BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
-------o0o-------

NGÔ VIẾT DÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ
CHO MÁY ĐẶT CỤM TÀ VẸT ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM
Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG, NÂNG CHUYỂN
Mã số: 62.52.01.16.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1- PGS.TS NGUYỄN BÍNH
2- PGS.TS NGUYỄN VĂN VỊNH

Hà Nội - 2017


iii
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn............................................................................................................

i

Lời cam đoan..........................................................................................................

ii


5

1.2. Tổng quan về máy lắp đặt tà vẹt đường sắt..............................................

11

1.3. Tổng quan về các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài luận án.......

16

Kết luận chương 1 và định hướng nghiên cứu...............................................

28

CHƯƠNG 2: Nghiên cứu chọn dạng máy và nghiên cứu động lực học máy
MĐR đặt cụm tà vẹt.............................................................................

29

2.1. Chọn dạng máy lắp đặt cụm tà vẹt đường sắt Việt Nam............................

29

2.2. Đánh giá công năng và các thông số của máy MĐR lắp đặt cụm tà vẹt.....

35

2.3. Nghiên cứu động lực học hệ thống thủy lực nâng hàng của máy MĐR....

39


78

3.4. Sơ đồ khối các nội dung thực nghiệm.......................................................

79

3.5. Trình tự tiến hành thực nghiệm trên máy MĐR........................................

80


iv
3.6. Kết quả thực nghiệm máy MĐR và xử lý số liệu......................................

82

3.7. Phân tích và so sánh kết quả nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm.........

86

Kết luận chương 3............................................................................................

89

CHƯƠNG 4: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng động lực học và
xác định các thông số hợp lý của máy MĐR......................................................

90


111

Kết luận chương 4..............................................................................................

112

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................

113

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ....................

115

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................

116

PHỤ LỤC................................................................................................................

120


v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH TRONG LUẬN ÁN
TT

Tên hình vẽ

Trang

9

6

Hình 1-6. Sơ đồ các yếu tố kinh tế xã hội ảnh hưởng đến công tác cơ
giới hóa xây dựng đường sắt ở Việt Nam

10

7

Hình 1-7. Tổ máy và thiết bị đặt ray bằng cần trục.

11

8

Hình 1-8. Sơ đồ cấu tạo máy đặt ray DESEC TL 50.

12

9

Hình 1-9. Sơ đồ dây chuyền đặt tà vẹt và ray bằng máy SVM1000S

13

10

Hình 1-10. Máy đặt cầu ray dạng cổng trục thi công đường sắt Kép-Bãi

15

Hình 1-15. Sử dụng tổ máy TCM60 để đặt tà vẹt ở Trung Quốc.

17

16

Hình 1-16. Công nghệ lắp đặt tà vẹt và ray bằng máy MĐR

17

17

Hình 1-17. Sơ đồ tính toán kết cấu khung máy MĐR bằng phần mềm
SAP2000

17

18

Hình 1-18. Mô hình tính toán ảnh hưởng bởi xe con mang hàng di
chuyển trên dầm

18

19

Hình 1-19. Xác định hệ số động lực khi di chuyển xe con trên dầm chính


cơ cấu di chuyển cổng trục

21


vi
25

Hình 1-25. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng và cơ cấu di
chuyển

22

26

Hình 1-26. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng và cơ cấu di
chuyển cổng trục bánh lốp

22

27

Hình 1-27. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng cổng trục

23

28

Hình 1-28. Mô hình động lực học cổng trục lắp đặt trên xà mũ trụ cầu
khi nâng hàng có độ chùng cáp


26

34

Hình 1-34. Mô hình truyền động xi lanh nâng hàng của xe nâng

26

35

Hình 1-35. Sơ đồ các trường hợp thực nghiệm đánh giá kết quả tính
toán lý thuyết với thực nghiệm

27

36

Hình 2-1. Sơ đồ tiêu chí đánh giá cho công tác chọn dạng máy

29

37

Hình 2-2. Sơ đồ cấu trúc tiêu chí chọn dạng máy lắp đặt tà vẹt theo
AHP

30

38


Hình 2-8. Cơ cấu di chuyển

36

44

Hình 2-9. Sơ đồ hệ thống thủy lực

36

45

Hình 2-10. Sơ đồ thi công đặt tà vẹt bằng máy MĐR

38

46

Hình 2-11. Mặt cắt mô tả vị trí ray di chuyển của máy MĐR và khối tà
vẹt BTCT DƯL trên lớp ba lát

38

47

Hình 2-12. Lắp đặt ray di chuyển máy và kiểm tra khoảng cách hai ray

38



Hình 2-17. Áp suất dầu thủy lực khi nâng cụm tà vẹt P1 (Pa)

44

53

Hình 2-18. Vận tốc của móc nâng hàng khi nâng cụm tà vẹt (Vh) (m/s)

45

54

Hình 2-19. Lực căng cáp khi máy MĐR nâng hàng từ trạng thái cáp
chùng

45

55

Hình 2-20. Mô hình động lực học của mô tơ thủy lực cơ cấu di chuyển
máy

46

56

Hình 2-21. Chương trình tính toán thông số động lực học hệ thống thủy
lực di chuyển máy MĐR bằng phần mềm MatlabSimulink.



Hình 2-26. Chương trình tính toán thông số động lực học máy MĐR khi
nâng hàng bằng Matlab-Simulink

57

62

Hình 2-27. Áp suất dầu thủy lực P1

58

63

Hình 2-28. Tốc độ nâng hàng Vh

58

64

Hình 2-29. Lực căng cáp Fcap

58

65

Hình 2-30. Chiều cao nâng hàng Hh

59



71

Hình 2-36. Mô hình máy MĐR di chuyển mang cụm tà vẹt

62

72

Hình 2-37. Chương trình nhập thông số đầu vào và tính áp suất dầu
thủy lực

67

73

Hình 2-38. Chương trình tính toán các thông số động lực học máy MĐR
di chuyển mang cụm tà vẹt

68

74

Hình 2-39. Khoảng cách di chuyển máy khi có hàng, q4 (m)

69

75

Hình 2-40. Vận tốc di chuyểnmáy khi có hàng, Vdc (m/s)


Hình 2-45. Tỷ lệ lưu lượng dầu thủy lực từ bơm cấp cho mô tơ thủy lưc
di chuyển

71

81

Hình 2-46. Vận tốc quay của mô tơ thủy lực q 5 (vòng/s)

71

82

Hình 2-47. Vận tốc di chuyển Vdc (m/s) khi dừng hãm máy

71

83

Hình 2-48. Áp lực dầu thủy lực P1(Pa) khi dừng hãm máy

72

84

Hình 2-49. Góc lắc cáp nâng hàng khi dừng máy, q8(rad)

72



90

Hình 3-4. Thi công lớp ballast và lớp đất cho ray di chuyển máy MĐR

75

91

Hình 3-5. Đầm nền đất đạt độ chặt K=0,85÷0,95

76

92

Hình 3-6. Lắp đặt đường ray di chuyển dài 28m trên nền đất và ballast

76

93

Hình 3-7. Tập kết hai máy lên ray di chuyển đặt trên nền đá và nền đất

76

94

Hình 3-8. Sơ đồ vị trí gắn thiết bị đo

77


100 Hình 3-14. Thiết bị ghi lưu tín hiệu đo

79

101 Hình 3-15. Đo chuyển vị kết cấu khung máy khi nâng cụm tà vẹt

79

102 Hình 3-16. Sơ đồ các bài thực nghiệm theo các trường hợp làm việc của
máy

79

103 Hình 3-17. Đo đạc và kiểm soát số liệu thu nhận được trong quá trình
thử nghiệm

80

104 Hình 3-18. Đo đạc máy MĐR trong quá trình nâng cụm tà vẹt và di
chuyển trên nền ballast và nền đất đã đầm lèn

81


ix
105 Hình 3-19. Thu thập tín hiệu đo bằng các thiết bị của Trung tâm KHCN
Đại học Giao thông Vận tải và được lưu giữ trên máy tính

81

112 Hình 3-26: Đồ thị áp suất dầu thủy lực P1 đo được từ thực nghiệm khi
MĐR di chuyển với cụm tà vẹt và dừng hãm

85

113 Hình 3-27. Đồ thị so sánh lực căng cáp Fcap (N) lý thuyết với thực
nghiệm

86

114 Hình 3-28. Đồ thị so sánh giá trị áp suất dầu thủy lực tính toán lý
thuyết với kết quả thực nghiệm máy MĐR.

87

115 Hình 3-29. Đồ thị so sánh giá trị lực căng cáp tính toán lý thuyết với
thực nghiệm

87

116 Hình 3-30. Đồ thị so sánh giá trị áp suất dầu tính toán lý thuyết với
thực nghiệm

88

117 Hình 4-1. Chương trình khảo sát thông số động lực học khi thay đổi khối
lượng hàng nâng bằng phần mềm Matlab-Simulink

91



92

126 Hình 4-10. Dao động q3 (m)

92

127 Hình 4-11. Chương trình khảo sát thông số động lực học khi thay đổi độ

93


x
cứng của nền đường đặt ray chuyên dùng bằng Matlab-Simulink
128 Hình 4-12. Lực căng cáp Fcap(N)

93

129 Hình 4-13. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

93

130 Hình 4-14. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

93

131 Hình 4-15. Dao động q3 (m)

93


139 Hình 4-23. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

95

140 Hình 4-24. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

95

141 Hình 4-25. Dao động q3 (m)

95

142 Hình 4-26. Chương trình khảo sát trường hợp di chuyển với khối lượng
hàng nâng khác nhau bằng Matlab-Simulink

96

143 Hình 4-27. Vận tốc di chuyển Vdc (m/s)

97

144 Hình 4-28. Khoảng cách di chuyển q4(m)

97

145 Hình 4-29. Áp suất dầu thủy lực P1 (Pa)

97

146 Hình 4-30. Lực căng cáp Fcap (N)

98

154 Hình 4-38. Chương trình khảo sát trường hợp di chuyển với lưu lượng
bơm thủy lực khác nhau bằng Matlab-Simulink

99

156 Hình 4-39. Vận tốc di chuyển Vdc (m/s)

99


xi
157

Hình 4-40. Khoảng cách di chuyển q4(m)

99

158 Hình 4-41. Áp suất dầu thủy lực P1 (Pa)

99

159 Hình 4-42. Góc lắc cáp nâng hàng q8(rad)

99

160 Hình 4-43. Vận tốc mô tơ thủy lực ωd(vòng/s)

99

103

168 Hình 4-51. Cấu tạo ray cho máy MĐR di chuyển

105

169 Hình 4-52. Kết cấu dạng ray di chuyển

106

170 Hình 4-53. Mô hình ray làm việc trên nền đất

106

171 Hình 4-54. Đồ thị quan hệ độ lún của ray với trọng lượng nâng

108

172 Hình 4-55. Xác định bán kính cong của đường ray cho máy di chuyển

109

173 Hình 4-56. Sơ đồ áp lực thực tế

110

174 Hình 4-57. Sơ đồ áp lực tính toán

110



6

5

Bảng 1-4. Đánh giá mức độ cơ giới xây dựng ĐS Việt Nam hiện nay

8

6

Bảng 1-5. Đặc tính kỹ thuật máy YK25

11

7

Bảng 1-6. Đặc tính kỹ thuật máy DPG-25A

12

8

Bảng 1-7. Đặc tính kỹ thuật máy đặt đường sắt KGT/V

12

9

Bảng 1-8. Đặc tính kỹ thuật máy PTH350


Bảng 2-1. Đánh giá các tiêu chí của máy lắp đặt đường sắt

31

15

Bảng 2-2: So sánh công suất và năng suất đặt tà vẹt của các phương án
máy

31

16

Bảng 2-3. So sánh chi phí lắp đặt tà vẹt theo các phương án máy

32

17

Bảng 2-4. Bảng tính chi phí ca máy lắp đặt tà vẹt đường sắt

32

18

Bảng 2-5. Thông số kỹ thuật của máy MĐR lắp đặt tà vẹt đường sắt

37



78

24

Bảng 3-2. Thứ tự tiến hành thực nghiệm máy MĐR đặt tà vẹt.

80

25

Bảng 3-3. Kết quả đo thông số khi vận hành máy MĐR không tải

82

26

Bảng 3-4. Kết quả đo thông số khi vận hành máy MĐR nâng cụm tà vẹt

82

27

Bảng 3-5. Thời gian thao tác trong một chu kì làm việc của máy

83

28

Bảng 3-6. Đánh giá sai số giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm

Nam

111

34

Bảng 4-5. So sánh hiệu quả kinh tế- xã hội khi áp dụng máy MĐR thi
công đường sắt

112

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN ÁN
Ký hiệu
L

Diễn giải
Chiều dài cơ sở của máy

Đơn vị tính
m


xiii
W

Chiều rộng cơ sở của máy

m

H


Độ cứng của nền đường đặt ray di chuyển

N/m

i1

Bội suất cáp ở cụm puly động

-

i2

Bội suất cáp ở puly móc câu

-

i3

Tỷ số truyền của cụm xích di chuyển

-

Ecap

Mô đun đàn hồi của cáp thép

Pa

Est


Đường kính của bánh xe di chuyển

m

qi

Tọa độ suy rộng thứ i

-

Qi

Lực suy rộng thứ i

N

P1

Áp suất dầu cao áp

Pa

P2

Áp suất dầu hồi về thùng

Pa

Pat


Lưu lượng riêng của bơm

m3/s

Vd

Lưu lượng riêng của mô tơ thủy lực

m3/s

rb

Hệ số tổn thất lưu lượng của bơm thủy lực

-

rd

Hệ số tổn thất lưu lượng của mô tơ thủy lực

-

c

Hiệu suất truyền động của xi lanh thủy lực

%

b


m/s

Fcap

Lực căng một nhánh cáp

Vh

Vận tốc nâng hàng

g

N
m/s


xiv
Kđ

Hệ số động

-

Gm

Trọng lượng máy

N


Ea

Hệ số tích lũy đàn hồi của đường ống dẫn dầu

-

Qrd

Lưu lượng rò rỉ của bơm

m3/s

Qrd

Lưu lượng rò rỉ của mô tơ thủy lực

m3/s

Kat

Hệ số lưu lượng qua van an toàn

Ar

Diện tích nền ảnh hưởng ở dưới bánh xe di chuyển máy

Kf

Hệ số nền



kgm2

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN
Ký hiệu

Diễn giải

AHP

Phương pháp phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process)

BTCT DƯL

Bê tông cốt thép dự ứng lực

CGH

Cơ giới hóa

CSHT

Cơ sở hạ tầng

CBCNV

Cán bộ công nhân viên

ĐSVN


KTTT

Kiến trúc tầng trên (đường sắt)

KCTT

Kết cấu tầng trên (đường sắt)

PA1, PA2,
PA4, PA5
TĐTL

PA3, Phương án 1, phương án 2, phương án 3, phương án 4, phương án 5
Truyền động thủy lực


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Giao thông đường sắt là hệ thống hạ tầng giao thông quan trọng của mỗi Quốc
gia. Để đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hóa và hành khách trong quá trình phát triển
kinh tế Việt Nam, từ năm 2009, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt và triển khai kế
hoạch phát triển mạng lưới đường sắt đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 [46].
Theo kế hoạch này, sẽ cải tạo nâng cấp các tuyến đường hiện có, xây dựng mới một số
tuyến với tổng chiều dài lên đến 2096 km kết nối giữa các thành phố lớn như Hà Nội,
TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng với các khu công nghiệp và các tỉnh lân cận.
Như vậy, khối lượng công tác lắp đặt đường sắt sẽ rất lớn, đòi hỏi phải có công
nghệ thi công cùng với các thiết bị cơ giới phù hợp với điều kiện đầu tư và tổ chức thi
công lắp đặt kết cấu tầng trên đường sắt Việt Nam, từ đó mới có thể hoàn thành kế

lý của máy MĐR đặt cụm tà vẹt đường sắt Việt Nam, đây chính là thiết bị do Việt
Nam chế tạo;
Kết quả nghiên cứu của luận án nhằm góp phần nâng cao chất lượng thiết kế
chế tạo máy lắp đặt tà vẹt trong nước phù hợp với điều kiện Việt Nam.
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tượng nghiên cứu:
Máy đặt cụm tà vẹt đường sắt Việt Nam có mã hiệu MĐR do Việt Nam chế tạo.
3.2 Phạm vi nghiên cứu:
- Luận án tập trung nghiên cứu máy MĐR đặt cụm tà vẹt có các thông số kỹ thuật
thể hiện ở Bảng 2-5;
- Tà vẹt sử dụng cho khổ đường 1435mm trên tuyến thẳng của đường sắt Việt Nam
là tà vẹt bê tông cốt thép dự ứng lực;
- Nền đặt ray di chuyển của máy khi lắp tà vẹt có hai trường hợp là: nền đất đã đầm
chặt hoặc nền đá ballast đầm sơ bộ.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Áp dụng phương pháp tổng hợp và phân tích các điều kiện đặc thù thi công
xây dựng đường sắt Việt Nam;
- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm.
Nghiên cứu lý thuyết để xác định các thông số động lực học của máy và của hệ
thống truyền động thủy lực mà trực tiếp là hệ số động lực.
Kết quả thực nghiệm đo đạc các thông số động lực học và các thông số làm
việc của máy là cơ sở để đánh giá tính đúng đắn của các mô hình đã thiết lập.
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số động lực để xác định thông số hợp lý
của máy đặt tà vẹt.
5. Mục tiêu nghiên cứu
- Chọn được dạng máy đặt cụm tà vẹt phù hợp với xây dựng đường sắt Việt Nam;
- Xác định được các thông số hợp lý (thông số kết cấu và thông số làm việc) cho
máy đặt cụm tà vẹt đường sắt Việt Nam theo quan điểm động lực học.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu thu được của luận án là xác định được các thông số hợp lý

Nghiên cứu nhu cầu công tác cơ giới hóa xây dựng đường sắt, phân tích các
công nghệ thi công của đường sắt trên thế giới và trong nước, từ đó đánh giá khả năng
ứng dụng công tác cơ giới hóa của ngành đường sắt trong nước hiện nay;
Nghiên cứu tổng quan các công trình khoa học liên quan đến đề tài luận án đã
được các tác giả trong và ngoài nước thực hiện, xem xét kế thừa và bổ sung những vấn
đề chưa được nghiên cứu để giải quyết mục tiêu của luận án.
Chương 2: Nghiên cứu chọn dạng máy và nghiên cứu động lực học máy MĐR
đặt cụm tà vẹt
Luận án xây dựng hệ tiêu chí chọn dạng máy đặt cụm tà vẹt đường sắt Việt
Nam. Phân tích các công nghệ điển hình và máy lắp đặt tà vẹt đường sắt theo hệ tiêu
chí đánh giá. Nghiên cứu áp dụng phương pháp thứ bậc AHP chọn dạng máy đồng
thời ứng dụng phần mềm Expert-Choice hỗ trợ tính toán xác định chỉ tiêu tổng hợp
đánh giá phương án máy. Kết quả xác định được phương án máy MĐR có chỉ tiêu
tổng hợp cao nhất được ưu tiên lựa chọn phục vụ lắp đặt tà vẹt đường sắt Việt Nam;


4
Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy MĐR đặt cụm tà vẹt, đánh
giá các trường hợp làm việc điển hình;
Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thủy lực cơ cấu nâng hạ hàng,
hệ thống truyền động thủy lực mô tơ di chuyển máy. Nghiên cứu động lực học máy
MĐR trong các trường hợp làm việc điển hình.
Sử dụng phương trình Lagrange loại 2 để lập hệ phương trình vi phân chuyển
động của máy, ứng dụng phần mềm Matlab_Simulink để tính toán và mô phỏng giá trị
các thông số động lực học bằng đồ thị.
Chương 3: Thực nghiệm máy MĐR khi đặt cụm tà vẹt
Trình bày phương án và kết quả việc triển khai thực nghiệm máy MĐR lắp đặt
cụm tà vẹt. Các kết quả bằng số thu được từ thực nghiệm được sử dụng để so sánh với
giá trị của thông số được tính toán từ lý thuyết, qua đó kiểm chứng độ tin cậy của mô
hình động lực học máy, của thuật toán và công cụ phần mềm tính toán.

1.1.1. Phương hướng phát triển mạng lưới ĐSVN
Đường sắt là phương tiện vận tải có năng lực chuyên chở rất lớn, mỗi chuyến
tàu có sức vận tải đến vài ngàn tấn. Đường sắt Việt Nam hiện có một số đặc điểm sau:
Theo số liệu thống kê [51], mạng lưới đường sắt quốc gia có tổng chiều dài
3.146,6 km, đường chính tuyến 2.632 km gồm 3 loại khổ đường: 1000mm chiếm
85%, khổ đường 1435mm chiếm 6%, đường lồng (1435mm&1000mm) chiếm 9%,
được phân bổ theo 7 trục chính gồm:
Bảng 1-1. Chiều dài các tuyến đường sắt
chính hiện có của Đường Sắt Việt Nam.
TT

Các tuyến chính

Chiều
dài
(Km)
1.726

1

Hà Nội –TP Hồ Chí Minh

2

Gia Lâm – Hải Phòng

96,6

3


phía Đông, phía Bắc và phía Đông bắc và đã có thêm các tuyến Kép – Hạ Long, Đông
Anh – Quán Triều, Kép – Lưu Xá.


6
-Ở phía Nam, các tuyến TP.Hồ Chí Minh – Mỹ Tho và TP.Hồ Chí Minh – Lộc
Ninh, Tháp Chàm – Đà Lạt nằm trong kế hoạch được khôi phục.
-Tuyến Thống Nhất hiện khai thác với hiệu quả chưa cao so với nhu cầu vận tải
của xã hội. Kết cấu hạ tầng đường sắt nhìn chung là cũ và lạc hậu, sử dụng nhiều loại
ray trên tuyến (P43, P50). Tà vẹt nhiều chủng loại, hiện nay ĐSVN đang chuyển sang
sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực liền khối dùng phụ kiện đàn hồi.
Mục tiêu quy hoạch phát triển ngành giao thông với các dự án xây mới đường
sắt được thể hiện khái quát trong các Bảng 1-2 và Bảng 1-3, [46], [47]:
Bảng 1-2. Danh mục các dự án đường sắt đã được phê duyệt
TT

Dự án đường sắt

Chiều
dài
(km)

Khổ đường

Vốn đầu tư
(tỷVND)

1

Tuyến Lào Cai-Hà Nội-Hải Phòng


1000 mm; đường đơn

119

7.600

5

Tuyến Đông Hà – Lao Bảo

1000 mm; đường đơn

114

4.560

6

Tuyến Dĩ An- Lộc Ninh

1000 mm; đường đơn

128

8.600

7

Tuyến Trảng Bom – Hòa Hưng


Tổng cộng:

Như vậy có thể thấy, tổng chiều dài đường sắt sẽ được xây mới theo kế hoạch là
1091km, với nhu cầu vốn đầu tư khoảng: 178.020 tỷ VND. Ngoài ra còn có các dự án
đã được qui hoạch và đang chờ nguồn vốn:
Bảng 1-3. Danh mục các dự án xây dựng giai đoạn 2020- 2030
TT

Tuyến đường sắt

Chiều dài tuyến
(km)

Khổ đường
(mm)

1

Tuy Hòa - Buôn Ma Thuột

169

1435

2

Đắc Nông - Bình Thuận

121


150

1435

Tổng cộng:

1205

Theo phương hướng phát triển đường sắt Việt Nam nêu trên cho thấy việc xây
dựng mới, nâng cấp, cải tạo đường sắt là công việc cấp thiết. Đây là công việc có khối
lượng rất lớn, yêu cầu phải thực hiện nhanh chóng, chất lượng, hiệu quả để tạo tiền đề


7
cho các công việc khác trong tiến trình xây dựng phát triển đường sắt. Điều này chỉ có
thể thực hiện tốt, có hiệu quả khi làm tốt công tác áp dụng cơ giới hoá xây dựng đường
sắt.
1.1.2. Nhu cầu cấp thiết công tác cơ giới hóa xây dựng đường sắt ở Việt
Nam.
Trên tuyến đường sắt quốc gia, ngành đường sắt ưu tiên sử dụng loại kiến trúc
tầng trên dùng ray P50 có khe nối liên kết phụ kiện đàn hồi với tà vẹt bê tông cốt thép
dự ứng lực đặt trên lớp đá ballast.
Theo quy định của Bộ GTVT, kết cấu tầng trên đường sắt Việt Nam hiện tại và
trong tương lai có đặc điểm cơ bản là:
- Về lớp đệm đường (lớp ba lát): Sử dụng đá dăm 2,5 x 5 cm; Chiều dày lớp đá chính
tuyến 35cm, đường ga 30 cm.
- Về tà vẹt: sử dụng tà vẹt BTDƯL cho khổ đường 1000mm, 1435mm và đường lồng,
liên kết phụ kiện đàn hồi theo tiêu chuẩn Châu Âu. Qui cách đặt tà vẹt: Trên đường
thẳng và đường cong R > 600m lắp 1600 thanh/km; trên đường cong R ≤ 600m lắp

khi hoạt động chiếm cứ cả khu gian khi có tàu chạy qua phải đưa máy về ga có đường
tránh (ví dụ máy chèn đá 08-8GS); máy nhóm nhẹ chỉ chiếm đường "tranh thủ", khi có
tàu chạy sẽ tháo dỡ hoặc dịch chỗ ra bên đường (ví dụ như: máy kích ray, máy chèn đá
mini XYD - 2 và các thiết bị cỡ nhỏ xiết chặt đai ốc...).
Khi áp dụng cơ giới hoá xây dựng đường sắt ở mức độ khác nhau sẽ mang lại
những lợi ích khác nhau và được thể hiện trong Bảng 1-4, [2]:


8
Bảng 1-4. Đánh giá mức độ cơ giới xây dựng đường sắt Việt Nam hiện nay
TT

Chỉ tiêu so sánh

1

Tỷ lệ cơ giới hoá %
công việc

2

Tốc độ thi công

3

Chất lượng công trình

4

Năng lực phục vụ

đoạn
0%

 10-20%

 30-50%

Rất chậm

Chậm

Thấp

Còn thấp

Thấp
 50km/h
Thấp

Còn thấp
 80km/h
Không cao

Lớn

Khá lớn

(0)

Không cao

nhanh
Tương đối
cao
Khá cao
 120km/h
Khá cao
(-)

Gần 100%
Rất nhanh
Cao
Lớn
tới 150km/h
Cao
(-)

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới việc áp dụng công nghệ thi công cơ giới xây
dựng đường sắt Việt Nam
Thực tế của ngành ĐSVN trong công tác xây dựng đường sắt hiện nay cho thấy
những ảnh hưởng chính đến công tác cơ giới hóa xây dựng KCTT đường sắt ở Việt
Nam có nhiều yếu tố ảnh hưởng theo hướng bất lợi, có thể khái quát trên Hình 1-4,
[2]:

Hình 1-4. Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác cơ giới hóa xây dựng đường sắt
Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác cơ giới hóa xây dựng đường sắt đối với các
đơn vị xây dựng đường sắt cũng như với ngành đường sắt nói chung là rất phức tạp.


9
Mức độ quan trọng của các yếu tố ảnh hưởng có thể xếp theo thứ tự tương đối (từ


Công năng của máy

C

Vốn đầu tư, trình độ tổ chức thi công,
nhu cầu xây dựng (số km/năm)

D

Đặc thù kết cấu tầng trên đường sắt
Việt Nam

Hình 1-5. Các yếu tố thích nghi của công nghệ lắp đặt đường sắt
Các công nghệ và máy thi công cơ giới đòi hỏi phải phù hợp với hoàn cảnh
kinh tế, điều kiện tự nhiên, kết cấu đường sắt và nhu cầu xây dựng, trình độ tổ chức
sản xuất của Việt Nam. Thực tế cho thấy không thể nhập khẩu toàn bộ một công nghệ
TCCG KTTT ĐS nào của nước ngoài vì: Kinh phí quá lớn, khó triển khai; Năng suất


10
lớn quá dư so với nhu cầu tốc độ thi công (>1000m/ngày); Các máy quá lớn không
phù hợp với địa hình thi công KTTT ĐSVN.
Với quan điểm trên, có thể mô tả mối liên hệ giữa các yếu tố kinh tế - xã hội
ảnh hưởng tới việc cơ giới hóa xây dựng ĐSVN trong bằng sơ đồ trên Hình 1-6 :
Công nghệ CGH XDĐS
của thế giới ngày càng
hoàn thiện.
*Có điều kiện vận dụng
từng phần vào ĐSVN


* Phương hướng phát
triển hệ thống ĐSVN:

- Nâng cấp, cải tạo các tuyến.
- Xây dựng mới một số tuyến
ĐS đô thị.
- Xây dựng đường đôi một số
đoạn tuyến.
- Xây dựng ĐS Hà Nội - TP.Hồ
Chí Minh.

1. Giai đoạn đến 2030.
- Đổi mới quản lý để
thoát khỏi lạc hậu.
- Cổ phần hóa doanh
nghiệp để phát triển.
2. Giai đoạn từ 2030.
- XD ĐSVN phát triển
theo hướng hiện đại

Kết cấu kiến trúc tầng trên ĐS:
- Ray P50 dài 25m
- Khổ đường 1435/1000
- Tà vẹt BTCTDUL tiêu chuẩn.
- Thử nghiệm ray hàn liền một
số đoạn tuyến.
- Ballast tiêu chuẩn.

Giải pháp cơ giới hoá Xây dựng Đường sắt Việt Nam:


5

Hình 1-7. Tổ máy và thiết bị đặt ray bằng cần trục.
1. Đầu máy;
2. Toa xe chở cầu ray; 3. Chồng ray trên toa xe.
4. Cần trục đặt ray trên đường sắt; 5. Cầu ray đang hạ xuống nền.

Khi cẩu hết các mảng cầu ray trên toa xe sát cần trục nhất thì dùng cáp kéo
chồng ray trên toa xe kế tiếp sang sàn toa đã hết cầu ray nhờ sức kéo của cần trục.
1.2.1.2 Sử dụng cần trục chuyên dùng dạng Pooctic để đặt cầu ray.
Dạng Pooctic này đã được sử dụng để lắp đặt hệ thống đường sắt ở Liên Xô (cũ)
bởi các loại máy YK12.5 và YK25 khi lắp đặt các cầu ray dài 12,5m và 25m.
Bảng 1-5. Đặc tính kỹ thuật máy YK25
1
2
3
4
5
6

Năng suất lắp đặt
Trọng lượng máy
Công suất động cơ
Kích thước máy
LxWxH (m)
Số thợ vận hành máy
Tốc độ di chuyển

600 m/ca

LxWxH (m)
Số thợ vận hành máy
Tốc độ di chuyển

600 m/ca
75 tấn
120 kW
29x3,4x4
2
15 km/h

Máy đặt đường sắt DPG-25A

1.2.1.3. Sử dụng máy có bộ di chuyển đa năng lắp đặt cụm tà vẹt
- Điển hình cho dạng máy này là máy KGT/V của Pháp. Máy chỉ sử dụng hiệu
quả khi thi công trên tuyến đường đôi, phạm vi lấy tà vẹt hạn chế, năng suất thấp.
Bảng 1-7. Đặc tính kỹ thuật máy đặt đường sắt KGT/V
Năng suất lắp đặt
Trọng lượng máy
Công suất động cơ
Kích thước tổ máy
LxWxH (m)
Số thợ vận hành máy
Tốc độ di chuyển

1
2
3
4
5


800 m/ca
6,5 tấn
54,4 kW
3,6x3,8x3,3
2
12 km/h
Máy đặt đường sắt PTH350

Loại máy này có kết cấu nhỏ gọn, nhưng cần có đường ray di chuyển riêng.
- Sử dụng máy di chuyển bằng bằng bánh xích. Điển hình là máy DESEC TL50
có cấu tạo theo Hình 1-8:
7

6

5

4

3

2

8

9

1