Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13937-2:2024 Hệ thống đường ray không đá ba lát - Phần 2

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13937-2:2024

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG ĐƯỜNG RAY KHÔNG ĐÁ BA LÁT - PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG, CÁC HỆ THỐNG CON VÀ CÁC THÀNH PHẦN

Railway Applications - Ballastless Track Systems - Part 2: System Design, Subsystems and Components

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Kí hiệu và từ viết tắt

4.1 Kí hiệu

4.2 Từ viết tắt

5 Quy định chung

5.1 Hệ thống đường ray không đá ba lát, các hệ thống con và các thành phần

5.2 Cấu hình các hệ thống con

5.2.1 Hệ thống đường ray không đá ba lát với ray được đỡ liên tục và ray đặt chìm

5.2.2 Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục

6. Thiết kế hệ thống

6.1 Thiết lập các tiêu chí hệ thống

6.2 Kế hoạch đảm bảo hệ thống

6.3 Tích hợp hệ thống

6.4 Độ cứng đường ray theo phương đứng

6.5 Độ ổn định đường ray

6.6 Phân bố tải trọng và truyền tải trọng bởi các hệ thống con và các thành phần

6.6.1 Nguyên lý

6 6.2 Các bước tính toán

6.6.3 Xác định các lực (tải trọng tại vị trí đặt ray) giữa phụ kiện liên kết của các hệ thống con và kết cấu đỡ (cấu kiện đúc sẵn hoặc lớp mặt đường)

6.6.4 Tải trọng của cấu kiện đúc sẵn và phân bố tải trọng

6.6.5 Thiết kế lớp mặt đường

6.7 Tải trọng của kết cấu dưới

6.8 Đoạn chuyển tiếp

7 Ray

8 Phụ kiện liên kết ray

8.1 Quy định chung

8.2 Khoảng cách liên kết ray

8.3 Điều chỉnh

9 Cấu kiện đúc sẵn

9.1 Quy định chung

9.2 Xem xét thiết kế chung

9.2.1 Dữ liệu được cung cấp cho thiết kế hệ thống chung

9.2.2 Thiết kế cấu kiện đúc sẵn riêng lẻ

9.3 Quá trình sản xuất

9.3.1 Yêu cầu chung

9.3.2 Bảo dưỡng

9.3.3 Hoàn thiện bề mặt

9.3.4 Đánh dấu

9.4 Kiểm soát chất lượng

9.4.1 Quy định chung

9.4.2 Kiểm soát chất lượng trong quá trình thử nghiệm phê duyệt thiết kế

9.4.3 Kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất

9.5 Tà vẹt, tấm đỡ và khối đỡ bê tông

9.6 Tấm và tấm dạng khung đúc sẵn

9.6.1 Phân loại

9.6.2 Thiết kế

9.6.3 Vật liệu

9.6.4 Dung sai hình học

9.6.5 Lưu trữ, xử lý, vận chuyển, và lắp đặt tại hiện trường

9.7 Lớp lắp đầy

10 Lớp mặt đường (kết cấu phân lớp)

10.1 Quy định chung

10.2 Lớp mặt đường bê tông

10.2.1 Áp dụng

10.2.2 Vật liệu

10.2.3 Yêu cầu chức năng

10.3 Lớp mặt đường nhựa

10.3.1 Áp dụng

10.3.2 Thiết kế

10.3.3 Yêu cầu hình học

10.3.4 Vật liệu nhựa đường và thiết kế hỗn hợp

10.3.5 Vật liệu cho lớp mặt

10.3.6 Yêu cầu đối với các lớp

10.4 Lớp móng vật liệu rời, móng gia cố vô cơ và móng gia cố nhựa đường

10.4.1 Ứng dụng

10.4.2 Lớp móng gia cố vô cơ

10.4.3 Lớp móng gia cố xi măng

10.4.4 Lớp móng bê tông

10.4.5 Lớp móng nhựa đường

10.4.6 Lớp móng vật liệu rời

11 Lớp trung gian

11.1 Chức năng của lớp trung gian

11.2 Ảnh hưởng của các lớp trung gian đến hệ thống đường ray không đá ba lát

Phụ lục A

(Tham khảo)

Tải trọng phương tiện thẳng đứng

A.1 Phân bố tải trọng phương tiện đường sắt theo phương thẳng đứng và tính tải trọng tại vị trí đặt ray

A.1.1 Quy định chung

A.1.2 Tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) (N)

A.1.3 Tải trọng tại vị trí đặt ray (P_j) (N) do tải trọng bánh xe (Q_i) (N)

A.2 Mô men uốn ray và ứng suất uốn tại đế ray

A.2.1 Mô men uốn ray (M₀) (N.mm)

A. 2.2 Ứng suất uốn tại đế ray (σ₀) (N/mm²)

Phụ lục B

(Tham khảo)

Tính toán thiết kế chiều dày cho tấm, lớp mặt đường, tấm dạng khung, dầm

B.1 Quy định chung

B.1.1 Giới thiệu

B.1.2 Chiều dày có hiệu của lớp mặt đường (h₁) (mm)

B.1.3 Mô đun nền (k) (N/mm³)

B.1.4 Khả năng chịu lực của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường được đỡ bởi lớp móng vật liệu xi măng hoặc nhựa đường

B.1.5 Tấm trên nền Winkler (phương pháp Westergaard): mô men uốn dọc và ngang cũng như ứng suất kéo tác động bởi tải trọng tại vị trí đặt ray

B.1.6 Dầm trên nền Winkler (phương pháp Zimmermann): mô men uốn dọc và ứng suất kéo do tải trọng tại vị trí đặt ray

B.1.7 Ứng suất kéo uốn dọc tới hạn

B.1.8 Ứng suất kéo uốn ngang tới hạn

B.2 Ứng suất trong tấm/ lớp mặt đường bê tông do tác động nhiệt

B.2.1 Quy định chung

B.2.2 Ứng suất không đổi (σ_c) do biến đổi nhiệt độ (ΔT) tác dụng lên tấm hoặc lớp mặt đường bê tông

B.2.3 Ứng suất tuyến tính (σ_w) do biến đổi nhiệt độ (Δt) tác dụng lên tấm hoặc lớp mặt đường bê tông

B.3 Xác định ứng suất uốn mỏi tối đa cho phép do tải trọng phương tiện đường sắt (σ_Q)

B.3.1 Ứng suất kéo uốn tối đa cho phép trong mùa đông (ứng suất dọc)

B.3.2 Ứng suất kéo uốn tối đa cho phép trong mùa hè (ứng suất dọc và ngang)

Phụ lục C

(Tham khảo)

Tải trọng thẳng đứng

Phụ lục D

(Tham khảo)

Ví dụ tính toán

D.1 Ví dụ thứ nhất (biến thể II: nhiều lớp không dính bám) và ví dụ thứ hai (biến thể III: lớp dính bám)

D.2 Phân bố tải trọng phương tiện đường sắt thẳng đứng và tính toán tài trọng tại vị trí đặt ray

D.2.1 Tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) (N)

D.2.2 Tải trọng tại vị trí đặt ray (P_j) (N) do tải trọng bánh xe (Q_i) (N)

D.2.3 Mô men uốn ray và ứng suất uốn tại đế ray

D.3 Ví dụ thứ nhất (biến thể II: nhiều lớp không dính bám)

D.3.1 Quy định chung

D.3.2 Mô men uốn do tải trọng tại vị trí đặt ray

D.3.3 Ứng suất do tác động nhiệt

D.3.4 Xác định ứng suất uốn mỏi tối đa cho phép do tải trọng phương tiện(σ_Q)

D.4 Ví dụ thứ hai (biến thể III: nhiều lớp dính bám)

D.4.1 Quy định chung

D.4.2 Mô men uốn do tải trọng tại vị trí đặt ray

D.4.3 Ứng suất do tác động nhiệt

D.4.4 Xác định ứng suất uốn mỏi tối đa cho phép do tải trọng phương tiện(σ_Q)

Phụ lục E

(Tham khảo)

Kiểm soát chất lượng - Thử nghiệm thường xuyên và tần suất thử nghiệm

E.1 Quy định chung

E.2 Dữ liệu tấm được kiểm tra

E.3 Ví dụ về tần suất thử nghiệm

Phụ lục F

(Tham khảo)

Vi dụ tính toán thiết kế hệ thống đường ray không đá ba lát và phân tích dựa trên công cụ giải tích

Phụ lục G

(Tham khảo)

Ví dụ các thiết kế hệ thống đường ray không đá ba lát

G.1 Quy định chung

G.2 Hệ thống đường ray không đá ba lát với ray được đỡ liên tục và ray đặt chìm

G.2 Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục

G.2.1 Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được đỡ bởi lớp mặt đường

G.2.2 Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn, độc lập với lớp lấp đầy bê tông xung quanh hoặc lớp mặt đường

G.2.3 Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được tích hợp liền khối trong lớp mặt đường

G.2.4 Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên lớp mặt đường bê tông

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 13937-2:2024 được xây dựng trên cơ sở tham khảo BS EN 16432-2:2017.

TCVN 13937-2:2024 do Viện Khoa học và Công nghệ GTVT biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 13937:2024 Ứng dụng đường sắt - Hệ thống đường ray không đá ba lát, gồm ba phần:

- Phần 1: Yêu cầu chung

- Phần 2: Thiết kế hệ thống, các hệ thống con và các thành phần

- Phần 3: Nghiệm thu

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG ĐƯỜNG RAY KHÔNG ĐÁ BA LÁT - PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG, CÁC HỆ THỐNG CON VÀ CÁC THÀNH PHẦN

Railway Applications - Ballastless Track Systems - Part 2: System Design, Subsystems and Components

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định việc thiết kế hệ thống và hệ thống con, và cấu hình thành phần đối với hệ thống đường ray không đá ba lát.

Các yêu cầu về thiết kế hệ thống và hệ thống con được quy định từ các yêu cầu chung của TCVN 13937-1:2024.

Khi áp dụng, các yêu cầu của hệ thống con hoặc thành phần hiện có từ các tiêu chuẩn khác sẽ được tham chiếu.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố, áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố, áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 1651:2018 (các phần), Thép cốt bê tông

TCVN 2682:2020, Xi măng poóc lăng - Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 6260:2020, Xi măng poóc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 13566-1:2022, Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Tà vẹt và tấm đỡ bê tông - Phần 1: Yêu cầu chung

TCVN 13566-2:2022, Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Tà vẹt và tấm đỡ bê tông - Phần 2: Tà vẹt bê tông dự ứng lực một khối

TCVN 13566-3:2022, Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Tà vẹt và tấm đỡ bê tông - Phần 3: Tà vẹt bê tông cốt thép hai khối

TCVN 13566-4:2022, Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Tà vẹt và tấm đỡ bê tông - Phần 4: Tấm đỡ bê tông dự ứng lực cho ghi và giao cắt

TCVN 13566-5:2022, Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Tà vẹt và tấm đỡ bê tông - Phần 5: Các cấu kiện đặc biệt

TCVN 13566-6:2022, Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Tà vẹt và tấm đỡ bê tông - Phần 6: Thiết kế

TCVN 13937-1:2024, Ứng dụng đường sắt - Hệ thống đường ray không đá ba lát - Phần 1: Yêu cầu chung

prEN 197-1:2014, Cement - Part 1: Composition, specifications and conformity criteria for common cements (Xi măng - Phần 1: Thành phần, thông số kỹ thuật và các tiêu chí phù hợp cho xi măng thông thường)

EN 206:2013+A1:2016, Concrete - Specification, performance, production and conformity (Bê tông - Thông số kỹ thuật, tính năng, sản xuất và sự phù hợp)

EN 1097-6:2013, Test for mechanical and physical properties of aggregates (Thử nghiệm tính chất cơ lý của cốt liệu)

EN 1992 (series), Eurocode 2

EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2 : Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for building (Eurocode 2: Thiết kế kết cấu bê tông - Phần 1-1: Quy tắc chung và quy tắc xây dựng)

EN 1992-2:2005, Eurocode 2 : Design of concrete structures - Concrete bridges - Design and detailing rules (Eurocode 2: Thiết kế kết cấu bê tông - cầu bê tông - Thiết kế và quy tắc chi tiết)

prEN 13043:2015, Aggregates for bituminous mixtures and surface treatments for road, airfields and trafficked areas (Cốt liệu cho hỗn hợp nhựa đường và xử lý bề mặt cho đường ô tô, sân bay và khu vực thương mại)

EN 13108-1:2016, Bituminous mixtures - Material specifications - Part 1: Asphalt concrete (Hỗn hợp nhựa đường - Thông số kỹ thuật của vật liệu - Phần 1: Bê tông nhựa)

EN 13108-5:2016, Bituminous mixtures - Material specifications - Part 5: Stone Mastic Asphalt (Hỗn hợp nhựa đường - Thông số kỹ thuật của vật liệu - Phần 5: Ma tít nhựa đá dăm)

EN 13242:2002+A1:2007, Aggregates for unbound and hydraulically bound material for use in civil engineering work and road construction (Cốt liệu cho vật liệu rời và vật liệu gia cố vô cơ để sử dụng trong công trình xây dựng dân dụng và xây dựng đường bộ)

EN 13286-47:2012, Unbound and hydraulically bound mixtures - Part 47: Test method for the determination of California bearing ratio, immediate bearing Index and linear swelling (Hỗn hợp vật liệu rời và vật liệu gia cố vô cơ - Phần 47: Phương pháp thử nghiệm để xác định chỉ số sức chịu tải CBR, chỉ số sức chịu tải tức thời và độ trương nở tuyến tính)

EN 13481 (all parts), Railway applications - Track - Performance requirements for fastening systems (ứng dụng đường sắt - Đường ray - Yêu cầu tính năng đối với phụ kiện liên kết)

EN 13674-1.2011+A1:2017, Railway applications - Track - RaiI - Part 1: Vignole railway rails 46 kg/m and above (Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Ray - Phần 1: Ray vignole đường sắt từ 46 kg/m trở lên)

EN 13674-2:2006+A1:2010, Railway applications - Track - Rail - Part 2: Switch and crossing rails used in conjunction with Vignole railway rails 46 kg/m and above (ứng dụng đường sắt - Đường ray - Ray - Phần 2: Ray ghi sử dụng cùng với ray vignole đường sắt từ 46 kg/m trở lên)

EN 13674-3:2006+A1:2010, Railway applications - Track - Rail - Part 3: Check rail (Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Ray - Phần 3: Ray hộ bánh)

EN 13877-1:2013, Concrete pavements - Part 1: Materials (Mặt đường bê tông - Phần 1: Vật liệu)

EN 13877-2:2013, Concrete pavements - Part 2: Functional requirements for concrete pavements (Mặt đường bê tông - Phần 2: Yêu cầu chức năng đối với mặt đường bê tông)

EN 13877-3:2004, Concrete pavements - Part 3: Specifications for dowels to be used in concrete pavements (Mặt đường bê tông - Phần 3: Thông số kỹ thuật đối với chốt neo sử dụng trong mặt đường bê tông)

EN 14227-1:2013, Hydraulically bound mixtures - Specifications - Part 1: Cement bound granular mixtures (Hỗn hợp gia cố vô cơ - Thông số kỹ thuật - Phần 1: Hỗn hợp vật liệu dạng hạt gia cố xi măng)

ASTM A881/A881M Standard Specification for Steel Wire, Indented, Low-Relaxation for Prestressed Concrete Railroad Ties (Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với sợi thép, khía răng cưa, độ chùng thấp cho tà vẹt bê tông dự ứng lực của đường sắt)

ASTM A416/A416M Standard Specification for Steel Strand, Uncoated Seven-Wire for Prestressed Concrete (Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với cáp bảy sợi không sơn phủ cho bê tông dự ứng lực)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong TCVN 13937-1:2024 và các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1

Lớp lấp đày (filling layer)

Kết cấu liền khối kết nối với các cấu kiện đúc sẵn hoặc các hệ thống con của hệ thống đường ray không đá ba lát và thiết lập sự truyền tải trọng đến lớp mặt đường hoặc bất kỳ kết cấu đỡ nào.

3.2

Thiết kế hệ thống (system design)

Quá trình áp dụng cách tiếp cận có hệ thống để đảm bảo rằng tất cả các cấu kiện được quy định sẽ làm việc cùng nhau để đáp ứng các yêu cầu về tính năng.

CHÚ THÍCH 1: Quá trình này liên quan đến việc xử lý yêu cầu chung đối với hệ thống đường ray không đá ba lát như được xác định trong TCVN 13937-1:2024 và kết hợp chúng thành tập hợp các tình huống để phân tích và giải quyết nhằm cung cấp kích thước cuối cùng và thông số kỹ thuật thỏa mãn yêu cầu.

4  Kí hiệu và từ viết tắt

4.1  Kí hiệu

4.2  Từ viết tắt

Tiêu chuẩn này sử dụng các từ viết tắt sau.

5  Quy định chung

5.1  Hệ thống đường ray không đá ba lát, các hệ thống con và các thành phần

Hệ thống đường ray không đá ba lát có thể bao gồm (nhưng không giới hạn) các hệ thống con và các thành phần sau đây, được thể hiện trong Hình 1.

CHÚ DẪN:

Hình 1 - Hệ thống đường ray không đá ba lát - các hệ thống con và các thành phần

Hình 1 thể hiện cấu trúc của hệ thống đường ray không đá ba lát theo các cao độ của hệ thống con và thành phần.

Trình tự của các hệ thống con theo phương đứng cũng như sự có mặt hoặc không có mặt của các hệ thống con và các thành phần trong đường ray không đá ba lát tùy thuộc vào từng thiết kế.

Các lớp trung gian có thể được sử dụng tại các vị trí phân cách (cao độ) hệ thống con khác nhau.

5.2  Cấu hình các hệ thống con

5.2.1  Hệ thống đường ray không đá ba lát với ray được đỡ liên tục và ray đặt chìm

Ray được chôn trong, được bọc hoặc được phủ bằng vật liệu đàn hồi, nhưng để lộ phần nấm ray.

Lớp bọc hoặc lớp phủ có thể cung cấp mức độ đàn hồi đầu tiên theo thiết kế độ cứng.

Kết cấu đỡ (cấu kiện đúc sẵn hoặc lớp mặt đường) có thể được bố trí rãnh hoặc các thành phần khác được thiết kế để kiểm soát hình học của ray và để chịu tải trọng.

Sơ đồ sau đây minh họa cấu hình hệ thống con, xem ví dụ Hình G.1 trong Phụ lục G.

5.2.2  Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục

5.2.2.1  Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được đỡ bởi lớp mặt đường

Sơ đồ sau đây minh họa cấu hình hệ thống con, xem ví dụ Hình G.2, G.3 trong Phụ lục G.

5.2.2.2  Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn, độc lập với lớp lấp đầy bê tông xung quanh hoặc lớp mặt đường

Sơ đồ sau đây minh họa cấu hình hệ thống con, xem ví dụ Hình G.4 trong Phụ lục G.

5.2.2.3  Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được tích hợp liền khối trong lớp mặt đường

Sơ đồ sau đây minh họa cấu hình hệ thống con, xem ví dụ Hình G.5 trong Phụ lục G.

5.2.2.4  Hệ thống đường ray không đá ba lát với các vị trí đặt ray không liên tục trên lớp mặt đường bê tông

Sơ đồ sau đây minh họa cấu hình hệ thống con, xem ví dụ Hình G.6 trong Phụ lục G.

6. Thiết kế hệ thống

6.1  Thiết lập các tiêu chí hệ thống

Thiết kế hệ thống tổng thể phải đảm bảo rằng hệ thống đường ray không đá ba lát tích hợp một cách an toàn và hiệu quả vào các bộ phận giao diện của hệ thống đường sắt trong suốt tuổi thọ quy định của nó.

Điều này bao gồm các tác động đến và từ các thành phần sau:

- Hệ thống tín hiệu (bao gồm hiệu ứng cảm ứng, nhiễu từ cốt thép, ...);

- Kết cấu đỡ (ví dụ: công trình trên đất, nền móng, hầm, cầu, cầu cạn, ...);

- Hệ thống điện (ví dụ: yêu cầu về dòng điện tản, cáp truy cập, ...);

- Các hệ thống điện khác (ví dụ: viễn thông);

- Nhu cầu vận hành (ví dụ: thoát nước, khả năng bảo trì và khả năng tiếp cận).

Điều này đòi hỏi phải phác thảo thiết kế ban đầu ở mức cao để cho phép hiểu các yêu cầu chung có thể áp dụng, bao gồm:

- Hiểu sự tương tác của hệ thống với (các) kết cấu đỡ bên dưới được trình bày và diễn giải các thông số cần thiết ảnh hưởng đến hệ thống, chẳng hạn như độ lún, độ uốn,

- Xử lý các hoạt tải cần thiết và tải trọng đặc biệt;

- Xử lý các tác động môi trường khác (bao gồm thoát nước, ...);

- Các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến độ bền, chẳng hạn như co ngót, nhiệt độ của nước xâm nhập,...;

- Hiểu các giao diện, chẳng hạn như các giao diện phát sinh khi chuyển tiếp trong và giữa các kết cấu dưới và các thành phần đường ray, chẳng hạn như ghi và giao cắt;

- Các thông số ảnh hưởng đến chất lượng môi trường (ví dụ: sự phát tán rung động);

- Kết hợp với các giả thiết hoặc các chỉ định liên quan đến:

○ Phương pháp thi công;

○ Độ ổn định đường ray theo phương đứng, ngang và dọc, có tính đến các hiệu ứng động;

○ Ray và các thành phần để cố định ray.

6.2  Kế hoạch đảm bảo hệ thống

Kế hoạch đảm bảo hệ thống đặt ra cách hệ thống sẽ chứng minh nó tuân thủ các yêu cầu về tính năng và xác định các tiêu chí nghiệm thu để xác minh tính năng.

Kế hoạch đảm bảo hệ thống cần được phát triển và xem xét trong suốt quá trình thiết kế.

Tiêu chí nghiệm thu phải được xác định trên cơ sở rủi ro và có thể bao gồm các phương pháp thử nghiệm vật lý và/ hoặc mô phỏng.

6.3  Tích hợp hệ thống

Tích hợp hệ thống đảm bảo rằng khả năng tương thích giữa các hệ thống con của đường ray và các giao diện bên ngoài được xem xét một cách phù hợp.

Điều này phải bao gồm việc xem xét các dạng hư hỏng/ xuống cấp của hệ thống đường ray không đá ba lát, các hệ thống con và các thành phần.

Sau đó, quá trình thiết kế chi tiết phải được cấu trúc để đảm bảo tất cả các thành phần (ví dụ: các lớp,...) được tính toán, và xử lý các tương tác, các tải trọng bên trong và ảnh hưởng của phân bố tải trong.

Có thể sử dụng các phương pháp khác nhau để đảm bảo tất cả các khía cạnh đều được xem xét, bao gồm:

- Quản lý rủi ro;

- FMEA;

- RAMS;

- Phân tích trạng thái giới hạn.

6.4  Độ cứng đường ray theo phương đứng

Tiêu chuẩn này không quy định giá trị độ cứng đường ray.

Độ cứng đường ray chỉ là một thông số đầu vào cho các tính toán.

Các con số đưa ra trong Phụ lục D chỉ nhằm mục đích minh họa cho phương pháp tính toán. Chúng không được xem là các giá trị khuyến nghị.

Giá trị yêu cầu của hệ thống đường ray không đá ba lát phải được quy định có tính đến ứng suất kéo uốn cho phép ở đế ray và các điều kiện vận hành đề xuất.

Độ cứng đường ray là kết quả của sự kết hợp độ cứng của các thành phần khác nhau.

Các kết hợp khác nhau có thể tạo ra cùng một kết quả chung.

Sự thay đổi về độ cứng của đường ray phải được áp dụng dần dần dọc theo chiều dài đoạn chuyển tiếp được xác định trước.

6.5  Độ ổn định đường ray

Độ ổn định đường ray theo phương ngang phải được chứng minh theo TCVN 13937-1:2024, bằng cách:

- Các thành phần cố định được đưa vào vị trí tiếp xúc (giao diện) giữa các hệ thống con và các thành phần được thiết kế để chịu các lực theo phương ngang;

- Việc áp dụng sức kháng ngang và dọc giữa cấu kiện đúc sẵn và kết cấu dưới, xem Bảng 1, phải tạo ra chuyển vị ngang không quá 2 mm.

Bảng 1 - Ví dụ về sức kháng ngang và dọc tối thiểu phụ thuộc vào biên độ nhiệt độ ray do bức xạ mặt trời (không bao gồm các ảnh hưởng khác, ví dụ do bộ hãm bằng dòng điện xoáy)

6.6  Phân bố tải trọng và truyền tải trọng bởi các hệ thống con và các thành phần

6.6.1  Nguyên lý

Ray được lắp đặt trên cấu kiện đúc sẵn hoặc lớp mặt đường phải được xem là dầm đặt trên nền đỡ đàn hồi liên tục hoặc không liên tục, chịu tải trọng theo TCVN 13937-1:2024.

Mô men quán tính của tiết diện ray, khoảng cách của các gối đỡ cũng như độ đàn hồi của toàn bộ cụm lắp đặt trên gối đỡ ray, có ảnh hưởng đến sự phân bố theo phương dọc của tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang tác dụng lên ray.

Kết cấu đỡ ray, được tạo thành từ các cấu kiện đúc sẵn và/ hoặc lớp mặt đường (một lớp/ nhiều lớp) phải được thiết kế để phân phối tải trọng bằng cách uốn (dầm và tấm dạng khung chủ yếu theo hướng dọc; tấm theo hướng dọc và ngang) vào kết cấu dưới.

Ứng xử uốn phải là đàn hồi có hoặc không có biến dạng dẻo giới hạn tùy theo các đặc điểm thiết kế riêng (ví dụ: lớp nhựa đường được sử dụng như lớp trung gian hoặc lớp tạo phẳng trên nền đường hầm).

Phải thực hiện thiết kế dựa trên các hệ thống con và/ hoặc các thành phần đã chọn và sử dụng các đặc tính vật liệu tương ứng có liên quan (ví dụ cường độ chịu mỏi, hệ số nhiệt,...).

Thiết kế cuối cùng (thiết kế mặt cắt ngang, kích thước, mô tả các thành phần, vật liệu sử dụng và quá trình thi công) cũng như (các) quy trình thiết kế áp dụng phải được lập thành hồ sơ.

Tính toán thiết kế đối với hệ thống đường ray không đá ba lát phải được thực hiện bằng một trong các phương pháp sau:

- Tính toán bằng giải tích;

- Các công cụ phân tích số được xác thực.

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ về tính toán bằng giải tích được nêu trong Hình F.1 của Phụ lục F, và trong các Phụ lục A, Phụ lục B và Phụ lục C.

CHÚ THÍCH 2: Ví dụ đối công cụ phân tích số được xác thực: FEM.

Mô men uốn và ứng suất kéo uốn gây ra do các trường hợp tải trọng khác nhau có thể được xác định riêng rẽ và tổng các tác động có thể thu được bằng cách cộng tác dụng các hiệu ứng tải trọng riêng lẻ (xem Hình 2).

Cường độ chịu kéo do mỏi đối với tải trọng phương tiện giao thông dao động được tính toán trên cơ sở mức ứng suất không đổi (ví dụ do tải trọng nhiệt độ) phải cao hơn ứng suất do tải trọng phương tiện giao thông đã cho (bao gồm cả các hệ số tĩnh và động).

CHÚ DẪN:

B1  Xác định mô men uốn (ứng suất kéo uốn) do các tải trọng tại vị trí đặt ray

B2  Xác định mô men uốn tác động bởi biến thiên nhiệt độ Δt (K/mm) của các hệ thống con đỡ ray như tấm, lớp mặt đường, tấm dạng khung hoặc dầm gây ra bởi sự tăng nhiệt của bề mặt

B3  Xác định lực kéo tác động bởi sự giảm nhiệt ΔT (K) của các hệ thống con đỡ ray như tấm, lớp mặt đường, tấm dạng khung hoặc dầm

B4  Cộng tác dụng các mô men uốn từ tác động của tải trọng phương tiện và nhiệt độ M Mô men uốn

Hình 2 - Mô hình mỏi - Cộng tác dụng của tải trọng cố định và tải trọng dao động

6.6.2  Các bước tính toán

6.6.2.1  Xác định mô men uốn (ứng suất kéo uốn) do tải trọng tại vị trí đặt ray

Các mô hình phân tích là:

Tấm trên nền Winkler (phương pháp Westergaard) để xác định mô men uốn dọc và ngang, và dầm trên nền Winkler (phương pháp Zimmermann) để xác định mô men uốn dọc.

Mức ứng suất dọc cao hơn phải được sử dụng là B1.

Các phương pháp số thay thế là:

- FEM để tính toán thiết kế hệ thống bao gồm các hệ thống con và/ hoặc các thành phần;

- Lý thuyết nhiều lớp chỉ áp dụng cho lớp mặt đường nhựa.

6.6.2.2  Xác định mô men uốn tác động bởi biến thiên nhiệt đô (Δt) (K/mm) của các hệ thống con đỡ ray như tấm, lớp mặt đường, tấm dạng khung hoặc dầm gây ra bởi sự tăng nhiệt bề mặt

Các mô hình phân tích là dầm hoặc tấm được đỡ ở các cạnh.

Phương pháp số thay thế là FEM.

6.6.2.3  Xác định lực kéo tác động bởi sự giảm nhiệt (ΔT) (K) của các hệ thống con đỡ ray như tấm, lớp mặt đường, tấm dạng khung hoặc dầm

Mô hình phân tích là mô hình ma sát hoặc mô hình CRCP theo B.2.1.

Phương pháp thay thế là FEM.

6.6.2.4  Cộng tác dụng mô men uốn do tải trọng phương tiện và tác động nhiệt

Tổ hợp tải trọng có thể thực hiện theo mô hình mỏi (mô hình Smith), xem B.3.

Phương pháp thay thế là FEM.

6.6.3  Xác định các lưc (tải trọng tại vị trí đặt ray) giữa phụ kiện liên kết của các hệ thống con và kết cấu đỡ (cấu kiện đúc sẵn hoặc lớp mặt đường)

6.6.3.1  Tải trọng thẳng đứng tại vị trí đặt ray

Để xác định tải trọng thẳng đứng tác dụng giữa ray và kết cấu đỡ (cấu kiện đúc sẵn/ lớp mặt đường), phải áp dụng quy trình sau:

- Sơ đồ tải trọng (tĩnh) đặc trưng tác động lên ray cộng với các ảnh hưởng giả tĩnh và động được chọn theo TCVN 13937-1:2024;

- Ray được giữ bằng phụ kiện liên kết/ ray đặt chìm được mô hình hóa dưới dạng dầm vô hạn với gối đỡ đàn hồi liên tục hoặc không liên tục (nền Winkler) để tính toán các tải trọng tại vị trí đặt ray tác động giữa ray và kết cấu đỡ, xem Phụ lục A, hoặc mô hình bằng FEM hiệu chỉnh theo Phụ lục A.

Các tải trọng tại vị trí đặt ray phải được xác định bằng cách kết hợp các thông số sau: lực (N), diện tích tiếp xúc (mm²) hoặc ứng suất thẳng đứng (N/mm²).

Trong trường hợp các cấu kiện đúc sẵn (ví dụ: các khối đỡ, tà vẹt) được sử dụng để phân bố thêm tải trọng xuống kết cấu dưới, thì phải tính đến sự tăng diện tích tiếp xúc tương ứng, xem Phụ lục B.

6.6.3.2  Tải trọng ngang tại vị trí đặt ray

Tải trọng ngang theo TCVN 13937-1:2024 phải được phân bố theo phương dọc, phù hợp với độ cứng ngang của hệ thống đường ray không đá ba lát.

Nếu không xác định được độ cứng ngang của hệ thống đường ray không đá ba lát thì lực ngang có thể được phân bố như sau:

- 60 % tải trọng bánh xe theo phương ngang tác động lên vị trí đặt ray ngay dưới bánh xe;

- Mỗi 20 % tải trọng bánh xe theo phương ngang tác động lên các vị trí đặt ray trước và sau bánh xe.

6.6.4  Tải trọng của cấu kiện đúc sẵn và phân bố tải trọng

6.6.4.1  Quy định chung

Tải trọng thẳng đứng và ngang của các cấu kiện đúc sẵn khác nhau phụ thuộc vào sự đóng góp cho khả năng chịu lực tổng thể, bởi:

- Phân tán tải trọng chủ yếu bằng cách tăng diện tích tiếp xúc (các khối đỡ);

- Phân bố tải trọng chủ yếu bằng uốn ngang (các tà vẹt) hoặc uốn dọc (các dầm hoặc tấm dạng khung) hoặc kết hợp cả hai (các tấm/ lớp mặt đường).

6.6.4.2  Tải trọng của cấu kiện đặt ngang (các tà vẹt) và phân bố tải trọng ngang

Tải trọng của các tà vẹt hoạt động như một hệ thống con độc lập (tà vẹt được đỡ bởi lớp mặt đường) phải tuân theo quy trình của TCVN 13566-6:2022.

Không áp dụng các tiêu chuẩn Eurocode.

Mô men uốn dương và uốn âm có thể được tính toán từ các tải trọng tại vị trí đặt ray theo 9.5 của TCVN 13566-6:2022.

TCVN 13566-6:2022 cũng có thể áp dụng cho tất cả các kết cấu đúc sẵn, được thiết kế tuân theo các nguyên tắc thiết kế và chức năng của tà vẹt.

6.6.4.3  Tải trọng và phân bố tải trọng của dầm dọc và tấm dạng khung

Tiêu chí thiết kế đối với kết cấu theo phương dọc phân bố tải trọng uốn (sức kháng uốn) là ứng suất kéo uốn lớn nhất tác dụng trong kết cấu.

Dầm dọc với gối đỡ đàn hồi liên tục (nền Winkler) có thể được sử dụng làm mô hình thiết kế, xem Phụ lục B hoặc FEM hiệu chỉnh theo Phụ lục A.

Phải sử dụng tổ hợp quyết định của các tải trọng tại vị trí đặt ray (theo phương đứng/ ngang) để xác định mô men uốn lớn nhất tác động lên kết cấu.

Phải loại bỏ khỏi mô hình các tải trọng tại vị trí đặt ray làm giảm mô men uốn.

Do đó, phương pháp tính lặp là cần thiết để xác định số lượng mang tính quyết định và cách bố trí các tải trọng tại vị trí đặt ray.

Các dầm đỡ ray theo phương dọc phải được nối với nhau (tấm dạng khung) hoặc được nối với kết cấu đỡ để chịu tất cả các tải trọng ngang, xem 6.6.3.2, và để kiểm soát hình học đường ray và khổ đường.

6.6.4.4  Tải trọng của tấm hoặc tấm dạng khung và phân bố tải trọng theo phương dọc và ngang

Có thể áp dụng các mô hình lớp mặt đường, xem 6.6.5 của Phụ lục B hoặc FEM hiệu chỉnh theo Phụ lục B.

Các kích thước giới hạn (chiều rộng và chiều dài) của cấu kiện đúc sẵn phải được tính đến việc giảm mô men uốn nhưng làm tăng ứng suất thẳng đứng.

FEM nên được áp dụng bằng cách sử dụng các mô hình đã được xác nhận.

6.6.5  Thiết kế lớp mặt đường

6.6.5.1  Mô hình tính và các giới hạn

Tiêu chí thiết kế cho tất cả các kết cấu/ mặt đường nhiều lớp cũng như các tấm đúc sẵn tuân theo nguyên tắc thiết kế lớp mặt đường, và phân bố tải trọng bằng cách uốn (sức kháng uốn) là ứng suất kéo uốn lớn nhất tác dụng trong (các) lớp.

Tải trọng của các lớp chịu lực (lớp móng) làm bằng vật liệu rời phải được đánh giá bằng cách sử dụng ứng suất nén theo phương đứng.

Hệ số an toàn áp dụng cho tải trọng phương tiện giao thông để tính ứng suất thẳng đứng tác dụng lên vật liệu hạt rời có thể được giảm bớt.

Có thể áp dụng các mô hình sau cho thiết kế lớp mặt đường:

- Tấm và dầm với gối đỡ đàn hồi liên tục (nền Winkler) có thể áp dụng cho lớp mặt đường bê tông và các lớp khác với khả năng chịu uốn cao và cường độ vật liệu cao, xem Phụ lục B hoặc FEM;

- Có thể áp dụng lý thuyết nhiều lớp (bán không gian) cho thiết kế lớp mặt đường nhựa và cho các lớp vật liệu rời.

Để tối ưu hóa thiết kế (chủ yếu là chiều dày và chiều rộng của từng lớp), khuyến nghị áp dụng mô hình phần tử hữu hạn, cần được hiệu chỉnh và được xác minh bằng cách sử dụng quy trình thiết kế nêu trong Phụ lục B.

Tổ hợp quyết định của các tải trọng tại vị trí đặt ray phải được sử dụng để xác định mô men uốn lớn nhất tác động lên kết cấu mặt đường, xem Phụ lục B.

Phải tính toán ứng suất kéo uốn quyết định (ứng suất kéo uốn) của tất cả các lớp của hệ nhiều lớp.

Ứng suất không được vượt quá cường độ chịu kéo uốn do mỏi, xem Phụ lục B.

6.6.5.2  Lớp mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP)

Thiết kế các lớp của CRCP dựa trên ứng xử nứt là nứt ngẫu nhiên (không có mối nối) hoặc kiểm soát nứt (CRCP có mối nối).

Chiều rộng vết nứt trung bình và khoảng cách vết nứt của CRCP với nứt ngẫu nhiên hoặc nứt kiểm soát chủ yếu bị ảnh hưởng bởi lượng cốt thép và cường độ chịu kéo của bê tông.

Tính toán về lượng cốt thép và khoảng cách vết nứt/ mối nối có thể được thực hiện theo B.2.2 hoặc sử dụng FEM.

Cường độ chịu uốn do mỏi có thể được tính theo Phụ lục B.

Ứng suất cao hơn được tính theo B.2.3 (biến thiên nhiệt độ Δt. (K/mm)) và theo B.2.2 (độ giảm nhiệt độ ΔT (K)), phải được lấy là ứng suất không đổi theo thời gian để xác định cường độ chịu uốn do mỏi.

CHÚ THÍCH 1: Trừ khi được quy định khác, các thông số đầu vào cho thiết kế CRCP và vật liệu của lớp mặt đường theo 10.2.3.2 là:

CHÚ THÍCH 2:

Ứng suất uốn do mỏi có thể chấp nhận được đối với CRCP có nứt ngẫu nhiên theo 10.2.3.2 bị tác động bởi tải trọng phương tiện giao thông, thường là 0,85 N/mm² theo phương dọc, và 2,1 N/mm² theo phương ngang.

Ứng suất uốn do mỏi có thể chấp nhận được đối với CRCP có mối nối với nứt kiểm soát theo 10.2.3.2 tác động bởi tải trọng phương tiện giao thông thường là 1,8 N/mm² (khoảng cách mối nối 2,60 m) lên đến 2,0 N/mm² (khoảng cách mối nối 1,95 m) theo phương dọc, và 2,1 N/mm² theo phương ngang.

6.6.5.3  Lớp mặt đường bê tông không cốt thép có mối nối (JPCP)

Thiết kế lớp mặt đường bê tông không cốt thép có mối nối (JPCP) dựa trên việc kiểm soát nứt bằng các mối nối ngang.

Ứng suất uốn mỏi tối đa cho phép do tải trọng phương tiện (σ_Q) phải được tính bằng cách sử dụng quy trình theo 6.6.1.

CHÚ THÍCH: Trừ khi được quy định khác, các thông số đầu vào cho thiết kế JPCP và vật liệu lớp mặt đường bê tông theo 10.2.2 là:

6.6.5.4  Lớp mặt đường nhựa

Ứng suất uốn do mỏi tối đa cho phép tác động bởi tải trọng phương tiện B1, xem Hình 2, phải được tính bằng cách sử dụng quy trình theo 6.6.1.

Trừ khi được quy định khác, mô đun đàn hồi phải được lấy bằng E = 5 000 N/mm² (giá trị trung bình hàng năm) và cường độ chịu uốn do mỏi trung bình bằng 0,80 N/mm².

6.6.5.5  Lớp móng

6.6.5.5.1  Lớp móng gia cố xi măng hoặc lớp móng nhựa đường

Ứng suất uốn mỏi tối đa cho phép do tải trọng phương tiện (σ_Q) phải được tính bằng cách sử dụng quy trình theo 6.6.1.

Đối với lớp mỏng gia cố xi măng:

- Trừ khi được quy định khác, mô đun đàn hồi phải được lấy trong phạm vi từ E = 5 000 N/mm² đến E= 15 000 N/mm².

Trường hợp cường độ chịu nén ≥ 15 N/mm² thì có thể lấy ứng suất uốn do mỏi tối đa cho phép bằng 0,80 N/mm².

Đối với lớp móng nhựa đường:

- Trừ khi được quy định khác, mô đun đàn hồi phải được lấy bằng E = 5 000 N/mm² (giá trị trung bình hàng năm) và cường độ chịu uốn do mỏi trung bình bằng 0,80 N/mm².

6.6.5.5.2  Lớp móng vật liệu rời

Ứng suất thẳng đứng do tải trọng tĩnh, giả tĩnh và động của phương tiện tác động lên lớp móng vật liệu rời có thể được tính dựa trên độ võng của tấm hoặc lớp mặt đường.

Trong đó:

σ_z  Ứng suất thẳng đứng, (N/mm²);

k  Mô đun nền, (N/mm³), xem Phụ lục B;

y  Độ võng thẳng đứng của tấm hoặc lớp mặt đường, (mm).

Ngoài ra, ứng suất thẳng đứng có thể được tính bằng cách phân bố tải trọng theo quy trình trong Phụ lục C.

Trừ khi được quy định khác, hệ số động 1,17 (DAF₂) tương đương với độ tin cậy 68,7 % (độ lệch chuẩn bằng 1) phải được áp dụng để xác định mức ứng suất động.

Lớp vật liệu rời, nền đường và đất nền không bị ảnh hưởng bởi nguy cơ nứt hoặc các hư hỏng đột ngột khác.

Dạng phá hoại quyết định là biến dạng dẻo không đều dọc theo nền đỡ của tám/ lớp mặt đường.

Do đó, độ tin cậy được sử dụng để xác định các hệ số động có thể giảm xuống 68,7 % đối với thiết kế các hệ thống con như vậy.

Trừ khi được quy định khác, ứng suất thẳng đứng do tải trọng phương tiện giao thông tác dụng lên vật liệu hạt rời (xác định theo Phụ lục B và Phụ lục C) không được vượt quá σ_z = 0,050 N/mm²,

hoặc

Ứng suất tối đa cho phép do tải trọng phương tiện giao thông (cường độ chịu nén thẳng đứng của vật liệu rời) có thể được tính theo các mô hình mỏi (Heukelom và Klomp), như sau:

Trong đó:

maxσ_z  ứng suất thẳng đứng tối đa cho phép, (N/mm²);

n  Số chuyến tàu; trừ khi được quy định khác, lấy n = 2 x 10⁶;

E_dyn  Mô đun đàn hồi động đã được quy định, nếu không được quy định và nếu áp dụng (E_v2) thì E_dyn = E_v2 theo 10.4.6, (N/mm²).

6.7  Tải trọng của kết cấu dưới

Trừ khi được quy định khác, ứng suất thẳng đứng gây ra bởi tải trọng phương tiện giao thông tác động đến đất nền hoặc nền đường cũng như ứng suất thẳng đứng tối đa cho phép (cường độ chịu nén thẳng đứng) phải được xác định theo 6.6 của Phụ lục c hoặc FEM.

6.8  Đoạn chuyển tiếp

Kết cấu đặc biệt được yêu cầu giữa:

- Đường ray không đá ba lát và đường ray có đá ba lát;

- Các loại đường ray không đá ba lát khác nhau (đối với đoạn chuyển tiếp độ cứng).

Tại đoạn chuyển tiếp giữa đường ray không đá ba lát và đường ray có đá ba lát, có thể xảy ra chênh lệch độ võng thẳng đứng của ray,

Các chênh lệch độ võng này có thể gây ra phân bố tải trọng tương tự như đối với sự thay đổi đột ngột độ cứng, dẫn đến độ lún của đường ray có đá ba lát tăng lên và tăng nguy cơ hư hỏng tại nền đỡ đường ray có đá ba lát.

Do đó, khu vực chuyển tiếp phải được thiết kế để hạn chế chênh lệch độ lún đến mức tối thiểu:

- Không để xảy ra thay đổi đột ngột độ cứng đường ray tại đoạn chuyển tiếp.

Vì lý do này, có thể áp dụng các đệm ray đàn hồi, đệm dưới tà vẹt hoặc đệm đá ba lát;

- Lớp móng vật liệu gia cố theo 10.4 có thể tiếp tục đặt dưới lớp đá ba lát trên một chiều dài nhất định;

- Đá ba lát có thể được gắn bằng chất kết dính;

- Các ray bổ sung có thể được lắp đặt để tăng cường khả năng phân bố tải trọng.

Tại đoạn chuyển tiếp giữa các hệ thống đường ray không đá ba lát khác nhau và đối với các chênh lệch độ võng thẳng đứng, khuyến nghị rằng mỗi vùng độ cứng phải có chiều dài tối thiểu là V (m/s) × 0,5 (s).

Đối với đường sắt tốc độ cao, chênh lệch độ võng của ray dưới các tải trọng thiết kế theo 5.1.2 của TCVN 13937-1:2024 trên bất kỳ đoạn chuyển tiếp trung gian nào phải không được vượt quá 0,5 mm.

7  Ray

Phải tính đến biên dạng ray theo EN 13674-1, EN 13674-2 và EN 13674-3.

Nếu sử dụng các biên dạng ray khác, thì phải chứng minh khả năng tương thích về chức năng.

8  Phụ kiện liên kết ray

8.1  Quy định chung

Yêu cầu đối với phụ kiện liên kết ray được xác định trong EN 13481-5 hoặc tiêu chuẩn tương đương.

8.2  Khoảng cách liên kết ray

Nếu không được đỡ liên tục, thì ray thường được đỡ ở khoảng cách từ 0,6 m đến 0,75 m.

Ảnh hưởng của các khoảng cách nằm ngoài phạm vi này cần được xác định riêng dựa trên các điều kiện giao thông, hình học đường ray và tốc độ trên tuyến.

Điều này cần được hỗ trợ bằng các dữ liệu thử nghiệm thích hợp.

8.3  Điều chỉnh

Việc điều chỉnh hình học của ray có thể được thực hiện bằng các phụ kiện liên kết.

9  Cấu kiện đúc sẵn

9.1  Quy định chung

Cấu kiện đúc sẵn được tích hợp tạo thành hệ thống đường ray không đá ba lát kết hợp với các thành phần kết cấu đổ tại chỗ như lớp lấp đầy, lớp mặt đường, lớp móng vật liệu gia cố vô cơ,...

Đặc điểm của các cấu kiện đúc sẵn, các thành phần kết cấu đỡ tại chỗ và tính chất kết nối của chúng xác định tính năng của hệ thống liên quan đến độ cứng đường ray và độ cứng nền đỡ.

Các đặc tính của đường ray cứng hoặc đàn hồi phải được đưa vào thiết kế hệ thống và tính toán mô hình đường ray.

Hai nhóm các cấu kiện đúc sẵn được thiết lập.

Nhóm thứ nhất được tạo thành bởi các cấu kiện kích thước nhỏ hoặc thẳng như các tà vẹt, khối đỡ và tấm đỡ.

Nhóm thứ hai được tạo thành bởi các cấu kiện có kích thước theo hai phương như tấm, tấm dạng khung,...

9.2  Xem xét thiết kế chung

9.2.1  Dữ liệu được cung cấp cho thiết kế hệ thống chung

- Dữ liệu hình học và cơ học của mỗi cấu kiện.

Nếu phương pháp tính phi tuyến được sử dụng trong thiết kế hệ thống chung, thì phải đưa ra chi tiết cốt thép và các phương trình cấu thành của vật liệu;

- Điều kiện kết nối với các cấu kiện “đổ tại chỗ” hoặc các cấu kiện đúc sẵn khác của hệ thống.

Các chủ đề như liên tục hoặc không liên tục, đàn hồi hoặc cứng, kết nối dính bám hoặc không dính bám đều có liên quan.

Phải quy định ứng xử tải trọng - chuyển vị cụ thể;

- Quá trình thi công chung bao gồm quá trình đúc sẵn, thao tác, vận chuyển và các giai đoạn thi công, do đó phải tính đến các tải trọng liên quan đến các bước cụ thể này.

9.2.2  Thiết kế cấu kiện đúc sẵn riêng lẻ

9.2.2.1  Phân bố tải trọng và nội lực

Kết quả của quá trình thiết kế hệ thống là sự phân bố tải trọng và các lực tác động lên từng cấu kiện đúc sẵn của hệ thống đường ray không đả ba lát, cũng như các lực và ứng suất cho hệ thống và các thiết bị kết nối được đưa ra.

Việc truyền tải trọng phải được thực hiện trong diện tích tiếp xúc, có ứng suất chấp nhận được, được áp dụng bởi cấu kiện đúc sẵn và kết cấu đỡ cấu kiện đó.

9.2.2.2  Thiết kế

Phương pháp chung nhất là áp dụng tiêu chuẩn hiện hành cho các cấu kiện như tà vẹt, khối đỡ và tấm đỡ.

Điều này được đề cập trong bộ tiêu chuẩn TCVN 13566:2022 và các phần của EN 13481.

Người thiết kế cấu kiện phải cung cấp dung sai của thành phần đúc sẵn của đường ray, cần thiết để đảm bảo chất lượng đường ray theo yêu cầu của toàn bộ hệ thống đường ray không đá ba lát.

Đối với các cấu kiện như tấm dạng khung, tấm, không được đề cập trong các tiêu chuẩn trước đó, thì có thể áp dụng các phương pháp thiết kế chung cho môi trường liên tục, ví dụ các phần của EN 1992.

9.3  Quá trình sản xuất

9.3.1  Yêu cầu chung

Chi tiết về nhà máy và thiết bị sản xuất là một phần của thiết kế cấu kiện đúc sẵn.

Quy trình bảo dưỡng, tháo ván khuôn và điều kiện xử lý các cấu kiện bê tông đúc sẵn là một phần của quy trình sản xuất.

Mọi thay đổi trong quá trình sản xuất phải được xác minh và lập thành hồ sơ.

Nhiệt độ bê tông và không khí phải được theo dõi ít nhất là trong giai đoạn thử nghiệm của quá trình sản xuất.

Khi mối quan hệ giữa nhiệt độ bê tông và không khí được thể hiện rõ ràng ở tất cả các giai đoạn trong suốt chu trình bảo dưỡng, thì cho phép đo nhiệt độ không khí trong môi trường bảo dưỡng thay cho đo nhiệt độ trong bê tông.

Khi nhiệt độ được đo trong bê tông, thì nhiệt độ phải được đo ở chỗ càng gần giữa chiều dày và giữa chiều rộng của cấu kiện càng tốt.

9.3.2  Bảo dưỡng

Việc bảo dưỡng và bảo vệ bê tông phải bắt đầu càng sớm càng tốt ngay sau khi đầm bê tông và tiếp tục bảo dưỡng theo Hình E.1 và Hình E.2 trong E.3, Phụ lục E của TCVN 13566-1:2022 để đảm bảo độ bền.

Quy trình bảo dưỡng áp dụng cho cấu kiện bê tông phải được chọn phù hợp với các điều kiện giao diện yêu cầu, ví dụ như dính bám, được xác định theo thiết kế hệ thống.

9.3.3  Hoàn thiện bề mặt

Đối với các thông số kỹ thuật về các đặc tính bề mặt của cấu kiện đúc sẵn, cần tham chiếu đến TCVN 13566-1:2022 đối với tà vẹt và tấm đỡ bê tông, và đến J.4 của EN 13369:2013 đối với các hạng mục bề mặt được mô tả của các cấu kiện đúc sẵn khác.

9.3.4  Đánh dấu

Nên nhận điện từng cấu kiện đúc sẵn bằng cách đánh dấu vĩnh viễn để đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc.

9.4  Kiểm soát chất lượng

9.4.1  Quy định chung

Phải vận hành hệ thống quản lý chất lượng, hệ thống này được xác định và duy trì trong sổ tay chất lượng.

Sổ tay chất lượng phải đề cập đến tất cả các hành động, chức năng và nguồn lực, quy trình và thực tế liên quan đến việc đạt được và cung cấp các bằng chứng tài liệu rằng chất lượng của các cấu kiện bê tông được giao và các dịch vụ là phù hợp với yêu cầu.

Số tay chất lượng phải bao gồm kế hoạch chất lượng để sản xuất các cấu kiện bê tông, trong đó xác định và nêu chi tiết ít nhất các nội dung sau:

- Tổ chức, cơ cấu và trách nhiệm;

- Tất cả các vật liệu, quá trình và quy trình để sản xuất, lưu trữ và vận chuyển các cấu kiện bê tông;

- Tất cả các yêu cầu thử nghiệm bao gồm việc xác định thiết bị thử nghiệm, phương pháp thử nghiệm, tần suất thử nghiệm,...;

- Tất cả các quy trình kiểm soát chất lượng khác để đảm bảo và xác minh rằng các cấu kiện bê tông và dịch vụ đã cung cấp đều đáp ứng yêu cầu.

9.4.2  Kiểm soát chất lượng trong quá trình thử nghiệm phê duyệt thiết kế

Hồ sơ chất lượng liên quan đến các cấu kiện đúc sẵn phải được trình để phê duyệt thiết kế, tối thiểu là như sau:

- Bản vẽ chi tiết của cấu kiện và các thành phần kèm theo;

- Thông tin chi tiết của hệ thống cốt thép (bao gồm hệ thống neo cho các cấu kiện bê tông dự ứng lực), nếu có;

- Thông tin chi tiết về thành phần vật liệu;

- Quy trình chỉ ra cách đáp ứng tất cả các yêu cầu.

Điều này bao gồm:

○ Kiểm tra hình học với mô tả về dụng cụ đo và phương pháp đo cho từng kích thước;

○ Tính toán và thử nghiệm tải trọng tùy chọn trên các cấu kiện bê tông kèm theo mô tả về thiết bị đo và phương pháp đo;

○ Mô tả chung về quy trình sản xuất;

○ Báo cáo Kiểm tra cho thấy sự phù hợp của các cấu kiện về kích thước và dung sai lớn nhất theo quy định.

9.4.3  Kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất

Trước khi bắt đầu sản xuất, phải lập kế hoạch chất lượng bao gồm tất cả các hồ sơ chất lượng liên quan đến việc nghiệm thu vật liệu và sản xuất các cấu kiện bê tông.

Đối với thử nghiệm thường xuyên, có thể sử dụng các bố trí thử nghiệm thay thế nếu cung cấp bằng chứng về kết quả phù hợp với các bố trí thử nghiệm đã phê duyệt.

Kế hoạch chất lượng ít nhất phải nêu chi tiết các nội dung sau:

- Tần suất thử nghiệm đối với mỗi yêu cầu về kích thước;

- Nếu một phần của tần suất kiểm soát chất lượng đối với thử nghiệm tải trọng trên các cấu kiện bê tông;

- Cơ chế được sử dụng để tăng tần suất thử nghiệm khi xác định được các hư hỏng;

- Các hành động cần thực hiện trong trường hợp phát hiện các hư hỏng để đảm bảo công tác khắc phục và kiểm tra lại sự tuân thủ hoặc không được chấp thuận để bàn giao sản phẩm.

CHÚ THÍCH: Đối với các tấm đúc sẵn, xem Bảng E.2 của Phụ lục E.

9.5  Tà vẹt, tấm đỡ và khối đỡ bê tông

a) Tà vẹt, tấm đỡ và khối đỡ bê tông được đỡ bởi lớp mặt đường, được xác định trong bộ tiêu chuẩn TCVN 13566:2022;

b) Tà vẹt, tấm đỡ và khối đỡ bê tông độc lập với bê tông xung quanh, được liên kết bằng thanh cứng hoặc lớp trung gian cứng hoặc các giao diện được xác định trong bộ tiêu chuẩn TCVN 13566:2022;

c) Tà vẹt, tấm đỡ và khối đỡ bê tông độc lập với bê tông xung quanh, được liên kết bằng lớp trung gian đàn hồi hoặc các giao diện được xác định trong bộ tiêu chuẩn TCVN 13566:2022 và EN 13481-5;

d) Tà vẹt, tấm đỡ và khối đỡ bê tông được tích hợp trong tấm hoặc lớp mặt đường (hệ thống liền khối) và được thiết kế để chịu tải cùng với một liên kết bền vững với tấm phải được chứng minh.

Ngoại trừ thiết kế, các tiêu chuẩn TCVN 13566-1:2022, TCVN 13566-2:2022, TCVN 13566- 3:2022, TCVN 13566-4:2022 và TCVN 13566-5:2022 xác định các quy trình liên quan.

Đối với thiết kế, sản xuất và nghiệm thu các cấu kiện đúc sẵn chỉ thực hiện chức năng chịu lực của chúng trong tác động liên hợp với tấm bê tông đổ tại chỗ, thì chỉ áp dụng TCVN 13566- 1:2022, ngoại trừ các điều về thử nghiệm tà vẹt và tấm đỡ, từ 7.1 đến 7.3.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp a), b) và c), việc thiết kế theo phương pháp thử nghiệm được giải thích trong TCVN 13566-6:2022 có thể là hữu ích.

Tải trọng thiết kế có thể lấy theo Phụ lục A của TCVN 13566-6:2022.

Đối với mục đích này, độ cứng của đá ba lát phải được thay bằng độ cứng của nền đỡ đàn hồi.

Ngoài ra, điều kiện bất thường của nền đỡ trên các thông số của lớp đá ba lát (k_r), (k_i,r) và (k_i,c) phải được điều chỉnh theo TCVN 13566-6:2022.

9.6  Tấm và tấm dạng khung đúc sẵn

9.6.1  Phân loại

9.6.1.1  Phân loại theo chiều dọc

- Liên tục theo chiều dọc (các tấm được kết nối với nhau);

Các tấm đúc sẵn được lắp đặt tại hiện trường và được kết nối bằng thép và bê tông lấp đầy ở các mối nối để tạo thành hệ thống đường ray liền khối.

- Độc lập theo chiều dọc:

Các khe hở giữa các tấm liền kề cho phép bù chiều dài của các tấm này.

Sức kháng chuyển vị theo phương ngang và phương dọc phải được kiểm soát, ví dụ bằng các lỗ mở hình côn để phun vữa hoặc các loại kết cấu kiềm chế khác.

9.6.1.2  Phân loại theo các điều kiện chống đỡ trên lớp chịu lực

Sau khi lắp đặt và điều chỉnh các tấm, phải bơm vữa vào khe hở giữa kết cấu đỡ và lớp bên dưới các tấm để các tấm được liên kết vững chắc với kết cấu đỡ, ví dụ như lớp móng bê tông, vòm ngược của đường hầm, kết cấu cầu, lớp móng vật liệu kết dính vô cơ, hoặc hệ lò xo khối.

Đối với việc rót vữa, có thể sử dụng bê tông hoặc vữa tự đầm để tránh rung động do đường ray đã được điều chỉnh chính xác.

Ngoài ra, có thể sử dụng nhựa đường hoặc vật liệu có cường độ thấp để rót vữa vào.

Phải đảm bảo rằng vật liệu vữa có đặc tính co ngót thấp và không bị biến dạng dẻo.

Bê tông hoặc vữa có thể đổ được sẽ liên kết tấm với kết cấu đỡ và tạo bằng phẳng cho các tấm. Liên quan đến chiều dày, có các khả năng khác nhau:

- Tắm mỏng: bố trí bê tông đặc, không có cốt thép;

hoặc

- Tấm dày: bố trí cốt thép để hạn chế mở rộng vết nứt.

Để giảm rung động và tiếng ồn do kết cấu gây ra và để phân bố tải trọng cực đại hoặc để tránh truyền tải trọng đột ngột, một lớp đàn hồi có thể được gắn vào bên dưới tấm hoặc nói chung là trên tất cả các bề mặt tiếp giáp với kết cấu móng.

Kết quả là tấm hoạt động như hệ lò xo khối lượng nhẹ.

9.6.1.3  Phân loại theo loại cốt thép

- Tấm bê tông cốt thép có cốt thép thường;

- Tấm bê tông cốt thép dự ứng lực (theo phương dọc và phương ngang hoặc chỉ theo phương ngang);

- Các giải pháp kết hợp đối với cốt thép, ví dụ sử dụng bê tông cốt sợi thép để hỗ trợ cốt thép tại khu vực các điểm chống đỡ và để tránh ảnh hưởng đến thiết bị điện từ của đường ray;

- Cốt sợi.

9.6.1.4  Phân loại theo chức năng và đặc tính phân bố tải trọng

Việc phân loại cấu kiện đúc sẵn phụ thuộc vào chức năng và đặc tính phân bố tải trọng của nó.

Bên cạnh cấu kiện phân bố tải trọng theo hai phương, tấm cũng có thể được thiết kế như một tập hợp các tà vẹt bê tông được kết nối với nhau.

9.6.2  Thiết kế

9.6.2.1  Quy định chung

Có thể áp dụng nguyên tắc thiết kế theo EN 1992, xem ví dụ 9.6.2.2.

Trong trường hợp tấm hoạt động như một tập hợp các tà vẹt bê tông, thì có thể áp dụng nguyên tắc thiết kế theo bộ tiêu chuẩn TCVN 13566:2022, xem 9.5, và có thể áp dụng thiết kế lớp mặt đường theo Điều 10 thay cho 9.6.2.

9.6.2.2  Thiết kế cốt thép chịu lực và không chịu lực, các trạng thái giới hạn, Kiểm tra mỏi

Để áp dụng EN 1992-1-1, phải đáp ứng yêu cầu sau đây:

- Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS) theo Điều 6 của EN 1992-2:2005 và EN 1992-1-1;

- Trạng thái giới hạn sử dụng (SLS) theo Điều 7 của EN 1992-2:2005 và EN 1992-1-1;

- Kiểm tra mỏi theo 6.8 của EN 1992-2:2005.

Đối với cường độ chịu nén do mỏi của bê tông, việc xác minh là không cần thiết nếu ứng suất lớn nhất khi chịu các tải trọng thường xuyên thấp hơn 0,5 ƒ_ck (cường độ chịu kéo do mỏi là 0,5 ƒ_ctk cũng có thể được chấp nhận).

(ƒ_ck) cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông (mẫu hình trụ) sau 28 ngày;

(ƒ_ctk) cường độ chịu kéo đặc trưng của bê tông.

CHÚ THÍCH: Kiểm tra ứng suất kéo trong các giải pháp ứng suất trước có thể theo TCVN 13566-6:2022.

Hơn nữa:

- Ứng suất phá hoại tương đương để kiểm tra mỏi theo Phụ lục N của EN 1992-2:2005;

- Chi tiết về cốt thép và cáp dự ứng lực theo Điều 8 của EN 1992-2:2005;

- Chi tiết về các cấu kiện và các quy tắc cụ thể theo Điều 9 của EN 1992-2:2005;

- Thiết kế cốt thép theo Điều 6 của EN 1992-2:2005 (Trạng thái giới hạn cực hạn) và Điều 7 của EN 1992-2:2005 (Trạng thái giới hạn sử dụng).

9.6.2.3  Độ bền, lớp bê tông bảo vệ, điều kiện môi trường, đặc tính vật liệu, kiểm soát nứt

- Độ bền và lớp bê tông bảo vệ cốt thép phải theo Điều 4 của EN 1992-2:2005, bao gồm các quy định hiện hành, mà thường cải thiện các yêu cầu chung đưa ra lợi ích của xi măng chất lượng cao hoặc nêu chi tiết về trường hợp của cáp dự ứng lực căng trước;

- Các loại tiếp xúc liên quan đến các tác động môi trường phải phù hợp với 4.1 của EN 206:2013+A1:2016 hoặc Bảng 4.1 của EN 1992-1-1:2004;

- Tính chất cơ học của bê tông và thép phải phù hợp với Điều 3 của EN 1992-2:2005 hoặc EN 206 hoặc tiêu chuẩn tương đương;

- Kiểm soát nứt phải theo 7.3 của EN 1992-2:2005;

- Có thể đưa vào chức năng kiểm soát nứt bổ sung phù hợp với 7.3 của EN 1992-1-1:2004 cũng như các phương pháp thử nghiệm chính xác được chỉ định để kiểm tra vết nứt thực tế thay thế cho tính toán.

9.6.3  Vật liệu

Vật liệu và các bộ phận cụ thể là:

- Bê tông, bê tông cốt sợi thép, bê tông cốt sợi polypropylence;

- Cốt thép tối thiểu là cấp B 500 A/B hoặc cấp tương đương, thép dự ứng lực;

- Phụ kiện liên kết ray để lắp ráp sẵn trong nhà máy;

- Các miếng định vị bê tông, các neo nhựa;

- Có thể là lớp đàn hồi được cố định bằng chất kết dính, tẩy bằng hydro;

- Các đầu nối đất.

Dự ứng lực:

- Dính bám trực tiếp theo EN 1992-1 và EN 1992-2;

- Tấm dự ứng lực căng sau theo EN 1992-1 và EN 1992-2.

CHÚ THÍCH: Đối với yêu cầu về vật liệu thô, xem Bảng E.1 của Phụ lục E.

9.6.4  Dung sai hình học

Phải cung cấp hệ thống chất lượng, được xác định và duy trì trong sổ tay chất lượng.

Sổ tay chất lượng phải đưa ra tất cả các yêu cầu thử nghiệm bao gồm xác định thiết bị thử nghiệm, phương pháp thử nghiệm, tần suất thử nghiệm,...

Phải cố định các dung sai hình học trong số tay chất lượng này.

Đặc biệt, phải kiểm tra các đặc tính chất lượng sau đây:

- Chiều dài;

- Chiều rộng;

- Chiều dày;

- Khoảng cách vị trí đặt ray;

- Hướng tuyến theo phương dọc và ngang của các điểm đỡ ray;

- Kích thước các lỗ mở để rót vữa;

- Khoảng cách các điểm đỡ ray bên trong và bên ngoài;

- Đo độ sâu;

- Độ nghiêng;

- Bề mặt và độ bằng phẳng.

CHÚ THÍCH: Ví dụ về kế hoạch chất lượng, xem Bảng E.3 của Phụ lục E.

9.6.5  Lưu trữ, xử lý, vận chuyển, và lắp đặt tại hiện trường

9.6.5.1  Quy định chung

Tính năng vượt trội của hệ thống đường ray không đá ba lát đòi hỏi cao về độ chính xác và chất lượng trong quá trình lưu trữ, xử lý, vận chuyển và lắp đặt các tấm tại hiện trường.

Điều này xác định các yêu cầu tối thiểu.

Mỗi tấm phải được đánh dấu lâu dài với các chi tiết về chủng loại, số lô sản xuất và ngày sản xuất.

9.6.5.2  Lưu trữ, xử lý và vận chuyển

Phải tránh các tải trọng, ứng suất và độ võng không chấp nhận được và không lường trước được trong các tấm ở bất kỳ giai đoạn nào và trong bất kỳ trường hợp nào.

Phải đưa ra thuyết minh phương pháp để đảm bảo rằng các tấm được lưu trữ, xử lý và vận chuyển an toàn.

Thuyết minh phương pháp này bao gồm:

- Số lượng tối đa các tám đặt chồng lên nhau;

- Phương pháp lưu trữ tấm (lắp ba điểm kê, lắp bốn điểm kê, ...);

- Thiết bị sử dụng để lưu trữ, xử lý và vận chuyển các tấm.

9.6.5.3  Lắp đặt tại hiện trường

Phải đưa ra thuyết minh phương pháp liên quan đến việc lắp đặt các tấm đúc sẵn tại hiện trường như một phần của hệ thống đường ray.

Thuyết minh phương pháp này bao gồm phương pháp lắp đặt tấm theo từng bước nhằm đảm bảo rằng các dung sai hình học đã xác định trong kế hoạch chất lượng được đáp ứng:

- Vị trí theo phương đứng của đường ray;

- Vị trí theo phương ngang của đường ray;

- Khổ đường ray;

- Khoảng cách vị trí đặt ray.

Phải đảm bảo rằng các tấm được đặt chắc chắn và được đỡ một cách liên tục.

Trong trường hợp các tấm được đổ bê tông tại hiện trường, thì phải lấp đầy toàn bộ phần đáy của tấm một cách chắc chắn, và điều này phải được kiểm tra và chứng minh bằng các biện pháp thích hợp, ví dụ như kiểm tra bằng ống nội soi.

Phải áp dụng phương pháp tương tự đối với các loại vữa khác.

Phải quy định diện tích không tiếp xúc tối đa có thể chấp nhận được.

Thông tin về thử nghiệm kiểm soát chất lượng trong quá trình lắp đặt tại hiện trường được nêu trong Bảng E.4 của Phụ lục E.

9.7  Lớp lấp đầy

Khi sử dụng các khối đỡ hoặc tà vẹt đúc sẵn (không phải trường hợp các tấm đúc sẵn), bề mặt của lớp lấp đầy tạo thành mặt trên của hệ thống đường ray không đá ba lát.

Bề mặt phải bằng phẳng có độ dốc phù hợp để thoát nước bề mặt.

Lớp lấp đầy được lắp đặt kết hợp với các cấu kiện đúc sẵn trên lớp mặt đường hoặc bất kỳ kết cấu đỡ nào khác.

Lớp lấp đầy được thi công trong giai đoạn thứ hai sau khi thi công lớp mặt đường hoặc bất kỳ kết cấu đỡ nào khác và lắp đặt các cấu kiện đúc sẵn.

Lớp lấp đầy phải hoạt động như một kết cấu liền khối giữ chắc các cấu kiện đúc sẵn bên trong hoặc như một phần của hệ thống đường ray và tạo ra sự liên kết với lớp mặt đường hoặc bất kỳ kết cấu đỡ nào.

Cho phép có vết nứt trong lớp lấp đầy, miễn là chức năng của hệ thống đường ray không đá ba lát được cung cấp.

10  Lớp mặt đường (kết cấu phân lớp)

10.1  Quy định chung

Hệ thống đường ray không đá ba lát với nền đỡ liên tục bằng kết cấu dưới, ví dụ như đường đắp, cầu, hầm và sự phân bố tải trọng liên tục vào kết cấu dưới phải được thiết kế bằng cách sử dụng lớp mặt đường một lớp hoặc nhiều lớp, được làm bằng vật liệu gia cố, ví dụ như bê tông, nhựa đường hoặc vật liệu composit, và vật liệu rời.

Lớp mặt đường (kết cấu một lớp hoặc nhiều lớp) phải hoạt động như kết cấu liền khối trong việc xử lý các tải trọng ngang và lực nhấc lên.

Điều này phải đạt được bằng dính bám liên tục giữa các lớp, ma sát, các kết nối hoặc kết hợp các biện pháp khác nhau.

Độ cứng của vật liệu lớp sử dụng cho lớp mặt đường phải tăng dần từ dưới (vị trí tiếp xúc với kết cấu dưới) lên trên (vị trí tiếp xúc với hệ thống con tiếp theo).

10.2  Lớp mặt đường bê tông

10.2.1  Áp dụng

Lớp mặt đường bê tông phải được thiết kế dưới dạng một lớp bê tông hoặc một tập hợp của các lớp bê tông và vật liệu xi măng khác được đổ tại chỗ để xử lý các vị trí đặt ray không liên tục (phụ kiện liên kết), ray đặt chìm hoặc để đỡ các cấu kiện đúc sẵn.

Thiết kế lớp mặt đường phải theo 6.6.5.

Lớp mặt đường bê tông cho hệ thống đường ray không đá ba lát phải tuân theo EN 13877-1 và EN 13877-2.

10.2.2  Vật liệu

Thiết kế bê tông và vật liệu bê tông phải phù hợp với EN 13877-1 hoặc tiêu chuẩn tương đương. Bê tông phải phù hợp với EN 206 hoặc tiêu chuẩn tương đương.

Các yêu cầu về bê tông sau đây phải được xác định theo thiết kế cụ thể của dự án về hệ thống đường ray không đá ba lát:

- Loại tiếp xúc;

- Cường độ chịu nén tối thiểu;

- Cường độ chịu uốn tối thiểu;

- Tỷ lệ nước/ xi măng tối đa;

- Hàm lượng lỗ rỗng.

Cần xem xét các khuyến nghị sau đây:

- Cường độ chịu nén tối thiểu cấp C 30/37 hoặc cấp tương đương;

- Cường độ chịu uốn tối thiểu cấp F4,5 (4,5 N/mm²) hoặc cấp tương đương;

- Tỷ lệ nước/ xi măng nhỏ hơn 0,45 (co ngót);

- Hàm lượng xi măng tối thiểu 340 kg/m³;

- Sử dụng xi măng có độ kiềm thấp với tổng hàm lượng kiềm, tính theo Na₂O tương đương, nhỏ hơn hoặc bằng 0,8 % và hàm lượng SO₃ nhỏ hơn hoặc bằng 3,0 %;

- Tổng khối lượng kiềm phản ứng trong bê tông không được vượt quá 3,0 kg/m³;

- Xi măng poóc lăng loại CEM I hoặc loại tương đương.

Xi măng không phải là loại CEM I thì chỉ nên được sử dụng nếu độ bền của lớp mặt đường được chứng minh.

10.2.3  Yêu cầu chức năng

10.2.3.1  Quy định chung

Đối với thiết kế liên tục và đổ bê tông lớp mặt đường theo hướng dọc, phải lựa chọn các biện pháp kiểm soát nứt.

Ứng xử nứt của lớp mặt đường bê tông phải được tích hợp trong thiết kế lớp mặt đường bằng các biện pháp kiểm soát chiều rộng vết nứt, xem 6.6.5.2 đối với CRCP và/ hoặc bằng cách đưa vào các mối nối gắn chất bịt kín, xem 6.6.5.3 đối với CRCP có mối nối.

10.2.3.2  Lớp mặt đường bê tông cốt thép liên tục

Các thanh cốt thép dọc và ngang phải được lắp đặt ở giữa hoặc ở gần giữa lớp bê tông (gần với trục trung hòa của lớp) để kiểm soát nứt do co ngót và sự giảm nhiệt và để truyền tải trọng thẳng đứng tại vết nứt.

Cốt thép dọc và ngang không phải chịu các mô men uốn tác động bởi tải trọng đoàn tàu hoặc các tác động của môi trường.

Do đó, cường độ chịu uốn do mỏi, xem 6.6.5.2, phải được sử dụng làm các tiêu chí thiết kế.

Chiều rộng vết nứt lớn nhất không được vượt quá 0,5 mm, trừ khi được quy định khác.

Lượng cốt thép điển hình là như sau (nhưng không giới hạn):

- Từ 0,8 % đến 0,9 % tiết diện lớp mặt đường bê tông đối với CRCP;

- Từ 0,4 % đến 0,5 % tiết diện lớp mặt đường bê tông đối với CRCP có mối nối;

- Có thể có các thiết kế khác.

Hiệu quả và độ bền của việc truyền tải thẳng đứng tại vết nứt đòi hỏi đường kính cốt thép tối thiểu, ví dụ: đường kính 20 mm đối với thanh cốt thép dọc.

Phải sử dụng cốt thép có gờ với cấp ít nhất là B 500 hoặc cấp tương đương và phải tuân theo EN 10080 hoặc TCVN 1651:2018.

10.2.3.3  Lớp mặt đường bê tông không cốt thép

Lớp mặt đường bê tông không cốt thép phải được thiết kế sao cho vết nứt được kiểm soát bằng các mối nối (lớp mặt đường bê tông không cốt thép có mối nối - JPCP).

Không chấp nhận các vết nứt bên ngoài các mối nối, trừ khi chức năng và độ bền của hệ thống được chứng minh trong các điều kiện của dự án.

Các mối nối phải được thiết kế phù hợp và phải được cung cấp chất bịt kín mối nối để bảo vệ kết cấu không bị nước xâm nhập (các vết nứt dọc theo mối nối có thể rộng hơn 0,5 mm) và để đạt được sự truyền đủ tải trọng thẳng đứng tại mối nối, ví dụ bằng các thanh chốt.

Thiết kế mối nối tốt nhất nên sử dụng các tấm hình vuông.

Chiều dài tấm không được vượt quá 25 lần chiều dày lớp mặt đường.

Không cho phép có các mối nối dọc, ngoại trừ ở giữa các đường ray.

Các thanh chốt phải tuân theo EN 13877-3.

Trừ khi được quy định khác, đường kính tối thiểu phải là 25 mm và chiều dài phải là 500 mm.

Nhu cầu về cốt thép cục bộ hoặc cốt thép từng phần phải được quyết định dựa trên thiết kế riêng.

10.2.3.4  Lớp mặt đường bê tông không có các cấu kiện đúc sẵn

Thiết kế phải theo 5.2.1 (gối đỡ ray liên tục) hoặc 5.2.2.4 (các vị trí đặt ray không liên tục).

Vật liệu phải theo 10.2.2, các yêu cầu chức năng phải theo 10.2.3.

Thiết kế này bỏ qua cấu kiện đúc sẵn của hệ thống con.

Do đó, lớp mặt đường bê tông phải cung cấp tất cả các chức năng của các cấu kiện đó, ví dụ như tà vẹt, liên quan đến căn chỉnh ray chính xác và chuyển tải trọng an toàn và đầy đủ từ ray xuống kết cấu dưới.

Ngoài các yêu cầu của 10.2.3, phải áp dụng yêu cầu sau:

- Đối với hệ thống đường ray không đá ba lát sử dụng các vị trí đặt ray không liên tục, được kết nối trực tiếp với lớp mặt đường bê tông (CRCP), phải chứng minh rằng diện tích tiếp xúc của phụ kiện liên kết (đặc biệt là các kết nối, ví dụ như các chốt) không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng nứt của lớp mặt đường bê tông (CRCP).

Có thể yêu cầu kiểm soát nứt đối với CRCP, ví dụ: bằng cách sử dụng các mối nối.

Các mối nối có thể yêu cầu chất bịt kín (xem JPCP), phụ thuộc vào chiều rộng vết nứt dự đoán, ví dụ chiều rộng vết nứt dự đoán lớn hơn 0,5 mm cần phải trám kín mối nối;

- Đối với hệ thống ray được đỡ liên tục, vết nứt ngẫu nhiên của CRCP có thể được chấp nhận trừ khi được quy định khác;

- Ngoài CRCP, có thể sử dụng các loại lớp mặt đường khác.

Phải chứng minh rằng tất cả các yêu cầu liên quan đến hình học đường ray đều được đáp ứng trong suốt thời gian sử dụng.

10.2.3.5  Lớp mặt đường bê tông đỡ các cấu kiện đúc sẵn (tà vẹt)

Thiết kế phải theo 5.2.2.1.

Vật liệu phải theo 10.2.2, yêu cầu chức năng phải theo 10.2.3.

Lớp mặt đường bê tông đỡ các cấu kiện đúc sẵn (các tà vẹt đặt trên đỉnh lớp mặt đường, không được tích hợp) phải được bố trí các giao diện/ kết nối để chịu các lực ngang, lực dọc tác động bởi đoàn tàu chạy qua và ảnh hưởng của điều kiện khí hậu tác động đến cấu kiện đúc sẵn, xem 6.2 của TCVN 13937-1:2024.

Truyền tải trọng thẳng đứng tại vị trí tiếp xúc giữa cấu kiện đúc sẵn và bê tông phải trơn tru và đồng đều, một lớp trung gian, ví dụ như vải địa kỹ thuật, có thể được yêu cầu.

Thiết kế hệ thống đường ray không đá ba lát phải chứng minh dung sai trên bề mặt lớp mặt đường cũng như trong cấu kiện đúc sẵn (chiều cao tà vẹt) được bù như thế nào, ví dụ bằng cách đưa vào một lớp trung gian.

Lớp mặt đường bê tông đỡ các cấu kiện đúc sẵn (tà vẹt) phải được thiết kế dưới dạng lớp mặt đường liên tục hoặc lớp mặt đường không liên tục, có mối nối.

10.2.3.6  Lớp mặt đường bê tông với cấu kiện đúc sẵn được tích hợp độc lập với kết cấu mặt đường

Cấu kiện đúc sẵn đề cập trong điều này và được thiết kế để được tích hợp vào lớp mặt đường bê tông được xác định trong Điều 9.

Thiết kế chính phải theo 5.2.2.2.

Vật liệu phải theo 10.2 2, yêu cầu chức năng phải theo 10.2.3.

Lớp mặt đường bê tông phải giữ các cấu kiện đúc sẵn ở vị trí hình học của chúng và truyền tất cả các tải trọng do phương tiện giao thông và môi trường gây ra đến lớp đỡ mặt đường bê tông.

Các cấu kiện được tích hợp trong lớp mặt đường bê tông có thể cung cấp độ đàn hồi của đường ray theo yêu cầu.

Việc tách cấu kiện đúc sẵn khỏi bê tông của lớp mặt đường bê tông phải được thực hiện bằng bộ phận bao quanh phần cấu kiện đúc sẵn được tích hợp trong lớp mặt đường.

Thiết kế lớp mặt đường bê tông phải không có tác động tiêu cực đến độ bền và chức năng của các cấu kiện đúc sẵn và giữ cho các cấu kiện được tích hợp không có vết nứt.

10.2.3.7  Lớp mặt đường bê tông với cấu kiện đúc sẵn được tích hợp liền khối

Các cấu kiện đúc sẵn đề cập trong điều này và được thiết kế để tích hợp vào lớp mặt đường bê tông được xác định trong Điều 9.

Thiết kế phải theo 5.2.2.3.

Vật liệu phải theo 10.2.2, yêu cầu chức năng phải theo 10.2.3.

Cấu kiện đúc sẵn tích hợp hoạt động kết hợp với lớp mặt đường (xem các cấu kiện đúc sẵn).

Do đó, lớp mặt đường phải đáp ứng các yêu cầu bổ sung sau:

- Lớp mặt đường bê tông phải được thiết kế sao cho không có tác động tiêu cực đến cấu kiện đúc sẵn liên quan đến chức năng trong suốt thời gian sử dụng;

- Cấu kiện tích hợp phải không được có vết nứt (có thể cần phải kiểm soát sự hình thành vết nứt đối với CRCP) trừ khi vết nứt có kiểm soát của cấu kiện đúc sẵn được tích hợp trong thiết kế của nó;

- Liên kết giữa cấu kiện được tích hợp và lớp mặt đường bê tông là cần thiết trong trường hợp cấu kiện được tích hợp không được thiết kế để tự nó chịu tải trọng giữa ray và kết cấu đỡ.

Phải đạt được kết cấu liền khối.

Phải chứng minh làm thế nào để đạt được sự liên kết giữa các cấu kiện được tích hợp trong lớp mặt đường bê tông cốt thép liên tục.

Có thể sử dụng loại lớp mặt đường khác với CRCP.

Phải chứng minh rằng tất cả các yêu cầu liên quan đến hình học đường ray đều được đáp ứng trong suốt thời gian sử dụng.

10.3  Lớp mặt đường nhựa

10.3.1  Áp dụng

Thiết kế phải theo 5.2.2.1.

Lớp mặt đường nhựa chỉ được sử dụng để đỡ các cấu kiện đúc sẵn (ví dụ các tà vẹt, khối đỡ, tấm hoặc các cấu kiện khác), có khả năng cung cấp hướng tuyến đường ray chính xác, khổ đường và độ nghiêng của ray trong suốt thời gian sử dụng.

Lớp mặt đường nhựa không được sử dụng để cố định trực tiếp các phụ kiện liên kết, ví dụ do đặc tính nhớt của chất kết dính nhựa đường.

Tải trọng phải được phân bố bằng các cấu kiện đúc sẵn (ví dụ các tà vẹt, khối đỡ, tấm,...) vào lớp mặt đường nhựa.

Các khu vực tiếp xúc như vậy phải được thiết kế thích hợp để hạn chế ứng suất tiếp xúc bằng kích thước và các đặc tính phù hợp.

Do các lực nâng lên và chuyển vị thẳng đứng tác động bởi ứng xử uốn của ray (không bị hạn chế bởi vật liệu nhựa đường), nên bề mặt tiếp xúc giữa lớp nhựa đường và cấu kiện đúc sẵn có thể yêu cầu một lớp trung gian (ví dụ: vải địa kỹ thuật, vải không dệt, ...).

Ứng suất tiếp xúc tác động bởi tải trọng đoàn tàu lên đỉnh của lớp mặt đường nhựa phải đồng đều và thấp hơn 0,5 N/mm².

10.3.2  Thiết kế

Thiết kế (và thi công) lớp mặt đường nhựa có thể tuân theo các tiêu chuẩn hiện hành cho mặt đường nhựa của đường ô tô.

Các yêu cầu đặc biệt đối với việc áp dụng hệ thống đường ray không đá ba lát là:

- Tải trọng tĩnh và động cao hơn;

- Thời gian sử dụng (tuổi thọ) dài hơn.

Trừ khi được quy định khác, biến dạng dẻo của lớp nhựa đường (theo phương thẳng đứng và phương ngang) do độ nhớt của vật liệu nhựa đường, tải trọng nhiệt độ và bức xạ mặt trời phải được kiểm soát bằng lớp phủ bề mặt.

Biện pháp này cũng cải thiện khả năng hấp thụ tiếng ồn.

Có thể sử dụng thiết bị hấp thụ tiếng ồn, đá ba lát và các thành phần hoặc vật liệu khác.

Để ngăn sự xâm nhập của oxy và nước, có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình lão hóa nhựa đường, lớp trên cùng phải được thi công với độ chặt cao hơn và độ rộng nhỏ hơn so với các lớp bên dưới, xem Bảng 2.

Để đạt được khả năng chịu lực và hình dạng bề mặt theo yêu cầu, lớp mặt đường nhựa phải được thi công theo một trình tự nhất định của các lớp, có chức năng, vật liệu và tính chất khác nhau.

Dính bám giữa các lớp để đạt được kết cấu liền khối có thể được thực hiện theo các tiêu chuẩn hiện hành cho mặt đường nhựa của đường ô tô.

CHÚ THÍCH: Tổng chiều dày điển hình của lớp mặt đường nhựa là 300 mm.

Trong trường hợp lớp mặt đường nhựa được đỡ bởi lớp vật liệu xi măng, thì nguy cơ nứt phản xạ phải được bảo đảm bằng các biện pháp theo 10.4.

10.3.3  Yêu cầu hình học

Thiết kế hệ thống đường ray không đá ba lát phải chứng minh các dung sai trên bề mặt lớp mặt đường cũng như ở chiều cao tà vẹt hoặc tấm được bù như thế nào.

Bề mặt của lớp mặt đường nhựa phải được thiết kế theo yêu cầu hình học của các cấu kiện (ví dụ các tà vẹt, khối đỡ, tấm,...) phân bố tải trọng đến lớp mặt đường nhựa.

10.3.4  Vật liệu nhựa đường và thiết kế hỗn hợp

Lớp mặt đường nhựa phải được thiết kế bằng các vật liệu và hỗn hợp đáp ứng các yêu cầu về khả năng chống lại:

- Biến dạng lâu dài;

- Mỏi;

- Nứt ở nhiệt độ thấp.

Có thể chọn vật liệu nhựa đường và cốt liệu theo các tiêu chuẩn hiện hành cho mặt đường nhựa của đường ô tô, sử dụng giả thuyết tải trọng lớn, đặc biệt.

Hỗn hợp nhựa đường phải được thực hiện với độ chặt cao (phải đạt được độ rỗng tối thiểu của lớp cuối cùng) và độ ổn định Marshall cao.

Nên sử dụng nhựa đường biến tính polymer (PmB) theo EN 14023 và cốt liệu đá dăm có kích thước hạt lớn hơn 2 mm (bột đá).

Thử nghiệm ban đầu là bắt buộc.

10.3.5  Vật liệu cho lớp mặt

Vật liệu thích hợp cho lớp mặt là hỗn hợp nhựa đường có độ ổn định (S) cao theo EN 13108- 1:2016 và ma tít nhựa đá (dăm (SMA) theo EN 13108-5:2016.

Nên sử dụng nhựa đường biến tính polymer (PmB) theo EN 14023 hoặc tiêu chuẩn tương đương.

Lớp mặt phải có độ chặt cao.

Điều này có thể đạt được bằng hàm lượng chất kết dính cao, đại lượng này phải được xác định khi xem xét ảnh hưởng của nó đến từ biến, đặc biệt là ở nhiệt độ cao.

10.3.6  Yêu cầu đối với các lớp

Lớp mặt đường nhựa phải bao gồm các lớp được chỉ ra trong Bảng 2 nhưng không giới hạn ở các lớp này.

Bảng 2 - Yêu cầu đối với các lớp

Cốt liệu cho lớp mặt đường nhựa phải đáp ứng yêu cầu theo EN 1097-6 và prEN 13043:2015.

10.4  Lớp móng vật liệu rời, móng gia cố vô cơ và móng gia cố nhựa đường

10.4.1  Ứng dụng

Các lớp móng được xây dựng như một phần của kết cấu mặt đường nhiều lớp (làm bằng bê tông hoặc nhựa đường) hoặc làm lớp đỡ cho các tấm đúc sẵn (xem các cấu kiện đúc sẵn).

Các lớp móng phải được thiết kế để đóng góp đầy đủ vào khả năng chịu lực của hệ thống và phải đáp ứng yêu cầu về khả năng chống sương giá.

Tổng chiều dày tối thiểu của tất cả các lớp bảo vệ sương giá của kết cấu tầng trên phải theo độ sâu thâm nhập của sương giá.

Các lớp mỏng được đặt trên kết cấu dưới và có thể bao gồm các lớp khác nhau, như lớp vật liệu rời, lớp gia cố vô cơ hoặc lớp gia cố nhựa đường hoặc kết hợp các lớp.

Việc kết hợp các lớp bằng các chất dính kết khác nhau có thể yêu cầu các biện pháp, ví dụ để kiểm soát nứt phản xạ.

Lớp móng vật liệu rời được sử dụng để đỡ trực tiếp lớp mặt đường bê tông phải được thiết kế như lớp móng đá dăm theo 10.4.6 để chịu các tác động ăn mòn.

10.4.2  Lớp móng gia cố vô cơ

Vật liệu lớp móng gia cố vô cơ bao gồm hỗn hợp của cốt liệu, xi măng hoặc chất kết dính thủy hóa (HRB) và nước, có thể có chất phụ gia.

Hỗn hợp gia cố vô cơ phải phù hợp với các phần liên quan của EN 14227-1 tùy thuộc vào loại chất dính kết được sử dụng.

Cốt liệu dùng cho vật liệu gia cố vô cơ phải phù hợp với EN 13242.

Lớp gia cố vố cơ phải được thiết kế như lớp móng gia cố xi măng (CTB) hoặc các lớp bê tông thường bố trí các rãnh khía để kiểm soát nứt và nguy cơ nứt phản xạ trong hệ thống con bên trên.

Nếu các rãnh khía không được tạo ra ngay sau khi thi công lớp gia cố vô cơ, thì phải kiểm tra các biện pháp để kiểm soát nứt trước khi lắp đặt hệ thống con bên trên.

Ngoài ra, phải sử dụng lớp ngăn cách (ví dụ như vải địa kỹ thuật) giữa hệ thống con bên trên và lớp mỏng gia cố vô cơ để tránh nứt phản xạ.

Nếu lớp mỏng gia cố vô cơ đỡ JPCP thi phải tạo ra các rãnh khía theo sơ đồ bố trí mối nối của lớp mặt đường bê tông, hoặc sử dụng lớp ngăn cách (ví dụ như vải địa kỹ thuật) giữa lớp mặt đường bê tông và lớp móng gia cố vô cơ để tránh nứt phản xạ.

Nếu lớp móng gia cố vô cơ đỡ lớp mặt đường nhựa, thì phải tạo ra các rãnh khía trong lớp móng gia cố vô cơ.

Khoảng cách giữa các rãnh khía không được vượt quá 5 m và chiều dày tối thiểu của lớp mặt đường nhựa phải là 14 cm.

10.4.3  Lớp móng gia cố xi măng

Các yêu cầu sau đây phải được đáp ứng:

- Độ chặt proctor ≥ 98 %;

- Cường độ chịu nén:

○ Bên dưới lớp mặt đường nhựa:

Giá trị mục tiêu 7 N/mm² sử dụng mẫu thí nghiệm proctor có chiều cao/ đường kính = 125 mm/150 mm;

○ Bên dưới lớp mặt đường bê tông:

≥ 15 N/mm² sử dụng mẫu thí nghiệm proctor có chiều cao/ đường kính = 125 mm/150 mm;

- Hàm lượng xi măng tối thiểu ≥ 3 %.

10.4.4  Lớp móng bê tông

Bê tông phải phù hợp với EN 206 hoặc tiêu chuẩn tương đương.

Vật liệu phải được quy định theo các điều kiện môi trường và yêu cầu của dự án.

Nên xem xét các khuyến nghị sau đây:

- (Rc) loại từ C12/15 đến C20/25 hoặc cấp tương đương;

- Cốt liệu theo EN 12620 hoặc TCVN 7570:2006.

10.4.5  Lớp móng nhựa đường

Lớp móng nhựa đường có thể được sử dụng để đỡ:

- Tấm bê tông (xem các cấu kiện đúc sẵn) hoặc lớp mặt đường bê tông;

- Lớp mặt đường nhựa, xem 10.3.

Trong trường hợp này, lớp móng nhựa đường là phần dưới cùng của lớp mặt đường nhựa.

Vật liệu sử dụng là bê tông nhựa (AC) hoặc nhựa đường cán nóng bao gồm cốt liệu và chất kết dính, có thể có chất phụ gia.

10.4.6  Lớp móng vật liệu rời

Vật liệu của lớp không gia cố bao gồm hỗn hợp vật liệu rời (cốt liệu tổng hợp đá dăm tự nhiên) phải phù hợp với EN 13285 hoặc tiêu chuẩn tương đương, và tuân theo các tiêu chí nghiệm thu.

Cốt liệu cho hỗn hợp vật liệu rời phải phù hợp với EN 13242 hoặc tiêu chuẩn tương đương.

Các bộ phận địa kỹ thuật tổng hợp, ví dụ như vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật có thể được chôn trong hoặc đặt dưới lớp vật liệu rời.

Tính chất vật liệu của các bộ phận địa kỹ thuật tổng hợp phải tuân theo các tiêu chuẩn liên quan và thiết kế chúng phải dựa trên các điều kiện địa phương.

Trừ khi được quy định khác, lớp bảo vệ sương giá phải đáp ứng yêu cầu tối thiểu sau đây:

- Độ chặt proctor D_pr = 103 %;

- Mô đun biến dạng E_v2 = 120 N/mm²;

- Độ phẳng của lớp sau cùng: dung sai tối đa là 2 cm theo chiều dài cơ sở tham chiếu 4 m;

- Độ thấm được cung cấp bởi phân phối hạt của hỗn hợp vật liệu;

- Lượng hạt mịn < 0,063 mm không được vượt quá 5 % theo trọng lượng trong hỗn hợp vật liệu, và 7 % theo trọng lượng trong lớp hoàn thiện;

Lớp móng vật liệu rời phải được bao phủ bởi lớp nhựa đường hoặc lớp móng gia cố xi măng.

Trừ khi được quy định khác, yêu cầu tối thiểu là:

- Độ chặt proctor D_pr = 103 %;

- Mô đun biến dạng E_v2 = 150 N/mm²;

- Độ thấm k_t ≥ 5 x 10^-5 m/s;

- Lượng hạt mịn < 0,063 mm, tối đa là 7 % theo trọng lượng;

- Độ phẳng của lớp sau cùng: dung sai tối đa là 2 cm theo chiều dài cơ sở tham chiếu 4 m.

Lớp móng đá dăm, được sử dụng làm nền đỡ trực tiếp lớp mặt đường bê tông phải đáp ứng các yêu cầu đặc biệt để cung cấp khả năng chống biến dạng cao.

Trừ khi được quy định khác, yêu cầu tối thiểu là:

- Độ chặt proctor D_pr = 103 %;

- Mô đun biến dạng E_v2 = 150 N/mm²;

- Chỉ số CBR ≥ 80 % theo EN 13286-47 (cốt liệu > 22 mm được tách riêng trước khi thí nghiệm) để chứng minh vật liệu của lớp có đủ độ ổn định;

- Độ thấm k_t ≥ 5 x 10^-5 m/s;

- Lượng hạt mịn < 0,063 mm tối đa là 3 % theo trọng lượng trong hỗn hợp vật liệu, và 5 % theo trọng lượng sau khi đầm chặt lớp;

- Độ phẳng của lớp sau cùng: dung sai tối đa là 2 cm theo chiều dài cơ sở tham chiếu 4 m.

11  Lớp trung gian

11.1  Chức năng của lớp trung gian

Khi thiết kế hệ thống đường ray không đá ba lát, phải xem xét các tính chất kết hợp từ tất cả các lớp trung gian nếu áp dụng cho thiết kế hệ thống đường ray không đá ba lát, ví dụ việc sử dụng một lớp để cách điện cần phải xét đến tính chất ma sát do sử dụng lớp này.

Có thể sử dụng các lớp trung gian cho hệ thống đường ray không đá ba lát để đáp ứng các nhiệm vụ khác nhau:

- Giảm rung động:

Việc giảm rung động có thể đạt được thông qua việc tách đàn hồi hệ thống dường ray không đá ba lát bằng cách sử dụng lớp đàn hồi giữa hệ thống đường ray không đá ba lát và kết cấu dưới và/ hoặc lớp đàn hồi được tích hợp trong hệ thống đường ray không đá ba lát.

Các tính chất vật liệu của lớp đàn hồi phải được tính đến khi thiết kế hệ thống.

- Phân bố tải trọng và/ hoặc làm giảm các lực của đường ray:

Khả năng phân bố tải trọng đồng đều hơn của lớp đàn hồi dẫn đến làm giảm các tải trọng động tập trung.

- Cách điện để đáp ứng các yêu cầu trong 6.9 của TCVN 13937-1:2024;

- Làm mất kết dính:

Có thể cần phải cung cấp các chuyển vị ngang và/ hoặc các chuyển vị vi sai ngang giữa các hệ thống con khác nhau, ví dụ: do các biến dạng cơ học hoặc biến dạng nhiệt giữa các hệ thống con hoặc giữa hệ thống đường ray không đá ba lát và kết cấu dưới.

Các lớp tạo phẳng có thể được sử dụng để bù các dung sai nhất định bằng cách sử dụng các cấu kiện đúc sẵn.

11.2  Ảnh hưởng của các lớp trung gian đến hệ thống đường ray không đá ba lát

Các lớp trung gian nói chung và đặc biệt là các lớp trung gian đàn hồi có ảnh hưởng quyết định đến hệ thống đường ray không đá ba lát.

Do đó, các tác động lên hệ thống do áp dụng các lớp trung gian phải được tính đến.

Điều này có thể bao gồm:

- Các lớp trung gian có thể ảnh hưởng đến các hệ thống con và các thành phần như hệ thống thoát nước và đường đi của cáp;

- Ảnh hưởng đến độ cứng chung của đường ray của lớp trung gian đàn hồi;

- Các lớp trung gian phải xử lý tất cả các tải trọng được truyền giữa các hệ thống con theo thiết kế hệ thống.

CHÚ THÍCH: Các lớp trung gian có thể dẫn đến sự tăng tải trọng của các hệ thống con hoặc các thành phần như ray, phụ kiện liên kết, tấm gây ra bởi độ võng bổ sung do sử dụng lớp đàn hồi.

Nếu các yêu cầu về độ ổn định của đường ray không được đáp ứng chỉ bởi lớp trung gian, thì phải đưa ra các biện pháp bổ sung, ví dụ như các khóa chống cắt, để chịu các tải trọng ngang tác dụng dọc theo các lớp ngăn cách.

Đối với lớp đàn hồi, các khóa chống cắt phải được tách một cách đàn hồi khỏi tấm.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Tải trọng phương tiện thẳng đứng

A.1  Phân bố tải trọng phương tiện đường sắt theo phương thẳng đứng và tính tải trọng tại vị trí đặt ray

A.1.1  Quy định chung

Phân bố theo phương dọc của các tải trọng bánh xe do các ray giữa các vị trí đặt ray/ các đoạn ray đặt chìm dọc theo đường ray phải được tính toán bằng cách sử dụng mô hình “dầm đàn hồi trên nền đỡ đàn hồi” (phương pháp Winkler/ Zimmermann).

Phải tính đến ảnh hưởng của tất cả các thành phần của đường ray đàn hồi.

Phải chú ý đến độ cứng (c_tot) cho một gối đỡ ray.

Độ cứng (c_tot) cho một gối đỡ ray:

Trong đó:

c_tot  Độ cứng, (N/mm);

c₁  Độ cứng quyết định (độ cứng tấm đệm) của phụ kiện liên kết quy định cho tải trọng động và điều kiện nhiệt độ thấp, (N/mm);

c₂  Độ cứng của cấu kiện đàn hồi bổ sung (ví dụ như khối đỡ đặt trong vỏ bọc) đỡ vị trí đặt ray (nếu áp dụng), (N/mm);

Chiều dài đàn hồi (L_el) của dầm Winkler:

Trong đó:

L_el  Chiều dài đàn hồi, (mm);

E_R  Mô đun đàn hồi của ray, (N/mm²), (thường E_R = 210 000 N/mm²);

I_R  Mô men quán tính theo phương đứng của ray, (mm⁴);

α  Khoảng cách vị trí đặt ray hoặc chiều dài đoạn ray đặt chìm, (mm).

A.1.2  Tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) (N)

A.1.2.1  Quy định chung

Tải trọng tại vị trí đặt ray (P_j) (N) được tính dựa trên độ võng của ray tại vị trí đặt ray (i).

Sơ đồ tải trọng tác động lên ray phải được bố trí sao cho tải trọng tối đa tại vị trí đặt ray (P₀) (N) sẽ được xác định tại vị trí đặt ray (0) (tải trọng bánh xe tập trung trên vị trí đặt ray (0)).

Tải trọng trục đối xứng và hình dạng vị trí đặt ray đơn giản hóa có thể được áp dụng do tạo ra tải trọng lớn hơn cho kết cấu đỡ.

CHÚ DẪN

1  Chiều rộng tấm/ lớp mặt đường

2  Ray trái

3  Ray phải

a  Khoảng cách vị trí đặt ray hoặc chiều dài tham chiếu của đoạn ray đặt chìm 650 mm

Hình A.1 - Bố trí vị trí đặt ray (phương pháp đối xứng)

CHÚ DẪN:

a  Khoảng cách vị trí đặt ray hoặc chiều dài tham chiếu của đoạn ray đặt chìm

Hình A.2 - Ví dụ: tải trọng trục và hình dạng vị trí đặt ray đối với sơ đồ tải trọng UIC 71 (phương pháp đối xứng)

A.1.2.2  Độ võng ray (y₀) (mm) đối với tải trọng bánh xe đơn (Q₀) (N) tác dụng trên vị trí đặt ray

Trong đó:

A  Tải trọng trục, (N);

k_q  Hệ số làm tăng tải trọng tĩnh của bánh xe do tải trọng thẳng đứng bổ sung (tải trọng giả tĩnh bổ sung của bánh xe tác dụng lên ray lưng dọc theo đường cong), xem 5.1.2.5 của TCVN 13937-1:2024;

k_d  Hệ số tải trọng động, xem 5.1.2.6 của TCVN 13937-1:2024.

A.1.2.3  Độ võng ray bổ sung do ảnh hưởng (η_i) của tải trọng bánh xe bổ sung (i) tại vị trí (x_i)

Trong đó:

ζ  Được đo bằng (rad);

x₁  Khoảng cách giữa vị trí đặt ray (0) và vị trí tải trọng bánh xe (i), (mm).

A.1.2.4  Tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) (N) do tải trọng bánh xe (Q_i) (N)

Trong đó:

c_tot  Độ cứng, (N/mm);

y_i  Độ võng của ray tại vị trí tải trọng bánh xe (i).

A.1.3  Tải trọng tại vị trí đặt ray (P_j) (N) do tải trọng bánh xe (Q_i) (N)

CHÚ DẪN:

1  Chiều rộng tấm/ lớp mặt đường

2  Ray trái

3  Ray phải

Hình A.3 - Bố trí vị trí đặt ray (phương pháp đối xứng)

Tải trọng tại vị trí đặt ray (P_j) (N) cho cả hai ray được cho bởi:

Đối với tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) đối diện (ray bụng dọc theo đường cong hoặc ray trái như minh họa ở Hình A.3), tải trọng tại vị trí đặt ray giảm theo hệ số (2 - k_q ), theo 5.1.2.5 của TCVN 13937-1:2024, được khuyến nghị sử dụng.

A.2  Mô men uốn ray và ứng suất uốn tại đế ray

A.2.1  Mô men uốn ray (M₀) (N.mm)

Mô men uốn ray (M₀) (N.mm) đối với tải trọng động của bánh xe (Q₀) (N) là:

Như đã xác định trước đó:

Trong đó:

A  Tải trọng trục, (N);

k_q  Hệ số làm tăng tải trọng tĩnh của bánh xe do tải trọng thẳng đứng bổ sung (tải trọng giả tĩnh bổ sung của bánh xe tác dụng lên ray lưng dọc theo đường cong), xem 5.1.2.4 của TCVN 13937-1:2024;

k_d  Hệ số tải trọng động, xem 5.1.2.5 của TCVN 13937-1:2024.

A.2.2  Ứng suất uốn tại đế ray (σ₀) (N/mm²)

Ảnh hưởng (μ_i) của vị trí trục bánh xe (x_i) (mm):

Trong đó:

L_el  Chiều dài đàn hồi của hệ thống dầm, (mm);

x_i  Khoảng cách giữa vị trí đặt ray (0) và vị trí tải trọng bánh xe (i), (mm).

Ứng suất uốn tại đế ray (σ₀) (N/mm²) là:

Trong đó:

W_F Mô men tĩnh (mô men kháng uốn) của ray tại phía dưới đế ray, (mm³);

Phụ lục B

(Tham khảo)

Tính toán thiết kế chiều dày cho tấm, lớp mặt đường, tấm dạng khung, dầm

B.1  Quy định chung

B.1.1  Giới thiệu

Nguyên tắc sau đây nên được áp dụng để tính toán thiết kế đối với các tấm, lớp mặt đường, tấm dạng khung hoặc dầm đỡ ray hoặc các hệ thống con khác.

Ứng suất kéo quyết định tác động bởi các tải trọng khác nhau (ví dụ như tải trọng phương tiện giao thông và tải trọng nhiệt độ) có thể được xác định riêng rẽ và cuối cùng được cộng tác dụng.

Cường độ chịu kéo uốn đối với tải trọng phương tiện dao động được tính toán dựa trên các ứng suất không đổi theo thời gian đã cho (ví dụ: tải trọng nhiệt độ) và phải cao hơn ứng suất do tải trọng phương tiện giao thông.

Mô men uốn do các tải trọng tại vị trí đặt ray, xem 6.6.2.1.

Để xác định các tải trọng tại vị trí đặt ray, xem Phụ lục A.

Mô hình để tính toán phân tích là “dầm vô hạn (phương pháp Zimmermann) hoặc tấm/ lớp mặt đường vô hạn (phương pháp Westergaard) trên nền đỡ đàn hồi (Winkler)”.

Trong đó:

p  Ứng suất tiếp xúc tại vị trí đặt ray;

P₀ Tải trọng tại vị trí đặt ray;

r  Bán kính tương đương của diện tích tiếp xúc của vị trí đặt ray.

CHÚ DẪN:

1  Dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường bê tông

2  Lớp vật liệu hạt rời

Hình B.1 - Dầm vô hạn hoặc tấm/ lớp mặt đường trên nền đỡ đàn hồi

B.1.2  Chiều dày có hiệu của lớp mặt đường (h₁) (mm)

Chiều dày của dầm thiết kế (phương pháp Zimmermann) và tấm/ lớp mặt đường (phương pháp Westergaard) (h₁) (mm) phải lấy giá trị nhỏ hơn của:

Khoảng cách được đo từ đáy của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường đến phụ kiện liên kết hoặc lớp trung gian ở trên đỉnh, và khoảng cách được đo từ đáy đến đỉnh của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường bê tông.

Thiết kế của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường cần được xác định rõ ràng theo các hình dạng sau:

a) Các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được thiết kế như lớp mặt đường hoặc trên lớp mặt đường bê tông, xem 5.2.2.3 và 5.2.2.4.

b) Các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được đỡ bởi lớp mặt đường, xem 5.2.2.1

c) Các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được tích hợp liền khối trong lớp mặt đường, xem 5.2.2.3.

d) Ray đặt chìm hoặc cấu kiện đúc sẵn đặt chìm, xem 5.2.1.

Diện tích tiếp xúc hoặc diện tích bề mặt chịu tải (A_LS) (mm²) phải tính bằng cách sử dụng dấu vết của kết cấu phía trên (lớp trung gian, tà vẹt, khối đỡ, ...) trên dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường ở cao độ (h₁) phía trên đáy tấm.

CHÚ DẪN:

1  Kích thước mặt bên sử dụng để tính diện tích tiếp xúc (A_LS)

2  Đỉnh của tấm/ lớp mặt đường

3  Lớp móng gia cố xi măng, lớp móng nhựa đường

4  Lớp vật liệu hạt rời

5  Kết cấu dưới

 Lớp trung gian

a  Các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn thiết kế như lớp mặt đường hoặc trên lớp mặt đường bê tông

b  Các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được đỡ bởi lớp mặt đường

c  Các vị trí đặt ray không liên tục trên cấu kiện đúc sẵn được tích hợp liền khối trong lớp mặt đường

d  Ray đặt chìm hoặc cấu kiện đúc sẵn đặt chìm

Hình B.2 - Chiều dày có hiệu của lớp mặt đường (kết cấu phân lớp)

B.1.3  Mô đun nền (k) (N/mm³)

B. 1.3.1  Quy định chung

Mô đun nền (k) (N/mm³) phải được xác định tại vị trí tiếp xúc giữa dầm hoặc tấm / lớp mặt đường và lớp vật liệu rời đỡ tấm/ lớp mặt đường.

Nếu có thể, phải xác định mô đun nền (k) dựa trên các phép đo.

Trong đó:

Δσ_z Biến đổi ứng suất thẳng đứng tác dụng, (N/mm²);

Δz Biến đổi chuyển vị thẳng đứng đo được, (mm).

Nếu không, phải áp dụng mô đun nền đã tính toán phù hợp với B.1.3.2, B.1.3.3 và B.1.3.4.

B.1.3.2  Mô đun nền (k) (N/mm³) đối với dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường trên kết cấu dưới

CHÚ DẪN:

1  Dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường bê tông

2  Lớp vật liệu hạt rời hoặc kết cấu dưới

Hình B.3 - Mô hình tấm/ lớp mặt đường

Chiều cao tương đương (mm) của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường có cùng khả năng chịu lực với bán không gian bên dưới bằng (h*₁):

Trong đó:

h₁  Chiều dày có hiệu của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường, (mm);

E₁  Mô đun đàn hồi của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường, (N/mm²);

E₂  Mô đun đàn hồi của vật liệu hạt rời hoặc kết cấu dưới, (N/mm²);

c = 0,83  Đối với lớp bê tông hoặc lớp kết dính vô cơ;

c = 0,90  Đối với lớp nhựa đường và lớp không dính bám.

B.1.3.3  Mô đun nền (k) (N/mm³) đối với dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường trên lớp móng vật liệu rời và kết cấu dưới

Mô đun nền với lớp móng vật liệu dạng hạt (vật liệu rời) (h₂).

CHÚ DẪN:

1  Kết cấu tầng trên

2  Lớp trên cùng: mô đun đàn hồi (E₁) (dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường bê tông)

3  Lớp móng vật liệu rời: mô đun đàn hồi (E₂)

4  Kết cấu dưới: mô đun biến dạng (E₃)

Hình B.4 - Mô đun nền, lớp móng vật liệu rời

Mô đun nền trên đỉnh của lớp móng vật liệu rời:

Trong đó:

h*₁  Chiều cao tương đương của dầm hoặc tấm / lớp mặt đường có cùng khả năng chịu lực với bán không gian bên dưới, (mm);

h*₂  Chiều cao tương đương của lớp móng vật liệu rời có cùng khả năng chịu lực với bán không gian bên dưới, (mm);

h₁  Chiều dày có hiệu của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường, (mm);

h₂  Chiều dày của lớp móng vật liệu rời, (mm);

E₁, E₂, E₃  Mô đun đàn hồi của bê tông, lớp móng vật liệu rời và kết cấu dưới, (N/mm²);

c = 0,83  Đối với lớp bê tông hoặc lớp kết dính vô cơ;

c = 0,90  Đối với lớp nhựa đường và lớp không dính bám.

B.1.3.4  Mô đun nền (k) (N/mm³) đối với dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường với lớp móng vật liệu gia cố trên kết cấu dưới

CHÚ DẪN:

1  Lớp trên cùng: mò đun đàn hồi (E₁) (dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường bê tông)

2  Lớp móng vật liệu gia cố: mô đun đàn hồi (E₂) (móng gia cố xi măng hoặc móng nhựa đường)

3  Kết cấu dưới: mô đun biến dạng (E₃)

Hình B.5 - Mô đun nền, lớp móng vật liệu gia cố

Mô đun nền, lớp móng vật liệu gia cố:

Trong đó:

h₁  Chiều dày có hiệu của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường, (mm);

h₂  Chiều dày của lớp móng vật liệu rời, (mm);

E₁, E₂, E₃  Mô đun đàn hồi của bê tông, lớp móng vật liệu kết dính và kết cấu dưới, (N/mm²);

c = 0,83  Đối với lớp bê tông hoặc lớp kết dính vô cơ;

c = 0,90  Đối với lớp nhựa đường và lớp không dính bám.

Ví dụ tính toán được cho trong Phụ lục D.

B.1.4  Khả năng chịu lực của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường được đỡ bởi lớp móng vật liệu xi măng hoặc nhựa đường

B.1.4.1  Quy định chung

Khả năng chịu lực của kết cấu nhiều lớp có thể được thể hiện bằng chiều dày tương đương (h).

Ba biến thể hệ thống được xác định là:

- Biến thể I: một lớp (chiều dày h_I) trên kết cấu dưới;

- Biến thể II: nhiều lớp không dính bám (tính chất vật liệu E_i, h_i) với chiều dày tương đương của bán không gian (h_II) trên kết cấu dưới;

- Biến thể III: nhiều lớp dính bám hoàn toàn với (chiều dày các lớp h₁, h₂, ... và mô đun đàn hồi E₁, E₂,....) với chiều dày tương đương của bán không gian (h_III) trên kết cấu dưới.

B.1.4.2  Biến thể II (nhiều lớp không dính bám)

μ = hằng số.

E₁ ≥ E₂ >> E₃ (N/mm²)

CHÚ DẪN:

h₁  Chiều dày có hiệu của lớp mặt đường, (mm);

h₂  Chiều dày lớp móng, (mm);

k  Mô đun nền, (N/mm³);

σ_r1  Ứng suất kéo uốn trong lớp 1, (N/mm²);

σ_r2  Ứng suất kéo uốn trong lớp 2, (N/mm²).

Hình B.6 - Ứng suất của nền, lớp không dính bám

Chiều dày tương đương (h_II):

Trong đó:

h₁ Chiều dày có hiệu của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường, (mm);

h₂ Chiều dày của lớp móng, (mm);

E₁, E₂  Mô đun đàn hồi của lớp bê tông và lớp móng, (N/mm²);

μ  Hệ số poisson của lớp.

Ví dụ tính toán được cho trong Phụ lục D.

B.1.4.3  Biến thể III (nhiều lớp dính bám hoàn toàn)

μ = hằng số.

E₁ ≥ E₂ >> E₃ (N/mm²)

CHÚ DẪN:

h₁  Chiều dày có hiệu của lớp mặt đường, (mm);

h₂  Chiều dày lớp móng, (mm);

k  Mô đun nền (N/mm³);

σ_r1  Ứng suất kéo uốn trong lớp 1, (N/mm²);

σ_r2  Ứng suất kéo uốn trong lớp 2, (N/mm²).

Hình B.7 - Ứng suất của nền, lớp dính bám

Chiều dày tương đương (h_III):

Trong đó:

h₁  Chiều dày có hiệu của dầm hoặc tấm/ lớp mặt đường, (mm);

h₂  Chiều dày của lớp móng, (mm);

E₁, E₂  Mô đun đàn hồi của lớp bê tông và lớp móng, (N/mm²);

μ  Hệ số poisson của lớp.

B.1.5  Tấm trên nền Winkler (phương pháp Westergaard): mô men uốn dọc và ngang cũng như ứng suất kéo tác động bởi tải trọng tại vị trí đặt ray

B.1.5.1  Quy định chung

CHÚ DẪN:

1  Chiều rộng tấm/ lớp mặt đường

2  Ray trái

3  Ray phải

a  Khoảng cách vị trí đặt ray hoặc chiều dài tham chiếu của đoạn ray đặt chìm

Hình B.8 - Hình dạng tải trọng tại vị trí đặt ray

B.1.5.2  Mô men uốn dọc (M_{long,I,II,III}) (N.mm) và mô men uốn ngang (M_lat,I,II,III) (N.mm) do tải trọng tại vị trí đặt ray

B.1.5.2.1  Quy định chung

Mô men uốn dọc (M_{long,I,II,III}) (N.mm) tác động bởi tải trọng phương tiện giao thông tại vị trí đặt ray (0) có thể được tính từ mô men uốn (M_0,I,II,III) (N.mm), do tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) (N), và mô men uốn dọc (M_long,neigh) (N.mm), do tải trọng tại vị trí đặt ray lân cận (P_j) (N).

Mô men uốn ngang (M_lat,I,II,III) (N.mm) tác động bởi tải trọng phương tiện giao thông tại vị trí đặt ray (0) có thể được tính từ mô men uốn (M_0,I,II,III) (N.mm), do tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) (N), và mô men uốn ngang (M_lat,neigh) (N.mm), do tải trọng tại vị trí đặt ray lân cận (P_j) (N),

B.1.5.2.2  Mô men uốn (M_0,I,II,III) (N.mm) do tải trọng tại vị trí đặt ray (P₀) (N)

Sử dụng tính toán của Westergaard, mô men uốn bên trong tấm do tải trọng tại vị trí đặt ray hình tròn tương đương (P₀) được cho trong Công thức (B.13).

(P₀) được biến đổi thành tải trọng hình tròn có cùng diện tích tiếp xúc (A_LS) (bán kính (r)).

Việc áp dụng quy trình tính toán “bên trong tấm” yêu cầu khoảng cách tối thiểu giữa vị trí đặt ray và mép tấm là (0,5 × L_el).

Nếu khoảng cách này nhỏ hơn (0,5 × L_el), thì kiểm tra thiết kế theo B.1.6 (phương pháp Zimmermann) là bắt buộc.

với

Trong đó:

h  Chiều dày tương đương (h_I) hoặc (h_II) hoặc (h_III) của tấm/ lớp mặt đường Winkler, (mm);

E₁  Mô đun đàn hồi của tấm/ lớp mặt đường - lớp 1, (N/mm²);

μ  Hệ số poisson của tấm/ lớp mặt đường - lớp 1;

P₀  Tải trọng tại vị trí đặt ray được tính theo Phụ lục A, (N);

A_LS  Diện tích tiếp xúc, (mm²);

r  Bán kính đối với diện tích hình tròn (A_LS), (mm);

k  Mô đun nền, (N/mm³).

B.1.5.2.3  Mô men uốn dọc (M_long,neigh) (N.mm) và mô men uốn ngang (M_lat,neigh) (N.mm) do tải trọng tại vị trí đặt ray lân cận (P_j) (N)

Tùy thuộc vào chiều dài đàn hồi (L_el), tải trọng tại vị trí đặt ray lân cận (P_j) làm tăng mô men uốn tại vị trí đặt ray (0), xem Hình B.9.

CHÚ DẪN:

1  Chiều rộng tấm/ lớp mặt đường

2  Ray trái

3  Ray phải

Hình B.9 - Hình dạng tải trọng tại vị trí đặt ray

Trong đó:

E₁  Mô đun đàn hồi của tấm/ lớp mặt đường - lớp 1, (N/mm²);

h  Chiều dày của tấm/ lớp mặt đường hoặc (h_I) hoặc (h_II) hoặc (h_III), (mm);

μ  Hệ số poisson của vật liệu tấm/ lớp mặt đường;

k  Mô đun nền, (N/mm³).

Mô men uốn dọc và ngang (M_long và M_lat) tác động bởi tải trọng tại vị trí đặt ray lân cận (P_j) ở khoảng cách (x_j) so với tải trọng tham chiếu (P₀) có thể được tính từ mô men hướng tâm và tiếp tuyến (M_r,t).

Mô men hướng tâm và tiếp tuyến tác động bởi tải trọng tại vị trí đặt ray lân cận được cho bởi:

Tải trọng tại vị trí đặt ray (P_j) (N) được tính theo Phụ lục A và để tính (λ_r,t) Công thức (B.17) và Công thức (B.18) phải được sử dụng:

Ví dụ, tính toán ở trên cho Hình B.9 về ảnh hưởng của các tải trọng lân cận (P₁), (P_1') và (P_0') lên (P₀), được thể hiện trong Hình B.10 và các Công thức (B.17) và Công thức (B.18).

Đối với mỗi vị trí đặt ray quan tâm, mô men uốn hướng tâm (M_r) và tiếp tuyến (M_t) phải được tính toán.

CHÚ DẪN:

1  Ray trái

2  Ray phải

Hình B.10 - Ví dụ về hình dạng của mô men uốn hướng tâm và tiếp tuyến