Công trình đường sắt tập 1 part 10

Chia sẻ: Dasjhd Akdjka | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

207
lượt xem 63
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'công trình đường sắt tập 1 part 10', kỹ thuật - công nghệ, kiến trúc - xây dựng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Công trình đường sắt tập 1 part 10

213
CHƯƠNG 4 KHÁI NI M ðƯ NG S T KHÔNG M I N I 4.1. ƯU NHƯ C ðI M C A ðƯ NG S T CÓ M I N I VÀ KHÔNG M I N I 4.1.1. Như c ñi m c a ñư ng s t có m i n i a/ Bánh xe tác ñ ng vào m i n i gây l c xung kích làm m i n i b g c, gi m t c ñ ch y tàu b/ Cư ng ñ gi a c u ray và m i n i không ñ ng ñ u, làm cho tuy n ñư ng không b ng ph ng, êm thu n. c/ L c d c l n, ray d b trôi, ph i tăng s lư ng ngàm phòng xô và thanh ch ng xô. d/ Khi có thi t b ñóng ñư ng t ñ ng ph i làm thi t b d n ñi n. c/ Tăng chi phí duy tu s a ch a, tăng thêm s t thép, tăng l c c n, h n ch t c ñ ch y tàu V y khi dùng chi u dài ray t 500m - 1000m tr lên thì kh c ph c ñư c các tác h i c a m i n i, ñư ng ray như th g i là ñư ng ray không m i n i (ray hàn li n). 4.1.2. Ưu ñi m c a ñư ng s t không m i n i a/ Làm cho tàu ch y êm thu n, t o c m giác d ch u cho hành khách và môi trư ng. b/ Tránh ñư c l c xung kích gi a bánh xe và khe n i, do ñó cho kh năng tăng ñư c v n t c ch y tàu, ñ làm s t m ray, tăng tu i th c a ray và các thi t b trên ñư ng kho ng 10%, gi m hao mòn hư h i ñ u máy toa xe 20÷25%. c/ H n ch hi n tư ng m i g c và hư h ng n n ñá ba lát d/ Gi m kinh phí duy tu b o dư ng tuy n ñư ng ≈ 30% so v i ñư ng có m i n i e/ Tránh ñư c tai n n gãy ray ph m vi m i n i. f/ Kh năng nâng cao t c ñ ch y tàu V ≥ 100 km/h. ðư ng s t không m i n i có nh ng như c ñi m: a/ Ray ph i ch u ng su t l n hơn so v i ray trên ñư ng có m i n i và ph i ch u thêm ng su t nhi t ñ , do v y thư ng ph i ñ t ray n ng. b/ Ph i tăng cư ng c u t o c a ñư ng như tăng cư ng ph i ki n ch ng xô, s lư ng tà v t, kích thư c n n ñá ñ ch ng l i l c d c nhi t ñ . c/ Th i gian thi công ñ t ñư ng ray không m i n i gi i h n b i ñi u ki n khí h u vì n u ñ t vào th i ñi m nhi t ñ ñ t ñư ng không n m trong gi i h n nhi t ñ trung hòa tính toán thì d ph i gi i to ng su t. d/ N u x y ra s c h ng ray, ñ t ray thì vi c x lý cũng ph c t p. e/ ð u tư xây d ng ban ñ u l n. 4.2. PHÂN BI T CHI U DÀI RAY TRÊN ðƯ NG S T 4.2.1. Ray thông thư ng (lp) Ray thông thư ng trên ñư ng khai thác ch u 2 lo i l c c n ngăn ch n không cho ray t do co dãn 214
Lo i l c c n th nh t là l c c n l p lách và bu lông v n ch t m i n i (Pn), lo i l c c n th 2 là l c c n ph ki n gi ch t ray trên các tà v t (Pd) Hình 4-1. Sơ ñ phân b n i l c c a ray tiêu chu n(ray ng n) Khi nhi t ñ thay ñ i, ray ch u tác d ng c a 2 lo i l c c n không th t do co dãn ñư c, trong ray phát sinh n i l c hư ng d c(Pd), sau khi ñã th ng l c hư ng d c khi ñó ray b t ñ u co dãn. Nhi t ñ ray cao nh t (thư ng cao hơn nhi t ñ không khí 20oC) khe h ray khép nh l i, nhưng 2 ñ u ray chưa húc vào nhau. Ngư c l i khi nhi t ñ ray th p nh t (b ng nhi t ñ không khí ) khe h ray m r ng (δmax = 20mm) trong ray chưa xu t hi n ng su t kéo. Chi u dài ray phù h p v i các ñi u ki n trên g i là chi u dài ray tiêu chu n. 4.2.2. Ray dài có chi u dài ray l n hơn chi u dài ray tiêu chu n (lp) Khi nhi t ñ tăng hay gi m trong ray ch u nén ép (hay l c kéo dãn) l c này g i là l c nhi t ñ Pt. Khi chi u dài ray càng dài thì tr s l c nhi t ñ ph i l n hơn l c d c thì m i th ng n i. Có 3 lo i n i l c tác d ng : - L c c n d c (Pd) - L c c n m i n i (Pn) - L c nhi t ñ (Pt) Trên chi u dài ray, l c c n m i n i Pn và l c nhi t ñ Pt phân b ñ u su t chi u dài ray, còn l c c n d c Pd s tăng v gi a c u ray, gi a c u ray là l n nh t (Pdmax) Hình 4-2. Sơ ñ phân b n i l c ray dài V y trên chi u dài ray t n t i 3 lo i l c này, n i l c gi a c u ray là l n nh t. N u luôn luôn duy trì ñư ng ñ cư ng ñ và n ñ nh thì g i là ray dài. Ray dài có chi u dài t 30÷125m. 4.2.3. Ray không m i n i Ray không m i n i ñư c hàn li n có chi u dài kho ng 1000m tr lên. Trên chi u dài ray hình thành 3 khu v c. Khu v c gi a g i là khu v c c ñ nh, 2 ñ u là khu v c co dãn. 215
Ví d : Ray không m i n i dài 1000m, khu v c c ñ nh dài 800m, khu v c co dãn m i ñ u 100m. Sau ñó ñ t khe co dãn. (Trên ñư ng s t c a Pháp, Liên xô, Trung qu c). Hình 4-3. Sơ ñ phân b n i l c ñư ng ray không m i n i Khu vùc Khu vùc Khu vùc cè ®Þnh ®iÒu chØnh ®iÒu chØnh Khu vùc co d n Khu vùc co d n Khi nhi t ñ lên xu ng làm cho n i l c thay ñ i trên chi u dài ray. Sau khi l c nhi t ñ Pt th ng l c Pd, Pn 2 ñ u thì chi u dài dài ray di ñ ng 2 ñ u này (lt). Tuy n ñư ng s t có nh p ray ch u l c như trên g i là ñư ng s t không m i n i. N u ta dùng lo i ph ki n kiên k t ray v i tà v t và l p ñá ba lát ñ cho l c c n Pd l n hơn l c nhi t ñ Pt làm cho ñư ng ray n ñ nh thì có th s d ng ñư ng s t không m i n i. 4.3. NGUYÊN LÝ CƠ B N ð TÍNH ðƯ NG S T KHÔNG M I N I ng su t nhi t σt và l c nhi t ñ Pt 4.3.1. Khi ñư ng s t hàn li n và khóa ch t l i không cho ñư ng ray có th co dãn ñư c. Khi nhi t ñ bi n ñ i (∆ t) trong ray phát sinh ng su t nhi t. Theo ñ nh lu t Huk, ta tính ng su t nhi t trong ray là: σt = Eε = E.∆l/l (4-1) E: Modun ñàn h i c a thép E = 2,1.10 KG/cm = 2,1.105Mpa 6 2 Trong ñó l : Chi u dài ray (m) ∆l : Lư ng co dãn c a ray t do khi nhi t ñ bi n ñ i ∆l = α.l.∆ t Thay ∆l vào (5-1) ta có: σt = E. α. ∆t (MPa) (4-2) α: H s dãn n c a thép, α = 11,8.10-6 Khi nhi t ñ trong ray tăng hay gi m thì ng su t trong ray σt = 25∆t KG/cm2 = 2,5∆t (MPa) L c nhi t ñ trên m t thanh ray: Pt = σt.F (KN) (4-3) 2 Trong ñó : F là ti t di n c a ray (cm ) Ví d : Ray P43 có F = 57cm2; Pt = 14∆t (KN) Khi nhi t ñ tăng hay gi m 1oC thì m t bên ray ch u 14KN l c kéo ho c nén. 216
Như v y ng su t nhi t không ph thu c vào chi u dài ray mà ch ph thu c biên ñ nhi t ñ lên xu ng. N u ta có ph ki n ghìm ch t ray t t làm cho ñư ng ray n ñ nh thì có th tăng chi u dài ray không m i n i lên bao nhiêu cũng ñư c. 4.3.2. L c c n tuy n ñư ng L c c n tuy n ñư ng là l c c n không cho ñư ng ray di ñ ng. Có 3 lo i l c c n: - L c c n d c: G m l c c n m i n i, l c c n ph ki n và l c c n c a n n ñá dăm. L c c n m i n i là l c c n m i n i 2 ñ u ray ngăn c n không cho nh p c u ray di ñ ng theo chi u d c tuy n. L c c n này do ma sát gi a l p lách và ray t o nên, do cư ng ñ ch ng u n và ch ng c t c a bu lông, l c ma sát càng l n thì l c c n càng l n. Ví d l p lách 6 l , bu lông ñư ng kính 22mm, l c c n m i n i Pn = 24 t n l c (24. 9,81KN) L c c n ph ki n gi ray: Là l c ghìm gi ray v i tà v t b ng các lo i liên k t c ng hay ñàn h i không cho ray trôi trên m t tà v t. L c gi ch t ñ i tà v t bê tông có mômen v n ch t t 8÷12KGm = 0,008 ÷0,012KNm. L c c n ñá dăm có tác d ng ngăn ch n c c u ray không cho di ñ ng d c tuy n, còn l c c n ngang n n ñá dăm có tác d ng ngăn c n c c u ray di ñ ng theo hư ng ngang, ngăn ch n ñư ng ray phình ngang ho c bung ñư ng. L c c n d c m i thanh tà v t BT, Pd = 1000KG (9,8kN). L c c n d c ñơn v fv cho 1840 thanh/km là 9,1KG/cm = 9,1.9,81N/cm - L c c n ngang do tà v t và l p ñá dăm t o nên, v i chi u r ng vai ñá 30cm thì m i thanh tà v t BT có l c c n là 127KG (0,127kN) còn l c c n ñ ng m i thanh tà v t là 150÷160 KG/tà v t = 0,15÷0,16 kN/tà v t 4.4. M T S YÊU C U V THI T K ðƯ NG S T KHÔNG M I N I 4.4.1. Yêu c u v bình ñ và tr c d c Bán kính ñư ng cong ñư ng s t không m i n i không nên nh hơn 600m, n u dùng bán kính nh thì ñư ng ch u l c ngang l n d m t n ñ nh. Khi bán kính nh thì hao mòn ray r t nhanh (R = 400m÷600m, ñ hao mòn g p 3,0÷1,5 l n trên ñư ng th ng) ð d c d c ñư ng s t không m i n i i ≤12, nh ng ño n ñư ng tr c d c hình lõm, hi u s ñ d c l n dùng ñư ng cong tròn làm ñư ng cong ñ ng thì ñ t thêm s lư ng ngàm phòng trôi. 4.4.2. Yêu c u v c u t o ñư ng ray 1. Ray Ray dùng có m t c t hoàn ch nh, ñ m b o yêu c u v ch u l c, dùng ray m i, không khoan l bu lông( ray ñ ng ch ng). N u dùng ray cũ thì ph i ki m tra khuy t t t nghiêm ng t. Chi u dài nh p ray hàn dài 1000 ÷ 2000m thu n ti n cho b o dư ng , s a ch a và ñ t các thi t b ñóng ñư ng t ñ ng. 2. Ph ki n liên k t Ph ki n liên k t ghìm gi ray ñ m b o ñ c ng c a nh p c u ray, ch ng l i l c hư ng d c và hư ng ngang. 217
Ph ki n gi ch t ray vào tà v t và truy n l c này xu ng n n ñư ng m t cách ñàn h i. Ph ki n c a ñư ng s t không m i n i yêu c u có l c gi l n, k t c u gi n ñơn, ít linh ki n, l p ñ t d . (Hình 4- 4) M TS LO I PH KI N ðÀN H I TRÊN TH GI I Hình 4-4 Liên k t ñàn h i dùng cho ñư ng s t không m i n i 218
3. Tà v t Kích thư c và hình dáng tà v t làm tăng l c ch ng l i nhip c u ray trư t trong l p ñá ba lát. Lo i tà v t BTCT m t ñ ng và m t b ng làm cho tuy n ñư ng n ñ nh hơn so v i tà v t g . S lư ng tà v t là 1840 thanh/km cho ñư ng th ng và 2000 thanh/km cho ñư ng cong. 4. N n ñá dăm N n ñá dăm ñàn h i, thoát nư c t t, có l c c n l n ñ m b o tà v t n ñ nh. Chi u r ng n n ñá ñ r ng, chi u r ng vai ñá t i thi u 30cm, mái ñá 1:1,75 , chi u dày l p ñá 25cm ÷ 30cm (không tính chi u dày l p ñ m). Trư c khi ñ t ñư ng ray không m i n i, l p ñá ph i chèn ch t b ng máy, làm cho l p ba lát có l c c n l n t o ñi u ki n t t cho ñư ng s t không m i n i. 5. N n ñư ng Bi n d ng n n ñư ng d d n ñ n ñư ng s t không m i n i m t n ñ nh, khi ñ i tu ñư ng ñ ñ t ñư ng s t không m i n i ph i x lý n n ñư ng trư c n a năm. 4.5. ð T RAY KHÔNG M I N I TRÊN ðƯ NG ðANG KHAI THÁC ð t ñư ng s t không m i n i có căn c vào b n thi t k k thu t thi công. Trư c khi ñ t ñư ng không m i n i ph i hi u ch nh phương hư ng ñư ng, sàng s ch b i b n ñá dăm, m t r ng n n ñá dăm có chi u r ng vai ñá t i thi u 30cm, chi u dày l p ñá dăm ≥ 25cm, tiêu tr túi ñá, m i g c, ray trôi, và n i r ng c ly ray trên ñư ng cong ñúng quy trình. 4.5.1. Công tác cơ b n - Sau khi phong to khu gian công nhân nhanh chóng tháo g các ph ki n ray. - ðưa 2 xe goòng thay ray và m t máy d t ñư ng vào ño n ñư ng c n ñ t ray không m i n i. Xe goòng ch ray m i ñi trên ñư ng cũ và ñi sau là xe goòng tháo d ray cũ và máy d t ñư ng ñi trên ñư ng ray m i. Xe goòng thay ray di chuy nv i t c ñ V = 3Km/h do m t xe khác kéo và ray m i t ñ ng vào v trí tà v t, ray cũ do máy ñ t ñư ng ñ y vào lòng ñư ng. Sau ñó thu d n và v n chuy n v bãi. - Ray m i sau khi ñ t vào rãnh ti n hành v n ch t ph ki n liên k t. V trí cu i nh p c u ray ñ t 2 l p lách m i ñ u m i n i và xi t ch t bu lông nhi t ñ trung bình là nhi t ñ khoá ñư ng (tK). Khi khoá ñư ng yêu c u nh p c u ray cùng khóa m t th i ñi m ñ tránh nhi t ñ khoá ñư ng khác nhau thì 2 ray làm vi c cũng khác nhau. 219
Hình 4-5: Sơ ñ máy thi công ñ t ñư ng s t không m i n i 4.5.2. Công tác ch nh lý ñư ng s t không m i n i Sau khi cho ñoàn tàu ch y v i t c ñ ch m thông qua, ti n hành v n ch t ph ki n và phòng xô. Sau khi ñ t ray còn ph i tăng cư ng khóa ch t ñư ng, chèn ñư ng, n n phương hư ng, c ly và b o dư ng m i n i (khe co dãn). 220
CHƯƠNG 5 N N ðƯ NG S T N n ñư ng s t là m t công trình b ng ñ t, nó ñi u ch nh cao ñ m t ñ t thiên nhiên ñ t o nên m t tuy n ñư ng ñáp ng ñ y ñ m i tiêu chu n k thu t v bình ñ , tr c d c, tr c ngang c a ñư ng s t. N n ñư ng dùng ñ ñ t các b ph n k t c u t ng trên, ch u l c c a ñoàn tàu truy n xu ng. N n ñư ng ph i ñ m b o các yêu c u sau: - N n ñư ng ph i v ng ch c, n ñ nh và b n ch t - N n ñư ng ph i có h th ng rãnh thoát nư c t t, không ñ nư c ñ ng, nh hư ng ñ n n ñ nh c a n n ñư ng. - Kinh phí xây d ng n n ñư ng ph i r , kích thư c m t c t n n ñư ng ph i h p lý, t o ñi u ki n thu n l i cho vi c thi công n n ñư ng b ng cơ gi i. - Có th dùng máy móc ñ b o dư ng và s a ch a n n ñư ng, gi n n ñư ng luôn tr ng thái t t, phù h p v i quy ñ nh k thu t c a ñư ng s t. 5.1. PHÂN LO I TR C NGANG N N ðƯ NG Tr c ngang n n ñư ng là m t c t th ng góc v i ñư ng tim tuy n ñư ng, trên ñó bi u th hình d ng và kích thư c các b ph n c a n n ñư ng. Tr c ngang n n ñư ng thư ng v theo t l quy ñ nh c a quy ph m thi t k (thư ng là 1: 200). Căn c vào hình d ng có th chia tr c ngang n n ñư ng thành 6 lo i: - N n ñ p (H5-1), n n ñào (H5-2), n n n a ñ p (H5-3), n n n a ñào (H5-4), n n n a ñào n a ñ p (H5-5), n n không ñào không ñ p (H5-6). Căn c vào ñi u ki n s d ng n n ñư ng, tr c ngang n n ñư ng chia làm 2 lo i: tr c ngang ñ nh hình và tr c ngang ñ c bi t. Tr c ngang ñ nh hình là lo i tr c ngang n n ñư ng b ng ñ t thông thư ng, xây d ng trên n n ñ t n ñ nh trong ñi u ki n ñ a ch t, thu văn bình thư ng, chi u cao n n ñư ng H ≤ 12m, ñ d c ngang c a m t ñ t thiên nhiên < 1/3. Tr c ngang ñ nh hình căn c vào quy trình và tiêu chu n thi t k mà xác ñ nh, không c n ph i ki m toán ñ n ñ nh n n ñư ng. Tr c ngang ñ c bi t là tr c ngang thi t k riêng cho n n ñư ng trong m t trư ng h p ñ c bi t nào ñó không ñư c tuỳ ti n s d ng. Nh ng trư ng h p ph i thi t k ñ c bi t là: 221
B .5 H5 H×nh 5-4 0% B H
Vai ®−êng (lÒ ®−êng) B b=2.1m ThÒm b¶o hé ThÒm b¶o hé 0.15m Giíi h¹n 1:1 C 5 (hé ®¹o) : 1. .5 H
Chi u r ng m t ñ nh mui luy n (b) nh hơn chi u dài tà v t ñ khi thi công ñ t ki n trúc t ng trên, các ñoàn tàu công trình ép tà v t lún sâu xu ng m t ñ t khi n n ñư ng chưa có l p ñá ba lát, t o thành nh ng rãnh h thoát nư c, tránh cho n n ñư ng b ñ ng nư c. Trên hình (5-8) bi u th hình d ng và kích thư c mui luy n ñư ng 1435mm. - Khi xây d ng ñư ng ñôi, ñ p b ng ñ t, mui luy n làm hình tam giác, chi u cao mui luy n là 0,20m cho ñư ng tiêu chu n, ñáy mui luy n b ng chi u r ng m t n n ñư ng (H 5-9). - M t n n ñư ng trong ga: tuỳ s ñư ng trong ga nhi u hay ít mà làm m t n n ñư ng bãi ga thành hình răng cưa, d c m t chi u ho c d c hai chi u (hình 5-10) v i ñ d c là 0,01÷0,02. - Chi u r ng m t n n ñư ng ph i ñ r ng ñ ñ t ki n trúc t ng trên, ph n không b ñá dăm ph kín trên m t n n ñư ng g i là vai ñư ng (ho c l ñư ng). c/ 1 chiÒu a/ R¨ng c−a b/ 2 chiÒu Hình 5-10.Mui luy n n n ñư ng ga Vai ñư ng có tác d ng gi cho l p ñá dăm không rơi xu ng mái ñư ng, ñ nhân viên ñư ng s t ñi l i, ñ ñ t các d ng c duy tu ñư ng, ñ t c t tín hi u... Chi u r ng vai ñư ng (l ñư ng) quy ñ nh như sau: ðư ng c p I và c p II : chi u r ng vai ñư ng n n ñ p là 0,50m ðư ng c p III là 0,40m. Chi u r ng n n ñư ng (B) theo quy ph m k thu t khai thác ðSVN 1999 quy ñ nh: trên ñư ng th ng b r ng m t n n ñư ng không ñư c nh hơn 5m cho kh ñư ng 1000mm và 6,4m cho ñư ng 1435mm. - Trên ñư ng cong, n n ñư ng ph i n i r ng v phía lưng ñư ng cong theo quy ñ nh c a b ng (5-1) tuỳ thu c vào bán kính cong R. B ng 5-1. B r ng n n ñư ng B(m) Kh Tính ch t ð t thư ng C p ñư ng ñư ng ñư ng N n ñào N nñ p ðư ng tr c I, II 10,3 10,5 (ñôi) 1435mm ðư ngtr c I, II 6,2 6,4 (ñơn) 1000mm ðư ng tr c ðư ng chính 5,0 B ng 5-1a. ð m r ng n n ñư ng ∆B(m) Tính ch t M r ng TT Kh ñư ng C p ñư ng Bán kính R(m) ñư ng W(m) ≤ 600 0,60 1 1435mm ðư ng tr c I, II 224
> 600 - 1500 0,50 >1500 - 2000 0,40 >2000 - 3000 0,30 >3000 - 4000 0,20 ≤ 300 0,50 > 300 - 500 0,40 III > 500 - 600 0,30 > 600 - 1000 0,20 >1000 - 4000 0,10 ðư ng 0,30 ≤ 1000 I, II, III chuyên d ng 0,20 < 500 0,25 2 1000mm 500 - 1000 0,15 - Kho ng cách gi a tim 2 ñư ng trong ga (gi a tim ñư ng chính và ñư ng ñón g i tàu) là 4,10m (ñư ng 1000mm) và là 5,0m (ñ i v i ñư ng 1435mm và ñư ng l ng). - Kho ng cách gi a tim 2 ñư ng chính trong khu gian là 4,2m (ñ i v i ñư ng 1000mm và ñư ng 1435mm). - Chi u r ng m t n n ñư ng ñôi cũng ph i m r ng v phía lưng ñư ng cong như ñư ng ñơn, gi a 2 tim ñư ng còn ph i n i r ng thêm m t lư ng b ng cách d ch m t ñư ng vào phía b ng. - Cao ñ vai ñư ng c a ñư ng d n vào c u l n, c u trung và nh ng ño n n n ñư ng b ng p nư c ph i xác ñ nh theo m c nư c lũ tính toán. ð i v i ñư ng s t c p I, II tính theo lưu lư ng nư c lũ t n su t 100 năm, ñư ng c p III là 50 năm. ðư ng d n vào c u r t l n, m c nư c lũ tính toán là 300 năm. Cao ñ vai ñư ng ph i ≥ chi u cao m c nư c tính toán + chi u cao sóng v + chi u cao nư c d nh + 0,50m. - Cao ñ vai ñư ng ñ u c u nh và c ng trên ñư ng s t c p I, II tính theo lưu lư ng nư c lũ t n su t 50 năm. Cao ñ vai ñư ng bao gi cũng ph i cao hơn m c nư c ng m cao nh t, ho c cao hơn m c nư c t lâu ngày (trên 20 ngày), ñ ng th i ph i xét ñ n chi u cao nư c mao d n làm gi m cư ng ñ c a ñ t n n ñư ng. Như v y cao ñ vai ñư ng cho ñư ng 1435mm và 1000mm ñư ng qu c gia tính theo công th c sau: + T i ñ u c u l n và c u trung: Hvñ = H1% + hsóng + hd nh + 0,5m + T i ñ u c u nh và c ng: Hvñ = H2% + hsóng + hd nh + 0,5m + T i ñ u c u l n có thuy n qua l i: Hvñc = H1% + htktt + hkcd + hktft Trong ñó: htktt : chi u cao tĩnh không thông thuy n hkcd : chi u cao k t c u d m hktft : chi u cao t ñáy ray ñ n vai ñư ng - ð d c ta luy n n ñư ng tuỳ thu c vào chi u cao n n ñư ng và lo i ñ t ñ p (b ng 5-2) 225
B ng 5-2. Ta luy n n ñ p Chi u cao l n nh t c a D c ta luy n n ñ p Lo i ta luy n n ñ p ñ t ñá Chi u cao Chi u cao Chi u cao Ta luy Ta luy Ta luy toàn b ph n trên ph n dư i toàn b ph n trên ph n dư i ðá khó 6 - - 1:1,3 - - phong hóa 12 - - 1:1,5 - - Cát nh 8 6 2 - 1:1,5 1:1,75 Các lo i ñ t 12 6 6 - 1:1,5 1:1,75 + X lý n n ñ p - Có th tr c ti p ñ p n n ñư ng trên m t ñ t n u là ñ t r n ch c, ñ d c m t ñ t < 1/10 và chi u cao n n ñ t > 0,50m. - Khi ñ d c m t ñ t 1/10 < i < 1/5, chi u cao n n ñ p < 0,5m thì ph i r y c ho c cày x i m t ñ t lên r i m i ñ p. - Khi ñ d c m t ñ t tương ñ i l n (1/5 < i < 1/3) thì ph i r y c , ñánh c p, m i b c r ng t 1- 3m, m t các b c có ñ d c 1- 2% sau ñó m i ñư c ñ p n n ñư ng. 4.2.2. Các công trình c a n n ñư ng + Th m b o h : phía ngoài chân ta luy ph i có th m b o h r ng 1- 2m ñ ngăn nư c trong rãnh d c không ng m vào n n ñư ng. M t th m ñư ng ph i d c ra phía ngoài v i ñ d c 0,02 ÷ 0,04. + Rãnh d c hay h ñ u: dùng ñ thoát nư c m t -Rãnh d c: + Khi m t ñ t có ñ d c ngang l n thì ch c n ñào rãnh m t bên, phía cao. + Khi m t ñ t b ng ph ng và chi u cao n n ñư ng ñ p dư i 2,0m thì ph i ñào rãnh c 2 bên n n ñ p. M t c t ngang rãnh làm hình thang, kích thư c rãnh và ñ d c d c ñáy rãnh ph i căn c vào lưu lư ng và t c ñ dòng ch y ñ quy t ñ nh. Nói chung chi u r ng ñáy rãnh ≥0,40m, chi u sâu ≥0,60m, d c mái rãnh là 1:1. ð d c d c ñáy rãnh thư ng t 3 - 5, nh nh t là 2 và l n nh t là 8. (Khi ñ d c d c ñáy rãnh ≥ 6 ph i gia c rãnh). - H ñ u: Khi ñào h ñ u l y ñ t ñ p n n ñư ng thì kích thư c h ñ u xác ñ nh tuỳ thu c vào kh i lư ng ñ t c n thi t ñ ñ p và phương pháp thi công. H ñ u có th b trí v m t phía (bên cao n u m t ñ t có ñ d c ngang) ho c ñ t 2 bên n n ñư ng (n u ñ d c ngang c a m t ñ t < 1/10). H ñ u ph i ñào thông v i c u, c ng ñ thoát nư c, vách h ñ u phía n n ñư ng có ñ d c 1:1,5 còn phía ngoài là 1:1. D c ngang ñáy h ñ u thư ng dùng 0,02 ÷ 0,04 d c t phía chân ta luy ra phía ngoài n u ñáy h ñ u r ng 10m ho c ñáy hư ng vào gi a h ñ u n u ñáy h ñ u r ng quá 10m. ð d c d c ñáy h ñ u thư ng l y > 0,003 ñ tránh ñ ng bùn, kho ng cách t chân ta luy n n ñ p ñ n mép h ñ u là 2 ÷ 3m. Trong ph m vi ga không ñư c ñ t h ñ u. N u n n ñ p b ng ñ t chuy n t nơi khác t i thì ph i dùng rãnh d c ñ thoát nư c. 226
5.3. TR C NGANG ð NH HÌNH N N ðÀO R nh ®Ønh Con tr¹ch Gíi h¹n ®Êt thõa Con tr¹ch chiÕm ®Êt >2m 2-4% ng¨n n−íc Con tr¹ch 2-4% ®Êt thõa 0.6 >1m 2-4% 2-4% 0.5 >0.6 1-5m 1.5 >0.3 R nh con b¬n Gíi h¹n 1: 1:1 H5 chiÕm ®Êt B H+5m b 1: m >5 1:1 0.6 R nh biªn H+5m 0.4 Hình 5-11 Tr c ngang ñ a hình n n ñào có ñ ng ñ t th a Hình d ng và kích thư c mui luy n chi u r ng m t n n ñào trên ñư ng th ng và trên ñư ng cong như c a n n ñ p. D c hai bên n n ñào b trí 2 rãnh biên ñ thoát nư c ch y t m t n n ñư ng và taluy xu ng. Kích thư c rãnh biên quy ñ nh như trên hình (5-11). N u rãnh biên sâu quá 0,80m thì taluy rãnh ph i thi t k ≥ 1:1.5. Mái d c taluy n n ñào quy ñ nh theo b ng sau: B ng 5-3 Lo i ñ t n n ñào D c taluy - ð t sét, á sét, á cát, cát ñ ng nh t 1:1,5 1:0,5 ÷ 1:1 - ðá dăm d a theo chi u sâu n n ñào và t ng ñá - ðá ít phong hóa và x p l p hư ng v n n ñư ng 1:0,2 - ðá phong hóa tùy theo cách x p l p, chi u sâu n n ñào 1:0,2 ÷ 1:1,5 và tính ch t ñá Con tr ch ngăn nư c b trí bên cao như hình (5-11) ngăn nư c không cho ch y xu ng n n ñư ng, chi u cao c a con tr ch ngăn nư c không quá 0,60m. Rãnh con bơn b trí chân con tr ch ngăn nư c có chi u sâu ≤ 0,3m và có ñ d c d c là 0,05. N u m t ñ t có ñ d c ngang > 1:5 thì không b trí con tr ch ngăn nư c và rãnh con bơn. Kho ng cách t chân taluy ñ n ñ ng ñ t th a ph i ≥ 5m ñ i v i lo i ñ t khô c ng ho c ≥ H+5m ñ i v i ñ t x p; trong ñó H là chi u sâu n n ñào. Khi kho ng cách H+ 5m ≥ 10m, n n d c ngang > 1:5 thì không b trí ñ ng ñ t th a trên d c ñ tránh ñ ng ñ t th a b trư t. ð ng ñ t th a phía trên d c ph i ñ thành d i liên t c, còn phía dư i d c thì c cách 50-100m ph i ñ m t kho ng tr ng ñ thoát nư c. M t con tr ch ngăn nư c và m t c a ñ ng ñ t th a ph i có ñ d c 0,02-0,04 ra phía ngoài ñ thoát nư c. Rãnh ñ nh ph i ñào phía ngoài ñ ng ñ t th a; kích thư c c a rãnh ñ nh xác ñ nh căn c vào lưu lư ng tính toán. Kho ng cách t mép rãnh ñ nh ñ n gi i h n chi m ñ t ≥ 2m. 5.4. ð T DÙNG ð ð P N N ðƯ NG 5.4.1. ð t dùng ñ ñ p n n ñư ng 227
Nh ng lo i ñ t ñá thư ng dùng ñ p n n ñư ng là: - ðá: tr các lo i ñá d phong hóa, còn l i ñ u là v t li u ñ p n n ñư ng t t, chúng có cư ng ñ ch u l c t t, không b nư c th m ư t nên r t n ñ nh. - Sa th ch ñ phong hóa: có th dùng ñ p n n ñư ng cao hơn 12m, ph i ñ m nén nát thành h t, m i l p dày kho ng 0,30-0,50m ñ tránh hi n tư ng lún không ñ u. - ðá granit phong hoá: có th dùng ñ p ñư ng, taluy n n ñư ng tuỳ theo h t ñ t l n nh mà thi t k . ðá phong hoá thành cát thì ki m toán theo h t cát t 2-0,05mm. N u phong hóa thành ñ t thì ki m toán theo h t ñ t nh hơn 0,05mm. - ðá bùn l n cát: có th dùng ñ p ñư ng, nhưng không t t, ph i r i thành l p m ng, làm rãnh d c thoát nư c. Khi ñ p ph i chú ý t i ñ lún, nh t là n n ñ p cao ph i ñ p thêm chi u cao phòng lún và m r ng thêm m t n n ñư ng. Ph i dùng lo i lu n ng ñ ñ m nén. - S i cát: có cư ng ñ ch u l c khá l n, thoát nư c t t, do ñó thích h p ñ ñ p n n ñư ng nh ng vùng có ñi u ki n thu văn kém n ñ nh, nh t là n n ñư ng b ngâm nư c. Khi dùng s i cát ñ p n n ñư ng, c n chú ý gia c taluy vì chúng d b xói l . - Sa th ch: dùng ñ ñ p n n ñư ng ngâm nư c t t, nhưng nên ch n lo i sa th ch có cư ng ñ ch u nén lúc khô và khi ư t g n b ng nhau ho c ch ñư c chênh l ch trong kho ng 10%. C n gia c taluy ñ ch ng xói l . - Cát nh : cũng có th dùng ñ ñ p n n ñư ng, nhưng ph i có ñ các ch tiêu cơ lý c a cát γ, ϕ, m ω c a cát, khi ñ p các l p cát phía dư i ph i ñ m ch t, l p b o v taluy có th dùng sét hay ñá ñ (dày 0,1-0,15m), khi dùng ñ t sét b o v taluy thì ph i ñ các l h ng thoát nư c. - ð t cát pha sét có ñ c ñi m khi khô không b r i r c, khi ư t v n có kh năng ch u l c nên có th dùng ñ ñ p n n ñư ng r t t t. - ð t cát pha sét h t nh : T l h t nh hơn 0,2mm chi m kho ng 50% do ñó khi b ư t thì cư ng ñ ch u l c r t kém, do ñó không nên dùng lo i này ñ ñ p n n ñư ng. - ð t b t: là lo i ñ t có ñư ng kính h t t 0,05-0,2mm, do ñó cư ng ñ ch u l c r t kém, taluy d b s t l , có th dùng ñ ñ p n n ñư ng nhưng ph n trên ph i thay b ng lo i ñ t t t ñ ch u l c, khi n n ñào qua n n ñ t b t thì ph i thay ñ t m t n n ñào v i chi u d y thay ñ t kho ng 0,7m. - ð t sét pha cá: dùng ñ ñ p n n ñư ng r t t t, nó có ñ dính cao, taluy n ñ nh. Tuy nhiên, vì nó có h s th m nh nên khi b ng p nư c thì áp l c thu ñ ng s l n. - ð t sét: ch nên dùng nơi khô ráo ho c có nư c không thư ng xuyên, n u b ng p nư c lâu d b nhão nên m t kh năng ch u l c. - ð t sét ñ k th 3: có th dùng ñ p ñư ng, nhưng ph i dùng lu lo i n ng 25 t n ñ ñ m lèn. Các lo i ñ t sau ñây n u không qua x lý thì không ñư c dùng ñ ñ p n n ñư ng: ð t sét m , ñá m , bùn l y, ñ t có th ch cao ho c mu i hoà tan trong nư c. Nói chung, ph n l n các lo i ñ t ñ u có th dùng ñ ñ p n n ñư ng, nhưng c n ch n bi n pháp thích h p ñ ñ m b o cư ng ñ ch u l c, trong khi thi công c n chú ý t i các nguyên t c ñ m b o cho các l p ñ t c a n n ñư ng thoát nư c và ch u l c t t. 5.4.2. ð m nén n n ñư ng Sau khi ñ p xong n n ñư ng yêu c u ñ t trong n n ñư ng ch ñư c phát sinh bi n d ng ñàn h i, vì v y trong quá trình thi công ngư i ta ph i ti n hành ñ m nén. 228
Dư i tác d ng c a áp l c nén, các h t ñ t s p x p xít l i g n nhau hơn, th tích không khí và nư c trong l r ng gi m ñi, ñ t s ñ t t i ñ ch t nh t ñ nh, như v y sau khi thi công xong n n ñư ng có th tranh th ñ t ray, n n ñư ng không ti p t c lún kéo dài, gi m ñ th m th u và chi u cao c t nư c mao d n, bài tr lún không ñ u và tăng cư ng kh năng ch u l c c a ñ t. Yêu c u ñ m nén n n ñư ng ñ t t i ñ ch t yêu c u không nh ng ch ñ i v i n n ñ p, mà ñ i v i n n ñào trong ñ t x p cũng ph i ñ m nén. Trong quá trình ñ m nén ñ t ñ t t i ñ ch t yêu c u, khi công c ñ m nén c ñ nh, ph i ñ m b o chi u d y m i l p ñ t khi ñ m nén và s l n ñ m nén theo ñúng quy ñ nh, ngoài ra, ñ hi u qu ñ m nén ñư c t t, ngư i ta ph i kh ng ch ñ m c a ñ t khi ñ m nén l n hơn ñ m t t nh t W0 là 1,5÷2,0%, n u ñ t quá ư t thì ph i phơi khô trư c, n u ñ t quá khô ph i tư i nư c cho ñ ñ mm i ñ m. Ngư i ta thư ng dùng dung tr ng khô γk bi u th ñ ch t c a ñ t. Trong ñó: Qh γK = V Trong quá trình ñ m nén, trong lư ng h t Qh c a ñ t không ñ i, ch có th tích V c a kh i ñ t gi m ñi do th tích r ng gi m, vì v y v i m t lo i ñ t, khi càng ñư c ñ m ch t thì V càng gi m và dung tr ng γk càng tăng. Khi xây d ng n n ñư ng, ngư i ta thư ng dùng phương pháp ñ m nén tiêu chu n ñ xác ñ nh ñ ch t l n nh t γkmax c a ñ t, th c ch t c a v n ñ là: l y ñ t dùng ñ ñ p n n ñư ng có ñ m khác nhau cho vào giã trong c i Proctor. C i Proctor là m t h p b ng kim lo i có dung tích 1000 cm3 , dùng chùy n ng 2,5 kg cho giã ñ t b ng cách nâng chùy lên cao 30cm và ñ rơi t do, H (5-13). ng v i s l n ñ m nén quy ñ nh: ñ t cát: 60 l n, cát pha sét: 90 l n, ñ t sét: 120 l n ta s ñư c dung tr ng γk tương ng v i ñ m ω c a m u ñ t. Khi cho ñ m c a m u ñ t thay ñ i ta s v ñư c ñư ng quan h γk và ω và tìm ñư c ñ ch t t t nh t γkmax c a lo i ñ t ñó (hay ñ ch t tiêu chu n). ð m tương ng v i γkmax g i là ñ m t t nh t W0. (Hình 5-12) c 30cm γ T/m3 k γ max 12cm k w φ10 Wo Hình 5-12 Hình 5-13. C i Proctor Khi xây d ng n n ñư ng, th c t không yêu c u các l p ñ t ñ cao khác nhau trong n n ñư ng có cùng m t ñ ch t như nhau. 229
Do s phân b ng su t không ñ u theo chi u cao c a n n ñư ng nên yêu c u v ñ ch t c a các l p ñ t theo chi u cao n n ñư ng cũng khác nhau. Ngư i ta dùng h s ñ m nén K ñ ñánh giá ñ ch t c a n n ñư ng. γ ky / c K= γ k max Trong ñó: K : h s ñ m nén γky/c : dung tr ng khô yêu c u c a ñ t ñ p. γk : Dung tr ng khô l n nh t c a ñ t ñ p xác ñ nh b ng thí nghi m ñ m nén tiêu max chu n. H s ñ m nén ñư c quy ñ nh như sau: T m t n n ñư ng xu ng ≤ 1,20m K = 0,90 T 1,2m ñ n ñ sâu 10m ph i ñ m b o K = 0,85 Khi >10m và ph n b ngâm nư c (trên m c nư c 1,2m) yêu c u K=0,90. Hàm lư ng nư c t t nh t Wo, ñ ch t t t nh t γk max (T/m3) và ñ ch t yêu c u c a ñ t có th tham kh o trong b ng 5-4. B ng 5-4 ð ch t yêu c u ð ch t t t nh t Hàm lư ng nư c Lo i ñ t γky/c 3 γkmax( T/m3) t t nh t Wo (%) (T/m ) 1,60÷1,9 5 Cát nh 1,60 1,70÷1,75 8÷12 ð t cát 1,65÷1,75 9÷15 1,65÷1,95 Cát pha sét 1,60÷1,65 13÷19 1,60÷1,75 Sét pha cát nhi u 1,55÷1,65 16÷20 1,60÷1,75 Sét pha cát ít 1,45÷1,55 20÷25 1,33÷1,75 ð t sét 230
B NG CHUY N ð I ðƠN V ðO LƯ NG Tương quan ðơn v Tên g i các ñ i ñơn v v i h lư ng Tên g i Ký hi u SI (h M) 10-2m Centimét cm Chi u dài 10-6m µm Micrômét Kilogam l c KG 9,80665N Lc T nl c T 9,80665KN T i tr ng phân b Kilogam l c trên mét KG/m 9,80665N/m tuy n tính T n l c trên mét T/m 9,80665KN/m 2 Kilogam l c trên mét vuông KG/m 9,80665Pa T i trong phân b b Kilogam l c trên centimet KG/cm2 m t và các ng su t 0,098Mpa vuông (s c ch ng) T/m2 T n l c trên mét vuông 9806,65Pa Kilogam l c trên centimet KG/cm2 Môdun ñàn h i 0,098Mpa vuông G/cm3 Tr ng lư ng riêng Gam l c trên centimet kh i 9,80665KN/m 3 T/m3 T n l c trên mét kh i 9,80665KN/m 3 H s bi n ñ i th Centimet vuông trên cm2/KG 0,1cm2/N tích kilôgam l c Ghi chú: Trong tính toán k thu t có trư ng h p cho phép quy tròn 9,80665 thành 9,81. Khi tính toán không yêu c u chính xác quá cao thì quy tròn là 10. 231
TÀI LI U THAM KH O 1. Lê ð c Trân - Giáo trình kh o sát và thi t k ðư ng s t - Trư ng ð i h c GTVT - 1977. 2. Lê Xuân Quang, Lê ð c Trân, Ph m Văn Vang, Ph m Văn Ký - Giáo trình kh o sát và thi t k ðư ng s t - Trư ng ð i h c GTVT - 1990. 3. Lê Văn C , Lê Xuân Quang, Nguy n Thanh Tùng, Nguy n Tr ng Lu t - Giáo trình công trình ðư ng s t - Trư ng ð i h c GTVT - 1975. 4. Nguy n Thanh Tùng, Bùi Th Trí, Lê Văn C - Giáo trình k t c u t ng trên ðư ng s t - Trư ng ð i h c GTVT - 1996. 5. Quy ph m thi t k k thu t ðư ng s t kh 1000mm - B giao thông v n t i - 1976. 6. Quy ph m thi t k k thu t ðư ng s t kh 1435mm - B giao thông v n t i - 1985. 7. Quy trình tính s c kéo ñ u máy các ñoàn tàu ðư ng s t - B giao thông v n t i - 1984. 8. Quy ph m k thu t khai thác ðư ng s t Vi t Nam - B giao thông v n t i - 1999. 9. S tay thi t k ðư ng s t, t p1, 2 - Vi n thi t k giao thông v n t i - 1972. 10. I.V. Turbui và các tác gi - Kh o sát và thi t k ðư ng s t - Matxcơva 1989 (B n ti ng Nga). 11. I.I. Kautor và các tác gi - Cơ s kh o sát và thi t k ðư ng s t - Matxcơva 1999 (B n ti ng Nga). 12. B.A. Kapưlenko và các tác gi - Kh o sát và thi t k v trí ñ t c u, h m trên ðư ng s t - Matxcơva 1999 (B n ti ng Nga). 13. B.A. Voukov và các tác gi - ði u tra kinh t và cơ s thi t k ðư ng s t - Matxcơva 1990 (B n ti ng Nga). 14. T.G. Iakobleva và các tác gi - ðư ng ñư ng s t - Matxcơva 1999 (B n ti ng Nga). 15. ð ch Tư Dung và các tác gi - Thi t k tuy n ðư ng s t - Nhà xu t b n Trư ng ð i h c giao thông Tây Nam - 2001 ( B n ti ng Trung). Câu h i ôn t p: Chương 4 . Khái ni m ðS không m i n i 1. Ưu như c ñi m c a ðS có m i n i và ðS không m i n i. Yêu c u v bình ñ và tr c d c c a ðS không m i n i. V sơ ñ n i l c phân bi t ñư ng ray thư ng, ray dài và ray không m i n i. 2. Thành l p công th c tính ng su t nhi t δT , l c nhi t ñ PT trong ray không m i n i. 232