Giáo trình Cơ sở tính toán đường sắt hiện đại - Trường Đại học Giao thông vận tải

ản, đường KKN vượt khu gian không có khe co giãn nên ảnh hưởng của 
khu co giãn không còn tồn tại trong ray hàn liền. Điều này có lợi cho ổn định đường và 
quản lý duy tu. 
b) Khả năng chống trôi ray của đường KKN vượt khu gian tương đối khỏe, phân bố 
lực dọc tương đối đồng đều, nhiệt độ khóa ray ít thay đổi. 
c) Lực nhiệt độ ray của đường KKN vượt khu gian lên xuống đều trong quá trình 
nhiệt độ biến đổi, không hình thành đỉnh lực nhiệt độ, có thể nâng cao thích đáng nhiệt độ 
khóa ray. 
3.3. KẾT CẤU ĐƯỜNG SẮT VƯỢT KHU GIAN 
Về kết cấu đường KKN vượt khu gian có những điểm khác với đường KKN phổ 
thông. 
1. Bỏ khu vực giảm xung, kéo dài vô hạn khu cố định: 
Đường ray dài của đường KKN vượt khu gian chạy qua ghi, cầu, hầm, nhà ga, loại 
bỏ hoàn toàn các đầu nối ray và khu giảm xung gồm các ray tiêu chuẩn hợp thành. Khu 
cố định của đường kéo dài để nâng cao tính êm thuận đường, không những kéo dài tuổi 
thọ sử dụng của bộ phận đường giảm lượng công tác duy tu mà còn lợi cho an toàn chạy 
tàu, tăng thêm độ thích ứng của hành khách, đây là kết cấu đường lý tưởng cho đường sắt 
tốc độ cao, cao tốc với tải trọng nặng. 
75 
 2. Sử dụng kết cấu đường nặng: 
Song song với việc đường ray kéo dài thì điều kiện tuyến đường, môi trường khí 
hậu, tình hình vận doanh của đường KKN vượt khu gian cũng luôn biến đổi, không 
những chịu lực phức tạp mà điệu kiện làm việc cũng khắc nghiệt hơn. Các tuyến vận tải 
nặng có mật độ cao, trọng tải lớn, tàu khách, tàu hàng chạy hỗn hợp thì phải coi trọng an 
toàn và hiệu quả tốc độ vận doanh. Các tuyến vận chuyển hàng hóa qua vùng rừng núi có 
độ dốc lớn, đường cong nhiều, bán kính nhỏ, điều kiện thiên nhiên khắc nghiệt, đầu máy 
điện và diezen phần lớn là giá chuyển hướng 3 trục, chuyển động qua đường cong. Tác 
dụng tổng hợp của những nhân tố trên làm cho đường bị hư hỏng. 
 Để bảo đảm các tuyến đường có tốc độ nhanh, tải trọng vận doanh được bình 
thường thì đường KKN vượt khu gian phải sử dụng kết cấu đường nặng, thực hiện cứng 
hóa vật liệu ray tôi để nâng cao độ cứng và lực cản tuyến tính của đường. 
 Hiện nay đường sắt Trung Quốc sử dụng ray 60 kg/m là cơ bản được đặt trên các 
tuyến đường trong toàn quốc, ray đặc biệt nặng 75 kg/m đã bắt đầu đặt với số lượng lớn. 
 3.Sử dụng đầu nối cách điện keo dán: 
 Để chiều dài các cầu ray đường KKN vượt qua các khu vực đóng đường, phần 
nhiều dán các đầu nối cách điện lại. Nhờ đó đường ray tạo thành một khối, loại bỏ các 
khe nối. Đầu nối cách điện keo dán là một bộ phận hợp thành quàn trọng của đường 
KKN toàn khu gian và vượt khu gian. Đầu nối kéo dán được áp dụng của đường sắt Mỹ, 
đường sắt Trung Quốc đã sử dụng công nghệ của Mỹ để áp dụng có một số đặc điểm sau: 
a) Chỉ tiêu kỹ thuật cao, tiến hành thí nghiệm mỏi đối với cùng tải trọng, cùng loại 
ray, sau khi chạy tàu thử 2x106 lần cho kết quả không vượt quá 10%, thí nghiệm cường 
độ cắt của lớn hơn 3 250 kN. 
b) Công nghệ chặt chẽ, sau khi phun tẩy bằng cát mặt dán ray và lập lách nhiệt độ 
dán nối lại phải khống chế trong pham vi 121÷135 0C. 
c) Giá thành đầu nối cao, vì vậy phải chấp hành nghiêm chỉnh quy định công nghệ, 
bảo đảm chất lượng dán nối. Khi dùng vật liệu dán của công ty 3M (Mỹ) gia nhiệt bằng 
hơi hàn Exetylen. Xưởng keo dán Hứa Xương của Trung Quốc đã tự nghiên cứu hộp gia 
nhiệt sử dụng tia hồng ngoại. Nhiệt độ hàn được điều chỉnh bằng bộ điều tiết, đo nhiệt độ 
bằng nhiệt kế,chất lượng dán được chế tạo theo công nghệ của Viện khoa học kỹ thuật 
đường sắt Trung Quốc đều đạt kết quả tốt, (Bảng 3-3). 
76 
Bảng 3.3 - Kết quả đo thử nghiệm keo dán của ĐS Trung Quốc 
Hạng mục kiểm 
nghiệm 
Tiêu chuẩn nghiệm 
thu 
Kết quả thí 
nghiệm 
Kết quả thí 
nghiệm 
Thí nghiệm mỏi Nhỏ hơn 10% 
chuyển vị của ray 
Mẫu thử 1 Nhỏ hơn 7,2% 
Thí nghiệm cắt Tải trọng phá hoại 3 
250 kN 
I – 1 3 400 kN 
II – 1 3 300 kN 
III – 2 3 400 kN 
4. Sử dụng ghi không khe nối: 
 Khi cầu ray dài vượt qua ga, cầu ray phải hàn với hai đầu ghi, đồng thời các đầu 
nối ray trong ghi cũng được hàn (hoặc dán). 
Ghi KKN là đặc trưng kết cấu cơ bản đường KKN và cũng là trọng điểm thiết kế, 
thi công, duy tu bảo dưỡng đường KKN vượt khu gian. 
 Căn cứ yêu cầu lắp đặt, sử dụng và duy tu bảo dưỡng, kết cấu ghi KKN của đường 
KKN vượt khu gian phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây: 
a) Kết cấu ghi phải làm việc bình thường, trạng thái kỹ thuật tốt trong điều kiện chịu 
lực nhiệt độ. 
b) Các bộ phận chủ yếu của ghi (kể cả các phụ kiện không dễ thay) như ray nhọn 
ghi, tâm ghi  có tuổi thọ bằng hoặc gần bằng tuổi thọ sử dụng của ray cùng loại (tổng 
trọng thông qua không nhỏ hơn 3,5 tỷ tấn km/km). 
c) Vật liệu ghi, ray nhọn, đầu nối keo dán cần có chất lượng tương đương với ray 
trong ghi. 
d) Lực cản đệm đường của bộ phận quay ghi phải lớn hơn hoặc bằng lực cản của 
đệm đường KKN phổ thông. 
e) Các cấu kiện giữ ghi sử dụng cấu kiện đàn hồi. Áp lực nén giữ ban đầu từng cái 
của cấu kiện lớn hơn 8 kN. 
f) Ghi hàn dùng ghi cũ cần phải cải tạo, gia cường kết cầu ghi. Cần sử dụng ghi ray 
tâm di động và hàn toàn bộ. 
1. Kết cấu hai đầu cầu ray dài 
Đường KKN vượt khu gian có thể dài mấy chục hoặc hàng trăm km. Tại chỗ kết 
thúc hai đầu thường chọn một trong ba hình thức kết cấu sau: 
a. Kiểu neo cố định: 
Nếu cuối ga là đường cụt, cư ly giữa các ga vừa phải, nhiệt độ chênh lệch không lớn, 
có thể cắm thẳng ray vào ke ga, hình thành kết cấu ray dài hai đầu đây là hình thức kết 
cấu tốt nhất. Chiều dài L(m) của ray cắm vào ke ga bê tông tính theo công thức sau: 
77 
CS
PPL ct
.
)(max
5,1
 (m) 
Trong đó: 
maxPt: Lực nhiệt độ lớn nhất ray có thể chịu được. 
 PC: Lực phụ do hãm, khởi động, N. 
 S: Chu vi mặt cắt ray, ray 60 kg/m S = 69cm, 
 75 kg/m S = 72cm. 
 C: Lực giữ của BT với ray, C = 80N/cm2. 
b. Hình thức khu giảm xung: 
Ở hai đầu cầu ray dài bố trí khu giảm xung do các ray ngắn hợp thành (giống như 
kết cấu cuối ray dài của đường KKN phổ thông). Nhưng kết cấu cuối ray dài vẫn tồn tại 
khe nối ray trong khu giảm xung, vì vậy cần thiết kế bố trí khu giảm xung tại ga lớn phải 
đỗ hoặc chạy chậm. 
c. Hình thức bộ phận khe co giãn: 
Thay khu giảm xung do các ray ngắn hợp thành, dùng thiết bị khe co giãn ray tạo 
thành một bộ phận liên kết các ray dài. 
3.4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GHI HÀN LIỀN 
Để tính toán nội lực và chuyển vị trong ghi hàn liền do lưỡi ghi chuyển dịch và tâm 
ghi di động. Việc giải bài toán này rất phức tạp, do đó người ta phải mô hình hóa để đưa 
bài toán đó về cơ bản, vậy cần phải có các giải thiết đưa về “nút” đối với lưỡi ghi phổ 
thông (có chuyển vị nhỏ 0,5cm) 
Còn đối với lưỡi ghi dài, chuyển vị lớn thì phải dùng phương pháp tham số tương 
đương. 
3.4.1. Phương pháp tách nút 
1. Mô hình tính toán: 
Sử dụng sơ đồ hình học ghi cho đường sắt vượt khu gian, tâm di động (Hình 3–1) 
Hình 3.1 - Sơ đồ hình học ghi 
Để tính toán nội lực trong ray của ghi, cần có một số giả thiết cơ bản theo sơ đồ 
(Hình 3-2) 
T©m ghi di ®éng
Ray nhän
Thanh kÐo nèi víi
m¸y bÎ ghi
78 
Giả thiết: 
 Do chuyển vị tương đối giữa đầu lưỡi ghi và ray cơ bản theo hướng thẳng là nhỏ 
nên theo hướng này có thể coi vị trí liên kết giữa ray nhọn và ray cơ bản là một điểm 
“nút”. 
 Do chuyển vị của tâm ghi theo hướng thẳng là nhỏ nên theo hướng này có thể coi 
là một điểm “nút”. 
 Lực cản đệm đường là một hằng số, bỏ qua ảnh hưởng biến dạng uốn của lưỡi 
ghi và bộ phận nối dẫn. Để phù hợp với các giả thiết trên thì trong vấn đề này chỉ xét đến 
các ghi có số hiệu N = 11, 12, 15 (chiều dài đoạn đường cong dẫn và lưỡi ghi Lac, lbc). 
Với những giả thiết như trên ta có mô hình tính toán như sau: 
 Mô Hình: 
Hình 3.2 – Mô hình tính 
Theo giả thiết ở trên, tất cả các ghi có 3 điểm nút. Hai vị trí liên kết ray cơ bản và 
ray dẫn hướng, Bảng thị bằng nút a và b, tâm ghi là nút c. 
Đây là một kết cấu siêu tĩnh, cần phải xét tới điều kiện chuyển vị mới tìm được lời 
giải. Căn cứ nguyên lý tách nút trong cơ học kết cấu, trước hết khóa chặt các nút, tức là 
không cho các nút chuyển vị. Từ đó sẽ tìm được lực nhiệt độ Pt trong ray. Tiếp đó tách 
ràng buộc các điểm nút, lúc đó các nút chịu lực không cân bằng giữa hai bên trái và phải, 
tất nhiên sẽ sinh ra chuyển vị. Khi đó lực cản dọc của đệm đường sẽ phát huy tác dụng, 
lực các nút lại được cân bằng. Căn cứ vào các điều kiện có thể tìm được chuyển vị các 
nút là lực nhiệt độ ray tP . 
Để giải quyết được bài toán về chuyển vị và nội lực khi nhiệt độ thay đổi ở vị trí 
đầu ghi và tâm ghi di động thì cần có các giả thiết ở vị trí đó cần mô hình hóa dạng “nút”, 
trên cơ sở đó để tìm được nội lực và chuyển vị. 
Từ giả thiết đó thì ta thấy thanh ac và bc là khu cố định, nhưng thực tế đoạn ac và 
bc dịch chuyển. Vậy muốn tìm được chuyển vị và nội lực thật ở trong ray thì cần phải 
tách “nút”. Từ đó tìm ra được chuyển vị tại các nút a, b, c và nội lực của các thanh. 
79 
2. Các Nguyên lí và Bảng thức cơ bản: 
 Gọi , ,a b c   là chuyển vị dọc của các nút này, hướng sang trái là dương. Xem nút 
a là điểm nối của ba đoạn ray a1, a3, ac; Pac là lực nhiệt độ tác dụng lên ac tại điểm nút a; 
ac là chuyển vị ac tại nút a; các điểm khác cũng tương tự như vậy. Đoạn ray cong dẫn 
hướng ac Bảng thị bằng dây cung của nó. Chiều dài của hai thanh dẫn hướng ray thẳng 
và ray cong là Lac và Lbc. 
Vấn đề các tham số lực cản dọc trên đường rất phức tạp, cũng cần sử dụng một mô 
hình gần đúng nhất định. Đoạn bên trái nút a và bên phải nút c, lấy độ bậc thang lực dọc 
đệm đường pi là một hằng số, giá trị này được xác định từ thực nghiệm. 
 Các thanh tà vẹt giữa 2 nút a và c có chiều dài tăng dần. Vì vậy độ bậc thang lực 
cản đệm đường cũng tăng dần từ a đến c. Độ biến thiên này cũng được xác định từ thực 
nghiệm 
a. Lực nhiệt độ ray khi khoá các nút: 
 Lực nhiệt độ ray tại khu cố định P0 
 Po =E.F. . t nen (3-1) 
 Lực nhiệt độ ray tại khu co giãn: 
Trong hình 3-2, tất cả các ray điều ở khu cố định, chỉ có c5, c6, hướng rẽ nằm ở khu 
co giãn. Chiều dài c5, b6, tính đến khe nối ray thứ nhất sau ghi, Bảng thị bằng Lc5, Lb6 
 Lực nhiệt độ Pc5 của đoạn ray Lc5 tác dụng lên nút c là: 
 P0c5 = PH + pLc5 (3-2) 
 PH: Lực cản đầu nối lập lách, tương tự ta cũng có: 
 Lực nhiệt độ: Pob6 = P H + pLb6 (3-3) 
b. Điều kiện cơ bản để giải bài toán khi tách nút (tách lần thứ 1) (lấy nút a để phân tích 
làm thí dụ). 
 Điều kiện biến dạng cho phép: 
 Khi giải phóng nút, nút a sinh ra chuyển vị a , các đầu ray liên kết với đỉnh nút 
cũng chuyển vị và bằng a , tức là: 
 a = 1 2a a ac    
 Điều kiện cân bằng lực: 
 Trước khi giải phóng nút a, lực nén đầu ray bên trái Pa1 = P0, Pac = P0. Hai bên 
chịu lực không đều nhau, nút a tất phải chuyển vị sang bên trái. Sau khi chuyển vị, do tác 
dụng của lực cản đệm đường, cho đến khi thoả mãn được điều kiện: x = 0, lúc đó ta có: 
80 
P 0 - P a c
P 0 - P a 3P 0+ P a 1
Hình 3.3 
P0 + Pa1 = P0 - Pa3 + P0 - Pac 
 Tức là: Pa1 + Pa3 + Pac = P0 (3-4) 
Trong đó: 
Pa1 - Sự thay đổi lực đầu ray tại a của thanh a1 do chuyển vị tại nút a gây nên 
Pa3 - Sự thay đổi lực đầu ray tại a của thanh a3 do chuyển vị tại nút a gây nên 
Pac - Sự thay đổi lực đầu ray tại a của thanh ac do chuyển vị tại nút a gây nên 
 Mối quan hệ giữa lực thay đổi đầu ray và chuyển vị nút: 
 Phần trên đã nêu sự thay đổi của lực đầu ray P và chuyển vị đầu ray . P Bảng 
thị P do chuyển vị  gây nên. Mối quan hệ giữa P và  có thể chia thành 3 trường hợp 
sau đây: 
 Ray nằm ở khu cố định (Hình 3-4a) 
Hình 3.4 
 .1 .
. 2 .
P l
E F E F
    mặt khác 1.P p l   
Nên thay vào ta được:  = 
2
12. . .
P
p E F
 (3-5) 
 Trong đó: 
E: Mô đun đàn hồi thép đường ray E = 2,1 x 105 Mpa 
: Chuyển vị nút bằng diện tích gạch chéo () trong hình 3-21(a) chia cho EF 
P: Sự thay đổi lực đầu ray do chuyển vị nút gây nên. 
 Qua công thức trên thấy rằng quan hệ giữa P và  là quan hệ phi tuyến tính. 
 Nếu biết , thì có thể tìm ngược lại P, tức là: 
 P = 12. . . .p E F  (3-6) 
 Ray nằm ở khu co giãn (xem hình 3-4b) 
L
P
P0 P0
p1 p1
P
(a) (b)
81 
  = 
2
14. . .
P
p E F
 (3-7) 
 P = 14. . . .p E F  (3-8) 
 Quan hệ chuyển vị giữa các nút khi hai đầu ray đều có chuyển vị: 
Nếu ray ac hai đầu đều có chuyển vi ̣, lúc đó chiều dài khung Lac có thay đổi (hı̀nh 3-
5) 
Hình 3.5 
Giả sử chuyển vi ̣ a và c đều sang trái, đồng thời ray dẫn dañ ra, tức là: 
 Lac = ac - ca >0 
Từ điều kiện cân bằng lực, được: 
 Pac=Pca+Cp (3-9) 
 Cp=p2.Lac (3-10) 
Đoaṇ giañ dài dây dẫn cụ thể là: 
 Lac=
EF
LacCpPac
2
)2(  (3-11) 
3. Thí dụ: 
Giả thiết ghi là ghi mở đơn số 12, ray 60 kg/m. Chiều dài của hai thanh dẫn hướng 
ray thẳng và ray cong là Lac và Lbc, hai đoạn này chênh lệch nhau rất ít, lấy gần đúng là 
2000 cm, do góc ghi  rất nhỏ  = 4,750, cos 4,750 = 0,997, khi tính cân bằng lực dọc, 
lấy gần đúng cos = 1. Các góc nhỏ khác trong bản vẽ cũng xử lý tương tự. 
Đoạn bên trái nút a và bên phải nút c, lấy độ bậc thang lực dọc đệm đường pi là một 
hằng số, mỗi đường là 64N/cm, trong điều kiện 1840 thanh tà vẹt/1km, giữa hai nút a và 
c có 40 thanh tà vẹt, trên mỗi tà vẹt có 4 thanh ray, và chiều dài tà vẹt lại tăng dần. Ta giả 
thiết rằng độ bậc thang lực cản đệm đường của mỗi bên đường (một nửa tà vẹt) là từ trái 
sang phải, mỗi cm tăng lên 0,02 N, tương đương với việc cứ sang phải mỗi thanh tà vẹt 
tăng thêm 1 N vì vậy, P tại nút a: 64 N/cm, P tại nút c: 104 N/cm, lấy bình quân là 84 
N/cm. Mỗi bên của tà vẹt có hai thanh ray, chúng ta lấy p1 = 64 N/cm cho mỗi đường ray 
cơ bản phía ngoài, còn mỗi thanh ray dẫn hướng ac và bc phía trong lấy p2 = 84 - 64 = 20 
N/cm, ở các đoạn sau ta sẽ thấy cách lấy tham số lực cản đệm đường như nêu trên là phù 
hợp với thực tế. 
Pac
Pca
Cp
a c
P0
82 
a. Tı́nh lực nhiệt độ các ray khi khóa nút: 
Với số liệu đo được trong thực tế: 
Tmax - Tmin = 650 C, lấy t nen = 400C, t keo= 250C, ray 60 kg/m, F= 77.45 cm 2 
Sau đây chỉ phân tích trường hợp tăng nhiệt độ 
Po = E.F. . t nen= 2.1x105x77,45x11.8x10-6x40 =768x103N= 768 kN 
Trong hình 3.6, tất cả các ray điều ở khu cố định, chỉ có c5, c6, hướng rẽ nằm ở khu 
co giãn. Chiều dài c5, b6, tính đến khe nối ray thứ nhất sau ghi, Bảng thị bằng Lc5, Lb6. Cự 
ly từ cuối ghi tới mối nối ray thứ nhất là một ray tiêu chuẩn dài 25m. Vậy: 
 Lc5 = 380 + 2500 = 2880 cm 
 Lb6 =2211 + 2500 = 4711 cm 
 380cm - là khoảng cách từ tâm ghi đến chốt ở sau ghi. 
 2211cm = 2000xcos 4,75 + 380 - 160 (160cm là khoảng cách từ đầu lưỡi ghi đến 
máy bẻ ghi) 
Giả sử, lực cản đầu nối lập lách PH = 400 kN thì lực nhiệt độ Pc5 của đoạn ray Lc5 
tác dụng lên nút c là: 
 P0c5 = PH + pLc5 
 = 400 + 64 2880
1000
 = 584 kN 
 p - Sức cản dọc của lớp đá đệm đường (p = 64N/cm) 
Tương tự, lực nhiệt độ Pob6 = P H + pLb6 = 400 + 64 4711
1000
 = 704 kN 
 Đặt Pac =
3
Po =256kN 
b. Chuyển vi ̣các nút: 
a = 3a = 1a = =
2 2 6
1
5 2
( ) 256 10 3.16 0.316
2 2 6.4 2.1 10 77.45 10
aP mm cm
pEF
       
Hình 3.6 
ac
a1 3
p0
pa3
p0
pa1
pa3
pac
83 
c. Tìm phạm vi ảnh hưởng của lực 1aP : 
 1Pa × 
1
1000
p
=
3
768 ×
64
100 = 4000 cm 
d. Tìm lượng giãn dài của ray dẫn hướng ac: 
 Lac = (2 )Pac Cp  x 
EF
Lac
2
= 0.291 cm 
 (Do CP = p2lac= 20 x 2000 = 40000N = 40KN) 
e. Tìm chuyển vị của nút c: 
 Ta có: c = ca = ac - Lac 
 = 0,316 - 0,291= 0,025 cm 
f. Tìm lực ở các đầu ray ở nút C: 
Hình 3.7 
Vı̀ ccc   54 như đa ̃biết do thanh C4 nằm ở khu cố định, thanh C5 nằm ở khu 
co giãn nên: 
  4Pc cEFp 12 = 71KN Và 5Pc = CEFp 54 = 101 KN 
 Theo điều kiện cân bằng lực tại nút c ta có: 
 2P0- Pca - Pcb =P0 - 4Pc + P05- 5Pc 
 => Pcb = P0 - P0c5+ 4Pc + 5Pc - Pcb =142 kN 
 Pbc = Pcb + Cp 
 Mà Cp = p2.Lac = 20 x 2000 = 40000 N = 40 kN 
 => Pbc =142 + 40 = 182 kN 
g. Tı̀m lượng giãn dài của ray dẫn hướng bc: 
 bcL = (2 )Pbc Cp  x 2
bcL
EF
= 0.199 cm 
h. Tı̀m chuyển vi ̣ e taị nút b: 
 Ta có: 0,224   b c bcL cm  
Qua phân tích ở trên, ta đa ̃tı́nh được b và bcP . 
c
p
0 -
p
ca
p
05 -
p
c5
p0 - pc4
p0 - pcb c
84 
i. Điều kiện ăn khớp nút B: 
 c 
p o p cbp o p b2
p b6
p ob6 
Hình 3.8 
 Điều kiện bằng lực tı̀m được: 
 Po+ 2bP = Po - bcP +Pob6 - 6bP 
 Vậy: bcP = Pob6 - 2bP - 6bP 
 b = 6b = 2b = bc 
Rút ra: 2bP = bEFp 12 và 6bP = bEFp 14 thay vào công thức trên ta được: 
bcP = Pob6 -2,414 bEFp 12 
 Hoặc: b =
2
1
( )
2.414
2
obc bcP P
p EF
    
j. Đổi chiều laị: 
Lấy tri ̣ sụ́ b tı̀m được ở mục 9 thế vào công thức ta được: 
 bcP =704-2,414x10x 2080 0.224 =183kN 
Kờ́t quả này so với kết quả tı́nh toán ở muc̣ 7 bcP = 182kN thı̀ chı̉ sai nhau có 1kN, 
có thể nói là khớp nhau 
k. Biểu đồ phân bố nội lực sau khi tách chốt lần thứ nhất: 
Lực các bộ phận đầu các ray như sau: 
 Pa1 = oP + 1aP =768+256=1024 kN. 
 Pa3 = OP - 3aP =768-256=512 kN. 
 Pac = OP - acP =768-256=512 kN. 
 Pca = Pac + Cp =512 + 40 =552 kN. 
 Pc4 = P0 - Pc4 = 768 – 71 = 695 kN. 
 Pc5 = P0c5 - Pc5 =584 – 101 = 483 kN. 
 Pc6 = P0 - Pc6 = 768 – 142 = 626 kN. 
85 
 Pbc = Pc6 - Pp = 626 – 40 = 586 kN. 
 Pb2 = P0 - Pb2 = 768 + 220 = 988 kN. 
 P66 = P066 - Pbc = 704 – 302 = 402 kN. 
Từ đó được Bảng đồ phân bố lực nhiệt độ như hình 3-9 
Hình 3.9 
l. Bảng đồ phân bố nội lực ray sau khi tách nút lần thứ 2: Tách nút lần thứ 2 giữa chân 
ray nhọn và ray cơ bản. Kết quả nêu trên là kết quả tìm được trong điều kiện bộ phận 
chân ray nhọn và ray cơ bản hoàn toàn cố định. Bây giờ lại tiếp tục tách nút, trước 
hết phân tích trường hợp bộ phận liên kết chân ray nhọn hoàn toàn không truyền lực 
dọc. Lấy ray dẫn ac làm ví dụ: Khi a chuyển vị lên phía trước, thì lực nhiệt độ ở đầu a 
của thanh ac truyền hoàn toàn sang ray cơ bản thông qua hệ thống tà vẹt và các bộ 
phận liên kết, từ đó lực ở đầu a có giá trị bằng 0. 
Khi phần đầu ray dẫn giãn nở về phía trước, cầu nối giữa trung gian của ray dẫn 
ngăn không cho chuyển vị, lực cản này thông qua tà vẹt chuyển sang ray cơ bản. Trong 
trường hợp này, tuy các tà vẹt ghi dưới ray dẫn có biến dạng uốn nhất định, nhưng sợ 
biến dạng đó không cần phải tính toán, tà vẹt ghi chỉ có tác dụng truyền lực, bản thân nó 
không cung cấp lực cản, mà chỉ có cấu kiện liên kết của ray cơ bản và đệm đường mới 
cung cấp lực cản. Lực cản đệm đườngtuy có liên quan tới sợ biến dạng uốn của tà vẹt ghi 
86 
song giả thiết lực cản đệm đường là một hằng số, bỏ qua ảnh hưởng của biến dạng uốn, 
kết quả là lực truyền tới ray cơ bản có phần lớn hơn, tức là vừa thiên về an toàn vừa đơn 
giản việc tính toán rất nhiều. 
Bây giờ ta giả thiết lực cản dọc phân bố tuyến tính, lực cản dọc chủ yếu là lực cản 
được truyền từ ray cơ bản thông qua liên kết nối giữ tà vẹt ghi. Sau khi tách nút lần 2, nội 
lực được phân bố lại, sơ đồ nội lực của ray cơ bản a1, a2, và ray dẫn ac như sơ đồ hình 
24b. Sơ đồ phần đường gạch chéo là phân bố nội lực sau khi tách nút lần 2. Qua hình vẽ 
thấy rõ phần diện tích lực nhiệt độ ray dẫn giảm đi được chuyển sang ray cơ bản. Trong 
trường hợp này lượng chuyển vị  của đầu a ray dẫn hoặc là của phần chân ray nhọn 
bằng diện tích Bảng đồ lực nhiệt độ chia cho EF tức là: 
7
0,5 512000 2000 0,31
2,1 10 77, 45
    cm 
Cũng có thể nói biên độ biến đổi chuyển vị tương đối giữa phần chân ray nhọn và 
ray cơ bản trong một năm có thể đạt tới 0.7cm. Điều đó có thể nói bu lông liên kết phần 
chân ghi là có thể chịu được. Nhưng việc tính toán này là điều kiện và ray dẫn phải hoàn 
toàn khoá chặt. Để đảm bảo an toàn cần phải gia cường liên kết phần chân ray nhọn để có 
thể chịu được lực cắt 100KN, nhờ đó giảm bớt lực chuyển vị  của chân ray nhọn tức là: 
7
0,5 (512000 100000) 2000 0, 25
2,1 10 77, 45
     cm 
Hình 3.10 - Bảng đồ phân bố nội lực 
b
99
8
6
40
2
58
6
62
6 p 0
b c
p 0
a
10
24
3
51
2
51
2
55
2 p 0
a c