214

CHƯƠNG 4
KHÁI NIỆM ðƯỜNG SẮT KHÔNG MỐI NỐI

4.1. ƯU NHƯỢC ðIỂM CỦA ðƯỜNG SẮT CÓ MỐI NỐI VÀ
KHÔNG MỐI NỐI

4.1.1. Nhược ñiểm của ñường sắt có mối nối
a/ Bánh xe tác ñộng vào mối nối gây lực xung kích làm mối nối bị gục, giảm tốc ñộ chạy tàu
b/ Cường ñộ giữa cầu ray và mối nối không ñồng ñều, làm cho tuyến ñường không bằng phẳng, êm
thuận.
c/ Lực dọc lớn, ray dễ bị trôi, phải tăng số lượng ngàm phòng xô và thanh chống xô.
d/ Khi có thiết bị ñóng ñường tự ñộng phải làm thiết bị dẫn ñiện.
c/ Tăng chi phí duy tu sửa chữa, tăng thêm sắt thép, tăng lực cản, hạn chế tốc ñộ chạy tàu
Vậy khi dùng chiều dài ray từ 500m - 1000m trở lên thì khắc phục ñược các tác hại của mối nối,
ñường ray như thế gọi là ñường ray không mối nối (ray hàn liền).
4.1.2. Ưu ñiểm của ñường sắt không mối nối
a/ Làm cho tàu chạy êm thuận, tạo cảm giác dễ chịu cho hành khách và môi trường.
b/ Tránh ñược lực xung kích giữa bánh xe và khe nối, do ñó cho khả năng tăng ñược vận tốc chạy
tàu, ñỡ làm sứt mẻ ray, tăng tuổi thọ của ray và các thiết bị trên ñường khoảng 10%, giảm hao mòn hư
hại ñầu máy toa xe 20
÷25%.
c/ Hạn chế hiện tượng mối gục và hư hỏng nền ñá ba lát
d/ Giảm kinh phí duy tu bảo dưỡng tuyến ñường
≈ 30% so với ñường có mối nối
e/ Tránh ñược tai nạn gãy ray ở phạm vi mối nối.
f/ Khả năng nâng cao tốc ñộ chạy tàu V
≥ 100 km/h.
ðường sắt không mối nối có những nhược ñiểm:

là chiều dài ray tiêu chuẩn.
4.2.2. Ray dài có chiều dài ray lớn hơn chiều dài ray tiêu chuẩn (lp)
Khi nhiệt ñộ tăng hay giảm trong ray chịu nén ép (hay lực kéo dãn) lực này gọi là lực nhiệt ñộ
Pt.
Khi chiều dài ray càng dài thì trị số lực nhiệt ñộ phải lớn hơn lực dọc thì mới thắng nổi. Có 3
loại nội lực tác dụng :
- Lực cản dọc (Pd)
- Lực cản mối nối (Pn)
- Lực nhiệt ñộ (Pt)
Trên chiều dài ray, lực cản mối nối Pn và lực nhiệt ñộ Pt phân bố ñều suốt chiều dài ray, còn lực
cản dọc Pd sẽ tăng về giữa cầu ray, giữa cầu ray là lớn nhất (Pdmax)
Hình 4-2. Sơ ñồ phân bố nội lực ray dài
Vậy trên chiều dài ray tồn tại 3 loại lực này, nội lực giữa cầu ray là lớn nhất. Nếu luôn luôn duy
trì ñường ñủ cường ñộ và ổn ñịnh thì gọi là ray dài. Ray dài có chiều dài từ 30
÷125m.
4.2.3. Ray không mối nối
Ray không mối nối ñược hàn liền có chiều dài khoảng 1000m trở lên. Trên chiều dài ray hình
thành 3 khu vực. Khu vực giữa gọi là khu vực cố ñịnh, ở 2 ñầu là khu vực co dãn.

216

Ví dụ : Ray không mối nối dài 1000m, khu vực cố ñịnh dài 800m, khu vực co dãn mỗi ñầu 100m. Sau
ñó ñặt khe co dãn. (Trên ñường sắt của Pháp, Liên xô, Trung quốc).
Hình 4-3. Sơ ñồ phân bố nội lực ñường ray không mối nối
Khi nhiệt ñộ lên xuống làm cho nội lực thay ñổi trên chiều dài ray. Sau khi lực nhiệt ñộ Pt thắng
lực Pd, Pn ở 2 ñầu thì chiều dài dài ray di ñộng ở 2 ñầu này (lt). Tuyến ñường sắt có nhịp ray chịu lực
như trên gọi là ñường sắt không mối nối.
Nếu ta dùng loại phụ kiện kiên kết ray với tà vẹt và lớp ñá ba lát ñủ cho lực cản Pd lớn hơn lực
nhiệt ñộ Pt làm cho ñường ray ổn ñịnh thì có thể sử dụng ñường sắt không mối nối.


t
= E. α. ∆t (MPa) (4-2)
α: Hệ số dãn nở của thép, α = 11,8.10
-6

Khi nhiệt ñộ trong ray tăng hay giảm thì ứng suất trong ray σ
t
= 25∆t KG/cm
2
= 2,5∆t (MPa)
Lực nhiệt ñộ trên một thanh ray:
Pt =
σ
t
.F (KN) (4-3)
Trong ñó : F là tiết diện của ray (cm
2
)
Ví dụ
: Ray P43 có F = 57cm
2
; Pt = 14∆t (KN)
Khi nhiệt ñộ tăng hay giảm 1
o
C thì một bên ray chịu 14KN lực kéo hoặc nén.
Khu vùc co dnKhu vùc co dn
Khu vùc
®iÒu chØnh
Khu vùc
®iÒu chØnh

KHÔNG MỐI NỐI 4.4.1. Yêu cầu về bình ñồ và trắc dọc
Bán kính ñường cong ở ñường sắt không mối nối không nên nhỏ hơn 600m, nếu dùng bán kính
nhỏ thì ñường chịu lực ngang lớn dễ mất ổn ñịnh. Khi bán kính nhỏ thì hao mòn ray rất nhanh (R =
400m
÷600m, ñộ hao mòn gấp 3,0÷1,5 lần trên ñường thẳng)
ðộ dốc dọc ñường sắt không mối nối i ≤12, ở những ñoạn ñường trắc dọc hình lõm, hiệu số
ñộ dốc lớn dùng ñường cong tròn làm ñường cong ñứng thì ñặt thêm số lượng ngàm phòng trôi.
4.4.2. Yêu cầu về cấu tạo ñường ray
1. Ray
Ray dùng có mặt cắt hoàn chỉnh, ñảm bảo yêu cầu về chịu lực, dùng ray mới, không khoan lỗ
bu lông( ray ñồng chủng). Nếu dùng ray cũ thì phải kiểm tra khuyết tật nghiêm ngặt. Chiều dài nhịp ray
hàn dài 1000
÷ 2000m thuận tiện cho bảo dưỡng , sửa chữa và ñặt các thiết bị ñóng ñường tự ñộng.
2. Phụ kiện liên kết
Phụ kiện liên kết ghìm giữ ray ñảm bảo ñộ cứng của nhịp cầu ray, chống lại lực hướng dọc và
hướng ngang.

218

Phụ kiện giữ chặt ray vào tà vẹt và truyền lực này xuống nền ñường một cách ñàn hồi. Phụ kiện
của ñường sắt không mối nối yêu cầu có lực giữ lớn, kết cấu giản ñơn, ít linh kiện, lắp ñặt dễ. (Hình 4-
4)

MỘT SỐ LOẠI PHỤ KIỆN ðÀN HỒI TRÊN THẾ GIỚI Hình 4-4

Xe goòng chở ray mới ñi trên ñường cũ và ñi sau là xe goòng tháo dỡ ray cũ và máy dật ñường ñi trên
ñường ray mới. Xe goòng thay ray di chuyểnvới tốc ñộ V = 3Km/h do một xe khác kéo và ray mới tự
ñộng vào vị trí tà vẹt, ray cũ do máy ñặt ñường ñẩy vào lòng ñường. Sau ñó thu dọn và vận chuyển về
bãi.
- Ray mới sau khi ñặt vào rãnh tiến hành vặn chặt phụ kiện liên kết. Vị trí cuối nhịp cầu ray ñặt
2 lập lách mỗi ñầu mối nối và xiết chặt bu lông ở nhiệt ñộ trung bình là nhiệt ñộ khoá ñường (t
K
). Khi
khoá ñường yêu cầu nhịp cầu ray cùng khóa ở một thời ñiểm ñể tránh nhiệt ñộ khoá ñường khác nhau
thì 2 ray làm việc cũng khác nhau. 220

Hình 4-5: Sơ ñồ máy thi công ñặt ñường sắt không mối nối
4.5.2. Công tác chỉnh lý ñường sắt không mối nối

Sau khi cho ñoàn tàu chạy với tốc ñộ chậm thông qua, tiến hành vặn chặt phụ kiện và phòng xô.
Sau khi ñặt ray còn phải tăng cường khóa chặt ñường, chèn ñường, nắn phương hướng, cự ly và bảo
dưỡng mối nối (khe co dãn).