Báo cáo khoa học: "Tính toán giá trị nhiệt độ biến thiên cho phép [?t], nhiệt độ đặt đ-ờng [tđmax, tđmin] và nhiệt độ khóa đ-ờng [tk] của đ-ờng sắt không mối nối trên Tuyến đ-ờng sắt Hà Nội - TP HCM"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

59
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo đề cập đến vấn đề công nghệ thi công đặt ray hàn liền đảm bảo ổn định khi nhiệt độ thay đổi. Bởi vậy cần tính toán sự biến thiên của nhiệt độ [?t], nhiệt độ đặt ray tdmax, tdmin của từng vùng có khí hậu thay đổi trên tuyến đ-ờng sắt Hà nội - Thành phố Hồ Chí Minh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Tính toán giá trị nhiệt độ biến thiên cho phép [?t], nhiệt độ đặt đ-ờng [tđmax, tđmin] và nhiệt độ khóa đ-ờng [tk] của đ-ờng sắt không mối nối trên Tuyến đ-ờng sắt Hà Nội - TP HCM"

TÝnh to¸n gi¸ trÞ nhiÖt ®é biÕn thiªn cho phÐp [Δt], nhiÖt ®é ®Æt ®−êng [t®max, t®min] vμ nhiÖt ®é khãa ®−êng [tk] cña ®−êng s¾t kh«ng mèi nèi trªn TuyÕn ®−êng s¾t Hμ Néi - TP HCM pgs. TS. nguyÔn thanh tïng Bé m«n §−êng s¾t - §H GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o ®Ò cËp ®Õn vÊn ®Ò c«ng nghÖ thi c«ng ®Æt ray hμn liÒn ®¶m b¶o æn ®Þnh khi nhiÖt ®é thay ®æi. Bëi vËy cÇn tÝnh to¸n sù biÕn thiªn cña nhiÖt ®é [Δt], nhiÖt ®é ®Æt ray tdmax, tdmin cña tõng vïng cã khÝ hËu thay ®æi trªn tuyÕn ®−êng s¾t Hμ néi - Thμnh phè Hå ChÝ Minh. Summary: The article mentions on executive technology for laying seamlees rails, ensuring stability in changed temperature. Thus, it's neccessary to calculate temperature variation (Δt), road-lock temperature (tk), maximum and minimum railing temperatures (tdmax, tdmin) of each changed climate region along Hanoi - Hochiminh city railway. h− chóng ta ®· biÕt, viÖc sö dông kÕt cÊu ®−êng s¾t kh«ng mèi nèi (§SKMN) trong N ch¹y tµu trªn ®−êng s¾t cÇn ®Æc biÖt quan t©m ®Õn yªu cÇu vÒ æn ®Þnh, trong ®ã æn ®Þnh tÜnh d−íi t¸c dông cña lùc nhiÖt ®é (Pt) ®ãng vai trß quan träng. VÒ mÆt kü thuËt, æn ®Þnh tÜnh d−íi t¸c dông cña lùc nhiÖt ®é phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè, trong ®ã cã yÕu tè c¬ b¶n ph¶i kÓ ®Õn lµ: - §iÒu kiÖn b×nh ®å: chñ yÕu lµ b¸n kÝnh cong (R) vµ sai lÖch ngang ngÉu nhiªn ban ®Çu cña ®−êng (V = V(x)). - §iÒu kiÖn vÒ kÕt cÊu tÇng trªn, chñ yÕu bao gåm: Khung ray - Tµ vÑt: §−îc thÓ hiÖn qua ®é cøng chèng uèn theo ph−¬ng ngang cña ®−êng (EJ) vµ ®é hao mßn ray. Phô kiÖn liªn kÕt ray víi tµ vÑt: ThÓ hiÖn th«ng qua gi¸ trÞ trung b×nh cña hÖ sè m« men c¶n ray quay trªn tµ vÑt (mo). Lo¹i tµ vÑt, líp ®Öm ®µn håi: ThÓ hiÖn qua gi¸ trÞ trung b×nh cña m« ®un ®µn håi nÒn theo ph−¬ng ngang (mu). - §iÒu kiÖn nhiÖt ®é cho phÐp trong c«ng nghÖ ®Æt ®−êng, bao gåm: NhiÖt ®é biÕn thiªn cho phÐp [Δt] øng víi b×nh ®å tuyÕn vµ kÕt cÊu tÇng trªn cña ®−êng. NhiÖt ®é ®Æt ®−êng lín nhÊt (t®max), nhá nhÊt (t®min) ë tõng khu vùc tuyÕn ®i qua. NhiÖt ®é khãa ®−êng (tk). Sù h×nh thµnh 3 lo¹i nhiÖt ®é trªn lµ do hµn liÒn ray khi nhiÖt ®é cµng t¨ng hoÆc gi¶m th× ray cµng gi·n në hoÆc co nhiÒu h¬n trong mét ®o¹n co gi·n (®o¹n AB).
Trong ®o¹n co gi·n AB cã trÞ sè ph¶n lùc däc (p) cña líp ®¸ ba l¸t, lµ h»ng sè kh«ng tÝnh ®Õn ®é lín cña ®é dÞch chuyÓn cña cÇu ray th× ®é co d·n cña ray hµn liÒn t¹i bÊt cø ®iÓm nµo hoÆc t¹i ®iÓm cuèi cïng cña ray ®−îc thÓ hiÖn trªn s¬ ®å tÝnh to¸n H×nh 1. S¬ ®å tÝnh ®é co gi·n cña §SKMN. ®é co d·n cña §SKMN (h×nh 1). §é co gi·n t¹i ®iÓm x bÊt kú nµo ®ã trªn mÆt c¾t cña ®−êng s¾t kh«ng mèi nèi lµ Δλ trªn ®o¹n dx. Khi nhiÖt ®é chªnh lÖch ®Æt ray lµ t0C th× ®é gi·n në tù do dx lµ βt.dx. VËy ®é co gi·n dδ ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: P − Px P( x) dδ = βt.dx - dx = t dx (1) EF EF Pt − Px x x ∫ dδ = ∫ y= (2) dx EF 0 0 ë ®©y Pt = E.Fβt vµ ®é d·n në cña ray t¹i ®iÓm x lµ y. Lùc nhiÖt ®é cho phÐp [P] ®−îc x¸c ®Þnh t−¬ng øng víi c¸c gi¸ trÞ cña R, EJ, m0 vµ ®é mßn cña ray theo c«ng thøc sau: [P] = 2αtEF[Δt] (3) trong ®ã: αt - hÖ sè gi·n në cña thÐp; E - m« ®un ®µn håi cña thÐp; [Δt] - gi¸ trÞ nhiÖt ®é biÕn thiªn; [P] - lùc nhiÖt ®é cho phÐp lín nhÊt khi ®Æt §SKMN. KÕt qu¶ tÝnh nhiÖt ®é biÕn thiªn cho phÐp lín nhÊt ®−îc tÝnh trong b¶ng 1. Ray P50 ®é mßn b»ng 0 mm B¶ng 1 R(m) mu [Δt](0) (T/m2) ∞ 100 200 300 400 600 800 1000 1500 450 15,31 16,47 17,10 18,35 22,23 24,68 26,20 28,53 32,30 545 17,29 18,68 19,39 20,81 25,18 28,01 29,56 32,26 36,50 975 25,16 27,06 28,04 30,11 36,42 40,48 42,77 46,56 52,57 1130 27,66 29,76 30,81 33,07 40,01 44,47 47,06 51,02 57,67 1250 29,50 31,67 32,93 35,27 42,67 47,29 50,13 54,36 61,45 1540 33,57 36,25 37,51 40,28 48,57 54,08 57,07 62,10 69,76 1670 35,38 38,17 39,62 42,44 51,05 56,75 59,95 65,16 73,57 2000 39,67 42,65 44,27 47,35 57,18 63,51 67,17 72,81 82,02 2410 44,56 47,92 49,79 53,18 64,23 71,27 75,45 81,89 92,13 2620 47,03 50,59 52,49 56,18 67,77 75,20 79,50 86,25 97,00
TiÕp b¶ng 1. Ray P43 ®é mßn b»ng 0 mm R(m) mu [Δt](0) (T/m2) ∞ 100 200 300 400 600 800 1000 1500 450 15,55 16,72 17,36 18,54 22,46 24,95 26,55 28,75 32,62 545 17,50 18,84 19,55 20,95 25,53 28,37 29,88 32,64 36,63 975 25,43 27,36 28,38 30,40 36,64 40,80 43,01 46,88 52,85 1130 27,92 30,05 31,17 33,37 40,17 44,77 47,22 51,43 57,79 1250 29,78 31,93 33,08 35,46 42,99 47,57 50,32 54,62 62,56 1540 34,04 36,58 37,98 40,46 48,85 54,20 57,30 62,12 69,90 1670 35,58 38,32 39,77 42,57 51,38 57,01 60,28 65,29 73,59 2000 39,81 42,96 44,57 47,58 57,50 63,79 67,43 73,01 82,24 2410 44,77 48,30 50,00 53,60 64,60 71,62 75,56 81,92 92,05 2620 47,22 50,78 52,82 56,35 68,07 75,20 79,45 86,18 96,81 Ray P43 ®é mßn b»ng 6 mm R(m) mu [Δt](0) (T/m2) ∞ 100 200 300 400 600 800 1000 1500 450 16,23 17,48 18,11 19,34 23,52 26,14 27,70 29,98 34,03 545 18,26 19,78 20,53 22,00 26,48 29,58 31,10 34,03 38,25 975 26,51 28,45 29,61 31,70 38,21 42,43 44,99 48,74 55,07 1130 29,11 31,31 32,51 34,81 42,04 46,54 49,18 53,59 60,15 1250 31,06 33,28 34,49 37,12 44,67 49,57 52,60 57,09 64,27 1540 35,25 37,90 39,39 42,37 50,58 56,37 59,70 64,68 72,89 1670 37,15 40,16 41,68 44,29 53,54 59,38 62,78 68,02 76,64 2000 41,64 44,66 46,43 49,59 59,77 66,46 70,25 75,99 85,64 2410 46,82 50,34 52,23 55,86 67,17 74,45 78,62 85,31 95,84 2620 49,20 52,91 54,84 58,64 70,68 78,61 82,76 89,80 100,88 NhiÖt ®é ®Æt ®−êng lín nhÊt (t®max) vµ nhá nhÊt (t®min) ë khu vùc tuyÕn Hµ Néi – TP Hå ChÝ Minh c¨n cø vµo sè liÖu ®iÒu tra cña tæng côc khÝ t−îng thuû v¨n cÊp n¨m 2000. VÒ diÔn biÕn cña nhiÖt ®é kh«ng khÝ tõng ngµy trong nhiÒu n¨m cña khu vùc tuyÕn ®i qua, tõ ®ã x¸c ®Þnh nhiÖt ®é kh«ng khÝ lín nhÊt (tkkmax), nhá nhÊt (tkkmin) trong n¨m cña tõng vïng vµ nhiÖt ®é ray lín nhÊt (tmax), nhá nhÊt (tmin) trong n¨m. Trªn c¬ së ®ã tÝnh ®−îc nhiÖt ®é trung hßa vµ x¸c ®Þnh ®−îc nhiÖt ®é ®Æt ®−êng lín nhÊt (t®max), nhá nhÊt (t®min). KÕt qu¶ tÝnh ®−îc cho tuyÕn ®−êng s¾t Hµ Néi – TPHCM ghi ë b¶ng 2. Khi thi c«ng ®Æt ®−êng phô thuéc vµo biÓu ®å tµu ch¹y, nªn cÇn ph¶i x¸c ®Þnh thêi gian khãa ®−êng (tk) ®Ó trong ray kh«ng ph¸t sinh øng suÊt nhiÖt (σt = 0). ViÖc chän nhiÖt ®é khãa ®−êng (tk) lµ c¨n cø vµo sè liÖu thèng kª vµ nhiÖt ®é kh«ng khÝ tõng ngµy trong th¸ng cña nhiÒu n¨m ë khu vùc sÏ ®Æt §SKMN, kÕt hîp víi nh÷ng th«ng tin vÒ dù b¸o thêi tiÕt ®Ó cã c¬ së vÒ kho¶ng gi¸ trÞ nhiÖt ®é kh«ng khÝ vµ nhiÖt ®é ray trung b×nh cña ngµy dù kiÕn ®Æt ray. Khi tiÕn hµnh ®Æt ®−êng, ®ång thêi tiÕn hµnh ®o nhiÖt ®é kh«ng khÝ thùc tÕ cña ngµy ®ã, dïng ®Ó tÝnh tmax (vµo mïa hÌ), tmin (vµo mïa ®«ng) vµ so s¸nh víi t®max (hoÆc t®min) trong n¨m cña khu vùc ®ã. §Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn nhiÖt ®é (tk) ®−îc chän trong kho¶ng t®min < tk , t®max sao cho tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: tmax - tk < [Δt] ray kh«ng bung vµo mïa hÌ tk - tmin < [Δt] ray kh«ng bÞ kÐo ®øt vµo mïa ®«ng
KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®Ó chän tk cña tuyÕn ®−êng s¾t Hµ Néi – TPHCM ë b¶ng 3. B¶ng 2 NhiÖt ®é kh«ng NhiÖt ®é kh«ng NhiÖt ®é ®Æt NhiÖt ®é ®Æt Sè §o¹n tuyÕn khÝ nhá nhÊt khÝ lín nhÊt ®−êng nhá nhÊt ®−êng lín nhÊt TT trong n¨m tkkmin trong n¨m tkkmax t®min t®max 1 Hµ Néi – Vinh 9,1 38,01 28,55 43,55 2 Vinh – HuÕ 10,3 37,7 29,0 44,0 3 HuÕ - §µ N½ng 11,5 37,7 29,6 44,6 4 §µ N½ng – Nha Trang 11,5 37,7 29,6 44,6 5 Nha Trang – Sµi Gßn 19,1 36,5 32,8 47,8 B¶ng 3 R(m) Sè tk (0C) §o¹n tuyÕn TT ∞ 300 400 600 800 1000 1500 1 Hµ Néi – Vinh 30 32 34 36 37 38 40 2 Vinh – HuÕ 32 33 35 38 39 40 41 3 HuÕ - §µ N½ng 33 34 36 38 40 41 42 4 §µ N½ng – Nha Trang 33 34 36 38 40 41 42 5 Nha Trang – Sµi Gßn 35 36 38 40 42 43 44 Sau khi cã ®Çy ®ñ c¸c gi¸ trÞ vÒ lùc däc, nhiÖt ®é biÕn thiªn cho phÐp vµ nhiÖt ®é ®Æt ®−êng theo tÝnh to¸n, c¨n cø theo thùc tr¹ng tuyÕn ®−êng vµ t×nh h×nh diÔn biÕn thùc tÕ cña ®iÒu kiÖn khÝ hËu, thêi tiÕt khu vùc, chän nhiÖt ®é khãa ®−êng hîp lý vµ lËp s¬ ®å tr¹ng th¸i lµm viÖc cña cÇu ray liÒn d−íi t¸c dông cña lùc däc nhiÖt ®é (hå s¬ nhiÖt ®é ray) cña ®−êng kh«ng ®Þnh kú hoÆc cã ®Þnh kú ®iÒu chØnh øng suÊt nhiÖt. Tõ nh÷ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn, cã thÓ rót ra mét sè nhËn xÐt d−íi ®©y: 1. KÕt hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn vÒ ®é bÒn, gi¸ trÞ nhiÖt ®é biÕn thiªn cho phÐp [Δt] cña ®iÒu kiÖn æn ®Þnh tÜnh d−íi t¸c dông cña lùc däc nhiÖt ®é ®−îc lùa chän ®Ó ®Æt ®−êng ray liÒn phô thuéc vµo R, v(x), EJ, EF, α, mu, m0 vµ ®é mßn cña ray. §Ó ®Æt ®−êng ray liÒn, cÇn ph¶i tiÕn hµnh ®o ®¹c c¸c tham sè R, v(x), mu, m0 sau khi ®· lùa chän lo¹i ray (cÇn ®o ®¹c ®é mßn cña ray khi tËn dông ray cò) ë tõng ®o¹n tuyÕn. Trong ®ã, ®Æc biÖt chó träng ®o c¸c gi¸ trÞ mu vµ v(x), lµm c¬ së cho tÝnh to¸n ®Æt ®−êng. 2. Trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu, thêi tiÕt æn ®Þnh, viÖc tÝnh to¸n, lùa chän nhiÖt ®é khãa ®−êng hîp lý, khi gi¸ trÞ mu cµng cao, gi¸ trÞ nhiÖt ®é biÕn thiªn cho phÐp [Δt] cµng lín, ®é æn ®Þnh cña ®−êng d−íi t¸c dông cña lùc däc nhiÖt ®é cµng t¨ng, viÖc thi c«ng ®Æt ®−êng thuËn lîi vµ cµng Ýt ph¶i sö dông c¸c thiÕt bÞ, c«ng nghÖ ®iÒu chØnh, gi¶i to¶ øng suÊt. V× vËy, yªu cÇu t¨ng c−êng, n©ng cao gi¸ trÞ mu cña ®−êng cã ý nghÜa, vÞ trÝ rÊt quan träng. 3. ViÖc tÝnh to¸n nhiÖt ®é cho phÐp trong c«ng nghÖ ®Æt ®−êng ph¶i ®−îc dùa trªn tËp hîp sè liÖu tin cËy vÒ nhiÖt ®é kh«ng khÝ khu vùc däc tuyÕn ®−êng, ®−îc theo dâi, ®o ®¹c tõng ngµy trong n¨m cña nhiÒu n¨m liªn tôc. Tµi liÖu tham kh¶o [1] §Ò tμi cÊp bé Nghiªn cøu æn ®Þnh cña ®−êng s¾t kh«ng mèi nèi vµ c«ng nghÖ ®Æt ®−êng s¾t kh«ng mèi nèi tuyÕn Hµ Néi - TPHCM. M· sè B99 - 35 - 76. Chñ tr×: PGS. TS. NguyÔn Thanh Tïng. [2] AnbrekhT. V .G, Bromberg. E.M. Besst−covoi Pyt. Transport, Moskva, 2001. [3] V−¬ng Kú X−¬ng. C«ng tr×nh ®−êng s¾t cao tèc. Nhµ XB §−êng s¾t T©y Nam, Trung Quèc, 2000