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

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

156
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo giáo trình Công trình đường sắt Tập 1 ( chủ biên Lê Hải Hà - Nxb Giao thông vận tải ) dùng cho các lớp không chuyên Phần 1 Tuyến trên đường sắt - Chương 2 Bình đồ và trắc dọc đường sắt

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Công trình đường sắt Tập 1 - Phần 1 Tuyến đường sắt - Chương 2

CHƯƠNG 2. BÌNH ð VÀ TR C D C ðƯ NG S T M T S KHÁI NI M 1. Tuy n ñư ng s t: là ñư ng xác ñ nh v trí không gian c a tr c d c ñư ng s t t i m c vai ñư ng. Trên ñư ng th hai ho c ñư ng s t có nhi u ñư ng ngư i ta xác ñ nh tuy n cho m i ñư ng. chiÒu réng nÒn ®−êng A cao ®é vai ®−êng D C O Tim B 2. Bình ñ tuy n: là hình chi u c a tuy n trên m t ph ng n m ngang. Trên bình ñ tuy n là các ño n th ng ñư c n i v i nhau b i nh ng ño n cong có góc chuy n hư ng khác nhau. 3. Tr c d c: là hình chi u c a tuy n ñã ñư c du i th ng ra trên m t ph ng ñ ng. Trên tr c d c tuy n là các y u t có ñ d c khác nhau và ñư c n i v i nhau t i ñi m ñ i d c. Các y u t bình ñ và tr c d c nhi u khi ñư c g i là các y u t c a tuy n. Chúng xác ñ nh ñ c tính c a ñư ng s t v m t xây d ng và khai thác. Bình di n và tr c d c ñư ng s t c n ñ m b o an toàn chuy n ñ ng cho ñoàn tàu có tr ng lư ng tính toán v i v n t c ch y tàu cho phép l n nh t, t c là không ñư c tr t bánh và ñ t móc. Vi c thay ñ i v trí tuy n trong không gian không ñư c gây tác ñ ng ñ t ng t t i ñư ng ray và ñ u máy toa xe cũng như không gây b t ti n cho hành khách, t c là c n ñ m b o êm thu n khi tàu ch y. 2.1. Y U T BÌNH ð ðƯ NG S T KHU GIAN. 2.1.1. ðư ng th ng và ñư ng cong. a. ðư ng th ng: ñư c xác ñ nh b ng chi u dài và hư ng c a nó, chi u dài ño n th ng ñư c tính t cu i ñư ng cong n ñ n ñ u c a ñư ng cong kia. Hư ng c a m t ñư ng nào ñó là góc h p b i ñư ng ñó v i m t ñư ng khác ñã ñư c ch n làm g c. Hư ng g c ñư c ch n có th là kinh tuy n th c, kinh tuy n t , kinh tuy n tr c c a múi. Tương ng v i chúng có các khái ni m: góc phương v th c, góc phương v t , góc ñ nh hư ng. 43
B¾c B § 1 α1 l β1 R 2 l 2 1 β2 δ R 1 α2 § 2 Hình 2-1. ðư ng th ng và ñư ng cong. δ - góc phương v (theo kim la bàn trong máy kinh vĩ) quay theo chi u kim ñ ng h : δ = 0 ÷ 3600. αi - góc chuy n hư ng βi - góc trong αi = 1800 - βi Ri - góc hai phương 0÷ 900 R1 = 1800 - (δ + α1) N u ñ a hình cho phép nên thi t k ño n th ng dài m t vài km ho c dài hơn chi u dài ñoàn tàu. b. ðư ng cong: dùng khi tránh chư ng ng i, tránh vùng ñ a ch t x u ho c gi m kh i lư ng công trình. ðư ng cong có th là ñư ng cong tròn ho c ñư ng cong có hoà hoãn. Thông s c a m i ñư ng cong là góc chuy n hư ng α (0, rad), bán kính ñư ng cong R (m), hư ng r (ph i ho c trái), chi u dài ñư ng cong hoà hoãn L0 (m). Các y u t ñư ng cong ñư c xác ñ nh như sau: Hình 2-2. a. ðư ng cong tròn b. ðư ng cong có hoà hoãn α ðư ng tang T0 = Rtg (m) (2-1) 2 44
L0 T = T0 + (m) 2 πRα 0 Chi u dài ñư ng cong KT0 = (m) (2-2) 180 KT = KT0 + L0 (m) α Phân c P0 = R(sec - 1) (m) (2-3) 2 α L2 P = P0 + δ = R(sec 0 - 1) + (m) 24 R 2 δ - lư ng d ch trong khi có ñư ng cong hoà hoãn. Lưu ý: Công th c tính các y u t ñư ng cong trên ñư ng cong có hoà hoãn là công th c g n ñúng. Các y u t ñư ng cong ñư c tính s n trong b ng c m ñư ng cong, khi thi t k c n ph i ghi ñ y ñ các y u t ñư ng cong trên bình ñ cũng như trên tr c d c. c. Nh ng như c ñi m c a ñư ng cong bán kính nh . - H n ch v n t c ch y tàu: v n t c ch y tàu qua ñư ng cong ph thu c vào siêu cao ray lưng, vào ñi u ki n n ñ nh và b n v ng c a ñư ng cong, ñ u máy toa xe, vào ñi u ki n ñ m b o ti n nghi cho hành khách. Do v y n u v n t c ch y tàu qua ñư ng cong gi m so v i ñư ng th ng thì th i gian ch y tàu tăng d n ñ n chu trình ñ u máy toa xe kéo dài và làm tăng s lư ng ñ u máy toa xe. M t khác do hãm tàu làm tiêu phí ñ ng năng d n ñ n chi phí v n chuy n tăng. V n t c t i ña khi tàu vào ñư ng cong có th tính theo công th c sau: g [Vmax] = 3,6 R([α lt ] + h) = A R (km/h) (2-4) S1 Trong ñó [αlt] - gia t c ly tâm dư cho phép (m/s2) S1 - c ly gi a hai tr c ray (m) g - gia t c tr ng trư ng (m/s2) h - siêu cao ray lưng (m) R - bán kính ñư ng cong (m) 3,6 - h s ñ i t m/s ra km/h nư c ta hi n nay v n t c t i ña khi tàu vào ñư ng cong cho c hai kh ñư ng ñư c tính theo công th c: Vmax = 4,1 R (km/h) 45
V V giíi h¹n Lt u Lt u 2 2 K Hình 2-3. H n ch v n t c ch y tàu khi qua ñư ng cong bán kính nh Bi u 2-1 R (m) 250 300 350 400 500 600 700 800 1000 1200 1500 Vmax(km/h) 65 75 80 85 90 100 110 120 130 145 160 4,1 R Tương lai d ki n mu n tăng t c ñ t u lên 100 km/h thì bán kính ñư ng cong tròn R ≥ 500m, mu n tăng t c ñ tàu khách lên 120 km/h thì R ≥ 700m. Trư ng h p thông thư ng trong khu gian s d ng bán kính sau: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 650, 600, 550, 500, 450, 400, 350 ,300, 250, 200, 150, 100 m. ðư ng 1435 mm quy ñ nh Rmax = 4000 m ðư ng 1000 mm quy ñ nh Rmax = 3000 m - Gi m h s bám lăn gi a bánh xe ñ u máy v i ray ϕk do trên ñư ng cong ray ngoài và ray trong có ñ dài không b ng nhau nên có hi n tư ng bánh ngoài v a lăn v a trư t d n ñ n s c kéo bám c a ñ u máy b gi m và có khi ph i gi m b t tr ng lư ng ñoàn tàu. Fk ≤ 1000ϕk ∑ P g (N) ∑ P - tr Trong ñó ng lư ng bám c a ñ u máy. Theo tài li u thí nghi m c a Vi n nghiên c u khoa h c ñư ng s t Liên bang Nga R = 400 m ; ϕk gi m 7,5 % thì R = 300 m ; ϕk gi m 14 % R = 200 m ; ϕk gi m 22 % - Tăng duy tu b o qu n ki n trúc t ng trên + R gi m nên ray chóng mòn do bánh trư t trên ray l c ly tâm ñ y ngang. + ð hao mòn c a ray w ph thu c cư ng ñ v n chuy n, bán kính ñư ng cong, chi u dài khung c ng toa xe, v n t c ch y tàu, t i tr ng tr c... + Trong ñư ng cong bán kính nh tà v t và ph ki n ph i tăng và chóng h ng. 46
w (mm 2/triÖu tÊn t¶i träng) R (m) Hình 2-4. ð th bi u di n hao mòn ray theo bán kính - Chi phí s a ch a ñ u máy và toa xe tăng ch y u do chi phí cho các b ph n chuy n ñ ng như vành ñai bánh xe. - Làm cho ñư ng b dài thêm ra T1 T1 T2 T2 α K2 K1 R1 R2 Hình 2-5. Làm cho ñư ng dài thêm ra khi R2 < R1 N u α = const và gi m R1 -> R2 thì ñư ng dài thêm ra m t ño n ∆L = 2(T1 - T2) + K2 - K1 (m) Thư ng trong th c t khi R gi m thì luôn tăng α ñ bám ñ a hình, do α tăng l i càng làm ñư ng dài thêm ra. 2.1.2. Bán kính t i thi u và bán kính h n ch . Bán kính t i thi u là bán kính nh nh t dùng tuỳ theo c p ñư ng, v n t c ch y tàu, kh i lư ng v n chuy n và ñi u ki n ñ a hình. Bán kính h n ch là bán kính nh nh t ñư c phép dùng tuỳ theo c u t o c a ñ u máy toa xe, nó không th nh hơn n a n u không tàu ch y không an toàn. Ví d : Rhc = 75 m cho ñ u máy lo i nh Rhc = 150 m cho ñ u máy lo i l n 47
Bi u 2-2. Bán kính nh nh t chính tuy n Th ð a hình ð a hình ð a hình ñ c Kh ñư ng C p ñư ng t thông thư ng khó khăn bi t khó khăn 1435mm cao t c 1500 1200 1 qu c gia I ; II 700 350 250 III 400 300 200 1000mm ch y u 400 200 150 2 qu c gia th y u 300 150 100 2.1.3. ðư ng cong hoà hoãn (ñư ng cong chuy n ti p). a. Tác d ng c a ñư ng cong hoà hoãn. ð các l c ph (ch y u là l c ly tâm) không phát sinh ñ t ng t khi tàu ch y t ñư ng th ng vào ñư ng cong và ngư c l i ho c chuy n t ñư ng cong n sang ñư ng cong kia. α T§ TC mV 2 J= N§ NC R mV 2 mV 2 J= ρ J= ρ R = R1 R = R1 J=0 J=0 R= R= Hình 2-6. ðư ng cong hoà hoãn. Th c hi n siêu cao ray lưng. TC T§ NC N§ ho Lo KT'o Lo Hình 2-7. Vu t siêu cao trên ñư ng cong hoà hoãn Th c hi n n i r ng c ly (gia khoan) t ñư ng th ng vào ñư ng cong. 48
T§ TC N§ NC Sct So k Lo Lo Hình 2-8. N i r ng c ly trên ñư ng cong hoà hoãn b. Chi u dài ñư ng cong hoà hoãn. h L0 = i 2 11,8V02 7,6Vmax mà: h= ho c là h = (ñư ng 1435 mm) (2-5) R R hmax = 125 mm 2 8,24V02 5,4Vmax h= ho c là h = (ñư ng 1000 mm) (2-6) R R hmax = 95 mm Trong ñó: h - siêu cao ray lưng Vmax - v n t c l n nh t c a tàu khi qua ñư ng cong R - bán kính ñư ng cong i - ñ vu t d c siêu cao Chi u dài ñư ng cong hoà hoãn L0 ph i tho mãn các ñi u ki n sau: + ð vu t d c siêu cao ph i ñ m b o ñ bánh xe tr c sau không bò lên m t ñ nh ray b ng, mu n v y: i ≤ i0 i0 = 1‰ v i ñư ng 1435 mm ; ñư ng c i t o i0 = 2‰ i0 = 2‰ v i ñư ng 1000 mm ; ñư ng c i t o i0 = 2,5‰ + T c ñ nâng cao bánh xe ray lưng không phát tri n quá nhanh, mu n v y: i ≤ i2 1 i2 = KVmax ñây Vmax - v n t c l n nh t (km/h) 1 K - h s ñ i ñơn v khi f0 = 28 mm/s thì K = km/h 10 1 khi f0 = 35 mm/s thì K = km/h 8 49
f0 - t c ñ nâng cao bánh xe cho phép dh dh dh 1 1 = = . = f0. i2 = ds vdt dt V V f0 Trư ng h p b t l i nh t V = Vmax thì i2 = Vmax 1 hVmax hay i2 = L0 = 3,6 f KVmax 50
B ng 2-3. Siêu cao ñư ng cong tính theo hmax = 125 mm (ñư ng 1435 mm) V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 R (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 200 35 60 95 250 25 50 75 11 300 25 40 65 0 12 350 20 35 55 90 5 400 15 30 50 80 10 120 450 15 25 40 70 5 110 500 15 25 40 60 95 95 12 550 10 20 35 55 85 90 5 600 10 20 30 50 75 80 11 125 650 10 20 30 45 70 75 0 115 700 10 15 25 40 60 70 10 110 750 10 15 25 40 55 65 5 100 125 800 10 15 25 35 55 60 95 95 115 850 10 15 20 35 50 55 90 90 110 900 10 15 20 30 45 50 80 85 100 120 950 10 15 20 30 45 50 75 80 95 115 1000 10 20 30 40 50 70 75 90 110 1200 10 15 25 40 40 70 65 75 90 1400 10 15 25 35 35 65 55 65 80 1600 10 20 30 30 60 50 60 70 1800 10 15 25 25 50 40 50 60 2000 10 15 25 25 45 40 45 55 3000 15 20 15 40 35 30 35 4000 10 20 10 35 20 25 25 10 10 30 10 20 15 51
B ng 2-4. Siêu cao ñư ng cong tính theo hmax = 80 mm (ñư ng 1000 mm) V (km/h) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 R (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 100 15 25 40 60 80 150 15 20 30 40 50 70 80 200 10 15 20 30 40 55 60 65 250 5 10 15 25 35 40 55 60 80 300 5 10 15 20 25 35 45 55 65 80 350 5 10 10 15 25 30 40 45 55 70 80 400 5 5 10 15 20 25 35 40 50 60 70 80 450 5 5 10 15 20 25 30 35 45 55 60 70 500 5 5 10 10 15 20 25 35 40 50 55 65 550 5 10 10 15 20 25 30 35 45 50 60 600 5 5 10 15 20 20 30 35 40 45 55 650 5 5 10 10 15 20 25 30 35 40 50 700 5 5 10 10 15 20 25 30 35 40 45 750 5 5 10 10 15 20 20 25 30 35 45 800 5 5 5 10 15 15 20 25 30 35 40 850 5 5 10 15 15 20 25 30 35 40 900 5 5 10 10 15 20 20 25 30 35 950 5 5 10 10 15 15 20 25 30 35 1000 5 5 10 10 15 15 20 25 30 30 1100 5 5 5 10 10 15 20 25 25 30 1200 5 5 5 10 10 15 15 20 25 25 1300 5 5 5 10 10 15 15 20 20 25 1400 5 5 10 10 10 15 15 20 25 1500 5 5 5 10 10 15 15 20 20 1600 5 5 5 10 10 10 15 15 20 1700 5 5 5 10 10 10 15 15 20 1800 5 5 5 5 10 10 15 15 20 1900 5 5 5 10 10 15 15 15 2000 5 5 5 10 10 10 15 15 52
B ng 2-5. Chi u dài hoà hoãn (ñư ng 1435 mm qu c gia) ST Chi u dài hoà hoãn L0 (m) R (m) T ðư ng cao t c C pI C p II C p III 1 4000 70 - 50 - 40 40 - 30 - 30 30 - 20 - 20 2 3000 90 - 80 - 60 50 - 40 - 40 40 - 30 - 30 3 2500 110 - 90 - 70 60 - 50 - 50 50 - 40 - 40 4 2000 140 - 110 - 90 80 - 70 - 60 60 - 50 - 50 20 - 20 - 20 5 1800 170 - 140 - 110 90 - 80 - 70 70 - 60 - 50 20 - 20 - 20 6 1500 220 - 180 - 140 100 - 90 - 80 80 - 70 - 60 30 - 20 - 20 7 1200 240 - 190 - 150 140 - 120 - 100 100 - 90 - 80 30 - 30 - 30 8 1000 220 - 180 - 140 160 - 140 - 120 120 - 100 - 90 40 - 30 - 30 9 800 170 - 150 - 130 150 - 130 - 120 50 - 40 - 40 10 700 170 - 140 - 120 150 - 130 - 110 60 - 50 - 40 11 600 150 - 130 - 110 140 - 120 - 110 70 - 60 - 50 12 550 150 - 130 - 110 130 - 100 - 100 70 - 60 - 50 13 500 140 - 120 - 110 120 - 100 - 90 80 - 70 - 60 14 450 130 - 110 - 100 120 - 100 - 90 90 - 80 - 70 15 400 130 - 110 - 90 110 - 90 - 80 90 - 80 - 70 16 350 120 - 100 - 90 110 - 90 - 80 80 - 70 - 60 17 300 100 - 90 - 80 100 - 80 - 70 80 - 70 - 60 18 250 100 - 80 - 70 90 - 80 - 70 70 - 60 - 50 19 200 100 - 80 - 70 90 - 80 - 70 70 - 60 - 50 Ghi chú: Chi u dài ñư ng cong hoà hoãn trong b ng ghi 3 s : Tr s l n, tr s trung gian và tr s nh . Nói chung t n lư ng dùng tr s l n. Trư ng h p khó khăn tr c d c lõm, ño n xu ng d c l n và dài, tàu hàng m t trong hai hư ng ñ t g n t c ñ t i ña thì c n dùng tr s l n. nh ng ño n tàu hàng t c ñ d t tr s trung bình có th dùng tr s trung gian. ño n tr c d c l i, các ño n n m sát tr c d c l i, t c ñ tàu hàng c hai hư ng ch b ng t c ñ tính toán nh nh t thì có th dùng tr s nh . 53
B ng 2-6. Chi u dài hoà hoãn (ñư ng 1000 mm) ST Chi u dài ñư ng cong hoà hoãn L0 (m) R (m) T ðư ng ch y u ðư ng th y u ðư ng chuyên d ng 1 1000 30 - 20 2 900 30 - 20 3 800 40 - 30 - 20 4 700 40 - 30 - 20 5 600 50 - 40 - 30 6 550 50 - 40 - 30 7 500 60 - 50 - 40 20 - 10 20 - 10 8 45 60 - 50 - 40 30 - 20 30 - 20 9 400 60 - 50 - 40 30 - 20 30 - 20 10 35 60 - 50 - 40 30 - 20 30 - 20 11 300 60 - 50 - 40 30 - 20 30 - 20 12 250 60 - 50 - 40 40 - 30 40 - 30 13 200 50 - 40 - 30 40 - 30 40 - 30 14 150 40 - 30 40 - 30 40 - 30 15 100 40 - 30 40 - 30 2.1.4. ðo n th ng gi a hai ñư ng cong. Khi thi t k bình di n ñư ng s t trong nh ng trư ng h p khó khăn thư ng ph i b trí ñư ng cong liên ti p nhau và ño n th ng gi a hai ñư ng cong r t ng n th m chí là không có. Chuy n ñ ng c a ñoàn tàu qua nh ng ñư ng cong này không ñư c êm thu n, an toàn, làm xu t hi n nh ng dao ñ ng c a ñ u máy toa xe và g n li n v i nó là gia t c gây b t ti n cho hành khách, cũng như làm xu t hi n nh ng l c gây b t l i ñ n tác ñ ng qua l i gi a ñ u máy toa xe và ñư ng. Vì v y ño n th ng gi a hai ñư ng cong ph i ñ dài ñ dao ñ ng t t d n và n ñ nh trư c khi ñoàn tàu vào ñư ng cong ti p theo. Khi chuy n ñ ng trên ñư ng cong hoà hoãn do vu t siêu cao ray ngoài làm quay ñ u máy toa xe quanh tr c d c c a nó. Trên nh ng ñư ng cong ngư c chi u s quay này v n ti p t c cùng m t hư ng khi ch y t ñư ng cong này sang ñư ng cong khác (xem hình 2.9a). Khi không có ño n th ng gi a hai ñư ng cong trái chi u s quay nói trên không b gián ño n và v n ñ m b o ñ êm thu n chuy n ñ ng. 54
Trong trư ng h p hai ñư ng cong cùng chi u hư ng quay c a ñ u máy toa xe khi chuy n t ñư ng cong này sang ñư ng cong khác thay ñ i (xem hình 2.9b), vì v y ñ ñ m b o ñ êm thu n c a chuy n ñ ng c n ño n th ng ñ m gi a hai ñư ng cong v i chi u dài c n thi t. Hình 2.9. Chuy n v góc c a ñ u máy toa xe theo tr c d c khi chuy n ñ ng qua các ñư ng cong a. ngư c chi u b. cùng chi u m t s nư c như ð c, Áo ngư i ta thư ng n i các ñư ng cong ngư c chi u mà không c n ño n th ng ñ m, lúc này vu t siêu cao ñư c th c hi n trên c hai ray (xem hình 2.10) gi ng như các nư c Liên Xô cũ dùng trong h m và ñư ng tàu ñi n ng m. 55
Hình 2.10. Sơ ñ n i các ñư ng cong ngư c chi u không có ño n th ng ñ m và vu t siêu cao theo c hai ray a. bình di n b. tr c d c ñ nh ray Phân tích tài li u c a nư c ngoài th y r ng v i ñư ng cong ngư c chi u n u ñ ñ t ño n th ng ñ m nên thi t k ño n th ng ñ m, n u ño n th ng ñ m quá ng n thì b ño n th ng ñ m và kéo dài ñư ng cong chuy n ti p s có l i hơn. ð xác ñ nh chi u dài ño n th ng ñ m gi a hai ñư ng cong hoà hoãn ngư i ta thư ng dùng công th c sau: V d= n Trong ñó: d - chi u dài ño n th ng ñ m, m V - v n t c ch y tàu, km/h n - h s thư ng dùng trên ñư ng s t c a các nư c: n = 2 ÷ 5 Công th c trên nh n ñư c t ñi u ki n t t d n các dao ñ ng ngang sau q chu kỳ v i t n s dao ñ ng riêng q1. Vq d= 3,6q1 Trong ñó q = 2 ÷ 3 và q1 = 1,5 ÷ 2,5 Hz ; n = 2 ÷ 4,5. Trong th c t thi t k c a ta hi n nay khi hai ñư ng cong cùng chi u mà ño n th ng ñ m thi u và hai bán kính có tr s như nhau có th làm thành m t ñư ng cong. N u m c chênh siêu cao c a hai ñư ng cong nh hơn hay b ng gi i h n nào ñó (thí d nh hơn hay b ng siêu cao c a ñư ng cong có R = 2000m) thì có th tr c ti p n i chúng v i nhau. 1 1 1 − ≤ R1 R2 2000 Trư ng h p ngư c l i thì ph i dùng ñư ng cong chuy n ti p ñ n i hai ñư ng cong ñó v i nhau và chi u dài ñư ng cong chuy n ti p này là h2 − h1 L= 1000i Trong ñó: h1, h2 - siêu cao c a ñư ng cong i - ñ vu t d c siêu cao tính theo Vmax c a ñư ng cong có bán kính nh hơn. 56
Quy ñ nh v chi u dài ño n th ng ñ m gi a hai ñư ng cong cùng chi u và ngư c chi u ñư c ñưa ra trong các quy ph m thi t k k thu t ñư ng s t kh 1435 mm và 1000 mm. 2.1.5. Góc quay nh nh t. Th c t thi t k bình di n ñư ng s t có th góc quay α r t nh khi ñó chi u dài ñư ng cong không l n. Trư ng h p c n ñ t ñư ng cong hoà hoãn c n ki m tra xem có ñ t ñư c hay không. α T§ 0 TC0 T§ N§ TC NC o/2 2L K min Lo/2 L Lo/ o /2 Hình 2-11. ðo n cong tròn Kmin có siêu cao không ñ i ð ñ t ñư c ñư ng cong hoà hoãn c n có ñi u ki n: 180 57,3 α0 ≥ (L0 + Kmin) = (L0 + Kmin) (2-7) πR R Trong ñó: Kmin - chi u dài ñư ng cong tròn nh nh t c n thi t ñ ñoàn tàu chuy n ñ ng ñư c êm thu n, l n hơn c ly c ng nh c l n nh t c a toa xe, thư ng Kmin = 14 m cho ñư ng 1435 mm và ñư ng 1000 mm. Trư ng h p bi t α, L c n tìm bán kính nh nh t ñ ñ t ñư c ñư ng cong hoà hoãn: 57,3 R≥ (L0 + Kmin) (m) α0 Trư ng h p bi t α, R c n tìm chi u dài ñư ng cong hoà hoãn l n nh t: Rα 0 L0 ≤ - Kmin (m) 57,3 Trên ñư ng 1435 mm và ñư ng 1000 mm khi bán kính l n hơn tr s sau thì không c n ñ t hoà hoãn: Bi u 2-7. Gi i h n v bán kính R không c n ñ t hoà hoãn C p ñư ng ðư ng 1435 mm ðư ng 1000 mm 57
Qu c gia Chuyên d ng Qu c gia Chuyên d ng I > 4000 > 2000 >1000 (ch y u) > 500 II > 4000 > 1000 >500 (th y u) III >1000 >1000 2.2 NH NG Y U T TR C D C ðƯ NG S T. 2.2.1. Khái ni m chung. Các y u t tr c d c ñư ng s t ñư c xác ñ nh b i tr s d c, chi u dài d c và phương pháp n i chúng t i các ñi m giao c t. Tr s d c có ñơn v ‰ là t s gi a hi u s cao ñ (m) và chi u dài theo hình chi u b ng c a hai ñi m ngoài cùng. ∆h i = tgα = ‰ (2-8) L HB i h HA L Hình 2-12. D c d c i Chi u dài y u t tr c d c là chi u dài d c tính theo hình chi u b ng. ði m giao c t c a các y u t tr c d c li n nhau ñư c g i là ñi m ñ i d c. 2.2.2. Phân lo i d c tr c d c. Khi thi t k ñư ng s t ngư i ta phân ra: a. Các d c gi i h n: ñ d c l n nh t c a các y u t tr c d c, bao g m d c h n ch ip, d c cân b ng icb, d c gia cư ng igc, d c quán tính ij. b. Các d c thi t k (các d c v n doanh): D c th c t itt, d c trung bình itb (hay còn g i là d c n n th ng trong tính s c kéo), d c tương ñương l c c n ñư ng cong ir, d c d n xu t ik, d c có h i ich và d c vô h i ivh. 2.2.3. D c h n ch ip. 1. ð nh nghĩa: D c h n ch là d c l n nh t có chi u dài không h n ch mà trên ñó tàu hàng v i kh i lư ng tính toán Q do m t ñ u máy kéo lên d c v i v n t c ñ u và b ng v n t c tính toán c a ñ u máy Vp. D c h n ch và kh i lư ng ñoàn tàu có quan h sau: 58
Fkp − ( Pw' 0 +Qw"0 ) g ip = ‰ (2-9) ( P + Q) g Trong ñó các ký hi u ñư c trình bày chương 1. Tuy n ñư ng s t Hà N i - H i Phòng, Hà N i - L ng Sơn , Hà N i - Lào Cai, Hà N i - Sài Gòn (năm 1895 - 1933) ñ u thi t k tuy n v i d c ip = 6‰. 2. nh hư ng c a ñ d c h n ch t i m t s ch tiêu. nh hư ng c a ip t i chi u dài tuy n: ñ d c h n ch càng nh thì chi u dài tuy n càng ng n: i1 > i2 L1 < L2. L h i2 i1 L1 L2 i p (% ) Hình 2-13. L = f(ip) nh hư ng c a ip t i công trình phí: vì kh i lư ng c u c ng ñ t ñá, k t c u t ng trên... t l v i chi u dài tuy n, do ñó ip càng nh thì công trình phí càng l n và ngư c l i. A (®ång) i p (% ) Hình 2-14. A = f(ip) nh hư ng c a ip t i kh i lư ng ñoàn tàu: qua công th c nh n th y cùng m t ñ u máy, d c ip càng l n thì kh i lư ng kéo ñư c càng gi m. 59
Q (tÊn) i p (% ) Hình 2-15. Q = f(ip) nh hư ng c a ip t i v n doanh phí E: E = Ett + Egt (ñ ng/năm) Trong ñó: Ett - v n doanh phí tr c ti p (các chi phí t l v i s lư ng chuy n ñ ng c a ñoàn tàu) Egt - v n doanh phí gián ti p (các chi phí trông nom b o qu n các k t c u c ñ nh) E (®ång/n¨m) E E gt E tt i p (% ) Hình 2-16. E = f(ip) Nh n xét: - ip có vai trò r t quan tr ng trong thi t k . - A và E có quan h ngư c nhau v i ip. 3. Y u t quy t ñ nh ch n ip. Ch n ip căn c vào: a. Ý nghĩa tuy n ñư ng. b. Kh i lư ng và m c ñ phát tri n hàng hoá chuyên ch . c. ði u ki n ñ a hình. d. ð d c ip c a m ng lư i ñư ng s t. 4. Tr s l n nh t và nh nh t c a ip. Tr s l n nh t c a d c h n ch ipmax ph thu c vào: a. Kh i lư ng ñoàn tàu khi lên d c h n ch 60
b. V n t c ch y tàu khi xu ng d c theo ñi u ki n hãm. Vi t Nam quy ñ nh v i ñư ng 1000 mm, ñư ng ch y u ipmax = 12‰. ñư ng th y u ipmax = 20‰ Bi u 2-1. ð d c h n ch l n nh t c a ñư ng s t ipmax ð d c l n nh t Kh ñư ng C p ñư ng ð d c thêm s c D c h n ch (A) kéo 1435 I , II 12 20 qu c gia III 20 25 1000 ch y u 12 22 qu c gia th y u 20 30 Tr s nh nh t c a d c h n ch ipmin ph thu c vào ñi u ki n kh i ñ ng c a ñoàn tàu, ñ ñoàn tàu kh i ñ ng ñư c thì Q ≤ Qkñ hay là Fkp − P ( w' 0 +i p min ) g Fkkd = −P ( w"0 +i p min ) g ( wkd + i k ( kd ) ) g Fkp Pg T ñó: ipmin = (wkñ + ikkñ) - (wkñ + ikkñ).(w'0- w"0) - w"0 (2-10) Fkdd Fkdd Phân tích bi u th c trên nh n th y r ng ipmin ñ t tr s nh nh t khi ikkñ = 0 và nó Fkp Pg ph thu c lo i ñ u máy (t c là ph thu c và ) và lo i toa xe (t c là ph Fkkd Fkkd thu c wkñ , w"0). chương 1 ta có l c c n khi tàu kh i ñ ng wkñ = 4 (N/KN) Như v y v i tình hình ñ u máy toa xe hi n t i, ñ ñ m b o ñoàn tàu kh i ñ ng ñư c thì d c h n ch nh nh t ipmin = 4‰. Vi t Nam l y ipmin = 4‰. Tương lai, ñ u máy toa xe l p bi ñũa, tr l c kh i ñ ng th p, ta có th dùng ipmin < 4‰. 2.2.4. D c cân b ng icb. a. ði u ki n s d ng d c cân b ng icb. Th c t thi t k m t tuy n ñư ng có th g p lu ng hàng hai chi u chênh l ch nhau rõ r t và ñi u ñó ñư c th hi n b i h s chênh l ch K Gihγ ih K=
Gih, Gnh - lư ng hàng v n chuy n c a chi u ít hàng và chi u nhi u hàng. γih, γnh - h s ba ñ ng (h s v n chuy n không ñ u trong năm c a chi u ít hàng và chi u nhi u hàng. g max γ= > 1 , thư ng γ = 1,1 ÷ 1,2 g tb gmax - lư ng hàng v n chuy n c a tháng l n nh t trong năm. gtb - lư ng hàng v n chuy n trung bình c a các tháng trong năm. H s K tính trong kho ng th i gian khai thác tính toán (năm 2, 5, 10). N u ñ a hình cho phép và K n ñ nh trong m t th i gian dài thì ngư i ta s thi t k cho m i chi u m t ñ d c h n ch và d c h n ch c a chi u ít hàng ñư c g i là d c cân b ng. Hi u qu s d ng d c h n ch khác nhau cho m i chi u là ch chi u ít hàng dùng d c cân b ng (d c h n ch l n hơn) s làm gi m chi u dài tuy n và giá thành xây d ng. b. ð nh nghĩa d c cân b ng icb. D c cân b ng là d c l n nh t có chi u dài không h n ch c a chi u ít hàng mà trên ñó ñoàn tàu v i s toa c a chi u nhi u hàng nhưng kh i lư ng nh hơn ñư c kéo lên d c do m t ñ u máy dùng chung cho c chi u nhi u hàng v i v n t c b ng v n t c tính toán nh nh t Vp. Ngư i ta tính icbmax xu t phát t ñi u ki n ñoàn tàu chuy n ñ ng ñ u trên d c cân b ng v i v n t c Vp. Ta có: Fkp = Wnh = Wih Hay là Fkp= Pg(w'0+ ip) + gQnh(w"0nh+ ip) = Pg(w'0+ icbmax) + gQih(w"ih+ icbmax) Fkp − ( Pw' 0 +Qih w"0ih ) g T ñó icbmax = (‰) (2- ( P + Qih ) g 12) Kh i lư ng ñoàn tàu c a chi u ít hàng ñư c tính theo công th c sau: Qih = n(Kαqtt + qbì) (t n) Trong ñó: n - s toa trong ñoàn tàu α - h s ch t hàng qtt, qbì - kh i lư ng hàng tính toán và kh i lư ng bì c a m t toa. Ph thu c vào ñ a hình c a chi u ít hàng ngư i ta ch n icb trong kho ng 62