TCVN-14558-2-2025-ISO-22074-2-2021-Ket-cau-ha-tang-duong-sat-lien-ket-ray-Phan-2

• Số hiệu: TCVN14558-2:2025
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2025

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14558-2:2025

ISO 22074-2:2021

KẾT CẤU HẠ TẦNG ĐƯỜNG SẮT - BỘ PHỤ KIỆN LIÊN KẾT RAY - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP THỬ LỰC CẢN DỌC RAY

Railway infrastructure - Rail fastening systems - Part 2: Test method for longitudinal rail restraint

Lời nói đầu

TCVN 14558-2:2025 hoàn toàn tương đương với ISO 22074-2:2021.

TCVN 14558-2:2025 do Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 14558:2025 (ISO 22074), Kết cấu hạ tầng đường sắt - Bộ phụ kiện liên kết ray, gồm các phần sau:

...

...

...

- TCVN 14558-2:2025 (ISO 22074-2:2021), Phần 2: Phương pháp thử lực cản dọc ray

- TCVN 14558-3:2025 (ISO 22074-3:2021), Phần 3: Phương pháp thử lực chống nhổ lõi

- TCVN 14558-4:2025 (ISO 22074-4:2022), Phần 4: Phương pháp thử khả năng chịu tải trọng lặp

- TCVN 14558-5:2025 (ISO 22074-5:2021), Phần 5: Phương pháp thử điện trở

- TCVN 14558-6:2025 (ISO 22074-6:2021), Phần 6: Phương pháp thử khả năng chống chịu trong điều kiện môi trường khắc nghiệt

- TCVN 14558-7:2025 (ISO 22074-7:2021), Phần 7: Phương pháp thử lực kẹp và độ cứng chống nhổ

- TCVN 14558-8:2025 (ISO 22074-8:2022), Phần 8: Phương pháp thử độ cứng theo phương thẳng đứng

KẾT CẤU HẠ TẦNG ĐƯỜNG SẮT - BỘ PHỤ KIỆN LIÊN KẾT RAY - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP THỬ LỰC CẢN DỌC RAY

...

...

...

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định quy trình thử nghiệm trong phòng để:

a) Xác định lực dọc lớn nhất có thể tác dụng lên ray được gắn chặt vào tà vẹt, tấm đỡ hoặc tấm bản bê tông của đường ray không có đá ba lát bằng cụm liên kết ray, không để xảy ra chuyển vị không đàn hồi của ray, hoặc xác định độ cứng dọc tại chuyển vị dọc của ray đặt chìm liên kết bằng chất kết dính, hoặc bằng bất kỳ loại phụ kiện liên kết nào khác;

b) Xác định dữ liệu chuyển vị cắt và trượt cần thiết để tính toán tương tác đường ray - cầu.

2  Tài liệu viện dẫn

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

TCVN 14558-1 (ISO 22074-1), Kết cấu hạ tầng đường sắt - Bộ phụ kiện liên kết ray - Phần 1: Từ vựng)

ISO 7500-1:2018, Metallic materials - Calibration and verification of static uniaxial testing machines - Part 1: Tension/compression testing machines - Calibration and verification of the force-measuring system, Vật liệu kim loại - Kiểm tra xác nhận máy thử tĩnh một trục - Phần 1: Máy thử nghiệm kéo/ nén - Kiểm tra xác nhận và hiệu chuẩn hệ thống đo lực.

TCVN 10601:2014 (ISO 9513:2012), Vật liệu kim loại - Hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn được sử dụng trong thử nghiệm một trục.

...

...

...

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa nêu trong TCVN 14558-1 (ISO 22074-1).

4. Ký hiệu

Ký hiệu

Mô tả

Đơn vị

D₁

Chuyển vị dọc lớn nhất của ray trong mỗi chu kỳ chất tải

mm

D₂

...

...

...

mm

D₃

Chuyển vị dọc đàn hồi của ray trước khi trượt

mm

D_r

Chuyển vị dọc lớn nhất của ray đặt chìm với liên kết bằng chất kết dính

mm

F

Tải trọng trục lớn nhất lên ray mà không xảy ra chuyển vị không đàn hồi

...

...

...

F_slip

Tải trọng trục khi xảy ra hiện tượng trượt toàn bộ

kN

k_L

Độ cứng dọc của ray đặt chìm được liên kết băng chất kết dính

kN/mm trên mỗi mét

k

Sức kháng cắt dẻo dọc của đường ray

kN/m

...

...

...

Chiều dài mẫu ray đặt chìm

m

s

Khoảng cách tà vẹt hoặc gối đỡ trên đường ray với bộ phụ kiện liên kết hoặc bằng L_T đối với bộ phụ kiện liên kết cơ khí hoặc bằng chất kết dính

m

u₀

Chuyển vị đàn hồi của ray được chỉ ra trong phép tính gần đúng song tuyến tính của biểu đồ lực - chuyển vị

mm

5  Nguyên tắc

...

...

...

Lực cản dọc ray hoặc độ cứng dọc nhận được từ biểu đồ của tải trọng so với chuyển vị.

6  Thiết bị

6.1  Ray

Một đoạn ray ngắn có mặt cắt phù hợp với bộ phụ kiện liên kết dùng để thử nghiệm. Ray không được sơn, không bị rỉ sét trên bề mặt cũng như không làm sạch để ray bằng phương pháp mài.

Đối với ray lắp trên bề mặt, chiều dài của ray dùng để thử nghiệm khoảng 0,5 m. Đối với ray đặt chìm, ray là một phần của mẫu thử và chiều dài được quy định trong 7.1.

6.2  Bộ truyền động

Dùng để thử nghiệm một bộ phụ kiện liên kết ray đơn, có khả năng tạo ra lực ít nhất 25 kN lên trục dọc của ray, như minh họa trong Hình 1.

Để thử nghiệm hai phụ kiện liên kết ray đồng thời, hoặc để thử ray đặt chìm, có thể cần bộ truyền động có công suất lớn hơn.

6.3  Thiết bị đo chuyển vị

...

...

...

6.4  Thiết bị đo lực

Phải phù hợp với ISO 7500-1:2018, loại 1 đáp ứng yêu cầu giới hạn về lực.

6.5  Thiết bị kiểm tra hiệu chuẩn

(Dành cho bộ truyền động và dụng cụ đo lường), có khả năng truy xuất nguồn gốc phải được chứng nhận chuẩn đo lường theo quy định hiện hành.

7  Mẫu thử

7.1  Gối đỡ ray

Một thanh tà vẹt, một nửa thanh tà vẹt, tấm đỡ hoặc tấm bản bê tông của đường ray không có đá ba lát.

Gối đỡ ray phải được lắp đầy đủ các chi tiết phụ kiện đúc trong bê tông hoặc lỗ đúc sẵn tại vị trí đặt ray, được sản xuất không có bất kỳ sự điều chỉnh riêng nào cho thử nghiệm này và phải bao gồm ray đặt chìm khi cần thiết.

Đối với bộ phụ kiện liên kết gắn trên bề mặt có độ cứng động tần số thấp nhỏ hơn hoặc bằng 50 MN/m, khi được thử nghiệm theo TCVN 14558-8 (ISO 22074-8), cần thực hiện thử nghiệm trên hai vị trí đặt ray để tạo độ ổn định cao hơn (xem 8.3.1).

...

...

...

Đối với ray đặt chìm, chiều dài phần đặt chìm phải bằng khoảng cách đặc trưng giữa các phụ kiện liên kết tương ứng với loại liên kết và đoạn ray dùng để thử nghiệm phải có chiều dài ít nhất bằng chiều dài phần đặt chìm.

7.2  Phụ kiện liên kết

Việc lắp ráp hoàn chỉnh cụm liên kết bao gồm tất cả các thành phần và đệm phù hợp.

8  Quy trình

8.1  Nhiệt độ thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện trong phòng hoặc nơi có nhiệt độ được duy trì ở (25 ± 5) °C. Tất cả các bộ phận sử dụng trong thử nghiệm phải được giữ ở nhiệt độ này ít nhất 4 h trước khi bắt đầu thử nghiệm.

8.2  Chuẩn bị thử nghiệm

Nếu chưa được lắp sẵn, sẽ cố định đoạn ray ngắn vào một hoặc hai vị trí đặt ray theo yêu cầu sử dụng các bộ phận kẹp chặt như khi lắp trên đường thực tế. Đặt kết cấu đỡ ray lên bệ cứng và hạn chế mọi chuyển động lật hoặc chuyển động song song với ray, như minh họa trong Hình 1.

Để chuẩn bị cho thử nghiệm, sẽ cố định đoạn ray tại một hoặc hai vị trí đặt ray, bằng cách sử dụng các bộ phận liên kết giống như liên kết lắp ráp trên đường ray. Đặt giá đỡ thanh ray trên một đế cứng và hạn chế bất kỳ độ nghiêng của giá đỡ hoặc chuyển động song song với thanh ray như thể hiện trong Hình 1.

...

...

...

CHÚ DẪN:

1  Ray như mô tả tại 6.1

2  Lắp ráp phụ kiện liên kết bao gồm cả đệm đế ray

3  Thiết bị đo và ghi tải trọng - chuyển vị

4  Gối đỡ ray như mô tả tại 7.1

5  Gối đỡ cứng giới hạn để ngăn chặn sự xoay gối đỡ ray

6  Lực tác dụng (kéo hoặc đẩy)

Hình 1 - Bố trí thử nghiệm

Đối với các phụ kiện liên kết giữ đế ray, lực tác dụng ở đế ray. Đối với phụ kiện liên kết giữ thân ray, lực tác dụng ở trọng tâm ray.

...

...

...

8.3.1  Lực cản dọc ray

Tác dụng lực kéo với tốc độ tăng đều (10 ± 1) kN/min lên một đầu của thanh ray. Từ khi bắt đầu chu kỳ chất tải trọng này, tự động đo tải trọng và chuyển vị dọc của ray so với tà vẹt.

Lực có thể được tác dụng để kéo hoặc đẩy thanh ray so với gối đỡ. Khi chất tải, thanh ray không được nghiêng mà chỉ được chuyển động theo hướng song song với trục dọc của nó.

Khi ray trượt trong bộ phận liên kết hoặc khi tải trọng lớn hơn bốn lần giá trị tải yêu cầu, nhanh chóng giảm tải về 0 và tiếp tục đo chuyển vị của ray trong 2 min. Giữ nguyên cụm liên kết, lặp lại chu trình trên ba lần nữa với khoảng thời gian 3 min trong điều kiện không tải giữa mỗi chu kỳ. Vẽ biểu đồ của tải trọng tác dụng chống lại sự chuyển vị của ray cho mỗi chu kỳ như thể hiện trong Hình 2.

Nếu D₂ ≤ 0,5 mm và lực không vượt quá bốn lần giá trị yêu cầu, thì chu kỳ gia tải đó không hợp lệ và phải được lặp lại.

CHÚ DẪN:

X  Chuyển vị (mm)

Y  Lực dọc (kN)

...

...

...

8.3.2  Độ cứng dọc

Đối với ray đặt chìm được gắn chặt bằng chất kết dính, tiến hành quy trình gia tải và đo theo 8.3.1 và tiếp tục cho đến khi D₃ đạt giá trị yêu cầu, D_r. Sau đó nhanh chóng giảm tải về 0 và tiếp tục đo chuyển vị của ray trong vòng hai phút. Lặp lại phép gia tải thêm ba lần với khoảng thời gian nghỉ ba phút trong điều kiện không tải giữa các chu kỳ.

8.3.3  Các tham số cho tính toán tương tác đường ray - cầu

Nếu dữ liệu được yêu cầu cho các tính toán tương tác giữa đường ray và kết cấu, ví dụ như đối với cầu dài, tải trọng nên được tác dụng lần thứ năm, trong trường hợp này tải trọng nên được tăng lên cho đến khi có sự trượt của ray qua bộ phụ kiện liên kết. Sau đó, vẽ một đường cong của tải trọng tác dụng chống lại sự chuyển vị của ray và ghi lại tải trọng tác dụng, F_slip (kN) tại đó ray bắt đầu trượt liên tục qua phụ kiện liên kết.

Đối với các bộ phụ kiện liên kết có khả năng giữ thấp, giá trị tải duy trì F_slip có thể nhỏ hơn giá trị tải trọng cực đại đạt được ngay trước khi xảy ra trượt.

Quy trình này không áp dụng cho các thanh ray đặt chìm được gắn chặt bằng chất kết dính.

8.4  Tính toán

8.4.1  Lực cản dọc ray

Từ mỗi biểu đồ tải trọng - chuyển vị, xác định D₁ và D₂, sau đó tính D₃ theo Công thức (1):

...

...

...

Từ mỗi đường cong, xác định giá trị F là lực cần thiết để tạo ra một chuyển vị đàn hồi ban đầu bằng D₃. Bỏ giá trị đầu tiên của F và từ ba giá trị còn lại tính giá trị trung bình và báo cáo lực cản dọc ray tính bằng kilonewton. Nếu D₃ ≤ 0,5 mm thì lấy giá trị F ứng với chuyển vị 0,5 mm.

Nếu các chu kỳ chất tải trọng bị dừng lại khi lực lớn hơn hoặc bằng bốn lần giá trị quy định, thì F là giá trị lớn nhất được thử nghiệm.

8.4.2  Độ cứng dọc

Đối với ray đặt chìm được gắn chặt bằng chất kết dính, tính toán độ cứng dọc cho mỗi chu kỳ theo công thức (2):

k_L = F/(D_r·L_T)           (2)

Sau đó tính độ cứng dọc trung bình.

8.4.3  Các tham số cho tính toán tương tác đường ray - cầu

Khi có yêu cầu cung cấp kết quả thử nghiệm cho các tính toán chi tiết về tương tác đường ray - cầu, phải trình bày đầy đủ đường cong độ võng của lần gia tải thứ năm (cuối cùng).

Khi có yêu cầu cung cấp kết quả thử nghiệm cho tính toán đơn giản tương tác đường ray - cầu, phải trình bày phép tính gần đúng song tuyến tính của lần gia tải thứ năm (cuối cùng) trong đó chuyển vị đàn hồi lớn nhất, u₀, được tính theo công thức (3):

...

...

...

Sử dụng thuật ngữ trong CEN/TR 17231, giá trị u₀ này có thể sử dụng trực tiếp. Sức kháng cắt dẻo dọc của đường ray, được định nghĩa và ký hiệu là k trong CEN/TR 17231, có thể tính theo công thức (4):

k = 2·F_slip/s            (4)

8.5  Kiểm tra trực quan

Mẫu thử phải được kiểm tra trước và sau khi thử nghiệm và mọi thay đổi phải được ghi lại.

9  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) Viện dẫn đến tiêu chuẩn này (TCVN 14558-2:2025 (ISO 22074-2:2021)):

b) Tên và địa chỉ của phòng thí nghiệm thực hiện thử nghiệm;

c) Ngày thực hiện thử nghiệm;

...

...

...

e) Nguồn gốc của các mẫu thử;

f) Loại ray được sử dụng trong thử nghiệm;

g) Lực cản dọc ray trung bình hoặc độ cứng dọc trung bình;

h) Các đường cong quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị;

i) (nếu cần) Các giá trị F_slip, k_L và u₀ dùng cho tính toán tương tác đường ray - cầu;

j) Các thay đổi được xem xét bằng cách kiểm tra trực quan.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 14558-8 (ISO 22074-8), Kết cấu hạ tầng đường sắt - Bộ phụ kiện liên kết ray - Phần 8: Phương pháp thử nghiệm độ cứng theo phương thẳng đứng.

...

...

...

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Ký hiệu

5  Nguyên tắc

6  Thiết bị

...

...

...

6.2  Bộ truyền động

6.3  Thiết bị đo chuyển vị

6.4  Thiết bị đo lực

6.5  Thiết bị kiểm tra hiệu chuẩn

7  Mẫu thử

7.1  Gối đỡ ray

7.2  Phụ kiện liên kết

8  Quy trình

8.1  Nhiệt độ thử nghiệm

...

...

...

8.3  Tải trọng

8.4  Tính toán

8.5  Kiểm tra trực quan

9  Báo cáo thử nghiệm

Thư mục tài liệu tham khảo