ĐƯỜNG SẮT – KTXD

CHƯƠNG III: CẤU TẠO KẾT CẤU TẦNG TRÊN

3.1. Ray

3.1.1. Công dụng của ray.

Ray dùng để dẫn hướng cho bánh xe, trực tiếp chịu lực từ bánh xe truyền xuống và truyền lực đó xuống tà vẹt. Lực từ bánh xe truyền xuống là lực động luôn thay đổi, nó gồm: lực thẳng đứng, lực nằm ngang, và lực tác dụng dọc theo thanh ray. Ngoài ra ray còn chịu lực do nhiệt độ thay đổi gây ra.

3.1.2. Yêu cầu đối với ray.

- Mặt đỉnh ray phải vừa nhám vừa nhẵn:

+ Nhám để tạo ma sát bám lăn cho các bánh xe chủ động của đầu máy. + Nhẵn nhằm giảm lực cản cho các bánh xe của toa xe.

- Ray phải vừa cứng vừa dẻo

+ Cứng để chịu mômen uốn do tải trọng đoàn tàu gây ra. + Dẻo để chống phá hoại mỏi (vì tải trọng đoàn tàu là tải trọng trùng phục).

- Ray phải vừa rắn vừa dai:

+ Rắn đảm bảo chống mài mòn và chịu ứng suất ép mặt lớn giữa bánh xe và

ray.

+ Dai để chống cho đầu ray khỏi bị đập bẹp và sứt mẻ.

3.1.3. Hình dạng và kích thước hình học của ray.

p

Q

1. Hình dạng ray.

 Q , phân tích

 Q thành 3 thành phần:

- Khi bánh xe chuyển động trên ray thì ray chịu tác

t

h

 P

dụng của lực

 T

+ Lực thẳng đứng

 H

+ Lực dọc

+ Lực ngang

 P làm cho ray bị uốn theo phương thẳng đứng như một dầm đặt trên các

Các thành phần lực đó làm cho ray bị uốn, xoắn và mài mòn. Trong đó lực

thẳng đứng

43

gối tựa đàn hồi, cho nên ray phải có hình dạng chịu uốn tốt nhất. Ta biết rằng dầm chịu uốn tốt nhất là dầm có mặt cắt chữ I, người ta lấy dạng mặt cắt chữ I làm cơ sở để thiết kế mặt cắt ngang của ray.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

r2

r1

1:m

r3

r4

r5

r6

2. Kích thước hình học của ray.

H

r7

r8

1 : m

r9

B - Chiều rộng nấm ray b = 70mm với ray P43 và b = 70 hoặc 72mm với ray P50 - Mặt đỉnh ray làm hơi lồi với bán kính R1 để lực truyền từ bánh xe xuống trùng

với trục ray R1 = 200  300 mm .

- Chuyển từ mặt đỉnh ray sang má ray, người ta dùng mặt cong có bán kính R2 =13 mm tương ứng với bán kính chỗ mặt cong chuyển từ gờ bánh xe sang mặt lăn bánh xe.

- Má ray làm thẳng đứng đối với các loại ray ≤ P43, hoặc nghiêng ra ngoài với độ

nghiêng 1:3 hoặc 1:4 đối với các loại ray ≥ P50.

- Từ má ray chuyển sang cằm ray (mặt dưới của đầu ray), người ta dùng mặt cong bán kính R3 , để tăng diện tích tiếp xúc với lập lách thường dùng R3 nhỏ. (Ray P43 cú R3 = 2mm).

- Mặt dưới của đầu ray có độ dốc 1 : m giống mặt trên đế ray. Ray P43 có 1:m =

1:3, các loại ray ≥ P50 có 1:m = 1:4.

- Từ đầu ray chuyển sang thân ray người ta dùng các mặt cong có bán kính R4 =

3  5 mm và R5 = 10  16 mm.

- Mặt của thân ray làm thẳng đứng với các loại ray ≤ P38, các loại ray ≥ P43, mặt

thân ray là mặt cong có R4 = 350  450 mm (Ray P43 cú R3 = 350 mm).

- Chuyển tiếp từ thân ray sang đế ray người ta dùng R7 = 15  25 mm. - Phần đế ray dùng các mặt cong bán kính R8 và R9 thường nhỏ. - Đế ray phải tương đối dày để đảm bảo sau khi ra lò, đế ray không bị nguội

nhanh quá.

- Chiều rộng của đế ray B căn cứ vào chiều cao của ray H và phải đảm bảo ổn

B H

44

= 0,81  0,9. định chống bị lật của ray. Tỷ lệ thường dùng là:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Tuỳ theo kỹ thuật chế tạo của từng nước nên ray có chiều dài khác nhau.

+Liên xô dùng loại ray dài: 12,5m và 25m + Trung Quốc dung ray dài 25m + Pháp dùng ray dài 18 – 24m + Ở nước ta hiện nay dựng ray dài 12,5 m và 25 m

3.2. Phụ tùng nối giữ

3.2.1. Yêu cầu đối với phụ tùng nối giữ ray.

1. Phụ tùng nối giữ ray cần đảm bảo liên kết chặt giữa ray với tà vẹt và giữa

ray với ray để giữ cự ly ray được tốt và đảm bảo ray không bị xô.

2. Phải có độ bền cao, đặc biệt đối với tà vẹt bê tông có tuổi thọ cao, do đó

yêu cầu phụ tùng nối giữ ray cũng phải có tuổi thọ tương ứng.

3. Phải có độ đàn hồi cao, đối với tà vẹt bê tông có độ cứng lớn gấp từ 3  5 lần tà vẹt gỗ, có tính dẫn điện tốt nên đũi hỏi phụ kiện nối giữ cần cú độ đàn hồi tốt và dễ cách điện.

4. Có khả năng giữ cự ly đường không đổi, có thể điều chỉnh cự ly ray dễ

dàng, chính xác.

5. Các chi tiết đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo và sửa chữa, lắp ráp. Phụ kiện liên kết cần một lượng sắt thép lớn, do đó khi thiết kế cần đảm bảo dễ gia công và có thể chế tạo hàng loạt để hạ giá thành.

6. Đảm bảo có thể điều chỉnh cao độ ray trong quá trình sửa chữa mà không

phải nâng và chèn tà vẹt.

7. Cú thể dùng cho ray hàn liền. 8. Thuận tiện và đơn giản trong kiểm tra và thay thế

3.2.2. Phụ kiện giữ ray.

- Phụ kiện giữ ray dùng để ghìm chặt ray vào tà vẹt. - Phân loại: + Căn cứ vào tính chất của phụ kiện, có thể chia làm hai loại: phụ kiện ghìm

giữ ray kiểu không đàn hồi và kiểu đàn hồi.

+ Căn cứ vào việc liên kết ray với loại tà vẹt, ta có thể chia làm hai loại: phụ

45

kiện giữ ray với tà vẹt gỗ và phụ kiện giữ ray với tà vẹt bê tông.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

1. Phụ kiện giữ ray với tà vẹt gỗ

a. Kiểu đơn giản

1:20

- Cấu tạo:

+ Đế ray đặt trực tiếp lên tà vẹt và được ghìm giữ vào tà vẹt bằng các đinh móc, đinh vít hoặc đinh đàn hồi. Dùng 3 đinh để ghìm giữ đế ray : hai đinh đóng phía trong lũng đường cú tác dụng chống lực nhổ và một đinh đóng phía ngoài chống lực đẩy ngang.

+ Để thực hiện độ nghiêng của ray, tại chỗ kê ray

mặt tà vẹt phải đẽo với độ dốc 1:20.

- Ưu - nhược điểm:

+ Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản. + Nhược điểm: do diện tích chịu lực dưới đế ray quá nhỏ nên đế ray thường cứa vào tà vẹt làm tà vẹt chóng hỏng. Cách khắc phục: để tăng thời hạn sử dụng của tà vẹt gỗ, người ta đặt thêm tấm đệm thép kê đế ray.

b. Kiểu dùng chung.

1:20

§Öm thÐp

- Cấu tạo:

+ Giữa ray và tà vẹt người ta đặt một tấm đệm thép để tăng diện tích truyền lực, dùng ba đinh (2 đinh đóng phía trong lòng đường và một đinh đóng phía ngoài) để ghìm giữ cả đế ray và tấm đệm vào tà vẹt.

+ Tấm đệm thép được tạo sẵn mặt nghiêng 1:20 có tác dụng phân bố áp lực từ ray xuống tà vẹt đều hơn và tăng diện tích truyền lực xuống tà vẹt. Tấm đệm cũng có tác dụng truyền lực ngang cho tất cả cỏc đinh, một phần lực ngang sẽ bị tiêu hao do ma sát giữa tà vẹt và tấm đệm.

- Ưu – nhược điểm:

+ Ưu điểm: diện tích truyền lực xuống tà vẹt lớn, do tấm đệm tạo sẵn độ

46

nghiêng 1:20 nên không cần phải bào gọt tà vẹt.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Nhược điểm: việc ghìm giữ đế ray và tấm đệm vào tà vẹt không được chắc chắn, sau một thời gian sử dụng, đinh dễ bị lỏng, tấm đệm bị rung làm tà vẹt dưới đáy tấm đệm bị mòn nhanh.

c. Kiểu rời.

1:20

- Cấu tạo:

Tấm đệm được liên kết với ray bằng hai bu lông, sau đó dùng bốn đinh (đinh vít hoặc đinh móc) để ghìm tấm đệm vào tà vẹt. Để đảm bảo tấm đệm được áp chặt vào tà vẹt, người ta thường dùng thêm các vòng lót ló xo (rông đen).

- Ưu – nhược điểm: + Ưu điểm: Tấm đệm được ghìm chặt vào tà vẹt nên không bị rung. Mặt khác, người ta có thể lắp sẵn tấm đệm vào tà vẹt tại xưởng lắp ráp và có thể tiến hành thay ray mà không cần động đến các đinh liên kết tấm đệm và tà vẹt. Ray được bắt chặt vào tấm đệm nên ma sát dọc tăng và không cần dùng ngàm phòng xô nữa. Loại liên kết kiểu rời còn cho phép điều chỉnh cao độ ray bằng cách thay đổi chiều dày tấm lót cao su dưới đế ray.

+ Nhược điểm: quá nhiều chi tiết, giá thành cao.

d.Kiểu hỗn hợp. - Cấu tạo:

Dùng năm đinh, trong đó ba đinh ghìm giữ cả đế ray và tấm đệm vào tà vẹt, hai đinh ghìm tấm đệm. Trên đường thẳng chỉ cần đóng 4 đinh, trên đường cong, nếu cần người ta đóng thêm đinh thứ 5.

47

- Ưu - nhược điểm:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, ít chi tiết và tốn ít thép, việc ghìm giữ ray rất chắc

chắn, giảm bớt độ rung của tấm đệm.

+ Nhược điểm: mỗi lần thay ray lại phải nhổ đinh lên làm cho lỗ đinh ở tà vẹt dễ

lỏng, mặt khác loại này không thể điều chỉnh cao độ ray được.

Phụ kiện liên kết ray với TVBT có thể chia thành các nhóm sau:

2. Phụ kiện nối giữ ray với tà vẹt bê tông (TVBT) a.Nhóm thứ nhất: Không dùng đệm sắt

- Ray đặt trực tiếp lên tấm lót đàn hồi, không dùng đệm sắt, tấm lót thường bằng cao su cao. - Để ghìm giữ ray vào tà vẹt, người ta dùng cóc cứng hoặc cóc đàn hồi, một đầu cóc tỳ trực tiếp vào tà vẹt hoặc tỳ vào tấm lót đàn hồi, còn một đầu cóc ép lên đế ray, sau đó dùng đinh tia rơ phông - bu lông hoặc bu lông suốt ghìm chặt vào tà vẹt.

- Nhược điểm: khi thay ray hoặc khi đặt các tấm lót bằng gỗ hoặc vật liệu khác để chỉnh cao độ ray phải vặn đinh ra, như vậy sẽ làm yếu và làm hỏng liên kết giữa phối kiện và tà vẹt . b. Nhóm thứ 2: Dùng tấm đệm sắt

- Tấm đệm sắt được dùng đặt dưới đế ray để tăng diện tích truyền lực xuống tấm đệm đàn hồi.

- Mặt tà vẹt có độ nghiêng sẵn còn tấm đệm sắt không tạo độ nghiêng. Dùng hai đinh để ghìm tấm đệm.

- Loại này cấu tạo nhiều chi tiết, nặng, giá

thành cao.

3.2.3. Mối nối ray và loại phụ kiện mối nối

1. Mối nối ray

Là vị trí nối hai thanh ray với nhau, được liên kết với nhau bằng lập lách và bu lông, tại vị trí mối nối để một khe hở cho ray co dãn khi nhiệt độ thay đổi→ khi bánh xe lăn qua mối nối sẽ phát sinh lực xung kích làm tăng lực cản và hư hỏng KCTT nhanh chóng.

48

* Xét theo vị trí mối nối trên 2 ray có: - Mối nối đối xứng:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Mối nối so le:

- Ưu điểm của mối nối đối xứng so với mối nối so le:

+ Số lần lực xung kích tác dụng lên mối nối giảm đi một nửa + Toa xe chạy qua ổn định hơn do lực xung kích tương đối chính tâm + Có thể cơ giới hóa đặt ray (do có thể lắp sẵn các cầu ray trong bãi lắp)

* Xét theo cách bố trí tà vẹt tại vị trí mối nối có: - Mối nối kê đơn:

Loại này tà vẹt dễ bị xoay không vuông góc với tim đường, vì vậy độ chặt của lớp đá ba lát bị phá hoại và độ ổn định bị giảm dần, khi tàu chạy qua dưới tác động của lực xung kích đầu ray bị đập mạnh mối nối dễ bị phá hoại.

- Mối nối treo:

Loại này lực tác dụng trên mặt đá ba lát nhỏ hơn mối nối đơn, tuy nhiên việc chèn đá dưới mối nối treo khó khăn và lập lách phải chịu uốn lớn→ lập lách bị mòn nhiều, bu lông dễ bị lỏng.

49

- Mối nối kê kép:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

Loại này có mômen uốn nhỏ hơn mối nối treo rất nhiều, độ cứng của mối nối

lớn hơn, áp lực trên đá ba lát nhỏ hơn, nhưng rất khó chèn đá dưới đáy hai tà vẹt .

2. Phụ kiện liên kết mối nối

Để liên kết hai đầu ray, người ta dùng lập lách và bu lông. - Lập lách: Hình chữ I loại này cứng, khoẻ, mặt tiếp xúc với ray rộng nên làm việc tốt. Thường chế tạo từ thép các bon Mactanh CT6 và CT7. Có các loại 6 lỗ hoặc 4 lỗ.

VD: Ray P43 Trung Quốc, Liên Xô (cũ): l=790mm, 6 lỗ bulông Trên 1 số đoạn của ĐSVN dùng lập lách 4 lỗ (Đoạn Nông Sơn-Trà Kiệu) - Bulông: Vật liệu bu lông làm bằng thép cứng có nhiệt luyện VD: Ray P43  =22mm Lưu ý : Khi bắt bu lông để đảm bảo độ chặt và không bị xoay phải bắt theo thứ

tự nhất định, 4 hay 6 bu lông này được bắt ngược chiều nhau xen kẽ nhau.

Trong quá trình khai thác lập lách bị mòn cần phải xiết chặt lại bu lông cho tới khi giữa lập lách và thân ray không còn khe hở nữa thì phải thay (vì lúc này lập lách không còn chống được vào nấm hay đế ray)

A

A

A - A

LËp l¸ch

Bu l«ng

50

Bu lông mối nối

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

Lập lách hai đầu dùng cho ray P43 và ray P50

3.3. Tà vẹt

3.3.1. Công dụng

- Đỡ ray, nhận áp lực từ ray truyền xuống và truyền lực đó xuống lớp đá balát. - Tạo ra sự đàn hồi khi phát sinh lực động truyền xuống đường. - Giữ ổn định cự ly, cùng với lớp đá ba lát giữ vị trí tim đường ray theo đúng vị trí

tim tuyến đường

3.2.2. Yêu cầu

- Tà vẹt phải có độ bền, độ đàn hồi. - Khả năng chống mòn cơ học tốt - Chế tạo, lắp đặt, vận chuyển được thuận tiện và dễ dàng - Thời gian sử dụng được dài, giá thành rẻ.

3.3.3. Các loại tà vẹt 1. Tà vẹt sắt

- Sử dụng nhiều ở Đức, Pháp, Ấn Độ trước 1940 (đặc biệt ở Đức có tới 50% số

lượng tổng số TV trên tuyến)

51

- Cấu tạo: Dạng lòng mo (a) hoặc dạng phẳng (b)

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Ưu điểm:

+ Khả năng chống xê dịch lớn + Sản xuất công nghiệp + Vận chuyển dễ dàng + Có thể dùng cho các vị trí đặc biệt trên tuyến (đường ngang, ghi, trong hầm)

để bắt thêm ray phụ

+ Có thể cải tiến để bắt từ phụ kiện cóc cứng sang bắt phụ kiện đàn hồi

- Nhược điểm:

+ Dễ bị han rỉ --> Thời gian sử dụng ngắn + Khó chèn đá dưới TV (vì hình lòng mo) + Gây ra tiếng ồn lớn khi tàu chạy qua + Khả năng chống uốn kém, áp lực xuống lớp đá balát lớn + Khả năng dẫn điện mạnh --> Khó sử dụng trên đường điện khí hoá + Số lượng tà vẹt /km nhiều hơn khi dùng tà vẹt gỗ (vì chiều rộng tà vẹt sắt nhỏ

hơn)

+ Khi tàu trật bánh→ có biến dạng dư → thay đổi cự ly đường ray.

2. Tà vẹt gỗ

Mặt cắt ngang tà vẹt gỗ - Là loại phổ biến trên thế giới trước đây nhưng gần đây nó đã dần được thay thế

bằng TVBT

- Cấu tạo: Gỗ dùng làm tà vẹt phải dùng gỗ nhóm 1 (Đinh, Lim, Sến, Táu), không có tật, thớ

gỗ không được chéo xoắn, không bị nứt nẻ vòng tròn.

- Ưu điểm:

52

+ Tính đàn hồi lớn + Chế tạo, lắp đặt dễ dàng, nhẹ vận chuyển dễ dàng

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Cách điện tốt

- Nhược điểm:

+ Dễ bị mục nát (nếu ngâm tẩm phòng mục không tốt) + Dễ nứt dọc thớ + Thời gian sử dụng ngắn + Sử dụng gỗ nguyên khối, gỗ chất lượng cao → giá thành cao + Khả năng chịu lực kém, ổn định không cao

3. Tà vẹt bê tông - Ưu điểm:

+ Sử dụng nhiều nguyên liệu tự nhiên: cát, đá + Nặng → tăng sức cản chống trượt (nhất là loại đế lõm), ưu điểm này rất quan

trọng với ĐSKKN

+ Thời gian phục vụ tương đối dài 50 – 60 năm + Đường sắt đặt TVBT đảm bảo được tính đồng nhất, giữ được cự ly, ít thay lẻ

tẻ (so với TVG) → giảm chi phí duy tu

- Nhược điểm:

+ Dễ bị nứt nơi chịu kéo (do đặc tính của VL bê tông)→ khắc phục bằng cách:

chế tạo TVBTCT dự ứng lực hoặc đảm bảo cho TV làm việc không bị uốn.

+ Dẫn điện → cần có thiết bị cách điện (ĐS điện khí hoá) + TVBT rất cứng → tăng cường hệ thống đàn hồi giữ ray giảm lực xung kích + Yêu cầu lớp đá ba lát dày chôn chặt được TV, yêu cầu nền đường tốt hơn

đảm bảo không biến dạng

- Phân loại : TVBTCT thường và TVBTCT dự ứng lực * Thường gặp 2 loại sau :

+Loại hai khối: Cấu tạo:

Tà vẹt bê tông hai khối Gồm 2 khối bê tông 2 đầu, dùng thép hình nối ở giữa để giữ cự ly, vị trí. Đòn thép phải được chôn sâu vào khối bê tông và được liên kết giữ bằng lưới

thép lò xo để chống vỡ, lỏng thanh giằng (không giữ được cự ly)

- Ưu điểm:

53

+ Kết cấu đơn giản dễ chế tạo, giá thành thấp hơn loại liền khối

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Chế tạo dễ dàng bằng bê tông thường + Sức cản chống xê dịch ngang tốt.

- Nhược điểm:

+ Tốn sắt thép, so với tà vẹt bê tông dự ứng lực + Thanh thép nối có độ cứng chịu uốn nhỏ nên tà vẹt dễ bị uốn làm sai lệch

cự ly và mặt bằng đường. + Thanh thép nối hay bị rỉ. + Diện tích trên lớp đá nhỏ.

+Loại liền khối: - Cấu tạo:

- Ưu điểm:

+ Ổn định giữa ray và tà vẹt cao + Thời gian sử dụng dài

54

- Nhược điểm:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Khối lượng lớn, khó vận chuyển và lắp đặt, giá thành cao + Phụ tùng giữ ray phức tạp + Hình dáng phức tạp khó khăn cho chế tạo

3.4. Lớp đá balat.

3.4.1. Công dụng

- Đảm bảo ổn định cho ray và tà vẹt dưới các lực tác dụng - Truyền áp lực từ tà vẹt xuống nền đường trên một diện tích rộng hơn - Làm lớp đệm đàn hồi để giảm lực xung kích của bánh xe - Thoát nước giữ cho các bộ phận KTTT luôn được khô ráo

3.4.2. Yêu cầu

- Phải đủ cường độ, không bị vỡ vụn khi chèn, hay khi tàu chạy qua - Phải chịu được mài mòn không bị bốc bụi khi tàu chạy qua, không bị cỏ mọc - Không bị nước cuốn trôi → yêu cầu về kích cỡ đá

3.4.3. Vật liệu

Có thể sử dụng nhiều vật liệu khác nhau để làm lớp đá ba lát như : đá dăm, đá cuội, cát hạt to, sỉ lò (luyện kim), thậm chí trong những điều kiện đặc biệt, hiếm vật liệu có thể dùng cả vỏ sò, vỏ hến.

Vật liệu đá dăm là loại vật liệu đá ba lát tốt nhất được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới nó có hệ số ma sát lớn, ổn định, chịu được áp lực cao, lực cản chống xê dịch tà vẹt lớn hơn nhiều so với các vật liệu khác.

Kích cỡ : 4x6cm ; 2,5x5cm ; 4x8cm ; 2,5x7cm ; 2,5x4cm ; 1,3x4cm .... Hình dáng : phải có nhiều cạnh, các mặt tương đối phẳng, hình dáng phải gần

giống hình lập phương.

Ngoài ra đá ba lát phải đạt các tiêu chuẩn khác như : tỷ lệ % cho phép về khối lượng với các kích cỡ hạt khác kích cỡ tiêu chuẩn, chỉ tiêu cho phép về độ mài mòn, cường độ nén khi bão hoà nước....

Trước đây ĐSVN sử dụng loại đá dăm có kích cỡ 4x6cm, cường độ chịu nén khô là R ≥ 700daN/cm2 , từ năm 2003 theo Công văn 1037/CV-Tổng công ty ĐSVN thì dùng loại đá dăm 2,5x5cm có cường độ chịu nén khô R ≥ 800daN/cm2.

Sau một thời gian khai thác lớp đá ba lát sẽ bị tròn cạnh hoặc bị bẩn hay thiếu đá cần tiến hành bù đá, thay đá hay sàng đá, phá cốt để bảo đảm tính đàn hồi cho lớp đá.

3.4.4. Mặt cắt ngang

55

- Mặt cắt ngang lớp đá ba lát phải đảm bảo đủ rộng:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Để đặt các bộ phận kiến trúc tầng trên + Đảm bảo sự ổn định của ray và tà vẹt chống xê dịch ngang

- Mặt cắt ngang lớp đá ba lát phải đảm bảo đủ dày để ứng suất do tải trọng đoàn

c

b

b

d = 2cm

So

1:

m

1:m

h

tàu truyền xuống không lớn hơn ứng suất cho phép của mặt đỉnh nền đường.

b

b

d = 2cm

c So m c 5

1:

m

1:m

h

MÆt c¾t ngang líp ®¸ ba l¸t dïng TVG trªn ®−êng th¼ng

c

b+

b

d = 2cm

So

1:

m

1:m

h

MÆt c¾t ngang líp ®¸ ba l¸t dïng TVBT 2 khèi trªn ®−êng th¼ng

56

MÆt c¾t ngang líp ®¸ ba l¸t dïng TVG trªn ®−êng cong

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐƯỜNG RAY

4.1. Cấu tạo đôi bánh của đầu máy toa xe

- Đường ray có tác dụng dẫn hướng cho đôi bánh xe và chịu lực từ bánh xe truyền xuống. Cấu tạo bộ phận lăn chạy của đầu máy toa xe có quan hệ mật thiết với cấu tạo và hình dạng của đường ray.

- Đôi bánh xe gồm hai bánh lắp cố định vào một trục. Người ta dùng áp lực cực

mạnh khoảng 100 T để lắp bánh xe vào đầu trục.

- Bánh xe có hai loại:

a

r

h

1:10

1:20

10mm

18mm

+ Loại lắp ghép có phần trong bằng thép, phần ngoài (đai bánh xe) bằng thép tốt. + Loại bánh toàn khối được đúc bằng thép hoặc bằng gang.

- Lợi bánh xe có tác dụng dẫn hướng cho bánh xe lăn trên ray không bị trật ra

ngoài.

+ Chiều dày lợi bánh h xác định tại mặt đo tính toán cách mặt lăn trung bình của

bánh xe theo chiều thẳng đứng là 10 mm.

+ Chiều dày gờ bánh thường được xác định tại mặt đo tính toán cách đỉnh lợi

bánh xe 18 mm theo chiều thẳng đứng.

Khi bánh xe còn mới, chiều dày gờ bánh hmax= 30 mm (đường 1m ), chiều dày

hmin= 18 mm ( bánh xe đã sử dụng ).

+ Chiều dày phụ thêm của lợi bánh xe μ:

- Đối với bánh xe của đầu máy μ = 0 mm - Bánh xe của toa xe có μ = 1 mm.

- Mặt lăn của đai bánh xe là mặt nghiêng 1/20 tạo điều kiện cho bánh xe có thể xê dịch ngang, do đó bánh xe không bị mòn tập trung ở một chỗ theo dạng yên ngựa, tăng được thời gian sử dụng đai bánh xe. Phía ngoài có độ nghiêng 1/10 có tác dụng làm cho bánh xe không bị vướng vào tâm ghi hoặc lưỡi ghi, đảm bảo an toàn chạy tàu.

57

- Chiều dày bánh xe a = 125 – 140mm.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Đường kính bánh xe được xác định tại mặt lăn trung bình cách mặt phẳng đo

chiều dày gờ bánh 10 mm theo chiều thẳng đứng. d = 750 – 780 mm ( đường 1000mm) d = 840 – 915 mm ( đường 1435mm)

- Cự ly phía trong của đôi bánh T : Là khoảng cách giưã hai mặt trong của bánh xe, đối với một khổ đường, trị số t của mọi đôi bánh đều như nhau : đường tiêu chuẩn

T = 1353  3 mm, đường khổ hẹp T = 924  3 mm.

- Chiều rộng đôi bánh q (hay cự ly đôi bánh): Là khoảng cách giữa hai mặt ngoài

của lợi bánh xe, xác định tại mặt đo tính toán

q = T +2h + 2 μ   (mm)

- Độ tăng giảm cự ly đôi bánh xe tuỳ theo vị trí gối trục, thường  = 3-4 mm.

4.2. Đặc điểm của đường ray

4.2.1. Đặc điểm của đường ray trên đường thẳng

m m 6 1

1:10

1:20

q

So

1. Cự ly ray trên đường thẳng S0

- Cự ly giữa hai ray là khoảng cách giữa hai má tác dụng của ray đo tại mặt đo

tính toán.

S0 = q + 

Trong đó: q - Chiều rộng đôi bánh xe.

 – Chiều rộng hoạt động của đôi bánh xe

- Quy trình quản lý kỹ thuật đường sắt Việt Nam quy định cự ly ray S0 được đo

58

tại vị trí cách mặt phẳng qua đỉnh hai ray một đoạn f = 16 mm.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

Người ta lấy cự ly giữa hai ray S0 làm khổ đường. Quy định:

S0 = 1435 mm là đường tiêu chuẩn. S0 > 1435 mm là đường khổ rộng. S0 < 1435 mm là đường khổ hẹp.

6 mm 4 mm

- Sai số cho phép về cự ly ray, đường sắt nước ta quy định:

Đường tiêu chuẩn : S0 = 1435 ±2 Đường khổ hẹp : S0 = 1000 ±2

Xét theo chiều dài, cự ly ray không được thay đổi quá đột ngột, khi tốc độ

V100 km/h, sự biến đổi cự ly ray theo chiều dài phải nhỏ hơn 1mm/m. Đối với các

tuyến đường có tốc độ V > 100 Km/h, mức độ thay đổi cự ly không được vượt quá 0,5 mm/m.

- Trị số khe hở tiêu chuẩn  (khi đôi bánh xe còn mới)

 = S0 – q

Trị số max = 45 mm và min = 11 mm đối với đường tiêu chuẩn cũng như đường

khổ hẹp.

2. Độ nghiêng của ray

- Mặt lăn bánh xe có độ nghiêng 1/20, để bánh xe tiếp xúc tốt với ray, lực truyền từ bánh xe trùng với trục ray thì hai ray phải đặt nghiêng vào trong lòng đường với độ nghiêng 1/20.

- Để thực hiện độ nghiêng của ray:

+ Tà vẹt gỗ, nếu dùng phụ kiện giữ ray kiểu đơn giản, người ta phải đẽo tà vẹt chỗ đặt ray. Khi dùng đệm sắt, trên mặt tấm đệm đã làm nghiêng 1/20 nên không cần đẽo tà vẹt.

+ Đối với tà vẹt bê tông, mặt tà vẹt thường được làm nghiêng để thực hiện độ

nghiêng ray

- Độ nghiêng đế ray không được lớn hơn  [1/60 1/12]. Người ta có thể căn cứ

vào vệt sáng trên đỉnh ray để kiểm tra độ nghiêng của ray.

3. Vị trí mặt ngang đỉnh hai ray (thuỷ bình).

- Trên đường thẳng, đỉnh hai ray phải nằm trên một mặt phẳng nằm ngang. Đường sắt khổ 1000 mm cho phép một bên ray luôn thấp hơn 3mm (đối với đường sắt tiêu chuẩn là 4mm) trên một đoạn dài tối thiểu 500m. Như vậy có thể giảm bớt hiện tượng lượn sóng khi tàu chuyển động.

- Độ chênh cao này được kiểm tra bằng thước đo cự ly có ống thuỷ (thước thuỷ

59

bình). Mức độ cao thấp không được vượt quá 1mm/1m.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

Thước thủy bình

4.2.2. Đặc điểm của đường ray trên đường cong

1. Các đặc điểm của đường ray trên đường cong Trên đường cong, đường ray có một số đặc điểm sau:

- Cự ly giữa hai ray có thể được nới rộng hơn so với đường thẳng để đầu máy,

toa xe đi lại dễ dàng.

- Ray lưng có thể đặt cao hơn ray bụng (siêu cao). - Dùng đường cong chuyển tiếp L0 để nối đường thẳng với đường cong tròn. - Phải dùng ray ngắn kết hợp ray tiêu chuẩn đặt ở phía bụng đường cong để

đảm bảo các mối nối đối xứng.

- Trên các đường cong bán kính nhỏ, có thể dùng ray phụ và các thiết bị gia

cố khác.

- Phải nới rộng khoảng cách giữa tim hai đường cạnh nhau trên đường cong.

2. Nội tiếp của đầu máy, toa xe trên đường cong

- Nội tiếp của đầu máy, toa xe trên đường cong có thể là dạng nội tiếp tĩnh hoặc

nội tiếp động.

+ Nội tiếp động chỉ hình thành khi tàu chạy với tốc độ V > 100 Km/h. + Nội tiếp tĩnh khi V ≤ 100 km/h

- Tâm quay tức thời là giao điểm giữa trục dọc của giá xe và đường thẳng góc với

trục dọc qua tâm đường cong. - Các dạng nọi tiếp tĩnh:

60

+ Nội tiếp tự do tĩnh: cự ly giữa hai ray đủ rộng, trục bánh cuối cùng của giá cố định dễ dàng chiếm được phương bán kính đường cong. Tâm quay C nằm trên trục cuối cùng của giá xe cố định hai trục và ba trục. Đối với giá xe cố định có 4 trục, tâm quay tức thời nằm giữa khỏang trục thứ 3 và thứ 4 của giá xe cố định. Từ sơ đồ này xác định được cự ly ray tối ưu Stư.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

C

II

I

R

C

II

I

R

+ Nội tiếp gò bó tĩnh: cự ly giữa hai ray thu hẹp dần, trục sau cùng của giá xe cố định không thể chiếm được phương bán kính nữa, khi đó tâm quay tức thời bị kích lên phía trước và hình thành nội tiếp gò bó tĩnh.

C

min

R

+ Nội tiếp nêm tĩnh: nếu cự ly hai ray tiếp tục thu hẹp, tâm quay tức thời bị kích lên phía trước cho đến khi nó trùng với tâm của giá xe cố định, hình thành lên nội tiếp nêm tĩnh.

- Nội tiếp gò bó tĩnh bình thường: Từ dạng nội tiếp nêm, nếu cự ly giữa hai ray trong trường hợp này được mở rộng thêm một lượng bằng trị số khe hở tổng cộng

min ta được nội tiếp gò bó tĩnh bình thường. Từ sơ đồ này xác định được cự ly ray

61

nhỏ nhất cho phép Smin.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

4.2.3. Siêu cao trên đường cong

2

2

J

1. Mục đích đặt siêu cao.

. Vm R

. VG . Rg

đẩy toa xe ra - Khi tàu chuyển động trên đường cong, lực ly tâm

phía lưng đường cong. Nếu đoàn tàu chạy với tốc độ lớn thì lực tác dụng lên ray lưng sẽ lớn hơn lực tác dụng lên ray bụng nhiều và ổn định ngang của đoàn tàu bị ảnh hưởng. Để giảm bớt tác hại của lực ly tâm này, người ta đặt ray lưng cao hơn ray bụng, độ chênh cao này gọi là độ siêu cao của ray lưng.

- Bảo đảm 2 ray trên đường cong mòn như nhau, để thời gian sử dụng của hai

ray tương đương nhau.

- Bảo đảm hành khách không cảm thấy khó chịu do tác dụng của lực ly tâm

(bảo đảm tiện nghi của hành khách).

- Bảo đảm ổn định ngang của đoàn tàu.

2. Các giả thiết khi tính toán siêu cao.

- Không xét đến độ nghiêng của 2 ray. - Coi trục đối xứng của toa xe đi qua tim đường. - Bỏ qua độ nhún của hệ lò xo. - Bỏ qua ảnh hưởng của áp lực gió.

3. Tính siêu cao đảm bảo hai ray mòn đều nhau.

J.cos

G.sin

J

J.sin

G.cos

G

a

h

Tl

O

Tb

S1

E l

E b

+ Xét cho 1 toa xe:

S1 = S0 + b (bỏ qua gia khoan)

62

S1: Khoảng cách tim hai ray G: Trọng lượng toa xe

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

a : Khoảng cách từ trọng tâm toa xe đến mặt lăn của ray. α : Góc nghiêng giữa mặt phẳng đi qua đỉnh 2 ray và mặt phằng nằm ngang El, Eb : Phản lực ở ray lưng và ray bụng. Khi toa xe ở trạng thái cân bằng:

E

.

G (

sin.

.

J .(

cos

0

Ea 

). 

). a 

l

b

S 1 2

S 1 2

J

G

a

E

(

cos

sin

(

)

) 

Ta có : Mo = 0

l 

E b

1S 2

sin



=>

h S 1

2

(

)

GJ 

(

).

Với: , do góc ỏ nhỏ nên sosα ≈ 1

E l

E b

. VG gR

. hG S 1

2 a S 1

h S 1

a 2 S 1

→

2

)

(

).

E

E

+ Xét cho nhiều toa xe và nhiều đoàn tàu khác nhau ta có:

 l

b

( . VG i i . Rg

.2 a S

. hG i S 1

1

(coi a = ai = const)

2

)

0

Để cho 2 ray mòn đều nhau thì: ∑El = ∑Eb

( . VG i i . Rg

. hG i S 1

2

.

)

h

<=>

 S .

i

( . VG i i 1  . GRg

2

2

)

)

V 0

VG . ( i i G  i

( VNP . . i i i NP . ( )  i

i

- Vận tốc bình quân gia quyền Đặt:

h

1

Trong đó: Pi : Trọng lượng của đoàn tàu i Ni : Số lượng đoàn tàu i

2 . VS 0 gR .

Ta có:

Nếu h tính bằng mm, S1 tính bằng m, V- km/h, R tính bằng m ta có:

h

.42,8

- Đối với đường sắt khổ 1000mm:

2 V 0 R

(mm)

h

.8,11

- Đối với đường tiêu chuẩn 1435mm:

2 V 0 R

63

(mm)

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

2

. m

2

 l

J m

V R m

V R

4. Tính siêu cao đảm bảo hành khách không cảm thấy khó chịu khi tàu chạy trên đường cong Khi tính siêu cao đảm bảo 2 ray mòn đều nhau, tốc độ tính toán là tốc độ bình quân gia quyền Vo. Trong thực tế đoàn tàu chạy trong đường cong với vận tốc V khách với V0 do đó lực hướng tâm Jh sinh ra do thực hiện siêu cao có thể không triệt tiêu hết lực ly tâm J. + Gọi αl là gia tốc ly tâm:

G

. h

 h

J h m

g S 1

sin. G g

+ Gọi αh là gia tốc hướng tâm:

- Xét trường hợp αl > αh: Siêu cao thiếu. Để cho hành khách không cảm thấy mệt mỏi khi tàu chạy trong đường cong thì

2

g

  h

ltdu

l

 0 

V R

h s 1

2

h 

 0 .

VS 1 Rg

S 1 g

gia tốc ly tâm dư αltdư phải nhỏ hơn một giá trị cho phép.

2

VS 1

h min

Trường hợp bất lợi nhất V = Vmax, ta có:

 0 .

max Rg

S 1 g

2

V

.42,8

Khi h (mm); S1 (mm); g = 9,81 m/s2; R(m); V(Km/h) ta có:

 .

h min

0 109 

max R

2

V

.8,11

(mm) + Khổ đường 1000mm:

 .

h min

0 153 

max R

(mm) + Khổ đường 1000mm:

Với: [α0] – Gia tốc ly tâm chưa cân bằng cho phép. Theo kết quả nghiên hành khách cảm thấy khó chịu khi gia tốc ly tâm dư bằng 0,4

 0,8m/s2.

Tuỳ điều kiện chạy tàu, các nước quy định trị số gia tốc ly tâm chưa được cân bằng

cho phép khác nhau.

Ở Liên xô: [0] = 0,7m/s2; Đức: [0] = 0,65m/s2; Mỹ: [0] = 0,5m/s2; Trung

64

Quốc: [0] = 0,6m/s2;

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

V

.42,8

h 0

2

(,

sm /

)

Ở Việt Nam hiện nay dùng [0] = 0,5m/s2 Chú ý: Gia tốc ly tâm dư thực tế có thể được tính theo công thức sau:

 ltdu

2 max R 109

V

.8,11

h 0

2

(,

sm /

)

+ Khổ đường 1000mm:

 ltdu

2 max R 153

+ Khổ đường 1435mm:

Trong hai công thức trên: Vmax = max{Vi} (Km/h); R (m), h0 (mm)

- Xét trường hợp αh > αl: Siêu cao thừa. Khi siêu cao quá lớn dầu mỡ ở các ổ trục bị chảy ra ngoài khi tàu đỗ hoặc chạy

chậm trong đường cong, vì thế phải hạn chế siêu cao.

2

htdu

 h 

V R

gh S 1

2

.(

h 

)

  h

S 1 g

V R

αhtdư = αh - αl ≤ [αh]

h max 

 h.1 g

Bất lợi nhất khi tàu đỗ trong đường cong V = 0 S

[h]: trị số cho phép của gia tốc hướng tâm còn dư. Ở nước ta hiện nay quy định: [h] = 0,98m/s2.

5. Kiểm tra siêu cao đảm bảo ổn định ngang của toa xe trên đường cong

Mức độ ổn định ngang của toa xe trên đường cong được đánh giá bằng hệ số

S

1

n

2 e

S 1 .2 e

65

ổn định n

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

Trong đó:

S1: khoảng cách tim 2 ray. e: Độ lệch tâm của hợp lực R (xem hình)

Trên hình ta có:

R: Hợp lực của các lực tác dụng lên toa xe. N: Phân lực thẳng đứng so với mặt phẳng qua đỉnh 2 ray. Ee và Eb: phản lực thẳng đứng của ray.

E 

- Nếu lực R đi qua O thì độ lệch tâm e = 0, n =  : toa xe ổn định

1S 2

thì R tác dụng lên đỉnh ray lưng, ta có n = 1. Khi đó toa xe ở - Nếu

trạng thái cân bằng tới hạn.

Xét toa xe ở trạng thái ổn định:

.

0

E

E

M0 = 0

b

l

S 1 2

S 1 2

E

E

b

.

 N.e +

1S 2

l  N

l

b

.

.

Rút ra: e =

1S 2

E E

E E

 

l

b

l

b

Ta có: N = El + Eb do đó: e =

S 1 e 2

E E

E E

 

l

b

2

2

.

1.(

.

)

G

G

=> n =

. VG . Rg

. VS 1 . Rg

h S 1

h 2 S 1

2

g

.(

G .

.

)

Thay El + Eb = G.cos + J.sin =

V R

h S

a 2 Sg .

1

a 2 S 1

1

El- Eb = ( Jcos - G.sin)

2

1.(

.

)

Ta có kết quả:

gS . 1 2

VS . 1 Rg .

h 2 S 1

g

a .(2

)

h S

V R

1

2

1.(

)

n

. gS 1 ..2 a 

h S

ltdu

2 1

n =

n

gS 1 ..2 a

ltdu

Tính một cách gần đúng (với sai số ~ 1,5%) ta có:

66

+ Nếu n ≥ [n] = 3 → toa xe đảm bảo ổn định ngang. + Nếu n < [n] = 3 → toa xe không đảm bảo ổn định ngang.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

6. Siêu cao tiêu chuẩn và thực hiện siêu cao

- Siêu cao của ray lưng trong đường cong thường được xác định từ điều kiện 2 ray mòn đều sau đó kiểm tra lại theo điều kiện hành khách không bị mệt mỏi và đảm bảo điều kiện ổn định ngang của toa xe trong đường cong.

Tuy nhiên, do trọng lượng và tốc độ đoàn tàu luôn thay đổi nên không thể xác định tốc độ bình quân gia quyền V0 một cách chính xác trong một thời gian lâu dài

được. Để giải quyết điều đó, người ta thường lấy V0 = (0,8 0,9).Vmax.

V

h

Theo quy định số 1070/QĐ-CSHT của LHĐS ngày 28/11/1996, siêu cao h trên

2 max R

V

.4,5

h

.6,7

2 max R

(mm) đối với đường khổ 1435mm

đường cong được tính như sau: (mm) đối với đường sắt khổ 1000mm

Vmax – vận tốc lớn nhất, km/h Trong đường cong vận tốc lớn nhất cho phép [Vmax] vận dụng chung cho cả hai

]

.1,4

R

loại khổ đường được xác định theo công thức sau:

[ max  V

(km/h)

Trong đó bán kính R tính bằng m.

Trị số siêu cao lớn nhất tuỳ quy định của mỗi nước và thay đổi từ 120250mm

Việt Nam quy định: hmax = 125mm (đường 1435mm) hmax = 95mm (đường 1000mm)

- Thực hiện siêu cao:

+ Cách1: Tăng chiều dày ba lát dưới tà vẹt ray lưng đường cong.

- Ưu điểm: việc thi công được dễ dàng nên phương pháp này thường được

sử dụng rộng rãi.

- Nhược điểm: là làm cho trọng tâm toa xe bị xê dịch.

+ Cách 2: Khi chiều dài đường cong chuyển tiếp quá ngắn, có thể nâng ray lưng lên một nửa siêu cao và hạ thấp ray bụng xuống một nửa siêu cao (h/2). Để đảm bảo đủ chiều dày ba lát dưới ray bụng, mặt nền đường phải nghiêng song song đáy tà vẹt.

PVAD: khi chiều dài đường cong chuyển tiếp ngắn, nền đường toàn khối,

67

các đường tàu điện ngầm hoặc trên các tuyến đường cao tốc.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

CHƯƠNG V: THI CÔNG ĐƯỜNG SẮT

5.1. Toàn bộ công tác về xây dựng đường sắt và trình tự thi công.

Trong xây dựng đường sắt người ta phân ra làm 3 thời kỳ xây dựng (hay là 3

loại công tác lớn) đó là:

5.1.1. Công tác thời kỳ chuẩn bị

Đây là thời kỳ để tiến hành tất cả các công việc để có thể triển khai những công tác chủ yếu sau này được. Ngoài những công việc chuẩn bị về mặt kinh tế, kỹ thuật, tổ chức công trường …còn tiến hành làm những công tác mà người ta gọi là phù trợ như mở mạng các xí nghiệp làm kết cấu bê tông, khai thác mỏ cát, đá và thành lập các xưởng sửa chữa cần thiết. Những công tác phù trợ này cũng có thể tiến hành trong suốt quá trình thi công.

5.1.2. Công tác của thời kỳ chủ yếu.

- Đây là thời kỳ chúng ta triển khai thi công tất cả các công trình trên tuyến đường sắt để có thể đưa tuyến đường vào sử dụng tạm thời được. Đó là những công tác:

+ Công tác xây dựng nền đường gồm: xây dựng nền đường đào, đắp, nền đường nửa đào nửa đắp của đường chính và đường ga, gia cố nền đường, làm các cấu trúc thoát nước và công trình điều tiết.

+ Công tác về xây dựng công trình nhân tạo gồm: Xây dựng cầu nhỏ, cầu trung, cầu lớn, cầu vượt, cầu cạn, cống, hầm, tường chắn và những công trình chống xói mòn sụt lở.

+ Công tác về đặt ray và rải đá: đặt những cầu ray trên nền đường đã chuẩn bị

xong, đặt ghi, đường giao và rải đá ở đường chính và đường ga.

+ Công tác xây dựng nhà đường sắt bao gồm: làm nhà ga, nhà ăn, ở, câu lạc bộ

và các nhà phục vụ cho công tác phục vụ như : nghiệp vụ toa xe và đầu máy …

+ Công tác xây dựng công trình thông tin tín hiệu bao gồm: đặt các biển báo,

cột tín hiệu, dựng các đường dây thông tin liên lạc…

Ngoài ra còn làm các công tác khác như những công trình phục vụ cho việc

bốc dỡ hàng và phục vụ hành khách

68

- Các công tác cơ bản trên thực hiện theo trình tự sau đây:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Thời gian kết thúc công tác xây dựng nền đường trên từng đoạn (trừ những nơi đào đắp khối lượng lớn và điều kiện làm việc phức tạp) cần phải đảm bảo làm sao cho việc đặt ray rải đá được liên tục theo tiến độ đã vạch sẵn.

+ Việc xây dựng cầu nhỏ, cầu trung, cống làm sao không cản trở xây dựng nền đường, đặt ray và rải đá, có nghĩa là làm sao phải kết thúc công tác xây dựng cầu cống trước khi công tác làm nền đường tới.

+ Việc xây dựng cầu lớn, hầm dài có thể tiến hành 1 hoặc nhiều năm, bởi vậy có thể không kết thúc kịp thời để công tác đặt ray rải đá được liên tục trên tuyến chính và chuyển tuyến đường vào khai thác tạm thời. Trong trường hợp đó có thể xét đến việc xây dựng đường tạm, cầu tạm trên tuyến tránh.

+ Yêu cầu về tuyến tránh phải: không hạn chế năng lực thông qua và năng lực chuyên chở của cả tuyến trong thời gian đặt ray rải đá cũng như trong thời gian sử dụng tạm thời sau này và phải đảm bảo thông qua không hạn chế các cần trục lớn để lắp ghép các công trình nhân tạo ở đoạn tuyến sau.

+ Việc xây dựng các công trình cung cấp điện nước, thông tin tín hiệu..v.v…cho phép xây dựng khi kết thúc công trình chính để lợi dụng đường sắt tạm vận chuyển vật liệu và các thiết bị. Nhưng cũng có thể xây dựng ngay từ đầu để trong quá trình thi công sử dụng nếu xét thấy đường giao thông để vận chuyển các vật liệu xây dựng thuận lợi.

5.1.3. Công tác của thời kỳ hoàn chỉnh.

Đây là thời kỳ hoàn thành thi công tất cả các công trình theo đúng yêu cầu của văn bản thiết kế để có thể chuyển tuyến đường vào sử dụng chính thức. Bao gồm những công việc sau: Sửa ta luy mặt đá, kích đường cho đúng cao độ sửa các chỗ thiếu sót so với yêu cầu thiết kế, thay các kết cấu công trình tạm thời bằng các kết cấu vĩnh cửu như dầm cầu tạm thành dầm cầu chính. Đồng thời làm các tài liệu kỹ thuật, tài liệu chuẩn bị cho bàn giao thanh quyết toán và cuối cùng là nghiệm thu bàn giao thanh quyết toán v.v…

5.2. Công tác chuẩn bị cho thi công đường sắt.

5.2.1. Ý nghĩa và thời hạn tiến hành công tác chuẩn bị.

- Ý nghĩa: Công tác chuẩn bị có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thi công

69

đường sắt, nó có tác dụng quyết định thời hạn, công tác thi công kết cấu sau này.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

Việc chuẩn bị về thi công tiến hành sau khi thiết kế sơ bộ và khái toán công

trình được duyệt.

1 8

1 12

) - Thời gian tiến hành công tác chuẩn bị được ấn định trong khoảng (

- Các công trình nhỏ thời gian chuẩn bị khoảng 1÷2 tháng. - Thời gian chuẩn bị phụ thuộc vào điều kiện cụ thể từng tuyến đường. Trong

tổng thời gian hoàn thành toàn bộ công trình. - Đối với các công trình nhóm A: thời gian chuẩn bị là 3 ÷ 4 tháng, nếu dùng nhiều máy móc nhập khẩu thì thời gian chuẩn bị kéo dài hơn nhưng không quá 6 tháng. thời gian chuẩn bị có thể xây dựng một số công trình phụ trợ.

5.2.2. Nội dung cơ bản của công tác chuẩn bị.

- Chuẩn bị về mặt thi công: + Khoanh vùng xây dựng: định ra được diện tích chiếm đất của công trình, tiến

+ Xây dựng hệ thống thông tin tín hiệu tạm thời phục vụ cho việc chỉ đạo thi

+ Xây dựng nhà cửa tạm thời.

70

- Chuẩn bị về mặt tổ chức: + Tiến hành lập các đội sản xuất, các đội vận chuyển. + Tổ chức hệ thống thong tin tín hiệu, báo trí, điện thoại. - Chuẩn bị về mặt kỹ thuật Nghiên cứu hồ sơ thiết kế, kiểm tra bổ sung các tài liệu về mặt khí hậu địa chất thủy văn, nguồn vật liệu xây dựng ở trong vùng, tình trạng giao thông, khả năng tuyển mộ công nhân, kiểm tra lại trăc dọc, phục hồi lại các cọc. hành phân bố các xí nghiệp xây dựng. + Làm khô vùng xây dựng: tiến hành làm khô vùng xây dựng ở những nơi lầy lội ngập nước bằng các biện pháp: làm rãnh thoát nước mặt, đắp bờ bao ngăn nước,… + Xây dựng đường tạm: tốt nhất xây dựng dọc theo tuyến nằm trong vùng chiếm dụng đất, triệt để sử dụng các tuyến đường có sẵn và chọn loại kết cấu mặt đường phù hợp với khối lượng vận chuyển và thời gian sử dụng. công.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

5.3. Thi công nền đường

5.3.1. Các công tác trong thi công nền đường

- Thi công nền đường chính tuyến, nền đường ở ga, đường tránh, nền đường

cho yếu cầu nghiệp vụ đầu máy toa xe, lập và giải thể đoàn tàu.

- Thi công các công trình thoát nước: rãnh dọc, rãnh ngang, rãnh đỉnh, rãnh

ngầm, mương dẫn nước,…

- Các công trình phòng hộ: kè, đập, hố đào, tường chắn,…

- Những đoạn nền đường đặc biệt như chỗ giao cùng mức với đường ô tô

(đường ngang), nền sân ga, bãi hang,…

5.3.2. Điều phối đất

1. Khái niệm: là quá trình tính toán để sao cho vận chuyển đất từ nền đào xuống nền đắp hay lấy đất từ mỏ đất, hố đấu 2 bên đường để đắp là hợp lý và kinh tế nhất.

2. Trình tự điều phối:

- Chia trắc dọc ra thành từng đoạn chuyển đất ngang hay dọc

- Dự tính khối lượng và cự ly vận chuyển từ nền đào đến nền đắp hoặc đến nơi

đổ đống.

- Xác định vị trí nền đắp phải lấy đất ở ngoài (mỏ đất, hố đấu), khoảng cách, cự

ly vận chuyển.

- Chọn phương pháp đào, máy móc thi công, công cụ và phương tiện vận

chuyển.

- Đưa ra nhiều phương án so sánh sau đó lựa chọn phương án tốt nhất.

5.3.3. Trình tự thi công nền đường đào

- Nếu đất rắn thì tiến hành cày xới trước khi đào, cày xới theo từng lớp từ 15

đến 50cm.

- Đào theo từng lớp từ phía thấp lên cao (để dễ thoát nước), đào theo từng

luống (rãnh) dọc hoặc theo cả trắc ngang.

- Vận chuyển đất xuống nền đắp hoặc chỗ đổ quy định.

71

Một số lưu ý khi thi công nền đào:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

+ Đào được một vài lớp thì tiến hành gọt sửa taluy ngay (nếu để khi đào quá

sâu taluy cao thì sửa chữa khó hơn).

+ Luôn đo đạc kiểm tra độ chính xác của nền đào: kích thước, vị trí tim đường,

độ dốc taluy,…

+ Ở những đoạn đào dài và sâu thì phải làm đường lên xuống cho máy thi công, các đường cách nhau từ 60 đến 120m. Khi thi công xong phải xóa bỏ và sửa mái taluy.

+ Phải khơi mương rãnh để thoát nước ngay trong quá trình thi công.

+ Khi đào gần đến cao độ thiết kế thì phải tiến hành kiểm tra đất nền, nếu đất

nền tự nhiên chất lượng kém thì cần phải tiến hành xử lý: cày xới sau đó đầm chặt.

+ Nếu đất mặt nền đào khó thấm nước và dễ bị trương nở khi mưa (đất nhão,

bùng nhùng) thì tiến hành tạo mui luyện cho nền đường.

+ Khi đào tới cao độ thiết kế thì tiến hành đào rãnh biên và rãnh đỉnh ngay.

+ Nếu nền đào là đất lẫn các lớp cuội kết hay đá cứng không đào được bằng máy thì dung mìn nổ phá theo từng lớp hoặc dùng phương pháp thi công đào bằng búa căn cho đến chiều sâu gần với cao độ thiết kế sau đó chỉnh sửa cho đúng trắc ngang thiết kế.

5.3.4. Trình tự thi công nền đắp

- Nếu mặt đất tự nhiên có nhiều chỗ lồi lõm, mấp mô thì phải tiến hành san gạt,

lấp bằng rồi đầm chặt để máy thi công qua lại.

- Lấy đất từ nền đào hoặc từ bên ngoài (mỏ đất, hố đấu) vận chuyển đến nền

đắp.

- Đổ đất và san bằng theo thứ tự từng lớp.

- Đầm lèn đến độ chặt yêu cấu.

Lưu ý:

+ Trong quá trình đắp: luôn đo đạc kiểm tra kích thước, cao độ, vị trí, lên khuôn dần để đắp, kiểm tra chất lượng đắp theo từng lớp (độ chặt K, thành phần đất).

+ Khi đắp và lu lèn xong từng lớp thì báo tư vấn giám sát để kiểm tra chất

72

lượng và kích thước hình học, khi đạt yêu cầu mới được đắp lớp tiếp theo.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

5.4. Thi công đặt ray.

5.4.1. Khái niệm

- Công tác đặt ray yêu cầu kỹ thuật và độ chính xác cao do đó cần phải có: + Kỹ sư, lao động lành nghề tập hợp trong các tổ chức chuyên nghiệp đảm

- Đây là hạng mục quan trọng trong TCĐS mang tính đặc thù, sau khi đặt ray người ta có thể sử dụng ngay đường đã đặt ray để phục vụ TC (đối với đường cấp độ cao thì người ta không cho phép sử dụng đường đã đặt ray để phục vu TC) do vậy người ta nên người ta nên tổ chức đặt ray sớm. Trong thực tế khi làm đoạn đường đủ dài sau khoảng 2 – 3 tuần người ta làm công tác đặt ray. - Công tác đặt ray là một công tác nặng nhọc do đó trong TC đặt ray người ta sử dụng rất nhiều loại máy móc, thậm chí trong TC đặt ray thủ công người ta vẫn sử dụng các loại máy móc chính. nhiệm. + Các thiết bị kiểm tra phải đầy đủ.

5.4.2. Công tác chuẩn bị nền đường trước khi đặt ray.

- Đối với nền đường công tác tu sửa trước khi đặt ray tiến hành theo 2 mặt: + Tu sửa trắc dọc nền đường tiến hành theo bảng tu sửa mặt cắt dọc. + Tu sửa theo trắc ngang nền đường: tiến hành theo hình dạng, kích thước nền

đường đã quy định.

Đồng thời phải tiến hành phát hiện những hư hỏng của nền đường để tiến hành

xử lý ngay trước khi đăt ray.

- Trong trường hợp nền đường đắp quá cao hoặc đào chưa hết hết bề dày quá 5cm thì phải quốc bớt đi. Ngược lại nền đường đắp quá thấp hoặc đào vượt quá 10cm người ta phải đắp bổ sung, đất đắp vào phải gống lớp đất bên dưới và phải thỏa mãn đúng các tính chất.

- Sau khi nhận các cọc chi tiết của đơn vị thi công nền đường người ta phải củng cố các cọc đồng thời bổ sung một số các cọc chi tiết. Thông thường đối với đường sắt quy định:

73

+ Trên đường thẳng 50m/cọc. + Trên đường cong 20m/cọc. Dựa vào các cọc chi tiết này người ta lên trắc ngang và đặt ray. Đặc biệt cần chú ý đến của đường cong nối dốc đứng.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Để đặt ray tại khu vực đầu cầu được an toàn không làm hư hỏng kết cấu cầu và kết cấu tầng trên của đường sắt người ta phải rải lớp đá dày tối thiểu 10cm trên một đoạn đầu cầu dài 25m. Trên cầu bê tông có máng đá balat trên đó bắt buộc phải rải trước lớp đá lót dày tối thiểu 10cm.

- Đối với nền đào đá hay nền đường đắp đá trước khi đặt ray phải rải lớp đá

đày 10cm để giảm bớt áp lực nền đường.

- Trước khi đặt ray người ta phải san phẳng chỗ lồi lõm của mặt nền đường và được kiểm tra bằng thước 3m, đồng thời người ta phải nhặt hết các phần rác hữu cơ ở trên mặt đỉnh nền đường.

5.4.3. Yêu cầu kỹ thuật đặt ray.

Công tác đặt ray cần phải tiến hành đúng theo QPKT thi công đặt ray. Thông

Tại các vị trí không có khả năng chịu lực xung kích thì không được bố trí mối

thường yêu cầu với phần đặt ray như sau: - Tà vẹt: phài xếp bằng một đầu để đảm bảo mỹ quan, trên đường thẳng đầu bằng được xếp về phía bên trái lý trình đi tới, trên đường cong đầu bằng được xếp về phía ray lưng, trên đoạn đường sắt kề với đường ô tô đầu bằng được xếp về phía đường ô tô, trong ga đầu bằng được xếp về phía nhà ga. - Đường ray: tim đường ray phải trùng với tim nền đường, nến có sai lệch về vị trí thì sai lệch đó không quá 5cm đối với đường sắt thông thường, đối với đường sắt cao tốc thì độ sai lệch đó không quá 2,5cm. - Mối nối: hai mối nối so le nhau tối đa là: trên đường thẳng là 30mm, ở trong đường cong là 30mm + ½ độ rút ngắn. Nếu không có ray ngắn tiêu chuẩn để sử dụng trong đường cong thì có thể dùng mối nối so le, khi đó khoảng cách chênh nhau giữa hai mối nối phải > 3m. nối vào vị trí đó, VD: khe co dãn của cầu, hai đầu dầm thép và dầm gỗ,... - Độ nghiêng của đế ray: độ nghiêng của đế ray là 1/20 vào phía lòng đường và

1 12

1 60

] và được thực hiện bằng phải đảm bảo độ nghiêng luôn nằm trong khoảng [

- Khoảng cách hai ray S0: khoảng cách hai ray phải đúng theo quy định và sai

cách bào gọt tà vẹt hoặc sử dụng tấm đệm thép khi sử dụng tà vẹt gỗ, đối với tà vẹt BTCT thì độ nghiêng được tạo sẵn trên bề mặt tà vẹt. Kiểm tra độ nghiêng bằng vệt sáng trên mặt đỉnh ray. số cho phép như sau:

6  2

 mm

74

+ Với khổ đường 1435mm là: S0

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

4  2

 mm

+ Với khổ đường 1000mm là: S0

Khoảng cách ray đường ghi ở chỗ chẻ lưỡi ghi cho phép sai số như sau:

3  2

Với khổ đường 1435mm là:

 mm  mm - Ray bảo vệ: tùy theo vị trí từng chỗ mà bố trí ray bảo vệ ở phía trong hay phía

Với khổ đường 1000mm là: 2  1

Những vị trí sau phải theo quy định bố trí ray bảo vệ trong hai thanh ray: + Đường giao nhau trên mặt bằng. + Trên cầu cong bán kính ≤ 1000m. + Trên cầu mà dốc lớn và dài. + Trên cầu mà bán kính đường cong ở đầu cầu ≤ 500m. + Trên đường cong bán kính nhỏ. - Cao độ đỉnh hai ray: đỉnh hai ray cùng thuộc mặt phảng nằm ngang tuy nhiên

ngoài 2 thanh ray. người ta cũng cho sai số cho phép chênh cao là 4mm/200m. - Đá ba lát: dựa theo QPTK thi công rải đá trên đường sắt mà tiến hành đầm nén cho chặt, cần chú ý đến khu vực xung yếu: vị trí mối nối ray, mố cầu, giao đường bộ đồng mức.

5.4.4. Đặt ray thủ công.

*Pham vi áp dụng: Thi công đoạn ngắn yêu cầu kỹ thuật không cao (đường vào nhà máy, bến cảng, hầm mỏ,...). Phương pháp này đạt hiệu quả khi sử dụng tà vẹt gỗ, nguồn nhân lực dồi dào.

Căn cứ vào tiến độ và lý trình mà tính ra số tà vẹt và các phụ kiện khác. Sau đó

a. Tính số vật tư: lập ra bảng tính khối lượng vật tư cho từng ngày, cung cấp cho từng lý trình.

b. Lập đoàn tàu chở vật liệu: Tùy theo tiến độ đặt ray mà lập đoàn tàu. Vật liệu xếp lên xe phải đúng theo lý trình và thứ tự: Vật liệu sử dụng trước thì đặt lên các toa xe đầu tiên, trên các toa xe vật liệu sử dụng trước đặt lên phía trên. Thông thường người ta thành lập đoàn tàu theo trình tự sau:

Toa1: tà vẹt => toa 2: ray => toa 3: phụ kiện => toa 4: tà vẹt => toa 5: ray

75

c. Chở vật liệu ra hiện trường: Đoàn tàu chở vật liệu sử dụng đầu máy loại nhỏ. Đoàn tàu chở vật liệu phải có mặt tại hiện trường trước giờ làm việc, đẩy các toa vật liệu đến sát đầu đường ray đã đặt.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

d. Xả vật liệu: Xả vật liệu theo đúng lý trình và xả sang hai bên đường, việc xả vật liệu sao cho không làm hư hỏng mặt nền đường và xả sao cho thuận lợi cho việc bốc dỡ sau này. Lực lượng xả vật liệu tùy theo năng xuất đặt ray hàng ngày để bố trí và dùng những dụng cụ là: xà beng, đòn kê, kìm, gỗ đệm,...

e. Bốc vật liệu lên xe goong và vận chuyển quá độ từ vị trí xả đến đầu đường cần đặt: Để vận chuyển vật liệu từ vị trí xả đến đầu đường cần đặt người ta sử dụng xe goong, mỗi xe goong có thể vận chuyển được từ 20 – 24 thanh tà vẹt, 8-10 thanh ray tùy theo từng loại. Vật liệu bốc lên xe goong phải theo thứ tự. Đội hình của xe goong được bố trí như sau: 2 xe chở vật liệu => xe chở ray => xe chở tà vẹt => xe chở phụ kiện.

f. Rải vật liệu và liên kết đường ray. - Đánh dấu vị trí từng thanh tà vẹt trên nền đường bằng cách căng dây, sau đó đẩy xe goong chở tà vẹt ra nhấc tầng thanh tà vẹt xuống đặt đúng vị trí, sau khi xếp tà vẹt từ 2-3 cầu ray người ta nhấc xe goong chở tà vẹt sang hai bên đường, sau đó đẩy xe goong chở ray ra và nhấc từng thanh ray đặt lên trên tà vẹt. Liên kết sơ bộ đảm bảo an toàn các xe goong có thể tiến lên. - Sau khi đãt đặt được đoạn đường đủ dài người ta bắt đầu liên kết chính thức. - Trình tự: Xê dịch tà vẹt vào đúng vị trí => kích ray lên và đặt tấm đệm => lắp đủ các bu lông và liên kết chặt tại các vị trí mối nối => tiến hành đóng đinh, trong quá trình đóng phải thường xuyên kiểm tr cự ly để điều chỉnh.

- Ray đặt xong khoảng được 150 – 200m phải tu sửa đường ray để đoàn tàu

- Nội dung: + Bắn giật tim đường theo đúng vị trí của nó. Ở trong đường cong người ta giật

g. Tu sửa đường đã đặt. công vụ chạy được với vận tốc 8 – 10 km/h. theo từng dây cung. + Điều chỉnh cự ly ray. + Điều chỉnh vị trí tà vẹt. + Kiểm tra và sửa sang các liên kết: đinh, bu lông,...

5.4.5. Phương pháp đặt ray bằng cần cẩu Poctik.

* Phạm vi áp dụng: dùng đặt đường trong trường hợp mức độ cơ giới hóa chưa

76

cao. * Cấu tạo:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

4

4

2

3

7

m m 0 0 0 4

1

5

5

5

5

5

6

6

- Cần cẩu poctik chạy trên hai ray phụ đặt 2 bên lề đường. - Di chuyển chủ yếu dùng sức người.

Cấu tạo cần cẩu poctik

1. Tời quay 2. Dàn chịu lực 3. Móc cẩu ray

4. Ròng rọc 5. Bánh xe nhỏ 6. Ray phụ 7. Cầu ray

* Thao tác:

- Đoàn tàu chở cầu ray có đầu máy đẩy tiến ra hiện trường, thường có 2 toa

- Công nhân đẩy cần cẩu poctik chạy trên ray phụ đến tao xe đầu tiên lấy 1

- Cần cẩu có cầu ray di chuyển lên phía trước và đặt cầu ray này trên đường

mỗi toa chở 4 cầu ray. cầu ray. đã chuẩn bị sẵn. - Cần cẩu lùi lại phía toa xe chở cầu ray để tiếp tục chu kỳ như trước.

5.4.6. Tu sửa đường ray sau khi đặt.

- Sau khi tu sửa được một lượt thì giao cho công nhân ở khu gian giữ gìn để

- Trong công tác tu sửa đường, đội tu sửa cần áp dụng những phương pháp

77

- Đường sau khi đặt ray cần phải cho đoàn tàu vật liệu và các đoàn tàu vận chuyển nhiên liệu, thực phẩm chạy cho nên sau khi đặt ray cần biên chế và tổ chức thành đội tu sửa tuyển đường để nâng cao tốc độ tàu chạy. tiến hành tu sửa hàng ngày. TC đặc biệt như: kích đường, đầm nén, bắn dịch đường,...

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Song song với việc sửa chữa thường xuyên cần phát hiện rãnh đá đường và

tìm mọi biện pháp xử lý.

5.5. Rải đá.

5.5.1. Khái niệm chung.

1. Địa vị công tác rải đá – vật liệu làm đá lát.

- Địa vị (vai trò): + Công tác rải đá là công tác quan trọng trong TCĐS khi kết thúc công tác rải

+ Rải đá là công tác nặng nhọc phức tạp yêu cầu độ chính xác cao. - Vật liệu làm đá lát: cát, thạch anh kích thước hạt từ 0,1 – 0,3mm, đá sỏi

đá về cơ bản thì đã hoàn thành. + Sau khi rải đá xong cần phải đảm bảo các đoàn tàu công vụ chạy với tốc độ cao, đồng thời không làm hư hỏng kết cấu tầng trên và nền đường dẫn đến làm giảm chi phí vận chuyển. kích thước hạt từ 3 – 60mm, đá dăm kích thước hạt 40 – 60mm và cát hạt to.

- Công tác rải đá được tiến hành theo từng lớp một, tùy theo chiều đày lớp đá

+ Nhược điểm: giá thành vận chuyển đá bằng ô tô để rải lớp đá đầu là cao so

78

2. Cách thức rải đá, nội dung rải đá. khác nhau mà có thể hoàn thành công tác rải đá làm 2 hoặc 3 lần. - Nếu đường là tà vẹt gỗ chiều dày lớp đá lát 25cm có thể rải làm 2 lớp: lớp thứ nhất chịu lực chính dày 15 – 25cm cho đoàn tàu công vụ chạy qua khoảng 10 lần đầm lèn sau đó mới rải lớp đá thứ 2. Nếu chiều dày lớp đá lót 35cm có thể rải làm 3 lớp, lớp đầu là lớp đệm, lớp còn lại là lớp chính chịu lực. - Tùy theo tình hình cụ thể từng tuyến một mà có thể đặt ray trước hay rải đá trước đặt ray sau. Trình tự đặt ray đặt ray trước rải đá sau là hình thức thông dụng khi xây dựng tuyến mới. + Ưu điểm: lợi dụng ngay đường sắt mới đặt ray để vận chuyển đá + Nhược điểm: tốc độ chạy tàu chậm và có thể làm hư hỏng nền đường. - Một số tuyến mỏ đá ở gần, phương tiện vận chuyển dễ dàng người ta có thể sử dụng ô tô và các phương tiện khác vận chuyển đá để rải một lớp trước khi đặt ray. + Ưu điểm: tàu chạy trên đường ray đã có đá nên có thể đạt tốc độ cao, tránh làm hư hỏng mặt đỉnh nền đường. với vận chuyển bằng đường sắt. * Nội dung công tác rải đá:

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Tổ chức khai thác đá ở mỏ. - Tổ chức vận chuyển đá ra tuyến và xả đá xuống đường. - Tổ chức công tác rải đá trên tuyến: vào đá lòng đường, chèn đá, thêm đá

cho đầy khoang tà vẹt,...

5.5.2. Tổ chức chuyển đá ra tuyến và dỡ đá xuống đường.

1. Sơ đồ vận chuyển đá.

- Đá được vẩn chuyển đến đầu xa nhất thuộc phạm vi cung cấp của mỏ đá và

Má ®¸

i

n a g i ê h t g n a h T

a. Sơ đồ vận chuyển đá theo chiều bãi lấy đá (sơ đồ 1). rải đá từ đó về gần mỏ.

- Ưu điểm: các đoàn tàu chở đá không cắt qua đội hình chèn đá, vào đá nên

không làm giảm năng suất của việc chèn đá và vào đá. - Nhược điểm: việc vận chuyển đá luôn đi trên đường chưa có đá dẫn đến làm giảm tốc độ vận chuyển, tăng số lượng đầu máy toa xe => tăng chi phí, đồng thời làm hỏng kết cấu tầng trên và nền đường. - PVAD: thi công tuyến ngắn và thi công vào mùa khô.

79

b. Sơ đồ vận chuyển đá từ bãi lấy đá đi (sơ đồ 2). - Đá được vận chuyển từ đầu đường gần mỏ đá nhất và rải đi.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

Má ®¸

i

n a g i ê h t g n a h T

- Ưu điểm: việc vận chuyển đá luôn đi trên nền đường đã có đá => tốc độ vận

- Nhược điểm: việc vận chuyển cắt qua đội hình chèn đá, vào đá dẫn đến

chuyển cao và không làm hư hỏng kết cấu tầng trên và nền đường. năng suất thấp.

- Trên từng khu gian thì người ta sử dụng sơ đồ1, xét tổng thể trên toàn tuyến

Má ®¸

i

n a g i ê h t g n a h T

c. Sơ đồ vận chuyển hỗn hợp. thì người ta dùng sơ đồ 2.

- Ưu điểm: đoàn tàu vận chuyển đá không vượt quá một khu gian mà không

- Nhược điểm: đội công nhân rải đá luôn phải di chuyển từ khu gian này sang

làm gián đoạn đội công nhân rải đá ở đoạn trước. khu gian khác.

2. Tính số lượng đoàn tàu vận chuyển đá.

- Căn cứ tính toán: + Căn cứ vào tiến độ rải đá hàng ngày mà xác định được khối lượng đá cần

80

thiết hàng ngày và cự ly vận chuyển. + Căn cứ vào năng lực máy móc thiết bị của đơn vị thi công.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

. gP

i

)

F kp

p

Q

+ Căn cứ vào thông số cụ thể của tuyến: bình diện, trắc dọc, độ dốc ip,... - Cách tính: + Khối lượng đoàn tàu ở khu gian khó khăn nhất:

i

,  0 ).

g

.2,1(

p

.2,1.( ,,  0

N

, (T)

=> Số chuyến tàu: => Khối lượng hàng của đoàn tàu QH. + Tính khối lượng đá cần thiết hàng ngày G (m3). G . HQ

+ Từ cự ly vận chuyển và các yếu tố khác ta tính được chu kỳ vận chuyển T =>

số đoàn tàu.

3. Tổ chức dỡ đá xuống đường.

* Nguyên tắc: - Dỡ đá phải đầy đủ số lượng yêu cầu tại mỗi vị trí, không quá nhiều và cũng

* Xả đá bằng toa xe tự xả (toa xe chuyên dùng). - Loại toa xe tự xả là một thiết bị chuyên môn có hiệu suất cao, có thể giải

81

không quá ít. - Phải làm nhanh để giải tỏa khu gian cho đoàn tàu khác vào. * Dỡ đá khi sử dụng toa xe trần: - Dỡ đá thủ công: Bố trí khoảng 4-6 người dùng quốc xẻng gạt đá từ toa xe xuống lề đường, phương pháp này năng suất thấp, lao động thủ công nặng nhọc. Áp dụng cho thi công đại tu sửa chữa, thi công tuyến ngắn. - Dỡ đá bằng máy: trên xe bằng phổ thông người ta đặt lên một chiếc máy dỡ đá đơn giản, phương pháp này nâng cao năng suất dỡ đá, giảm lao đông nặng nhọc, rút ngắn được thời gian dỡ đá. quyết được vấn đề hạn chế được số lượng đá đổ và vị trí đổ đá. - Loại toa xe này có thể giải quyết được số lượng đá đổ ở mỗi lớp không nhiều quá để ròi phải bốc đi hoặc ít qúa phải bổ sung thêm vào, giảm công tác hớt đá từ vai đường vào hông tà vẹt.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

cöa x¶ ngoμi

cöa x¶ trong

Toa xe chuyên môn

- Cửa đổ đá người ta bố trí dưới đáy xe bằng. Có 2 mang, mỗi mang có 2 cửa khoang, các cửa có van đóng mở. Có thể điều khiển cho van chạy sang trái hay phải tùy theo vị trí cần đổ đá. - Có 2 chế độ: + Chế độ di chuyển + Chế độ xả đá, lúc này trọng tâm toa xe được hạ thấp xuống.

5.5.3. Rải đá.

- Tu sửa nền đường đặc biệt ở các khu vực nền đường bị hư hỏng lồi, lõm có

- Tu sửa lại đường ray: đóng lại đinh, xiết chặt các bu lông. - Tiến hành đóng cọc mốc ở lề đường làm căn cứ cho việc kích đường, chèn đá.

1. Công tác chuẩn bị cho rải đá ở lớp thứ nhất. khả năng bị tụ nước. Mỗi đầu ray người ta đóng 1 cọc, trong đường cong người ta đóng về phía bụng. - Dọn dẹp các kết cấu vật liêu thừa ra ngoài phạm vi nền đường.

2. Rải đá thủ công.

* Phạm vi áp dụng: thi công tuyến ngắn tiêu chuẩn thấp và khi thi công đại tu

* Trình tự thi công: - Chuẩn bi: về mặt nhân lực, dụng cụ, dọn mặt bằng thi công ,... - Kích đường, đồng thời điều chỉnh vị trí của tà vẹt vuông góc với tim đường,

82

sửa chữa. khoảng cách giữa các tim tà vẹt phải đúng theo khoảng cách thiết kế.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT

ĐƯỜNG SẮT – KTXD

- Tiến hành vào đá, bổ sung đá vào khu vực lòng đường, bổ sung đúng số

- Chèn đá dưới tà vẹt, trong quá trình chèn người ta tiến hành chèn nhiều lần

- Tiến hành giật đường: tùy theo lượng giật mà người ta có thể tiến hành bố trí

+ Nếu lượng giật lớn thì tiến hành giật trước khi chèn đá. + Nếu lượng giật nhỏ thì tiến hành giật sau khi chèn đá. - Sửa chữa đường: đây là công tác cuối cùng của rải đá, sửa lại các liên kết,

83

- Xếp đá kê vào phía dưới tà vẹt giữ cao độ của đoạn vừa kích, chiều cao mỗi lần kích không quá 15cm để đảm bảo cho các bộ phận của kết cấu tầng trên không bị hư hỏng. lượng cần thiết, lượng đá phải đồng đều. (khoảng 2-3 lần). như sau: làm khô lòng đường và chống đọng nước trên tà vẹt.

ThS. NGUYỄN ĐỨC TÂM – BỘ MÔN ĐƯỜNG SẮT