Track basics 2556

RAILWAY TRACK COMPONENTS

Most pictures in the slides of this set are from Source: Wikipedia

องคประกอบของทางรถไฟ ราง เคร่ืองยึดเหน่ียวราง (fastening

system)

หมอน (sleeper or tie)

หินโรยทาง (ballst)

[source: Pachl J.,2009]

Track gauge ขนาดทาง

• Broad Gage– >1.435m: India, Russia

• Standard Gage– 1.435m: Euro, America, Shinkansen

• Narrow Gage– 42” or 1.067m : Japan Conventional line, South Africa – 1.00m Meter Gage: Thailand, Malaysia, Vietnam

Question: what does gage size have effect to?

Source: Wikipedia

Source: Wikipedia

Dominant Gaugeft' in" mm

5' 6" 1676

5' 5⅔" 1668

5' 3" 1600

5' 1524

4' 11⅞"

1520

4' 8½" 1435

4' 6" 1372

3' 6" 1067

3' 5⅓" 1050

3' 3⅜" 1000

3' 1⅜" 950

3' 914

2' 6" 762

2' 5½" 750

2' 610

1' 11⅝"

600

Source: Wikipedia

RAIL

• Rail Profile

• Rail Size นํ้าหนักราง kg/m,

lb/yd– International Union of Railway:

UIC 50, UIC 54, UIC 60

– British: BS 60R, 70A, 80A, 90R, 90A, 113A

Source: Wikipedia

•40 kg/m (80.6 lb/yd)•50 kg/m (100.8 lb/yd)•54 kg/m (108.9 lb/yd)

•56 kg/m (112.9 lb/yd)•60 kg/m (121 lb/yd)

Jointed Rail (หัวตอราง)

• รางยาว ประมาณ 20m/ทอน (รฟท 18m)

• แตละทอนตอกันดวยเหล็กประกับรางและสลักเกลียว (Fish Plate+Bolt&nut&spring washer)

• เปนที่มาของเสียงฉึกฉัก

• ขอดี– ปรับแตงงาย เหมาะกับทางโคง

• ขอเสีย– ไมเรียบ– จุดออน ตองซอมบํารุง

Fishplate between two sections of jointed bullhead rail

bolts are oppositely oriented to prevent complete separation of the joint in the event of being struck by a wheel during a derailment.

Source: Wikipedia

Continuous Welded Rail (CWR)

• รางเช่ือมในโรงงานทอนละ m

• นํารางยาวมาเชื่อมตอกันในสนาม– ไฟฟา, เคมี(thermite), แกส

• ขอดี– เรียบตอเนื่อง เพิ่มความเร็ว– บํารุงรักษานอย

• ขอเสีย– Pull-apart– Buckling or sun-kink Expansion joint or Breather Switch Source: Wikipedia

SLEEPER or TIE (หมอน)

• หนาท่ี– รักษาความกวางของราง– ถายแรงจากรางสูหินโรยทาง

• หมอนไม– เนื้อแข็ง/เนื้อออนอัดน้ํายาCreosote

• หมอนคอนกรตี(อัดแรง)– ชิ้นเดียว (MonoBlock)– 2ชิ้น (Twin-block)

• หมอนเหล็ก– ใชบนสะพานเหล็ก

รูปจากอ.จรัสพงษ

Source: Wikipedia

รูปการถายแรงจากลอสูฐานราก Fig2.3 p.34

ขอเปรียบเทียบระหวางหมอน2ชนิด

• ทอนหนา15ซม,กวาง20ซม,ยาว2.6-2.7m(std g.) 2.0m(meter g.)

• ~100kg

• Spacing 60ซม.-75ซม.

• ยืดหยุนดี (Flexible)

• ใชเครื่องยึดเหน่ียวไดทุกรปูแบบ

• ปรับแตงงาย

• นํ้าหนัก 200-300 kg

• อายุใชงานยาวนาน

• รองรบัความเรว็ไดสูง และนํ้าหนักไดมาก

• ยืดหยุนนอยกวา<-ปญหาบนพ้ืนทางออน

• แตกหักไดกรณีตกราง, อัดหิน

• แรงในหินโรยทางเพ่ิมขึน้

เคร่ืองยึดเหน่ียว FASTENER

• ยึดรางใหติดเขากับหมอน

Rail spike with baseplate above the tie

Track joint and chairs Pandrol e-clip

Spike Chair Clip

Source: Wikipedia

จานรองราง (Tie Plate)

• เพื่อชวยกระจายนํ้าหนักลงบนหมอน(ไม) ทําใหหมอนรับ

นํ้าหนักไดเพิ่มขึ้น

• ชวยบังคับรางใหอยูในแนวดวยบาจานรองรอง และเพิ่มการรับ

แรงดานขาง

• ชวยจัดมุมเอียงของราง(1:40)

• ใชใสเครื่องยึดเหน่ียวรูปจากอ.จรัสพงษ

Source: Wikipedia

Cushioning

• การลดแรงส่ันสะเทือนของทาง– เคร่ืองยึดเหนี่ยวแบบยืดหยุน (Elastic Fastening)

– แผนรองระหวางรางกับจานรองราง

– แผนรองระหวางจานรองรางกับหมอน

– แผนรองใตหมอน (Soffit Pad)

– แผนปูรองหินโรยทาง (Ballast Mat)

BALLAST หินโรยทาง

• หิน Basalt, granite, gneiss, limestone, sandstone ขนาด

30/60 mm ความหนา 25-30ซม.ใตหมอน

On this Japanese high speed line mats have been added to stabilize the ballast Source: Wikipedia

BALLASTED TRACK

• ใชกันอยางมากท่ัวไป ตั้งแตยุคเริ่มตน

• คากอสรางต่ํา แตคาบํารุงรกัษาสูง

• การปรับเปล่ียนอุปกรณทําไดงาย

• ยืดหยุนดี

• ระบายนํ้าไดดี

• ลดแรงส่ันสะเทือนและเสียงรบกวนไดดี

• ใชไดกับรถไฟความเร็วสูง TGV

• แรงตานทานดานขางมีขดีจํากัด

• การบดละเอียดของหินโรยทางทําใหมิติทางเปล่ียน

• การปนเปอนจากวัสดุฐานราก

• นํ้าหนักมาก เพ่ิมนํ้าหนักแกโครงสรางสะพาน

• ความสูงของทาง

• ตองการเวลาในการบํารุงทาง

Source: Wikipedia

Ballasted track on structure

Singapore Metro Elevated Station

BALLASTLESS TRACK

• คากอสรางสูง คาบํารุงรักษาต่าํ

• ความมั่นคงสูงในดานยาวและดานขาง

• คาเบ่ียงเบนของแนวทางนอย

• ลดความสูงและนํ้าหนักลงโครงสราง

• เสียงดังกวา

• ขอจํากัดในการปรับเปล่ียนแนวทาง

Slab track, System "Rheda 2000", prior to concrete pouring.

Slab track, System "FF Bögl" on high-speed rail line

Source: Wikipedia

Track Foundation (SUBSTRUCTURE)

Source: Wikipedia

ประแจและทางตัด Switches and Crossings

• Switch or Turnout = ประแจ

• คืออุปกรณท่ีวางเพ่ือใหขบวนรถสามารถว่ิงออกจากเสนทางหน่ึงแยกไปสูเสนทางอ่ืนได

• ทางตัดคืออปุกรณท่ีวางเพ่ือใหขบวนรถท่ีว่ิงในทางเสนหน่ึงตัดผานทางเสนอื่นได

• ประแจมีไวเพ่ือ– วางทางแยก (Branch track)– วางทางหลีก (Siding)– วางสับเปลี่ยนไปทางขนานกัน (Crossover)– วางเปล่ียนไปเสนทางที่ตัดกัน (Slip)

Source: Wikipedia

Component of Switch: Point

• Point หรือประแจ

• คือรางสวนท่ีเคล่ือนท่ีได เปนรางท่ีถูก taper เพ่ือใชนําลอไปสูเสนทางท่ีเลือก

This detail of a switch shows the pair of tapered moveable rails known as the switch points (switch rails or point blades)

Source: Wikipedia

ประแจ (turnout or switch) ติดตั้งบนทางรถไฟที่ทางแยกจาก1

ทางไป2ทิศทางทําหนาท่ีบังคับใหรถไฟเคลื่อนท่ีไปยังทางทิศท่ีตองการ

สวนประกอบ[source: Pachl J.,2009]

Component of Switch: Frog

• Frog (common crossing) หรือตะเฆ

• คือจุดตัดกันระหวางราง2ราง

• ประกอบขึ้นจากช้ินรางท่ีนํามาตัดและดัด หรือใชการหลอขึ้นรปูช้ินเดียว

• ตะเฆเปนสวนประกอบในชุดประแจ และในทางตดัผาน

• ตะเฆถูกออกแบบใหลอว่ิงผานโดยไมตกลงไปในชองวาง

A one-piece cast frog. The shiny line crosses the rusty line. This North American "self-guarding cast manganese" frog without guard rails has raised flanges on the frog, bearing on the face of the wheel as it passes through the frog.

Source: Wikipedia

Component of Switch: Guard Rail (Check Rail)

• วางไวตรงขามกับตะเฆ ที่รางดานนอกทั้ง2ราง

• มีเพื่อปองกันไมใหลอตกราง และบังคับใหลอวิ่งผานตะเฆอยางถูกตองSource: Wikipedia

Component of Switch: Switch machine

• กลไกใชเล่ือนล้ินประแจขับเคล่ือนดวย electric, hydraulic, pneumatic

• มีวงจรไฟฟาตรวจจับวาล้ินประกบสมบูรณหรือไม

• มีชุดกลไก (point lever) สําหรับเล่ือนดวยมือไดในกรณีฉุกเฉิน

Source: Wikipedia

ทาประแจ และทิศการเคลื่อนท่ี Normal position คือตําแหนงปกติ เปนทาท่ีไป

ทางตรง Reverse position คือตําแหนงกลับทิศ เปนทาท่ีไป

ทางเบี่ยง ทิศการเคลื่อนท่ีเขาสูประแจ (ตามรูป)


ทางตัด (crossing) คือสวนประกอบของรางและชิ้นสวนท่ีติดตั้งท่ีจุดตดัทางรถไฟสองเสนทางเพ่ือให

รถไฟสามารถวิ่งตัดผานกันไดท่ีระดับเดียวกัน


Type of switches

• Standard right-handed or left-handed switch

• Slip Switch

• Crossover

• Interlaced Turnout

• and other types...


Double Slip

Scissors Crossover

Chicago Interlaced TurnoutSource: Wikipedia

Derail เครื่องตกราง คืออุปกรณติดตั้งบนทางรางรถไฟใชบังคับใหลอรถที่พยายามว่ิงผานบนทาง

สวนแยกตองตกออกจากราง ใชเพ่ือปองกันการเคลื่อนท่ีของรถขบวนอ่ืนท่ีไมไดรับอนุญาติว่ิงเขาหาประแจแลวไปชนรถที่กําลังว่ิงบนเสนทางท่ีอนุญาติ


Example of tangent diagram


การจัดวางทางรถไฟ (track layout)


รูปแบบการจดัวางประแจ


Loading Gauge & Structural Gauge

Horizontal and Vertical Curve

• โคงแนวนอนและโคงแนวตั้ง ลวนเปน

โคงของวงกลมท่ีมรีศัมใีหญมาก

• มีโคงตอ(Transition curve)เช่ือม

ระหวางทางตรงและโคงวงกลมเพื่อ

เขา/ออกโคงอยางนุมนวล

• พิกัดความเร็วของโคงแนวนอน rule

of thumb คือรศัมหีารดวย10 จะได

ความเร็ว กม./ชม.

• รฟท.กําหนดมาตรฐาน– โคงทางตั้งรัศมี 5,000 เมตร

– โคงแนวนอน min 800m, (exceptional case 400m)

– โคงตอใชcubic spiral

ความลาดชันของทางรถไฟ

• ใชหนวย per mill ‰– เทากับ 1/1000

• รถไฟประเภทขบวนท่ีลากดวยรถจักร

รถสินคาใชความลาดชันไดต่าํ

• รฟท กําหนดความลาดชันสุงสุดไว

12-14 ‰

• รถไฟฟาราง BTS, MRT ใชความลาด

ชันไดถึง 30-40 ‰

• รถ linear motor ไดถึง 60‰

การยกโคง (Cant)

• รถว่ิงในทางโคง เกิดแรงหนี

ศูนยกลางดันผูโดยสารออกดานขาง

ทําใหเกิดความรูสึกไมสบาย– แกไขดวยการยกโคง

• ปญหา ในการเดินรถ หลายขบวนรถ

มีความเรว็แตกตางกัน– การเบียดรางดานใน เกิดแรงตานทาน

การวิ่ง* และรางในสึกหรอบ้ีแบนหรือเกิด Cant deficiency

*ติดต้ังหมอจารบีชโลมราง

• Actual cant ใชนอยกวา equilibrium cant

เนื่องจากความแตกตางดานความเร็วของ

ขบวนรถ

• Cant deficiency สวนขาดของการยกโคง

• Cant excess สวนเกินของการยกโคง

• Maximum cant คายกโคงสูงสุด

• Nominal cant deficiency คายกโคงต่ําสุด

ที่ไมตองมีการยก

• ที่ประแจไมมีการยกโคง

Track basics 2556

Documents

Transcript of Track basics 2556