e-book มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มีหินโรยทาง

มขร. – C – 002 - 2564

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไมม่ หี นิ โรยทาง
สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

จัดทาโดย

กรมการขนสง่ ทางราง

กองมาตรฐานความปลอดภยั และบารงุ ทาง

1 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไมม่ ีหนิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร
(BALLASTLESS TRACK DESIGN)
1 ทัว่ ไป (General)
1.1 วัตถุประสงค์
มาตรฐานเล่มนี้ระบุข้อกาหนดทั่วไปและเกณฑ์ทางเทคนิคเกี่ยวกับการออกแบบ
ทางรถไฟชนิดไม่มีหินโรยทาง โดยระบบโครงสร้างทางรถไฟชนิดไม่มีหิน
โรยทาง ประกอบไปดว้ ย (หรือไม่จาเป็นต้องมี) องค์ประกอบหลัก องค์ประกอบ
รองและสว่ นตา่ ง ๆ ดังแสดงในรปู ที่ 1

รปู ที่ 1 องค์ประกอบโครงสรา้ งทางแบบไม่มีหนิ โรยทาง

องคป์ ระกอบหลัก รองและสว่ นตา่ ง ๆ

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มหี นิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มลิ ลิเมตร 2

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

โดยส่วนประกอบหลักของโครงสร้างทางรถไฟ จะมดี ังนี้

1 ราง ประแจสับราง (Rail/Switch and crossing)

ระบบยดึ เหนีย่ วราง หรอื ในบางระบบจะเป็นระบบฝังรางเขา้ กบั ส่วนที่ 3

2 (Fastening system/ System for embedded rail) ไดแ้ ก่
ตวั ยดึ (Clip) ตวั หนบี (Clamp) แผน่ รองราง (Rail Pad)
วัสดยุ ดึ ประสาน (Adhesive)

3 ส่วนประกอบทนี่ ามารองราง (Prefabricated Element) เชน่
หมอนคอนกรตี (Concrete Sleeper) บล็อก (Block) พื้น (Slab)

4 ชัน้ คนั่ กลางระหวา่ งหมอนรองรางกบั พื้น หรือ คอนกรีตรองราง
(Intermediate Layer/Concrete Filling Layer)

5 ชนั้ ทาง (Pavement) ได้แก่ พื้นคอนกรตี รองรางแบบชัน้ เดียวหรอื หลายชนั้
(Single-layered pavement/Multi-layered pavement)

6 ชัน้ รองพื้นคอนกรีตรองราง (Intermediate layer) เช่น Foil/Sheeting
และวสั ดทุ ดแทน (Compensation Layer)

7 โครงสรา้ งรองรบั ทางรถไฟ (Substructure) อาจจะเป็นพื้นคอนกรตี
พื้นสะพาน ชนั้ รองผิวทาง หรือคันทางแลว้ แตล่ ักษณะการออกแบบทีร่ องรบั

3 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไมม่ หี นิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร
(BALLASTLESS TRACK DESIGN)
รูปแบบของโครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางมีมากมายหลายรูปแบบ ซึ่งขึ้นกับเทคนิค
การออกแบบ การถ่ายแรงจากรถไฟไปยังโครงสร้างทางรถไฟ รูปแบบโครงสร้างทาง
สามารถแบง่ ประเภทตามลักษณะการยึดรางได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ คอื
โครงสรา้ งทางแบบไมม่ หี นิ โรยทางแบบมจี ดุ รองรบั ต่อเนอื่ ง

1.1.1 หรอื รางแบบฝัง (Embedded Rail System)

เป็นโครงสร้างทางทีร่ างฝังอยู่ใน Elastomeric Concrete หรือ วัสดุประสานซีเมนต์ (Cement)
ซึ่งอยู่ในพื้นคอนกรีต ระบบนีม้ ีชื่อย่อว่า Embedded Rail System (ERS) โดยใช้ระบบ
รองรับแบบต่อเนือ่ งดังแสดงในรปู ที่ 2 โดยโครงสรา้ งทางประกอบด้วยรางที่ฝังอยู่ในพื้น
คอนกรตี เสรมิ เหล็กแบบตอ่ เนือ่ งวางอย่บู นฐานทีท่ าให้แนน่ ดว้ ยซเี มนต์และรองดว้ ยทราย

รปู ที่ 2 ตวั อยา่ งโครงสรา้ งทางรถไฟแบบไมม่ หี ินโรยทางแบบระบบรางฝัง

(Embedded Rail System (ERS))

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไมม่ ีหินโรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร 4

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

โครงสรา้ งทางแบบไม่มหี ินโรยทางแบบมรี ะบบยึดเหนยี่ วราง

1.1.2 (Fastening System)

ระบบโครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางมักจะใช้ระบบที่มีระบบยึดเหนี่ยวราง
ซึ่งระบบโครงสร้างทางนี้จะมีหลายระบบ และมีชื่อเรียกหลากหลายตามแต่ละรูปแบบ
การออกแบบ รปู ที่ 3

รปู ที่ 3 รปู แบบทัว่ ไปของพื้นทางคอนกรตี เสริมเหล็กแบบต่อเนือ่ ง

(Continuously Reinforced Concrete Slab Track System, CRC)
ทมี่ รี ะบบยดึ เหนีย่ วราง (Fastening System)

5 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไมม่ หี นิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มลิ ลเิ มตร
(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

1.2 ขอบเขต

1 มาตรฐานฉบบั นีใ้ ช้สาหรับระบบขนส่งทางรางในประเทศไทย

มาตรฐานฉบบั นีใ้ ช้สาหรบั ระบบขนส่งทางรางในเมือง ชานเมือง

2

และระหวา่ งเมืองทีม่ ขี นาดทาง 1,435 มลิ ลิเมตร เท่านนั้

1.3 มาตรฐานอา้ งอิง

มาตรฐานเลม่ นีเ้ ป็นส่วนหนงึ่ ของมาตรฐานการออกแบบสว่ นประกอบทางรถไฟ
ในส่วนโครงสรา้ งทางรถไฟแบบไมม่ ีหินโรยทาง มาตรฐานเล่มนี้ กาหนดขึน้
โดยใชเ้ อกสารต่อไปนีเ้ ป็นแนวทาง

1 มาตรฐานการขนสง่ ทางรางของกรมการขนส่งทางราง

เรอื่ ง มาตรฐานการแบ่งประเภททางรถไฟ (Track Classification)

2 มาตรฐานการขนสง่ ทางรางของกรมการขนส่งทางราง

เรอื่ ง มาตรฐานองคป์ ระกอบทางรถไฟ (Track Components)

3 มาตรฐานการขนสง่ ทางรางของกรมการขนสง่ ทางราง

เรอื่ ง มาตรฐานตาแหน่งเปลยี่ นผ่านบนทางรถไฟ
(Railway Track Transition Zone)

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มหี นิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มลิ ลเิ มตร 6

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

2 นิยามและสัญลกั ษณ์

2.1 นิยาม

ทางรถไฟชนิดไม่มีหินโรยทาง (Ballastless Track) คือ ทางรถไฟที่ใช้
พื้นคอนกรีตเพื่อรองรับทางรถไฟ แทนที่การใช้หินโรยทาง (Ballast)
โดยพื้นคอนกรีตนี้จะเทเพื่อเชื่อมกับหมอนรองราง (Concrete sleeper)
ในกรณีที่มีหมอนรองราง หรือใช้รองรับทางรถไฟโดยตรงโดยไม่มี
หมอนรองรางกไ็ ด้ ขนึ้ อยู่กับการออกแบบ

2.2 สญั ลกั ษณ์

ERS หมายถึง Embedded Rail System
CRC หมายถงึ Continuous Reinforced Concrete Slab Track System

7 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มหี นิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร
(BALLASTLESS TRACK DESIGN)
3 แรงกระทาทีพ่ ิจารณา (Load Condition)
3.1 องคป์ ระกอบของน้าหนกั บรรทกุ ที่ตอ้ งพิจารณา
ทางรถไฟต้องรับน้าหนักบรรทุกในสามทิศทางที่เกิดขึ้นซ้า ๆ และพร้อม ๆ กัน
ตลอดเวลาทใี่ ช้งาน โดยแรงทีก่ ระทากับทางรถไฟประกอบดว้ ย

3.1.1 แรงกระทาในแนวดิง่ (Vertical Load)

เกิดจากน้าหนักบรรทุกกดลงเพลา น้าหนักบรรทุกในแนวดิ่งจากสภาพ
การจราจรปกติ ซึ่งสามารถใช้การกระจายน้าหนักลงรางตามชนิดและน้าหนัก
ลงเพลาจริงของรถไฟ หากไม่ระบุชนิดและน้าหนักลงเพลาของรถไฟ สามารถ
ใช้การกระจายน้าหนักลงรางตามรปู ที่ 4

รปู ที่ 4 น้าหนักบรรทุกในแนวดิง่ สาหรบั รถไฟในสภาพการจราจรปกติ

qโดยที่ vk = แรงกระทาหรอื น้าหนักบรรทุกในแนวดิง่ หนว่ ยเป็น กิโลนิวตนั

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไม่มหี นิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มลิ ลิเมตร 8

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

โดยน้าหนักดังกล่าวสามารถใช้ตัวคูณประกอบ เพื่อปรับแก้ค่าให้มากขึ้นสาหรับ
การจราจรที่มากกว่าปกติ หรือลดลงสาหรับการจราจรที่เบากว่าปกติ นอกจากนั้น
การกระจายน้าหนักดังกล่าวยังสามารถนาไปคูณกับตัวคูณประกอบ เพื่อคานวณ
แรงเนื่องจากแรงหนีศูนย์กลาง และแรงจากการเบรกได้ ทั้งนี้ ค่าตัวคูณประกอบ

อาจเป็นคา่ ใดคา่ หนงึ่ ดงั ต่อไปนี้ 0.75 หรอื 0.83 หรอื 0.91 หรอื 1.00 หรอื 1.10

หรือ 1.21 หรือ 1.33 หรือ 1.46

ซึ่งกาหนดตามความเหมาะสมของการใช้ทางโดยผู้ออกแบบ โดยทางรถไฟ
ที่มีการเดินรถไฟระหว่างประเทศหรือใช้ในการขนส่งสินค้า ควรใช้ค่ามากกว่า 1

ทั้งนี้ ค่า 1.33 เป็นค่าที่แนะนาสาหรับการเดินรถไฟระหว่างประเทศหรือใช้ในการ

ขนส่งสนิ ค้า

9 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มีหินโรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร
(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

3.1.2 แรงกระทาในแนวราบ (Horizontal Forces)

1 แรงหนศี นู ย์

เป็ นแรงที่เกิดขึ้นในกรณีที่รถไฟต้องเข้าโค้ง เมื่อเข้าโค้ง แรงหนีศูนย์ qtk
จะตอ้ งนามาพิจารณา แรงหนศี นู ย์ สามารถคานวณไดจ้ ากสมการ (1)

(1)

โดยที่ โดยที่ (q(tqktk)) คือคแอื รงหแนรศี นู งย์หหนน่วยีศเปูน็นยกิโ์ ลหนิวนตว่ัน ยเป็น กิโลนวิ ตนั

v v คือคคือวามคเรว็วสางู มสุดเขรณ็วะเสข้าูงโคสง้ ดุหนขว่ ยณเป็นะเเมขตา้ร/โวคินาง้ ที หนว่ ย
g g คือค9คือ.ว8ามเคมเรตวง่ รเา/นวือ่มนิ งาเจทราี2กง่ แรเงนดืองึ่ ดงดู ขจอางโกลกแเรท่างกับดงึ ดดู ของโ

r คอื รศั มีค9วา.8มโค้งเมหนต่วยรเป/็นวเนิ มตารที2

กาหนดให้ r f คอื คตือัวคูณรปศั รมะกอคี บวปราบั มลดโคดงั ง้ สมกหานร (ว่ 2)ยเป็น เมตร
f คอื ตวั คณู ประกอบปรับลด ดังสมการ

สาหรบั โครงสร้างทีต่ งั้ อยู่บริเวณทีใ่ ชค้ วามเรว็ ต่ากว่า 120 km/h ให้พิจารณา

แรงหนีศนู ย์จาก

1) กรณีใช้ความเร็วสงู สดุ ณ ตาแหน่งทตี่ ัง้ ของโครงสรา้ ง ให้ใช้คา่ ตวั คณู

ประกอบปรบั ลด (f) เทา่ กับ 1.0

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มหี ินโรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร 10

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

สาหรับโครงสร้างทตี่ ัง้ อยบู่ ริเวณทใี่ ช้ความเรว็ มากกว่าหรอื เทา่ กบั 120 km/h
ใหแ้ บ่งการพิจารณาออกเป็นสองรูปแบบคือในอนาคต

1) กรณีทใี่ ช้ความเรว็ เท่ากบั 120 km/h ใหใ้ ช้ค่าตัวคูณประกอบปรับลด (f) เท่ากับ 1.0

2) กรณใี ช้ความเร็วสูงสุด ณ ตาแหน่งทีต่ ัง้ ของโครงสร้าง โดยใช้ค่าตวั คูณประกอบ
ปรบั ลด (f) ทีค่ านวณไดจ้ ากสมการ (2)
หมายเหตุ ความเร็วสูงสุดที่ใช้ในการคานวณ ควรคานึงถึงโอกาสในการยกระดับความเร็ว
หากมีการปรับปรุงคุณภาพของเสน้ ทางในอนาคต

(2)

11 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไมม่ หี ินโรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

2 แรงจากการเร่งและเบรก

แรงจากการเร่งและเบรกจะกระทาที่ด้านบนของราง และกระทาตามแนวยาวของราง
ตามทิศทางของทางรถไฟ แรงนี้ให้พิจารณาเป็นแรงกระทาแบบกระจายและสม่าเสมอ

ตลอดแนวที่แรงกระทา (La,b ) การคานวณแรงกระทาให้คานวณตามสมการ (3)

และสมการ (4)

(3)
(4)

โดยที่ (La,b ) = ความยาวของแนวแรงทกี่ ระทา หน่วยเป็นเมตร ภายใตน้ ้าหนักบรรทุก
สภาวะต่าง ๆ รปู ทรงทางเรขาคณติ ของทางรถไฟ คอื ขนาดทาง
ระดบั ทาง และแนวเสน้ ทางตอ้ งอยูใ่ นเกณฑ์ทีม่ าตรฐานกาหนด

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มีหินโรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร 12

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

3.2 ชนิดของแรงกระทา

แรงทีม่ ากระทาแบ่งได้ 2 ลกั ษณะ คือ

3.2.1 แรงกระทาแบบสถติ (Static Load)

3.1.1 น้าหนักลงเพลาที่กระทากับรางและถ่ายจากรางมายังพื้น ซึ่งจะต้องใช้กรณี

ของน้าหนักกระทารูปแบบต่างๆ เช่น การเกิดแรงหนีศูนย์ การกระจายน้าหนัก
จากตัวรถลงรางที่ไม่สมมาตร การยกโค้ง ทั้งตามมาตรฐานที่กาหนดและน้าหนัก
ของตัวรถไฟจริงทีจ่ ะนามาใช้

3.2.2 แรงกระทาแบบพลศาสตร์ (Dynamic Load)

แรงกระทาในแนวดิ่งเนื่องจากพฤติกรรมแบบพลศาสตร์จะแปรผันไปตาม
ความเร็วของรถ (vehicle speed) สภาพของรถ (vehicle condition)
และคุณภาพของทางวิ่ง (track quality) ทัง้ นี้ ค่าดังกล่าวสามารถคานวณ
ได้โดยใช้ตัวประกอบในการคูณ (kd) กับแรงกระทาแบบสถิต (Static) ซึง่ โดยทั่วไป
จะใช้ค่าตัวคูณ (kd) เท่ากับ 1.5 โดยประมาณ (โดยค่าดังกล่าวจะสอดคล้องกับ
ในสภาวะที่เกิดความเร่งแนวดิ่งสูงสุดที่ตัวรถ (maximum vertical acceleration
of car-body) เท่ากับ 5.0 เมตร/วินาที²) อย่างไรก็ตาม แรงกระทาแบบพลศาสตร์
สามารถคานวณไดโ้ ดยใช้พิจารณาข้อมูลอืน่ ๆ ดงั นี้

13 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มหี นิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มลิ ลิเมตร

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

1 พิจารณาจากข้อมูลเชิงสถิติของความไม่สม่าเสมอในแนวดิ่งของทางวิ่ง

(vertical track irregularity)

2 พิจารณาจากข้อมูลสเปคตรมั (power spectral density – PSD)

ของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นบนรถไฟ ซึ่งได้มาจากการทดสอบหรือการใช้
แบบจาลองทางคณิตศาสตร์

3 พิจารณาจากขอ้ มลู ทแี่ สดงถึงพฤติกรรมปฏสิ ัมพันธก์ ันระหว่าง

รถไฟ-ทางวิง่ และโครงสร้าง (vehicle-track-structure interaction)
โดยขอ้ มลู ดังกลา่ วตอ้ งมีความสอดคลอ้ งกบั สภาวะทเี่ กิดขึน้ จรงิ
ในระดบั ทีย่ อมรับได้

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไมม่ หี นิ โรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มลิ ลเิ มตร 14

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

4 วัสดุสาหรบั โครงสรา้ งทางรถไฟแบบไมม่ หี นิ โรยทาง

4.1 คอนกรตี

วั ส ดุ ผ สม ค อ น ก รี ต คว รเ ป็ น ปู น ซี เ ม น ต์ ป อ ร์ ต แ ล น ด์ ป ร ะ เ ภ ท 1 ห รื อ เ ที ย บ เ ท่ า
โดยมีกาลงั อัดของคอนกรตี ที่ 28 วนั ไมค่ วรต่ากวา่ 280 กิโลกรัม/ตารางเซนติเมตร
สาหรับก้อนตัวอย่างทดสอบทรงกระบอก (Cylinder) และมีกาลังรับแรงดัดไม่ต่ากว่า
45 กโิ ลกรมั ต่อตารางเซนตเิ มตร อัตราสว่ นของน้าตอ่ ซีเมนตไ์ ม่เกิน 0.45
ทัง้ นี้ ใหค้ านงึ ถึงความคงทนและอายุการใช้งานเป็นหลัก วัสดุที่ใช้ในการผสมคอนกรีต
ไม่ควรมีผลกระทบต่อความคงทนของคอนกรีต เช่น มวลรวมที่ไม่ทาให้เกิดปฏิกิริยา
อัลคาไลน์ (Alkaline-aggregate Reaction) หรอื ปฏกิ ิริยาทางเคมีที่ส่งผลกระทบ
ต่อความคงทนของคอนกรีต ทั้งนี้ มวลรวมของปฏิกริยาอัลคาไลน์ภายในคอนกรีต
ไม่ควรเกิน 3 กโิ ลกรัม/ลูกบาศก์เมตร

4.2 เหล็กเสรมิ

4.2.1 เหล็กเสรมิ

เหล็กเสริมให้เป็นไปตามที่ออกแบบ หรือมาตรฐาน มอก. ทั้งนี้ เหล็กเสริมควรมี
การทดสอบกอ่ นการนาไปใช้ และมกี าลงั ไมต่ ่ากว่าค่าทใี่ ชใ้ นการออกแบบ

4.2.2 เหลก็ เสรมิ ต้านทานการยืดหด

เหล็กเสริมต้านทานการยืดหดตามยาวและตามขวางควรมีการจัดวางให้อยู่ในระดับ
กึ่งกลางหรือใกล้เคียงระดับกึ่งกลางของคอนกรีต วัตถุประสงค์เพื่อควบคุมการร้าว
จ า ก ก า ร ห ด ตั ว เ นื่ อ ง จ า ก อุ ณ ห ภู มิ ทั้ ง นี้ เ ห ล็ ก เ ส ริ ม ต้ า น ท า น ก า ร ยื ด ห ด
ไม่ได้ถูกออกแบบให้รับแรงกระแทกและโมเมนต์จากน้าหนักของรถไฟ ปริมาณของ
เหล็กเสริมต้านทานการยืดหดควรมีปริมาณไม่ต่ากว่า ร้อยละ 0.8 – 0.9 สาหรับ
หนา้ ตัดชนั้ ทางปกติ และไมต่ ่ากว่ารอ้ ยละ 0.4 – 0.5 สาหรับหนา้ ชนั้ ทางบริเวณรอยตอ่

15 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไมม่ ีหนิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มลิ ลิเมตร

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

5 การออกแบบโครงสรา้ งทางรถไฟชนิดไมม่ หี นิ โรยทาง

5.1 ขอ้ ควรพิจารณาในการออกแบบ

การออกแบบทางรถไฟชนิดพื้นคอนกรีต จะใช้หลักการของการออกแบบ
ชิ้นส่วนโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่ต้องสามารถรับแรงกระทาจากน้าหนัก
บรรทุกประเภทต่าง ๆ ได้อย่างปลอดภัย และสามารถถ่ายน้าหนักบรรทุก
ลงไปยังโครงสร้างส่วนล่างได้อย่างมีเสถียรภาพ เช่น ชั้นพื้นทาง พื้นทาง
คอนกรีต พื้นทางแอสฟลั ท์คอนกรีต หรือ พื้นสะพาน เป็นต้น น้าหนักบรรทุก
ที่พื้ น ค อ น ก รี ต จ ะ ต้ อ ง รั บ เ ช่ น น้ า ห นั ก ที่ถ่ า ย จ า ก ร า ง แ บ บ ส ถิ ต ศ า ส ต ร์
แบบพลศาสตร์ หรือ หนว่ ยแรงจากการเปลยี่ นแปลงอุณหภูมทิ ีผ่ วิ คอนกรีต

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มีหินโรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มลิ ลเิ มตร 16

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

5.2 หลกั การออกแบบแผ่นพ้ืน

5.2.1 หลักการออกแบบ

การประกอบกันของระบบโครงสร้างทางชนิดพื้นคอนกรีต ทั้งในแบบ
มีอุปกรณ์ยึดรั้งราง หรือเป็นแบบรางฝัง บนชิ้นส่วนคอนกรีตแบบหล่อสาเร็จ
หรือหล่อในที่ ให้พิจารณาชิ้นส่วนนัน้ เป็นคานต่อเนื่อง หรือคานแบบไม่ต่อเนื่อง
ที่รองรับน้าหนักบรรทุกตามหัวข้อที่ 3 (แรงกระทาที่พิจารณา) โมเมนต์ของ
ความเฉื่อยของราง ระยะระหว่างอุปกรณ์ยึดรั้ง และความยืดหยุ่นของระบบ
ทั้งหมดบนจุดรองรับ มีผลต่อการกระจายแรงกระทาในแนวดิ่งและแนวราบ
จากราง โครงสร้างที่รองรับรางหรือแผ่นพื้น ซึ่งอาจประกอบด้วย ชิ้นส่วน
หล่อสาเร็จ หรือชิ้นส่วนหล่อในที่ จะต้องออกแบบให้สามารถรับน้าหนักในรูป
ข อ ง โ ม เ ม น ต์ ดั ด ใ น แ น ว ร ะ น า บ แ ล ะ น อ ก ร ะ น า บ เ พื่ อ ส่ ง ต่ อ ไ ป ยั ง โ ค ร ง ส ร้ า ง
ส่วนล่างได้อย่างปลอดภัย โมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นจะต้องทาให้โครงสร้างรองรับ
รางมีพฤติกรรมอยู่ในช่วงยืดหยุ่นโดยไม่เกิดการเสียรูปอย่างถาวร (Plastic
Deformation) หรืออาจเกิดการเสียรูปอย่างถาวรแต่จากัด ซึ่งขึน้ อยู่กับการ
ออกแบบในแต่ละชิน้ ส่วนย่อย การคานวณระดับความเค้นทีเ่ กิดขึ้นในระบบย่อย
(Subsystem) หรือส่วนประกอบ จะต้องไม่เกินระดับกาลังที่กาหนดไว้ ระดับ
โมเมนต์ดัดและความเค้นดึงเนื่องจากน้าหนักบรรทุกในกรณีต่าง ๆ สามารถ
คานวณแยกกันได้และนามารวมกันในภายหลัง ซึ่งน้าหนักบรรทุกที่มากระทา
จะคานึงถึง น้าหนัก รวมถงึ ผลของการเปลีย่ นแปลงอุณหภมู ิด้วย

17 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มีหนิ โรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

5.2.2 ขัน้ ตอนในการคานวณ

คานวณโมเมนตด์ ัดเนอื่ งจากน้าหนกั บรรทกุ จากราง
(Bending Moment due to rail seat load)

คานวณโมเมนตเ์ นอื่ งจากอณุ หภูมิ
(Temperature Gradient)

คานวณแรงทกี่ ระทาบนชิน้ ส่วนอนื่ ทีเ่ กีย่ วขอ้ งกนั

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไม่มีหินโรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มิลลิเมตร 18

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

คานวณโมเมนต์ดดั เนอื่ งจากน้าหนกั บรรทกุ จากราง
(Bending Moment due to rail seat load)

สามารถใชห้ ลกั การของพื้นบน Winkler Foundation ในการคานวณ
โมเมนตด์ ัดตามแนวแกนและแนวนอกระนาบ และหลักการคานบน
Winkler Foundation ในการคานวณโมเมนต์ดัดตามแนวแกน
และนาผลจากโมเมนต์ดัดสงู สุดในการออกแบบตอ่ ไป

คานวณโมเมนต์เนือ่ งจากอณุ หภมู ิ (Temperature Gradient)

ทีแ่ ตกตา่ งกนั ในระบบรองรับราง พื้นคอนกรีต พื้นทาง คานคอนกรตี
เมอื่ รบั ความร้อนจากแสงแดด หรอื จากกระบวนการใด จะทาให้เกดิ ความ
แตกตา่ งระหว่างอุณหภูมขิ องผิวบนและผวิ ลา่ งของคอนกรตี ทีไ่ มเ่ ทา่ กัน
ความแตกตา่ งของอณุ หภมู ิทเี่ กิดขนึ้ จะกอ่ ให้เกิดหน่วยแรงขนึ้ ในหนา้ ตดั
ของคอนกรีต การคานวณหน่วยแรงจะสามารถแบบจาลองทางคณิตศาสตร์
ทเี่ หมาะสมเพื่อใหห้ าหนว่ ยแรงทีเ่ กิดขึน้ ในหน้าตัดของคอนกรีตได้อย่างถูกต้อง

คานวณแรงทีก่ ระทาบนชนิ้ ส่วนอืน่ ทีเ่ กยี่ วขอ้ งกนั ไดแ้ ก่

1 คานวณแรงระหว่างระบบยึดรงั้ (Fastening System) กบั ระบบ
รองรับ (Supporting Structures) เชน่ ชิน้ ส่วนสาเรจ็ รูป พื้น

2 คานวณน้าหนักทีก่ ระทาบนชิน้ สว่ นทีป่ ระกอบกนั และการกระจายน้าหนัก
3 คานวณแรงในชนิ้ สว่ นตามขวาง หรือหมอนรองรางและการกระจายน้าหนกั
4 คานวณแรงในคานตามยาว การกระจายน้าหนักตามยาว
5 คานวณแรงในพื้น หรอื โครงสร้างรบั น้าหนักทัง้ ตามยาวและตามขวาง
6 คานวณแรงกระทากับพื้นแอสฟลั ท์คอนกรตี (ถ้ามี)

19 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไม่มีหินโรยทาง สาหรับทางขนาด 1,435 มิลลิเมตร

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

ความล้าจากหน่วยแรง จากการดัดทีย่ อมให้สูงสุดจากน้าหนักรถไฟ สามารถ
คานวณได้โดยใช้หลักการของ Multi-layer Theory Model โดยที่ค่า
ยังโมดูลัสทีแ่ นะนาสามารถใช้ค่าอีลาสติกโมดูลัส (E) = 50,000 กิโลกรมั
ต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งเป็ นค่าเฉลี่ยโดยทั่วไปได้ และค่าเฉลี่ยความล้า
จากโมเมนต์ดดั สามารถใช้ 8 กิโลกรมั ต่อตารางเซนตเิ มตร

5.2.3 การออกแบบหนา้ ตัดของแผ่นพื้น

การออกแบบแผ่นพื้นจะใช้หลักการเดียวกับการออกแบบโครงสร้างคอนกรีต
เสริมเหล็กทั่วไป เมื่อได้หน่วยแรงที่คานวณได้ในขั้นตอนที่ 2 ตามข้อ 5.2.2
จะทาการเสริมเหล็กให้สอดคล้องกับหน่วยแรงที่คานวณได้ การออกแบบ
สามารถใชไ้ ด้ทัง้ วธิ หี นว่ ยแรงใชง้ าน และวิธีกาลงั

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนิดไมม่ ีหินโรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มิลลิเมตร 20

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

6 ระบบยดึ เหนีย่ วราง (Rail Fastening System)

โดยทั่วไปแล้วรางจะมีการยึดรั้งและยึดเหนี่ยวต่อเนื่องในระยะทุกๆ 0.60 เมตร
ถึง 0.75 เมตร กรณีมีการยึดเหนี่ยวในระยะนอกเหนือจากระยะดังกล่าว จาเป็นต้องมี
การออกแบบเฉพาะเพื่อประเมินความเหมาะสม และความปลอดภัย โดยพิจารณา
จากข้อมูลปริมาณการจราจร แนวเส้นทางและลักษณะทางกายภาพของราง ตลอดจน
ความเร็วทีใ่ ชใ้ นการเดนิ รถ โดยมขี อ้ มลู อา้ งองิ จากผลการทดสอบทเี่ ชอื่ ถอื ไดร้ องรบั ทงั้ นี้
รายละเอียดของระบบยึดเหนี่ยวราง ให้อ้างอิงตามมาตรฐานการขนส่งทางราง
ของกรมการขนสง่ ทางราง เรอื่ ง มาตรฐานองค์ประกอบทางรถไฟ

7 ขอ้ ควรพิจารณาพิเศษ

7.1 ตาแหน่งเปล่ียนผ่าน (Transition Zone)

1 ตาแหน่งเปลีย่ นผ่าน (Transition Zone) เช่น จุดที่เชื่อมต่อระหว่างสะพานกับทางรถไฟ

หรือจุดที่เปลี่ยนจากทางรถไฟแบบมีหินโรยทางเป็นโครงสร้างทางแบบพื้นคอนกรีต
จะต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษ

2 การออกแบบตาแหน่งเปลยี่ นผา่ นจะต้องพิจารณาถึงความแตกต่างระหวา่ งทางรถไฟ

ที่มีความแข็งเกร็งสูงหรือทางรถไฟแบบทางรถไฟแบบพื้นทางคอนกรีต และ
ทางรถไฟที่มีความแข็งแรงต่าหรือทางรถไฟแบบหินโรยทาง โดยวิธีการที่ใช้ในการ
ออกแบบต้องเป็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับและสามารถใช้งานได้อย่างประหยัดและ
เหมาะสม
รายละเอียดเพิ่มเติมของจุดเชื่อมต่อให้อ้างอิง มาตรฐานการขนส่งทางราง
ของกรมการขนส่งทางราง เรอื่ ง มาตรฐานตาแหน่งเปลยี่ นผ่านบนทางรถไฟ

21 มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไม่มีหินโรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มลิ ลิเมตร

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

7.2 จดุ ส้ินสดุ ของทางรถไฟแบบไม่มีหินโรยทาง

จุดสนิ้ สุดของทางรถไฟแบบไม่มีหนิ โรยทางจะตอ้ งมีรอยต่อให้ขยายตัว (Expansion
Joint) เพื่อใหพ้ ื้นคอนกรตี สามารถเคลอื่ นทไี่ ด้

7.3 ความต่อเน่ืองของทางรถไฟแบบไม่มีหินโรยทาง
และคานของสะพาน

ส่วนนี้จะใช้กับทางรถไฟแบบพื้นคอนกรีตแบบตรงและต่อกับจุดรองรับแบบธรรมดา
ของคานสะพานที่มีช่วงฐานรองรับที่มีความยาวถึง 23 เมตร ถ้ามีความต้องการ
ต่อความยาวของพื้นคอนกรีตบนคานที่รองรับสะพาน (Bridge Deck) จะต้องทาตาม
ขอ้ กาหนดดงั นี้

1 เพื่อที่จะลดรอยแตกบนพื้นคอนกรีตและเพื่อให้พื้นและคานที่รองรับสะพาน

เกิดการเคลื่อนตัวได้ ควรที่จะมีการลดแรงเสียดทานระหว่างพื้นคอนกรีต
และคานของสะพาน

2 ควรให้มี 2 ชัน้ ของ Bituminous Material แยก โดยแผน่ โพลียรู เี ทน

(Polyurethane) 2 แผ่นระหว่าง พื้นคอนกรตี และคานของสะพาน

3 วสั ดเุ ทฟลอนสามารถนามาใชเ้ พื่อลดแรงเสียดทานได้

มาตรฐานการออกแบบทางรถไฟชนดิ ไม่มีหนิ โรยทาง สาหรบั ทางขนาด 1,435 มิลลเิ มตร 22

(BALLASTLESS TRACK DESIGN)

บรรณานุกรม

(1) สานักงานนโยบายและแผนการขนส่งและจราจร (สนข.), “งานออกแบบ
รายละเอียดโครงการระบบขนส่งกรุงเทพมหานคร ช่วงแบริ่ง-สมุทรปราการ
และออกแบบโครงสร้างพื้นฐาน สิ่งอานวยความสะดวกด้านการจราจร
ทีเ่ กีย่ วขอ้ ง”

(2) EN 1991-2:2003: Actions on structures - Part 2: Traffic loads
on bridges

(3) EN 16432-1:2015: Railway applications – Ballastless Track
Systems - Part 1: General requirements

(4) EN 16432-2:2015: Railway applications - Ballastless Track
Systems - Part 2: Subsystem and components

(5) EN 16432-3:2015: Railway applications - Ballastless Track
Systems - Part 3: Acceptance

(6) AREMA Manual for Railway Engineering: 2011: Volume 2:
Concrete Structures and Foundations: Part 27 Concrete Slab
Track

(7) KR C-14040 Concrete Track Structure

กรมการขนสง่ ทางรางใสใ่ จ

เพื่อความสขุ และความปลอดภยั ในการเดนิ ทางระบบรางของไทย