Phân tích một số nội dung kiểm toán kết cấu nhịp cầu đường sắt đô thị theo trạng thái giới hạn sử dụng luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng cầu hầm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan về tính hình phát triển ĐSĐT trên thế giới Tuyến Metropolitan Railway năm 1863 được

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC GIAO TH¤NG VËN T¶I

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC GIAO TH¤NG VËN T¶I

- -

PHẠM HOÀNG TRUNG

PH¢N TÝCH MéT Sè NéI DUNG KIÓM TO¸N KÕT CÊU NHÞP CÇU §¦êNG S¾T §¤ THÞ THEO TR¹NG

TH¸I GIíI H¹N Sö DôNG

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUYÊN SÂU: XÂY DỰNG CẦU HẦM

LUËN V¡N TH¹C SÜ Kü THUËT

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS BÙI TIẾN THÀNH

TP Hồ Chí Minh - 2017

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MUC BẢNG BIỂU iii

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 4

1.1 Tổng quan về tính hình phát triển ĐSĐT trên thế giới 4

1.2 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại lục địa Châu Âu 10

1.3 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại Châu Mỹ 15

1.4 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại Châu Á 19

1.5 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại Châu Phi 26

1.6 Tổng quan về tình hình ĐSĐT tại Việt Nam 26

1.6.1 Thời kỳ trước những năm 1990 26

1.6.2 Từ năm 1986 đến nay 28

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH MỘT SỐ NỘI DUNG KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ TUYẾN BẾN THÀNH SUỐI TIÊN 38

2.1 Các tiêu chuẩn và quy chuẩn thiết kế kết cấu cầu 38

2.1.1 Các tiêu chuẩn và quy chuẩn được áp dụng 38

CHƯƠNG 3: THỬ TẢI DẦM U VÀ KIỂM TOÁN DẦM Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 63

3.1 Thử tải dầm u 63

3.1.1 Nội dung thử tải dầm U 63

3.1.2 Kết quả thử tải dầm U 64

3.2 Kiểm toán dầm ở trạng thái giới hạn sử dụng 68

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MUC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Phạm vi áp dụng của các tiêu chuẩn thiết kế cầu 39 Bảng 2.2: Các tổ hợp tải trọng và các hệ số tải trọng đối với các kiểm tra 46 Bảng 2.3: các tổ hợp tải trọng và các hệ số tải trọng đối với kiểm tra DSRSC 47 Bảng 2.4: các hệ số tải trọng đối với các tổ hợp thi công (các kết cấu đúc hẫng) 51 Bảng 2.5: Các ứng suất cho phép đối với kết cấu dự ứng lực trong sử dụng 55 Bảng 2.6: các ứng suất cho phép trong các kết cấu dư ứng lực trong thi công 56 Bảng 2.7: Bảng tóm tắt các tiêu chí khác nhau cần được tuân theo 59 Bảng 3.1: Bảng thống kê kết quả kiểm tra vết nứt mặt dưới của đáy dầm theo thời gian tại mặt cắt gối trên đỉnh trụ P7.15 64 Bảng 3.2: Bảng thống kê kết quả kiểm tra vết nứt mặt dưới của đáy dầm theo thời gian tại mặt cắt gối trên đỉnh trụ P7.16 65 Bảng 3.3 Bảng thống kê kết quả kiểm tra vết nứt mặt trong bản cánh dầm bên phải theo hướng từ trụ P7.15 đến trụ P7.16 65 Bảng 3.4: Bảng thống kê kết quả kiểm tra vết nứt mặt bên đầu dầm tại mặt cắt gối trên trụ P7.15 66 Bảng 3.5: Bảng thống kê kết quả kiểm tra vết nứt mặt bên đầu dầm tại mặt cắt gối trên trụ P7.16 66 Bảng 3.6: Bảng thống kê chuyển vị dầm theo phương thẳng đứng ở trạng thái không tải 67 Bảng 3.7: Bảng thống kê chuyển vị dầm theo phương thẳng đứng trong quá trình thử tải 67

DANH MỤC HÌNH VẼ

H nh 1.1: Đường hầm đường sắt đầu tiên 5

H nh 1.2: Các công trình cầu đường sắt và đường sắt đầu tiên 6

H nh 1.3: Đầu máy sử dụng điện năng 8

H nh 1.4: ác tuyến tàu điện ngầm đầu tiên ở Anh 9

H nh 1.5: Tuyến điện ngầm mang tên M1 đầu tiên trên phần lục địa Châu âu vào năm 1896 11

H nh 1.6: Tuyến đầu tiên của Paris Metro (Pháp) hoạt động vào năm 1900 12

H nh 1.7: Hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên được khánh thành tại Lisbon 14 H nh 1.8: Hệ thống tàu điện ngầm ở Boston 15

H nh 1.9: Hệ thống tàu diện ngầm của thành phố New York 17

H nh 1.10: Tuyến tàu điện ngầm Toronto- Canada 19

H nh 1.11: Hệ thống tàu điện ngầm là thành phố Tokyo 20

H nh 1.12: Hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên của Trung Quốc 20

H nh 1.13: Hệ thống tàu điện ngầm ở Ấn Độ 21

H nh 1.14: Hệ thống tàu điện ngầm ở Hàn Quốc 22

H nh 1.15: Hệ thống tàu điện ngầm ở Triều Tiên 22

H nh 1.16: Hệ thống tàu điện ngầm ở Singapore 23

H nh 1.17: Hệ thống tàu điện ngầm ở Đài Loan 23

H nh 1 18: Hệ thống tàu điện ngầm ở Iran 24

H nh 1.19: Hệ thống tàu điện ngầm ở Ả Rập Xe út 24

H nh 1.20: Hệ thống tàu điện ngầm hiện đại nhất ở Ả Rập Xe út 25

H nh 1.21: Tuyến đường sắt đô thị Bờ Hồ - Thụy Khuê 27

H nh 1.22: Tuyến đường sắt Bờ Hồ - Thái Hà 27

H nh 1.23: Tuyến đường sắt Bờ Hồ - Chợ Mơ 28

H nh 1.24: Bản đồ mạng lưới ĐSĐT Hà Nội theo quy hoạch 31

H nh 1.25: Bản đồ tuyến đường sắt đô thị số 1 Bến Thành – Suối Tiên 33

H nh 1.26: Bản đồ mạng lưới ĐSĐT TP Hồ Chí Minh theo quy hoạch 35

H nh 2.1: ố trí lao dầm 52

H nh 2.2: ác phản lực chính trong khi lao dầm 53

H nh 2.3: ác phản lực chính trong khi lắp dựng các phân đoạn đúc sẵn 54

H nh 2.4: iến dạng thẳng đứng 58

H nh 2.5: Độ lệch ngang của trục 58

H nh 2.6: G c quay 58

H nh 2.7: G c gấp khúc 59

H nh 2.8: ác hệ số xung kích vận tốc theo các thông số vận tốc 62

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

ác hệ thống đường sắt đô thị đang được triển khai ở 2 thành phố lớn của nước ta là Hà Nội và TP Hồ hí Minh Dự án đường sắt đô thị Thành Phố Hồ hí Minh tuyến ến Thành – Suối Tiên là tuyến số 1 trong

hệ thống 6 tuyến đường sắt đô thị (metro) của Thành phố Hồ hí Minh

Tuyến Metro số 1: ến Thành (Q1) – Suối Tiên dài hơn 20km đi qua các quận 1, 2, 9, nh Thạnh, Thủ Đức và một phần huyện Dĩ An ( nh Dương) c điểm đầu ở trước chợ ến Thành và kết thúc ở nhà ga Long

nh (quận 9) Trong đ , c khoảng 2,6km đi ngầm (3 nhà ga) và hơn 17,1km trên cao (11 nhà ga) Tuyến khởi công g i thầu chính ngày 28/08/2012 c sự tham dự của đại điện ộ Giao thông Vận tải, ộ Xây dựng; Đại sứ quán Nhật ản tại Việt Nam; ơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật

ản (JI A); lãnh đạo TP Hồ hí Minh, tỉnh nh Dương an đầu tuyến metro số 1 dự kiến vốn đầu tư 1,1 tỷ USD, nhưng sau được điều chỉnh tăng lên hơn 2,4 tỷ USD v trượt giá và điều chỉnh thiết kế kỹ thuật Theo an Quản lý Đường sắt đô thị TP.H M, sau khi đưa vào sử dụng tuyến metro

số 1 sẽ trở thành xương sống trong vận chuyển hành khách công cộng của TP.H M, với khoảng 526.000 khách/ngày Việc triển khai xây dựng tuyến đường sắt đô thị này sẽ tác động mạnh mẽ đến sự phát triển các đô thị dọc tuyến trên địa bàn các quận: 2, 9 và Thủ Đức của TPH M và huyện Dĩ An của tỉnh nh Dương

Tuyến Metro số 2: Thủ Thiêm (Q2) – ến xe Tây Ninh (Q12) Trong giai đoạn 1, xây dựng trước tuyến ến Thành – Tham Lương dài 11,3km với tổng mức đầu tư 1,37 tỉ USD, trong đ Ngân hàng Phát triển hâu Á

g p 540 triệu USD, Ngân hàng KFW Đức g p 313 triệu USD, Ngân hàng

EI g p 195 USD, vốn đối ứng ngân sách TP g p 326,5 triệu USD

Tuyến Metro số 3A: ến Thành (Q1) – Tân Kiên (Q Bình Chánh) hiện đang tiến hành lập hồ sơ bước dự án

Tuyến Metro số 3 : Ngã sáu ộng Hòa (Q3) – Hiệp nh Phước (Q Thủ Đức), tháng 7-2012 Sở Giao Thông Vận Tải đã tr nh U ND TP H M thông qua thiết kế cơ sở của dự án

Tuyến Metro số 4: Đại Lộ Nguyễn Văn Linh (Q7) – ầu ến át, Thanh Xuân (Q12), hiện Sở Sở Giao thông vận tải đang xem xét về thiết kế

cơ sở của dự án Mới đây U ND TP đã yêu cầu bổ sung kéo dài tuyến metro này từ đường Nguyễn Văn Linh đến khu đô thị cảng Hiệp Phước

Tuyến Metro số 5: ến xe ần Giuộc (Q8) – ầu Sài Gòn (Q nh Thạnh), giai đoạn 1 xây dựng trước đoạn từ Ngã tư ảy Hiền (Q Tân nh) đến cầu Sài Gòn đã được hính phủ Tây an Nha đồng ý tài trợ vốn ODA 500 triệu Euro

- Tuyến Metro số 6: à Quẹo (Q Tân nh) – Vòng xoay Phú Lâm (Q.6), hiện nay an tư vấn đang hoàn thiện báo cuối kỳ về thiết kế cơ sở của dự án

- Để nâng cao hiệu quả quản lý kỹ thuật công tr nh đường sắt đô thị

n i chung và metro tuyến số 1 ến Thành – Suối Tiên, thuộc dự án đường sắt đô thị TP H M cũng như để c căn cứ áp dụng cho các tuyến Metro tiếp theo th việc khảo sát, đánh giá quản lý kỹ thuật, xây dựng cơ sở dữ liệu các công tr nh Metro là hết sức cần thiết

2 Đối tƣợng nghiên cứu

Đường sắt đô thị đang được xây dựng trong đ trọng tâm là tuyến Metro số

1 : Bến Thành (Q1) – Suối Tiên thuộc Dự án đường sắt đô thị Tp Hồ Chí

Minh

3 Phạm vi nghiên cứu

Tuyến Metro số 1 : Bến Thành (Q1) – Suối Tiên thuộc Dự án đường sắt đô

thị Tp Hồ Chí Minh

4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là so sánh đề xuất các giới hạn khác nhau trong trạng thái giới hạn sử dụng trong tính toán thiết kế và kiểm toán cầu trên các tuyến đường sắt đô thị

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp giá trị thực tế đo đạc được của công tr nh tuyến Metro số 1: ến Thành (Q1) – Suối Tiên thuộc Dự án đường sắt đô thị Tp Hồ hí Minh Trên cơ sở đ đánh giá tính phù hợp và kinh tế để c thể đưa ra hướng áp dụng cho các công tr nh tương tự trên địa bàn Thành phố Hồ hí Minh cũng như trong cả nước

6 Kết cấu của luận văn:

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo và kiến nghị, nội dung chính văn được tr nh bày trong 3 chương

Chương 1: Tổng quan về tình hình phát triển đường sắt đô thị trên thế giới

và Việt Nam

Chương 2: Phân tích một số nội dung kiểm toán kết cấu nhịp cầu

đường sắt đô thị tuyến Bến Thành Suối Tiên

Chương 3: Thử tải dầm u và kiểm toán dầm ở trạng thái giới hạn sử

dụng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ĐƯỜNG

SẮT ĐÔ THỊ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan về tính hình phát triển ĐSĐT trên thế giới

Tuyến Metropolitan Railway (năm 1863) được coi là tuyến hầm đường sắt vận tải hành khách đầu tiên hoạt động, cho đến nay n vẫn là một phần thế giới ngầm của thành phố London Tuy nhiên thời kỳ đầu hoạt động th

kh i trong đường hầm sinh ra từ các đầu máy hơi nước đã gây ra kh chịu cho hành khách và hạn chế sức hấp dẫn của phương thức vận tải này

Từ năm 1863 đến 1890, đã c nhiều đề xuất dùng khí nén hoặc cáp kéo thay thế đầu máy hơi nước để khắc phục vấn đề này, nhưng chưa c phương án nào là tối ưu Phương án đưa đường sắt lên cao đã khắc phục được phần nào vấn đề kh i sinh ra trong quá tr nh vận hành của các đầu máy hơi nước, bắt đầu với tuyến West Side và Yonkers Patent Railway ở thành phố New York vào năm 1870 (mặc dù tuyến này hoạt động không hiệu quả như tuyến đường sắt dùng cáp kéo đã được vận hành từ năm 1868) Vào năm 1890 vấn đề về kh i đã được giải quyết triệt để khi người

ta đưa vào sử dụng đầu máy sử dụng điện năng và đây cũng là khời đầu cho sự phát triển của hệ thống tàu điện ngầm tại các thành phố Liverpool, Budapest, Glasgow, oston, Paris, erlin, New York và các thành phố khác

n 1.1: Đường ầm đường sắt đầu tiên

Trước khi việc vận tải hành khách bằng đường hầm và các nhà ga ngầm được thực hiện th một số nhà khai thác đường sắt đã sử dụng đường hầm cho xe lửa vận chuyển hàng h a với mục đích ban đầu là để giảm cấp của tuyến đường sắt Ví dụ đường hầm Trevithick được xây dựng từ năm 1804 cho các đầu máy hơi nước hiệu Penydarren, đường hầm tại phố rown ở Liverpool được xây dựng năm 1829 dài 1,13 dặm (1811 mét), đường hầm Lime cũng ở Liverpool được xây dựng năm 1836, một phần của đường hầm này cho đến nay vẫn còn được sử dụng và trở thành đường hầm lâu đời nhất còn được sử dụng trên thế giới

n 1.2: Các công trình cầu đường sắt và đường sắt đầu tiên

Hầm đường sắt đô thị đầu tiên là Metropolitan Railway, bắt đầu hoạt động từ ngày 10 tháng 1 năm 1863 N được xây dựng chủ yếu bằng các

đường hầm nông (thi công bằng phương pháp đào lộ thiên) đến tận bây giờ

nó vẫn là một phần của thế giới ngầm London ác toa xe được kéo bằng đầu máy hơi nước đốt bằng than đá do vậy không thể tạo cảm giác thoải mái cho hành khách và nhân viên điều hành mặc dù dọc đường hầm có rất nhiều lỗ thông hơi Tuy nhiên n đã dần trở nên phổ biến từ khi bắt đầu đi vào khai thác và đường sắt Metropolitan Railway và trở thành đối thủ cạnh tranh với tuyến Metropolitan District Railway (được phát triển thành các vòng tròn đồng tâm xung quanh trung tâm London được hoàn thành năm

1884 và một hệ thống mở về khu vực ngoại ô phía tây bắc (các vùng nông thôn liền kề), phía tây, phía tây nam và phía đông chủ yếu được hoàn thành vào năm 1904)

n 1.3: Đầu máy sử dụng điện năng

Tuyến tàu điện ngầm đầu tiên của thành phố London có tên City & South London Railway, chính thức đi vào hoạt động từ năm 1890 Đường hầm hình ống nằm sâu bên dưới mặt đất, dẫn đến thuật ngữ "tube" được dùng để chỉ các tuyến tàu điện ngầm của London an đầu n được dự định

sẽ dùng cáp kéo các toa tàu (Tại thời điểm bấy giờ Đạo luật Quốc hội cấm

sử dụng đầu tàu hơi nước hoạt động trong đường hầm) tuy nhiên công ty đã

ký hợp đồng để cung cấp công nghệ cáp kéo bị phá sản và do đ buộc các công ty đường sắt phải xem xét áp dụng các công nghệ mới Công ty

đường sắt đã quyết định sử dụng đầu máy chạy bằng năng lượng điện

n 1.4: Các tuyến tàu điện ngầm đầu tiên ở Anh

ơ cấu đoàn tàu gồm đầu máy và ba toa tàu, ban đầu các toa hành khách không được thiết kế cửa sổ v người ta cho rằng hành khách sẽ không cần

phải biết họ đang ở đâu trong các đường hầm Đến tận năm 1893 tuyến đường sắt trên cao tại Liverpool- Vương quốc (LOR) Anh mới đi vào hoạt động, hệ thống này trở thành một trong 4 hệ thống Metro cổ nhất thế giới

và là hệ thống đường sắt trên cao chạy bằng tàu điện hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới LOR đi tiên phong trong việc sử dụng đoàn tàu 3 toa c động

cơ điện Lần đầu tiên Các tín hiệu tự động bằng đèn điện được áp dụng cho ngành đường sắt Sự hiện diện của hệ thống metro này là một trong những

lý do để Liverpool có biệt danh là "thành phố Bắc Mỹ của Anh" LOR đã

bị phá hủy vào năm 1957, với Liverpool ngày nay một phần của hệ thống đường sắt đô thị được biết với cái tên Merseyrail Vào năm 1897 đánh dấu bước đột phá lớn trong lĩnh vực điều khiển khi nhà phát minh người Mỹ Frank J Sprague thử nghiệm thành công hệ thống multiple-unit train control (MUTC) trên tuyến đường sắt South Side Elevated (ngày nay là một phần của tuyến 'L' Chicago- Mỹ ) MUTC cho phép tất cả các động cơ trong toàn bộ tàu được kiểm soát cậy từ một vị trí duy nhất

1.2 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại lục địa Châu Âu

Budapest- Rumani khánh thành tuyến điện ngầm mang tên M1 đầu tiên trên phần lục địa hâu âu vào năm 1896 N chạy từ Gizella tér (ngày nay

là Vorosmarty tér, trung tâm thành phố) đến ity Park và vườn bách thú, chiều dài tuyến khoảng 3,7 km (2,3 dặm) Ngày nay tuyến M1 vẫn là một phần của Metro udapest và đa số các phần của tuyến cũ đã được khôi phục lại t nh trạng như lúc ban đầu Hệ thống tàu điện ngầm udapest còn được biết đến là tuyến tàu điện đầu tiên sử dụng phương án lấy điện trên cao chứ không phải là hệ thống ray thứ ba lúc đ đang phổ biến hơn ũng trong năm đ hệ thống hệ thống tàu điện ngầm ở Scotland Glasgow dài 10,4 km (6,5 mi) đi vào hoạt động, sử dụng cáp kéo cho đến khi được điện khí h a vào năm 1935

n 1.5: Tuyến điện ngầm mang tên M1 đầu tiên trên phần lục địa

C âu âu vào năm 1896

Tuyến đầu tiên của Paris Metro (Pháp) hoạt động vào năm 1900 Tên của n lúc đ là Chemin de Fer Métropolitain, được dịch trực tiếp sang tiếng Pháp từ London's Metropolitan Railway

n 1.6: Tuyến đầu tiên của Paris Metro (Pháp)

oạt động vào năm 1900

Mặc dù không được xây dựng như một hệ thống Metro nhưng tuyến Ferrovia Cumana (Italy), đã được xây dựng và đi vào hoạt động từ năm

1889, tuyến bao gồm các đường hầm nằm bên dưới thành phố Naples, ngày nay đường hầm này vẫn là một phần của Line 2 thuộc hệ thống tàu điện ngầm của thành phố Napoli, n là phần cổ nhất của hệ thống vận chuyển nhanh của Italy Đầu tiên mục đích xây dựng hệ thống vận chuyển nhanh

ch ng được xây dựng tại Italy là cho hội chợ Milan International Exposition vào năm 1906 Đây là tuyến đường sắt nhẹ trên cao liên kết hai khu vực chính của hội chợ, tuyến đường này đã bị tháo dỡ 8 năm sau đ Thời gian giữa hai cuộc thế chiến, tuyến tàu điện ngầm đầu tiên của Tây an Nha được xây dựng tại vùng ngoại biên của lục địa: TheMadrid Metro mở cửa vào ngày 17 tháng 10 năm 1919 dưới sự chỉ đạo của de compania c tên là MetroAlfonso XIII ác ga tàu điện ngầm được dùng làm nơi trú ẩn các cuộc không kích trong cuộc nội chiến Tây an Nha Ngày nay Madrid là một trong thành phố c hệ thống tàu điện ngầm dài nhất thế giới Vào năm 1924 các tuyến tàu điện ngầm cũng được triển khai xây dựng tại thành phố acenona

Tuyến tàu điện ngầm đầu tiên tại Liên Xô cũ (c tên tiếng Nga là метрополитен hoặc метро) bắt đầu hoạt động vào năm 1935 ở Mát-cơ-va Tuyến đầu tiên - giữa Sokolniki và Park Kul'tury - dài 11,2 km Hai trong

số các ga đầu tiên được xây dựng là Krasnye Vorota và Mayakovskaya đã được trao giải Grand Prix vào năm 1937 và 1939 tại Hội chợ quốc tế tại Paris và New York ác Ga tàu điện ngầm tại Mát-cơ-va là một trong những ngầm trang trí công phu nhất của thế giới (đặc biệt là những nhà ga được xây dựng trong thời kỳ Joseph Stalin) chúng thường được gọi là những cung điện dưới lòng đất Tính đến Năm 2010, hệ thống tàu điện ngầm tại Mát-cơ-va c tổng cộng 301 km đường sắt và 182 nhà ga, hệ

thống tàu điện ngầm tại Mát-cơ-va cũng hệ thống tàu điện ngầm bận rộn nhất trên thế giới Tại Nga và các nước cộng hòa khác của Liên Xô cũ, tàu điện ngầm xây dựng rất nhiều nơi như SaintPetersburg (1955), Kiev (1960), Tbilisi (1965), Baku (1967), Kharkov (1975), Tashkent (1977), Yerevan (1981), Minsk (1984), NizhniyNovgorod (1985), Novosibirsk (1986), Samara (1987), Yekaterinburgn (1991), Dnipropetrovsk (1995), Kazan (2005) và hiện nay một số dự án đang xây dựng chậm tiến độ do khó khăn về vốn như Ở Volgograd và Kryvyi Rih trong những năm 1980

"metrotram" dùng xe điện thành phố thông thường

n 1.7: Hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên được khánh thành tại Lisbon

Vào năm 1959 hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên được khánh thành tại Lisbon và được gọi là Metropolitano de Lisboa Đây là hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên trong khối các nước sử dụng tiếng ồ Đào Nha

1.3 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại Châu Mỹ

Boston c tuyến tàu điện ngầm lâu đời nhất tại Hoa Kỳ, một phần của tuyến theGreen tại trung tâm thành phố được xây dựng từ năm 1897 đến nay vẫn được sử dụng an đầu Việc xây dựng với bốn đường ray ngắn vài 2 nhà ga tại trung tâm thành phố, lúc đầu việc xây dựng là để tập kết các toa xe Sau đ tàu điện ngầm ở oston được hoạt động với đoàn tàu hoàn chỉnh Tuyến Green Line vẫn hoạt động với các thiết bị đường sắt nhẹ cho đến năm 1901 phương tiện đường sắt nặng bắt đầu sử dụng bên trong các đường hầm như là một phần của cấu h nh ban đầu của đường sắt trên cao, đây là tuyến đường sắt trên cao đầu tiên ở oston

n 1.8: Hệ thống tàu điện ngầm ở Boston

Hệ thống tàu diện ngầm của thành phố New York, New York City Subway, ngày nay là một trong những hệ thống tàu điện ngầm lớn nhất thế giới, tuy nhiên đến tận năm 1904 n vẫn chưa được hoàn thiện Lúc đ hệ thống này bao gồm c 4 đường độc lập dài 9 dặm (14,5 km) chạy từ ity Hall đến đường 145 Phần mở rộng của hệ thống đã sớm được xây dựng kéo đến khu rooklyn và ronx, bây giờ n là một phần của hệ thống IRT Hai hệ thống xe điện ngầm chính, hoạt động bởi MT và IND đã được xây dựng sau đ , hệ thống MT và IRT đã đi vào hoạt động trước khi c tuyến đường sắt trên cao Tuyến tàu điện ngầm Hudson và Manhattan ở Manhattan được mở vào năm 1908 và kết nối với New Jersey, vẫn là một công ty đường sắt riêng biệt, và sau này nằm dưới sự kiểm soát của hính quyền cảng New York và New Jersey là ảng Trans-Hudson (PATH) Một

số đường tàu điện ngầm chạy bên phải lần đầu tiên được sử dụng vào năm

1863 tại Thành phố New York bởi các tuyến đường sắt và xe điện ngầm được chuyển đổi R44 chạy trên Đường sắt Staten Island năm 1860

n 1.9: Hệ thống tàu diện ngầm của thành phố New York

Đến năm 1907 tuyến tàu điện đầu tiên được đi vào khai thác tại Philadelphia, và ngày nay n vẫn là một phần của tuyến Market–Frankford gồm cả đường sắt trên cao và đi ngầm

Tuyến tàu điện ngầm lâu đời nhất ở Nam bán cầu c tên "Subterráneos

de Buenos Aires", bắt đầu đi vào khai thác từ năm 1913 tại Buenos Aires, Argentina, đây cũng là tuyến tàu điện ngầm lâu đời nhất tại Mỹ latinh, ác toa xe bằng gỗ và kim loại vẫn được hoạt động trong vòng 94 năm, chuyên trở 190.000 lượt hành khách mỗi ngày và trở thành điểm hấp dẫn khách du lịch, tuyến này được cải tạo từ đường sắt nhẹ

Tuyến tàu điện ngầm Toronto- anada chính thức hoạt động vào năm 1954 Lần đầu tiên các toa xe bằng hợp kim nhôm được đưa vào thử nghiệm làm giảm trọng lượng và do đ giảm chi phí vận hành Phải đến năm 1963 những toa xe này mới phải thay thế Những toa xe mới c chiều dài 75 feet khoảng 23m, vào thời điểm đ đây được coi là toa xe dài nhất thế giới Metro Montreal là hệ thống tàu điện ngầm thứ hai ở anada và được khánh thành vào năm 1966 để chuẩn bị cho hội chợ triển lãm sẽ được

tổ chức tại Montreal vào năm 1967

n 1.10: Tuyến tàu điện ngầm Toronto- Canada

Tuyến tàu điện ngầm đầu tiên của azil được khánh thành vào năm

1974 thành phố São Paulo là trung tâm kinh tế và là thành phố lớn nhất của razil, ngày nay hệ thống tàu điện ngầm của thành phố c khả năng vận chuyển trung b nh khoảng 4.000.000 hành khách một tuần các thành phố Rio de Janeiro, elo Horizonte, Recife, Porto Alegre và thủ đô rasília cũng phát triển mạng lưới tàu điện ngầm

Hệ thống Metro de Santiago tại thủ đô nước cộng hòa hile gồm 5 tuyến và 85 nhà ga và là hệ thống duy nhất sử dụng bánh cao su tại Nam

Mỹ

1.4 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại Châu Á

Thành phố đầu tiên của hâu Á c hệ thống tàu điện ngầm là thành phố Tokyo (năm 1927) và thành phố Osaka năm 1933, những thành phố khác

cũng của Nhật ản c hệ thống tàu điện ngầm là Yokohama, Sapporo,

Kobe, Kyoto, Fukuoka, và Sendai

n 1.11: Hệ thống tàu điện ngầm là thành phố Tokyo

Hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên của Trung Quốc là hệ thống tàu điện

ngầm tại ắc Kinh được đi vào hoạt động từ năm 1969, các hệ thống tàu

điện ngầm sau đ được phát triển tại các thành phố lớn như Tianjin (1984),

Shanghai (1995), Guangzhou (1999), Wuhan (2004), Shenzhen (2004),

Nanjing (2005), Dalian (2005) và một số thành phố khác

n 1.12: Hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên của Trung Quốc

Ấn Độ đang nhanh ch ng mở rộng hệ thống đường sắt đô thị của họ là tốt và đáng chú ý là hệ thống đầu tiên nhanh ch ng xuất hiện ở thủ đô Tàu điện ngầm thông thường lâu đời nhất của Ấn Độ tại Kolkata trước MRTS cao nhanh ch ng chuyển hennai apital Delhi là người thứ ba ác thành phố khác likeMumbai, engaluru, hennai, Hyderabad mang một xây dựng tàu điện ngầm Gần đây Patnaand một số thành phố khác đã thuê các

kỹ sư và các nhà hoạch định để nghiên cứu hướng tuyến của các tuyến tàu điện ngầm trong tương lai

n 1.13: Hệ thống tàu điện ngầm ở Ấn Độ

Trong khoảng 30 năm trở lại đây, một số thành phố tại Hàn Quốc được phát triển và kéo dài hệ thống tầu điện ngầm hiện đại mạng lưới tàu điện ngầm lớn nhất Hàn Quốc là tại thủ đô Seoul với 12 tuyến tổng chiều dài lên đến hơn 314 km trong đ c tuyến kết n i với sân bay quốc tế Incheon

ác thành phố Busan, Daegu, Incheon, aejeon và Gwangju cũng c hệ thống tàu điện ngầm

n 1.14: Hệ thống tàu điện ngầm ở Hàn Quốc

Thủ đô nh Nhưỡng của HD ND triều tiên cũng c hệ thống tàu điện ngầm, đặc điểm khác biệt của hệ thống này là các đường hầm và các nhà ga đều được bố trí rất sâu dưới mặt đất c thể cải tạo để làm nơi trú ẩn trong trường hợp c chiến tranh xảy ra Một điểm khác biệt chỉ c duy nhất tại nh Nhưỡng là tên ác ga tầu không đặt theo tên địa danh

n 1.15: ệ t ống tàu điện ngầm ở Triều Tiên

Năm 1987 hệ thống vận chuyển khối lớn của Singapore bắt đầu đi vào khai thác, đây là tuyến tàu điện ngầm hạng nặng hoàn toàn tự động đầu tiên trên thế giới, mạng lưới bao gồm 4 tuyến và sẽ được hoàn thiện vào năm

2013

n 1.16: Hệ thống tàu điện ngầm ở Singapore

Đài Loan c 2 hệ thống tàu điện ngầm hiện đại và đang triển khai xây dựng thêm 2 hệ thống ở 2 thành phố khác

n 1.17: ệ t ống tàu điện ngầm ở Đài Loan

Iran xây dựng hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên tại Tehran vào năm

1999, sau đ là hệ đang được xây dựng tại 5 thành phố khác và sẽ hoàn thành vào năm 2013

n 1 18: ệ t ống tàu điện ngầm ở Iran

Tại Ả Rập Xe út đã xây dưng tuyến tàu điện đầu tiên ở thánh địa Mecca với tuyến đầu tiên dài 20 km bao gồm cả đường sắt trên cao và đi ngầm được hoàn thành vào năm 2011 Tổng cộng c 5 tuyến tàu điện ngầm với toa xe dài đã được lên kế hoạch để thực hiện để vận chuyển khối l ượng khách hành hương đến các địa điểm tôn giáo Hai tuyến tương tự chạy trên mặt đất đang được xây dựng tại thủ đô Riyadh và trung tâm kinh tế Jeddah

n 1.19: Hệ thống tàu điện ngầm ở Ả Rập Xe út

Năm 2009 ác tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất đã xây dựng hệ thống đường sắt đô thị thuộc loại hiện đại nhất thế giới

n 1.20: Hệ thống tàu điện ngầm hiện đại nhất ở Ả Rập Xe út

Một vài Quốc gia khác ở hâu Á đang phát triển mạng lưới tàu điện ngầm cũng như hệ thống Mono Rail

1.5 Sự phát triển của các tuyến đường sắt đô thị tại Châu Phi

airo là thành phố châu Phi đầu tiên với một hệ thống tàu điện ngầm

kể từ năm 1987, một phần được chuyển đổi từ một tuyến đường sắt thông thường N hiện đang được phát triển Hệ thống xe điện hiện đại của Tunis gọi là tàu điện ngầm, nhưng không phải là vận tải khối lơn Tàu điện ngầm thứ hai châu Phi sẽ là Algiers Pretoria, Lagos và một số thành phố châu Phi khác đã lên kế hoạch phát triển mạng lưới đường sắt đô thị

Phát triển mạng lưới vận tải hành khách tốc độ cao tại các thành phố lớn

và các đô thị đang phát triển để giải quyết vấn đề giao thông đô thị là xu thế tất yếu để thúc đẩy quá tr nh phát triển kinh tế văn h a và xã hội Trong

đ phát triển mạng lưới đường sắt đô thị được coi là lựa chọn hàng đầu Với những ưu thế riêng, chắc chắn đường sắt đô thị của thành phố Hà Nội

sẽ g p phần tích cực vào sự phát triển chung của thủ đô và là một trong những h nh ảnh năng động phát triển và hiện đại trong bức tranh tổng thể của thủ đô ngàn năm văn hiến

1.6 Tổng quan về tình hình ĐSĐT tại Việt Nam

1.6.1 Thời kỳ trước những năm 1990

Tháng 5/1890, ông ty Điện địa Đông Dương xin phép chính quyền thực dân thành lập một cơ sở khai thác giao thông bằng tàu điện gọi là

“Nhà máy xe điện” thuộc vào công ty này (tên Pháp là Usine de la Société des tramways électriques de L’Indochine) Nhà máy đ đặt ở đầu làng Thụy Khuê nên dân Hà Nội ngày ấy gọi là “Nhà máy tàu điện Thụy Khuê” Ngày 13/09/1900 chạy thử tuyến đường đầu tiên Bờ Hồ - Thụy Khuê Chợ Đồng Xuân đông hẳn lên và suốt ngày nhộn nhịp “Nhà tàu” hái ra tiền, khối lợi nhuận [1]

n 1.21: Tuyến đường sắt đô t ị Bờ Hồ - Thụy Khuê

Do vậy sang năm 1901 c thêm đường Bờ Hồ - Thái Hà, khánh thành ngày 10/11/1901, lúc đ đường tàu chạy dọc Hàng Bông sang Cửa Nam, theo đường Sinh Từ (nay là Nguyễn Khuyến) rẻ sang trước mặt Văn Miêu rồi ra đường Hàng Bột (nay là Tôn Đức Thắng) Hai năm sau mới bỏ đoạn Cửa Nam - Sinh Từ - Văn Miếu mà cho tàu chạy theo phố Hàng Đẫy (nay

là Nguyễn Thái Học) tới lưng Văn Miếu thì rẽ sang Hàng Bột

n 1.22: Tuyến đường sắt Bờ Hồ - Thái Hà

Năm 1906 làm đường Bờ Hồ - Chợ Mơ, khánh thành ngày 18/12/1906

Ít năm sau kéo dài đường Bờ Hồ - Thụy Khuê lên tận Chợ ưởi Năm 1915 đường Bờ Hồ - Thái Hà ấp được kéo vào thị xã Hà Đông

Trong năm 1929 c thêm được tuyến Yên Phụ - ngã tư Đồng Lầm (nay

là ngã tư Đại Cồ Việt - Lê Duẩn) để rồi mãi tới tháng 5 năm 1943 mới nối xuống trước cửa nhà thương Vọng (nay là bệnh viện Bạch Mai)

n 1.23: Tuyến đường sắt Bờ Hồ - Chợ Mơ 1.6.2 Từ năm 1986 đến nay

Thực hiện công cuộc đổi mới toàn diện đất nước Là hai trung tâm chính trị - kinh tế lớn nhất của cả nước, Thủ đô Hà Nội và TP Hồ hí Minh c quá tr nh đô thị h a vượt bậc kéo theo tốc độ tăng dân số tự nhiên và tốc độ tăng dân số cơ học cao, từ mức 1.296 người/m2

năm 1999 ở Hà Nội và 2.410 người/m2

tại TP Hồ hí Minh đã tăng lên lần lượt đến 2.087 người/m2

và 3.731 người/m2

Năm 1998, Thủ tướng hính phủ đã phê duyệt điều chỉnh quy hoạch chung của Hà Nội và TP Hồ hí Minh đến năm 2020 tại các văn bản số

108/1998/QĐ-TTg ngày 20/6/1998 và 123/1998/QĐ-TTg ngày 10/7/1998; trong đ “Ưu tiên cho việc xây dựng hệ thống ĐSĐT để tạo nên những trục chính của mạng lưới vận hành khách công cộng của Thủ đô, bao gồm cả các tuyến đi trên cao và đi ngầm” tại Hà Nội và “ huẩn bị đầu tư và xây dựng hệ thống giao thông ĐSĐT theo giải pháp đi ngầm (tầu điện ngầm), trên cao hoặc trên mặt đất” tại TP Hồ hí Minh [3]

1.6.3 Đường sắt đô t ị tại Hà Nội

Tính từ thời điểm năm 1998, phải mất gần 10 năm để hoàn thành quy hoạch chung của Hà Nội mới c được sự phê chuẩn của đầy đủ các bên liên quan và được Thủ tướng hính phủ phê duyệt Quy hoạch chung xây dựng đến năm 2030 và tầm nh n đến năm 2050 đã được Thủ tướng hính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 26/7/2011, trong đ nội đô

Hà Nội đ ng vai trò đô thị trung tâm được kết nối với 5 đô thị vệ tinh gồm Hòa Lạc, Sơn Tây, Xuân Mai, Phú Xuyên và S c Sơn bằng 8 tuyến ĐSĐT,

cụ thể như sau:

- Tuyến số 1 (ga Giáp Bát - ga Gia Lâm): Dài 15,36km, trong đ c

10,57km đi trên cao với hướng và vị trí trùng với tuyến đường sắt quốc gia hiện c Tuyến sử dụng đường sắt đôi, lồng 3 ray, khổ đường 1.435mm và 1.000mm Đây là tuyến phục vụ cho cả đường sắt nội đô và đường sắt quốc gia với 5 ga quốc gia và 10 ga đô thị

- Tuyến số 2 (Nội Bài - Trung tâm t àn p ố - T ượng Đ n ): Dài

khoảng 35,2km, được xây dựng theo hai giai đoạn Đây là tuyến kết nối trung tâm thành phố với khu đô thị mới với đề-pô đặt tại xã Xuân Đỉnh (huyện Từ Liêm) Tuyến sử dụng khổ đường lồng 1.435 mm

- Tuyến số 2A (Cát Lin - à Đông): Dài 13,5km là tuyến ĐSĐT đi

hoàn toàn trên các cầu cạn với đề-pô tại phường Phú Lương (quận Hà Đông) và kết nối với tuyến số 2 Tuyến chạy trên đường sắt khổ đôi, vận

tốc chạy tàu tối đa 80km/h Tuyến đã được khởi công xây dựng ngày 10/10/2011 và dự kiến hoàn thành vào tháng 6/2015 Tuy nhiên, đến xây dựng ngày 10/10/2011 và dự kiến hoàn thành vào tháng 6/2015 Tuy nhiên, đến tháng 5/2016 dự án mới chỉ hoàn thành được hơn 85% khối lượng công việc

- Tuyến số 3 (N ổn - ga à Nội): Dài khoảng 12,5km, sau năm 2020 sẽ

phát triển đến Sơn Tây dài khoảng 48km với đề-pô đặt tại xã Minh Khai và Tây Tựu (huyện Từ Liêm) Đây là tuyến ĐSĐT chạy trên đường ray riêng khổ đôi 1.435mm với hệ thống ray/ghi tiêu chuẩn châu Âu Tuyến được khởi công tháng 9/2010 và dự kiến đi vào hoạt động năm 2016

- Tuyến số 4 (Đông An - Mê Linh): Là tuyến vòng tròn dài khoảng

53,1km, kết nối với các tuyến số 1, số 2, số 3 và số 5

- Tuyến số 5 (Nam ồ Tây - Ngọc K án - Láng - òa Lạc): Dài

38,4km được xây dựng theo hai giai đoạn Hết giai đoạn 1 (năm 2021), tuyến khai thác trên đường ray riêng với tốc độ tàu chạy tối đa 120km/h (đi trên cao), 80km/h (đi ngầm) và tần suất trong giờ cao điểm 6 phút/chuyến, giờ thấp điểm 12 phút/chuyến; tuyến dự kiến sẽ khởi công vào năm 2017

- Tuyến số 6 (Nội Bài - k u đô t ị mới p ía Tây Ngọc ồi): Dài

khoảng 43km kết nối với tuyến số 4 tại ổ Nhuế và tuyến số 7 tại Dương Nội

- Tuyến số 7 (Mê Linh - Dương Nội): Dài khoảng 35km kết nối với

tuyến số 4 tại Đại Mạch và Tây Tựu, với tuyến số 6 tại Dương Nội

- Tuyến số 8 (Cổ N uế - Dương Xá): Dài khoảng 28km

n 1.24: Bản đồ mạng lưới ĐSĐT à Nội theo quy hoạch

Thủ đô Hà Nội là một đô thị cổ nằm ở ven sông Hồng gần trung tâm vùng trũng của đồng bằng ắc bộ, cấu trúc địa chất khu vực tại đây gồm các lớp phủ trầm tích mềm, rời hệ thứ Tư dày từ 80 đến 150mm nằm trên các lớp đá gốc cát kết, sét kết, cuội kết ấu tạo địa tầng tại Hà Nội gồm hai phần:

Phần trên là các lớp đất tầng Thái nh, tầng Hải Hưng và tầng Vĩnh Phú c chiều dày thay đổi, nguồn gốc sông, hồ, biển, đầm lầy ven biển Phần dưới là các lớp cát, cuội sỏi tầng Hà Nội c độ sâu từ 35m trở lên

và c mặt của nước ngầm

ác đoạn đi trong hầm của tuyến ĐSĐT tại Hà Nội sẽ nằm trong phần trên của địa tầng Theo nghiên cứu của PGS TS Đoàn Thế Tường (nguyên

Ph Viện trưởng Viện Khoa học ông nghệ Xây dựng) c ba dạng nền tự nhiên chính tại đây:

Nền một lớp đồng nhất: Nền đất sét tầng Thái nh kém đồng nhất trong khu vực nội thành và nền đất sét tầng Vĩnh Phúc đồng nhất ở Tây Nam Từ Liêm và Đông Anh

Nền hai lớp: Nền c lớp đất sét tầng Vĩnh Phúc hoặc Thái nh dày 5 - 10m nằm trên lớp đất cát tầng Vĩnh Phúc hoặc Thái nh c độ chặt trung

b nh dày tới 20m ở ắc Đông, Nam Đông Anh, Thanh Tr , Gia Lâm

Nền nhiều lớp c đất yếu: Nền c lớp đất sét tầng Vĩnh Phúc hoặc Thái Bình dày 5 - 10m nằm trên lớp đất (bùn) hữu cơ tầng Vĩnh Phúc hoặc Hải Hưng c chiều dày 5 - 30m và lớp cát hoặc sét cát tầng Vĩnh Phúc ở Đông Anh, một khu vực cục bộ ở Gia Lâm, Thanh Tr , Nam Từ Liêm

Kết quả khảo sát địa chất tuyến số 3 (Nhổn - ga Hà Nội) cho thấy đoạn ngầm của tuyến này nằm trong khu vực đất bùn yếu c chiều sâu đến 30m

1.6.4 Đường sắt đô t ị tại TP Hồ Chí Minh

Quá tr nh đưa hệ thống metro và ĐSĐT từ quy hoạch trên giấy đến thực

tế ở TP Hồ hí Minh cũng phải kéo dài hơn 10 năm Quyết định số 568/QĐ-TTg ngày 8/4/2013 của Thủ tướng hính phủ về việc “Phê duyệt Điều chỉnh quy hoạch phát triển GTVT TP Hồ hí Minh đến năm 2020 và tầm nh n sau năm 2020” chỉ rõ quy hoạch phát triển hệ thống ĐSĐT với 8 tuyến xuyên tâm và vành khuyên nối các trung tâm chính của Thành phố, chủ yếu đi ngầm trong nội đô; 3 tuyến xe điện mặt đất hoặc đường sắt một ray Đến nay, t nh h nh triển khai thiết kế và thi công các tuyến ĐSĐT tại

TP Hồ hí Minh như sau:

- Tuyến số 1 (Bến T àn - Suối Tiên): Dài 19,7km qua 3 ga ngầm và

11 ga trên cao với đề-pô đặt tại phường Long nh (quận 9) Trong tương