THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
Phần I: Nhiệm vụ thiết kế môn học
I/số liệu ban đầu:
Các số liệu ban đầu đợc giao bao gồm:
- Tuyến thiết kế: NA DƯƠNG Kỳ LừA (2)
- Bình đồ tuyến với tỷ lệ 1/10000.
- Lợng vận chuyển: ( Số liệu dự báo )
Năm thứ 2 5 10
Khối lợng hàng cần vận chuyển (triệu
tấn/năm) ( đi-về)
1,8 2,7 3,8
Số đôi tàu khách/ngày đêm
1 2 3
Số đôi tàu lẻ/ngày đêm
2 3 4
- Khổ đờng: 1000 (mm)
- Độ dốc hạn chế: i
p
= 9
0
/
00
- Sức kéo: Đầu máy loại Diezel D9E
- Toa xe bao gồm: (STT : 4) :
STT Loại toa
xe
Tỷ lệ
(%)
Tự
trọng

- Quy phạm thiết kế đờng sắt khổ 1000(mm) của Viện thiết kế giao
thông.
- Sổ tay thiết kế của Viện thiết kế đờng sắt.
- Giáo trình khảo sát thiết kế tuyến đờng sắt (Trờng ĐHGTVT).
- Công trình vợt sông.
- Quy trình tính sức kéo đầu máy.
Chơng I: Giới thiệu tuyến
Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34
THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
I . Điều kiện tự nhiên :
I .1. Địa hình địa mạo :
Hớng tuyến cơ bản đi theo quốc lộ 4B và sông Kỳ Cùng . Tuyến đi qua các vùng đồi núi cao ,có
độ cao từ 290-350 mét , độ dốc sờn núi từ 20-40%,ở các vùng này cây cối khá rậm rạp và một số
ruộng bậc thang của các sờn dốc đợc khai phá.
Tuyến tổng quát theo hớng sông ,vì đặc điểm sông có quá lớn và thềm sông quá dốc cho nên
tuyến cách sông từ 0,2-1,5 km.Chính vì vậy nên tuyến phải vợt qua một số đờng phân thuỷ , yên
ngựa .
I.2 Địa chất công trình , địa tầng :
Địa tầng vùng này nằm trong cấu tạo chung của miền Đông Bắc ,Bắc Bộ các đá bị uốn nếp và
vò nhàu mãnh liệt ,đá vôi bị phong hoá và nứt nẻ nhiều.
Sa thạch diệp thạch bị uốn nếp và phong hoá các chất đá bề mặt bao gồm các loại sét, á sét,á cát
và cuội sỏi.Các đá gốc đợc phân bố trên toàn khu vực .
Các hiện tợng xói lở bờ sông Kỳ Cùng do dòng sông đổi hớng dòng chảy .
Hiện tợng khe xói rãnh , xói phát sinh trên các sờn đồi chủ yếu do nớc mặt bào mòn .
Các vùng khác chủ yếu là sa thạch và diệp thạch có từng phủ 1đến 3 mét dới tầng phủ đá gốc
I.3 Địa chất cầu cống :
Các cầu nhỏ có khẩu độ gần bằng 6m đều nằm ở vị trí ổn định đá lộ ,đá cơ bản ở sâu dới 1m.
Do vậy chủ yếu là móng nông .

Đợc sự quan tâm của Đảng và Nhà nớc , Lạng Sơn đã đợc đầu t về nhiều mặt trong đó giao thông
đóng vai trò quan trọng sự phát triển chung đó.
III . Tình hình giao thông , thuỷ lợi , điện lực và viễn thông.
III.1.Giao thông đ ờng bộ .
Lạng Sơn có hai tuyến đờng bộ chính là dờng 1A & 1B cùng nhiều đờng nhánh toả đi các
vùng trong tỉnh . Đặc biệt có quốc lộ 4B cơ bản đi dọc theo tuyến thiết kế . Đây là điều kiện thuận lợi
cho công tác khảo sát & xây dựng tuyến đờng sắt Kỳ Lừa - Na Dơng .Đờng quốc lộ 4B là đờng cấp 4
, cầu trên đó đều thiết kế với tải trọng H13 trở lên . Do vậy khi tiến hành xây dựng đờng sắt có thể
tận dụng đợc các loại máy móc có tải trọng lớn vận chuyển tới địa điểm thi công .
III.2 Giao thông đ ờng thuỷ :
Lạng Sơn là tỉnh vùng cao , do đó hệ thống sông ngòi ít , nhất là các sông lớn. Tuyến đi qua
sông Kỳ Cùng có khẩu độ lớn nhng lại chảy ngợc lên phía Bắc , do đó không thuận lợi cho vận tải đ-
ờng thuỷ .
III.3.Giao thông đ ờng sắt .
Địa bàn tỉnh Lạng Sơn có tuyến đờng sắt quốc gia Hà Nội -Đồng Đăng đi qua .Khổ đờng hiện
đang sử dụng là khổ đờng 1m .Do đó việc xây dựng tuyến đờng sắt Kỳ Lừa Na Dơng rất là thuận
lợi.
III.4.Giao thông tới các xí nghiệp thị trấn :
Giao thông đến các xí nghiệp , thị trấn ở Lạng Sơn chủ yếu bằng đờng bộ . Trong khu vực có
tuyến đờng sắt đi qua , hệ thống đờng bộ ở đây tơng đối hoàn chỉnh , chủ yếu là quốc lộ . Hệ thống
đờng rẽ tới các xí nghiệp ,thị trấn , bản làng đều đợc nối với quốc lộ 4B .
III.5.Hệ thống trạm điện và đ ờng dây tải điện :
Trên các vùng thị trấn đều có các trạm điện , tuyến đi men theo đờng quốc lộ 4B rất thuận tiện .
Mặt khác , hệ thống dây cột của các khu vực trạm điện ở đây rất tốt , cột bê tông cốt thép , dây đủ
tiêu chuẩn . Đờng sắt qua vùng này có thể lợi dụng nguồn điện đó .
III.6.Hệ thống m ơng máng thuỷ lợi và hồ chứa n ớc :
Tuyến đi qua vùng núi nên phải bố trí rất nhiều hệ thống thoát nớc , mặt khác vùng này có hệ
thống thuỷ lợi tơng đối nhiều . Khi thiết kế tuyến hạn chế ít đi qua những vị trí có công trình thuỷ lợi
để không làm ảnh hởng tới đIều kiện canh tác của địa phơng .
Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc

N > 60 70 (Đôi tàu/ ngày đêm ) thì làm đờng đôi từ đầu.
N 20 (Đôi tàu / ngàyđêm ) thì làm đờng đôi từng đoạn .
N < 20 ( Đôi tàu /ngày đêm ) thì làm đờng đơn .
Căn cứ vào năng lực thông qua yêu cầu ở năm thứ 10 để quyết định chọn cấp đờng.
Năng lực thông qua:
N = (1+p)(n
h
+ n
k
e
k
+ n
1
.e
l
)
Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34
THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
Trong đó:
p = 0,2 là hệ số dự trữ
e
k
= 1,2; e
l
= 1,5 là hệ số tính đối tầu khách, tầu lẻ ra tàu hàng
n
k
= 5 , n

Kết luận:
Theo nh kết quả tính toán về khả năng thông qua của năm vận doanh thứ 10 nh ở trên thì
tuyến trong tơng lai sẽ phải mở đờng đôi từng đoạn, còn hiện tại chỉ làm đờng đơn.
III. Chọn loại sức kéo, đàu máy.
III.1.Chọn loại sức kéo.
Hiện nay các ngành công nghiệp nói chung và ngành đờng sắt nói riêng chủ yếu sử dụng 3
loại sức kéo chính: Điện,Diezel và Hơi nớc.
Tuy theo cách cấu tạo và sử dụng năng lợng mà mỗi loại kéo có hiệu suất khác nhau. Hiệu
suất của đầu máy hơi nớc là 6ữ8% kéo có hiệu suất khác nhau.
Hiệu suất của đầu điện là 18 ữ25%
Hiệu suất của đầu máy điezen là 24ữ 28%
Do u thế của đầu máy điện và Diezel nên chúng ngày càng đợc ứng dụng rộng rãi còn sức
kéo hơi nớc ít đợc sử dụng hơn và chỉ còn lại rất ít các nớc trên thế giới sử dụng.
-Xét trong hiện trạng đầu máy ở nớc ta, đồng thời xét đến điều kiện cung cấp nhiên liệu, tổ
chức sửa chữa bảo dỡng các loại đầu máy toa xe đó, đồng thời xét đến khối lợng kích cỡ chủng loại
hàng hoá cần vận chuyển.
III.2. Chọn loai đầu máy
Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34
THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
Do nhiệm vụ thiết kế tôi đợc giao đầu máy Diezel truyền động điện loại D9E với một số chỉ
tiêu kỹ thuật sau:
Chiều dài đầu máy L
ĐM
= 11.644 (m)
Sức kéo tính toán F
kđ
= 12000(kG)
Sức kéo khởi động F

p
= 9 .
VI . Xác định trọng lợng đoàn tàu q và chiều dài tàu ltàu
VI .1. Tính trọng lợng đoàn tàu Q
Q =
po
pkp
i
iPF
+
+
''
)'(
'0


(6.1.1)
Trong đó :
+ F
kp
= 19000KG
+ P = 84(T)
+ V
p
= 15,6km/h
Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34
THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
+ i






+
=4,06( kG/T)




0
= 4,06 (KG/T)
+

0
: lực cản cơ bản của đoàn toa xe tính theo công thức:


0
=

0(1)

1
+

0(2)

1

+
= 0,66 :
2
= 0,34
-

0(1)
,

0(2)
: lực cản cơ bản của loại toa xe 50T và 60T,
đợc tính theo công thức:

,,
0( i )
=

i
0,5q9
p
V29
+
+
trong đó: q
i
= (q
bì(i)
+ q
tt(i)
) / n

tt(2)
) /n
= (22 +0,95.60) / 4= 19,75(T)
Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34
THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
Thay số ta có:

0(2)
=
0,5.19,759
6,5129
+
+




0(2)
= 2.36 (KG / T)
Thay số ta đợc cản cơ bản của đoàn toa xe:


0
=2,67.0,66 + 2,36.0,34 = 2,565 (KG/ T)
Thay các giá trị trên vào công thức (6.1.1) ta có:
Q=
9565,2
)9.(2,5658419000

lấy
kđ
= 4(KG/T)
Xét điều kiện khởi động với độ dốc hạn chế i
p
= 9% nên i
kkd
=9 - 4=5%
0
Thay vào công thức(6.2.1) ta đợc:Q
kkd
=
48
54
25500

+
=2749(T)

Q
kkd
>Q=1559(T)
Vậy đoàn tàu đảm bảo điều kiện khởi động.
VII.3. Tính chiều dài của đoàn tàu ta có:
L
tàu
= n
1
l
1

.q
Q

=
50.95,0
1559
.66,0
=22 (toa)
n
2
số toa xe loại 60 (T):
n
2
=
2

60.95,0
1559
.34,0
.
60
=
q
Q

= 10( toa).
Chọn số toa xe loại 1 là n
1
=22 toa.
Chọn số toa xe loại 2 là n

=422+30=452 (m)
Căn cứ vào điều 214 của quy phạm thiết kế đờng sắt khổ 1000mm
Chọn Lsd= 500 (m)
VII .2. Chọn chiều dài nền ga
- Loại hình ga: căn cứ vào địa hình tuyến đi qua trên bình độ ta chọn loại hình ga là
ga xếp ngang
- Loại ga căn cứ vào chiều dài sử dụng tính toán ở trên
- Căn cứ và bảng 7 điều 25 QPTKKT đờng sắt khổ 1000mm ta chọn loại ga là ga
trung gian và ga nhờng tránh
- Chiều dài nền ga lấy nh sau:
* Ga tránh : L
ga
= 720( m)
* Ga trung gian : L
ga
= 650( m)
VII .3. Xác định số đờng trong ga
Theo điều 210 QPTKKT đờng sắt 1000mm thì:
Số lợng và chiều dài dùng đợc của đờng ga trung gian và ga nhờng tránh xét ở năm thứ 2 phải
lớn hơn quy định ở bảng 20
-Tính khả năng thông qua cần thiết của năm thứ 2:
áp dụng công thức: N = (1+p)( n
h
+ n
k
e
k
+n
l
e

Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34
THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
VIII. Chọn bán kính đờng cong nhỏ nhất R
min
bán kính đờng cong lớn
nhất R
max
.
VIII.1. Bán kính đờng cong nhỏ nhất.
Bán kính đờng cong nhỏ nhất có ảnh hởng đến chiều dài của tuyến ,khối lợng công trình ,vận
tốc đoàn tầu ,sự hao mòn của kiến trúc tầng trên và đầu máy toa xe . Việc sử dụng bán kính đờng
cong nhỏ nhất sẽ làm tăng hao mòn ray và đầu máy toa xe ,làm giảm vận tốc chạy tầu ,làm giảm sức
kéo bám của đầu máy,giảm trọng lợng đoàn tàu .Ngoài ra dùng bán kính nhỏ còn làm tăng chiều dài
tuyến đờng ,kinh phí xây dựng các công trình phụ trợ sẽ lớn (ví dụ mạng lới dây điện ).
Khi chọn R
min
cần xét tới các yếu tố sau :
-Cấp đờng và khổ đờng .
-Vận tốc chạy .
-Điều kiện địa hình .
-Loại đầu máy và toa xe vận dụng .
*)Cấp khổ đờng :
Đã xác định cấp đờng là cấp thứ yếu khổ 1000mm điều 18 QPTKKT đờng sắt 1000mm qui định
ở điều kiện bình thờng lấy R
min
=300m .Nếu khó khăn lấy R
min
=250 m.

=100 m.
VIII.2. Bán kính đờng cong lớn nhất .
Khi bán kính đờng cong càng lớn thì điều kiện chuyển động của đoàn tàu càng thuận lợi ,độ
ổn định và an toàn cao ,vận tốc lớn .
Nhng bán kính đờng cong quá lớn sẽ rất khó cho thi công và bảo dỡng. Dựa theo điều 18
QPTKKT đờng sắt 1000mm tôi lấy R
max
= 2000 m.
IX. Tiêu chuẩn về nền đờng .
IX.1.Bề rộng mặt đỉnh nền đờng B.
Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34
THIếT Kế ĐƯờng sắt f1 bm : đường sắt
2011
Để phù hợp với việc duy tu bằng cơ giới và tăng thêm độ ổn định cho kết cấu kiến trúc tầng trên
của đờng sắt ,đồng thời phù hợp với công văn số 1070/Đ-SHHT ngày 28/11/1996của liên hiệp đờng
sắt Việt Nam qui định:
*) Trên đờng thẳng : +Bề rộng mặt đỉnh nền đờng đơn B=5,0 m( nền đào ,nền đắp nửa đào ,nửa
đắp hoặc không đào không đắp ).
+Bề rộng mặt đỉnh nền đờng đôi B=9,0 m.
*) Trên đờng cong : Trong khu gian phải nới rộng nền đờng về phía lng đờng cong
Căn cứ vào điều 56 QPTKKT đờng sắt khổ 1000 mm:
Khi R< 400 m thì nới rộng

B= 0,25m
Khi R

400 m thì nới rộng

B =0,15 m

Trần văn quyền lớp : cầu đường sắt _ k47 _tc
Page 34