Ngoài phần mở đầu, kết luận,tài liệu tham khảo,nội dung chính của luận văn sẽ được trình bày trong 3 chương : Chương 1 : Tổng quan về cầu đường sắt đô thị Chương 2: Phân tích kết cấu và
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
_
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC MẶT CẮT CHỮ U,
TUYẾN SỐ 1 BẾN THÀNH – SUỐI TIÊN
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CẦU - HẦM
Mã số: 60.58.02.05
Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến
Năm 2017
Trang 2Luận văn cao học
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ luận văn nào khác
Tôi xin cam đoan mọi tài liệu và thông tin được sử dụng trong luận văn đã được cảm ơn và chỉ rõ nguồn gốc thông tin
Trang 3Luận văn cao học
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS-TS.Nguyễn Duy Tiến đã tận
tình giành nhiều thời gian, tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp
Do thời gian có hạn,bài luận văn này không thể tránh những sai sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý chân thành của quí thầy cô.bạn bè và đồng nghiệp
Xin chân thành cảm ơn /
TP.Hồ Chí Minh,ngày tháng năm
Học viên
Ngô Nguyễn Duy Hoàng
Trang 4Luận văn cao học
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ 4
1.1 Các dạng cầu đường sắt đô thị 4
1.1.1 Sự phát triển của đường sắt đô thị trên thế giới 4
1.1.2 Phân loại đường sắt đô thị 6
1.2 Công nghệ thi công 8
1.2.1 Công nghệ thi công trên đà giáo cố định (FSM) 9
1.2.2 Công nghệ thi công kết cấu nhịp BTCT DƯL nhịp lớn 11
1.2.3 Công nghệ thi công lắp ghép kết cấu nhịp 14
1.3 Qui hoạch và đặc điểm đường sắt đô thị ở Việt Nam 17
1.3.1 Quy hoạch đường sắt đô thị ở Việt Nam 17
1.3.2 Đặc điểm của tuyến đường sắt đô thị ở Việt Nam 19
1.4 Một số dự án đường sắt đô thị đang triển khai ở Việt Nam 21
1.4.1 Tuyến đường sắt đô thị ở Tp.Hà Nội 21
1.4.2 Tuyến đường sắt đô thị ở TP.Hồ Chí Minh 23
1.5 Kết luận chương 1 27
CHƯƠNG 2 : CÁC DẠNG KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ SỐ 1 TP.HỒ CHÍ MINH 28
2.1 Dầm BT DƯL mặt cắt chữ T đôi 28
2.1.1 Vật liệu sử dụng 29
2.1.2 Công nghệ thi công 30
2.1.3 Phân tích ưu nhược điểm của dầm chữ T đôi 33
2.2 Dầm BTCT DƯL mặt cắt ngang dạng hộp 33
2.2.1 Vật liệu sử dụng 35
Trang 5Luận văn cao học
2.2.2 Công nghệ thi công 36
2.2.3 Phân tích ưu nhược điểm dầm BT DƯL dạng hộp 50
2.3 Dầm BT DƯL mặt cắt chữ U 50
2.3.1 Lịch sử phát triển dầm bê tông DƯL mặt cắt chữ U 51
2.3.2 Công nghệ thi công 53
2.4 Kết luận chương II 53
CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP MẶT CẮT CHỮ U TRONG TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ SỐ 1 TP.HỒ CHÍ MINH 54
3.1 Đặc điểm kết cấu 54
3.1.1 Vật liệu sử dụng: 57
3.2 Các công nghệ thi công kết cấu nhịp mặt cắt chữ U trong dự án Metro số 1 ( Bến Thành-Suối Tiên) 58
3.2.1 Đổ bêtông trên đà giáo cố định 58
3.2.2 Công nghệ lắp ghép phân đoạn trên đà giáo di dộng-lắp xâu táo 70
3.2.3 Biện pháp chế tạo các đốt dầm phân đoạn 71
3.2.4 Cấu tạo khuôn đúc đốt dầm U 75
3.2.5 Cấu tạo giá lao dầm 81
3.2.6 Trình tự thi công 86
3.2.7 Mối nối các đốt dầm 100
3.3 So sánh các dạng mặt cắt 104
3.3.1 So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật 105
3.3.2 So sánh về định lượng, giá thành sản phẩm 110
3.3.3 Giá thành vật liệu sản phẩm 111
3.3.4 Tổng hợp các chỉ tiêu so sánh 111
3.4 Kết luận chương III 112
Trang 6Luận văn cao học
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116
Trang 7Luận văn cao học
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ,ĐỒ THỊ
Hình 1.1 : Tuyến Metro đầu tiên tại Anh 4
Hình 1.2 Tuyến đường sắt đô thị ở DuBai-Ả rập 6
Hình 1.3 : Tuyến Monorail đi trên 8
Hình 1.4 : Thi công nhịp cầu cạn bằng đà giáo cố định 10
Hình 1.5 Công nghệ MSS chạy trên 12
Hình 1.6 : Công nghệ đúc đẩy 13
Hình 1.7 : Công nghệ đúc hẫng cân bằng 13
Hình 1.8 : Thi công lắp ghép phân đoạn kết cấu nhịp 17
Hình 1.9 : Sơ đồ 8 tuyến đường sắt đô thị ở Hà Nội 18
Hình 1.10: Mạng lưới metro TpHCM 19
Hình 1.11 : Tuyến Cát Linh-Hà Đông 23
Hình 1.12 : Thi công tuyến Nhổn-ga Hà Nội 23
Hình 1.13 : Sơ đồ Tuyến metro số 1 TpHCM 25
Hình 1.14 : Thi công đoạn trên cao tuyến Metro số 1-Tp.Hồ Chí Minh 26
Hình 2.1 : Hình Mặt cắt đại diện bố trí dầm chữ T đôi 29
Hình 2.2: Chi tiết lắp đặt gối cao su 32
Hình 2.3: Mặt cắt dọc cầu Rạch Chiếc 34
Hình 2.4 : Mặt cắt ngang tại các trụ trung gian 34
Hình 2.5 : Mặt cắt ngang tại giữa nhịp 35
Hình 2.6: Lắp đặt dầm ray 39
Hình 2.7: Lắp dầm chính,dầm ngang và hệ giằng 40
Hình 2.8: Bố trí xe đúc trên bản mặt cầu 41
Hình 2.9: Thiết bị neo 45
Hình 2.10: Bố trí ống luồn cáp DƯL 45
Trang 8Luận văn cao học
Hình 2.11: Bố trí tấm gỗ chống trồi 47
Hình 2.12 : Mặt cắt điển hình ở cuối nhịp 51
Hình 2.13 : Phối cảnh cầu cạn khi hoàn thiện 52
Hình 3.1: Vách đứng - dầm chữ U 54
Hình 3.2: Mặt cắt ngang dầm U tuyến MRT1-HCM (1/2 mặt cắt giữa nhịp và tại gối) 55
Hình 3.3 : Mặt bên dầm U 55
Hình 3.4 : Các dạng mặt cắt dầm U 56
Hình 3.5 : Dầm “hộp-U” kết hợp (Dubai LRT) 57
Hình 3.6: Lắp hẫng cân bằng dầm hộp-U (Dubai LRT) 57
Hình 3.7: Đài cọc tạm 60
Hình 3.8: Xử lý nền đất xung quanh đài cọc 60
Hình 3.9: Lắp dựng hệ trụ chống 61
Hình 3.10: Lắp dựng hệ dầm ngang I200 61
Hình 3.11: Lắp dựng các khối bê tông và thử tải cho nhịp biên 62
Hình 3.12:Ván khuôn của dầm U liên tục 63
Hình 3.13 : Hình ảnh ống ghen 64
Hình 3.14: Biện pháp nối ống ghen 64
Hình 3.15: Chi tiết đầu neo 65
Hình 3.16 : Công tác bảo dưỡng bê tông 67
Hình 3.17 : Bảo dưỡng bê tông 68
Hình 3.18: Các biện pháp lắp ghép phân đoạn 70
Hình 3.19 : Bố trí chung bãi đúc dầm 71
Hình 3.20 : Dây chuyền Short-line 73
Hình 3.21: Dây chuyền Long-line 74
Trang 9Luận văn cao học
Hình 3.22: Hiệu ứng "Bowing" 75
Hình 3.23: Ván khuôn đầu dầm, mặt bên và ván khuôn trong 80
Hình 3.24 : Đầu chặn - Mặt cắt dọc 80
Hình 3.25 : Toàn cảnh giá lao dầm 81
Hình 3.26 : Dầm chính 82
Hình 3.27 : Giàn dẫn hướng 82
Hình 3.28 : Goòng lao 83
Hình 3.29 : Dầm treo 83
Hình 3.30 : Bệ đỡ chính 84
Hình 3.31 : Chân đỡ trước 85
Hình 3.32 : Chân đỡ sau 85
Hình 3.33 : Cẩu trục cổng 86
Hình 3.34 : Cẩu đốt dầm lên xe 87
Hình 3.35 : Vận chuyển đốt dầm U trên Xa lộ Hà Nội 87
Hình 3.36 : Các đốt dầm được cẩu lên nhờ giá treo của đà giáo di động 94
Hình 3.37 : Bôi keo epoxy và căng các thanh DƯL tạm 99
Hình 3.38 : Luồn cáp 100
Hình 3.39 : Các loại mối nối 101
Hình 3.40 : Cấu tạo mặt tiếp xúc giữa hai đốt dầm U (mặt có mộng âm) 102
Hình 3.41 : Mặt cắt dầm chữ U điển hình 104
Hình 3.42 : Mặt cắt dầm hộp điển hình 105
Hình 3.43: So sánh kết cấu phần dưới của dầm hộp và dầm U 107
Hình 3.44 : So sánh cao độ đường đỏ giữa dầm hộp và dầm chữ U 107
Hình 3.45 : So sánh mỹ quan kết cấu của dầm U và dầm hộp 109
Trang 10Luận văn cao học
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Biểu đồ 1 : So sánh chiều cao dầm 106
Biểu đồ 2 : Chiều cao kiến trúc (tính từ đỉnh ray đến đáy dầm) 108
Biểu đồ 3 : So sánh định lượng của các loại mặt cắt 110
Biểu đồ 4 : Chi phí tính trên 1m dài các loại mặt cắt 111
Trang 11Luận văn cao học
MỞ ĐẦU
Sự cần thiết của đề tài
Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, dẫn đến sự bùng nổ dân
số kèm theo đó là việc tăng đột biến nhu cầu đi lại người dân Việc tăng đột biến lưu lượng giao thông đã dẫn đến nhiều vấn đề cấp bách cho xã hội Theo số liệu sơ bộ của Trung tâm Nghiên cứu cuộc sống phát triển bền vững (CSDP), chỉ riêng TP Hà Nội, chi phí tăng thêm do tiêu hao nhiên liệu và lãng phí công lao động vì ùn tắc giao thông ở nội thành khoảng 36,4 tỷ VNĐ/ngày (12.812 tỷ VNĐ/năm, tương đương khoảng 600 triệu USD/năm) Còn tại TP.HCM, theo ông Lê Quyết Thắng - Giám đốc Khu quản lý giao thông đô thị số 1, mỗi năm thành phố thiệt hại khoảng 170 tỷ đồng do ùn tắc giao thông
Có thể thấy, ùn tắc giao thông đang gây thiệt hại không nhỏ cho sự phát triển kinh
tế quốc gia, giảm hiệu suất lao động và tăng các chi phí không cần thiết trong quá trình sản xuất Trong bối cảnh kinh tế giảm phát và khó khăn như hiện nay, lãng phí trong giao thông lại đặt thêm một gánh nặng đối với đời sống kinh tế của người dân.Không những thể,ở các thành phố lớn ở Việt Nam đang bị ô nhiễm không khí nghiêm trọng, nguyên nhân chủ yếu là do khí thải từ các phương tiện giao thông cơ giới đường bộ Một lượng không nhỏ các phương tiện giao thông ở TP.HCM hiện nay có chất lượng khí thải không đạt tiêu chuẩn, trong khi đó hiện tượng ùn tắc giao thông lại làm tăng đáng kể lượng khí thải phát ra từ các phương tiện này
Một trong những nguyên nhân dẫn đến ùn tắc giao thông là việc gia tăng sử dụng phương tiện cá nhân Ở Việt Nam, xe máy vẫn là phương tiện di chuyển chủ yếu của đại
đa số người dân Do đó không có gì là ngạc nhiên khi thống kê cho thấy Việt Nam là nước sở hữu xe máy nhiều thứ 2 trên thế giới (sau Đài Loan) với khoảng gần 43 triệu chiếc Dân số hiện tại của Việt Nam khoảng 92 triệu người, như vậy bình quân cứ 2 người dân thì sẽ sở hữu 1 chiếc xe máy Riêng tại 2 thành phố lớn là Hà Nội và TP.HCM thì lượng xe máy chiếm khoảng 1/3 lượng xe lưu hành cả nước, đáp ứng đến 90% nhu cầu đi lại của người dân Mặc dù vẫn có hệ thống xe bus công cộng nhằm giảm thiểu lượng xe cá nhân lưu thông, tuy nhiên hệ thống này còn yếu kém do cơ sở hạ tầng đô thị còn thấp kém, lượng phương tiện tham gia giao thông quá lớn và ý thức chưa tốt của các
Trang 12Luận văn cao học
cư dân thành phố Bên cạnh đó, hiện tượng ngập úng mỗi khi mưa lớn cũng gây khó khăn cho người tham gia giao thông
Đứng trước những vấn đề cấp bách đó, để đáp ứng nhu cầu giao thông vận tải, các
dự án Đường sắt đô thị được coi là một giải pháp tối ưu với nhiều lợi ích to lớn đã được lựa chọn và triển khai ở các 2 thành phố lớn là :Hà Nội và TP.Hồ Chí Minh Cầu ĐSĐT ngoài các yêu cầu về chịu lực như các cầu bình thường khác còn có một số yêu cầu đặc thù như : chiều cao kiến trúc phải thấp, hình thức đẹp, mặt cầu kín để nước mưa không chảy trực tiếp xuống đường, thuận tiện cho việc thi công trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, giảm tiếng ồn xung quanh…
Qua thực tiễn cho thấy, dầm bê tông dự ứng lực mặt cắt chữ U với nhiều ưu điểm vượt trội, đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật, và khả năng vượt nhịp lớn đã được tư vấn thiết kế và chủ đầu tư lựa chọn áp dụng cho tuyến Metro số 1 TP HCM- Bến Thành –Suối Tiên Chính vì vậy,đề tài này sẽ tập trung nghiên cứu về đặc điểm kết cấu và công nghệ thi công của dầm BT DƯL chữ U Việc tìm hiểu về đề tài này là cần thiết để rút kinh nghiệm cũng như chọn được giải pháp phù hợp hơn cho các dự án tiếp theo
Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu, phân tích các dạng kết cấu và công nghệ thi công dầm BT DƯL chữ
U được sử dụng trong tuyến Metro số 1 Tp.Hồ Chí Minh (Bến Thành-Suối Tiên)
So sánh, đánh giá ưu nhược điểm của dầm BT DƯL chữ U với loại dầm khác cùng chiều dài nhịp được sử dụng trong tuyến Metro số 1 Tp.Hồ Chí Minh (Bến Thành-Suối Tiên)
Phương pháp nghiên cứu
Tìm hiểu, phân tích dựa trên cơ sở tham khảo các tài liệu trong, ngoài nước
các hồ sơ TKKT, TKBVTC đã được phê duyệt và ban hành trong các dự án ĐSĐT ở Tp.Hồ Chí Minh và Hà Nội
Đối tượng nghiên cứu,phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu kết cấu,công nghệ thi công dầm BT DƯL chữ U ở dự án Metro số 1 TP.HCM –Bến Thành –Suối Tiên
Trang 13Luận văn cao học
Kết cấu luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận,tài liệu tham khảo,nội dung chính của luận văn sẽ được trình bày trong 3 chương :
Chương 1 : Tổng quan về cầu đường sắt đô thị
Chương 2: Phân tích kết cấu và công nghệ thi công kết cấu nhịp mặt cắt chữ U trong tuyến đường sắt đô thị số 1 Tp.Hồ chí minh
Chương 3 : Phân tích kết cấu, công nghệ thi công kết cấu nhịp cầu dạng mặt cắt chữ U được sử dụng trong tuyến đường sắt đô thị số 1 Tp.Hồ Chí Minh ( Bến Thành-Suối Tiên )
Trang 14
Luận văn cao học
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ
1.1 Các dạng cầu đường sắt đô thị
1.1.1 Sự phát triển của đường sắt đô thị trên thế giới
Sự phát triển Đường sắt đô thị (Urban rail transit) trên thế giới được bắt đầu từ
năm 1863 tại London khi tuyến Metro đầu máy hơi nước đầu tiên trên thế giới thi công
bằng phương pháp đào lộ thiên đã được thông xe, toàn tuyến dài khoảng 6.4 km Ngày
8/12/1890 tuyến thứ hai lần đầu tiên thi công bằng phương pháp đào khiên được xây
dựng xong cũng tại London dài 5.2km kéo bằng đầu máy điện Từ đó giao thông ĐSĐT
bước vào thời đại mới
Hình 1.1 : Tuyến Metro đầu tiên tại Anh
Trang 15Luận văn cao học
Sự phát triển giao thông đường sắt đô thị bao gồm hệ thống đường sắt đặt ngầm dưới mặt đất (Metro), đường sắt trên mặt đất (Tramway) và đường sắt trên cao, có thể chia thành 4 giai đoạn sau:
- Giai đoạn ban đầu (1863 - 1924): Giai đoạn phát triển giao thông đường sắt đô thị ở các nước Âu, Mỹ tương đối nhanh Riêng châu Âu, Mỹ có 13 thành phố xây dựng đường Metro, nhiều thành phố đã xây dựng đường xe điện Trong những năm 20 của thế
kỷ XX đường xe điện rất phát triển ở Mỹ, Nhật Bản, Ắn Độ và Trung Quốc Loại xe điện kiểu cũ chạy giữa các đường phố, tốc độ vận hành thấp, tỷ lệ đúng giờ thấp, hơn nữa tiếng ồn lớn, khả năng gia tốc kém, mức thoải mái của hành khách thấp, nhưng tại thời điểm bấy giờ nó là xương sống của giao thông công cộng Để giải quyết nạn tắc nghẽn giao thông tại các thành phố lớn, tại châu Âu đã xây dựng hệ thông tàu điện ngầm Luân Đôn đã khánh thành lần đầu tiên trên thế giới vào năm 1863 và năm 1890, sau đó lần lượt
là các thành phố Budapest (1896), Paris (1900), Beclin (1902), Hamburg (1912) Các tuyến đường tàu điện ngầm khổ tiêu chuẩn được tiếp tục xây dựng ở thập kỷ đầu của thế
kỷ XX tại Châu Âu
- Giai đoạn đình trệ (1924-1949): Đại chiến thế giới lần II nổ ra và sự phát triên của ngành công nghệ ô tô đã làm giao thông đường sắt đô thị đình trệ và co lại tính linh hoạt thuận lợi của ô tô làm cho nó phát triển nhanh chóng ở đô thị, hơn nữa giao thông đường sắt đô thị do đầu tư lớn, thời gian xây dựng dài đã làm mất tính ưu việt của nó Giai đoạn này chỉ có 5 thành phố sử dụng Metro Xe điện cũng rơi vào cảnh đình đốn, không phát triển Nước Mỹ năm 1912 có 370 thành phố có đường xe điện nhưng đến năm
1970 chỉ còn 8 thành phố chạy xe điện
- Giai đoạn tái phát triển (1949 - 1969): Ô tô phát triển quá mức đã làm tắc nghẽn đường phố, tốc độ chạy giảm xuống quá thấp dẫn tới giao thông bị ùn tắc Thêm vào đó ô nhiễm không khí, tiếng ồn lớn, tiêu hao xăng dầu nhiều, trong thành phố có khi không tìm được chỗ đỗ xe Vì vậy tại nhiều nơi đã nhận thức lại rằng giải quyết giao thông đô thị thì phải dựa vào đường sắt chạy điện Vì vậy đường sắt đô thị lại được coi trọng ở châu Âu, châu Mỹ sang các nước châu Á như Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Trong thời gian này có tới 17 thành phố xây dựng đường metro mới
- Giai đoạn phát triển nhanh (1970 - Nay): nhiều nước trên thể giới đều xác lập phương châm ưu tiên phát triển giao thông đường sắt, tìm nguồn vốn để giải quyết giao
Trang 16Luận văn cao học
thông đường sắt đô thị Xu thế đô thị hóa ở các nước trên thế giới, dẫn tới nhân khẩu tập trung cao độ, đòi hỏi giao thông đường sắt phát triển với tốc độ cao để đáp ứng vận tải hành khách ngày càng tăng Sự phát triển các ngành kỹ thuật khác cũng tạo cơ sở tốt cho giao thông đường sắt Trong những năm gần đây lại có thêm hơn 40 thành phố xây dựng đường Metro, đường sắt nhẹ và các loại hình giao thông đường sắt khác
Hình 1.2 Tuyến đường sắt đô thị ở DuBai-Ả rập
1.1.2 Phân loại đường sắt đô thị
Năng lực vận tải là lượng hành khách thông qua mặt cắt trong một giờ của một hướng Căn cứ vào năng lực vận tải khác nhau ĐSĐT có thể chia thành bốn loại hệ thống năng lực vận tải: đặc biệt lớn, lớn, vừa và nhỏ:
Trong đó hệ thống năng lực đặc biệt lớn thường là chỉ về đường sắt ngoại ô, luồng hành khách qua mặt cắt mỗi giờ của một hướng có thể đạt 5-8 vạn hành khách mỗi giờ Đường sắt năng lực lớn thường được chỉ về Metro thông thường ĐSĐT loại vừa bao gồm đường sắt nhẹ, đường sắt một ray (Monorail) ĐSĐT loại nhỏ phần lớn được chỉ xe điện trên ray
Đường sắt dưới đất (Metro) trong tiếng Anh có những từ khác nhau như Metro, Underground, Subway, MTS (Mass Transit System), trong hội nghị liên hiệp giao thông công cộng quốc tế (UITP) lần thứ nhất họp ở Brúc-Xen đã xác định tên gọi ĐSĐT loại nhẹ là Light Rail Transit viết tắt là LRT
Trang 17Luận văn cao học
Về phương thức lắp đặt có thể phân ra 3 hình thức : hầm (dưới đất, trong núi, dưới nước) trên cao và trên mặt đất Giao thông đường sắt lưu lượng đặc biệt lớn và lớn tại những khu vực mật độ giao thông lớn, thường sử dụng hình thức hầm và đường trên cao,
ở khu vực ngoại ô thường sử dụng hình thức trên mặt đất có rào kín Giao thông lưu lượng vừa cũng có thể có 3 hình thức, và thường không chạy lẫn lộn với các xe động cơ khác Giao thông đường sắt lưu lượng nhỏ nói chung dùng hình thức chạy trên mặt đất và
có thể chạy chung với các xe động cơ, hiệu suất vận tải thấp, không có ưu thế rõ rệt so với các giao thông công cộng thông thường khác
Theo phương thức dẫn hướng có thể chia ra dẫn hướng bánh sắt - ray và dẫn hướng bằng bánh xe dẫn hướng Hệ thống đường ray - bánh sắt (đường Metro, đường sắt nhẹ, xe điện trên ray) thuộc lọai thứ nhất, loại này khởi động tương đối nhanh Các toa xe bánh cao su của Monorail và hệ thống giao thông mới thuộc loại thứ hai
Hệ thống giao thông một ray ( Monorail System) là hệ thống giao thông mà các toa xe được đi trên hoặc treo ở dưới dầm thép hay bê tông để vận hành Tuyến đường được khai thác sớm nhất là vào năm 1888 Do toa xe bị đảo lắc, ray và bánh xe mòn nhiều, độ thích ứng kém, nên không được phát triển Mãi tới những năm 50 của thế kỷ
20, nó mới được phát triển sau khi giải quyết được vấn đề chạy ổn định vê kỹ thuật Monorail là một loại hệ thống lưu lượng nhỏ, thích hợp cho những địa phương có lưu lượng hành khách 0,5-2 vạn lượt người qua mặt cắt mỗi giờ của một hướng Nó có ưu điểm là chiếm dụng đất ít, leo dốc khoẻ ( dốc có thể đạt 10%), tiếng ồn nhỏ ( sử dụng lốp cao su ) nên thường được sử dụng ở các tuyến đường có luông hành khách nhỏ và vừa như ở các khu sân bay, triển lãm, khu vui chơi giải trí, khu du lịch v.v Công trình đầu tiên của Trung Quốc là tuyến đường sắt nhẹ mới ở Trùng Khánh, là hệ thống Monorail bánh cao su kiểu toa xe ở trên ray, toàn tuyến dài 14,25 km, phần lớn là đường trên cao
Về hệ thống giao thông mới, đến nay vẫn chưa có một khái niệm thống nhất Hệ thông giao thông mới được lấy từ tiêu chuẩn phân loại của Nhật Bản Đó là hệ thông vận chuyển hành khách tốc độ nhanh bằng đường sắt, có lượng vận tải hạng trung, điều khiển
Trang 18Luận văn cao học
tự động hoàn toàn, bao gồm giao thông dẫn hướng, giao thông tự dẫn hướng, giao thông đệm từ vv vvv đặc trưng chủ yếu là giao thông dẫn hướng
Hình 1.3 : Tuyến Monorail đi trên
Có thể phân ra hệ thống ray - bánh sắt, hệ thống đường ray bê tông - bánh cao su
và hệ thống đặc thù Hệ thống ray - bánh sắt là hình thức chủ đạo của đường Metro và đường sắt nhẹ hiện nay
Hệ thống đường ray bê tông - bánh cao su chủ yếu là Monorail và hệ thống giao thông mới (tàu điện từ) Hệ thống đặc thù bao gồm hệ thống Monorail kiểu treo có mặt chống đỡ ở phía trên toa, hệ thống đường ray kiểu tàu đệm từ
1.2 Công nghệ thi công
Đặc điểm thi công cầu đường sắt đô thị :
- Do cầu nằm trong các tuyến đường đang khai thác trong đô thị, quá trình thi công phải đảm bảo giao thông cho dân cư khu vực
- Khối lượng thi công lớn, liên tục trên tuyến dài, vì vậy việc lắp đặt dầm vào trụ cần được tổ chức cơ giới hóa cao, thiết bị đồng bộ, tổ chức lao động chuyên nghiệp, bảo đảm an toàn cao cho công trình
Trang 19Luận văn cao học
Các yêu cầu khi thi công cầu trong đô thị:
- Đảo bảo tiến độ nhanh
- Không gây ô nhiễm môi trường
- Không gây tiếng ồn quá lớn
- Phải đảm bảo giao thông thông suốt, nếu phong tỏa phải có biện pháp tố chức giao thông trong quá trình thi công
Việc chế tạo kết cấu nhịp được tiến hành theo các công nghệ chủ yếu :
- Công nghệ đồ bê tông trên đà giáo cố định : cầu bê tông cốt thép đúc toàn khối đổ tại chỗ cần một khối lượng công tác rất lớn để xây dựng công trình tạm phục vụ thi công bao gồm : Chế tạo và lắp dựng giàn giáo, ván khuôn, tốn kém sức lao động, thời gian thi công kéo dài, giá thành đắt Vì vậy cầu dầm bê tông cốt thép đổ tại chỗ không phù hợp với các cầu công trình đường sắt đô thị Chỉ áp dụng trong một số trường hợp cá biệt
- Công nghệ thi công lắp ghép kết cấu nhịp : Các cấu kiện kết cấu nhịp được dúc sẵn trong nhà máy, vận chuyển ra công trường và tiến hành lắp đặt Có hai phương pháp chủ yếu là lao lắp toàn bộ nhịp dầm và lắp ghép phân đoạn trên đà giáo di di động (CN LG)
- Các công nghệ thi công kết cấu nhịp BTCT DƯL nhịp lớn : Bao gồm 1 số công nghệ thi công có thể áp dụng như sau : Công nghệ thi công theo phương pháp đúc đẩy,công nghệ đổ bêtông tại chỗ trên đà giáo cố định (Công nghệ MSS), phương pháp đúc hẫng cân bằng
1.2.1 Công nghệ thi công trên đà giáo cố định (FSM)
Công nghệ thi công cầu trên đà giáo cố định là công nghệ ra đời từ rất sớm trên thế giới và đã được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam
Ưu điểm của công nghệ:
- Công nghệ thi công đơn giản dễ dàng, đà giáo ván khuôn đơn giản dễ chế tao và lắp dựng
Trang 20Luận văn cao học
- Chi phí đà giáo ván khuôn không lớn lắm so với đúc dầm trên đà giáo di động (MSS)
- Công nghệ đúc trên đà giáo cố định còn phù hợp với các cầu dẫn,cầu trên đường cong, có thể dể dàng mở rộng dầm
Nhược điểm của công nghệ :
- Phải sử dụng khối lượng đà giáo ván khuôn rất lớn để thi công vì vậy đòi hỏi mặt bằng công trường lớn để tập kết máy móc và thiết bị Vì vậy khi thi công đúc dầm trên đà giáo cố định thì ảnh hưởng đến quá trình lưu thông của người và các phương tiện qua lại
- Công nghệ này phù hợp với nhũng nơi có điều kiện địa hình, địa chât tôt, không phù hợp với các cầu vượt sông trong đô thị Nếu địa chất không được tốt thì phải gia cố xử lý nen xong mới lắp dụng đà giáo Tránh trường hợp lún trong quá trình thi công sẽ ảnh hường lớn đến kết cấu Phải kiểm toán thử tải đà giáo trước khi đổ bê tông hạn chế tối đa các sự cố trong quá trình thi công
Hình 1.4 : Thi công nhịp cầu cạn bằng đà giáo cố định
Trang 21Luận văn cao học
1.2.2 Công nghệ thi công kết cấu nhịp BTCT DƯL nhịp lớn
Đúc đẩy thuộc phương pháp đổ bêtông tại chỗ, hệ thống ván khuôn và bệ đúc thường được lắp đặt, xây dựng cố định tại vị trí sau mố Chu trình đúc được tiến hành theo từng phân đoạn, khi phân đoạn đầu tiên hoàn thành được kéo đẩy về phía trước nhờ
hệ thống như: kích thủy lực, mũi dẫn, trụ đẩy và dẫn hướng… đến vị trí mới và bắt đầu tiến hành đúc phân đoạn tiếp theo cứ như vậy cho đến khi đúc hết chiều dài kết cấu nhịp Mặc dù công nghệ có ưu điểm: thiết bị di chuyển cấu kiện khá đơn giản, tạo được tĩnh không dưới cho các công trình giao thông thủy bộ dưới cầu và không chịu ảnh hưởng lớn của lũ nhưng công trình phụ trợ lại phát sinh nhiều như: bệ đúc, mũi dẫn và trụ tạm… Chiều cao dầm và số lượng bó cáp DƯL nhiều hơn so với dầm thi công bằng công nghệ khác, mặt khác chiều cao dầm không thay đổi để tạo đáy dầm luôn phẳng nhằm đẩy trượt trên các tấm trượt đồng thời chiều dài kết cấu nhịp bị hạn chế do năng lực của hệ thống kéo đẩy Cầu thi công bằng công nghệ này có kết cấu nhịp liên tục với khẩu độ nhịp lớn nhất hợp lý khoảng từ 35 - 60m Với công nghệ này khả năng tái sử dụng hệ thống ván khuôn, bệ đúc và kết cấu phụ trợ cao
Đúc hẫng thực chất thuộc phương pháp đổ bêtông tại chỗ theo phân đoạn từng đợt trong ván khuôn di động treo trên đầu xe đúc Công nghệ này thường áp dụng cho kết cấu
có mặt cắt hình hộp với khẩu độ nhịp lớn từ 60 - 200m Đặc điểm của công nghệ là việc đúc các đốt dầm theo nguyên tắc cân bằng, sau đó nối các nhịp giữa có thể bằng các chốt giữa, dầm treo hoặc liên tục hóa Trong quá trình thi công trên mỗi trụ đặt hai xe đúc, mỗi
xe di chuyển và đúc một nữa nhịp mỗi bên theo phương dọc cầu Tùy theo năng lực của
xe đúc mà mỗi phân đoạn đúc có thể dài từ 3,5 - 7m hoặc có thể lớn hơn Từng đốt sẽ lặp lại công nghệ từ đốt thứ nhất và chỉ điều chỉnh ván khuôn theo tiết diện, độ vồng thiết kế
Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hẫng cân bằng phù hợp với cầu có khẩu độ nhịp lớn và tĩnh không dưới cầu cao, với công nghệ này chiều cao dầm và
số lượng bó cáp đòi hỏi cao hơn, nhiều hơn so với dầm thi công bằng công nghệ khác nhưng tiến độ thi công nhanh, công trường gọn gàng và thiết bị phục vụ thi công không đòi hỏi đặc biệt
Trang 22Luận văn cao học
Công nghệ này thuộc phương pháp đổ bêtông tại chỗ Sau khi thi công xong một nhịp, toàn bộ hệ thống ván khuôn và đà giáo được lao đẩy tới nhịp tiếp theo và bắt đầu công đoạn thi công như nhịp trước, cứ như vậy theo chiều dọc cầu cho đến khi hoàn thành kết cấu nhịp Với công nghệ này trong quá trình thi công ta vẫn tạo được tĩnh không dưới cầu cho giao thông thủy bộ, mặt khác không chịu ảnh hưởng của điều kiện địa hình, thủy văn và địa chất khu vực xây dựng cầu
Kết cấu nhịp cầu có thể thực hiện theo sơ đồ chịu lực là dầm đơn giản và liên tục nhiều nhịp với chiều cao dầm có thay đổi hoặc không thay đổi Chiều dài nhịp thực hiện thuận lợi và hợp lý trong phạm vi từ 35 - 60m Số lượng nhịp trong một cầu về nguyên tắc là không hạn chế vì chỉ cần lực đẩy dọc nhỏ để đẩy đà giáo ván khuôn và không lũy tiến qua các nhịp Tuy nhiên các công trình phụ trợ của công nghệ này còn khá cồng kềnh: dàn đẩy, trụ tạm, mũi dẫn và hệ đà giáo ván khuôn cồng kềnh để đảm bảo độ cứng lớn khi thi công đúc bê tông dầm
Hình 1.5 Công nghệ MSS chạy trên
Trang 23Luận văn cao học
Hình 1.6 : Công nghệ đúc đẩy
Hình 1.7 : Công nghệ đúc hẫng cân bằng
Trang 24Luận văn cao học
1.2.3 Công nghệ thi công lắp ghép kết cấu nhịp
Nội dung của giải pháp công nghệ này là các phân đoạn dầm được đúc sẵn, lao lắp toàn bộ nhịp vào vị trí bằng cách treo giữ từng phân đoạn dưới đà giáo di động sau đó mới căng cáp DƯL liên tục hóa các phân đoạn dầm với nhau Chu trình lặp đi lặp lại cho từng nhịp cho đến khi hoàn thành
Công nghệ thi công lắp ghép các phân đoạn dầm trên đà giáo di động - có các ưu điểm vượt trội như sau:
- Cấu tạo hệ giàn giáo khá nhẹ nhàng, việc đẩy đồng bộ hệ giàn giáo không cần thiết sử dụng quy mô hệ thống thiết bị đẩy với công suất cao
- Việc thi công cầu không ảnh hưởng đến tĩnh không dưới cầu Đặc biệt phù hợp cho cầu trong thành phố với yêu cầu cao về vệ sinh môi trường và giao thông đô thị, phù hợp với khẩu độ nhịp trung bình và mặt bằng thi công chật hẹp, phương tiện giao thông đông đúc
- Tiến độ thi công kết cấu nhịp là rất nhanh vì việc đúc các phân đoạn dầm hoàn toàn độc lập với quá trình lao lắp kết cấu nhịp (kỷ lục về tiến độ đạt được trong thực tế thi công là 2 ngày/1 nhịp) Đảm bảo yêu cầu bê tông chất lượng cao
- Khả năng sử dụng luân chuyển hệ giàn giáo được nhiều lần cao và đặc biệt
là có hiệu quả đối với cầu dài nhiều nhịp với các nhịp có chiều dài xấp xỉ nhau
Hệ thống đà giáo di động dùng lắp ghép các phân đoạn dầm có khả năng xây dựng các cầu ở khẩu độ trung bình, chiều dài và chiều cao cầu lớn bằng phương pháp lắp các phân đoạn thành từng nhịp một đáp ứng mọi điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn công trình.Với hệ thống đà giáo di động có thể giảm tối đa giá thành lắp dựng và thời gian chu
kỳ thi công bằng việc di chuyển toàn bộ hệ thống đà giáo đã được lắp đặt từ nhịp đầu tiên đến từng nhịp tiếp theo Bằng việc áp dụng hệ thống đà giáo di động, giao thông dưới cầu được đảm bảo thông suốt trong quá trình xây dựng
Trong những năm qua cùng với sự phát triển của nền kinh tế, ngành giao thông vận tải đã xây dựng nhiều công trình quan trọng với nhiều công nghệ tiên tiến khác nhau
Trang 25Luận văn cao học
Công nghệ thi công dầm cầu BTCT phân đoạn theo phương pháp lắp ghép trên đà giáo di động (LG - Launching Gantries) còn khá mới mẻ và mới được giới thiệu bước đầu vào Việt Nam
Với đặc điểm trọng lượng hệ thống đà giáo nhẹ, dễ dàng tháo lắp trong quá trình thi công cùng với sự trợ giúp đặc biệt của hệ thống thủy lực, hệ thống nâng hạ, lao đẩy hoàn chỉnh, công nghệ lắp ghép phân đoạn dầm dưới hệ thống đà giáo di động có những tính năng nổi bật sau :
- Có khả năng sử dụng lại hệ thống thiết bị cho từng nhịp với chu trình công nghệ lặp đi lặp lại tạo sự vận hành thuần thục của nhân lực, thiết bị Do vậy đem lại sự chuẩn xác trong công nghệ, hiệu quả về kinh tế, đáp ứng năng suất và tiến độ công trình rất cao
- Hệ thống đà giáo di động được lắp đặt trên các mố trụ đã thi công xong và
cứ tuần tự lắp xong từng nhịp lại lao lắp các nhịp tiếp theo Công nghệ này đảm bảo được khoảng không bên dưới cho các phương tiện lưu thông thủy,
bộ đặc biệt là trong các thành phố lớn với mặt bằng thi công chật hẹp, phương tiện giao thông đông đúc, yêu cầu về môi trường đô thị cao
- Dễ dàng áp dụng cho các cầu với các loại sơ đồ kết cấu nhịp giản đơn hay liên tục, các loại mặt cắt ngang hộp đơn hay hộp kép và các loại khẩu độ nhịp thông thường với chiều dài nhịp từ 35- 60 m Chiều dài cầu thường được áp dụng từ 500 mét đến vài kilômét Trong trường hợp chiều dài cầu lớn, có thể triển khai thi công nhiều mũi bằng việc bố trí thêm nhiều hệ thống đà giáo di động
- Với đặc điểm thi công các phân đoạn dầm đúc sẵn được lao lắp dưới đà giáo vào vị trí, sau đó căng cáp DƯL liên kết các phân đoạn với nhau tạo thành kết cấu nhịp, do vậy thời gian thi công rất nhanh, chu trình thi công một nhịp trong thực tế thông thường đạt được là 2 - 3 ngày/1 nhịp
- Hệ đà giáo có cấu tạo các chốt đặc biệt có khả năng thi công các cầu nằm trên đường cong với bán kính nhỏ nhất có thể áp dụng:
Rmin = 75m
Trang 26Luận văn cao học
Độ võng lớn nhất của hệ dầm chính: fmax= L/500 Trọng lượng lớn nhất của 1 phân đoạn dầm: Smax = 80T
Hệ đà giáo di động dùng lao lắp các phân đoạn dầm được phân thành hai loại dựa trên mối tương quan giữa cao độ hệ đà giáo và cao độ kết cấu nhịp:
- Hệ đà giáo chạy trên (Overhead)
- Hệ đà giáo chạy dưới (Underslung)
Trang 27Luận văn cao học
Hình 1.8 : Thi công lắp ghép phân đoạn kết cấu nhịp
1.3 Qui hoạch và đặc điểm đường sắt đô thị ở Việt Nam
1.3.1 Quy hoạch đường sắt đô thị ở Việt Nam
Hệ thống đường sắt đô thị đi ngầm và đi trên cao đã được đề cập từ đồ án Điều chỉnh quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 được phê duyệt năm 1998 (tại Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ), sau đó đã được cụ thể hóa trong Quy hoạch phát triển GTVT Thủ đô Hà Nội đến năm 2020, được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt năm 2008 tại Quyết định số 90/2008/QĐ-TTg Theo đó đường sắt đô thị của Thủ đô bao gồm 6 tuyến: Tuyến 1: Ngọc Hồi - Như Quỳnh (38,7 km); Tuyến 2: Nội Bài - Thượng Đình (35,2 km); Tuyến 2A: Cát Linh - Hà Đông (14 km); Tuyến 3: Nhổn - Hoàng Mai (21 km); Tuyến 4: Tuyến vòng, nối các tuyến 1, 2, 3 và 5 (53 km); và Tuyến 5: Nam Tây Hồ - Hòa Lạc (34,5 km) Đến năm 2020 sẽ có khoảng 35 km Metro đi ngầm trong tổng số gần 200 km đường sắt đô thị (hình 3)
Các dự án đường sắt đô thị đang được thực hiện theo quy hoạch là:
- Tuyến 1: Yên Viên - Ngọc Hồi, 27 km đi trên cao (giai đoạn 1: 15 km, giai đoạn 2: 12 km), do Bộ GTVT thực hiện
- Tuyến 2: Nam Thăng Long - Thượng Đình (Dự án 1: Nam Thăng Long - Trần Hưng Đạo 11,5 km, với 3 km đi trên cao và 8,5 km đi ngầm Dự án 2: Trần Hưng Đạo - Thượng Đình 5,7 km đi ngầm), 17,2 km (với 14,2 km đi ngầm), do thành phố Hà Nội thực hiện
- Tuyến 2A: Cát Linh - Hà Đông, 13 km đi trên cao, do Bộ GTVT thực hiện
- Tuyến 3: Nhổn - Ga Hà Nội, 12,5 km (với 8,5 km đi trên cao và 4 km đi ngầm),
do thành phố Hà Nội thực hiện
Sau khi Quốc hội thông qua Nghị quyết số 15 về điều chỉnh địa giới hành chính thành phố Hà Nội (2008), Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 tại Quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 26/7/2011 Tổng công ty Tư vấn thiết kế giao thông vận tải (TEDI) đang nghiên cứu
Trang 28Luận văn cao học
Quy hoạch phát triển GTVT Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2050 Quy hoạch này sẽ làm rõ hơn vai trò của các tuyến đường sắt đô thị đi ngầm và đi trên cao trong mạng lưới giao thông vận tải đô thị đa phương thức, xác định vị trí các tuyến, các ga và quy mô thích hợp
Hình 1.9 : Sơ đồ 8 tuyến đường sắt đô thị ở Hà Nội
Quy hoạch phát triển Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020 và tầm nhìn sau năm 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 101/QĐ-TTg ngày 22/01/2007, mạng lưới giao thông vận tải đa phương thức đang trong quá trình quy hoạch, trong đó gồm có hệ thống đường sắt đô thị (UMRT), đường sắt vận tải nhẹ (LRT) và đường sắt ray đơn (monorail) Tuyến 1 và tuyến 2 đang trong giai đoạn
Trang 29Luận văn cao học
thực hiện Các tuyến UMRT đều có đoạn đi ngầm ở nội thành và đi trên cao ở ngoại thành Theo đó, về quy hoạch đường sắt đô thị có 7 tuyến UMRT và 3 tuyến đường sắt nhẹ (1 tuyến LRT và 2 tuyến monorail) cụ thể như sau:
Tuyến 1: Bến Thành - Suối Tiên (19,7 km với 2,6 km đi ngầm và 17,1 km đi trên cao); Tuyến 2: Thủ Thiêm - Bến xe Tây Ninh (19,2 km; Giai đoạn 1: Bến Thành - Tham Lương 11,322 km); Tuyến 3A: Bến Thành - Tân Kiên (12,14 km); Tuyến 3B: Ngã Sáu Cộng Hòa - Hiệp Bình Phước (11,5 km); Tuyến 4: Bến Cát - Nguyễn Văn Linh (24 km); Tuyến 5: Cầu Sài Gòn - Bến xe Cần Giuộc mới (23,39 km); Tuyến 6: Bà Quẹo - Vòng xoay Phú Lâm (khoảng 10 km)
Hình 1.10: Mạng lưới metro TpHCM
1.3.2 Đặc điểm của tuyến đường sắt đô thị ở Việt Nam
Các tuyến tàu điện ngầm được xây dựng trên cơ sở sơ đồ phát triển tổng thể của tất cả các loại hình giao thông đô thị, sơ đồ phát triển đã được duyệt của tầu điện ngầm về hướng tuyến, độ dài, vị trí các nhà ga, trạm đầu mối, các nhà hành chính, các xưởng sản
Trang 30Luận văn cao học
xuất, các kết nối với các đường của mạng đường sắt chung và phù hợp với quy hoạch xây dựng đô thị
Các nhà ga được bố trí tại các trung tâm của vùng có nhiều hành khách, gần các nhà ga đường sắt, các bến ôtô buýt, các bến tầu thủy và các địa điểm tập trung đông người khác của thành phố Khi giữa các nhà ga liền kề có khoảng cách từ 3.000 m trở lên, thì ở giữa đoạn đường này cần có lối thoát bổ sung cho hành khách từ đường hầm lên mặt đất hoặc vào một vùng bảo vệ tập thể hành khách
Các tuyến tầu điện ngầm về được đặt ngầm, nông hoặc sâu Khi cắt ngang sông
hồ, qua các khu vực không có dân cư, dọc theo các tuyến đường sắt…, có thể đặt các đoạn nổi trên mặt đất, trên cao trong các hành lang kín hoặc hở
Không cho phép xây dựng các tuyến hầm đặt nông, thi công đào mở trên các khu đất bảo tồn, rừng cấm, vườn thực vật, công viên lâm học, công viên rừng và trong các vùng bảo vệ của các di tích lịch sử, văn hóa
Để đảm bảo xây dựng các đoạn tuyến hầm đặt nông, phải bố trí các vùng kỹ thuật chiều rộng không nhỏ hơn 40 m Không cho phép thi công các nhà trong các vùng kỹ thuật này trước khi hoàn thành xây dựng các công trình của tàu điện ngầm
Các vị trí giao cắt giữa các tuyến tầu điện ngầm với nhau và với các tuyến đường của các loại hình giao thông khác phải được đặt ở các mức khác nhau Tại các vị trí giao cắt của các tuyến đường cần có các đường nhánh nối một chiều
Khi thiết kế đường tầu điện ngầm, cần sử dụng tối đa không gian ngầm để bố trí các công trình hạ tầng đô thị
Trong công trình tàu điện ngầm cần có các công trình và thiết bị bổ sung để sử dụng cho mục đích phòng thủ
Các khu vực thương mại, gian trưng bày và các hạng mục phục vụ hành khách khác trong công trình tàu điện ngầm không được phép bố trí ở phía dưới của các tầng đặt gian mua vé tại tiền sảnh ga Các hạng mục công trình này không được cản trở lưu thông, phục vụ hành khách và không được gây tác động bất lợi đối với công nghệ phục vụ của tàu điện ngầm…
Trang 31Luận văn cao học
Khi lập quy hoạch chung đô thị có liên quan đến hệ thống đường sắt đô thị và tầu điện ngầm còn có các quy định sau:
- Đối với các đô thị có dân số tính toán trên 1 triệu người, phải nghiên cứu hệ thống đường sắt đô thị (quy hoạch hệ thống đường tầu điện ngầm, đường tầu điện mặt đất hoặc trên cao)
- Hệ thống đường sắt đô thị ngoài đường phố là hệ thống đường sắt cao tốc, bao gồm tầu điện ngầm, tầu điện nhanh Trên cơ sở nhu cầu vận tải hành khách công cộng, phải xác định vị trí ga và các tuyến đường sắt đô thị ngoài đường phố Ga tầu điện ngầm phải bảo đảm kết nối và đồng bộ, an toàn các công trình ngầm và giữa công trình ngầm với các công trình trên mặt đất
Khi thiết kế, thi công xây dựng các tuyến tầu điện ngầm, để đảm bảo khai thác hợp
lý và bền vững không gian ngầm đô thị cần chú ý các vấn đề kỹ thuật cơ bản sau đây:
- Vấn đề ổn định hầm (gồm ổn định chu vi hầm và ổn định gương hầm);
- Vấn đề lún bề mặt đất;
- Tương tác giữa nhà, công trình, môi trường xung quanh và tác động đào hầm;
- Quan trắc địa kỹ thuật;
- Công nghệ thi công tầu điện ngầm;
- Vấn đề khảo sát địa kỹ thuật
1.4 Một số dự án đường sắt đô thị đang triển khai ở Việt Nam
1.4.1 Tuyến đường sắt đô thị ở Tp.Hà Nội
Tuyến 2A Cát Linh-Hà Đông : Tuyến Cát Linh - Hà Đông là tuyến số 3 trong hệ
thống đường sắt đô thị Hà Nội, và là tuyến thứ hai của dự án được đề xuất, sau tuyến Yên Viên - Ngọc Hồi, trong số 8 tuyến được quy hoạch Tuyến này được đầu tư xây dựng bằng vốn vay ODA của Trung Quốc, ký năm 2008 Sau nhiều lần lùi tiến độ, vào ngày 08/10/2016, Thứ trưởng Bộ Giao thông Vận tải Nguyễn Hồng Trường tuyên bố vào ngày 1/1/2017, Tổng thầu bắt đầu lắp đặt thiết bị Từ 1/7/2017, dự án sẽ đưa vào chạy tàu thử
Trang 32Luận văn cao học
nghiệm và cuối tháng 9/2017 sẽ đưa vào khai thác thương mại tuyến đường sắt Cát Linh -
Hà Đông
Tuyến số 2: Nam Thăng Long - Trần Hưng Đạo (Giai đoạn 1) : Tuyến số 2
đường sắt đô thị Hà Nội, đoạn Nam Thăng Long - Trần Hưng Đạo sẽ dài 11,5 km, đường đôi khổ 1.435 mm, trong đó khoảng 8,5 km đi ngầm và 3 km đi trên cao Tổng mức đầu
tư duyệt năm 2008 là 19.555 tỷ đồng, trong đó vốn ODA của Nhật Bản là 16.485 tỷ đồng, vốn đối ứng của Việt Nam là 3.079 tỷ đồng.Tuy nhiên tới năm 2015, sau khi rà soát lại nguồn vốn đầu tư, tổng vốn điều chính tăng lên 51.700 tỷ đồng nên hiện tại dự án đang được dừng triển khai
Tuyến 3: Nhổn - ga Hà Nội (Giai đoạn 1) : Ban đầu, dự án dự kiến được khởi
công vào năm 2006 và đưa vào hoạt động vào năm 2010 Tuy nhiên, sau đó dự án bị dừng triển khai và tiếp tục khởi động lại vào năm 2010, dự kiến hoàn thành vào năm
2015 Sau đó, dự án thi công ì ạch, liên tục phải lùi ngày hoàn thành Đến năm 2016, Ban Quản lý Đường sắt đô thị Hà Nội khẳng định dự án phải tiếp tục lùi ngày hoàn thành về năm 2019.Theo tiến độ, tháng 1/2017 là hạn phải hoàn thành các hạng mục thi công đoạn đường nổi nhưng thời điểm tháng 11/2016 mới hoàn thành được khoảng 50% công việc, trong đó mới lao lắp dầm được khoảng 1km, còn toàn bộ các nhà ga mới chỉ đổ xong phần cột trụ, đồng thời còn nhiều phần cột trụ đỡ vẫn chưa được hoàn thiện.Đối với phần
ga ngầm, hiện gói thầu còn chưa được đấu thầu Thời gian thi công phần công trình ngầm
ít nhất là 49 tháng
Dự án nhận đường nguồn vốn từ Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB), Cơ quan Phát triển Pháp (AFD), Ngân hàng đầu tư châu Âu (BEI) và Chính phủ Pháp (DGT) Tổng số vốn đầu tư ước tính lên tới 1,2 tỷ USD Sau đó, công trình tiếp tục đội vốn thêm gần 400 triệu Euro
Tuyến 5: Nam Hồ Tây - Hòa Lạc - Ba Vì : Theo báo cáo của đơn vị tư vấn,
tuyến số 5 có chiều dài 38,4km, được chia thành 2 giai đoạn thực hiện Giai đoạn 1, thi công năm 2017 và đưa vào khai thác năm 2021 dài 14,1km (từ Hồ Tây đến An Khánh) với 10 ga.Kết thúc giai đoạn 1, tuyến ĐSĐT số 5 sẽ có 11 đoàn tàu với tổng số 44 toa đi vào hoạt động Giai đoạn 2 thi công năm 2028 và đưa vào khai thác năm 2030 dài 24,3km (từ An Khánh - Hòa Lạc - Ba Vì) với 7 nhà ga
Trang 33Luận văn cao học
Hình 1.11 : Tuyến Cát Linh-Hà Đông
Hình 1.12 : Thi công tuyến Nhổn-ga Hà Nội
1.4.2 Tuyến đường sắt đô thị ở TP.Hồ Chí Minh
Tuyến Metro số 1 Bến Thành – Suối Tiên
Ngày 21 tháng 2 năm 2008, ông Lê Hoàng Quân, Chủ tịch Ủy ban Nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh đã phát lệnh khởi công dự án này tại phường Phước Long quận
9 Tổng chiều dài tuyến này là 19,7 km; bao gồm 2,6 km đi ngầm và 17,1 km đi trên cao Tuyến này có tổng mức đầu tư là 1.091 triệu USD do Ngân hàng Hợp tác quốc tế Nhật Bản cho vay với hình thức ODA
Trang 34Luận văn cao học
Đoạn đi ngầm dài 2,6km: Bắt đầu từ Ga số 1 (khu vực vòng xoay Quách Thị Trang trước chợ Bến Thành) đi ngầm dưới đường Lê Lợi gồm 2 tuyến đường hầm đơn chạy song song, từ ngã tư Lê Lợi – Pasteur chuyển sang chạy trùng tim (hầm trên, hầm dưới) đi qua bên hông Nhà hát thành phố, qua trụ sở Công ty Điện lực Sài Gòn, theo đường Nguyễn Siêu, qua FAFILM đến khu vực nhà máy Ba Son Từ sau ga số 3 (ga Ba Son), tuyến chuyển từ đi ngầm sang đi trên cao (Đoạn này có 3 ga ngầm)
Đoạn đi trên cao dài 17,1 Km do gói thầu số 2 xây dựng: Tuyến vượt đường Nguyễn Hữu Cảnh đi theo rạch Văn Thánh (bờ phía Bắc), đi sát công viên Văn Thánh, vượt đường Điện Biên Phủ, vượt sông Sài Gòn tại khu vực nhà hàng Tân Cảng (cách 40m về phía thượng lưu so với cầu Sài Gòn hiện hữu); sau đó đi tiếp trong hành lang phía Bắc xa lộ Hà Nội vượt sông Rạch Chiếc (về phía thượng lưu so với cầu Rạch Chiếc hiện hữu); tiếp tục đi theo hành lang xe điện nằm trong hành lang phía Bắc thuộc lộ giới xa lộ
Hà Nội (xa lộ Hà Nội sẽ được giải tỏa theo đúng lộ giới quy hoạch) Đến khoảng Km 18+535 tuyến vượt sang phía Nam xa lộ Hà Nội để vào Ga số 14 (ga Bến xe Suối Tiên –
Km 18+905), sau đó tuyến sẽ rẽ phải vào Depot Long Bình, đoạn này có 11 ga trên cao
Thông tin đường
- Phần ngầm: 2.36 km
- Phần trên cao: 16.46 km
- Chiều dài đường tàu điện (xấp xỉ): 18.82 km
- Chiều dài toàn tuyến(xấp xỉ): 20.2 km
Trang 35Luận văn cao học
- Khu Công nghệ cao
- KDL Suối Tiên
- Nhà ga Suối Tiên (Long Bình Depot)
Hình 1.13 : Sơ đồ Tuyến metro số 1 TpHCM
Cấu trúc tàu điện
- 3 toa xe giai đoạn đầu
- 6 toa xe giai đoạn cuối
Tuyến Bến Thành – Suối Tiên là tuyến Metro được xây dựng đầu tiên, nằm trong
hệ thống các tuyến Metro, tàu điện (ước tính sáu tuyến) sẽ được xây dựng trong khu vực
TP theo quy hoạch đường sắt đô thị TP.HCM Các tuyến đường sắt đô thị này đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết tình trang ùn tắc giao thông và ô nhiễm môi trường, đóng góp vào sự phát triển đô thị hiện đại, văn minh nhờ vào những ưu thế của hệ thống Metro là vận chuyển nhanh và tự động khi tích hợp với các hệ thống xe buýt và các loại hình giao thông khác Có thể nói Đường sắt đô thị là chiến lược giao thông đô thị quan trọng của TP.HCM Tuyến số 1 kéo dài từ Bến Thành trạm trung chuyển quan trọng tại trung tâm Tp HCM đến Suối Tiên cửa ngõ thành phố và nơi tiếp giáp với các tỉnh như Đồng Nai, Bình Dương, đây cũng là nơi tập trung của các trường đại học, khu công nghiệp, trong tương lai là các bệnh viện
Trang 36Luận văn cao học
Hình 1.14 : Thi công đoạn trên cao tuyến Metro số 1-Tp.Hồ Chí Minh
Tuyến Metro số 2 Bến Thành - Củ Chi
Được chia ra làm 3 giai đoạn, giai đoạn 1 Bến Thành - Tham Lương (11.3km) , giai đoạn 2 Bến Thành - Thủ Thiêm và Tham Lương - Bến xe Tây Ninh (9.1km), giai đoạn 3 Bến xe Tây Ninh - Khu Tây Bắc Củ Chi (28km).Tuyến Metro số 2 đang gấp rút thực hiện bước đấu thầu cho giai đoạn 1 và bước lập nghiên cứu tiền khả thi cho giai đoạn 2 và 3 Ban đầu dự án dự định khởi công vào năm 2013 nhưng bị trì hoãn để điều chỉnh thiết kế, kế hoạch dự kiến vào năm 2020 sẽ bắt đầu khởi công
Tuyến Metro số 5 cầu Sài Gòn - bến xe Cần Giuộc mới
Dự án được chia ra làm 2 giai đoạn, giai đoạn 1 ngã tư Bảy Hiền - cầu Sài Gòn (8.89km), giai đoạn 2 ngã tư Bảy Hiền - bến xe Cần Giuộc mới và depot Đa Phước (14.5km) Giai đoạn 1 đang trong giai đoạn đấu thầu thiết kế khả thi, giai đoạn 2 đang trong giai đoạn lập báo cáo tiền khả thi và đợi trình Quốc hội thông qua chủ trương đầu
tư
Trang 37Luận văn cao học
1.5 Kết luận chương 1
Chương 1 đã khái quát được lịch sử hình thành và công nghệ thi công của tuyến đường sắt đô thị Cũng như nêu ra được thực trạng về qui hoạch và sự cần thiết của tuyến đường sắt đô thị Đường sắt đô thị với những ưu điểm vượt trội của nó sẽ giúp cho Việt Nam giải quyết được những vấn đề còn tồn đọng trong lĩnh vực giao thông Có thể thấy rằng, trong thời gian tới đường sắt đô thị sẽ được triển khai rộng rãi Chính vì vậy, việc nghiên cứu một dạng mặt cắt kết cấu, đảm bảo được tính kinh tế-kỹ thuật để áp dụng cho tuyến đường sắt đô thị là việc cần thiết và cấp bách Chương 2 sẽ giới thiệu về các loại mặt cắt dầm phổ biến đang được áp dụng trong các tuyến đường sắt đô thị ở Việt Nam và công nghệ thi công của chúng
Trang 38Luận văn cao học
CHƯƠNG 2 : CÁC DẠNG KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ SỐ 1 TP.HỒ CHÍ MINH
2.1 Dầm BT DƯL mặt cắt chữ T đôi
Dầm bê tông DƯL mặt cắt ngang chữ T được sử dụng trên đường sắt Việt Nam từ rất lâu và chủ yếu áp dụng cho dự án cầu dẫn cầu Thăng Long, dự án Yên Viên Phả Lại - Cái Lân với chiều dài dầm L=24 - 33m Loại dầm này sử dụng tà vẹt loại K3A (tà vẹt bê tông DƯL) đặt trên lớp đá ballast, với loại dầm này chỉ sử dụng cho đường đơn
Mới mấy năm gần đây thì dầm bê tông DƯL mặt cắt ngang chữ T đôi được áp dụng vào thiết kế tuyến đường sắt đô thị số 1 của Tp Hồ Chí Minh Loại dầm này áp dụng cho ke ga,vị trí đường dẫn vào ga và các cầu cạn dẫn vào ga,dùng cho đường đôi Chiều dài dầm có tính kinh tế L=12-18m, kết cấu phần trên sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực liên kết với bản mặt cầu bằng ụ bê tông có đệm đàn hồi và không sử dụng lớp đá balast, về cơ bản dầm này giống tương tự dầm T sử dụng trong đường sắt thông thường
Trang 39Luận văn cao học
Hình 2.1 : Hình Mặt cắt đại diện bố trí dầm chữ T đôi
2.1.1 Vật liệu sử dụng
Chủng loại: SD390 (ứng suất chảy = 390 MPa / Giới hạn kéo đứt: 560 MPa)
Loại cáp: Cáp không sơn phủ 7 sợi dùng cho bê tông dự ứng lực
- Đường kính danh định tao cáp : 15.24 mm
- Tiết diện ngang danh định tao cáp: 140 mm
- Cường độ chịu kéo cực hạn của tao cáp: 1860 MPA
- Tải trọng kéo đứt tối thiểu : 2604 KN
- Cường độ chảy tao cáp:1670 KN
- Mô đun đàn hồi:197000 MPA
- Tự chùng sau 1000 giờ tại 20°c và 70% tải phá hủy: 2.5%
- Khối lượng tao cáp: 1102 Kg/m
- Lực kích:195 KN
Trang 40Luận văn cao học
Cường độ đặc trưng tối thiểu 28 ngày (Mẫu trụ) 45 MPA
Các cốt liệu phải có kích thước danh định tối đa là 20mm
Sika separol hoặc hợp chất bôi trơn khác (Mỡ bò + dầu diesel): Chống dính thành ván khuôn, theo hướng dẫn nhà sản xuât
Sika Rugasol C&F : ức chế bề mặt bê tông, theo hướng dẫn nhà sản xuât
Sikadu 42 MP : Vữa gốc nhựa epoxy 3 thành phần, dùng để lấp kín cho dây cáp tại đầu dầm theo hướng dẫn nhà sản xuất
2.1.2 Công nghệ thi công
B1.Gia công cốt thép, chuẩn bị ván khuôn:
- Cốt thép cắt, uốn theo hình dạng thiết kế
- Gia công và vệ sinh ván khuôn
B2.Lắp đặt thép ( lần 1),căng cáp DƯL.Luồn cáp, ống HDPE, các cốt thép đai
được rải cùng với cáp DƯL
B3.Lắp đặt cốt thép ( lần 2),ván khuôn
- Lắp đặt và hoàn thiện khung BTCT
- Lắp đặt con kê bê tông ( 1con/m2)
- Lắp đặt ván khuôn
B4.Đổ bê tông sản phẩm:
- Đổ bê tông đầm lèn đúng qui định
- Lấy mẫu kiểm tra độ sụt
- Lấy mẫu nén xác định cường độ bê tông
- Tạo nhám cho mặt trên dầm