[Funland] Tổng hợp thông tin về Đường sắt cao tốc Bắc Nam 1

[X_axe]

Cụ cần hình dung một cách trực quan thế này. Khi khổ ray, bán kính đường cong (R) và siêu cao có một giá trị xác định nào đó thì nó sẽ chỉ có một vận tốc duy nhất để tàu đạt cân bằng. Giả sử khổ ray cố định là 1,435 m, siêu cao cố định là 16 cm thì khi đó R càng cao thì tốc độ cân bằng càng lớn, và ngược lại khi R càng nhỏ thì tốc độ cân bằng càng nhỏ.
Tốc độ cân bằng này phải không quá nhỏ vì nếu nó quá nhỏ thì không thể chạy tàu với vận tốc lớn được, do siêu cao thiếu thực tế khi đó vượt quá giới hạn trên của siêu cao thiếu cho phép và tàu với vận tốc lớn rất có thể bay ra khỏi đường cong ra phía ngoài của đoạn cong đó, giống như khi ta vắt quần áo bằng cách quay tròn nó, quay càng nhanh thì nước càng bắn ra mạnh.
Tương tự, tốc độ cân bằng này phải không quá lớn vì nếu nó quá lớn thì không thể chạy tàu với vận tốc nhỏ được, do siêu cao thừa thực tế khi đó vượt quá giới hạn trên của siêu cao thừa cho phép và tàu với vận tốc nhỏ rất có thể bay ra khỏi đường cong để đổ vào phía trong của đoạn cong đó, giống như diễn viên xiếc đi xe đạp với vận tốc không đủ lớn thì không thể lộn ngược trong vòng tròn biểu diễn dựng thẳng đứng mà sẽ rơi xuống đất do lực li tâm không đủ lớn để giữ cho xe của anh ta bám vào vòng tròn.
Nếu tàu 1 = 40 km/h, tàu 2 = 250 km/h thì bài toán không có lời giải, bởi:
a) Tàu 1 chỉ chạy an toàn trong đường cong có R từ 305 m (V cân bằng = 66 km/h) trở xuống với siêu cao thừa ~10 cm, trong khi đó ở R này thì tàu 250 km/h có siêu cao thiếu tới 105,95cm >> siêu cao thiếu tối đa 16 cm và muốn chạy nó an toàn thì vận tốc phải giảm xuống chỉ còn ~95 km/h.
b) Tàu 2 chỉ chạy an toàn trong đường cong có R từ 2.150 m (V cân bằng = 175 km/h) trở lên với siêu cao thiếu ~16 cm, trong khi đó ở R này thì tàu 40 km/h có siêu cao thừa tới 15,2 cm > siêu cao thừa tối đa 10 cm đối với hàng nặng và muốn chạy nó an toàn thì vận tốc phải tăng lên tới ~107 km/h.
Tóm lại, mức chênh lệch về tốc độ giữa hai tàu là có giới hạn, chứ không phải thích tăng hay giảm thế nào cũng được.

Hình như cụ lấy trường hợp cực đoan trọng tâm rơi ra ngoài 2 bánh xe với ví dụ diễn viên xiếc. Nếu trọng tâm tàu vẫn rơi vào giữa 2 bánh xe thì làm sao lật được? mà cái này là chắc chắn, dù thiết kế tốc độ nào, bán kính, siêu cao nào vẫn phải tính đến trường hợp tàu dừng ở đúng vị trí đường cong bán kính nhỏ - siêu cao lớn. V=0 vẫn Ok.

Ở vị trí bán kính cong nhỏ - siêu cao lớn (mặt phẳng ray nghiêng nhiều - để có thể chạy tàu khách tốc độ cao không bị lực ly tâm văng ra) thì nếu tàu quân sự chạy chậm quá, tải trọng lớn thì lệch tải giữa ray trong ray ngoài lớn, vượt quá tải trọng cho phép, biến dạng đệm, mòn ray không đều (do lực bên ray thấp cao hơn, lực cao hơn ---> ma sát lớn hơn, ma sát lớn hơn ---> ăn mòn lớn hơn) tăng chi phí bảo trì.

Có thể vì lý do đó mà phải tăng sức chịu tải trọng trục của đường lên 22.5 để tăng giới hạn khoảng cách tốc độ (thông thường) tàu khách - tàu quân sự, giảm chi phí bảo trì dài hạn do lệch tốc độ?

Mà em thử brainstorm thêm ví dụ chế riêng tàu quân sự đầu kéo (không phải tàu EMU) hạ trọng tâm xuống thì có Ok không, bớt hại đường không?

Ghi chú: Tàu khách/hàng nhẹ tần suất lớn hơn nhiều tàu quân sự, nên thiết kế ưu tiên tàu khách / hàng nhẹ là chuẩn cơm mẹ nấu. Em tư duy hoàn toàn theo vật lý phổ thông, nếu sai các cụ cứ ném đá thoải mái cho em khôn ra

 

[namphong12]

Bánh tàu hình côn (nón cụt), với độ côn (conicity) khoảng 1/40 tới 1/16, chủ yếu chế tạo với độ côn 1/20. Điều này là do khi tàu chạy trên đoạn đường vòng thì bánh xe ở ray lưng phải di chuyển quãng đường lớn hơn so với bánh xe ở ray bụng, trong khi vận tốc góc của 2 bánh này là không thay đổi, để duy trì sự đồng bộ của chuyển động. Cùng một vận tốc góc thì bán kính lớn hơn sẽ có quãng đường di chuyển lớn hơn. Vì thế, khi tàu hơi nghiêng một chút về phía tâm đường vòng sẽ làm bánh xe phía ray bụng di chuyển ngang ra phía ngoài của nó, nơi có bán kính nhỏ hơn một chút, còn bánh xe phía ray lưng sẽ di chuyển ngang vào phía trong của nó, nơi có bán kính lớn hơn một chút. Như thế giữ cho hai bánh di chuyển đồng bộ với nhau. Để hạn chế việc di chuyển quá mức thì mé trong hai bánh xe này là mặt bích/vành bánh xe (flange) có đường kính lớn hơn sẽ hãm bớt sự di chuyển ngang này lại một khi một trong hai mặt bích chạm vào thành bên của đầu thanh ray.

Vì tàu không có vi sai. Nên sử dụng bánh hình côn giúp thay đổi quãng đường di chuyển của 2 bánh xe trên cùng 1 trục khi vào cua

 

[X_axe]

Vì tàu không có vi sai. Nên sử dụng bánh hình côn giúp thay đổi quãng đường di chuyển của 2 bánh xe trên cùng 1 trục khi vào cua

Hình côn + mặt bích để vi sai nhưng không chuyển ngang quá mức cho phép. Cái này em học lóm từ cụ giaconngu + tư duy theo lối vật lý phổ thông

 

[X_axe]

Lại nói về trọng tâm. Quay lại vấn đề tại sao bánh xe tàu cao tốc nhỏ? em nghĩ là để hạ trọng tâm tàu chứ không phải giảm ma sát. Vấn đề ma sát cụ giaconngu lý giải rồi.

Còn vấn đề trọng tâm, các cụ thấy siêu xe, xe đua luôn có trọng tâm thấp ngôn ngữ nôm na là "bám đường"

 

[X_axe]

Em đọc loáng thoáng hình như có loại tàu còn có thể thay đổi lệch trục giữa phần trên của toa và phần dưới (bogie). Như thế sẽ có thể điều chỉnh trọng tâm theo phương ngang, cân bằng tải 2 ray tốt hơn?

Cái này làm đề tài nghiên cứu chế tạo tàu quân sự 100% nội địa hoá được đó

 

[4banhxequay]

đường cong tk cho 350 thì phải lớn, chạy chậm thì càng an toàn chứ cụ

Cụ biết siêu cao chứ

 

[rachfan]

Hình như cụ lấy trường hợp cực đoan trọng tâm rơi ra ngoài 2 bánh xe với ví dụ diễn viên xiếc. Nếu trọng tâm tàu vẫn rơi vào giữa 2 bánh xe thì làm sao lật được? mà cái này là chắc chắn, dù thiết kế tốc độ nào, bán kính, siêu cao nào vẫn phải tính đến trường hợp tàu dừng ở đúng vị trí đường cong bán kính nhỏ - siêu cao lớn. V=0 vẫn Ok.

Ở vị trí bán kính cong nhỏ - siêu cao lớn (mặt phẳng ray nghiêng nhiều - để có thể chạy tàu khách tốc độ cao không bị lực ly tâm văng ra) thì nếu tàu quân sự chạy chậm quá, tải trọng lớn thì lệch tải giữa ray trong ray ngoài lớn, vượt quá tải trọng cho phép, biến dạng đệm, mòn ray không đều (do lực bên ray thấp cao hơn, lực cao hơn ---> ma sát lớn hơn, ma sát lớn hơn ---> ăn mòn lớn hơn) tăng chi phí bảo trì.

Có thể vì lý do đó mà phải tăng sức chịu tải trọng trục của đường lên 22.5 để tăng giới hạn khoảng cách tốc độ (thông thường) tàu khách - tàu quân sự, giảm chi phí bảo trì dài hạn do lệch tốc độ?

Mà em thử brainstorm thêm ví dụ chế riêng tàu quân sự đầu kéo (không phải tàu EMU) hạ trọng tâm xuống thì có Ok không, bớt hại đường không?

Ghi chú: Tàu khách/hàng nhẹ tần suất lớn hơn nhiều tàu quân sự, nên thiết kế ưu tiên tàu khách / hàng nhẹ là chuẩn cơm mẹ nấu. Em tư duy hoàn toàn theo vật lý phổ thông, nếu sai các cụ cứ ném đá thoải mái cho em khôn ra

Có 1 sự thật hiển nhiên là thế giới chưa nước nào làm đường 350km/h kiêm chở hàng nặng, ta định làm thứ cả thế giới chưa làm được?

 

[X_axe]

Có 1 sự thật hiển nhiên là thế giới chưa nước nào làm đường 350km/h kiêm chở hàng nặng, ta định làm thứ cả thế giới chưa làm được?

Em nghĩ nếu phương án 1-2 thì đã chọn 2 riêng khách 350km/h rồi. Nhưng có thể do yêu cầu riêng nên phải tăng lên 22.5

Cái đó không có nghĩa là chạy hàng nặng thường xuyên. Mà tần suất rất thấp. Về mặt kỹ thuật là khả thi, chỉ là tốn thêm tiền thôi.

 

[X_axe]

Cụ rachfan tại sao các nước không kết hợp 350km/ và tải trọng 22.5? Em nghĩ không phải họ không làm được vì với họ làm thế là thừa, do họ có cả nhiều hệ thống, 350km/h, 250km/h, 160km/h nên không làm kết hợp mà thừa - tốn.

Ta thì khác, nước dài hẹp không có nhiều hành lang, chưa có đs khổ tiêu chuẩn nên buộc phải kết hợp 350+22.5

 

[Gato2009]

Chỉ có lực hấp dẫn mới hướng tâm thôi cụ ạ.

Lực hấp dẫn hướng tâm? Lực hấp dẫn của trái đất thì tạo ra trọng/khối lượng của vật chất, còn ở đây thì lực hấp dẫn nào để tạo ra lực hướng tâm?

 

[X_axe]

Lực hấp dẫn hướng tâm? Lực hấp dẫn của trái đất thì tạo ra trọng/khối lượng của vật chất, còn ở đây thì lực hấp dẫn nào để tạo ra lực hướng tâm?

Cụ quên bài toán tách vector lực phổ thông rồi

 

[namphong12]

Em đọc loáng thoáng hình như có loại tàu còn có thể thay đổi lệch trục giữa phần trên của toa và phần dưới (bogie). Như thế sẽ có thể điều chỉnh trọng tâm theo phương ngang, cân bằng tải 2 ray tốt hơn?

Cái này làm đề tài nghiên cứu chế tạo tàu quân sự 100% nội địa hoá được đó

Dùng treo khí nén để thay đổi độ cao

 

[namphong12]

Lực hấp dẫn hướng tâm? Lực hấp dẫn của trái đất thì tạo ra trọng/khối lượng của vật chất, còn ở đây thì lực hấp dẫn nào để tạo ra lực hướng tâm?

Cụ chả hiểu gì. 1 vật chuyển động quay nó tạo ra lực ly tâm. Hướng ra ngoài. Chứ làm gì có lực hướng tâm.
Lực có phương hướng tâm chỉ có lực hấp dẫn thôi.

 

[newmanhn]

Nhưng họ lại muốn tốc độ thiết kế là 350km/h. Vậy bán kính cong tối thiểu phải 3750m mới đảm bảo.

Và nghiên cứu tiền khả thi của BộGTVT chọn bán kính cong nhỏ nhất là 6000m.

Với bán kính này mà Bộ GTVT chọn, thì tàu hàng nặng phải chạy với vận tốc 180km/h trở lên mới không lật. Điều này là hoang tưởng.

Tàu hàng nặng thường chạy khá chậm. Đến cả Mỹ với tải trọng trục lên đến 35 tấn cũng chỉ cho tàu chạy tối đa 80km/h nếu đang chở nặng. Tàu hàng nặng (3000 tấn, chở phân bón) trên đường tàu Côn Minh - Viêng Chăn có tốc độ trung bình chỉ 35km/h.

Rõ ràng có thể thấy rằng cái tải trọng trục 22.5 tấn chỉ để lấp liếm cho qua khi bị yêu cầu phải đảm bảo lưỡng dụng ANQP khi cần thiết.

View attachment 8766094

Cụ nói ngược rồi.
Người ta muốn làm đường càng thẳng càng tốt, bán kính cong càng lớn càng chạy được nhanh.

 

[Tuongtien1977]

Cụ biết siêu cao chứ

https://scholar.dlu.edu.vn/thuvienso/bitstream/DLU123456789/217233/1/CVb12S42018050.pdf

 

[Hieumos]

Nhưng họ lại muốn tốc độ thiết kế là 350km/h. Vậy bán kính cong tối thiểu phải 3750m mới đảm bảo.

Và nghiên cứu tiền khả thi của BộGTVT chọn bán kính cong nhỏ nhất là 6000m.

Với bán kính này mà Bộ GTVT chọn, thì tàu hàng nặng phải chạy với vận tốc 180km/h trở lên mới không lật. Điều này là hoang tưởng.

Tàu hàng nặng thường chạy khá chậm. Đến cả Mỹ với tải trọng trục lên đến 35 tấn cũng chỉ cho tàu chạy tối đa 80km/h nếu đang chở nặng. Tàu hàng nặng (3000 tấn, chở phân bón) trên đường tàu Côn Minh - Viêng Chăn có tốc độ trung bình chỉ 35km/h.

Rõ ràng có thể thấy rằng cái tải trọng trục 22.5 tấn chỉ để lấp liếm cho qua khi bị yêu cầu phải đảm bảo lưỡng dụng ANQP khi cần thiết.

View attachment 8766094

Trong hội thảo khoa học VUSTA, các nhà khoa học đã trình bày kết quả kiểm toán cho phương án tàu khách 350km/h chạy chung tàu hàng 160km/h.

Muốn đảm bảo an toàn thì bán kính cong phải từ 12.000m trở lên, trong khi đáng lý ra chỉ cần 6.000m. Việc này tốn thêm kha khá tiền hạ tầng.

Em dần dần hiểu tại sao bác TTg lại cứ phải chỉ đạo "thẳng nhất có thể" rồi đó các cụ.

 

[qddt]

Cụ nói ngược rồi.
Người ta muốn làm đường càng thẳng càng tốt, bán kính cong càng lớn càng chạy được nhanh.

Thì đọc lại các bài bên trên của cụ giaconngu đi. Khoa học kỹ thuật ko sống bằng tưởng đâu. Lúc đầu e cũng tưởng như cụ nhưng đặt bút tự tính (theo công thức) thì mới thấy có vấn đề.

 

[Tuongtien1977]

mời các cụ chưa biết thì tìm hiểu kiến thức để thảo luận

https://scholar.dlu.edu.vn/thuvienso/bitstream/DLU123456789/217233/1/CVb12S42018050.pdf

 

[X_axe]

Trong hội thảo khoa học VUSTA, các nhà khoa học đã trình bày kết quả kiểm toán cho phương án tàu khách 350km/h chạy chung tàu hàng 160km/h.

Muốn đảm bảo an toàn thì bán kính cong phải từ 12.000m trở lên, trong khi đáng lý ra chỉ cần 6.000m. Việc này tốn thêm kha khá tiền hạ tầng.

Em dần dần hiểu tại sao bác TTg lại cứ phải chỉ đạo "thẳng nhất có thể" rồi đó các cụ.

View attachment 8766216
View attachment 8766208

Cụ nào rành tiêu chuẩn giải thích thêm cơ chế lật, trật ray khi nhiều siêu cao thừa với tàu hàng thì cảm ơn? Có phải do lực ngang flange đè lên ray?

Đoạn nào quá khó vuốt thẳng bán kính chỉ được 6000 thì nên giảm tốc tàu khách. Còn thiết kế thông thường nên càng thẳng càng tốt bán kính không nên dưới 11000

 

[duylinh_th05]

Cụ nào rành tiêu chuẩn giải thích thêm cơ chế lật khi nhiều siêu cao thừa với tàu hàng thì cảm ơn? Có phải do lực ngang flange đè lên ray?

Đoạn nào quá khó vuốt thẳng bán kính chỉ được 6000 thì nên giảm tốc tàu khách. Còn thiết kế thông thường nên càng thẳng càng tốt bán kính không nên dưới 11000

theo e đọc hiểu mấy còm của các cụ ở trên thì e nghĩ đại loại thế này. Ko biết có đúng ko!
- Để tàu có thể đạt dc tốc độ 350km, khi đi vào các đường cong thì ray bên ngoài sẽ phải cao hơn ray bên trong 1 độ cao nhất định. Giống như tay đua xe moto GP ấy, phải nghiêng người vào bên trong thì mới chạy dc.
- Vậy thì với cái độ chênh lệch đường ray đó thì khi tàu hàng chạy thì với tốc độ thấp thì do lệch độ cao hai đường ray thì nó sẽ làm tàu bị nghiêng và lật. Muốn ko bị lật thì phải chạy nhanh hơn. Nhưng mà trên TG chưa có nước nào làm tàu chở hàng siêu nặng mà chạy tốc độ cao (trên 160km) cả, toàn túc tắc 35-80km/h.
Giải pháp để kết hợp là bây giờ phải làm sự giảm chênh lệch của đường ray đó bằng cách làm tuyến đường phải thẳng nhất có thể. Đường càng thẳng thì tàu khi chạy tốc đó cao ko cần "nghiêng nhiều". Mà làm đường càng thẳng thì càng tốn tiền.