Nghiên cứu một số thông số cơ bản của đường sắt thứ hai ở việt nam,luận án thạc sĩ khoa học kỹ thuật chuyên ngành xây dựng đường sắt ch k10

Mục đích của việc xây dựng đường thứ hai theo quy hoạch tổng quan nhằm nâng cao năng lực vận chuyển của các khu đoạn có nhu cầu vận chuyển lớn, vận lượng không ngừng tăng lên như Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

Danh mục bảng

Bảng 1.1: Các thông số chính của các tuyến cao tốc 7

Bảng 1.2 Bán kính đường cong nhỏ nhất 12

Bảng 1.3 Tỷ lệ vuốt dốc siêu cao lớn nhất đoạn song song của tuyến hiện có và tuyến thứ hai 13

Bảng 1.4 Chiều dài nhỏ nhất của đường cong tròn hoặc đoạn thẳng đệm giữa hai đường cong 13

Bảng 1.5 Trị số nới rộng cự ly giữa hai đường trên đường cong (mm) 13

Bảng 1.6 Bán kính đường cong nhỏ nhất sử dụng đường cong ngược chiều thay đổi khoảng cách tim hai đường mà không đặt đường cong hoãn hoà (m) 14

Bảng 1.7 Trị số lớn nhất của độ dốc hạn chế (%o) 15

Bảng 1.8 Chênh lệch độ dốc lớn nhất đoạn dốc kề nhau 15

Bảng 1.9 Chiều dài đoạn dốc nhỏ nhất (m) 15

Bảng 1.10 Độ rộng mặt đỉnh nền ba lát đường đơn 16

Bảng 1.11: Tỷ lệ chiều dài đường chính tuyến phân theo khổ đường 17

Bảng 1.12: Quá trình rút ngắn hành trình tuyến đường sắt Thống Nhất 18

Bảng 1.13: Tình hình đường cong trên một số tuyến đường sắt chủ yếu 20

Bảng 1.14: Chiều dài đường cong hoãn hoà 21

Bảng 1.15: Chiều dài ngắn nhất của đoạn đường thẳng giữa hai đường cong (m) 21

Bảng 1.16 : Chiều dài ngắn nhất của đoạn dốc (m) 22

Bảng 1.17: Taluy đường đào 24

Bảng 1.18: Taluy đường đắp 24

Bảng 2.1: Bảng tính chiều dài đường cong chuyển tiếp L (m) 39

Bảng 2.2: Khoảng cách đường tối thiểu cho hầm đường đơn liền kề 49

Bảng 3.1 Tổng hợp các đoạn tuyến thứ hai không song song đoạn Hà Nội - Vinh 81

Bảng 3.2 : Vị trí và kiểu đổi bên tuyến thứ hai đoạn Hà Nội - Vinh 84

Bảng 3.3: Phân bố các dạng trắc ngang hiện có trên đoạn Hà Nội - Vinh 86

Bảng 3.4: Các trường hợp tính toán bình đồ đường cong tuyến thứ hai 88

Bảng 3.5: Công thức tính khoảng cách giữa các đường 98

Bảng 3.6 Tổng hợp một số thông số kỹ thuật cơ bản tuyến thứ hai đoạn Hà Nội - Vinh 109

Danh mục hình vẽ

Hình 2.1: Khổ giới hạn đầu máy toa xe (khổ đường 1000mm) 43

Hình 2.2: Mở rộng khoảng cách trong đoạn đường cong 46

Hình 2.3: Khoảng cách tim hai đường đoạn trên cầu 47

Hình 2.4: Phương pháp nới rộng khoảng cách tim hai đường 49

Hình 2.5: Lựa chọn phía của đường thứ hai tại địa hình độ dốc vượt giới hạn 51

Hình 2.6: Lựa chọn phía của đường thứ hai trong ga 52

Hình 2.7: Lựa chọn phía của tuyến thứ hai ở địa hình có sụt trượt 53

Hình 2.8: Đổi bên tuyến thứ hai 54

Hình 2.9: Sơ đồ đổi phía đường tại nhà ga 54

Hình 2.10: Mặt cắt ngang đường song song không cùng độ cao 62

Hình 2.11: Mặt cắt ngang nền đường hiện có không phải mở rộng 64

Hình 2.12: Mặt cắt ngang mở rộng nền đường 64

Hình 2.13: Mặt cắt ngang mở rộng nền đường một phía 65

Hình 2.14: Nâng cao nền đường 66

Hình 2.15: Hạ thấp nền đường 66

Hình 2.16: Nâng cao mặt nền đường của đường 2 có vị trí tim đường thay đổi 67

Hình 2.17: Hạ thấp mặt nền đường của đường 2 có vị trí tim đường thay đổi 68

Hình 2.18: Mặt cắt nền đường của hai đường không cùng cao độ 68

Hình 3.1 Tuyến đường sắt Hà Nội - Vinh 73

Hình 3.2 Phân tích đoạn Hà Nội – Phủ Lý 74

Hình 3.3 Phân tích đoạn Phủ Lý – Ninh Bình 76

Hình 3.4 Phân tích đoạn Ninh Bình – Thanh Hóa 77

Hình 3.5 Phân tích đoạn Thanh Hóa - Vinh 79

Hình 3.6: Một số trường hợp đổi bên điển hình trên đoạn Hà Nội - Vinh 83

Hình3.7 Trắc ngang đại diện nền đường hiện tại đoạn Hà Nội - Vinh 85

Hình 3.8: Mặt cắt ngang tuyến thứ hai điển hình đoạn Hà Nội -Vinh 87

Hình 3.9: Mặt bằng nới rộng khoảng cách hai đường cong 89

Hình 3.10: Suy xét về độ xê dịch 91

Hình 3.11: Suy xét về khoảng cách giữa hai đường 94

Hình 3.12: Trường hợp D1<D2; đường thứ hai nằm ngoài 95

Hình 3.13: Trường hợp D1>D2; đường thứ hai nằm trong 96

Hình 3.13: Trường hợp : D1>D2; đường thứ hai nằm ngoài 97

Hình 3.14: Di chuyển đường cong hoãn hòa 98

Hình 3.15: Tính toán khoảng cách giữa hai đường bằng phương pháp tọa độ99 Hình 3.17 Sơ đồ khối tính toán mô đun 1 103

Hình 3.18 Sơ đồ khối tính toán mô đun 2 104

Hình 3.19 Sơ đồ khối tính toán mô đun 3 105

Mục lục

Mở đầu 1

Chương 1: Tổng quan về các thông số kỹ thuật cơ bản của đường sắt 6

1.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đường sắt trên thế giới 6

1.2 Các thông số kỹ thuật của đường đơn ở Việt Nam 17

1.2.1 Các thông số về bình diện của đường đơn ở Việt Nam 19

1.2.2 Các thông số về trắc dọc của đường đơn ở Việt Nam 22

1.2.3 Các thông số về trắc ngang của đường đơn ở Việt Nam 23

1.3 Phương hướng nhiệm vụ xây dựng đường thứ hai ở Việt Nam theo quy hoạch tổng thể phát triển ngành GTVT đường sắt Việt nam đến năm

2020 24

Chương 2: Cơ sở khoa học lựa chọn một số thông số kỹ thuật cơ bản của đường thứ hai 30

2.1 Nguyên tắc thiết kế tuyến thứ hai 31

2.1.1 Nguyên tắc 1: 31

2.1.2 Nguyên tắc 2: 33

2.1.3 Nguyên tắc 3: 34

2.2 Cơ sở lý luận lựa chọn các thông số về bình diện 36

2.2.1 Bán kính đường cong tròn 37

2.2.2 Chiều dài đường cong chuyển tiếp (hoà hoãn) 38

2.2.3 Chiều dài đoạn đường thẳng đệm (chêm) giữa hai đường cong 39

2.2.4 Chọn đoạn song song và không song song 40

2.2.5 Xác định khoảng cách giữa tim đường thứ hai và tim đường cũ 41

2.2.6 Bên của tuyến thứ hai 50

2.2.7 Đổi bên tuyến thứ hai 53

2.3 Cơ sở lựa chọn các thông số kỹ thuật về trắc dọc 55

2.3.1 Độ dốc 55

2.3.2 Chiều dài dốc và điểm đổi dốc trên trắc dọc 56

2.3.3 Hình dáng trắc dọc 57

2.3.4 Đường cong đứng 58

2.3.5 Chọn độ dốc hạn chế của tuyến thứ hai 60

2.3.6 Tuyến thứ hai và tuyến có sẵn song song cùng độ cao 61

2.3.7 Song song không cùng cao độ và tuyến thứ hai đi không song song 62

2.4 Cơ sở lựa chọn các thông số kỹ thuật về trắc ngang 63

2.4.1 Song song cùng độ cao 63

2.4.2 Song song không cùng cao độ 68

2.4.3 Đường thứ hai xây dựng nền đường riêng 70

Chương 3: ứng dụng và kết quả tính toán một số thông số kỹ thuật cơ bảncho đường thứ 2 Đoạn hà nội - vinh 71 3.1 Vận dụng các nguyên tắc thiết kế tuyến thứ hai 71

Đoạn Ninh Bình – Thanh Hóa: Km114+652 đến Km175+231 76

3.2 Các thông số về bình diện đoạn Hà Nội - Vinh 79

3.2.1 Chọn đoạn song song và không song song 80

3.2.2 Bên và đổi bên tuyến thứ hai 81

3.3 Các thông số kỹ thuật về trắc dọc 84

3.4 Các thông số kỹ thuật về trắc ngang 85 3.5 Tính toán bình đồ tuyến thứ hai 87 3.5.1 Tính toán bình đồ tuyến thứ hai bằng phương pháp tam giác 89 3.5.2 Dùng phương pháp toạ độ tính toán khoảng cách giữa các đường 99 3.5.3 Tin học hóa quy trình tính toán 100 3.6 Tổng hợp đề xuất một số thông số kỹ thuật cơ bản tuyến thứ hai đoạn

Hà Nội - Vinh 109

Kết luận và kiến nghị 120

Phụ lục: Giao diện chương trình CONG2 122

Mở đầu

1 Tính cấp bách của đề tài nghiên cứu:

Việc phát triển mạng lưới đường sắt Việt Nam đang là nhu cầu cấp bách và đã

được thể chế hóa bằng các văn bản pháp qui, trong đó quan trọng nhất là quyết định số 06/2002 QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 07/01/2002 phê duyệt quy hoạch phát triển ngành GTVT đường sắt Việt Nam từ nay đến năm 2020 Một trong những nội dung cơ bản của quy hoạch là chương trình

đầu tư, phát triển cơ sở hạ tầng đầy tham vọng với quy mô lớn từ nay đến năm

2020, trong đó hai giai đoạn phát triển cụ thể đã được đặt ra là từ nay đến năm 2010 và từ 2010 đến 2020 Danh mục các dự án phát triển cơ sở hạ tầng với quy mô và số vốn đầu tư lớn cũng đã được đề xuất, trong đó việc “xây dựng thêm một đường để thành đường đôi và điện khí hoá các tuyến Hà Nội – Vinh, Nha Trang – Sài Gòn” và “tăng tốc độ chạy tàu để năm 2020 tốc độ tàu hàng lớn hơn 80km/h và tốc độ tàu khách đạt 120km/h trở lên” được coi là những nội dung cơ bản Mục đích của việc xây dựng đường thứ hai theo quy hoạch tổng quan nhằm nâng cao năng lực vận chuyển của các khu đoạn có nhu cầu vận chuyển lớn, vận lượng không ngừng tăng lên như Hà Nội – Vinh và Sài Gòn – Nha Trang vì tuyến đường đơn hiện có dù có được nâng cấp, cải tạo thì năng lực đã gần như bão hoà và không thể đáp ứng được nhu cầu vận tải tăng mạnh trong tương lai cùng với sự tăng trưởng nhanh của nền kinh tế xã hội Việc xây dựng thêm đường thứ hai, nâng cao tốc độ chạy tàu còn nhằm giảm bớt thời gian chạy tàu, tăng cường năng lực vận tải của tuyến

đường, kết quả là tăng khả năng cạnh tranh của ngành đường sắt, thu hút khách hàng về với đường sắt ngày càng nhiều hơn

Việc xây dựng tuyến thứ hai, như vậy, đã được đặt ra thành một nhiệm vụ cụ thể và cấp bách Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau, cơ sở lý luận để

xây dựng tuyến thứ hai ở Việt Nam là chưa hoàn chỉnh, vẫn mang nặng tính

lý thuyết và hầu như không được cập nhật Do điều kiện lịch sử, qua một quá trình hình thành và phát triển, hiện toàn bộ mạng đường sắt Việt Nam vẫn là

đường đơn, vì thế, tất cả các tiêu chuẩn và quy phạm hiện có về thiết kế, khai thác, bảo dưỡng đường sắt đều chỉ dùng cho đường đơn với dải tốc độ thấp (tốc độ lớn nhất chỉ 70-80km/h) mà chưa có một tiêu chuẩn nào được thiết lập cho đường thứ hai Các thông số về đường thứ hai mới chỉ dừng ở mức khái niệm, kiến thức cơ sở và mới chỉ được đề cập một cách sơ bộ trong các giáo trình [1,2]

Do vậy để có thể thực hiện được các mục tiêu đặt ra về xây dựng đường thứ hai như trong quy hoạch tổng quan phát triển ngành đường sắt đến năm 2020 thì việc nghiên cứu, xem xét, tính toán, góp phần xây dựng các tiêu chuẩn cơ bản cho đường thứ hai ở Việt Nam là một nhiệm vụ hết sức cấp bách và cần thiết

2 Mục tiêu

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm hai mục tiêu:

- Xây dựng cơ sở lý luận cho việc xây dựng và tính toán một số thông số cơ bản của đường thứ hai ở Việt Nam trên cơ sở tham khảo cơ sở lý luận và kinh nghiệm của các nước tiên tiến đã sử dụng đường thứ hai

- Xây dựng một số thông số kỹ thuật cơ bản về hình họ cho đường thứ hai ở Việt Nam phục vụ cho công việc thiết kế tuyến thứ hai ở Việt Nam giai đoạn từ nay đến năm 2020 và xa hơn nữa

3 Nhiệm vụ

Để thực hiện được các mục tiêu trên, nghiên cứu này giải quyết các nhiệm vụ sau đây:

- Phân tích các cơ sở khoa học thiết kế tuyến thứ hai dựa trên lý thuyết

và thực tiễn đã được tiến hành nghiên cứu và thực nghiệm ở các nước

có ngành đường sắt phát triển

- Đưa ra những nguyên tắc cơ bản cần xem xét và tuân thủ khi thiết kế tuyến thứ hai ở Việt Nam

- Xem xét mối liên quan về một số thông số cơ bản giữa tuyến thứ hai và tuyến hiện có

- Kiến nghị một số yếu tố thiết kế mang tính định tính và định lượng

- Tin học hóa quá trình tính toán bình diện tuyến thứ hai

4 Giới hạn

Nghiên cứu của luận văn giới hạn trong phạm vi sau đây:

- Giới hạn không gian: đoạn Hà Nội – Vinh

- Giới hạn nội dung nghiên cứu: một số thông số kỹ thuật cơ bản về yếu

tố hình học của đường thứ hai cho khổ đường 1000mm, cấp chủ yếu để chạy tàu khách Vmax= 120km/h, tàu hàng Vmax=80km/h và coi như cầu, kiến trúc tầng trên đáp ứng được tiêu chuẩn của tải trọng đầu máy, toa xe chạy tốc độ như trên

5 Giả thiết

Các giả thiết của nghiên cứu này bao gồm:

- Tuyến đường hiện có giữ nguyên các thông số kỹ thuật cơ bản về bình diện, trắc dọc không tiến hành cải tuyến

- Tuyến thứ hai và tuyến thứ nhất dùng để chạy cả tàu khách và tàu hàng

và không có sự bất bình hành về khối lượng vận tải trên hai tuyến

6 Khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu được chọn là đoạn Hà Nội – Vinh, lý trình từ Km 13+800 (ga Ngọc Hồi theo dự án đường sắt trên cao Hà Nội) đến cột hiệu phía Nam ga Vinh Km 320+000 với khổ đường 1000mm, Vmax (tầu khách)

là 120km/h Đoạn từ ga Hà Nội Km0+000 đến Km13+800 không xét trong luận văn án này vì thuộc phạm vi nghiên cứu của dự án Đường sắt trên cao Hà Nội sẽ được thực hiện trước năm 2010

7 ý nghĩa khoa học và thực tiễn

ý nghĩa khoa học:

- Góp phần xây dựng cơ sở lý luận thiết kế tuyến thứ hai, đặc biệt là các vấn đề mang tính nguyên lý

- Góp phần xây dựng các thông số kỹ thuật cơ bản cho đường sắt tốc độ 120km/h khổ đường 1000mm phù hợp với điều kiện Việt Nam trong tương lai

- Trắc dọc, bình diện hiện có của tuyến Hà Nội – Vinh

- Quy hoạch phát triển ngành GTVT đường sắt Việt Nam từ nay đến năm

2020

9 Khối lượng và cấu trúc luận văn

Luận văn gồm 120 trang không kể phụ lục với 26 bảng, 37 hình vẽ và được cấu trúc thành những phần sau:

Mở đầu: giới thiệu chung về luận văn, mục đích, nhiệm vụ và ý nghĩa khoa

học cũng như ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu

Chương 1 : Tổng quan về các thông số kỹ thuật đường sắt

Chương 1 tập trung trình bày hai nội dung chính là các thông số kỹ thuật cơ bản của đường sắt trên thế giới và các thông số kỹ thuật cơ bản của đường

đơn ở Việt Nam

Chương 2 : Cơ sở khoa học lựa chọn một số thông số kỹ thuật cơ bản của

đường thứ hai

Nội dung chính được trình bày trong chương hai bao gồm:

- Các nguyên tắc thiết kế tuyến thứ hai

- Cơ sở lý luận lựa chọn các thông số về bình diện

- Cơ sở lý luận lựa chọn các thông số kỹ thuật về trắc dọc

- Cơ sở lý luận lựa chọn các thông số kỹ thuật về trắc ngang

Chương 3: ứng dụng và kết quả tính toán một số thông số kỹ thuật cơ bản cho đường thứ 2 đoạn Hà Nội - Vinh

Chương 3 của luận văn tập trung trình bày kết quả tính toán một số thông số

kỹ thuật cơ bản cho đoạn Hà Nội – Vinh về bình diện, trắc dọc, trắc ngang cũng như đề xuất sơ bộ hướng tuyến dự kiến cho đoạn Hà Nội – Vinh Ngoài

ra phần mềm tính toán bình diện và một số kết quả tính toán về bình diện cho khu đoạn Hà Nội – Vinh cũng được trình bày trong chương này

Kết luận và kiến nghị: trình bày các kết luận và kiến nghị của tác giả nghiên

cứu

Chương 1

Tổng quan về các thông số kỹ thuật

cơ bản của đường sắt

1.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đường sắt trên thế giới

Trong tất cả các thông số về đường sắt ta biết rằng các thông số tuyến đòi hỏi cơ sở toàn diện và sâu sắc nhất vì về cơ bản nó đảm bảo chất lượng sử dụng, giá thành xây dựng và khó thay đổi nhất Nói đến các thông số kỹ thuật cơ bản của đường sắt trên thế giới hiện nay ta đề cập đến các thông số của các tuyến đường tốc độ cao vì các tuyến đường này yêu cầu kỹ thuật cao và có nhiều cải tiến trong thiết kế và thi công Các thông số về tuyến của đường cao tốc có liên quan chặt chẽ đến đặc tính của các đoàn tàu chạy trên nó Bảng 1.1 trích dẫn các thông số chính của các tuyến cao tốc đang được sử dụng và xây dựng

Việc áp dụng độ dốc tối đa của trắc dọc bằng 35%o trên các tuyến Paris-Lyon

và Paris – Frankfurt đã gây được sự chú ý Độ dốc lớn như vậy được áp dụng trên các đoạn khác nhau có độ dài không lớn (đến 3,5km)

Sau khi nghiên cứu các thông số kỹ thuật của các tuyến đường sắt cao tốc ta

Bảng 1.1: Các thông số chính của các tuyến cao tốc

Tốc độ Tên tuyến

trình

Độ dốc tối

đa của mặt cắt dọc

(%o)

Bán kính tối đa của

đường cong tròn (m)

Ghi chú

định với trị số gia tốc dư theo phương ngang bằng 0,4m/s2 Bán kính đường cong trên 7000m được phép áp dụng như trường hợp ngoại lệ với cơ sở lập luận thích ứng

Các đoạn thẳng và cong của đường cần được kết hợp bằng các đường cong chuyển tiếp Chiều dài của các đường cong chuyển tiếp được lấy theo điều

Trong đó: Vmax: vận tốc chuyển động (km/h) nhanh nhất của tàu chạy qua

S

h g R

Các đoạn nối cong chuyển tiếp cần được lấy càng dài càng tốt không được nhỏ hơn 800m với Vmax=300-350km/h, 600 với Vmax=200-300km/h, 300m với Vmax<200km/h Trong các điều kiện khó khăn cho phép giảm đoạn thẳng xuống tới 700m với vận tốc từ 301-350km/h

Trong các phương án đặt tuyến đường cao tốc trên nền đất chung với các

đường hiện có, bán kính đường cong, chiều dài đường cong chuyển tiếp và các đoạn thẳng nối giữa các đường cong cần được quy định tuỳ theo vận tốc

đặt ra khi chạy tàu và độ lớn của các bán kính đường cong Chiều dài đường cong chuyển tiếp và các đoạn thẳng nối giữa chúng trên các đoạn đường hiện

có, mức hợp lý của việc thi công lại các đoạn chi tiết trên bình đồ của đường

hiện có làm giảm tốc độ chạy tàu quy định cần phải có luận chứng kinh tế, kỹ thuật

Tiêu chuẩn về trắc dọc:

Độ dốc dọc tối đa của đường không được vượt quá 24%o, trong các điều kiện

đặc biệt khó khăn khi lập luận chứng kinh tế kỹ thuật thích hợp là 35%o

Cần thiết kế mặt cắt dọc của đường thành từng đoạn có chiều dài lớn hơn ở mức có thể với hiệu đại số độ dốc ở mức nhỏ nhất của các đoạn dốc liền nhau Hiệu đại số độ dốc của các đoạn sát nhau không được vượt quá trị số ∆in %o Khi mức chênh lệch về độ dốc lớn hơn, cần phải kết hợp các đoạn gần nhau bằng các sàn (bãi) phân cách và các chi tiết đường cong chuyển tiếp

Chiều dài của các bãi phân cách và các đoạn đường cong chuyển tiếp ln với các trị số ∆in đã nêu phải không được nhỏ hơn 350m Khi mức chênh lệch số học về độ dốc nhỏ hơn ∆in, cho phép giảm chiều dài của các bãi phân cách và các đoạn cong chuyển tiếp theo công thức sau:

in

i i

∆

=

2

2 1

với ∆i1 và ∆i2 là hiệu đại số độ dốc %o tính theo điểm cuối của đoạn mặt cắt,

trong đó ∆i1, ∆i2 ≤ ∆in

Các định mức về dung sai nêu trên không được áp dụng với các đoạn đường

mà việc chạy tàu được tiến hành ở chế độ phanh để điều chỉnh

Các đoạn giáp nhau của mặt cắt dọc cần được kết hợp trên mặt phẳng đứng thành các đường cong có bán kính Ra bằng 30 (km) tại các đoạn mặt cắt hình lồi và 25 (km) tại các đoạn mặt cắt hình lõm

Tại các khu vực khi tốc độ chạy tàu ở dưới mức 350km/h cho phép giảm bán kính đường cong đứng theo công thức sau:

B a

a

V

3 2

Trong đó:

Ra: là bán kính đường cong đứng (km)

Vmax: tốc độ tối đa của đoàn tàu (km/h)

aB: gia tốc cho phép theo chiều đứng (bằng 0,3m/s2 tại khu vực trắc dọc hình lồi và bằng 0,4m/s2 tại khu vực trắc dọc hình lõm)

Bán kính của đường cong đứng phải không được nhỏ hơn 15km Các đường cong đứng có thể không cần thiết khi hiệu đại số của các độ dốc liền nhau

Mép của nền đất tại các điểm sát mố cầu và đường ống cũng như khi bố trí tuyến đường dọc theo các bờ sông và các bể chứa nước ỏ tần xuất vượt 1:300 (0,33%) có tính đến áp lực sức gió và lực sóng tác dụng lên ta luy, không nhỏ hơn 0,5m còn mép của nền đất của các công trình không bị ngập để điều tiết nước và các bờ bảo hộ – không dưới 0,25m

Tiêu chuẩn về nền đất và trắc ngang:

Độ dốc của ta luy lớp bảo vệ được lấy bằng độ dốc ta luy ở phần trên nền đắp

Độ dốc của các taluy không bị ngập nước có chiều cao đến 6m được đắp bằng

các loại đất sét và nửa cứng được lấy bằng 1:1,75 Độ dốc của các taluy đất

đắp bằng cát được quy định bằng 1:1,75 đến 1:2

Độ dốc taluy đất đào trong đất sét được lấy bằng 1:2 ở các đất với WL>0,4 taluy phần đất đào được phủ bằng đất cục to hoặc đất cát với lớp dày từ 0,8m trở lên

Trong phần đất đào cần phải dự tính các bậc có rãnh có chiều rộng ít nhất là 3m để làm sạch các máng thoát nước từ cánh đồng Khi độ sâu phần đất đào vượt quá 12m cần dự tính các bậc kỹ thuật trên taluy

Để đảm bảo mức lèn chặt đất ở phần taluy ủa nền đất đắp cần phải dự tính phần đắp rộng thêm 0,5m cả hai bên cùng với việc gọt bớt phần đất xốp từ các taluy Trong quá trình san mặt bằng, chiều rộng của mặt nền chính lấy bằng 13,0m

Kết cấu nền đất trên các đoạn có điều kiện ĐCCT và ĐCTV tương đối đơn giản, độ thoải không vượt quá 1:5

Trong các yêu cầu kỹ thuật đã nêu một số kết cấu của nền đất được thi công trong các điều kiện ĐCCT phức tạp, nền đắp trên các bãi sông, tại các điểm sát chân cầu, các dốc đứng quá 1:5, phần đắp bằng đất sét có độ cao quá 6m, bằng cát mịn cao quá 8m, bằng cát sỏi và đất cục to cao quá 12m cũng như các phần nền đào với độ cao taluy trên 12m cần được thi công theo các thiết

kế riêng

Các taluy phần đất đắp, đất đào và tất cả các công trình bảo vệ và thoát nước bằng đất được thi công bằng đất hay đặt trong đất phải chịu các tác động của thiên nhiên cũng như bị ngập nước cần phải được gia cường

Mép nền đất phải được đắp cao hơn mức nước ngầm hay nước đọng lâu ngày (trên 20 ngày) với cao độ vượt quá độ dày của lớp bảo vệ vào thời kỳ trước khi băng giá: 1m - đối với cát mịn, cát pha, sét pha và 1,5m đối với sét pha nặng, sét hoặc bụi

Một số tiêu chuẩn thiết kế của đường sắt Trung Quốc:

Quy phạm thiết kế tuyến đường sắt GB 50090-99-[6] của Trung Quốc dùng cho các tuyến đường khổ 1435mm chạy cả tàu hàng và tàu khách, Vmax tàu khách bằng 140km/h cho đường đôi và 120km/h cho đường đơn

Tiêu chuẩn về bình đồ:

Bán kính đường cong nhỏ nhất của bình diện tuyến không được nhỏ hơn trị số quy định trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Bán kính đường cong nhỏ nhất

Vmax tàu khách

(km/h)

140 120 100 80 120 100 80 100 80

Bình thường

1200 800 550 450 800 550 400 550 350

Trong điều kiện đặc biệt khó khăn, bán kính nhỏ nhất của đoàn tàu khách

đường sắt cấp I, II có Vmax=80km/h có thể sử dụng bán kính 400m

Đường cong bình diện của đoạn bình hành cự ly giữa 2 đường của đường đôi không thay đổi, nên thiết kế là vòng tròn đồng tâm Bán kính của vòng tròn

đồng tâm có thể là số lẻ

Không nên thiết kế đường cong phức cho đường sắt xây dựng mới Cải tạo tuyến hiện có trong điều kiện khó khăn có thể bảo lưu đường cong phức, xây dựng thêm tuyến thứ 2 song song với nó có thể sử dụng đường cong phức nếu

Tỷ lệ vuốt dốc siêu cao lớn nhất đoạn song song của tuyến hiện có và tuyến thứ hai được tra theo bảng 1.3

Bảng 1.3 Tỷ lệ vuốt dốc siêu cao lớn nhất đoạn song song của tuyến hiện

Bảng 1.4 Chiều dài nhỏ nhất của đường cong tròn hoặc đoạn thẳng đệm

giữa hai đường cong

Bình thường 110 80 60 50 dmin của đường

cong tròn hoặc đoạn

thẳng đệm (m)

Điều kiện làm việc

Khó khăn 70 50 40 30

Bảng 1.5 Trị số nới rộng cự ly giữa hai đường trên đường cong (mm)

trong

Trường hợp khác

Khi cải tạo tuyến hiện có và thiết kế đoạn song song của tuyến thứ hai xây dựng thêm, dmin có thể lấy bằng 20m

Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai tim đường đoạn đường thẳng, trong khu gian bằng 4,0m giữa tim đường thứ nhất và tim đường thứ 2 và bằng 5,3m giữa tim

đường thứ 2 và tim đường thứ 3

Trị số nới rộng khoảng cách cự ly giữa hai tim đường trong đường cong được tra theo bảng 1.5

Khi hai tuyến lân cận sử dụng đường cong ngược chiều thay đổi cự ly giữa tim hai đường, nếu bị chiều dài nhỏ nhất của đường cong tròn quy định trong bảng 1.4 hạn chế có thể không đặt đường cong hoãn hoà nhưng bán kính

đường cong tròn không được nhỏ hơn trị số quy định trong bảng 1.6

Bảng 1.6 Bán kính đường cong nhỏ nhất sử dụng đường cong ngược chiều thay đổi khoảng cách tim hai đường mà không đặt đường cong

hoãn hoà (m)

Vmax (km/h) 140 120 100 80 Rmin có thể không đặt đường cong

hoãn hoà (m)

10000 5000 4000 3000

Cầu đặc biệt lớn, cầu lớn nên đặt trên đường thẳng Khi điều kiện khó khăn phải đặt trên đường cong nên sử dụng bán kính đường cong tương đối lớn Khi khẩu độ lớn hơn 40m hoặc mặt cầu lộ thiên có chiều dài cầu lớn hơn 100m ở trên đường cong bán kính Rmin=1000m phải có luận chứng kinh tế

kỹ thuật đầy đủ

Hầm nên đặt trên đường thẳng Khi bị hạn chế bởi điều kiện địa hình, địa chất, cần thiết phải đặt trên đường cong thì đường cong nên đặt ở cửa hầm

và sử dụng bán kính đường cong tương đối lớn Hầm không nên đặt trên

đường cong trái chiều

kéo

Diesel 6,0 9,0 12,0 6,0 9,0 15,0 8,0 12,0 18,0

Khi xây dựng tuyến thứ hai đối với đoạn đường tuyến thứ nhất có độ dốc gia cường có thể làm đường xuống dốc của chạy tàu 1 chiều nhưng không nên làm trở ngại việc sử dụng thiết bị đóng đường tự động

Nối đoạn dốc kề nhau nên thiết kế chênh lệch độ dốc tương đối nhỏ Chênh lệch độ dốc của đoạn dốc kề nhau không được lớn hơn trị số quy định trong bảng 1.8

Bảng 1.8 Chênh lệch độ dốc lớn nhất đoạn dốc kề nhau

Bảng 1.9 Chiều dài đoạn dốc nhỏ nhất (m)

Chiều dài dùng được của đường đón

gửi tàu (m)

1050 850 750 650 ≤550 Chiều dài đoạn dốc nhỏ nhất (m) 400 350 300 250 200

Đường cong đứng cần phù hợp với quy định sau:

- Khi chênh lệch độ dốc của đoạn dốc kề nhau thuộc đường sắt cấp I, II

và III lần lượt lớn hơn 3(%o) và 4(%o) thì cần nối tiếp bằng đường

cong đứng

- Bán kính đường cong đứng của đường sắt cấp I, II là 10000m và đường

cấp III là 5000m

- Những đoạn không được đặt đường cong đứng gồm: đoạn đường cong

hoãn hoà, trên mặt cầu không balát, trong phạm vi ghi chính tuyến

- Khi cải tạo tuyến hiện có và xây tuyến thứ 2, nếu tuyến hiện có sử dụng

đường cong đứng loại parabôn có bán kính không nhỏ hơn quy định

trên thì có thể bảo lưu tuyên chuẩn nối tiếp dốc của tuyến hiện có

Trong điều kiện khó khăn, vị trí của đường cong đứng có thể không bị

hạn chế bởi vị trí đường cong hoãn hoà

Tiêu chuẩn về nền đất và trắc ngang:

Đọ rộng mặt đỉnh nền đường đá dăm chính tuyến đường đơn cần phù hợp với

quy định trong bảng 1.10 Độ rộng nền đường đường đôi cần phân biệt tính

toán theo đường đơn Đoạn đường cong của đường không mối nối bán kính

nhỏ hơn 800m, đường có mối nối bán kính nhỏ hơn 600m, độ rộng mặt đỉnh

nền đá dăm phía lưng đường cong cần tăng thêm 0,10m

Trị số mái dốc nền đường bằng 1:1,50 cho ray loại nhẹ và bằng 1:1,75 cho

các loại ray còn lại

Độ dày nền đường đá dăm trong rãnh ba lát trên dầm cầu không nhỏ hơn

25m, trong điều kiện cải tạo đường khó khăn không được nhỏ hơn 20cm

Chênh lệch về độ dày nền đường của dầm cầu với hai đầu đường cần vuốt dốc

trong phạm vi 30m ngoài mố cầu

1.2 Các thông số kỹ thuật của đường đơn ở Việt Nam

Đường sắt Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ năm 1881 đến nay đã trên 120

năm Tổng chiều dài đường sắt chính tuyến đang khai thác là 2632km, toàn

bộ là đường đơn, chưa được điện khí hoá Mạng đường sắt Việt Nam đã hình

thành các trục giao thông huyết mạch nối liền các trung tâm kinh tế, chính trị,

văn hoá của đất nước như tuyến Bắc – Nam (đường sắt Thống Nhất dài

1726km, Hà Nội - Đồng Đăng dài 163km), hành lang Đông - Tây (Hà Nội –

Lào Cai dài 296km, Hà Nội – Hải Phòng dài 102km) và các tuyến nối quan

trọng khác tới các cảng biển, khu công nghiệp để phục vụ lợi ích kinh tế, xã

hội, an ninh, quốc phòng của đất nước

Đường sắt Việt Nam tất cả là đường đơn có ba loại khổ đường chính là khổ

đường một mét (1000mm), khổ đường tiêu chuẩn (1435mm) và đường lồng

(1000mm và 1435mm) trong đó khổ đường một mét là khổ đường chiếm

phần lớn chiều dài mạng đường sắt (85,3%) Phân bổ về khổ đường tính theo

chiều dài đường sắt chính tuyến được thể hiện trong bảng 1.11

Bảng 1.11: Tỷ lệ chiều dài đường chính tuyến phân theo khổ đường

Trải qua hai cuộc kháng chiến chống Pháp, chống Mỹ kéo dài hàng chục

năm, cơ sở hạ tầng đường sắt Việt Nam chưa có điều kiện đầu tư bảo dưỡng,

nâng cấp đúng mức lại bị tàn phá nặng nề bởi bom đạn chiến tranh nên hiện hầu hết các tuyến đường đều xuống cấp với các thông số kỹ thuật còn ở mức

độ thấp Do vậy tốc độ chạy tàu còn hạn chế trên nhiều khu đoạn với bán kính

đường cong nhỏ, độ dốc lớn và điều kiện kết cấu tầng trên chưa đảm bảo

Công cuộc đổi mới ngành đường sắt Việt Nam bắt đầu được thực hiện từ năm

1986 cùng với công cuộc đổi mới của cả đất nước Gần 20 năm đã trôi qua, mặc dù còn gặp rất nhiều khó khăn nhưng ngành đường sắt đã phát huy năng lực sáng tạo, tìm các giải pháp công nghệ, kỹ thuật mới, mua sắm máy móc hiện đại, hợp lý hoá các mặt quản lý trong điều kiện nguồn vốn và vật tư có hạn, tập trung đầu tư vào các khâu chủ yếu để đạt được mục đích rút ngắn hành trình chạy tàu, nâng cao năng lực vận chuyển, nâng cao chất lượng phục

vụ trên các tuyến, đặc biệt là tuyến đường sắt Thống Nhất, tuyến Hà Nội – Hải Phòng và Hà Nội – Lào Cao

Quá trình rút ngắn hành trình chạy tàu trên tuyến đường sắt Thống Nhất là một ví dụ điển hình cho những nỗ lực vượt bậc và thành công của công cuộc

đổi mới của toàn ngành ĐSVN được dư luận trong nước và quốc tế đánh giá cao Bảng 1.12 thể hiện quá trình rút ngắn hành trình chạy tàu tuyến đường sắt Thống Nhất

Bảng 1.12: Quá trình rút ngắn hành trình tuyến đường sắt Thống Nhất

Năm 1980 1988 1989 1991 1993 1994 1997 1999 2002 2004 Thời gian

mức 80-90km/h trên một số khu đoạn có áp dụng các thiết bị công nghệ hiện

đại như phối kiện đàn hồi, ray hàn dài Nhìn chung các thông số kỹ thuật của đường đơn ở Việt Nam còn ở cấp độ thấp so với các đường sắt khu vực và quốc tế, cụ thể như sau

1.2.1 Các thông số về bình diện của đường đơn ở Việt Nam

- Bán kính đường cong tròn

Được người Pháp đầu tư và xây dựng từ cuối thế kỷ 19 với nền khoa học công nghệ còn chưa phát triển Thêm vào đó với mục đích khai thác thuộc địa, người ta không xét đến tính lâu dài của hệ thống đường sắt nên hầu hết các tuyến đường đều bám sát địa hình để giảm khối lượng đào, đắp (do chủ yếu

sử dụng lực lượng lao động thủ công) Đó là lý do tại sao chỉ có một số tuyến như tuyến Hà Nội – Hải Phòng với điều kiện địa hình thuận lợi, bằng phẳng

và tuyến Kép – Hạ Long mới xây dựng là có tỷ lệ chiều dài đường cong thấp còn lại các tuyến chủ yếu khác có tỷ lệ đường cong rất lớn và số lượng đường cong bán kính nhỏ rất nhiều Bảng 1.13 cho thấy tình hình về đường cong trên một số tuyến chủ yếu của ĐSVN

Hiện tại bán kính đường cong nhỏ nhất trên mạng ĐSVN bằng 100m nằm trên khu vực đèo Hải Vân Ta có thể nhận thấy với tình hình đường cong như vậy, tốc độ chạy tàu không thể cải thiện thêm được nữa bởi vì công thức tính giá trị vận tốc tối đa cho phép qua đường cong hiện đang áp dụng trên ĐSVN là: Vmax = 4 , 1 R(1.1)

Bán kính đường cong lớn nhất cho phép theo [4] là 3000m cho đường chủ yếu

và 2000m cho đường thứ yếu

B¶ng 1.13: T×nh h×nh ®−êng cong trªn mét sè tuyÕn ®−êng s¾t chñ yÕu

TuyÕn §STN Hµ Néi -

§ång

§¨ng

Yªn Viªn Lµo Cai

Gia L©m H¶i Phßng

KÐp H¹ Long

ChiÒu dµi (km) 1726,2 165,4 285,0 96,0 106.9

Sè l−îng

(c¸i)

1711 261 863 83 48 ChiÒu dµi

ChiÒu dµi

(km)

56,565 10,536 46,714

- ChiÒu dµi ®−êng cong chuyÓn tiÕp (hoµ ho·n):

Theo [5], khi nèi ®−êng th¼ng víi ®−êng cong trßn, chiÒu dµi ®−êng cong chuyÓn tiÕp dïng theo trÞ sè trong b¶ng 1.14 sau:

Bảng 1.14: Chiều dài đường cong hoãn hoà

Chiều dài đường cong hoãn hoà (m) STT Bán kính đường cong

(m) Đường chủ yếu Đường thứ yếu

Khi thiết kế khôi phục và cải tạo đường cũ nếu chiều dài đoạn thẳng trên

đường cũ không đủ để đặt đường cong theo chiều dài quy định thì cho phép thiết kế đường cong chuyển tiếp có chiều dài ngắn hơn nhưng phải đảm bảo

đủ để vuốt siêu cao theo độ dốc quy định Chiều dài đường cong hoà hoãn lấy theo bội số của 10

- Chiều dài đoạn đường thẳng đệm (chêm) giữa hai đường cong

Trị số chiều dài ngắn nhất của đoạn đường thẳng giữa hai đường cong được ghi trong bảng 1.15

Bảng 1.15: Chiều dài ngắn nhất của đoạn đường thẳng giữa hai đường

cong (m)

Chiều dài ngắn nhất của đoạn đường thẳng giữa hai đường cong (tính từ khởi điểm đường cong hoà hoãn trở đi) Cấp đường sắt

Đường cong ngược chiều Đường cong cùng chiều

1.2.2 Các thông số về trắc dọc của đường đơn ở Việt Nam

Độ dốc hạn chế của đường đơn ở Việt nam theo [5] áp dụng cho khổ đường 1000m lần lượt bằng ipmax= 12%o (đường chủ yếu) và 20%o (đường thứ yếu),

ipmin=4%o cho cả hai trường hợp

Hiệu số đại số lớn nhất của hai độ dốc liền nhau trên trắc dọc không được vượt quá trị số độ dốc hạn chế hướng xe nặng, trừ 3 trường hợp đoạn dốc có hại sau đây:

- Khi trắc dọc hình lõm, độ dốc của một đường xuống dốc lớn hơn 4%o

và chiều cao xuống dốc lớn hơn 10m

- Khi trắc dọc hình bậc thang, độ dốc lớn hơn 4%o và chiều cao xuống

dốc lớn hơn 10m

- Trắc dọc hình lồi trong khoảng nhỏ hơn 2 lần chiều dài đoàn tàu hàng

tính từ chân dốc của đường chân dốc lớn hơn 4%o và cao hơn 10m

Nói chung nhưng đoạn có độ dốc lớn hơn 4%o và chiều cao xuống dốc lớn

hơn 10m là những đoạn dốc có hại

Hiệu số đại số của 2 độ dốc gần nhau trên trắc dọc trừ trường hợp nối với sân

ga trong phạm vi 3 loại dốc nêu trên, khi độ dốc hạn chế bằng hoặc lớn hơn

8%o thì không được vượt quá 1/2 dốc hạn chế Khi độ dốc hạn chế nhỏ hơn 8%o thì không được quá 4%o

Để đảm bảo hiệu số đại số hai độ dốc liền nhau không vượt quá tiêu chuẩn nói trên, ở những chỗ đổi dốc phải đặt những đoạn bằng hay dốc hoãn hoà có chiều dài không nhỏ hơn trị số trong bảng 1.16 sau

Bảng 1.16 : Chiều dài ngắn nhất của đoạn dốc (m)

STT Độ dốc hạn chế (%o) 4 5-6 7-8 9 10-12 13-20

1 Đường chủ yếu 350 300 250 200 200

2 Đường thứ yếu 250 200 200 150 150 150

Chiều dài mỗi đoạn dốc trên trắc dọc hình đường cong đứng không được ngắn hơn 20m Hiệu số đại số của độ dốc các đoạn dốc gần nhau không được vượt

quá 2%o

Khi hiệu số đại số hai độ dốc liền nhau ∆i f 4 %o thì hai độ dốc đó phải nối bằng đường cong đứng hình tròn Bán kính đường cong đứng là 5000m cho khổ đường 1000m và 10.000m cho khổ đường tiêu chuẩn Khi ∆i ≤ 3 %o

không cần phải làm đường cong tròn nối dốc

Đường cong đứng hình tròn phải thiết kế ở ngoài đường cong nối (hoãn hoà)

Vị trí điểm đổi dốc trên trắc dọc phải cách điểm đầu hay điểm cuối của đường

cong nối và hai đầu cầu không có balát một khoảng cách nhất định của 1%o

hiệu số đại số hai dốc thì không được nhỏ hơn 2,50m

1.2.3 Các thông số về trắc ngang của đường đơn ở Việt Nam

Trắc ngang mui luyện nền đường làm thành hình thang chiều rộng trên là 1,40m, cao 0,15m, ở đường cong chiều rộng trên của mui luyện vẫn giữ là 1,40m

Trắc ngang nền đường trong ga có thể thiết kế thành một mặt dốc hay hai mặt dốc tuỳ theo số lượng đường ga, nếu mặt ga rất rộng khi có đặt hệ thống thoát nước thì dùng trắc ngang hình răng cưa Độ dốc ngang của mặt nền ga xác

định theo loại đất của nền đường, loại ba lát, điều kiện khí hậu và số lượng

đường trên cùng một mặt dốc nhưng không dốc quá 3%

Nếu điều kiện địa chất tốt, độ dốc và chiều cao lớn nhất của taluy đường đào chọn theo bảng 1.17, ta luy đường đắp theo bảng 1.18

Bảng 1.17: Taluy đường đào

3 Đá phong hoá nghiêm trọng 12 1:1 ữ 1:1,5

4 Đá nguyên khối khó phong

Chiều cao toàn

bộ

Chiều cao phần trên

Chiều cao phần dưới

Taluy toàn

bộ

Taluy phần trên

Taluy phần dưới

1.3 Phương hướng nhiệm vụ xây dựng đường thứ hai ở Việt Nam theo

quy hoạch tổng thể phát triển ngành GTVT đường sắt Việt nam đến năm

2020

Quyết định số 06/2002 QD-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 07/01/2002

đã phê duyệt quy hoạch phát triển ngành GTVT đường sắt Việt Nam từ nay

đến năm 2020 Đây là văn bản pháp quy cao nhất định hướng nội dung phát

triển ngành đường sắt Việt Nam tới năm 2020 Tất cả chiến lược phát triển, kế

hoạch cũng như chương trình đầu tư, nghiên cứu về đường sắt đều phải tuân thủ theo các nội dung quy hoạch Quyết định nêu trên của Thủ tướng gồm 5

điều trong đó điều 1 là điều quan trọng nhất vì nó cụ thể hoá mục tiêu cũng như nội dung và quy mô các yếu tố chính của quy hoạch Dưới đây xin trích dẫn nguyên văn nội dung điều 1 của quy hoạch

Điều 1: Phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển giao thông vận tải đường

sắt Việt Nam đến năm 2020 với những nội dung chủ yếu sau đây:

1 Mục tiêu quy hoạch:

a) Quy hoạch tổng thể phát triển giao thông vận tải đường sắt đến năm 2020

là cơ sở để đầu tư xây dựng và phát triển mạng lưới giao thông đường sắt hợp

lý và thống nhất trong cả nước, có quy mô phù hợp với từng vùng lãnh thổ, hình thành những trung tâm kết nối cơ sở hạ tầng, dịch vụ vận tải đường sắt, tạo điều kiện khai thác tiềm năng hiện có và phát triển năng lực của ngành giao thông vận tải đường sắt

Từng bước xây dựng ngành giao thông vận tải đường sắt Việt Nam phát triển

đồng bộ và hiện đại cả về các tuyến đường, nhà ga, kho, ke bãi, bãi hàng, thông tin tín hiệu; cơ sở bảo trì, sản xuất phụ kiện, vật liệu phục vụ cơ sở hạ tầng và hệ thống phương tiện vận tải, trang thiết bị xếp dỡ, hệ thống cơ khí

đóng mới, lắp ráp, sửa chữa phương tiện vận tải nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hoá và hành khách với chất lượng ngày càng cao, giá thành hợp lý, tiện nghi, an toàn, nhanh chóng và hiệu quả

b) Đáp ứng nhu cầu công nghiệp hoá và hiện đại hoá ngành giao thông vận tải

đường sắt trên cơ sở phát huy nội lực, đầu tư có trọng tâm, trọng điểm bằng mọi nguồn vốn nhằm phát triển bền vững, tăng cường năng lực của hệ thống quản lý, mở rộng hoạt động cung cấp các dịch vụ, bảo đảm an toàn giao thông, phát huy và nâng cao ưu thế sẵn có về kinh tế kỹ thuật của ngành

2 Nội dung và quy mô các yếu tố chính của Quy hoạch

a) Giao thông vận tải đường sắt cần chiếm tỷ trọng 25%-30% về tấn và tấn.km, 20%-25% về hành khách và hành khách.km trong tổng khối lượng vận tải của toàn ngành giao thông vận tải Đến năm 2020 có tỷ trọng vận

chuyển hành khách đô thị bằng đường sắt đạt ít nhất là 20% khối lượng hành khách tại các thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh

b) Duy trì khổ đường sắt hiện tại, gồm các khổ đường 1.000 mm, 1.435 mm

và đường lồng (1.000 mm và 1.435 mm) để nâng cấp, cải tạo đạt cấp kỹ thuật Khi xây dựng các đoạn, tuyến đường sắt mới phải phù hợp và kết nối thuận tiện với khổ đường sắt hiện có ở khu vực đó Riêng đường sắt cao tốc Bắc - Nam xây dựng theo tiêu chuẩn khổ đường 1.435 mm

c) Phát triển phương tiện vận tải đường sắt theo hướng đa dạng với cơ cấu hợp

lý, đổi mới sức kéo và sức chở theo hướng hiện đại, giảm chi phí, hạ giá thành, chú trọng phát triển các đoàn tàu tốc độ cao, tàu tự hành, tàu chở container áp dụng công nghệ tiên tiến trong vận tải và đóng mới phương tiện nhằm tăng tốc độ chạy tàu để đến năm 2020, tốc độ tàu hàng đạt 80 km/giờ trở lên và tốc độ tàu khách đạt 120 km/giờ trở lên

d) Những tiêu chuẩn kỹ thuật chủ yếu do Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải quy định sau khi thống nhất với các cơ quan liên quan và phù hợp với các quy

điện khí hoá tuyến Hà Nội - Hải Phòng để làm cơ sở phát triển sức kéo điện cho giai đoạn sau

+ Đồng thời với việc xây dựng đường sắt đô thị ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh phải tiến hành xây dựng mới và đồng bộ các nhà ga, các cơ

sở sửa chữa, vận dụng đầu máy-toa xe

+ Làm mới hệ thống: thông tin cáp quang, tổng đài điện tử số, tín hiệu bán tự

động tiến tới tự động, ghi điện khí tập trung, dừng tàu tự động, hệ thống cảnh

bảo đường ngang tự động Tham gia thị trường viễn thông chung để tận dụng hết năng lực của ngành

+ Quy hoạch sắp xếp lại để phát triển các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng, phụ tùng, phụ kiện cơ khí phục vụ sửa chữa, bảo trì và làm mới cơ sở hạ tầng

đường sắt

+ Nâng cấp, làm mới để từng bước hoàn chỉnh hệ thống nhà ga hành khách,

ga hàng hoá ở các khu vực trọng điểm; đặc biệt lưu ý các hành khách tại trung tâm thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh vừa là nhà ga trung tâm của

đường sắt vừa là đầu mối trung chuyển, kết nối các phương tiện vận tải, đồng thời là trung tâm dịch vụ đa năng

- Giai đoạn đến năm 2020:

Hoàn thành việc nâng cáp các tuyến đường sắt để đạt cấp kỹ thuật quốc gia và khu vực, xây dựng thêm một đường để thành đường đôi và điện khí hoá các tuyến Hà Nội - Vinh, Sài Gòn - Nha Trang, tiếp tục xây dựng các tuyến

đường sắt mới để tạo thành mạng đường sắt đồng bộ, hoàn chỉnh đạt tiêu chuẩn hiện đại Trên trục Bắc - Nam, ngoài tuyến đường sắt Thống nhất hiện

có cần xây dựng thêm một tuyến đường đôi riêng biệt chạy tàu khách Bắc - Nam khổ đường 1.435 mm để giảm thời gian chạy tàu từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh xuống dưới 10 giờ và có khả năng kết nối với đường sắt liên vận quốc tế Tiếp tục xây dựng đường sắt vành đai, nội đô các thành phố

Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và một số thành phố lớn khác để tạo thành mạng lưới giao thông đô thị hoàn chỉnh và đồng bộ

Dự kiến nhu cầu vốn đầu tư cho cơ sở hạ tầng đường sắt đến năm 2020: 98.051 tỷ VNĐ

e) Đầu tư để phát triển kinh doanh vận tải đến năm 2020:

- Mạng lưới cơ khí công nghiệp đường sắt để đóng mới, sửa chữa, bảo trì phương tiện vận tải và trang thiết bị phải được phân bổ một cách hợp lý, đáp ứng được nhu cầu vận tải và phù hợp với sự phát triển chung của ngành cũng như quy hoạch tại các địa phương, các ngành có liên quan

- Từ nay đến năm 2010, từng bước loại bỏ đầu máy có công suất nhỏ, cũ, lạc hậu kỹ thuật, nhập các loại đầu máy có công suất lớn từ 1.500- 2.200 mã lực; nhập dây chuyền đại tu đầu máy Diesel đồng bộ để đại tu toàn diện các loại

đầu máy và tiến tới lắp ráp đầu máy trong nước

- Phát huy nội lực đóng mới các loại toa xe khách chất lượng cao, hiện đại,

đóng mới các loại toa xe hàng nhiều chủng loại để dùng trong nước và tiến tới xuất khẩu cho một số nước trong khu vực

- Phát triển đóng mới các đoàn tàu tự hành

- Hiện đại hoá cơ sở sửa chữa, đóng mới đầu máy toa xe

- áp dụng mạnh mẽ công nghệ thông tin tiên tiến vào công tác quản lý và

là tuyến đường đơn hiện có dù có được nâng cấp, cải tạo thì năng lực đã gần

như bão hoà và không thể đáp ứng được nhu cầu vận tải tăng mạnh trong tương lai cùng với sự tăng trưởng nhanh của nền kinh tế xã hội Việc xây dựng thêm đường thứ hai, nâng cao tốc độ chạy tàu còn nhằm giảm bớt thời gian chạy tàu, tăng cường năng lực vận tải của tuyến đường, kết quả là tăng khả năng cạnh tranh của ngành đường sắt, thu hút khách hàng về với đường sắt ngày càng nhiều hơn

Chương 2

Cơ sở khoa học lựa chọn một số thông

số kỹ thuật cơ bản của đường thứ hai

Xây dựng thêm đường thứ hai là biện pháp hiệu quả nhất nhằm nâng cao năng lực thông qua của một tuyến đường đơn đã bão hoà về năng lực trong khi khối lượng vận chuyển của tuyến tăng lên nhanh chóng và việc sử dụng các biện pháp tăng cường khác như kéo dài đường ga về phía khu gian hạn chế, xây

đoạn xen đường đôi tổ chức tránh tàu không dừng tàu, đặt đường thứ hai tại khu gian hạn chế chỉ đẩy lùi được chút ít kỳ hạn xây dựng đường thứ hai Lúc đó để giảm bớt cản trở đến công tác vận doanh bình thường do thi công bận rộn thì xây dựng đường thứ hai một lần trên toàn tuyến là hợp lý nhất Khi xây dựng tuyến thứ hai, để bảo đảm tuyến có sẵn vận doanh bình thường, giảm bớt ảnh hưởng lẫn nhau giữa thi công và vận doanh thường tuyến thứ hai

được xây dựng trước Đợi khi tuyến thứ hai hoàn công, thông xe xong, tiến hành cải tạo tuyến cũ Sau khi xây dựng đường thứ hai xong, khả năng vận chuyển của đường đôi tăng khoảng 3-4 lần so với tuyến đơn, tốc độ khu đoạn của tàu tăng 30-40% so với đường đơn [2]

Thông thường việc xây dựng tuyến thứ hai bao gồm cả việc cải tạo tuyến có sẵn Tuy nhiên, lý thuyết và phương pháp tính toán, thi công cải tạo tuyến có sẵn đã được trình bày cụ thể và chi tiết trong giáo trình [2], tác giả xin phép không đề cập đến ở đây

Như chương I đã trình bày các thông số kỹ thuật của đường đơn hiện có ở Việt Nam cho thấy cơ sở hạ tầng đường sắt hiện đang còn ở mức kỹ thuật thấp qua một thời gian xây dựng và sử dụng lâu dài hơn một thế kỷ và giai

đoạn chiến tranh hàng chục năm không có điều kiện duy tu, bảo dưỡng hợp lý nên tốc độ chạy tàu tối đa trên tuyến Thống Nhất hiện chỉ đạt 90km/h (trên

đoạn đường thực nghiệm dùng ray hàn dài và phối kiện đàn hồi) Theo quyết

định số 06/2002 QD-TTg ngày 07/01/2002 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt quy hoạch phát triển ngành GTVT đường sắt Việt Nam từ nay đến năm

2020, việc nghiên cứu đưa ra các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến thứ hai để các

đoàn tàu khách chạy đạt tốc độ tối đa đạt 120km/h là hết sức cấp bách và cần thiết Bằng cách phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn cùng việc tham khảo các tài liệu hiện có của đường sắt Trung Quốc (một đường sắt có các điều kiện khá gần gũi với đường sắt Việt Nam) và một số đường sắt khác về đường thứ hai, tác giả cố gắng xây dựng cơ sở khoa học lựa chọn một số thông số kỹ thuật cơ bản của đường thứ hai cho đường sắt ở Việt Nam Cũng nên chú ý rằng đây chỉ là những cơ sở lý luận ban đầu được xây dựng cho một số thông

số kỹ thuật cơ bản về tuyến đường gồm bình đồ, trắc dọc và trắc ngang nên việc tiếp tục nghiên cứu, xây dựng một hệ thống các thông số toàn diện và

đầy đủ là cần thiết và như vậy cần thêm nhiều công trình nghiên cứu và thực nghiệm sâu hơn nữa

Chúng ta biết rằng toàn bộ mạng đường sắt chính tuyến ở Việt Nam có tổng chiều dài 2632km, trong đó có 2214km khổ đường 1000mm (chiếm tới 85,3%) bao gồm tuyến huyết mạch Hà Nội – thành phố Hồ Chí Minh, tuyến hành lang đông tây Hà Nội – Lào Cai và tuyến Hà Nội – Hải Phòng Do vậy, trong khuôn khổ luận án này, tác giả sẽ tập trung nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn một số thông số kỹ thuật cơ bản cho đường thứ hai với khổ

đường phổ biến ở Việt Nam là 1000mm và yêu cầu tốc độ tối đa của tàu khách trên tuyến là 120km/h, tàu hàng là 80km/h

Khi nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn một số thông số cơ bản cho đường thứ hai có 3 nguyên tắc sau cần phải được xem xét cẩn trọng

2.1 Nguyên tắc thiết kế tuyến thứ hai

2.1.1 Nguyên tắc 1:

Phải giải quyết một cách chuẩn xác nhất việc tận dụng và loại bỏ, song song

và không song song, cùng độ cao và không cùng độ cao, cụ thể như sau:

- Khi tuyến có sẵn gây ảnh hưởng lớn đến việc xây dựng thành phố, khu

mỏ, công trình quốc phòng, qua nghiên cứu thấy rằng cần phải đổi tuyến;

- Khi nền đường và kiến trúc cầu hầm bị xuống cấp nghiêm trọng cần phải chọn địa điểm mới;

- Khi tuyến có sẵn quá quanh co, nếu nắn thẳng sẽ cải thiện rõ rệt điều kiện vận chuyển, rút ngắn lý trình vận doanh

Song và đi không song song:

Khi khoảng cách giữa tim tuyến thứ hai và tim tuyến có sẵn không lớn hơn 5m, hai tuyến xây dựng trên cùng một nền đường thì gọi là song song; nếu khoảng cách giữa tim tuyến thứ hai và tim tuyến có sẵn lớn hơn 20m hoặc khoảng cách này nhỏ hơn 20m nhưng hai tuyến có nền đường tách rời thì tuyến thứ hai được gọi là đi không song song

Thông thường, khi xây dựng tuyến thứ hai phần lớn chọn phương án song song với tuyến có sẵn để tiết kiệm khi thi công và thuận tiện khi duy tu bảo dưỡng Chỉ xem xét phương án đi không song song trong các trường hợp sau