Công trình đường sắt Tập 1 - Phần 2 Kết cấu tầng trên đường sắt, nền đường sắt - Chương 4

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 2 Kết cấu tầng trên đường sắt, nền đường sắt - Chương 4 Khái niệm đường sắt không nối mối
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công trình đường sắt Tập 1 - Phần 2 Kết cấu tầng trên đường sắt, nền đường sắt - Chương 4 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 I4.1.1. Như c ñi m c a ñư ng s t có m i n ia/ 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 tàub/ 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, êmthu 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 ytàu, 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 hưh 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 tnhi 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, kíchthư 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 vàoth 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 T4.2.1. 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 codãn214 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 2là 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, trongray 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 tñ 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 raychưa 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 ilà 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 ñPt. 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 3lo 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 cc 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 duytrì 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 hìnhthành 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. 215Ví 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. Sauñó 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 ngl 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 cnhư 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 cnhi 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 Pt4.3.1. 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 ñbi 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 2Trong ñó l : Chi u dài ray (m) ∆l : Lư ng co dãn c a ray t do khi nhi t ñ bi n ...