Chuong I Cau tao tang tren duong sat -Phan 2_CH.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH
MÔN HỌC
NỀN & KẾT CẤU TẦNG TRÊN ĐƯỜNG SẮT
CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG SẮT METRO
MÃ HỌC PHẦN: 097030

KẾT CẤU TẦNG TRÊN ĐƯỜNG SẮT
NỘI DUNG MÔN HỌC
 CHƯƠNG 1. CẤU TẠO TẦNG
TRÊN ĐƯỜNG SẮT
 CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ THIẾT
KẾ ĐƯỜNG RAY
 CHƯƠNG 3. ĐƯỜNG NỐI TIẾP
VÀ ĐƯỜNG GIAO NHAU
 CHƯƠNG 4. ĐƯỜNG SẮT
KHÔNG MỐI NỐI

CHƯƠNG 1. CẤU TẠO TẦNG TRÊN ĐƯỜNG SẮT
• 1.1 RAY TRONG KẾT CẤU TẦNG TRÊN ĐƯỜNG SẮT
• 1.2 TÀ VẸT TRONG KẾT CẤU TẦNG TRÊN ĐƯỜNG SẮT
• 1.3 MỐI NỐI RAY VÀ PHỤ KIỆN LIÊN KẾT
• 1.4 LỚP ĐÁ BA LÁT
• 1.5 PHÒNG TRÔI RAY VÀ GIA CƯỜNG ĐƯỜNG CONG

1.3 MỐI NỐI RAY VÀ PHỤ KIỆN LIÊN KẾT
 Phân Loại:
a. Hình thức liên kết mối nối ray
 Định Nghĩa Và Đặc Điểm:
 Là mối nối để liên kết các thanh ray (được chế tạo thành đoạn có chiều dài cố định
do bị hạn chế bởi khả năng chuyên chở cũng như để tạo thuận lợi cho việc sản xuất
hàng loạt)
 Là chỗ xung yếu nhất của Đường sắt do chịu tác dụng của tải trọng động
 Dễ bị mòn, lún, hư hỏng... → Cần thường xuyên duy tu bảo dưỡng
 Tăng lực cản khi tàu chạy
Mối Nối Ray
Theo vị trí
Theo mối nối ray
kê trên tà vẹt
Theo tính năng làm việc

Theo Vị Trí Đặt Mối Nối
So Le
Đối
Xứng
Theo Mối Nối Ray Kê Trên Tà Vẹt
Kê Đơn Kê Kép Mối Nối
Treo

Theo Tính Năng Làm Việc
Mối nối ray thông thường
Mối nối dẫn điện
Mối nối cách điện
Mối nối hàn
Mối nối ray nhọn
Mối nối đặc biệt
Mối nối khóa chặt
Mối keo dán

 Mối nối thông thường
 Là phương pháp nối các thanh ray bằng cách dùng các bản mang cá (lập lách) và bắt
bu lông. Có hai loại lập lách phổ biến là lập lách 4 lỗ và lập lách 6 lỗ.
 Được sử dụng phổ biến, dùng để nối 2 đoạn ray cùng loại
 Giữa các thanh ray người ta chừa ra khoảng trống, gọi là khe giãn, để các thanh ray
có thể giãn ra khi nhiệt độ thay đổi
 Dễ xảy ra tình trạng nứt xung quanh lỗ bu lông do hiện tượng tập trung ứng suất và
hiện tượng mỏi có thể dẫn đến phá hoại đầu thanh ray

 Mối nối dẫn điện:
 Dùng cho đường sắt tự động
 Các thanh ray dẫn điện
 Chỗ các khe nối được gắn dây dẫn điện

 Mối nối cách điện:
 Dùng cho đường sắt tự động
 Không cho dòng điện truyền qua mối nối
 Cách điện bằng keo dán: đổ đầy keo dán vào mối nối.
Keo, cao
su cách
điện
Lập lách
có cao su
cách điện

 Mối nối hàn:
- Được sử dụng phổ biến trong đường sắt hiện đại
- Các đoạn ray được hàn lại với nhau bằng kỹ thuật hàn chảy đối đầu để tạo thành
tuyến đường liên tục dài vài km
- Giảm mối nối  tuyến đường êm thuận hơn
- Cứng hơn mối nối thông thường nên ít cần duy tu bảo dưỡng hơn

 Mối nối ray nhọn:
Dùng ray nhọn để liên kết
Có lượng co giãn lớn nên thường được đặt ở
tuyến đầu ray (tránh được biến dạng do nhiệt)
 Mối nối khóa chặt:
 Không cho phép ray co giãn
 Thường dùng trên cầu dầm thép nhịp dài, đỉnh dầm ngang và cửa hầm
 Dùng 1 miếng nêm thép chèn vào khe bu lông, ngăn cản ray co giãn vì nhiệt
 Khi tàu chạy gây chấn động miếng nêm dễ hỏng giảm tác dụng khóa chặt
 Ít sử dụng

 Mối nối keo dán:
 Là công nghệ mới phát triển gần đây
 Sử dụng chất keo dính hóa học cao
phân tử để dán vào mặt lập lách và ray
rồi dùng bu lông cường độ cao vặn
chặt
 Có sức chống cắt lớn, đạt 1800KN

b. Phụ kiện liên kết mối nối
Phụ kiện liên kết
ray:
Lập lách
Bu lông mối nối, mũ ốc và vòng
đệm đàn hồi
 Là thanh nối giữa 2 ray lại với nhau
 Chiu moment uốn, truyền lực ngang.
 Ngăn cản ray co giãn.
 Yêu cầu có độ cứng thẳng đứng và nằm ngang,
có đủ cường độ

 Ưu điểm của lập lách 2 đầu:
- Khả năng chống uốn võng và chống di động
ngang.
- Khi lập lách mòn, liên kết hỏng có thể xiết chặt
bu long mối nối.
- Mặt trên dưới lập lách có độ dốc vát, có thể nêm
vào lõm thân ray nhưng không dính chặt thân ray.
- Lập lách có 6 bu lông : Lỗ hình tròn và lỗ hình
dài xen kẽ.
- Nhờ chênh lệch đường kính lỗ bu lông to tròn
hơn đườnh kính bu lông => Tạo khe hở dự trữ.
Phân loại:
Dạng góc Dạng hai đầu
Dạng treo
Dạng phẳng

 Bu lông mối nối, mũ ốc và vòng đệm đàn hồi:
 Bu lông mối nối:
- Nhiệm vụ: Kẹp chặt lập lách và ray, khiến lập lách liên kết với ray, ngăn cản ray co
giãn.
- Theo tiêu chuẩn quốc tế chia làm 2 cấp, cường độ chống kéo là 10,9 và 8,6 kg/mm2
 Mũ ốc:
- Dùng thép A5 cường độ cao, mũ ốc bình thường ko chấm đầu, mũ ốc cường độ cao có
vòng đầu lòi 1mm
 Vòng đệm đàn hồi:
- Dùng cho đề phòng trường hợp mũ ốc long lẽo.
- Đường sắt bình thường dung vòng đệm 1 vòng hoặc 2 vòng.
- Đường sắt không khe nối thêm vòng đệm phẳng cường độ cao.
Bu
lông
Mũ
ốc
Vòng đệm

 Điều kiện sử dụng phụ kiện mối nối:
 Căn cứ vào chiều dài loại ray, dùng loại lập lách, bu lông, mũ ốc, sử dụng theo bảng
1.18 .
 Bu lông mối nối nên đầy đủ, sử dụng tốt, khuyết tật thay bổ sung, mô men vặn không
thấp hơn 100Nm
 Lập lách khuyết tật nặng như sau phải thay:
+ Gãy.
+ Vết nứt giữa 2 lỗ bu lông lập lách 2 đầu hoặc lập lách góc dài vượt 15mm, vết nứt lập
lách phẳng và lập lách đặc biệt dài vượt 5mm.
 Bu lông mối nối và vòng đệm khuyết tật định mức như sau phải thay:
+ Bu lông gãy, gỉ nghiêm trọng, hư hỏng ren, hoặc cán bu lông mòn quá 3mm;
+ Vòng đệm gãy hoặc mất tác dụng đần hồi.

b. Phụ kiện liên kết ray và tà vẹt
liên kết ray và tà vẹt
Tà vẹt gỗ Tà vẹt bê tông
Kiểu dùng
chung
Kiểu
rời
Không
phân khai
Bán
phân
khai
Kiểu đơn
giản
Phân
khai

 Kiểu đơn giản
 Để ray trực tiếp lên tà vẹt và và ghìm giữ bằng các đinh móc, đinh vít hay đinh đàn
hồi. Dùng 3 đinh để ghìm giữ đế ray. Dưới tác dụng của lực thẳng đứng và lực ngang
đinh phía trong chống lực nhổ đinh phía ngoài chống lực đẩy ngang.

 Kiểu dùng chung
Giữa ray và tà vẹt người ta đặt một lớp đệm thép để tăng diện
tích truyền lực dùng 3 đinh để ghìm giữ cả đế ray và tấm đệm
vào tà vẹt.
 Ưu điểm
- Phân bố áp lực từ ray xuống tà vẹt đều hơn và tăng diện tích
truyền lực xuống tà vẹt.
- Tấm đệm còn có tác dụng truyền lực ngang cho tất cả các
đinh,
 Nhược điểm: theo thời gian sử dụng đinh dể bị lỏng, tấm đệm
bị bung ra làm tà vẹt dưới đáy tấm đệm bị mòn nhanh.
- Khi tải trọng trục, cường độ vận chuyển và tốc độ chạy tàu
tăng thì nhược điểm này càng thấy rõ.
- Để giảm bớt độ rung của tấm đệmdùng phụ kiện nối giữ kiểu
rời.

 Kiểu rời: Tấm đệm được liên kết với ray
bằng bu lông, sau đó dùng 4 đinh (đinh vít và
đinh móc) để ghim tấm đệm vào tà vẹt, dùng
thêm các vòng lót lò xo (rông đen) để đảm
bảo tấm đệm được áp chặt vào tà vẹt.
 Ưu điểm:
+ Tấm đệm ghìm chặt vào tà vẹt nên không bị
rung.
+ Có thể lắp sẵn tấm đệm vào tà vẹt tại xưởng
lắp ráp và có thể tiến hành thay ray mà không
ảnh hưởng các đinh liên kết.
+ Ray được bắt chặt vào tấm đệm nên ma sát
dọc tăng và không cần dùng ngàm phòng xô.
 Nhược điểm: Quá nhiều chi tiết, giá thành
cao.

 Phụ kiệt liên kết tà vẹt bê tông
 Yêu cầu
− Lực giữ ray đủ mạnh, đảm bảo liện kết chặt chẽ giữa ray và tà vẹt,
lực ngăn cản dọc lớn hơn lực cản dọc lớp ba lát.
− Đảm bảo độ đàn hồi cần thiết, do tính đàn hồi tuyến tà vẹt bê tông
so với tà vẹt gỗ kém hơn nhiều.
− Đảm bảo điều kiện căn chỉnh cự ly và thủy bình
− Đảm bảo yêu cầu cách điện
b. PHỤ KIỆN LIÊN KẾT RAY VÀ TÀ VẸT

 Phụ kiệt liên kết tà vẹt bê tông
 Một số phụ kiện liên kết thường dùng
− Phụ kiện giữ cóc cứng
−Phụ kiện giữ cóc đàn hồi I kiểu 𝜔.

− Phụ kiện giữ dây đàn hồi II.
− Phụ kiện giữ dây đàn hồi III. −Phụ kiện giữ dây đàn hồi I điều chỉnh cao.
Phụ kiệt liên kết tà vẹt bê tông
Một số phụ kiện liên kết thường dùng

 Điều kiện sử dụng phụ kiện liên kết
 Phạm vi phối hợp sử dụng thông thường khuyến cáo theo bảng sau:
 Tuyến ray P60: tuyến mới xây dựng, tuyến đại tu sử dụng phụ kiện giữ dây đàn hồi
 Tuyến ray P50: sử dụng phụ kiện giữ dây đàn hồi I hoặc phụ kiện cóc cứng tùy theo
điều kiện
 Tuyến ray P43: sử dụng phụ kiện giữ cóc cứng kiểu 70
 Đối với từng loại phụ kiện, cần đảm bảo mô men cặn chặt bảo trì ở các khoảng quy
định

 Điều kiện sử dụng phụ kiện liên kết
 Sử dụng phụ kiện giữ cóc cứng đoạn cong chính tuyến R ≤ 800m,đường ga R ≤
450m, dùng căn sắt nới rộng ở sườn ngoài ray.
 Cần thay thế các phụ kiện khi gặp các tình trạng sau:
― Bu lông xoắn nứt gãy, ren đai ốc, ren bu lông hư hỏng, gỉ nhiều
― Đệm phẳng, vòng đệm hư hỏng hoặc biến dạng, tác dụng kém
― Gãy đàn hồi hoặc cóc cứng hư hỏng hoặc biến dạng, không bảo trì tác dụng ghìm giữ
― Cóc cứng hư hỏng nhiều, khe cách sườn đế ray quá 2mm.
― Căn săt, căn nhựa hư hỏng hoặc biến dạng, kém tác dụng

Liên kết ray với tà vẹt
kiểu chung
Liên kết ray với tà vẹt BT
kiểu giản đơn

Liên kết ray với tà vẹt gỗ kiểu chung Đinh cố định ray

Hai thanh ray nối hàn Nối bằng bảng cá

 Công dụng
―Chịu áp lực từ tà vẹt, phân bố đều trên mặt đường.
―Tạo lực cản dọc ngang và bảo trì ổn định đường ray.
―Tạo đường ray đàn hồi, giảm lực xung kích.
―Nâng cao sức chịu tải, tạo thoát nước
―Thuận tiện duy trì sửa chữa, hiệu chỉnh trắc dọc.
1.4 ĐÁ DĂM
a.CÔNG DỤNG LỚP ĐÁ DĂM & YÊU CẦU CHẤT LIỆU

 YÊU CẦU
 Vật liệu cứng rắn, đàn hồi tốt, thoát nước tốt, hút nước kém, không bị gió thổi bay
hoặc nước mưa trôi.
 Vật liệu dùng làm đá dăm có: đá dăm, sỏi cuội qua sàng, cát thô, cát vừa, xỉ lò cao.
 Điều kiện kỹ thuật đá dăm gồm:
1. Tính năng đá dăm: tính chống xung kích mòn, chống ép vỡ, tính thoát nước  có 2
cấp 1 và 2. (nước ta có 20% thuộc cấp 1 & 45% thuộc cấp 2)
2. Cấp phối đường kính hạt:
Cạnh mắt sàng vuông (mm) 16 25 35.5 45 56 63
Phần trăm trọng lượng qua sàng
%
0-5 5-15 25-40 55-75 92-
97
97-100
Bảng: Cấp phối đường kính hạt đá dăm
1.4 ĐÁ DĂM

Tính năng Đẳng cấp, chỉ tiêu, tham số Đá dăm cấp 1 Đá dăm cấp 2
1. Chống mòn,
chống xung
kích
1- % hao mòn lọt sàng LAA% LAA<27 27<=LL<32
2- Tiêu chuẩn chống xung kích IP IP>95 80<IP<=95
3- Hệ số độ cứng mài mòn Kmẫu khô Kmẫu khô >18 17<Kmk<18
2. Chống ép vỡ
1- Tiêu chuẩn % ép vỡ CA% CA<9 9<=CA<14
2- Ép vỡ vụn CB% CB<18 18<=CB<22
3. Thoát nước
1- Hệ số thẩm thấu Pm 10-6 cm/s Pm>4.5 3<Pm<=4.5
2- Cường độ kháng ép σ mPA <0.4 0.4<=𝜎<0.55
3- Giới hạn chảy bột đá LL% LL>20 20>=LL>16
4- Giới hạn dẻo bột đá PL% PL>11 11>=PL>9
4. Chống mục
nát hư hỏng
% tổn thất tác dụng SO4H2
<10
5. Tính ổn định
1- Tỉ trọng g/cm3 >2.25
2- Dung trọng g/cm3 >2.5
6. Hạt mềm
xốp Cường độ kháng ép ngâm nước mPa
<=20
Hàm lượng hạt mềm<10%
Bảng: Chỉ Tiêu Phân Cấp Chất Liệu Đá Dăm
1.4 ĐÁ DĂM

3. Độ sạch và hình dạng hạt:
• Hạt dạng kim chiều dài hạt gấp 1,8 lần đường kính
trung bình hạt,
• hạt dạng lá bề dày nhỏ hơn 0,6 lần đường kính
trung bình hạt.
• Yêu cầu viên sét và trọng lượng bùn bẩn không
vượt quá 0,5%, trọng lượng hạt cát <0,1 mm
không vượt quá 1%.
1.4 ĐÁ DĂM

a. Bề dày lớp đá dăm
− Bề dày lớp đá dăm là khoảng cách từ mặt đỉnh nền đường đến đáy tà vẹt.
− Đảm bảo truyền lực đều trên bề mặt nền đường, không để lớp đá dăm biến dạng.
Bề dày lớp đá dăm ở đoạn đường đặc biệt:
+ Ở mặt cầu có máng đá không nhỏ hơn 25 cm, khó khăn 25 cm.
+ Trong hầm theo tiêu chuẩn khi cải tạo, có thể giảm đến 20 cm.
+ Đoạn đường tà vẹt không nhỏ hơn 25 cm.
b. Chiều rộng đỉnh
− Chiều rộng đỉnh lớp đá dăm: thông thường 45-50 cm.
c. Độ dốc mái
+ Yêu cầu độ dốc mái đá chính tuyến là 1:1,75, đường ga là 1:1,5
b. MẶT CẮT NGANG LỚP ĐÁ DĂM:
1.4 ĐÁ DĂM

b. MẶT CẮT NGANG LỚP ĐÁ DĂM:
1.4 ĐÁ DĂM

c. LÚN CỦA ĐÁ DĂM
Lớp đá dăm biến dạng là nguyên nhân chủ yếu của đường ray
biến dạng, lớp lún chiếm 90% tổng lượng đường ray lún.
Lún của đá dăm chia làm 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn đầu lún nhanh do tác dụng tải trọng, các hạt đá to
nhỏ sắp xếp lại vị trí.
+ Giai đoạn sau lún chậm, do đá ở đáy tà vẹt dồn chặt vào
xung quanh tà vẹt, đá bị mài mòn phá vỡ gây sụt lún.
1.4 ĐÁ DĂM

1.4 ĐÁ DĂM

Công thức đường cong lún của lớp đá Ba lát theo thực nghiệm của Nhật:
y = γ.(1 – e-ax) + βx
Trong đó:
y- lượng lún của lớp đá dăm (mm)
x- số lần tác dụng tải trọng trùng phục
a- hệ số, a=0,0068M
β- hệ số, β = 0,00045M, M = 0,487e0,72M
M- khối lượng vận chuyển năm (triệu tấn);
e- cơ số log tự nhiên;
t- thời gian (năm);
γ- trị lún thời kỳ đầu, điểm giao trục tung và đường kéo dài phần lún giai
đoạn sau; nói chung bằng 2,5-5mm
1.4 ĐÁ DĂM

1.5 PHÒNG TRÔI RAY & GIA CƯỜNG RAY
I. Phòng ray trôi
• Khi tàu chạy sinh ra lực hướng dọc, làm cho đường ray trượt trên
tà vẹt theo hướng dọc, hiện tượng này gọi là ray trôi.
• Lực hướng dọc làm cho ray trôi gọi là lực trôi.

 Các nhân tố ảnh hưởng đến ray trôi:
• Đoạn đường xuống dốc lớn, đoạn đường vào ga, đoàn tàu giảm tốc, hạn chế tốc độ,
hãm tàu,…
• Khối lượng vận chuyển nhiều, lượng trôi nhiều, hướng ray trôi cùng hướng đoàn tàu
chạy.

• Tải trọng trục đoàn tàu lớn, tốc độ cao, trôi theo hướng chạy tàu nhiều.
• Trạng thái tuyến đường kém, phụ kiện giữ lỏng lẻo, lớp đá dăm không chặt, trôi nhiều.

Biện pháp:
− Nâng cao lực cản dọc tuyến đường, lực cản phụ
kiện giữ.
+ Dùng phụ kiện giữ đàn hồi, vặn chặt bulông,
ngừa bulông lỏng.
+ Bảo trì áp lực ghìm giữ nhất định.
− Tăng cường chèn đầm lớp đá ba lát. Nâng cao
lực cản dọc lớp đá ba lát dưới đường ray.
− Đặt ngàm phòng trôi:
+ Ngàm phòng xô đàn hồi.
+ Ngàm phòng xô nêm ray P43 và ray P50.
Hậu quả:
- Khi ray trôi làm cho đường ray
cháy mối hoặc kéo rộng, tà vẹt
chéo lệch, giãn cách khác nhau,
làm tuyến đường không phẳng,
tăng công việc sửa chữa.
- Nếu là đường sắt không khe nối,
ray trôi ở đoạn đường trước, sau
ghi, chỗ hai đầu cầu sẽ dẫn đến
hậu quả nghiêm trọngc

II. Gia cường đường cong.
Nguyên nhân:
Trên đoạn đường cong, nhất là
đường cong bán kính nhỏ, khi tàu
chạy qua, lực nằm ngang lớn so với
đường thẳng, làm cự ly ray mở rộng,
cầu ray di động ngang, vị trí bình diện
cong méo, bờ vai tà vẹt hư hại, công
việc duy trì bảo dưỡng tăng, do đó
phải gia cường đường cong bán kính
nhỏ.
Biện pháp:
• Tăng số lượng tà vẹt (số lượng tà vẹt mỗi
km tăng 80, 160 thanh), nâng cao ổn định
đường ray, đường cong R<800m, đường tà
vẹt bê tông.
• Lắp đặt bệ đỡ ray hoặc thanh giằng cự ly,
nâng cao ổn định đường ray, hướng ray,
ngừa cự ly ray mở rộng

Chuong I Cau tao tang tren duong sat -Phan 2_CH.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Chuong I Cau tao tang tren duong sat -Phan 2_CH.pdf

Similar to Chuong I Cau tao tang tren duong sat -Phan 2_CH.pdf (19)

More from Con Khủng Long

More from Con Khủng Long (17)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Chuong I Cau tao tang tren duong sat -Phan 2_CH.pdf