Công trình đường sắt tập 1 part 9

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

Thêm vào BST

Báo xấu

202
lượt xem 71
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'công trình đường sắt tập 1 part 9', 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 9

Ray ph ñ t phía b ng ñư ng cong 2.3.5. Siêu cao ray lưng trên ñư ng cong Khi tàu chuy n ñ ng trên ñư ng cong, l c ly tâm J ñ y toa xe ra phía lưng ñư ng cong. Tr s mv 2 Gv 2 J= = R Rg l c ly tâm tính theo công th c: N u ñoàn tàu ch y v i t c ñ l n thì l c tác d ng lên ray lưng s l n hơn l c tác d ng lên ray b ng nhi u và n ñ nh ngang c a ñoàn tàu b nh hư ng. ð gi m b t tác h i c a l c ly tâm này, ngư i ta ñ t ray lưng cao hơn ray b ng, ñ chênh cao này g i là ñ siêu cao c a ray lưng. Khi b trí siêu cao, ngư i ta xu t phát t các yêu c u sau: a/ B o ñ m 2 ray trên ñư ng cong mòn như nhau, ñ th i gian s d ng c a hai ray tương ñương nhau. b/ B o ñ m hành khách không c m th y khó ch u do tác d ng c a l c ly tâm, b o ñ m ti n nghi c a hành khách. c/ B o ñ m n ñ nh ngang c a ñoàn tàu. 2.3.5.1.Tính siêu cao ñ m b o hai ray mòn ñ u nhau ð th i gian s d ng c a hai ray như nhau thì ñ mòn c a chúng theo th i gian ph i như nhau. Th c t thư ng ch yêu c u ñ mòn theo chi u th ng ñ ng c a hai ray tương ñương nhau, mu n v y, t ng áp l c th ng ñ ng tác d ng lên hai ray ph i b ng nhau. Nghĩa là: ΣEl = ΣEb ΣEl , ΣEb : t ng áp l c th ng ñ ng tác d ng lên ray lưng và ray b ng . Trong ñó Hình (2-21) là sơ ñ l c tác d ng lên toa xe trên ñư ng cong. Trong ñó: G : là tr ng lương toa xe J : là l c ly tâm a: kho ng cách t tr ng tâm toa xe ñ n m t lăn c a ray S1: kho ng cách tim hai ray α: góc nghiêng gi a m t ph ng qua ñ nh hai ray v i m t ph ng n m ngang. Khi toa xe tr ng thái cân b ng, ta có phương trình mômen ñ i v i ñi m O gi a c ly ray: Σ Mo = 0 Ta có : S1 ( J cosα − G sin α ) a = ( El − Eb ) (2-15) 2 Ta có: h sin α = S1 190
Hình 2-21: Sơ ñ l c tác d ng vào toa xe ñ tính siêu cao c a ray lưng trên ñư ng cong vì góc α nh nên cosα ≈ 1, do ñó ta có : h 2a El − Eb = ( J − G ) S1 S1 V 2 h 2a = G( −) ( 2-16 ) gR S1 S1 ð ñ m b o yêu c u 2 ray mòn như nhau thì: ΣEl = ΣEb nghĩa là v trái c a phương trình ( 2-16) b ng không. Do ñó: V2 2a h ∑ G gR − ∑ G S = 0 (vì S ≠ 0) 1 1 S1 ∑ Gv 2 h= Rút ra: ; (2-17) Rg ∑ G ∑ Gv 2 = V 02 : v i Vo là t c ñ bình quân gia quy n. ðt ∑G S1V02 h= Ta có: ; (2-18) Rg ΣG : t ng tr ng lư ng c a t t c ñoàn tàu ch y v i t c ñ khác nhau. Trong ñó: N u h tính b ng mm, S1 tính b ng m, V- km/h, R tính b ng m ta có: - ð i v i ñư ng s t kh 1000mm: V02 h = 8,24 (mm) (2-19) R - ð i v i ñư ng tiêu chu n (1435mm) ta có: 191
V02 h = 11,8(mm) (2-20) R Tính siêu cao theo t c ñ bình quân gia quy n V0 th c t là r t khó vì nó ñòi h i ph i có nhi u s li u th ng kê v t c ñ và tr ng lư ng c a các ñoàn tàu chuy n ñ ng qua ñư ng cong, vì v y ngư i ta thư ng quy ñ i V0 tính theo t c ñ l n nh t Vmax cho phép ch y trên ñư ng cong. 2.3.5.2. Tính siêu cao ñ m b o hành khách không c m th y khó ch u khi tàu ch y trên ñư ng cong Khi tính siêu cao ñ m b o 2 ray mòn ñ u nhau, t c ñ tính toán là t c ñ bình quân gia quy n Vo do ñó l c hư ng tâm Jh sinh ra do th c hi n siêu cao có th không tri t tiêu h t l c ly tâm J. - N u siêu cao chưa ñ : l c ly tâm còn dư ∆J = J -Jh v n tác ñ ng vào hành khách, khi tr s ∆J l n s làm hành khách m t m i, vì v y ph i h n ch ∆J không ñư c quá l n, t c là: ∆J ≤ [∆J] Do ñó: m.α ≤ m.[α] Rút ra: α ≤ [α] α: là gia t c ly tâm còn dư (chưa ñư c cân b ng) Trong ñó: [α]: tr s cho phép c a gia t c ly tâm chưa ñư c cân b ng m: kh i lư ng c a v t chuy n ñ ng V2 h − g ≤ [α ] α= Ta có : R s1 S1V 2 S1 [α ] T ñó rút ra: h ≥ − Rg g Trư ng h p b t l i nh t khi V= Vmax ta có : S [α ] 2 SV ≥ 1 max − 1 (2-21) hmin Rg g h p, v i S1 = 1,05m; g = 9,81m/s2; R(m), V(km/h); α(m/s2) ta có: ð i v i ñư ng kh 2 Vmax − 107[α ] hmin ≥ 8,24 ( 2-22) R ð i v i ñư ng 1435 v i S1 = 1,5m; g = 9,81m/s2; R(m), V(km/h), α (m/s2), ta có: 2 Vmax − 153[α ] hmin ≥ 11,8 (2-22a) R Theo k t qu nghiên c u c a V.S Sarico, hành khách c m th y khó ch u khi gia t c ly tâm b ng 0,4 ÷ 0,8m/s2. Tuỳ ñi u ki n ch y tàu, các nư c quy ñ nh tr s gia t c ly tâm chưa ñư c cân b ng cho phép khác nhau. Liên xô: [α] = 0,7m/s2; ð c: [α] = 0,65m/s2; M : [α] = 0,5m/s2; Trung Qu c: [α] = 0,6m/s2; 192
Vi t Nam hi n nay dùng [α] = 0,5m/s2 - Khi siêu cao quá l n: L c hư ng tâm Jh > J, khi ñó l c hư ng tâm còn dư ∆Jh = Jh - J s làm d u trong tr c ch y ra ngoài, vì v y cũng ph i h n ch ∆Jh ≤ [∆Jh] Do ñó: m. αh ≤ m. [αh]; Rút ra: αh ≤ [αh]; gh V 2 ≤ [α h ] Do ñó ta có: α h = − S1 R B t l i khi tàu ch y ch m ho c ñ trên ñư ng cong, t c V = 0. Do ñó ta có: gh ≤ [α h ] S1 S1 .[α h ] hmax ≤ Rút ra: (2-23) g Trong ñó: αh: tr s gia t c hư ng tâm còn dư. [αh]: tr s cho phép c a gia t c hư ng tâm còn dư. ð c hi n nay quy ñ nh: [αh] = 0,98m/s2. Khi dùng [αh] = 0,98m/s2 thì hmax = 105mm (ñ i v i ñư ng 1000mm) và hmax = 150mm (ñ i v i ñư ng tiêu chu n). 2.3.5.3. Ki m tra siêu cao ñ m b o n ñ nh ngang c a toa xe trên ñư ng cong M cñ n ñ nh ngang c a toa xe trên ñư ng cong ñư c ñánh giá b ng h s n ñ nh n S1 2 n= (2-24) e Trong ñó: S1: kho ng cách tim 2 ray. e: ð l ch tâm c a h p l c R (xem hình 2-22) Hình 2-22 O 193
Trên hình (2.22) ta có: R: H p l c c a các l c tác d ng lên toa xe. N: Phân l c th ng ñ ng so v i m t ph ng qua ñ nh 2 ray. Ee và Eb: ph n l c th ng ñ ng c a ray. - N u l c R ñi qua O thì ñ l ch tâm e = 0, n = ∞ : toa xe n ñ nh S1 -N u E= thì R tác d ng lên ñ nh ray lưng, ta có n = 1. Khi ñó toa xe tr ng thái cân b ng 2 t i h n. ñi u ki n cân b ng l c, ta có: ΣM0 = - ð tính h s n ñ nh n, ta l y mô men ñ i v i ñi m O. 0 S1 S − El 1 = 0 N.e + E b . 2 2 E l − E b S1 Rút ra: e = . 2 N E l − E b S1 Ta có: N = El + Eb do ñó: e = . (2-25) . El + Eb 2 Thay e trong công th c (2-25) vào công th c (2-24) ta có: S1 E l + E b = n= (2-26) 2e El − Eb E1 + E2 = N = G.cosα + J.sinα Thay 2a E1- E2 = ( Jcosα - G.sinα) S1 Vào công th c (2-26) và bi n ñ i, ta có k t qu : v2 h S1 .( g + .) R S1 n= (2-27) v2 h 2a.( − g ) R S1 Trong ñó: a là kho ng cách t tr ng tâm toa xe ñ n m t ñ nh ray. N u ñ t αtt là tr s tính toán c a gia t c ly tâm chưa ñư c cân b ng. S1V 2 h S1 g n= (1 + ) 2aα tt Rg S12 h2 S1 g n= (1 + 2 ) (2-28) 2aα tt S1 Tính m t cách g n ñúng (v i sai s ~ 1,5%) ta có: 194
S1 g n≈ (2-29) 2aα tt Ví d 7: Tính siêu cao c a ray lưng trên ñư ng cong có bán kính R = 200m, ñư ng s t kh 1000mm. Theo quy ñ nh hi n hành c a ñư ng s t Vi t Nam, siêu cao c a ray lưng ñư c xác ñ nh theo ñi u ki n ñ m b o hai ray mòn ñ u nhau và tính theo công th c (2-30) ñ i v i ñư ng kh 1000mm: 2 Vmax h = 5,4 Ta có: R Trong ñó t c ñ l n nh t cho phép ch y tàu ñư ng cong Vmax ñư c tính theo công th c (2-32) V max = 4,1. R = 4,1. 200 = 57,98 km/h Ta l y Vmax = 60km/h 5,4.60 2 h= = 97,2mm Ta có: 200 Ta l y h = 95mm (b ng tr s siêu cao l n nh t cho phép trên ñư ng s t kh h p Vi t Nam). Theo công th c (2-22) ta có th vi t: 2 Vmax − 107α tt h ≥ 8,24 R T ñó rút ra tr s gia t c ly tâm chưa ñư c cân b ng tính toán: 2 Vmax −h 8,24 R α tt = 107 60 2 − 95 8,24 = 0,498m / s 2 ≤ [α ] = 0,5m / s 2 . 200 α tt = 107 ≈ 0,5m/s2 V y trên ñư ng cong R = 200m, v i siêu cao h = 95mm, tàu ch y v i t c ñ 60km/h v n ñ m b o ñi u ki n ti n nghi c a hành khách ñi tàu. Ki m tra ñi u ki n ch ng nghiêng ñ c a toa xe trên ñư ng cong, v i a = 2m, αtt = 0,498m/s2 ≈ 0,5m/s2, theo công th c (2-29) ta có: 1,05.9,81 S1 g n= = = 5,15 > 1 → n ñ nh. 2aα tt 2.2.0,5 2.3.5.4. Siêu cao tiêu chu n và th c hi n siêu cao Khi xác ñ nh siêu cao c a ray lưng, ph n l n các nư c trên th gi i ñ u căn c vào ñi u ki n ñ m b o hai ray mòn ñ u nhau. Tuy nhiên, do tr ng lư ng và t c ñ ñoàn tàu luôn thay ñ i nên không th xác ñ nh t c ñ bình quân gia quy n V0 m t cách chính xác trong m t th i gian lâu dài ñư c. ð gi i quy t ñi u ñó, ngư i ta thư ng l y V0 b ng t c ñ l n nh t Vmax nhân v i m t h s tri t gi m. Công th c tính siêu cao có d ng t ng quát: V02 h=A R 195
S1 Trong ñó: A = g ð i v i ñư ng tiêu chu n 1435mm: A = 11,8 ðư ng kh h p 1000mm: A = 8,24 Theo quy ñ nh s 1070/Qð-CSHT c a LHðS ngày 28/11/1996, siêu cao h trên ñư ng cong ñư c tính như sau: 2 V max (mm) ñ i v i ñư ng s t kh 1000mm h = 5,4 R (2-30) 2 Vmax h = 7,3 (mm) ñ i v i ñư ng kh 1435mm R (2-31) Trong ñó t c ñ l n nh t cho phép ch y trên ñư ng cong Vmax v n d ng chung cho c hai lo i kh ñư ng ñư c xác ñ nh theo công th c sau: Vmax=4,1 R (km/h) (km/h) (2-32) Trong ñó bán kính R tính b ng m. Tr s siêu cao l n nh t tuỳ quy ñ nh c a m i nư c và thay ñ i t 120÷250mm Vi t Nam quy ñ nh: hmax = 125mm (ñư ng 1435mm) hmax = 95mm (ñư ng 1000mm) Th c hi n siêu cao thư ng ñư c gi i quy t b ng cách tăng chi u dày ba lát dư i tà v t ray lưng ñư ng cong. Làm như v y có như c ñi m là làm cho tr ng tâm toa xe b xê d ch, tuy nhiên, vi c thi công ñư c d dàng nên phương pháp này thư ng ñư c s d ng r ng rãi. Khi chi u dài ñư ng cong chuy n ti p quá ng n, có th nâng ray lưng lên m t n a siêu cao và h th p ray b ng xu ng m t n a siêu cao (h/2). ð ñ m b o ñ chi u dày ba lát dư i ray b ng, m t n n ñư ng ph i nghiêng song song ñáy tà v t. Bi n pháp này thư ng ñư c dùng khi chi u dài ñư ng cong chuy n ti p ng n, n n ñư ng toàn kh i, các ñư ng tàu ñi n ng m ho c trên các tuy n ñư ng cao t c. 2.3.6. ðư ng cong chuy n ti p 2.3.6.1. M c ñích ñ t ñư ng cong chuy n ti p Khi tàu ch y trên ñư ng th ng, l c ly tâm J = 0, nhưng khi vào ñư ng cong l c ly tâm GV 2 J= . Khi tàu ch y t ñư ng th ng vào ñư ng cong, t i Tðo l c ly tâm s xu t hi n m t cách ñ t Rg ng t làm cho ñư ng và các bánh xe chóng h ng, hành khách s b m t. ð ñ m b o các l c không xu t hi n ñ t ng t, gi a ñư ng th ng và ñư ng cong ho c gi a hai ñư ng cong có bán kính R1 và R2 g n nhau, ngư i ta ph i b trí m t ñư ng cong ñ c bi t, g i là ñư ng cong chuy n ti p. ðư ng cong chuy n ti p có tác d ng ñ m b o ñoàn tàu ch y t ñư ng th ng vào ñư ng cong, ho c t ñư ng cong R1 sang ñư ng cong R2ñư c an toàn và êm thu n, các l c ph không xu t hi n ñ t 196
ng t, có th tăng t c ñ trên ñư ng cong. Nh có ño n chuy n ti p gi a ñư ng th ng và ñư ng cong nên ñư ng ñư c n ñ nh hơn và ít bi n d ng. M t khác, khi dùng ñư ng cong chuy n ti p tàu ch y êm vì góc xung kích nh hơn, hành khách ñ c m th y khó ch u. Ngư i ta th c hi n d n siêu cao và gia khoan trên ñư ng cong chuy n ti p. Hình 2.23 B trí ñư ng cong chuy n ti p 2.3.6.2. Yêu c u ñ i v i ñư ng cong chuy n ti p L0 1/ ð ñ m b o l c ly tâm không phát sinh ñ t ng t, nghĩa là t i Nð có J = 0 tăng d n ñ n Tð có GV 2 J= thì bán kính ρ c a ñư ng cong chuy n ti p ph i thay ñ i t t , t i n i ñ u Nð có ρ = ∞ và t i Rg ti p ñ u Tð có ρ = R. Trư ng h p ñư ng cong chuy n ti p n m gi a 2 ñư ng cong tròn thì bán kính 1 c a ñư ng cong chuy n ti p ρ ph i thay ñ i t tr s ρ = R1 ñ n ρ =R2. N u g i K = là ñ cong c a ρ 1 ñư ng cong chuy n ti p, ñ ñáp ng yêu c u này ta có: T i Nð có K = = 0 , sau ñó nó tăng d n ñ n ρ 1 1 v trí Tð có K = = . ρ R 2/ ð ñ m b o l c xung kích Fxk không phát sinh ñ t ng t : n u th c hi n siêu cao theo lu t tuy n tính v i ñ d c vu t siêu cao là i (xem hình 2-23), khi bánh xe lăn qua Nð và Tð s phát sinh Fxk tác d ng lên ray lưng. Mu n Fxk = 0 t i Nð và Tð thì góc vu t siêu cao µ ph i tri t tiêu t i Nð và Tð, SV2 dh = 0 t i Nð và Tð. L y ñ o hàm c a h theo dl v i h = 1 0 t c µ = 0 do v y ta có: tgµ = 0 do ñó ρg dl dk = 0 t i Nð và Tð. ta có k t qu : dl 3/ ð m b o l c ph không phát sinh ñ t ng t : Trên L0, vì siêu cao h, ñ gia khoan và bán kính ρ luôn thay ñ i, do ñó tr ng thái chuy n ñ ng c a ñoàn tàu trên ñư ng cong chuy n ti p L0 là tr ng thái chuy n ñ ng không n ñ nh. Tương ng v i tr ng thái chuy n ñ ng ñó s có l c ph Ff phát sinh (khi 197
chuy n ñ ng trên ñư ng th ng ho c trên ñư ng cong tròn Fph =0). Yêu c u l c ph này cũng không d 2k = 0 t i Nð và Tð. ñư c phát sinh ñ t ng t. T yêu c u này ngư i ta tìm ra k t qu là dl 2 4/ ðư ng cong chuy n ti p ph i ñ m b o ñ dài ñ vu t siêu cao và gia khoan c a ñư ng cong. ð tóm t t nh ng yêu c u ñ i v i ñư ng cong chuy n ti p, ngư i ta ñ t ñư ng cong Lo vào h t a ñ Oxy (xem hình 2-24) và l p thành b ng sau: B ng 2-2 STT Các ñ c trưng T i Nð T i Tð T Nð ñ n Tð l y = ∫ sin ϕdl 1 0 y0 0 Tăng liên t c l ϕ = ∫ k .dl ϕ0 2 0 0 K = 1/ρ 3 0 1/R 4 dk/dl 0 0 d2k/dl2 5 0 0 Hình 2-24 Trên các ñư ng có t c ñ cao, ñư ng cong chuy n ti p ph i ñ m b o c 5 yêu c u trong b ng (2-2). 2.3.6.3.ðư ng cong chuy n ti p thư ng dùng Trên m t s tuy n ñư ng s t, do t c ñ tàu ch y chưa quá cao và ñ thu n ti n cho vi c thi công và duy tu, ngư i ta ch dùng d ng ñư ng cong tho mãn 3 yêu c u ñ u trong b ng (2-2). Khi ñó ñ siêu cao ñư c th c hi n theo lu t tuy n tính v i ñ d c vu t siêu cao là i. i = tgγ = h/l Ta có: h S1V02 l= = Rút ra: (2-33) i i.ρ .g C l= 198 ρ
S1V02 =C ðt ta có: (2-34) i.g Phương trình (2-34) là phương trình ñư ng cong xo n c Clôtôit trong h t a ñ t nhiên ρ và C. ρ là bán kính ñư ng cong Trong ñó: C là tham s v t lý c a ñư ng cong Khi l = L0 thì C = R.L0 N u bi u th trong h to ñ ðêcác, phương trình (2-34) có d ng: x3 2x 4 293 x 8 y= (1 + + + ...) (2-35) 35C 2 237000C 4 6C Khi l y m t s h ng ñ u tiên, ta có: x3 y= (2-36) 6C Phương trình (2-36) là phương trình parabon b c 3. Trong ñó C = R.L0. ðó là phương trình ñư ng cong chuy n ti p thư ng dùng. Theo hình h c vi phân: t i ñi m ñ u c a ñư ng cong, ñ cong c a parabon b c 3 b ng 0, sau ñó b t ñ u tăng ñ n ñi m B nào ñó thì nó ñ t giá tr l n nh t, qua ñi m B ñ cong b t ñ u gi m và vô t n thì ñ cong ñó b ng 0. ði m B có góc nghiêng 2405’41” (xem hình 2-23) Vì v y, ch có th dùng ño n OB c a parabon b c 3 làm ñư ng cong chuy n ti p v i ñi u ki n R > 1,602C5/9. 2.3.6.4. Chi u dài ñư ng cong chuy n ti p L0 Chi u dài ñư ng cong chuy n ti p L0 thư ng ñư c xác ñ nh theo ñi u ki n th c hi n d n ñ siêu cao c a ray lưng ñ ñ m b o tàu không b tr t bánh. h L0 = (m) (2-37) i Trong ñó: h: siêu cao (mm) io : ñ d c th c hi n siêu cao 199
Trong ñi u ki n bình thư ng io = 0,001; ñi u ki n h n ch io = 0,002; khi khó khăn l y io = 0,003. Chi u dài Lo còn ñư c xác ñ nh t ñi u ki n ñ m b o t c ñ tăng c a l c ly tâm là nh nh t: 2 Vmax L0 = α . Khi ñó (2-38) R α: h s , l y α = 0,08; trong ñi u ki n khó khăn l y α không nh hơn 0,05. Trong ñó Tr s L0 ph i là tr s l n nh t trong 2 tr s ñó. Chi u dài ñư ng cong L0 ñư c tiêu chu n hóa L0 = 20÷200m tuỳ theo c p ñư ng, bán kính ñư ng cong và t c ñ ch y tàu. 2.3.7. ð t ray ng n trên ñư ng cong Trên ñư ng cong, ray lưng bao gi cũng dài hơn ray b ng. Mu n ñ m b o các m i n i ray v n ñ i x ng trên ñư ng cong thì ph i dùng ray tiêu chu n k t h p v i ray ng n ñ t phía b ng ñư ng cong. Ta nghiên c u m t ño n ñư ng cong ch n góc ϕ tâm b i hai m t c t AA1 và BB1 (xem hình 2-25) 200
Hình 2-25 Ta có: ϕ = ϕ2 - ϕ1 ϕ2 ∫ ρ dϕ - Chi u dài ño n ray lưng: AB = l ϕ1 ϕ2 - Chi u dài ño n ray b ng: A1B1 = ∫ ρ b dϕ ϕ1 ð so le ε gi a ray lưng và ray b ng: ϕ2 ϕ2 ∫ ρ dϕ - ϕ∫ ρ dϕ ε = AB - A1B1 = l b ϕ1 1 ϕ2 ϕ2 ∫ (ρ −ρ b ) dϕ = ∫ S1dϕ ε= l ϕ1 ϕ1 ε = S1.(ϕ2 - ϕ1) = S1.ϕ (2-39) Trong ñó: S1 là kho ng cách tim hai ray Trên ñư ng cong chuy n ti p ta có: l2 ϕ= 2C Do ñó, n u g i ε1 là ñ so le gi a hai ray trên ñư ng cong chuy n ti p thì: 2 l1 ε1=S1 (2- 40) 2C Trong ñó: l1 là chi u dài ñư ng cong tính t n i ñ u Nð ñ n m t c t tính toán ño theo tim ñư ng. C= RL0 201
Khi l1= L0 , ñ so le gi a hai ray trên toàn b ñư ng cong chuy n ti p (t Nð ñ n Tð) ε0 s ñư c tính theo công th c sau: S1 L2 0 SL0 ε0= → ε0 = 1 (2- 41) 2 RL0 2R l Trên ñư ng cong tròn ta có : ϕ = ; Do ñó, n u g i ε2 là ñ so le gi a hai ray trên ñư ng cong tròn ta R có: l2 ε2= S1 (2- 42) R Trong ñó : l2 là chi u dài ñư ng cong tính t Tð ñ n m t c t tính toán ño theo tim ñư ng. Khi l2= Lc thì ε2= εc: ñ so le gi a hai ray trên toàn ñư ng cong tròn, ta có: Lc εc= S1 (2 - 43) R Trong ñó: Lc là chi u dài toàn b ñư ng cong tròn ( t Tð ñ n TC ). ð so le ε trên toàn b khai tri n c a ñư ng cong tính theo công th c : ε = 2ε0 + εc (2 - 44) ð ñ t ray ng n, ngư i ta ph i ti n hành tính toán th t ñ t ray trên ñư ng cong. ð i v i lo i ray dài 12,5m trên m t ñư ng cong có th dùng m t trong ba lo i ray ng n tiêu chu n sau: K40, K80 và K120 (ðó là lư ng rút ng n tiêu chu n trên m t thanh ray, ñơn v là mm). V i lo i ray dài 25m có b n lo i ray ng n tiêu chu n là K40, K80, K120 và K160. Khi không có ray ng n tiêu chu n, ngư i ta cho phép ñ t m i so le trên ñư ng cong. Khi ñó, cưa ray tiêu chu n làm hai ño n: - ðo n dài Ld ñ t bên ray lưng phía ñ u ñư ng cong - ðo n ng n Ln ñ t bên ray b ng, phía cu i ñư ng cong. Trong ñó: ε Lt / c ≥ 4,5m Ld = + 2 2 (2-45) Lt / c ε ≥ 4,5m Ln = - 2 2 Trong ñó: ε là ñ so le trên toàn ñư ng cong ñư c tính theo công th c (2-44) Lt/c là chi u dài thanh ray tiêu chu n 202
Hình 2-26: B trí m i n i so le trên ñư ng cong 203
CHƯƠNG 3 C U T O GHI ðƠN 3.1. KHÁI NI M CHUNG ðư ng ghi là thi t b n i hai ho c nhi u ñư ng l i v i nhau ñ ñoàn tàu có th ñi t ñư ng này sang ñư ng khác. ðư ng ghi có th chia lo i như sau: 1/ Ghi kép: Là thi t b n i ti p 3 ñư ng v i nhau ñ m b o tàu có th vào m t trong 3 ñư ng ñó. Ghi kép có các lo i: - Ghi kép ñ i x ng (hình 3.1): Ghi này có m t ñư ng hư ng th ng, còn 2 ñư ng r sang 2 bên ñ i x ng nhau. Hình 3-1 Ghi kép ñ i x ng - Ghi kép không ñ i x ng khác bên (hình 3-2): Ghi này có m t ñư ng theo hư ng th ng, hai ñư ng r hai bên có góc r khác nhau Hình 3-2 Ghi kép không ñ i x ng khác bên - Ghi kép không ñ i x ng cùng bên (Hình 3-3) Hình 3-3. Ghi kép không ñ i x ng cùng bên 2/ ðư ng ghi ñơn Ghi ñơn thư ng là lo i ghi thông d ng nh t và chi m trên 90% t ng s các b ghi ñ t trên các tuy n ñư ng s t. Lo i này có m t ñư ng th ng là chính tuy n và m t ñư ng là nhánh r , ghi r ph i hay ghi r trái là khi ñ ng ñ u ghi nhìn v tâm ghi theo hư ng ñư ng th ng xem nhánh r v bên trái hay v bên ph i. Trên hình (3.4a) bi u th m t b ghi ñơn ph thông r ph i. 3/ Ghi ñơn không ñ i x ng khác bên: (hình 3.4b) Ghi này có m t ñư ng r ph i, m t ñư ng r trái nhưng góc r khác nhau. 204
4/ Ghi ñơn không ñ i x ng cùng bên: (hình 3.4c) Ghi này có hai ñư ng r cùng bên nhưng bán kính m i ñư ng r khác nhau. 5/ Ghi ñơn ñ i x ng: ( hình 3.4d) ðư ng r ph i và r trái ñ i x ng nhau v i góc r b ng nhau. Hình 3-4 Các lo i ghi ñơn 3.2. C U T O B GHI ðƠN PH THÔNG Ghi ñơn ph thông chia làm ba b ph n: b ph n ñ u ghi, b ph n tâm ghi và b ph n n i d n (hình 3-5). B ph n ñ u ghi ñư c xác ñ nh t hai m i n i ñ u ghi ñ n hai m i n i cu i lư i ghi (còn g i là ñ c ghi hay gót ray nh n ) B ph n tâm ghi ñư c xác ñ nh t ñ u ray chân th ñ n các m i n i cu i ghi trên nhánh th ng và nhánh r . B ph n n i d n g m m t ño n ñư ng th ng l ng v i m t ño n ñư ng cong dùng ñ n i ph n 205
ñ u ghi v i tâm ghi. Hình 3-5 Các b ph n c a ghi ñơn ph thông 3.2.1. B ph n ñ u ghi B ph n ñ u ghi g m hai ray cơ b n, hai lư i ghi, hai b ph n gót ghi (hay ñ c ghi), thanh kéo, thanh liên k t, ñ m ñ u ghi, ñ m trư t, các b ph n n i gi như móng chân trâu, c ñ u ghi, máy b ghi (hình 3-6) Hình 3-6. B ph n ñ u ghi 1-Ray cơ b n 2- Lư i ghi 3- ð c ghi 10- ð m sau lư i ghi 5- C ñ u ghi 6- Thanh liên k t 4- Móng trâu 6- ð m trư t 9- ð m ñ u lư i ghi 7- ð m ñ u ghi Ray cơ b n: Ray cơ b n hư ng th ng là ray tiêu chu n dài 12.5m, ray cơ b n hư ng r cũng là ray tiêu chu n ñư c u n cong ñ th c hi n c ly ray ph n ñ u ghi. Lư i ghi: Phân lo i lư i ghi: Lư i ghi có hai lo i: lư i ghi th ng và lư i ghi cong. Lư i ghi th ng: dùng cho các ghi có s hi u nh (t 12 tr xu ng). Khi lư i ghi th ng áp sát vào ray cơ b n thì góc k p gi a hai má ray cơ b n và má lư i ghi g i là góc r β. (hình 3-7) Hình 3-7 Lư i ghi th ng Vì má tác d ng c a lư i ghi th ng là m t ñư ng th ng, cho nên góc r β, góc ñ u lư i ghi β0, và góc xung kích βy ñ u b ng nhau. Lư i ghi th ng có ưu ñi m là gia công d dàng, có th dùng cho ghi ñơn r ph i ho c ghi ñơn r trái và ghi ñ i x ng. Tuy nhiên lo i lư i ghi này có như c ñi m là góc xung kích βy mũi lư i ghi quá l n nên khi tàu ch y vào ñư ng r s kém êm thu n và thư ng ph i dùng lư i ghi tương ñ i dài. Lư i ghi cong: Dùng cho các b ghi có s hi u N > 12. Lư i ghi d n v ñư ng r là cong, còn lư i ghi d n v ñư ng th ng v n là lư i ghi th ng. 206
Lư i ghi cong ki u cát tuy n có chi u dài bào g t ray lư i ghi ng n hơn ki u ti p tuy n, chi u dài ghi có lư i ghi cong ki u cát tuy n cũng ng n hơn. Hình 3-8 Lư i ghi cong ki u cát tuy n, cong tròn Lư i ghi cong có ñ c ñi m: - Góc xung kích βy nh , do ñó t c ñ tàu vào ñư ng r cao hơn. - Lư i ghi cong làm cho chi u dài ghi ng n (khi các ñi u ki n khác như nhau), bán kính ñư ng cong d n l n hơn (khi chi u dài ghi như nhau). - Chi u dài bào g t lư i ghi tương ñ i dài, ch t o khó. C u t o lư i ghi: Lư i ghi có th ñư c ch t o t ray tiêu chu n ho c ch t o t lo i ray có m t c t ñ c bi t. Lư i ghi g m ph n ñ u là mũi lư i ghi, ph n cu i là gót lư i ghi (ñ c ghi). Mũi lư i ghi thư ng ñư c bào g t ph n n m ray và ñ ray ñ có th áp sát vào ray cơ b n. Khi ch t o lư i ghi t ray tiêu chu n, ta ñ t ñ ray lư i ghi v trí cao hơn ñ ray cơ b n 6mm (hình 3-9), ñ ng th i ph n ñ lư i ghi b bào g t ñ t n m trên ñ ray cơ b n. Hình 3-9 V trí ph n lư i ghi bào g t - ð gia cư ng ñ c ng cho lư i ghi, ta dùng 2 thanh thép p 2 bên thân ray lư i ghi. - ð tránh cho lư i ghi ph i ch u l c, ñ u lư i ghi ñư c bào g t th p hơn ñ nh ray cơ b n 23mm, ph n lư i ghi có ñ nh r ng t 50mm tr lên s hoàn toàn ch u l c c a bánh xe, ño n t ñ u lư i ghi ñ n ch lư i ghi có ñ nh r ng 20mm do ray cơ b n gánh ch u áp l c c a bánh xe. ðo n có ñ nh r ng t 20mm ñ n 50mm là ño n quá ñ , áp l c bánh xe chuy n d n t ray cơ b n sang lư i ghi. - Gót lư i ghi (ñ c ghi) là b ph n quan tr ng c a ñ u ghi, ñ m b o lư i ghi có th xê d ch ngang khi b ghi, ñ ng th i ph i ñ m b o kiên c , n ñ nh, d ch t o và s a ch a. Các b ghi có s hi u nh thư ng dùng lo i ñ c ghi có ng su t, nó g m: s t ngăn cách, l p lách cong, ng su t bulông, móng chân trâu (H.3-10). T i m i n i liên k t lư i ghi v i ray n i d n ( ñ c ghi): phía lòng ñư ng ph i dùng l p lách 4 l , gi a ray cơ b n và lư i ghi ñ t m t t m s t ngăn cách, ñ lư i ghi có th b ngang, l p lách ph i u n cong kho ng 8mm. ð ñ m b o khi b ghi, lư i ghi d ch ngang s không làm cho ph n l p lách b u n b b th ng l i, l ñinh bulông ñ u tiên ñ c ghi 207
(tính t mũi lư i ghi t i) ph i dùng ng su t ( hay g i là ng mu ng) làm ch t a cho l p lách, ng su t lu n qua l bulông thân ray, m t ñ u ng su t t a vào m t c a s t ñ m, ñ u kia t a vào m t trong c a l p lách. Lo i ñ c ghi này tương ñ i ñơn gi n và ch c ch n nhưng ch dùng cho lo i lư i ghi thư ng hay lư i ghi ñ c bi t có ño n cu i là d ng ray thư ng. Các ghi có s hi u l n, ñ c ghi dùng ki u ñàn h i u n cong do c t b m t ño n ñ ray lư i ghi. Hình 3-10 C u t o ñ c ghi Hai lư i ghi ñư c ñ t trên các ñ m trư t, không ñư c ñóng ñinh ghìm vào tà v t, m i t m ñ m trư t dày 6mm, r ng 80mm. - Phía ngoài ray cơ b n ñ t các móng chân trâu su t chi u dài ray cơ b n ñ ch ng ñ ray. - Chi u dài lư i ghi ph thu c vào s hi u ghi Khi s hi u ghi N= 7; 8; 9; 10, ray P43, chi u dài lư i ghi là 6,25m. Ghi N12 chi u dài lư i ghi là 7,7m , ghi 18 là 12,5m. Khi lư i ghi d n tàu ch y vào hư ng r thì lư i ghi hư ng r áp ch t vào ray cơ b n, còn gi a lư i ghi d n tàu v hư ng th ng và ray cơ b n s có khe h g bánh. V trí lư i ghi trong hình3-6 s cho ñoàn tàu ch y theo hư ng r . ð gi kho ng cách c ñ nh gi a hai lư i ghi, thư ng dùng 3 thanh gi ng, thanh gi ng th nh t ñ u lư i ghi ñư c n i v i máy b ghi. Máy b ghi dùng ñ ñi u khi n lư i ghi di ñ ng ngang, gi ghi v trí chính xác khi tàu ch y qua. C u t o c a máy b ghi ph i ñơn gi n, d l p ráp, d s d ng. Máy b ghi có th ñi u khi n b ng tay, cơ gi i ho c b ng ñi n. 1. N i ghi 2. C t ñèn hi u 3. Tay quay 4. Thanh gi t n i v i thanh liên k t 208
Hình 3-11. Máy b ghi 3.2.2. B ph n tâm ghi B ph n tâm ghi ñ t ch ray chính tuy n và ray ñư ng r giao nhau. Tâm ghi có hai lo i: tâm c ñ nh và tâm di ñ ng. Tâm c ñ nh là lo i thông d ng nh t hi n nay, tâm c ñ nh thư ng là tâm ghép ho c tâm ñúc. Tâm ghi ghép b ng ray thư ng ñư c bào g t r i l p ghép l i, lo i này tương ñ i thông d ng và ñư c dùng nhi u nư c ta hi n nay. Trong ph n này ta ch nghiên c u c u t o tâm ghi ghép. B tâm ghi g m: - Hai ray cơ b n - Hai ray h bánh - Hai ray chân th (ray cánh ghi) - Tâm ghi và các ph ki n n i, gi ray. Tâm ghi ghép g m ray tâm dài và ray tâm ng n. Ray tâm dài bao gi cũng ñư c ñ t theo hư ng ñư ng th ng, do ñó nhìn vào tâm ghi ghép có th bi t ñó là ghi r ph i hay ghi r trái. Góc k p gi a hai má tác d ng c a ray tâm ghi g i là góc tâm ghi α, giao ñi m c a hai má tác d ng c a ray tâm ghi g i là tâm lý thuy t.Do công ngh ch t o nên tâm ghi th c t r ng 6-10 mm. - Ray cánh ghi (ray chân th ) ñư c ch t o t ray tiêu chu n bào g t thành, gi a ray cánh ghi và ray tâm ghi dùng c ñ u và bulông l p ghép thành m t kh i ñ m b o rãnh g bánh có kích thư c nh t ñ nh. Hình 3-12: Tâm ghi ghép 209