Khảo sát và thiết kế đường sắt part 6 doc

Các sơ đồ cĩ thể cho đồn tàu chạy suốt và chiều dài cần thiết của đoạn đường đơi: a- Khi các tàu tránh nhau cùng một thời điểm đến trục chạy suốt tính tốnb- Khi tàu lẻ chậm c- Khi tàu ch

Hình 4- 31 Biểu đồ tàu chạy a) Biểu đồ tàu chạy cĩ dừng ở ga; b) Biểu đồ tàu chạy suốt qua ga

Chu kỳ chạy tàu là khoảng thời gian cần thiết để thơng qua một cặp tàu trên khu gian Chu kỳ chạy tàu được xác định từ thời điểm gửi đồn tàu đầu tiên của nhĩm ra khu gian đến thời điểm gửi đồn tàu đầu tiên của nhĩm tàu sau ra khu gian cũng theo chiều ấy

Khi tàu cĩ dừng ở ga (xem hình 4-31a):

+ Loại đầu máy

+ Khối lượng đồn tàu

+ Hình dáng bình diện và trắc dọc khu gian

+ Chiều dài khu gian

τA, τB phụ thuộc vào:

+ Sơ đồ đường trong ga

+ Hệ thống thơng tin tín hiệu

+ Tác nghiệp ở ga

ðể đảm bảo khả năng thơng qua cần thiết thì:

+ Trường hợp tàu cĩ dừng ở ga:

4.3.5 Nguyên tắc phân bố điểm phân giới

Cĩ hai nguyên tắc:

1 Phân bố theo tiêu chuẩn thống nhất:

ðược áp dụng đối với tuyến đường quốc gia, cụ thể như sau:

- Nếu cĩ một loại đầu máy thì thống nhất tiêu chuẩn khả năng thơng qua N

- Nếu cĩ nhiều loại đầu máy khác nhau thì thống nhất thời gian tiêu chuẩn tàu chạy trung bình tđi + tvề của nhiều đầu máy

Chú ý: Cũng cĩ khi tiêu chuẩn về thời gian được cho theo một loại đầu máy cụ thể, lúc này điều kiện tương đẳng về thời gian tàu chạy ở các khu gian được đảm bảo cho đầu máy đĩ nhưng khi chuyển sang loại đầu máy khác thì điều kiện này dễ bị phá vỡ Cịn phân bố theo thời gian trung bình (của một cây số) thì đối với một loại đầu máy nào đĩ khơng đạt được mức độ tương đẳng cao nhưng khi chuyển sang một loại đầu máy khác thì điều kiện tương đẳng khơng bị vi phạm quá đáng

Qua nghiên cứu quan hệ giữa cự ly và giá thành vận chuyển của tấn/km với các loại đầu máy, các loại thơng tin tín hiệu, người ta tìm ra cự ly ga cĩ lợi nhất là 8 ÷ 12

km

Căn cứ vào thời gian tàu chạy và cự ly ga kinh tế nhất người ta quy định thời gian bình quân tàu chạy theo hai chiều với đường khổ 1000 mm khơng vượt quá 38' Dưới đây thơng qua cự ly kinh tế người ta quy định thời gian tàu chạy tđi+ tvề của khu gian theo độ dốc hạn chế ip với đầu máy điêzen của đường khổ 1435 mm

Bảng 4- 11 t đi + t về theo i p của đường khổ 1435 mm

Tổng số thời gian chạy tàu (cả đi và về) tiêu chuẩn trên hai khu gian ở ga cấp nước phải trừ đi 10', nếu lấy nước một hướng thì trừ đi 8' đối với đường khổ 1000

mm

ðối với khu gian gần ga khu đoạn và đồn tàu mỗi hướng của ga khu đoạn đều

cĩ tác nghiệp kỹ thuật nên phải trừ đi 6' đối với đương khổ 1000 mm

Khi tàu chạy trên đường cong cịn chịu lực cản do đường cong nên ảnh hưởng đến thời gian chạy tàu, trong quy phạm thiết kế cĩ nêu ảng hưởng của gĩc quay tới thời gian kéo dài

2 Phân bố theo tiêu chuẩn riêng của từng tuyến

ðược áp dụng cho đường sắt địa phương phục vụ cho một vùng kinh tế nhất định, cụ thể là dựa vào khối lượng chuyên chở vào năm thứ 10 để tính ra thời gian tàu chạy tđi + tvề

Số đơi tàu hàng cần thiết vào năm thứ 10 là:

nh =

H Q

G

365

Khả năng thơng qua cần thiết vào năm thứ 10 là:

N = (1 + p)(nh + nkek + nlel) (đơi tàu/ngày đêm) (4- 50) Trong đĩ:

p - hệ số dự trữ khả năng thơng qua p = 20% với đường đơn

nk, nl - số đơi tàu hàng, tàu kẻ năm thứ 10

G10 - khối lượng hàng vận chuyển yêu cầu năm thứ 10

ek, el - hệ số tính đổi từ tàu khách, tàu lẻ ra tàu hàng: ek = 1,2 ; el = 1,5 (el = 1,5 tức là cho 2 chuyến tàu lẻ chạy bỏ qua 3 chuyến tàu hàng) Tính thời gian chạy tàu cần thiết vào năm thứ 10:

tđ + tv =

N

1440

- (τA + τB) (phút) Như vậy biết tđ + tv ta tiến hành phân bố điểm phân giới

4.4 YÊU CẦU BÌNH ðỒ, TRẮC DỌC TẠI ðIỂM PHÂN GIỚI

4.4.1 Chiều dài ga

Chiều dài ga cĩ ý nghĩa quan trọng, phải xét nĩ theo sự phát triển tương lai Bởi

vì khi cải tạo kéo dài nền ga khơng những khối lượng cơng trình tăng lên mà phải sửa chữa cả bình diện, trắc dọc hai đầu ga, thậm chí phải cải lại phương hướng của

cả một đoạn đường

Chiều dài ga phụ thuộc:

a Sơ đồ phát triển đường trong ga (sơ đồ ga): ga xếp dọc, xếp ngang, nửa dọc nửa ngang Ga xếp ngang cĩ chiều dài ga ngắn nhất

b Chiều dài sử dụng của đường đĩn tiễn: chiều dài sử dụng của đường tiếp phát được tính từ cột tín hiệu xuất phát đến mốc xung đột, từ mốc xung đột này tới mốc xung đột kia, hoặc từ cột tín hiệu này đến cột tín hiệu kia Chiều dài sử dụng của đường tiếp phát lsd sẽ được xác định theo chiều dài đồn tàu cĩ tính đến hướng phát triển tương lai

Trong quy phạm thiết kế cĩ quy định các tiêu chuẩn lsd phụ thuộc vào chiều dài đồn tàu nhằm mục đích thống nhất hố chiều dài ga, từ đĩ cĩ thể thống nhất hố tiêu chuẩn khối lượng Ví dụ lsd = 300; 400; 500; 650 m

c Số đường trong ga và số hiệu ghi: Số đường ở ga với mỗi loại sơ đồ ga và chiều dài sử dụng lsd cĩ ảnh hưởng lớn đến chiều dài ga Số đường này tính theo khối lượng vận chuyển năm thứ 5 (nếu là ga khu đoạn hay ga lớn) và năm thứ 2 (nếu là ga trung gian hay ga nhường tránh)

Chiều dài ga được thể hiện trên hình 4-32:

ii

L s©n ga

LgaT'

lsd - chiều dài sử dụng của đường tiếp phát, lsd = ltàu + 10 m

ltàu - chiều dài đồn tàu

10m - chiều dài dự trữ đề phịng tàu đậu khơng đúng vị trí

Lga - chiều dài ga tính từ hai đầu ghi ngồi cùng

ðể đảm bảo thống nhất tiêu chuẩn chiều dài ga cho các loại ga người ta quy định:

Lsân ga - chiều dài tồn bộ nền ga được kéo dài về 2 phía thêm chiều

dài đường tang nối dốc đứng để khơng phải đặt ghi trong phạm vi đường cong đứng

Thường trong quy phạm thiết kế cho biết Lsân ga theo Lsd

Nếu sau ga là đoạn lên dốc lớn thì cần đảm bảo điều kiện tăng tốc cho đồn tàu đạt đến vận tốc tính tốn của đầu máy Vp khi tới đầu dốc hạn chế (xem 2.5.5)

Trường hợp khối lượng đồn tàu được xác định từ điều kiện chuyển động đều trên dốc hạn chế ip thì chiều dài đoạn tăng tốc cĩ thể được tính gần đúng theo cơng thức

Lp =

tb p

p i i

V

−1,1

17,

(4- 54) Trong đĩ: itb - dốc trung bình tính đổi trên đoạn tăng tốc (‰)

Lp - chiều dài đoạn tăng tốc (m)

Cơng thức trên tương ứng với cơng thức nhận được trong tính tốn sức kéo đầu máy khi tích phân phương trình chuyển động Ở đây hệ số 1,1 tính tới việc tăng lực kéo khi khởi động và tăng tốc so với lực kéo tính tốn trên dốc hạn chế, cũng như tính tới sự khác nhau của lực cản chuyển động đồn tàu khi tăng tốc và trên dốc hạn chế

Nếu chiều dài ga khơng thỏa mãn chiều dài cần thiết đoạn tăng tốc (cĩ tính tới việc bố trí đồn tàu trong phạm vi ga theo sơ đồ ga) thì cần kéo dài ga về phía lên dốc để đạt chiều dài cần thiết theo điều kiện tăng tốc

4.4.2 Yêu cầu bình đồ tại điểm phân giới

Ga nên đặt trên đường thẳng, nếu đặt trên đường cong gặp những khĩ khăn sau:

a Khĩ bố trí và khai thác ghi

b Tăng lực cản khởi động (phát sinh wr)

c Kéo nhiều tín hiệu phát tàu (giảm tầm nhìn các tín hiệu đường và ghi)

d Các động tác kỹ thuật khĩ (khĩ dồn tàu)

Những khĩ khăn trên tăng lên khi giảm bán kính đường cong

Trường hợp địa hình khĩ khăn khi mà đặt ga trên đường thẳng làm tăng khối lượng cơng trình hoặc là làm cho đường bị dài thêm ra cho phép đặt ga trên đường cong cĩ R ≥ 1000 m

Ga khơng nên làm trên đường cong trái chiều (nhất là ga xếp ngang do làm giảm tầm nhìn của tài xế và khĩ dồn tàu), ga xếp dọc cĩ thể bố trí trên đường cong trái chiều nhưng phải đảm bảo một đồn tàu nằm vừa trên đĩ và đảm bảo đủ tầm nhìn để dồn tàu an tồn và để tàu chạy qua ga khơng phải giảm vận tốc

Trong ga cĩ thể đặt siêu cao, đường cong hồ hỗn, đoạn thẳng giữa các đường cong như ở trên khu gian nhưng ghi phải đặt trên đoạn thẳng

Ga xếp dọc cho khẳ năng thơng qua lớn hơn ga xếp ngang, chọn loại nào tuỳ theo điều kiện địa hình

Hình 4- 33 Các loại hình ga:

a Ga xếp ngang; b Ga nửa dọc nửa ngang; c Ga xếp dọc

4.4.3 Yêu cầu trắc dọc tại điểm phân giới

Ga nên đặt trên đoạn bằng, nếu địa hình khĩ khăn khi mà đặt ga trên đoạn bằng dẫn đến tăng khối lượng cơng tác nền hoặc làm tuyến dài ra thì cho phép đặt trên dốc nhưng phải đảm bảo các điều kiện sau:

1 ðảm bảo điều kiện khởi động

ik(ga) ≤ ikkđ =

gQ+Pn

Fn

®

® kk

®

)

(4- 55) Trong đĩ:

ik(ga) - dốc dẫn xuất của ga ikkđ - dốc dẫn xuất khởi động

nd - số đầu máy kéo Nếu dùng một đầu máy kéo thì:

ik(ga) ≤ ikkđ =

g Q P

F kkd

)( + - wkđ

thay Qkđ = Q =

g i w

g i w P F

p

p kp

)

"

(

)'(

)''(

0 0

0 ) (

wwPgF

i+wF

kp

p

® k

- wkđ (4- 56)

Từ cơng thức trên nhận thấy rằng nếu khối lượng đồn tàu được xác định theo điều kiện chuyển động đều với vận tốc tính tốn trên dốc hạn chế thì độ dốc lớn nhất

mà trên đĩ đồn tàu khởi động được phụ thuộc vào độ dốc hạn chế Ngồi ra ikkđ cịn

phụ thuộc loại đầu máy (phụ thuộc giá trị Fkkđ và Fkkđ - Pw'0) cũng như vào đồn toa

xe (phụ thuộc giá trị w"0 và wkđ)

Ở Việt Nam thống nhất lấy:

2 ðảm bảo đồn tàu dừng trong phạm vi chiều dài sử dụng của đường đĩn tiễn

l sd nhờ lực ép má phanh của đầu máy (khi nhả má phanh các toa xe để nạp giĩ hoặc

trước khi khởi động) thì cần cĩ điều kiện sau:

(nđP + Q)gi ≤ 1000ϕktΣKt + (nđP + Q)gwkđ (4- 58) Trong đĩ:

ΣKt - tổng lực ép tính tốn của các má phanh lên các trục của đầu máy, KN

ϕkt - hệ số ma sát tính tốn giữa các má phanh và vành bánh xe ; cĩ thể

lấy ϕkt = 0,25

Từ đĩ: ik(ga) ≤

gQ+Pn

K

®

t

)(

Σ250

thay Q =

gi+w

F

p

kp

)(

F

i+wKΣ

)(

Σ

Ở nước ta lấy ik(ga) ≤ 6‰

3 ðảm bảo điều kiện toa riêng đứng một mình khơng bị trơi (thường xét ở các

ga cĩ cắt mĩc toa xe)

Trong thời gian dồn các toa xe bị cắt khỏi đồn tàu dưới tác dụng của trọng lực kết hợp với giĩ thổi cĩ thể bị trơi Qua thí nghiệm độ dốc mà trên đĩ lực cản cân bằng với khối lượng bằng 2,5‰ Như vậy ở hai ga liền nhau một trong hai ga khơng được thiết kế dốc lớn hơn 2,5‰ để đảm bảo cắt toa vì lý do kỹ thuật (toa hỏng)

4.4.4 Thiết kế đoạn chạy suốt nhằm nâng cao khả năng thơng qua của đường sắt

4.4.4.1 Tàu chạy suốt và phân bố trục chạy suốt

Việc dừng tàu tại ga để các tàu khác hướng tránh nhau làm giảm khả năng thơng qua, làm tăng tiêu hao nhiên liệu để giảm tốc và tăng tốc, cũng như tăng thời gian chạy tàu trên đường

Nếu như cĩ khả năng đảm bảo một cách tuyệt đối việc đến trục tránh của các đồn tàu khác hướng vào cùng một thời điểm và với cùng một vận tốc thì các đồn tàu này cĩ thể thơng qua ga mà khơng dừng Chiều dài đoạn tránh khơng dừng (đoạn chạy suốt) cĩ thể lấy bằng chiều dài sử dụng của đường đĩn gửi (hình 4-34a), cịn trắc dọc của nĩ cĩ thể được thiết kế như trắc dọc khu gian khi khơng xét đến việc dừng tàu

Hình 4- 34 Các sơ đồ cĩ thể cho đồn tàu chạy suốt và chiều dài cần thiết của

đoạn đường đơi:

a- Khi các tàu tránh nhau cùng một thời điểm đến trục chạy suốt tính tốnb- Khi tàu lẻ chậm

c- Khi tàu chẵn chậm

Tuy nhiên, vì nhiều nguyên nhân khách quan như thời tiết, tình trạng của đồn tàu, sự khác nhau về khối lượng và vận tốc của các đồn tàu tránh nhau mà cĩ khi khơng đảm bảo được các đồn tàu khác hướng tránh nhau tại ga vào cùng thời điểm Trên thực tế các đồn tàu khơng thể tới trục tránh của ga vào cùng thời điểm, do vậy để đảm bảo tránh tàu khơng dừng trong trường hợp này cần kéo dài đoạn đường đơi ở ga về phía tàu chậm

Trên hình 4-34b trình bày cách kéo dài đoạn đường đơi về hướng đến ga của tàu

lẻ do chậm tàu của hướng này (các đường gạch nối là vị trí các đồn tàu vào thời điểm tàu chẵn đến trục tránh tính tốn khơng dừng-trục chạy suốt tính tốn) Trên hình 4-34c kéo dài đoạn đường đơi được thực hiện về hướng đến ga của tàu chẵn cho chậm tàu của hướng này (các đường gạch nối là vị trí các đồn tàu vào thời điểm tàu

lẻ đến trục chạy suốt tính tốn) ðể chạy tàu khơng dừng ở ga khi tránh nhau trong những trường hợp này thì trắc dọc đoạn đường đơi kéo dài cĩ thể thiết kế như trắc dọc ở khu gian

Muốn chạy suốt cho tất cả các đồn tàu tránh nhau ứng với mọi thời điểm đến ga khác nhau thì cần đặt trục chạy suốt thực tế trong phạm vi tồn khu gian Nĩi cách khác, cần đặt đường thứ hai trên chiều dài tồn khu gian, tức là cần thiết kế đường đơi Giải pháp này được sử dụng khi khả năng thơng qua lớn Như vậy với những

trường hợp trên cần tiêu chuẩn hĩa thời gian lệch nhau của các đồn tàu tới trục chạy suốt tính tốn và tương ứng với nĩ là chiều dài đoạn đường đơi để thực hiện chạy suốt

Theo các tài liệu nghiên cứu của Liên Bang Nga thời gian lệch nhau của các tàu tới trục tránh tính tốn được lấy từ 1,5-2 phút

Khi tuân thủ các điều kiện trên thì các đồn tàu thơng qua khơng cần dừng và bình đồ trắc dọc của các đoạn đường đơi khi chạy suốt cĩ thể được thiết kế theo tiêu chuẩn ở khu gian

Khi các điều kiện trên bị vi phạm, tức là sự khơng cùng thời điểm của các tàu tới trục chạy suốt tính tốn vượt qua 2 phút thì tàu đến trước phải dừng ðiều này dẫn đến trong phạm vi đoạn đường đơi cần thiết kế các yếu tố bình diện và trắc dọc đảm bảo cho các đồn tàu dừng, đứng và khởi động được

Như vậy, để chạy suốt chỉ cần đoạn đường đơi cĩ chiều dài tương ứng, cịn việc khơng thỏa mãn tiêu chuẩn chạy suốt và dừng tàu bắt buộc lại xác định sự cần thiết thay đổi trắc dọc và bình đồ trong phạm vi đoạn đường đơi này

Tìm vị trí các đoạn đường đơi và trục chạy suốt tính tốn khi thiết kế đường mới được tiến hành như phân bố các ga thơng dụng theo 2 bước ðầu tiên phân bố một cách tương đối khi tính thời gian đi và về theo quy phạm thiết kế sau đĩ chính xác hĩa trên cơ sở tính sức kéo

Chiều dài đoạn đường đơi để các đồn tàu tránh nhau khơng dừng cĩ thể được xác định theo nhiều phương pháp

4.4.4.2 Sử dụng phương pháp giải tích xác định đoạn đường đơi để các đồn tàu tránh nhau khơng dừng (chạy suốt)

Chiều dài tính tốn đoạn chạy suốt là các khoảng cách Lpc, Lpl tính từ trục chạy suốt (TCS) đến tín hiệu ra ga về phía tàu chẵn hoặc tàu lẻ (xem hình 4-35), phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài đồn tàu, vận tốc chạy tàu, chiều dài hãm tàu và thời điểm đến trục chạy suốt khơng giống nhau của các đồn tàu tránh nhau Như đã nĩi ở trên, việc khơng cùng thời điểm đến của các đồn tàu làm tăng chiều dài đoạn đường đơi, tuy nhiên việc khơng cùng thời điểm được xét đến trong tính tốn nhằm tăng độ tin cậy trong khai thác chạy suốt

Chúng ta sử dụng các ký hiệu sau:

Vc, Vl- vận tốc chạy tàu hướng chẵn và hướng lẻ, km/h

tchậm- thời gian tính tốn chậm giờ của một trong các đồn tàu (thực tế thiết kế lấy 1,5- 2 phút)

Thời gian tchậm cĩ thể coi như tổng số của 2 bộ phận là t1 + t2

tm - thời gian chuyển tuyến bao gồm thời gian bẻ ghi và mở tín hiệu (khi điều

độ tập trung 0,1- 0,2 phút, khi đĩng mở đường và điện khí tập trung 0,2- 0,3 phút)

Shc, Shl - chiều dài đoạn hãm tàu theo hướng chẵn và lẻ

lt - chiều dài đồn tàu( m)

Hình 4- 35 Sơ đồ xác định chiều dài đoạn chạy suốt của các đồn tàu

khi hạn chế vận tốc của đồn tàu đầu tiên tới trục chạy suốt

(chiều dài đồn tàu như nhau khi tàu chẵn chậm)

1 Khi hạn chế tốc độ chạy tàu tới TCS

a Khi chiều dài đồn tàu chẵn và lẻ như nhau:

+ Giả sử rằng tàu chẵn bị chậm:

Khi xác định chiều dài tính tốn đồn tàu chạy suốt về phía đến của tàu lẻ Lpl (hình 4-35) người ta giả thiết tàu chẵn bị chậm Vào thời điểm khi mà tàu lẻ chạy qua trục tránh nhau khơng dừng (trục chạy suốt) thì tàu chẵn ở cách trục một khoảng cách là 16,7.Vctchậm (vị trí thứ nhất hình 4-35)

Ở vị trí thứ hai của tàu chẵn vào thời điểm khi nĩ giải phĩng ghi ra cho tàu lẻ (tức là khi đuơi tàu chẵn ở cùng mặt cắt với mốc xung đột của ghi vào của nĩ) đầu tàu lẻ cần ở khoảng cách khơng nhỏ hơn 16,7.tmVl + Shl so với tín hiệu ra ga của hướng lẻ ðiều kiện này xác định khả năng dừng tàu lẻ trước tín hiệu ra ga nếu như

sự chậm giờ tàu chẵn vượt quá giá trị tchậm

Khoảng thời gian tàu chẵn đi khoảng cách từ vị trí 1 đến vị trí 2 được ký hiệu là t1 Nếu bỏ qua khoảng cách giữa mốc xung đột ở ghi vào và tín hiệu ra ga thì với độ chính xác chấp nhận được thời gian t1 cĩ thể được xác định như sau :

c

t pl chËm c 1

16,7V

2

lL-t16,7Vt

+

= (4- 61)

Trong khoảng thời gian t1 tàu lẻ ựi ựược một khoảng cách :

Pl 1

16,7V

St16,7V2

lLt

c hl m chẺm l c t

P(l)

VV

VS)t(tV16,7V2

lL

+

+++

+ Tương tự ta có thể tìm ựược Lpc với trường hợp tàu lẻ bị chậm :

l c

l hc m chẺm l c t

pc

VV

VS)t(tV16,7V2

lL

ẮẺ

+

+++

b Khi chiều dài ựoàn tàu chẵn và lẻ khác nhau:

Lập luận như trường hợp chiều dài ựoàn tàu bằng nhau các công thức (4-63) và (4-64) có dạng sau:

l c

c hl m chẺm l c c

tl l tc Pl

V+V

VS+)t+(tV16,7V+V0,5l+V0,5l

=

l c

l hc m chẺm l c c

tl l tc Pc

V+V

VS+)t+(tV16,7V+V0,5l+V0,5l

=

Vận tốc ựoàn tàu và chiều dài hãm ựược tắnh bởi sức kéo ựầu máy Ở ựây vận tốc ựoàn tàu ựến ựầu tiên bị hạn chế bởi trị số cho phép khi thông qua ựèn tắn hiệu màu vàng, ựèn này ựược ựặt trước ựèn vào ga một khoảng cách khoảng 1000m nhưng không nhỏ hơn chiều dài ựoàn tàu Chiều dài hãm theo quy ựịnh tắnh sức kéo ựược tắnh với trường hợp hãm bình thường Khi cùng lúc các ựoàn tàu vượt qua trục tránh hoặc là khi có sự lệch nhau về thời gian không lớn thì không ựòi hỏi phải giảm tốc (vẫn tuân thủ vận tốc khi qua ghi vào ựường bên)

Với mục ựắch cải thiện các chỉ tiêu khai thác khi cho tàu chạy suốt có thể tắnh chiều dài trục chạy suốt mà không cần hạn chế vận tốc thậm chắ cả khi các tàu qua trục chạy suốt không cùng lúc

2 Khi không hạn chế tốc ựộ chạy tàu

Khi ựuôi tàu chẵn qua mốc xung ựột, ựầu tàu lẻ còn phải trước tắn hiệu tuyến một khoảng cách trong ựó có chiều dài hãm SỖhl đèn màu này cần thiết kế ựể giảm vận tốc theo yêu cầu và và ựoàn tàu vượt qua quãng ựường 16,7.Vl tm trong thời gian thông tuyến

a Khi chiều dài đồn tàu bằng nhau

So sánh và giải các phương trình tương tự như các phương trình (4-61) (4-62) ta nhận được cơng thức xác định chiều dài tính tốn từ TCS tới tín hiệu ra ga theo hướng lẻ và hướng chẵn với trường hợp tàu thơng qua khơng hạn chế vận tốc :

⇒

l c

c th hl m chËm l c t

Pl

V V

)V l (S' ) t (t V 16,7V 2

l L

+

++++

⇒

l c

l or hc m

chËm l c t

Pc

V V

)V l (S' ) t (t V 16,7V 2

l L

+

++++

Hình 4- 36 Sơ đồ xác định chiều dài đoạn chạy suốt của các đồn tàu

khi khơng hạn chế vận tốc của đồn tàu đầu tiên tới trục chạy suốt

(chiều dài đồn tàu như nhau khi tàu chẵn chậm)

b Khi chiều dài đồn tàu chẵn và lẻ khác nhau

Tương tự như cách chứng minh ở các cơng thức trên ta cĩ

l c

c th hl m chËm l c c

tl l tc Pl

V V

)V l S ) t (t V 16,7V V

0,5l V 0,5l L

+

++++

+

l c

l th hc m chËm l c c

tl l tc pc

V V

)V l S ) t (t V 16,7V V

0,5l V 0,5l L

+

++++

+

Ở cơng thức (4-67) (4-68) (4-69) (4-70) ngồi các đại lượng đã biết cịn cĩ

chiều dài đoạn giữa tín hiệu tuyến và tín hiệu vào l th Bởi vì S’ hl + l th > S hl và S’ hc + l th

> S hc nên chiều dài đoạn chạy suốt khi tàu thơng qua khơng hạn chế vận tốc lớn hơn

so với trường hợp hạn chế vận tốc của tàu đầu tiên tới trục chạy suốt Tuy nhiên khi khối lượng vận chuyển lớn việc phải chi phí xây dựng để làm đoạn đường đơi cĩ chiều dài lớn về nguyên tắc vẫn hợp lý

Nếu thời gian thực tế chậm giờ của tàu hướng ngược lại vượt quá trị số tính tốn

t thì tàu chạy theo biểu đồ (đúng giờ) cần dừng trước tín hiệu ra Trong trường

Nếu ñặt yếu tố trắc dọc như trên (với i < i kð) vào vị trí mà làm tăng khối lượng xây dựng hoặc làm kéo dài tuyến thì có sử dụng một trong các giải pháp sau :

+) Có thể kéo dài ñoạn ñường ñôi ñến yếu tố trắc dọc mà tại ñó ñảm bảo khởi ñộng

(xem hình) Trong trường hợp này chiều dài thực tế ñoạn ñường ñôi Lφ sẽ chỉ phụ thuộc vào ñiều kiện trắc dọc của ñoạn ñường này

Hình 4- 37 Kéo dài ñoạn chạy suốt khi chuyển tín hiệu ra ga ra xa trục chạy suốt +) Có thể kéo tín hiệu ra tới gần trục chạy suốt (TCS) (nếu có yếu tố trắc dọc khởi ñộng ñược) một khoảng cách Ly (xem hình 4-38) ðiều này cũng ñòi hỏi cũng phải kéo dài ñoạn ñường ñôi ∆L, bởi vì trong trường hợp này tàu chậm cần giải

phóng ghi vào một thời gian càng sớm càng tốt ñể dành thời gian cho tàu chạy theo

biểu ñồ (trong trường hợp này là tàu lẻ), ñể ñi ñược quãng ñường L Pl - L y thời gian này là :

l

y Pl 16,7V

L L

y Pl

V

L V

L

L − =∆ ⇒ ∆L =

l

c y Pl V

)V L

Hình 4- 38 Kéo dài đoạn chạy suốt khi kéo tín hiệu ra ga tới gần trục chạy suốt

4.4.4.3 Sử dụng phương pháp đồ thị xác định đoạn đường đơi để các đồn tàu tránh nhau khơng dừng (chạy suốt)

Ưu điểm của phương pháp đồ thị là ở chỗ cĩ thể tính đến sự thay đổi vận tốc

chạy tàu ðể đạt được điều này, người ta sử dụng các đường cong V(S) và t(S) đã

được xây dựng cho hai chiều khác nhau

Trong đĩ đường cong thời gian của các đồn tàu tránh nhau được xây dựng sao cho chúng cắt nhau tại trục chạy suốt (hình 4-39) ðể tính đến khả năng đến đoạn chạy suốt khơng cùng thời điểm trên đồ thị cần kẻ các đường cong thời gian cĩ tính đến chậm giờ (các đường gạch nối trên hình 4-39) Các điểm a và b chỉ ra ranh giới

vị trí cĩ thể của trục chạy suốt thực tế khi các tàu đến ga khơng cùng thời điểm Chúng ta sẽ xác định chiều dài cần thiết của đoạn chạy suốt từ phía đến của tàu

lẻ (phía trái hình 4-39), Muốn thế giữa đường cong t' l (S) của tàu lẻ đến muộn và đường cong t c (S) của tàu chẵn đến đúng giờ cần đặt chiều dài hãm cho đồn tàu hướng chẵn S h(c) (khoảng cách các điểm c và e trên hình 4-39) Bởi vì vị trí của các

điểm này khơng được biết trước, nên trước tiên xây dựng gần điểm a đường cong

hãm V(S) thể hiện chiều dài hãm thực tế S tt (đường cong c'd'), sau đĩ đặt chiều dài chuẩn bị hãm S cb và xác định chiều dài hãm tồn bộ S h (điểm e') Khi đã xác định được các điểm c' và e' trên các đường cong t(S) chúng ta nhận được các điểm c và e

Nếu các điểm khơng nằm trên một đường nằm ngang thì cần bắt đầu hãm tàu muộn hơn hoặc là sớm hơn và cần xây dựng lại

Khi đã nhận được vị trí đúng của điểm c', tức là trọng tâm của tàu chẵn trong

trường hợp phải dừng tàu bắt buộc, cần đặt từ điểm này về phía ra xa trục chạy suốt chiều dài nửa đồn tàu Và như vậy, vị trí tín hiệu ra đã được xác định, tức là chiều

dài tính tốn L p(c) Tương tự như trên cũng xác định chiều dài L p(l) (vế phải hình 4-39) trong trường hợp tàu chẵn chậm giờ và đường cong hãm được xây dựng cho tàu lẻ Nếu như ở cuối đoạn chạy suốt trắc dọc khơng đảm bảo khởi động trong trường hợp dừng tàu trước tín hiệu ra ga thì vì nguyên nhân này nên chuyển tín hiệu ra ga tới gần trục chạy suốt (như chỉ ra trên hình 4-38), lúc này chiều dài cần thiết đoạn kéo

dài đường đơi ∆L cĩ thể được xác định theo đồ thị như đã chỉ ra trên hình 4-40

Từ vị trí mới ấn định của tín hiệu ra ga (được bố trí với khoảng cách Ly từ trục

chạy suốt) về phía tới trục chạy suốt đặt nửa chiều dài đồn tàu ðiểm c' nhận được

sẽ xác định vị trí trọng tâm của đồn tàu lẻ đã dùng Sau khi đã xây dựng đường cong

hãm c'k' (chiều dài thực tế hãm S tt ) và đã đặt chiều dài chuẩn bị hãm S cb chúng ta

nhận được chiều dài hãm tồn bộ S h(l) (điểm a') Vào thời điểm này đuơi tàu chẵn bị chậm cần ở cùng mặt cắt với mốc xung đột Vì vậy khi từ điểm a kẻ đường nằm

ngang tới điểm giao cắt với đường cong thời gian của đồn tàu chẵn bị chậm (điểm

c) và khi đặt từ điểm c về phía tính từ trục chạy suốt một nửa chiều dài đồn tàu,

chúng ta tìm được vị trí mốc xung đột, tức là điểm cuối của đoạn đường đơi

Hình 4- 39 Xác định chiều dài đoạn chạy suốt bằng phương pháp đồ thị

Hình 4- 40 Xác ñịnh chiều dài ñoạn chạy suốt khi chuyển tín hiệu ra ga

tới gần trục chạy suốt

4.5 THIẾT KẾ BÌNH ðỒ, TRẮC DỌC ðƯỜNG SẮT

Khi thiết kế bình ñồ và trắc dọc ñường sắt cần:

a Tuân thủ tất cả những yêu cầu ñể ñảm bảo chạy tàu an toàn, êm thuận và liên tục

b Tính ñến những yêu cầu khai thác, tức là ñạt ñược những chỉ tiêu khai thác cao nhất do bình ñồ và trắc dọc khống chế

c Tính ñến những yêu cầu xây dựng theo quan ñiểm sử dụng thuận lợi nhất các thiết bị thi công cơ giới cho các hạng mục xây lắp (nền ñường, công trình nhân tạo ), cũng như theo quan ñiểm "chọn" thời gian thi công hợp lý nhất

d Tuân thủ các yêu cầu kinh tế, tức là ñạt ñược tương quan hợp lý giữa kinh phí xây dựng và chi phí khai thác Những chi phí này phụ thuộc vào hình dáng bình ñồ

và trắc dọc

Những yêu cầu trên ñây một phần ñã ñược phân tích khi xem xét các yếu tố bình ñồ và trắc dọc ở khu gian và ñiểm phân giới Dưới ñây chúng ta nghiên cứu một cách tổng thể các yêu cầu này khi thiết kế bình ñồ và trắc dọc ñường sắt trong những ñiều kiện khác nhau

4.5.1 Thiết kế trắc dọc theo điều kiện đảm bảo chạy tàu an tồn và êm thuận

Những yêu cầu để chạy tàu an tồn và êm thuận là cơ sở của tất cả các tiêu chuẩn thiết kế trắc dọc và bình đồ đường sắt, trong đĩ cần chú ý tới những yêu cầu sau:

a ðảm bảo tàu chạy khơng bị đứt mĩc đầu máy toa xe

b ðảm bảo đường thiết kế khơng bị ngập nước

c ðảm bảo đường sắt giao cắt an tồn với các đường khác

4.5.1.1 Thiết kế trắc dọc đảm bảo tàu chạy khơng bị đứt mĩc đầu máy toa xe

Hiện tượng mất an tồn là do đứt mĩc đầu máy toa xe ðứt mĩc nối cĩ thể do chủ quan người tài xế, do kéo quá tải nhưng đứt mĩc dễ sinh ra ở những nơi mà mĩc nối đổi trạng thái làm việc một cách đột ngột

Người ta nghiên cứu trạng thái làm việc của mĩc nối trên trắc dọc thấy rằng đứt mĩc hay xẩy ra khi mĩc nối làm việc từ ép chặt chuyển sang kéo căng đột ngột (chân dốc lõm, dốc bậc thang, dốc lồi ở chân dốc lõm) ở một độ chênh về cao độ và một trị

số dốc nhất định, cịn trường hợp từ kéo căng chuyển sang ép chặt thì ít xảy ra

ðể tránh hiện tượng này người ta thiết kế trắc dọc sao cho mĩc nối làm việc từ

từ ðiều này được thể hiện ở hiệu đại số của hai dốc liền nhau và chiều dài của những dốc đĩ đủ để đảm bảo độ êm chuyển động của đồn tàu, chiều dài nhỏ nhất ≥ 200m

ðể đảm bảo an tồn chạy tàu quy phạm quy định như sau: hiệu số đại số lớn nhất của hai độ dốc liền nhau trên trắc dọc khơng được vượt quá trị số độ dốc hạn chế hướng xe nặng ∆i ≤ ip, ngoại trừ ba trường hợp đoạn dốc cĩ hại dưới đây khi ip ≥ 8‰ thì ∆i ≤ ip/2 và khi ip < 8‰ thì ∆i ≤ 4‰

* Dốc lõm ( một phía hoặc hai phía)

i > 4% p

i i /2

i > 4%

H>10mH>10m

* Dốc bậc thang