Báo cáo khoa học: "Sử dụng ph-ơng pháp giải tích để thiết kế trục chạy suốt nhằm nâng cao khả năng thông qua của Đ-ờng sắt"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc dừng tàu tại ga để các tàu khác h-ớng tránh nhau làm giảm khả năng thông qua, làm tăng tiêu hao nhiên liệu, tăng thời gian chạy tàu, và rất có thể sẽ làm tăng khối l-ợng xây dựng công trình. Để đảm bảo tránh tàu không dừng trong tr-ờng hợp này cần kéo dài đoạn đ-ờng đôi ở ga về phía tàu chậm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Sử dụng ph-ơng pháp giải tích để thiết kế trục chạy suốt nhằm nâng cao khả năng thông qua của Đ-ờng sắt"

Sö dông ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®Ó thiÕt kÕ trôc ch¹y suèt nh»m n©ng cao kh¶ n¨ng th«ng qua cña §−êng s¾t tS. lª h¶i hµ ks. mai tiÕn chinh Bé m«n T§H ThiÕt kÕ C§ - §H GTVT Mét sè sinh viªn líp §−êng s¾t K39 Tãm t¾t: ViÖc dõng tμu t¹i ga ®Ó c¸c tμu kh¸c h−íng tr¸nh nhau lμm gi¶m kh¶ n¨ng th«ng qua, lμm t¨ng tiªu hao nhiªn liÖu, t¨ng thêi gian ch¹y tμu, vμ rÊt cã thÓ sÏ lμm t¨ng khèi l−îng x©y dùng c«ng tr×nh. §Ó ®¶m b¶o tr¸nh tμu kh«ng dõng trong tr−êng hîp nμy cÇn kÐo dμi ®o¹n ®−êng ®«i ë ga vÒ phÝa tμu chËm. ChiÒu dμi tÝnh to¸n ®o¹n tr¸nh tμu kh«ng dõng lμ c¸c kho¶ng c¸ch tÝnh tõ trôc ch¹y suèt ®Õn tÝn hiÖu ra ga vÒ phÝa tμu ch½n hoÆc tμu lÎ phô thuéc chñ yÕu vμ chiÒu dμi ®oμn tμu, vËn tèc ch¹y tμu, chiÒu dμi h·m tμu vμ thêi ®iÓm ®Õn trôc ch¹y suèt kh«ng gièng nhau cña c¸c ®oμn tμu tr¸nh nhau. Víi môc ®Ých n©ng cao n¨ng lùc th«ng qua cña tuyÕn, b»ng ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch trªn c¬ së xÐt tíi c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng nªu trªn phÇn nghiªn cøu nμy cho phÐp x¸c ®Þnh chiÒu dμi ®o¹n ®−êng ®«i ®Ó c¸c tμu tr¸nh nhau kh«ng dõng trong c¸c tr−êng hîp tÝnh to¸n. I. Tμu ch¹y suèt vμ ph©n bè trôc ch¹y suèt ViÖc dõng tµu t¹i ga ®Ó c¸c tµu kh¸c h−íng tr¸nh nhau lµm gi¶m kh¶ n¨ng th«ng qua, lµm t¨ng tiªu hao nhiªn liÖu ®Ó gi¶m tèc vµ t¨ng tèc còng nh− thêi gian ch¹y tµu trªn ®−êng. NÕu nh− cã kh¶ n¨ng ®¶m b¶o mét c¸ch tuyÖt ®èi viÖc ®Õn trôc tr¸nh cña c¸c ®oµn tµu kh¸c h−íng vµo cïng mét thêi ®iÓm vµ víi cïng mét vËn tèc th× c¸c ®oµn tµu nµy cã thÓ th«ng qua ga mµ kh«ng dõng. ChiÒu dµi ®o¹n tr¸nh kh«ng dõng cã thÓ lÊy b»ng chiÒu dµi sö dông cña ®−êng ®ãn göi, cßn tr¾c däc cña nã cã thÓ ®−îc thiÕt kÕ nh− tr¾c däc khu gian khi kh«ng xÐt ®Õn viÖc dõng tµu. Trªn thùc tÕ c¸c ®oµn tµu kh«ng thÓ tíi trôc tr¸nh cña ga vµo cïng thêi ®iÓm, do vËy ®Ó ®¶m b¶o tr¸nh tµu kh«ng dõng trong tr−êng hîp nµy cÇn kÐo dµi ®o¹n ®−êng ®«i ë ga vÒ phÝa tµu chËm. Theo c¸c tμi liÖu nghiªn cøu cña Liªn Bang Nga thêi gian lÖch nhau cña c¸c tμu tíi trôc tr¸nh tÝnh to¸n ®−îc lÊy tõ 1,5-2 phót. Khi tu©n thñ c¸c ®iÒu kiÖn trªn th× c¸c ®oµn tµu th«ng qua kh«ng cÇn dõng vµ b×nh ®å tr¾c däc cña c¸c ®o¹n ®−êng dèc khi ch¹y suèt cã thÓ ®−îc thiÕt kÕ theo tiªu chuÈn ë khu gian. Khi ®iÒu kiÖn trªn bÞ vi ph¹m, tøc lµ sù kh«ng cïng thêi ®iÓm cña c¸c tµu tíi trôc tr¸nh tÝnh to¸n v−ît qua 2 phót th× tµu ®Õn tr−íc ph¶i dõng. §iÒu nµy quyÕt ®Þnh tíi sù cÇn thiÕt trong ph¹m vi ®o¹n ®−êng ®«i thiÕt kÕ c¸c yÕu tè b×nh diÖn vµ tr¾c däc ®¶m b¶o cho c¸c ®oµn tµu dõng vµ khëi ®éng ®−îc. T×m vÞ trÝ c¸c ®o¹n ®−êng ®«i vµ trôc tr¸nh kh«ng dõng tÝnh to¸n khi thiÕt kÕ ®−êng míi ®−îc tiÕn hµnh nh− ph©n bè c¸c ga th«ng dông theo 2 b−íc ®Çu tiªn ph©n bè mét c¸ch t−¬ng ®èi khi tÝnh thêi gian ®i vµ vÒ theo quy ph¹m thiÕt kÕ sau ®ã th× tÝnh chÝnh x¸c trªn c¬ së tÝnh søc kÐo.
ChiÒu dµi ®o¹n ®−êng ®«i ®Ó c¸c ®oµn tµu tr¸nh nhau kh«ng dõng cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh theo nhiÒu ph−¬ng ph¸p. D−íi ®©y chóng t«i ®Ò cËp tíi ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch x¸c ®Þnh chiÒu dµi ®o¹n ®−êng ®«i ®Ó c¸c ®oµn tµu tr¸nh nhau kh«ng dõng. II. Ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch x¸c ®Þnh ®o¹n ®−êng ®«i ®Ó c¸c ®oμn tμu tr¸nh nhau kh«ng dõng ChiÒu dµi tÝnh to¸n ®o¹n tr¸nh tµu kh«ng dõng lµ c¸c kho¶ng c¸ch Lpc, Lpl tÝnh tõ trôc ch¹y suèt (TCS) ®Õn tÝn hiÖu ra ga vÒ phÝa tµu ch½n hoÆc tµu lÎ (xem h×nh 1), phô thuéc chñ yÕu vµ chiÒu dµi ®oµn tµu, vËn tèc ch¹y tµu, chiÒu dµi h·m tµu vµ thêi ®iÓm ®Õn trôc ch¹y suèt kh«ng gièng nhau cña c¸c ®oµn tµu tr¸nh nhau. Nh− ®· nãi ë trªn kh«ng cïng thêi ®iÓm ®Õn cña c¸c ®oµn tµu lµm t¨ng chiÒu dµi ®o¹n ®−êng ®«i, tuy nhiªn sù kh«ng cïng thêi ®iÓm ®−îc tÝnh ®Õn trong tÝnh to¸n nh»m t¨ng ®é tin cËy trong khai th¸c tr¸nh tµu kh«ng dõng. khi h¹n chÕ vËn tèc cña ®oμn tμu tíi trôc ch¹y suèt ®Çu tiªn (ChiÒu dµi ®oµn tµu nh− nhau khi tµu ch½n chËm) TCS 16,7vc tchËm 16,7t2vc 16,7t1vc lt vÞ trÝ 2 vÞ trÝ 1 2 h−íng ch½n h−íng lÎ § vÞ trÝ 1 V lt 16,7t1Vl 2 16,7tmVl+Shl Lpc Lpl §Ìn tÝn hiÖu s¸ng: mµu ®á § V mµu vµng H×nh 1 S¬ ®å x¸c ®Þnh chiÒu dμi ®o¹n ch¹y suèt cña c¸c ®oμn tμu. Chóng ta sö dông c¸c ký hiÖu sau: Vc, Vl - vËn tèc ch¹y tµu h−íng ch½n vµ h−íng lÎ, km/h; tchËm - thêi gian tÝnh to¸n chËm giê cña mét trong c¸c ®oµn tµu (thùc tÕ thiÕt kÕ lÊy 1,5 - 2 phót). Thêi gian tchËm cã thÓ coi nh− tæng sè cña 2 bé phËn lµ t1 + t2; tm - thêi gian chuyÓn tuyÕn bao gåm thêi gian bÎ ghi vµ më tÝn hiÖu (khi ®iÒu ®é tËp trung 0,1 - 0,2 phót, khi ®ãng më ®−êng vµ ®iÖn khÝ tËp trung 0,2 - 0,3 phót); Shc, Shl - chiÒu dµi ®o¹n h·m tµu theo h−íng ch½n vµ lÎ; lt - chiÒu dµi ®oµn tµu (m). X¸c ®Þnh chiÒu dµi tÝnh to¸n ®o¹n tr¸nh nhau kh«ng dõng vÒ phÝa tµu lÎ Lpl: 1. Khi h¹n chÕ tèc ®é ch¹y tµu tíi TCS a. Khi chiÒu dμi ®oμn tμu ch½n vμ lÎ nh− nhau + Gi¶ sö r»ng tµu ch½n bÞ chËm:
Khi ®ã vµo thêi ®iÓm khi mµ tµu lÎ ch¹y qua trôc tr¸nh nhau kh«ng dõng (trôc ch¹y suèt) th× tµu ch½n ë c¸ch trôc mét kho¶ng c¸ch lµ 16,7.VctchËm (vÞ trÝ thø nhÊt h×nh 1). ë vÞ trÝ thø hai cña tµu ch½n vµo thêi ®iÓm khi nã gi¶i phãng ghi ra cho tµu lÎ (tøc lµ khi ®u«i tµu ch½n ë cïng mÆt c¾t víi mèc xung ®ét cña ghi vµo cña nã) ®Çu tµu lÎ cÇn ë kho¶ng c¸ch kh«ng nhá h¬n 16,7.tmVl + Shl so víi tÝn hiÖu ra ga cña h−íng lÎ. §iÒu kiÖn nµy x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng dõng tµu lÎ tr−íc tÝn hiÖu ra ga nÕu nh− sù chËm giê tµu ch½n v−ît qu¸ gi¸ trÞ tchËm. Kho¶ng thêi gian tµu ch½n ®i kho¶ng c¸ch tõ vÞ trÝ 1 ®Õn vÞ trÝ 2 ®−îc ký hiÖu lµ t1. NÕu bá qua kho¶ng c¸ch gi÷a mèc xung ®ét ë ghi vµo vµ tÝn hiÖu ra ga th× víi ®é chÝnh x¸c chÊp nhËn ®−îc thêi gian t1 cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: lt 16,7Vc t cham − L pl + 2 t1 = (1) 16,7Vc lt Trong kho¶ng thêi gian t1 tµu lÎ ®i ®−îc mét kho¶ng c¸ch: L pl − − 16,7Vl t m − Shl) . 2 lt LPl − − 16,7Vl t m − Shl 2 t1 = Tøc lµ: (2) 16,7Vl Cho ph−¬ng tr×nh (1) = (2) ta t×m ®−îc: l t 16,7Vc Vl (t cham + t m ) + Shl Vc L P(l) = + (3) Vc + Vl 2 + T−¬ng tù ta cã thÓ t×m ®−îc Lpo víi tr−êng hîp tµu lÎ bÞ chËm: lt 16,7Vc Vl (t cham + tm ) + Shc Vl ⇒ Lpc = + (4) Vc + Vl 2 b. Khi chiÒu dμi ®oμn tμu ch½n vμ lÎ kh¸c nhau LËp luËn nh− tr−êng hîp chiÒu dµi ®oµn tµu b»ng nhau c¸c c«ng thøc (3) (4) ta cã: 0,5l tc Vl + 0,5l tl Vc + 16,7Vc Vl (t cham + t m ) + Shl Vc LPl = (5) Vc + Vl 0,5l tc Vl + 0,5l tl Vc + 16,7Vc Vl (t cham + t m ) + S hc Vl L Pc = (6) Vc + Vl VËn tèc ®oµn tµu vµ chiÒu dµi h·m ®−îc tÝnh bëi søc kÐo ®Çu m¸y. ë ®©y vËn tèc ®oµn tµu ®Õn ®Çu tiªn bÞ h¹n chÕ bëi trÞ sè cho phÐp khi th«ng qua ®Ìn tÝn hiÖu mµu vµng, ®Ìn nµy ®−îc ®Æt tr−íc ®Ìn vµo ga mét kho¶ng c¸ch kho¶ng 1000 m nh−ng kh«ng nhá h¬n chiÒu dµi ®oµn tµu. ChiÒu dµi h·m theo quy ®Þnh tÝnh søc kÐo ®−îc tÝnh víi tr−êng hîp h·m b×nh th−êng. Khi cïng lóc c¸c ®oµn tµu v−ît qua trôc tr¸nh hoÆc lµ khi cã sù lÖch nhau vÒ thêi gian kh«ng lín th× kh«ng ®ßi hái ph¶i gi¶m tèc (khi tu©n thñ vËn tèc khi qua ghi vµo ®−êng bªn). Víi môc ®Ých c¶i thiÖn c¸c chØ tiªu khai th¸c khi cho tµu ch¹y suèt cã thÓ tÝnh chiÒu dµi trôc ch¹y suèt mµ kh«ng cÇn h¹n chÕ vËn tèc thËm chÝ c¶ khi c¸c tµu qua trôc ch¹y suèt kh«ng cïng lóc.
2. Khi kh«ng h¹n chÕ tèc ®é ch¹y tµu Khi ®u«i tµu ch½n qua mèc xung ®ét, ®Çu tµu lÎ cßn ph¶i tr−íc tÝn hiÖu tuyÕn vµ ®Ìn mµu cña nã vÉn lµ mµu vµng, mét kho¶ng c¸ch trong ®ã cã chiÒu dµi h·m S’h ®Ìn mµu nµy cÇn thiÕt kÕ gi¶m vËn tèc theo yªu cÇu vµ qu·ng ®−êng 16,7.Vl.tm v−ît qua bëi ®oµn tµu trong thêi gian th«ng tuyÕn. a. Khi chiÒu dμi ®oμn tμu b»ng nhau khi kh«ng h¹n chÕ vËn tèc cña ®oμn tμu tíi trôc ch¹y suèt ®Çu tiªn (ChiÒu dµi ®oµn tµu nh− nhau khi tµu ch½n chËm) TCS 16,7t2vc lt vÞ trÝ 2 2 h−íng ch½n lt 2 h−íng lÎ § vÞ trÝ 1 V 16,7t1vl 16,7tmvl+S'hl lth Lpl §Ìn tÝn hiÖu s¸ng: mµu ®á § V mµu vµng H×nh 2. So s¸nh vµ gi¶i c¸c ph−¬ng tr×nh t−¬ng tù nh− c¸c ph−¬ng tr×nh (1) (2) ta nhËn ®−îc c«ng thøc x¸c ®Þnh chiÒu dµi tÝnh to¸n tõ TCS tíi tÝn hiÖu ra ga theo h−íng lÎ vµ h−íng ch½n víi tr−êng hîp tµu th«ng qua kh«ng h¹n chÕ vËn tèc: ⇒ LPl = lt + 16,7Vc Vl (t cham + tm ) + (S'hl +lth )Vc (7) Vc + Vl 2 ⇒ LPc = lt + 16,7Vc Vl (t cham + t m ) + (S'hc +lor )Vl (8) Vc + Vl 2 b. Khi chiÒu dμi ®oμn tμu ch½n vμ lÎ kh¸c nhau T−¬ng tù nh− c¸ch chøng minh ë c¸c c«ng thøc trªn ta cã: 0,5l tc Vl + 0,5l tl Vc + 16,7V c Vl (t cham + t m ) + (S hl + l th )Vc (9) L Pl = Vc + Vl 0,5l tc Vl + 0,5l tl Vc + 16,7Vc Vl (t cham + t m ) + (S hc + l th )Vl (10) L pc = Vc + Vl ë c«ng thøc (7) (8) (9) (10) ngoµi c¸c ®¹i l−îng ®· biÕt cßn cã chiÒu dµi ®o¹n gi÷a tÝn hiÖu tuyÕn vµ tÝn hiÖu vµo lth bëi v× S’hl+ lth > Shl vµ S’hc+ lth > Shc nÕu chiÒu dµi ®o¹n ch¹y suèt khi tµu th«ng qua kh«ng h¹n chÕ vËn tèc lín h¬n so víi tr−êng hîp h¹n chÕ vËn tèc cña tµu ®Çu tiªn tíi trôc ch¹y suèt. Tuy nhiªn khi khèi l−îng vËn chuyÓn lín viÖc ph¶i chi phÝ x©y dùng ®Ó lµm ®o¹n ®−êng ®«i cã chiÒu dµi lín vÒ nguyªn t¾c vÉn hîp lý.
NÕu thêi gian thùc tÕ chËm giê cña tµu h−íng ng−îc l¹i v−ît qu¸ trÞ sè tÝnh to¸n tchËm th× tµu ch¹y theo biÓu ®å cÇn dõng tr−íc tÝn hiÖu ra. Trong tr−êng hîp nµy dèc tr¾c däc ®o¹n ch¹y suèt tr−íc tÝn hiÖu ra trªn ch−a dµi b»ng chiÒu dµi ®oµn tµu cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn khëi ®éng, cÇn h·m tµu b»ng h·m ®Çu m¸y vµ trong mäi tr−êng hîp ®é dèc nµy kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 120/00. NÕu ®Æt yÕu tè tr¾c däc nh− trªn (vÞ trÝ víi i < ik§) vµo vÞ trÝ lµm t¨ng khèi l−îng x©y dùng hoÆc lµm kÐo dµi tuyÕn th× cã thÓ sö dông mét trong c¸c gi¶i ph¸p sau: +) Cã thÓ kÐo dµi ®o¹n ®−êng ®«i ®Õn yÕu tè tr¾c däc mµ t¹i ®ã ®¶m b¶o khëi ®éng (xem h×nh 3). Trong tr−êng hîp nµy chiÒu dµi thùc tÕ ®o¹n ®−êng ®«i Lφ sÏ chØ phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn tr¾c däc cña ®o¹n ®−êng nµy. kÐo dμi ®o¹n ch¹y suèt khi ®Èy tÝn hiÖu ra xa TCS h−íng ch½n LPl h−íng lÎ Lφ ikd i i>ikd lt H×nh 3. +) Cã thÓ ®Èy tÝn hiÖu ra xa trôc ch¹y suèt (TCS) (nÕu cã yÕu tè tr¾c däc khëi ®éng ®−îc) mét kho¶ng c¸ch Ly (xem h×nh 4). §iÒu nµy còng ®ßi hái còng ph¶i kÐo dµi ®o¹n ®−êng ®«i ΔL, bëi trong tr−êng hîp nµy tµu chËm cÇn gi¶i phãng ghi vµo mét thêi gian cµng sím cµng tèt so víi thêi gian tµu ch¹y cÇn thiÕt theo biÓu ®å (trong tr−êng hîp nµy lµ tµu lÎ), ®Ó ®i ®−îc qu·ng L Pl − L y t= ®−êng LPl - Ly thêi gian nµy lµ: (11) 16,7Vl Qu·ng ®−êng ®i ®−îc trong kho¶ng thêi gian nµy cña tµu ch½n ch¹y lµ: L Pl − L y (LPl − L y )Vc ΔL ⇒ ΔL = = (12) Vl Vc Vl NÕu nh− l−îng kÐo dµi ®Õn Lφ ë tr−êng hîp ®Çu kh«ng lín h¬n nhiÒu lÇn so víi l−îng kÐo dµi ΔL ë tr−êng hîp hai th× sö dông nh− gi¶i ph¸p ®Çu v× trong tr−êng hîp nµy t¹o ra ®−îc dù tr÷ bæ xung thùc hiÖn ch¹y suèt trong tr−êng hîp tµu ch½n chËm ®Ó v−ît trÞ sè lín so víi ®Æt ra trong tÝnh to¸n. III. KÕt luËn + Nghiªn cøu ®· xÐt mét c¸ch kh¸ ®Çy ®ñ chi tiÕt c¸c tr−êng hîp tÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc ch¹y suèt, kÕt qu¶ nµy cã thÓ ®−îc sö dông trong thùc tÕ tÝnh to¸n thiÕt kÕ.
kÐo dμi ®o¹n ch¹y suèt khi ®Èy tÝn hiÖu ra tíi gÇn trôc TCS h−íng ch½n Ly h−íng lÎ ΔL Lpl Lyb ikd i i> kd lt H×nh 4. + Nghiªn cøu cßn cã thÓ tiÕn hµnh b»ng ph−¬ng ph¸p ®å gi¶i ®Ó so s¸nh ®èi chiÕu kÕt qu¶. + H¹n chÕ cña ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch lµ chóng ta coi vËn tèc tµu ch¹y trong giíi h¹n ®o¹n ch¹y suèt nh− lµ kh«ng ®æi♦