điều kiện sau: Trên đường đắp dẫn vào cầu lớn, cầu trung: Hvai đường ≥ H1% + Hs + Hd + 0.5 (m) Trên đường đắp gần cầu nhỏ cống: Hvai đường ≥ H1% + Hd + 0.5 (m) Ở đoạn qua ruộng, phải đảm bảo đường khơng bị ngập nước Trong đó: H1% - Chiều cao mực nước tính tốn ứng với tần suất 1% (m) Hs - Chiều cao sóng vỗ (m) Hồng Đình Trường 15 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Hd - Chiều cao nước dềnh (m) Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Thiết kế trắc dọc đảm bảo tàu chạy an toàn: Hiện tượng an toàn đứt móc đầu máy toa xe Đứt móc nối dễ xảy nơi mà móc nối đổi trạng thái làm việc đột ngột từ ép chặt sang kéo căng (chân dốc lõm, dốc bậc thang, dốc lồi chân dốc lõm) độ chênh cao độ trị số dốc định (trường hợp móc nối chuyển trạng thái làm việc từ kéo căng sang ép chặt xảy hơn) Để tránh tượng này, người ta thiết kế trắc dọc cho móc nối chuyển trạng thái làm việc cách từ từ Điều thể hiệu đại số dốc liền chiều dài dốc đủ để đảm bảo độ êm chuyển động đoàn tàu, chiều dài nhỏ ≥ 200 (m) Để đảm bảo tàu chạy an toàn, quy phạm quy định sau: Hiệu số đại số lớn độ dốc liền trắc dọc không vượt trị số độ dốc hạn chế hướng xe nặng (∆i ≤ ip), ngoại trừ trường hợp đoạn dốc có hại sau đây: ip ≥ ‰ ∆i ≤ ip/2 ip < ‰ ∆i ≤ ‰  Dốc lõm (1 phía phía): i > 4‰ i > 4‰ H > 10m H > 10m ∆ i ≤ i p /2  Dốc bậc thang: Hồng Đình Trường 16 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT ∆ i ≤ ip H > 10m i > 4‰ ∆ i ≤ i p /2 i > 4‰ ∆ i ≤ i p /2 i > 4‰ ∆ i ≤ i p /2 i > 4‰ ≥ 2L tàu H > 10m H > 10m < 2L tàu Lưu ý trường hợp này: Dốc bậc thang dốc ngăn cách dốc 0/00 dốc nhẹ ÷ 20/00 Khi xác định chiều cao H dốc có hại, cần xem xét kỹ Nếu xuống dốc nối nhiều đoạn dốc mà đoạn có dốc ≤ 40/00 chiều dài dốc < 2Ltàu vận tốc đồn tàu chạy dốc chưa hồ hỗn Vì vậy, tính chiều cao H phải tính từ đỉnh chỗ nối tiếp đoạn khơng có hại (có chiều dài ≥ 2Ltàu) đoạn có hại tính Ngược lại, đoạn có dốc ≤ 40/00 (dốc vơ hại) có chiều dài ≥ 2Ltàu vận tốc đồn tàu chạy dốc hồ hỗn Vì vậy, tính chiều cao H cần phân đoạn  Dốc lồi chân dốc lõm: Đoạn dốc lồi chân dốc lõm xảy tượng móc nối chuyển trạng thái làm việc từ ép chặt sang kéo căng Do đó, phải làm đoạn dốc đệm nhẹ giữa, để đảm bảo chân dốc lõm đỉnh dốc lồi ∆i ≤ ip/2, cịn vị trí khác ∆i ≤ ip Hồng Đình Trường 17 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT ∆ i ≤ ip H > 10m ∆ i ≤ i p /2 i > 4‰ ≤ 2L tàu > 2L tàu Thiết kế trắc dọc đảm bảo tàu chạy liên tục Để đảm bảo tàu chạy liên tục, thiết kế trắc dọc bình diện tuyến đường cần phải đảm bảo điều kiện sau: Lực cản thực tế khơng vượt q lực cản tính tốn Muốn vậy, phải triết giảm dốc giới hạn vị trí có đường cong Lực cản thực tế khơng vượt q lực cản tính tốn nơi lên dốc vào ga Triết giảm dốc đường cong Khi tàu vào đường cong, chịu lực cản, nguyên nhân sau đây: Vành bánh phía ngồi siết chặt vào má ray lưng tác dụng lực ly tâm Do tượng trượt ngang đầu máy toa xe vào đường cong Do bánh xe trục không chạy chiều dài, bánh xe phía ngồi phải vượt nhanh lên đường phía ngồi dài hơn, nên bánh xe vừa quay vừa trượt Khi tàu vào đường cong, lực cản đường cong coi tương đương lực cản độ dốc ir Khối lượng đồn tàu tính theo điều kiện chuyển động với vận tốc tính tốn Vp độ dốc giới hạn ip Do đó, vào đường cong đoạn có dốc ip phải giảm lượng tương đương với wr, phải giảm lượng ir Như vậy, dốc thực tế qua vị trí có đường cong là: Hồng Đình Trường 18 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt i = i p - ir Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Trong đó, ir tính theo cơng thức sau: Nếu chiều dài đường cong lớn chiều dài đoàn tàu: ir = Nếu chiều dài đường cong nhỏ chiều dài đoàn tàu: ir = 700 R 12, ∗ α o Lt Nếu tàu nằm nhiều đường cong: Khi tàu nằm phần đường cong: ir = Khi tàu nằm trọn vẹn đường cong: ir = 12, ( ∆α1 + ∆α ) Lt 12, ( α1 + α ) Lt Khi tàu vào đường cong có bán kính R ≤ 400 (m), hệ số bám lăn bánh xe đầu máy ray giảm, dẫn đến lực kéo bám giảm Do vậy, để đảm bảo kéo hết Q tính toán, phải triết giảm độ dốc thêm lượng iϕ Phía lên dốc phải triết giảm iϕ đoạn có chiều dài chiều dài đồn tàu, đầu máy vào đường cong, hệ số ma sát bánh ray giảm tức khắc đồn tàu cịn nằm ngồi đường cong ( Điều 2.1.1 – QPTKKTĐS khổ 1435 mm) Triết giảm dốc đoạn lên dốc trước vào ga Hồng Đình Trường 19 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt ip- ≥ L tàu Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT i ga L sân ga ≥ L tàu ip- Do nguyên nhân đó, tàu đến chưa phép vào ga mà phải dừng ngồi ga đoạn dốc nơi tàu dừng phải đảm bảo điều kiện khởi động Muốn vậy: i ≤ ip – li ≥ Ltàu Thiết kế chiều dài yếu tố trắc dọc Để giảm khối lượng cơng trình (cơng tác đất, cơng trình nhân tạo ), cần thiết kế yếu tố trắc dọc ngắn, có độ dài khác để bám sát địa hình Tuy nhiên, gặp nhiều nhược điểm khai thác đồn tàu chuyển động từ yếu tố trắc dọc sang yếu tố trắc dọc khác, lực cản phụ dốc thay đổi dẫn đến hợp lực tác dụng vào đoàn tàu thay đổi, đó, xuất lực dọc gia tốc dọc làm ảnh hưởng đến độ bền toa xe tiện nghi cho hành khách Ảnh hưởng lớn tới trị số lực dọc đồn tàu khơng phải điểm đổi dốc riêng biệt mà hình dạng trắc dọc Khi đoàn tàu nằm đồng thời điểm lồi, lõm (hoặc lõm, lồi) đồn tàu, lực dọc thay đổi lớn có tính xung kích, làm ảnh hưởng đến hàng hoá, hành khách đầu máy toa xe Vì vậy, đồn tàu, khơng nên có điểm đổi dốc, tức là: Ldốc > Ltàu Trường hợp khó khăn: Ldốc ≥ Ltàu/2, tức lúc này, đoàn tàu nằm điểm đổi dốc Dù khó khăn Ldốc ≥ 200 (m) có giảm chiều dài dốc khối lượng cơng trình khơng giảm Hồng Đình Trường 20 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Theo điều 2.1.4– QPTKKTĐS khổ 1435 mm, tuyến đường sắt chủ yếu, thiết kế với độ dốc hạn chế ip = 0/00 chiều dài yếu tố trắc dọc ngắn cho phép 400 (m) Có trường hợp phép dùng dốc có Ldốc = 200 (m):  Đoạn dốc chia dốc trắc dọc hình lồi: i ≤ ip i ≤ ip 200  Đoạn dốc hoà hỗn chân dốc có hại dốc lồi: i < ip 200 ip i ≤ i p /2 Hồng Đình Trường 200 ip 200 i ≤ i p /2 ip 21 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT  Đoạn tranh thủ hết dốc hạn chế: i p - ir ip 200 i p - ir Bố trí điểm đổi dốc theo bình đồ cơng trình nhân tạo Theo điều 2.1.6 – QPTKKTĐS khổ 1435 mm Đối với Đường sắt cấp I,II hiệu số hai độ dốc liền kề ∆i > 30/00 độ dốc phải nối đường cong đứng hình trịn có bán kính 10000 (m) Trong trường hợp đường cong nối dốc đứng trắc dọc trùng với đường cong hồ hỗn bình diện, ray lưng vừa phải thực đường cong đứng, vừa phải thực đường cong phải vuốt siêu cao Để thuận lợi cho công tác bảo dưỡng sửa chữa đường ray, vị trí này, phải đảm bảo đường cong đứng khơng trùng với đường cong hồ hỗn Muốn thế, điểm đổi dốc phải cách điểm đầu điểm cuối đường cong hồ hỗn khoảng tối thiểu Tđ Tđ = 5∆i Rđ = 10000 (m) Hồng Đình Trường 22 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT PHẦN VI: Phân bố điểm giới Khi thiết kế đường mới, phải phân bố điểm phân giới để đảm bảo thông xe liên tục an toàn với số lượng cần thiết đồn tàu đảm bảo cơng tác khai thác: nhận, trả hành khách hàng hoá, lập tàu, giải thể tàu, nhường tàu, khám sửa chữa đầu máy toa xe, lấy nhiên liệu, lấy nước, thay tổ lái, thay đầu máy, cắt móc toa xe Để thoả mãn mục đích đó, khoảng cách điểm phân giới phải hợp lý, không ngắn dài Phân bố ga vấn đề phức tạp ga khống chế lực thơng qua Mặt khác, khối lượng vận chuyển thay đổi ngày tăng phải vào khối lượng vận chuyển tương lai để phân bố, khơng sau phải đầu tư nhiều để cải tạo Nếu bố trí ga mau, khả thơng qua lớn, thời gian đầu phải đầu tư nhiều tuyến bị dài thêm (do ga phải đặt dốc nhỏ nên bị tổn thất cao độ) Mặt khác, ga nhiều tàu phải đỗ nhiều lần, làm tăng số lần gia giảm tốc, giảm tốc độ lữ hành, ảnh hưởng xấu tới tiêu khai thác Nếu bố trí ga thưa có giảm phí tổn cơng trình, lực thông qua thấp, dẫn đến sau thời gian lại phải cải tạo Nguyên tắc phân bố điểm phân giới Có nguyên tắc phân bố điểm phân giới: Phân bố theo tiêu chuẩn thống Phân bố theo tiêu chuẩn riêng tuyến Trong đó, tiêu chuẩn thống áp dụng tuyến đường sắt quốc gia, cụ thể sau: Nếu tuyến có loại đầu máy thống tiêu chuẩn khả thông qua N Nếu tuyến có nhiều loại đầu máy khác thống tiêu chuẩn thời gian tàu chạy trung bình (tđi + tvề) nhiều đầu máy Hồng Đình Trường 23 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Mơn: Đường Sắt ĐH GTVT Cũng có tiêu chuẩn thời gian cho theo loại đầu máy cụ thể, lúc này, điều kiện tương đẳng thời gian tàu chạy khu gian đảm bảo cho đầu máy Nhưng chuyển sang sử dụng loại đầu máy khác điều kiện dễ bị phá vỡ Còn phân bố theo thời gian tàu chạy trung bình loại đầu máy đó, khơng đạt mức độ tương đẳng cao, chuyển sang sử dụng loại đầu máy khác điều kiện tương đẳng khơng bị vi phạm đáng Qua nghiên cứu quan hệ cự ly ga giá thành vận chuyển với loại đầu máy, loại thơng tin tín hiệu, người ta tìm cự ly ga có lợi ÷ 12 (km) Căn vào thời gian tàu chạy cự ly ga kinh tế nhất, quy trình quy định thời gian đồn tàu khu gian nói chung khơng q 36 phút, điều kiện khó khăn tăng lên 38 phút Tuyến đường sắt Yên Bái – Lào Cai thiết kế theo tiêu chuẩn đường sắt cấp II, nên ta tiến hành công tác phân bố điểm phân giới theo tiêu chuẩn thống Yêu cầu bình đồ, trắc dọc điểm phân giới 2.1 Bình đồ điểm phân giới Nguyên tắc thiết kế bình diện ga: Nền ga phải đặt đường thẳng Nếu đặt ga đường cong gặp nhiều khó khăn: Tải FULL (file word 51 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Tăng lực cản khởi động (phát sinh wr) Khó bố trí khai thác ghi Phải kéo nhiều tín hiệu phát tàu (giảm tầm nhìn tín hiệu ghi) Việc thực tác nghiệp kỹ thuật gặp nhiều khó khăn (khó dồn tàu) Những khó khăn tăng lên giảm bán kính đường cong Trường hợp địa hình khó khăn, đặt ga đường thẳng làm tăng nhiều khối lượng cơng trình làm cho đường bị dài thêm cho phép đặt ga đường cong có bán kính R ≥ 1000 (m) Hồng Đình Trường 24 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Ga không nên làm đường cong trái chiều, ga xếp ngang, làm giảm tầm nhìn nhân viên lái tàu khó dồn tàu Ga xếp dọc bố trí đường cong trái chiều phải đảm bảo đồn tàu nằm vừa đảm bảo đủ tầm nhìn để dồn tàu an tồn để tàu chạy qua ga khơng phải giảm vận tốc Trong ga đặt siêu cao, đường cong hồ hỗn, đoạn thẳng đường cong khu gian ghi phải đặt đường thẳng Trên tuyến Yên Bái – Lào Cai đoạn gồm ga: Ga A Km :0 Ga B: Km 8+700 Ga C: Km 15 Để tránh khó khăn trên, đáp ứng yêu cầu bình đồ điểm phân giới, ta bố trí ga đường thẳng 2.2 Trắc dọc điểm phân giới Ga tốt đặt dốc Nếu địa hình khó khăn, mà ga đặt đoạn dốc dẫn đến tăng khối lượng công tác làm tuyến dài cho phép đặt dốc, phải đảm bảo điều kiện sau đây: Đảm bảo điều kiện khởi động dốc trước vào ga ga: ik(ga) ≤ ik(kđ) = ip – 40/00 Đảm bảo điều kiện đoàn tàu dừng phạm vi chiều dài sử dụng đường đón tiễn nhờ lực ép má phanh đầu máy: Tải FULL (file word 51 trang): bit.ly/2Ywib4t ik(ga) ≤ 60/00 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Đảm bảo điều kiện toa xe riêng đứng khơng bị trơi (thường có xét ga có cắt móc toa xe): ik(ga) ≤ 2.50/00 Ở ga liền nhau, ga không thiết kế dốc > 2.50/00 để đảm bảo cắt toa lý kỹ thuật (toa hỏng) Hồng Đình Trường 25 Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Nội dung phân bố điểm phân giới Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT Nội dung phân bố điểm phân giới việc phân bố ga cho đảm bảo khả thông qua cần thiết đảm bảo điều kiện tương đẳng thời gian tàu chạy (đảm bảo cho thời gian chuyển động khu gian nhau) Đối với đường đơn, khả thông qua cần thiết xác định theo thời gian cặp tàu chiếm dụng khu gian khó khăn Khu gian khó khăn khu gian có chu kỳ chạy tàu lớn Chu kỳ chạy tàu khoảng thời gian cần thiết để thông qua cặp tàu khu gian Chu kỳ chạy tàu xác định từ thời điểm gửi đồn tàu nhóm khu gian đến thời điểm gửi đoàn tàu nhóm sau khu gian theo chiều Trên đường cong, góc chuyển hướng tăng lên 100o thời gian cịn tăng thêm 0.44 phút loại độ dốc.(Theo Hướng dẫn làm đồ án tốt nghiệp) Bảng tính thời gian đồn tàu khu gian sau: KHU GIAN A– B (Km0 ÷ Km + 700) STT Khu gian Ga A Cự Ly (Km) Độ dốc Thời gian 1Km (phút) Cả dốc 0.4 1.7 2.74 1.096 0.4 4.2 3.34 1.336 0.5 3.6 3.18 1.59 0.5 3.9 3.27 1.635 0.5 2.1 2.82 1.41 0.7 4.7 3.44 2.408 0.75 2.5 2.9 2.175 Hồng Đình Trường 26 Cầu – Đường Sắt k55 4801085 ... đường sắt khổ 1000(mm) Viện thiết kế giao thông - Sổ tay thiết kế Viện thiết kế đường sắt Hồng Đình Trường Cầu – Đường Sắt k55 TKMH Đường Sắt Bộ Môn: Đường Sắt ĐH GTVT - Giáo trình khảo sát thiết. .. Khổ đường cấp đường : Khổ đường - Việc chọn khổ đường thiết kế phụ thuộc vào ý nghĩa tuyến đường, lượng hàng vận chuyển điều kiện tiếp giáp với đường lân cận - Tuyến đường sắt Lào Cai – Yên Bái. .. trình quy định thời gian đồn tàu khu gian nói chung khơng 36 phút, điều kiện khó khăn tăng lên 38 phút Tuyến đường sắt Yên Bái – Lào Cai thiết kế theo tiêu chuẩn đường sắt cấp II, nên ta tiến