Mục tiêu quy hoạch
Hiện nay, tại thành phố Hồ Chí Minh, nơi có dân số tăng nhanh, chính sách giao thông hiệu quả nhất là thúc đẩy việc sử dụng giao thông công cộng thông qua việc cải thiện mạng lưới giao thông Những thay đổi trong giá cả nhiên liệu đã rõ ràng ảnh hưởng đến tỷ lệ hành khách sử dụng các phương thức di chuyển trong thành phố.
Giao thông đường sắt có nhiều ưu điểm vượt trội so với các hệ thống giao thông công cộng trên mặt đất, bao gồm khả năng vận chuyển lớn, tốc độ nhanh, ô nhiễm thấp, an toàn, chính xác và thoải mái Tuy nhiên, nhược điểm chính của nó là yêu cầu đầu tư lớn và thời gian thi công lâu, dẫn đến nhiều hạn chế trong quy hoạch và thi công Sự phát triển của giao thông đường sắt được quyết định bởi các yêu cầu phát triển kinh tế của thành phố, chất lượng sinh hoạt và hoàn cảnh sinh thái.
Khi tiến hành quy hoạch giao thông đường sắt kết nối các đô thị cần phải dựa vào những nguyên tắc sau:
Quy hoạch tuyến đường cần phải đồng bộ với quy hoạch tổng thể của thành phố, đồng thời mạng lưới tuyến phải gắn kết chặt chẽ với việc sử dụng đất và phát triển đô thị.
Hướng tuyến chạy của đường sắt cần phải tương thích với hành lang di chuyển chính của hành khách, bao gồm các điểm như đường sắt quốc gia, bến xe ô tô, cảng biển, sân bay và các nút giao thông quan trọng Ngoài ra, các siêu thị lớn, trung tâm thương mại, các cơ sở văn hóa như sân vận động và viện bảo tàng, cũng như các khu chung cư lớn, đều là những yếu tố cần xem xét trong việc quy hoạch tuyến đường.
Hệ thống giao thông đường sắt đóng vai trò cốt lõi trong tổng thể giao thông của thành phố, cần có sự phối hợp chặt chẽ với các phương thức vận tải khác để đạt hiệu quả tối ưu Các nhà ga chính là điểm trung chuyển quan trọng với lượng hành khách lớn, do đó cần kết hợp với các tuyến buýt để mở rộng khả năng phục vụ Quy hoạch giao thông công cộng cần xem xét sự thay đổi của các phương tiện để giảm ùn tắc tại các khu trung tâm đô thị Việc khuyến khích người dân chuyển từ xe cá nhân sang sử dụng giao thông đường sắt là cần thiết Do đó, các biện pháp hỗ trợ tại các nhà ga cần được triển khai để tạo điều kiện cho hành khách dễ dàng tiếp cận các phương tiện như taxi, xe đạp, xe máy và ô tô.
Giao thông đường sắt cần được cải thiện nhanh chóng để tạo ra sự kết nối hấp dẫn giữa các thành phố vệ tinh và trung tâm thành phố, tùy thuộc vào sự phát triển của các cụm thành phố.
Dự báo nhu cầu giao thông trong khu vực lập quy hoạch
1.2.1 Xác định khu vực hấp dẫn của tuyến đường sắt nhẹ
Các công trình giao thông được xây dựng để đáp ứng nhu cầu vận tải của khu vực, phục vụ cho sự phát triển sản xuất và nhu cầu di chuyển của người dân Do đó, việc nghiên cứu khu vực phục vụ của các công trình giao thông vận tải là rất cần thiết.
Khu vực hấp dẫn của tuyến đường quy hoạch là vùng địa lý có các điểm dân cư và kinh tế với nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách Khu vực này được chia thành khu vực hấp dẫn trực tiếp và khu vực hấp dẫn trung chuyển Để xác định khu vực hấp dẫn, có thể sử dụng phương pháp biểu đồ, biểu đồ phân tích hoặc phương pháp phân tích Giới hạn khu vực hấp dẫn thường nằm trong khoảng 500 – 1000m từ tim đường, và cần xem xét các yếu tố như địa hình, khoảng cách và chi phí để điều chỉnh ranh giới Sau khi phân tích, kết quả sẽ được trình bày cụ thể.
1.2.2 Các dự báo chủ yếu
Để xây dựng quy hoạch giao thông hiệu quả, việc tổ chức khảo sát giao thông là rất cần thiết nhằm thu thập thông tin toàn diện về tình hình giao thông trong khu vực nghiên cứu Khi quy hoạch một loại hình giao thông mới, cần lắng nghe ý kiến từ các bên liên quan như người tham gia giao thông, hành khách, lái xe và các nhà quản lý Luận văn này thực hiện khảo sát giao thông với các nội dung chính như điều tra lưu lượng và tốc độ giao thông, cũng như điều tra trên xe buýt để hoàn thiện dữ liệu dự báo nhu cầu Bên cạnh đó, khảo sát còn bao gồm phỏng vấn OD và phỏng vấn người sử dụng giao thông nhằm xác định điểm đi, đến của các chuyến đi và thu thập thông tin về đặc điểm xã hội, nhận thức và quan điểm của người sử dụng về dự án.
Khảo sát lưu lượng giao thông được thực hiện bằng cách đếm số lượng phương tiện di chuyển qua các vị trí khảo sát theo hai hướng Điều tra viên sẽ quan sát và ghi lại các loại phương tiện đi qua, đánh dấu từng phương tiện tương ứng Thời gian thực hiện việc đếm lưu lượng giao thông là 15 phút.
15 phút có lưu lượng lớn nhất làm đại diện để tính cho lưu lượng trong 1 tiếng tại giờ cao điểm
Hình 1.1 Vị trí mặt cắt đường khảo sát điều tra lưu lượng giao thông
Bảng 1.1 Lưu lượng xe giờ cao điểm hiện tại trên tuyến theo từng loại xe
Xe máy Xe con Xe buýt, xe chở khách
Kết quả khảo sát lưu lượng giao thông cho thấy lưu lượng xe máy trên tuyến đường hiện tại rất cao, với tổng số lượt xe máy qua các điểm đếm chiếm trên 75% tổng lưu lượng giao thông, trung bình đạt 83%.
Tỷ lệ sử dụng phương tiện công cộng tại một số đô thị lớn trên thế giới hiện vẫn còn thấp, chỉ dưới 5% tổng lưu lượng giao thông Trong đó, lưu lượng phương tiện công cộng, bao gồm mini buýt và xe buýt thường, chỉ chiếm 3% qua mặt cắt ngang đường lớn nhất trên tuyến.
Lưu Lượng GT Thủ Dầu Một - Hiệp Bình Phước
Xe máy Xe con, xe khách dưới 16 chỗ
Xe buýt, xe tải 2 trục Xe tải nhiều trục, container
Lưu Lượng GT Hiệp Bình Phước -Thủ Dầu Một
Xe máy Xe con, xe khách dưới 16 chỗ
Xe buýt, xe tải 2 trục Xe tải nhiều trục, container
1.2.2.3 Dự báo nhu cầu vận chuyển hành khách trong tương lai
Tuyến đường sắt nhẹ LRT được thiết kế để phục vụ nhu cầu vận chuyển hành khách lớn trong khu vực Khối lượng hành khách ảnh hưởng đáng kể đến năng lực của tuyến, từ đó quyết định quy mô các công trình phục vụ như ga tàu và bến bãi.
Dự báo nhu cầu vận chuyển hành khách là yếu tố quan trọng giúp xác định năng lực cho các tuyến đường đang quy hoạch trong tương lai Nó cung cấp cơ sở để xác định quy mô công trình nhà ga và bến bãi, đồng thời là căn cứ cho việc lập kế hoạch vận chuyển hành khách Do đó, việc dự báo nhu cầu vận chuyển là không thể thiếu trong bất kỳ báo cáo quy hoạch nào, đặc biệt là trong quy hoạch mạng lưới tuyến đường sắt nội đô.
Nhu cầu vận chuyển hành khách chủ yếu đến từ xe đạp, xe máy, ô tô cá nhân, taxi và xe buýt Mặc dù các phương tiện như xe tải nhẹ, tải trung và ba gác chủ yếu phục vụ cho việc vận chuyển hàng hóa, chúng vẫn được xem xét với các hệ số thích hợp để đưa ra kết luận tổng quan về lưu lượng hành khách trên tuyến đường sắt nhẹ trong tương lai.
Việt Nam là một quốc gia đang phát triển với nền kinh tế năng động, do đó việc áp dụng mô hình đàn hồi để dự đoán nhu cầu vận chuyển hành khách trong tương lai là rất cần thiết.
Phương pháp này dựa trên mối liên hệ giữa tỷ lệ tăng trưởng giao thông và tỷ lệ tăng trưởng GDP, với các giả thiết đáng tin cậy Hệ số đàn hồi được biểu diễn dưới dạng: \$ yx \$.
Trong đó: Eyx – độ đàn hồi
y - Tỷ lệ tăng trưởng của biến số cần dự báo
x - Tỷ lệ tăng trưởng của biến số khác
Trong dự báo này, cần xác định sự phát triển của nhu cầu di chuyển của người dân qua khu vực, bao gồm việc đánh giá sự tăng trưởng của các phương tiện giao thông vận chuyển hành khách như xe đạp, xe máy, ôtô và xe buýt.
Trong bài viết này, chúng ta xác định ∆y là tỷ lệ tăng trưởng của các loại phương tiện, trong khi ∆x đại diện cho tỷ lệ tăng trưởng GDP trung bình của TP Hồ Chí Minh và tỉnh Bình Dương.
Để dự báo lưu lượng giao thông Etyx trong thời kỳ t, cần xem xét định hướng đô thị và các yếu tố tác động có thể làm tăng hoặc giảm lưu lượng Dự báo lượng giao thông Yt cho năm thứ t được thực hiện dựa trên giá trị Y0 của năm gốc 0 và biến đổi ∆x.
Công thức này được viết lại: Qt = Q0 * (1+ Etxy * ∆GDP) t
Trong đó: t: Khoảng thời gian dự báo, t = 14 năm (từ 2011 đến 2025)
Qt: Lưu lượng phương tiện năm tính toán (2025)
Q0: Lưu lượng phương tiện năm hiện tại (năm 2019)
Etxy: Hệ số đàn hồi cho mỗi loại phương tiện ước tính cho năm tlai
∆GDP: Chỉ số tăng trưởng GDP trung bình mỗi năm
Theo số liệu thống kê hàng năm của Tổng cục thống kê thành phố Hồ Chí Minh, tăng trưởng GDP giai đoạn 2005-2010 được cho trong bảng sau:
Tăng trưởng GDP TP Hồ Chí Minh năm 2008 – 2018: 7,08%
Tăng trưởng GDP tỉnh Bình Dương năm 2012 – 2020: 13%
GDP bình quân được sử dụng trong luận văn này là 10,04% Để tính toán số lượng hành khách, cần áp dụng hệ số chuyên chở trung bình.
Bảng 1.2 Hệ số chuyên chở trung bình của các loại phương tiện (người/xe)
Hệ số chuyên chở trung bình (người /xe)
Xét chiều lưu thông hướng TP.HCM – Thủ Dầu Một
Phương tiện và năng lực chuyên chở của tuyến LRT
Đường sắt nhẹ (Light rail transit – LRT) là một phương thức giao thông công cộng kết hợp giữa khả năng phục vụ cao, tốc độ nhanh, tính an toàn, dễ tiếp cận và thân thiện với môi trường.
1.3.1 Lựa chọn phương tiện sử dụng trên tuyến:
Hiện nay, trên thế giới có hàng trăm mẫu xe khác nhau được sử dụng cho hệ thống đường sắt nhẹ LRT, mỗi mẫu có những đặc điểm và tính năng riêng biệt Trong phần này, chúng tôi sẽ giới thiệu một số mẫu xe tiêu biểu đang hoạt động trên các hệ thống đường sắt nhẹ toàn cầu Từ đó, chúng ta sẽ có cơ sở để phân tích và lựa chọn mẫu xe phù hợp cho khu vực nghiên cứu trong luận văn này.
Sau khi nghiên cứu các tuyến đường sắt nhẹ trên thế giới, ta đưa ra một số loại xe sau đây để lựa chọn:
Xe điện sàn thấp S70 – Siemens (Bắc Mỹ)
Xe điện sàn thấp S70 do Siemens sản xuất đang được sử dụng tại các thành phố Bắc Mỹ Đây là thế hệ thứ 3 của xe sàn thấp Siemens, với thiết kế cho phép vận hành theo 2 hướng Các đặc trưng kỹ thuật của xe được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 1.9 Đặc trưng kỹ thuật của xe điện sàn thấp S70 – Siemens
TT Nội dung Chi tiết
2 Kiểu bánh xe Bo’2’Bo’
4 Chiều dài xe (2 toa) 27670mm
6 Chiều cao xe không tính cần dẫn điện 3779mm
8 Trọng lượng xe khi đầy khách (4 người/m 2 ) 54 T
9 Trọng lượng lớn nhất của trục xe 10t bogie có điện,
0 Sức chứa (6 người/m 2 , AW3) 260 người
1 Tốc độ lớn nhất 90 kph
Sức kéo động (hằng số hiệu suất vòng quay)
Bán kính bánh xe (mới/đã qua sử dụng) 660mm/580mm
5 Bán kính cong nhỏ nhất 25 m
6 Bán kính đứng nhỏ nhất 94,5m/140m
7 Động cơ tiếp điện 2 IGBT PWM xoay chiều 1
8 Điện cung cấp trên xe AC 460V / DC 24V
0 Phần sàn trên cao TOR 669mm (có 1 bước dốc nhẹ) 2
Phần sàn thấp trên TOR (cửa lên xuống) 356mm
*Nguồn: Technical Information of Siemens
Hình 1.4 Sơ đồ thiết kế của xe điện sàn thấp S70 – Siemens
Xe điện sàn thấp DL6WC – Chinarailco, (Dailian – Trung Quốc)
Xe điện sàn thấp DL6WC của Chinarailco, sản xuất tại Dailian, Trung Quốc, là mẫu xe sàn thấp thế hệ mới đang được sử dụng phổ biến tại nhiều thành phố lớn ở Trung Quốc Mẫu xe này đã đạt được thành công đáng kể trên tuyến đường sắt nhẹ tại Đại Liên Các đặc trưng kỹ thuật của xe được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 1.10 Đặc trưng kỹ thuật xe điện sàn thấp DL6WC
3 Bán kính cong nhỏ nhất 19m
4 Bán kính đứng nhỏ nhất 1000mm
8 Chiều cao của dây cáp điện 5,300 ± 100mm
Chiều cao sàn thấp 400mm
Sức chứa tối đa (6 người/m 2 ) 242 người
Số cửa lên xuống 4 cửa mỗi bên
Thiết bị truyền động 4 x 75 kW
Tốc độ lớn nhất 80 km/h
*Nguồn: website Công ty đường sắt Trung Quốc
So sánh và lựa chọn phương tiện:
Khi so sánh hai loại xe điện, mỗi loại đều có những đặc điểm riêng biệt Để lựa chọn phương tiện phù hợp cho tuyến đường quy hoạch, cần xem xét các yếu tố khách quan như nhà đầu tư, tỷ lệ phần trăm nguồn vốn dành cho phương tiện và nhà thầu xây dựng tuyến.
Xe DL6WC tại Đại Liên, Trung Quốc, có thiết kế hiện đại và giá thành cạnh tranh hơn so với xe từ Châu Âu và Châu Mỹ Tuy nhiên, các công ty GTVT Trung Quốc thường không tham gia đấu thầu đầu tư vào các dự án giao thông đường sắt tại Việt Nam, dẫn đến việc sử dụng công nghệ từ Trung Quốc còn hạn chế.
Siemens đã tham gia vào nhiều dự án cơ sở hạ tầng tại Việt Nam và hiện có mặt trong các lĩnh vực quan trọng như năng lượng, công nghiệp và y tế Công ty đang khẳng định vị trí là nhà cung cấp giải pháp toàn diện hàng đầu thế giới, sẵn sàng đối mặt với mọi thách thức của Việt Nam Đặc biệt, Ban giao thông vận tải Siemens đã cung cấp nhiều giải pháp giao thông toàn diện, kết hợp khả năng thiết kế hệ thống điều khiển cho ngành giao thông, với trọng tâm là điện khí hóa đường sắt và các phương tiện vận tải đường sắt, nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải lớn trong khu vực và vận tải đường dài.
Dựa trên kinh nghiệm và thành công toàn cầu của Siemens, bài viết này tập trung vào phương tiện S70, một trong những loại xe thế hệ mới được sử dụng phổ biến, đặc biệt tại Bắc Mỹ.
Hình 1.6 Xe điện sàn thấp S70 – Siemens (Houston, Mỹ)
1.3.2 Phương án bố trí tuyến trong quy hoạch
1.3.2.1 Tiêu chí đánh giá và chọn phương án tuyến:
Xây dựng tiêu chí đánh giá là công việc quan trọng giúp định hướng và cung cấp chỉ dẫn cho thiết kế và đánh giá lựa chọn phương án Tư vấn sắp xếp các tiêu chí theo thứ tự ưu tiên là cần thiết.
Hướng tuyến đề xuất cần phải hiệu quả, nhằm giải quyết tình trạng ách tắc giao thông hiện tại và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển trong các giai đoạn tiếp theo Điều này sẽ đảm bảo cho thành phố và khu vực lân cận phát triển một cách ổn định, cân bằng, bền vững và lâu dài.
+ Hạn chế tối đa việc di dời nhà cửa, công trình vĩnh cửu … để phục vụ xây dựng công trình tuyến và nhà chờ, trạm dừng
Để giảm thiểu thiệt hại tiềm năng cho các công trình xây dựng và cơ sở hạ tầng hiện có, hướng tuyến đề xuất sẽ tránh các khu vực nhạy cảm và bảo tồn các không gian công cộng như đường chính và công viên.
Hướng tuyến cần phải phù hợp với các quy hoạch phát triển hệ thống giao thông vận tải trong tương lai, đồng thời dự án phát triển khu dân cư và thương mại cần được triển khai một cách cẩn thận để tránh tác động tiêu cực đến các dự án này.
Vị trí các ga cần được đặt ở những khu vực thuận lợi cho đa số hành khách, nhằm đảm bảo sự tiếp cận dễ dàng với khoảng cách ngắn nhất Khoảng cách giữa các trạm dừng và nhà chờ nên dao động từ 400 đến 600m, nhằm thu hút hành khách trong bán kính khoảng 200 đến 300m từ vị trí trung tâm.
1.3.2.2 Đề xuất phương án tuyến:
Trong đồ án này, ta đề xuất tuyến đường sắt nhẹ đi dọc theo Quốc Lộ 13 nhằm định hướng phát triển dọc tuyến đường này
Khả năng tiếp cận tuyến:
Tuyến Quốc Lộ 13 đóng vai trò là trục đường chính, hỗ trợ sự phát triển của các ngành dịch vụ vận tải, khu đô thị, khu công nghiệp và dân cư đông đúc Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối với các phương tiện giao thông hiện đại như xe buýt nhanh BRT và tuyến metro 3B trong tương lai.
1.3.2.3 Bình đồ và trắc dọc tuyến:
Theo luật đường sắt và quy định của QCXDVN 01:2008/BXD về "Quy hoạch xây dựng", việc thiết kế bình đồ và trắc dọc cho tuyến đường sắt nhẹ trong quy hoạch cần xem xét các yếu tố quan trọng.
+ Sử dụng khổ ray 1435 mm trên toàn tuyến
+ Độ dốc dọc được thiết kế không nhỏ hơn 3 o /oo và không lớn hơn 35 o /oo Bố trí từng đoạn dốc thoát nước nằm ngang không nhỏ hơn 2 o /oo
+ Chiều rộng nền đường xe điện trên đoạn thẳng được quy định trong bảng sau:
Bảng 1.11 Chiều rộng tối thiểu của nền đường xe điện Đặc điểm tuyến Chiều rộng (m) Đường đôi Đường đơn Tuyến trên nền chung không có cột ở giữa 6,6 3,6
Quy hoạch các cơ sở hạ tầng liên quan đến đường sắt
Cơ sở hạ tầng đường sắt chủ yếu bao gồm kiến trúc tầng trên, với các thành phần như đường ray, tà vẹt và phụ kiện nối kết Nền đường được cấu thành từ lớp đá ba lát, các kết cấu bê tông và các bộ phận đặt bên dưới.
Tuyến tàu điện quy hoạch xây dựng phải đảm bảo đầy đủ các chức năng và đáp ứng các điều kiện sau:
+ An toàn trong khai thác
+ An toàn dẫn hướng đường ray, có đủ sức bền chịu lực
+ Thuận tiện cho dẫn điện và cách điện
+ Khống chế được dao động và tiếng ồn
+ Đảm bảo tuổi thọ phục vụ và hiệu quả kinh tế,
Trong luận văn này, chúng tôi xây dựng tuyến đường sắt nhẹ với các đoạn đi trên cầu cao, tách biệt với mặt đất Do đó, phương án sử dụng đường không dùng ba lát được coi là giải pháp tối ưu.
Hình 1.7 Các kiểu nền đường sắt nhẹ: a) Dùng đá Ballast b) Dùng kết cấu bê tông
Kiểu đường này có các ưu điểm sau:
+ Sử dụng tốt hơn trong một thời hạn lâu dài, đảm bảo tính ổn định chính xác tại vị trí, giảm được công bảo dưỡng trên toàn tuyến,
+ Đường với nền cứng dễ dàng làm vệ sinh,
+ Nhân viên bảo dưỡng có thể dễ dàng hơn khi đi bộ trên nền đường cứng,
Nền đường có thể gây ra tiếng ồn lớn hơn so với đường đá ba lát, do đó cần trang bị thiết bị chống ồn Cần xây dựng lớp lót bằng đá dăm (1 x 2cm) dưới đáy tà vẹt bê tông và trong máng ba lát Đồng thời, việc sử dụng biện pháp hàn ray là cần thiết để giảm chấn động do các mối nối, theo đúng quy định kỹ thuật hàn ray của Nhật Bản.
Hình 1.8 Giảm chấn động bằng hệ khung ray đàn hồi
Hình 1.9 minh họa việc áp dụng các loại tường chống ồn trên cầu cao Chốt đàn hồi và tầng đệm giảm chấn rung có vai trò quan trọng trong việc cố định vị trí của đường ray, ngăn ngừa sự dịch chuyển và lật đường ray Chúng cung cấp tính đàn hồi thích ứng với trọng lượng, đồng thời chuyển lực mà đường ray phải chịu đến tà vẹt hoặc mặt đường Chốt tuyến đường sắt nhẹ có khả năng điều chỉnh trọng lượng lớn với trở lực nhỏ, và loại bản đệm cao su nén được lắp đặt giữa đường ray và bệ đường ray giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống đường sắt nhẹ trên cao.
1.4.2 Kết cấu đường ray: Đối với ray dùng cho đường sắt nhẹ, sử dụng khổ ray 1435 mm với 2 loại là ray chữ I S49 và ray có rãnh Ri60,
Hình 1.10 Các kiểu ray sử dụng cho đường sắt nhẹ
(a) Ray có rãnh Ri60 (b) Ray chữ I S49
Hệ thống đường sắt quốc gia Việt Nam và đường sắt cao tốc metro sắp tới đều áp dụng ray chữ I Do đó, chúng tôi đề xuất sử dụng ray chữ I S49 cho hệ thống đường sắt nhẹ Thủ Dầu Một – Hiệp Bình Phước.
Hình 1.11 Khớp nối ray chữ I với nền đường bê tông
Bề rộng khổ ray của tuyến đường giữa các mép trong của đỉnh ray được xác định như sau: trên các đoạn thẳng và đoạn cong có bán kính từ 1200 m trở lên là 1435 mm.
+ Trên các đoạn cong có bán kính từ 600 đến 1200m: 1439
+ Trên các đoạn cong có bán kính từ 400 đến 600m: 1445
+ Trên các đoạn cong có bán kính từ 125 đến 400m: 1450
+ Trên các đoạn cong có bán kính từ 100 đến 125m: 1455
Sai lệch so với tiêu chuẩn của bề rộng khổ đường ray trên các đoạn thẳng và đoạn cong không được vượt qua 2mm
Đối với những đoạn tuyến có bán kính cong từ 300m trở lên, nên sử dụng ray hàn dài để giảm thiểu số lượng mối nối ray, nhằm tăng cường độ bền cấu trúc đường Mối nối liên kết cố định cách điện được thiết lập trong phạm vi đoạn ray hàn dài, phù hợp với đoạn cách điện của hệ thống mạch tín hiệu đường ray và được hàn chặt với các ray khác Bên cạnh đó, cần thiết lập các điểm bổ sung tại một số đoạn, chẳng hạn như điểm thay đổi nền đường.
1.4.3 Khả năng tiếp cận của hành khách:
Khi thiết kế tuyến đường có làn riêng cho phương tiện đường sắt nhẹ, điều quan trọng nhất là đảm bảo kết nối an toàn cho hành khách Trong bối cảnh giao thông hỗn hợp, nguy cơ tai nạn cho người đi bộ là rất cao Do đó, cần thiết lập các lối đi cho người đi bộ, như cầu vượt hoặc hầm chui, tại những vị trí chiến lược như gần bến xe và trạm dừng Dưới đây là một số hình ảnh minh họa cho các loại đường dành cho người đi bộ có thể áp dụng cho tuyến đường sắt nhẹ đang được quy hoạch.
Để đảm bảo an toàn tối đa cho hành khách, nên bố trí các ga và nhà chờ gần các vị trí ngã 3, ngã 4 có đèn tín hiệu giao thông và vạch dành riêng cho người đi bộ Điều này giúp giảm chi phí xây dựng các loại hình qua đường giao cắt khác mức như cầu vượt hay hầm chui khi lưu lượng hành khách chưa đông Ngoài ra, cần tổ chức pha đèn giao thông hiệu quả để đảm bảo an toàn cho tất cả các phương tiện và khách bộ hành.
Hệ thống thông tin tín hiệu
Hệ thống đường sắt metro sẽ áp dụng công nghệ đóng đường tự động với mạch vòng đường ray AF Một trung tâm kiểm soát giao thông tập trung (CTC) cùng với hệ thống kiểm soát tuyến đã được lập trình (PRC) sẽ được thiết lập tại trung tâm kiểm soát Hệ thống này được thiết kế để đảm bảo các đoàn tàu hoạt động đúng cách trong suốt thời gian hoạt động bình thường, ví dụ như không cho phép vận hành ngược lại trên cùng một đường ray.
Hệ thống kiểm soát đoàn tàu tự động (ATC) cho phép đoàn tàu vận hành với một lái tàu như nhân viên trên tàu Hệ thống này hiển thị tín hiệu dừng trên thiết bị tín hiệu khi đoàn tàu đến điểm dừng, đồng thời tự động điều khiển giảm tốc độ và dừng tàu thông qua bộ điều khiển phanh với đường cong liên tiếp.
Hệ thống điều khiển giao thông bao gồm hai thành phần chính: điều khiển tuyến đã được lập trình (PRC) và điều khiển giao thông tập trung (CTC) PRC cho phép điều khiển từng phần của các nhóm tàu trong toàn bộ hệ thống, trong khi CTC hỗ trợ trung tâm kiểm soát và điều phối giao thông giữa các nhà ga.
Một mạch vòng đường ray AF sẽ được lắp đặt cho toàn bộ chiều dài tuyến để xác định vị trí của đoàn tàu,
Bảng 1.12 Hệ thống tín hiệu
Mục Hệ thống thông tin tín hiệu
Lắp đặt thiết bị trong trung tâm điều khiển
Mạch vòng đường ray Được lắp đặt dọc theo chiều dài tuyến để xác định vị trí của các đoạn
Thiết bị khoá liên động Được lắp đặt tại các bến xe đầu và cuối tuyến, các trạm trung chuyển
Depot Các thiết bị khoá liên động tại depot và các mạch vòng đường ray depot sẽ dược lắp đặt cho phép điều khiển bằng tay trong depot
1.5.2 Hệ thống thông tin liên lạc:
Khác với mạng lưới đường sắt cao tốc metro, đường sắt nhẹ có hệ thống thông tin đơn giản hơn, bao gồm các nội dung sau:
Bảng 1.13 Hệ thống thông tin liên lạc
Mục Hệ thống thông tin liên lạc
Thiết bị truyền điện thoại nội bộ được lắp đặt tại trung tâm điều khiển máy vô tuyến trên đoàn tàu, với anten thu được đặt trên tàu và LCX trên mặt đất.
Máy quay phim được lắp đặt tại mỗi ga và được giám sát từ trung tâm điều khiển Các đặc tính kỹ thuật của máy quay và bộ kiểm tra, cũng như chất lượng của máy quay, sẽ được thẩm định kỹ lưỡng.
Liên lạc bằng điện thoại
Máy chính trong trung tâm điều khiển kết nối với các máy phụ tại mỗi bến xe, trạm lớn và nơi bảo trì Hệ thống điện thoại bên đường được lắp đặt với khoảng cách 500m.
Hiển thị thông tin cho hành khách tại nhà ga
Hệ thống chính trong trung tâm điều khiển, hiển thị tại mỗi bến xe và trạm lớn
Hệ thống thông tin công cộng tự động
Hệ thống chính trong trung tâm điều khiển, hệ thống phụ tại mỗi bến xe và trạm lớn
Hệ thống đồng hồ Đồng hồ kiểm soát trong trung tâm điều khiển cùng với đồng hồ phụ được xác định khi cần thiết
Thiết bị thông tin liên lạc trong
Mỗi loại điện thoại sẽ được lắp đặt với thiết bị bao gồm chức năng trả lời, có thông báo trên loa, cùng với một điện thoại nội bộ được sử dụng tại các khu vực kiểm tra và sửa chữa.
Hệ thống cấp điện cho tuyến đường sắt nhẹ là yếu tố quan trọng nhất để đảm bảo hoạt động hiệu quả Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như bộ phận đỡ (cột, xà đỡ hoặc khung treo trên đỉnh hầm), bộ phận treo dây dẫn điện và bộ phận cần lấy điện trên nóc toa xe.
Hình 1.13 Các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện
Nguồn điện cho toàn tuyến tàu được cung cấp từ lưới điện của thành phố, đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho hệ thống nhằm đáp ứng các yêu cầu cần thiết.
Tạo nên sức kéo điện, các phụ tải khác (đèn, điều hòa không khí, điều khiển…) cho các đoàn tàu
Cấp điện cho các hoạt động của depot (máy, thiết bị, chiếu sáng…)
Cấp điện cho Trung tâm điều hành (OCC) và các hệ thống thông tin tín hiệu
Cấp điện cho các bến xe và tram dừng là rất quan trọng, bao gồm việc kiểm soát, chiếu sáng, thang cuốn, thang máy, thông tin và điều hòa không khí, nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả của các thiết bị trong ga.
Hệ thống trạm dừng, nhà chờ, bến bãi cho tuyến
Trong quy hoạch tuyến đường sắt nhẹ Thủ Dầu Một – Hiệp Bình Phước, ta cần bố trí các loại hình bến bãi, trạm dừng, nhà chờ như sau:
Bến đầu cuối tuyến là bến trung chuyển hành khách lớn, chủ yếu phục vụ việc đưa đón hành khách chuyển đổi từ phương tiện đường sắt nhẹ sang các loại hình vận tải khác như xe buýt thường và xe liên tỉnh.
Trạm Trung chuyển là điểm kết nối chính giữa hệ thống đường sắt nhẹ và xe buýt nội bộ, phục vụ cho các khu vực đô thị và dân cư dọc theo tuyến đường quy hoạch, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và kết nối giao thông.
Trạm khối lượng hành khách lớn (ga) được đặt gần các khu vực đông dân cư như trung tâm, chợ, trường học và khu công nghiệp, tạo điều kiện thuận lợi cho hành khách tiếp cận Nhà chờ được thiết kế ở giữa các bến tại trạm lớn, giúp rút ngắn khoảng cách di chuyển.
các ga, trạm; giúp hành khách ở các khu vực dân cư thưa thớt có thể tiếp cận dễ dàng với tuyến
Chọn vị trí đất tại phường Phú Mỹ, thành phố Thủ Dầu Một, với diện tích từ 10-20ha, trang bị đầy đủ các thiết bị và xưởng sửa chữa Chiều dài trạm dừng đỗ cần bằng chiều dài đoàn xe cộng thêm 5m, với chiều dài xe lựa chọn là 28m, do đó chiều dài trạm dừng đỗ sẽ là 33m Chiều rộng trạm dừng đỗ phải phụ thuộc vào lưu lượng hành khách, nhưng không được nhỏ hơn 3m.
Dưới đây là một số phối cảnh, hình ảnh các ga, trạm có thể sử dụng được cho tuyến quy hoạch:
Hình 1.15 Các mẫu trạm dừng (nhà ga) trên cao Còn đối với depot, ta đề xuất vị trí xây dựng depot như ở hình vẽ dưới đây
Hình 1.16 Các vị trí xây dựng Depot cho tuyến Thủ Dầu Một – Hiệp Bình
Hình 1.17 Vị trí đặt Depot cho tuyến Thủ Dầu Một – Hiệp Bình Phước
Hình 1.18 Đoạn đường nối từ trạm cuối tới vị trí đặt Depot cho tuyến Thủ Dầu
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ
Qui mô thiết kế
Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 11823:2017
Tải trọng thiết kế: LRT
Khổ thông tàu qua đường bộ:
Chiều cao khổ thông đường bộ : 5 m
Chiều rộng khổ thông đường bộ: 60 m
Điều kiện địa chất
Lớp 1A: Sét màu vàng nhạt – xám đen Kết cấu chặt vừa Trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng
Các chỉ tiêu cơ lý:
Trọng lượng thể tích: γw = 2.07 g/cm 3
Lớp 1: Bùn sét cát màu xám xanh – xám đen Kết cấu kém chặt Trạng thái chảy
Các chỉ tiêu cơ lý:
Trọng lượng thể tích: γw = 1.57 g/cm 3
Lớp 2: Cát hạt nhỏ màu xám xanh Trạng thái bão hòa Kết cấu chặt vừa
Các chỉ tiêu cơ lý:
Trọng lượng thể tích: γw = 2.02 g/cm 3
Lớp 3: Sét màu xám xanh – xám nâu Trạng thái dẻo chảy – chảy Kết cấu kém chặt
Các chỉ tiêu cơ lý:
Trọng lượng thể tích: γw = 1.64 g/cm³
Lớp 4: Sét cát màu xám xanh – xám nâu Trạng thái dẻo cứng Kết cấu chặt vừa
Các chỉ tiêu cơ lý:
Trọng lượng thể tích: γw = 2.07 g/cm 3
Lớp 5: Cát sét màu xám nâu Trạng thái dẻo cứng Kết cấu chặt – rất chặt
Các chỉ tiêu cơ lý:
Trọng lượng thể tích: γw = g/cm³
Lớp 6: Sét cát màu nâu vàng Trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng Kết cấu chặt vừa
Các chỉ tiêu cơ lý:
Trọng lượng thể tích: γw = g/cm³
Nguyên tắc lựa chọn phương án cầu
Thiết kế cầu phải phù hợp với quy hoạch tổng thể
Mặt cắt ngang của cầu cần phải phù hợp với mặt cắt ngang của đường, đồng thời phải dựa trên kết quả điều tra lưu lượng xe và tính toán dự báo nhu cầu vận tải trong khu vực.
Bảo đảm khổ tĩnh không thông thuyền và tĩnh không xe chạy cho các đường chạy dưới
Sơ đồ nhịp cầu chính tập trung vào việc ứng dụng công nghệ mới, đồng thời ưu tiên tận dụng các thiết bị thi công công nghệ quen thuộc đã được sử dụng trong nước.
Thời gian thi công ngắn, thi công thuận tiện, đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công
Hạn chế tối đa tác động tới môi trường
Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng
Kiểu dáng kiến trúc phù hợp với cảnh quan khu vực xây dựng Đạt hiệu quả kinh tế cao, giá thành rẻ
Dựa trên nghiên cứu các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật, mỹ thuật, cũng như đặc điểm địa hình lòng sông, địa chất và thủy văn, có thể lựa chọn một số dạng kết cấu nhịp chính với khẩu độ nhịp phù hợp để đáp ứng yêu cầu thông thuyền.
Phương án : Cầu dầm hộp bê tông dự ứng lực nhịp liên tục thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng.
Phương án
2.4.1 Sơ đồ kết cấu và các đặc trưng vật liệu sử dụng:
Cầu gồm: 2 trụ biên T1,T4 và 2 trụ chính T3, T2 Đường cong đứng: R = 2500 m Độ dốc dọc cầu: 3% Độ dốc ngang cầu: 2%
Nhịp chính là dầm liên tục 3 nhịp bê tông cốt thép dự ứng lực thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng với khẩu độ nhịp chính : 49m+70m+49m
Kết cấu nhịp chính có tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi, đáy dầm dạng đường cong bậc 2
Hộp dầm có dạng thành đứng, kích thước hộp như sau:
Chiều cao dầm trên đỉnh trụ: 4.1 m
Chiều cao dầm giữa nhịp: 2.3 m
Chiều dày sườn bên của hộp: 0.5 m
Chiều dày bản mặt cầu tại vách: 0.608 m
Gối cầu sử dụng gối chậu
Hình 2.1 Mặt cắt ngang tại đỉnh trụ
Hình 2.2 Mặt cắt ngang hợp long
- Loại trụ thân đặc, kết cấu BTCT đổ tại chỗ
- Thân trụ dạng hình ô van dài 9.5 m, rộng 3 m, đường kính bo tròn 1.5 m
- Bệ trụ dài 16.8m, rộng 9.6m, cao 2.5m
- Móng trụ gồm 12 cọc khoan nhồi đường kính 1.2m, chiều dài 46 m (tính từ đáy bệ)
Hình 2.3 Mặt đứng trụ theo phương ngang cầu
Hình 2.4 Mặt đứng trụ theo phương dọc cầu
- Loại trụ thân đặc, kết cấu BTCT đổ tại chỗ
- Thân trụ dạng hình ô van dài 9.5 m, rộng 3 m, đường kính bo tròn 1.5 m
- Bệ trụ dài 16.8m, rộng 9.6m, cao 2.5m
- Móng trụ gồm 12 cọc khoan nhồi đường kính 1.2m, chiều dài 46 m (tính từ đáy bệ)
Hình 2.5 Mặt đứng trụ biên theo phương ngang cầu
Hình 2.6 Mặt đứng trụ biên theo phương dọc cầu
Hình 2.7 Bố trí chung cầu
2.4.4 Đặc trưng vật liệu sử dụng:
Sử dụng bê tông có tỉ trọng thông thường
- Hệ số giãn nở vì nhiệt (TCVN 11823-5:2017 – 4.2.2): c = 9.10-6 1/ 0 C
- Cường độ chịu nén: f’c = 50 MPa
- Trọng lượng bê tông (TCVN 11823-3:2017 – 5.1):
- Modul đàn hồi bê tông (TCVN 11823-5:2017 – 4.2.4):
K1: Hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu, K1 = 1
Sử dụng bê tông có tỉ trọng thông thường
- Cường độ chịu nén: f’c = 30Mpa
- Trọng lượng bê tông (TCVN 11823-3:2017 – 5.1): γc = 2.32 x 10 -5 N/mm 3 = 2320 Kg/m 3
- Modul đàn hồi bê tông (TCVN 11823-5:2017 – 4.2.4): E = 0.0017K γ f c 1 2 c c ,0.33 Trong đó:
K1: Hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu, K1 = 1
Cốt thép dùng trong dầm hộp,
- Giới hạn chảy: fy B0 MPa
Cốt thép dùng trong các cấu kiện còn lại như trụ, mố, cọc…
- Giới hạn chảy: fy B0 MPa
2.4.4.4 Cốt thép dự ứng lực:
Tham khảo catalogue cáp dự ứng lực của VSL
Dùng 12 tao thép 15.2 mm Đường kính danh định:
Cường độ kéo đứt: fu 60 MPa
Cường độ kéo chảy fy =0.9 fu = 1674 MPa
Môđun đàn hồi: Eps = 197000 MPa
Lực kích : fpj = 0.74 fu 76.4 MPa
Dùng thanh thép VSL: VSL CT Stressbar Đường kính danh định: ϕ38
Diện tích thanh DUL: As = 1134 mm 2
Cường độ chịu kéo: fpu = 1080 MPa
Giới hạn chảy: fpy = 0.85fpu = 0.85 x 1080 = 918 MPa Ứng suất trong thanh DUL: fATS = 0.75fpy = 0.75 x 918 = 688.5 MPa
Modul đàn hồi: Eps = 205000 Mpa
Có dạng nữa cứng và được mạ kẽm toàn bộ
Tổng trọng lượng (gồm cả ván khuôn): CE iT Độ lệch tâm e = 1.5m so với cuối đốt phía trước.
KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Qui mô thiết kế
Quy mô xây dựng: Cầu vĩnh cửu BTCT DUL
- Cầu được thiết kế cho hai làn tàu, bề rộng phần xe chạy: B1 = 10 m
- Bề rộng lan can: B2 = 0 mm
Tải trọng thiết kế: LRT
Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 11823:2017
Giới thiệu về cầu BTCT DUL thi công bằn phương pháp đúc hẫng cân bằng
Việc xây dựng cầu qua các sông rộng và sâu với điều kiện địa chất phức tạp hiện nay đòi hỏi sử dụng nhịp khẩu độ lớn Công nghệ thi công đúc hẫng, với nhiều ưu điểm nổi bật, đang được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới Những lợi ích của công nghệ này bao gồm giảm khối lượng ván khuôn đà giáo nhờ hệ đà giáo được treo và luân chuyển, cơ giới hóa thi công, tăng năng suất lao động, và không cản trở giao thông đường thuỷ, đường bộ trong quá trình thi công Nghiên cứu cho thấy công nghệ đúc hẫng có hiệu quả ứng dụng trong khoảng từ 60 m đến 150 m.
Kể từ năm 1977, phương pháp lắp hẫng cầu khung T dầm đeo theo sơ đồ kết cấu tĩnh định đã được triển khai thi công tại nhiều tỉnh thành trên cả nước, bao gồm cầu An Dương ở Hải Phòng, cầu Bình ở Quảng Ninh và cầu Nông Tiến ở Tuyên Quang.
Cầu Phú Lương trên quốc lộ 5, tỉnh Hải Dương, được chọn làm cầu đầu tiên để chuyển giao và ứng dụng công nghệ đúc hẫng với sơ đồ kết cấu siêu tĩnh Cầu chính có nhịp 64.84+2x102+64.84m, sử dụng bêtông ứng suất trước, với mặt cắt ngang gồm 2 hộp riêng biệt vách đứng, mỗi hộp rộng 11m, tổng bề rộng cầu là 23m Đối tác chuyển giao công nghệ là Hãng tư vấn VSL- Thụy Sĩ, hiện thuộc tập đoàn Bouygues – Pháp, trong khi Tổng công ty TVTKGTVT đảm nhận thiết kế và Tổng công ty xây dựng công trình giao thông 1 thực hiện xây dựng.
Sau khi tham khảo kinh nghiệm thiết kế và thi công cầu Phú Lương cũng như tư vấn giám sát cầu sông Gianh, các kỹ sư trong nước đã tự tin triển khai thiết kế và giám sát xây dựng nhiều cầu dầm hộp liên tục, bê tông ứng suất trước theo phương pháp đúc hẫng cân bằng Khẩu độ nhịp chính của các cầu này dao động từ 61m đến 135m, với cầu Hàm Luông Bến Tre có khẩu độ lớn nhất Các cầu dầm hộp được xây dựng tại Việt Nam có mặt cắt ngang với hai hoặc ba vách đứng, hoặc hai vách xiên, và bề rộng cầu thay đổi từ 9m đến 23m, với ứng suất trước nằm trong hoặc ngoài bê tông.
Lựa chọn sơ bộ kích thước hình học
Dựa vào mặt cắt ngang của khổ thông đường bộ và các điều kiện địa chất, thủy văn của khu vực thiết kế, chiều dài nhịp chính được lựa chọn là 70m.
Hình 3.1 Sơ đồ 1/2 kết cấu nhịp chính
Chiều dài nhịp biên theo kinh nghiệm bằng (0.70.8)L nên chọn chiều dài nhịp biên là 49 m
Hình 3.2 Sơ đồ kết cấu nhịp biên
3.3.2 Chiều dài kết cấu nhịp đúc:
Chiều dài đoạn trên đỉnh trụ (đốt K0) trong phương pháp đúc hẫng cân bằng thường dao động từ 12-14m Kích thước này đảm bảo đủ diện tích mặt bằng để lắp đặt hai xe đúc đối xứng, phục vụ cho việc thi công hai cánh hẫng đối xứng.
Chiều dài đoạn hợp long có thể lấy trong khoảng 2-4m
Chiều dài cánh hẫng nên được xác định trong khoảng từ 2.5-4m, với các đốt được sắp xếp theo nhóm để tối ưu hóa khả năng của thiết bị xe đúc Trọng lượng của xe đúc cần gần bằng với khả năng treo của nó để giảm số lượng đốt đúc hẫng Đồng thời, khối lượng bê tông mỗi đốt phải tương thích với khả năng cung cấp bê tông đến hiện trường Để đơn giản hóa quá trình thi công và phù hợp với trang thiết bị hiện có, các đốt dầm có thể được phân chia hợp lý.
- Đốt hợp long giữa: Lhlg = 2 m
- Đốt hợp long biên: Lhlb = 2 m
- Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo: Ldg = 13 m
- Số đốt ngắn trung gian, n = 4 đốt, chiều dài mỗi đốt L = 3 m
- Số đốt ngắn trung gian tiếp theo, n = 4 đốt chiều dài mỗi đốt L = 4 m
Chiều cao dầm hộp thay đổi theo quy luật thiết kế hay đường cong Chọn mặt đáy dầm cong theo đường cong bậc 2 với chiều cao dầm hộp
Chiều cao mặt cắt trên gối giữa của dầm liên tục đúc hẫng H0 = 4 m
Chiều cao mặt cắt giữa nhịp chính của dầm nên chọn xấp xỉ bằng
H , tuy nhiên để đảm bảo đủ chỗ cho công nhân chui vào bên trong lòng hộp trong quá trình thi công và bảo dưỡng nên ta chọn H0.5 = 2.2 m
Vì khổ cầu tương đối nhỏ nên ta chọn dầm hộp với sườn thẳng đứng
3.3.3.3 Chiều dày bán đáy hộp: Để phù hợp với đặc điểm của kết cấu đúc hẫng, bản đáy hộp có chiều dày thay đổi dọc theo nhịp cầu
Chiều dày của bản đáy hộp ở giữa nhịp được xác định dựa trên điều kiện bao phủ cho các cáp dự ứng lực Với việc bố trí cáp dự ứng lực, chiều dày bản đáy tại giữa nhịp được chọn là 300mm.
Chiều dày của bản đáy hộp gần trụ được xác định dựa trên ứng suất nén cho phép dưới tải trọng khai thác tại thớ biên dưới, thường chọn khoảng 2-3 lần bề dày tại giữa nhịp Đối với mặt cắt gối, chiều dày bản đáy hộp được chọn là 800mm.
Khi chọn chiều dày thành hộp cho cầu đúc hẫng, cần đảm bảo đủ không gian để đặt cáp dự ứng lực và thuận tiện cho việc rót hỗn hợp bê tông vào ván khuôn Đồng thời, chiều dày cũng phải đáp ứng yêu cầu chịu ứng suất tiếp do lực cắt gây ra.
Chọn chiều dày sườn dầm tại mặt cắt gối và giữa nhịp đảm bảo khả năng chịu lực và thi công dễ dàng là 500 mm
3.3.3.5 Chiều dày nhịp bản, độ dày bản mặt cầu:
Chọn chiều dày bản mặt cầu tại vị trí giữa nhịp bản là ts 50mm, phần cánh hẫng tm %0 mm
Hình 3.3 Kích thước dầm hộp tại vị trí trên trụ
Hình 3.4 Kích thước dầm hộp tại vị trí giữa nhịp
Vật liệu
Cường độ chịu nén của bê tông dầm hộp qui định ở tuổi 28 ngày tuổi của mẫu hình trụ 150 – 300mm là:
Sử dụng bê tông có tỉ trọng thông thường
- Hệ số giãn nở vì nhiệt (TCVN 11823-5:2017 – 4.2.2): c = 9.10 -6 1/ 0 C
- Cường độ chịu nén: f’c = 50Mpa
- Hệ số quy đổi β1 (TCVN 11823-5:2017 – 7.2.2):
- Trọng lượng bê tông (TCVN 11823-3:2017 – 5.1):
- Modul đàn hồi bê tông (TCVN 11823-5:2017 – 4.2.4):
K1: Hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu, K1 = 1
3.4.1.2 Bê tông trụ, cọc khoan nhồi:
Cường độ chịu nén của bê tông trụ và cọc khoan nhồi qui định ở tuổi 28 ngày tuổi của mẫu hình trụ 150 – 300mm
Sử dụng bê tông có tỉ trọng thông thường
- Hệ số giãn nở vì nhiệt (TCVN 11823-5:2017 – 4.2.2): c = 9.10 -6 1/ 0 C
- Cường độ chịu nén: f’c = 30Mpa
- Hệ số quy đổi β1 (TCVN 11823-5:2017 – 7.2.2):
- Trọng lượng bê tông (TCVN 11823-3:2017 – 5.1): γc = 2.32 x 10 -5 N/mm 3 = 2320Kg/m 3
- Modul đàn hồi bê tông (TCVN 11823-5:2017 – 4.2.4):
K1: Hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu, K1 = 1
3.4.1.3 Cốt thép dự ứng lực:
Lựa chọn theo catalogue nhà sản xuất VSL:
Gồm 2 loại nhóm cáp: 12 tao 15.5 mm và 19 tao 15.2 mm
Giới hạn kéo đứt là: fpu = 1860 MPa
Giới hạn chảy: fpy = 0.9fpu = 0.91860 = 1674 Mpa
Modul đàn hồi: Eps = 197000Mpa
Hệ số ma sát lắc trên 1mm bó cáp: K = 6.610 -7 Mpa
Theo TCVN 11823:2017, thép thiết kế phải có giới hạn chảy từ 420 MPa đến 520 MPa, trừ khi được sự chấp thuận của chủ đầu tư Giới hạn chảy tối thiểu là fy = 420 MPa.
Tỷ trọng cốt thép: s 7.85 10 5 N mm/ 3
Dùng thanh thép VSL: VSL CT Stressbar Đường kính danh định: ϕ38
Diện tích thanh DUL: As = 1134mm 2
Cường độ chịu kéo: fpu = 1080Mpa
Giới hạn chảy: fpy = 0.85fpu = 0.85 x 1080 = 918Mpa Ứng suất trong thanh DUL: fATS = 0.75fpy = 0.75 x 918 = 688.5Mpa
Modul đàn hồi: Eps = 205000Mpa
Lựa chọn ống gen phải thỏa mãn những điều kiện sau: Ống gen phải là loại cứng hoặc nửa cứng bằng thép mạ kẽm
Bán kính cong tối thiểu của ống bọc là 6000mm, ngoại trừ vùng neo có thể giảm xuống 3600mm Đường kính ống bọc phải lớn hơn bó cáp dự ứng lực ít nhất 6mm, và khi kéo, diện tích ống bọc cần gấp 2.5 lần diện tích mặt cắt của bó cáp.
Chọn ống gen có đường kính ngoài là ϕ = 125mm đối với bó cáp 22 tao 15.2 Chọn ống gen có đường kính ngoài là ϕ = 90mm đối với bó cáp 12 tao 15.2
Hình 3.5 Cấu tạo neo của cáp DUL lấy theo catalog của VSL
Hình 3.6 Kích thước neo cáp dự ứng lực
Tiến độ và trình tự thi công
Tiến độ thi công ảnh hưởng lớn đến sự phân phối lại nội lực trong kết cấu Thời gian hoàn thành xây dựng nhanh hay chậm sẽ làm thay đổi mức độ tác động của các yếu tố như từ biến và co ngót Cụ thể, cường độ của bêtông, chuyển vị và độ võng của kết cấu trước khi hợp long sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến sự phân phối lại nội lực sau khi hợp long.
Khi tiến hành thi công các cánh hẫng không đồng thời, qui luật phát triển trong từng nhánh hẫng sẽ khác nhau, gây ra sự chênh lệch trong chuyển vị của các mút hẫng Điều này làm cho việc tính toán và điều chỉnh nội lực trở nên khó khăn Do đó, trong đồ án này, chúng tôi khuyến nghị thi công các cánh hẫng tại từng trụ một cách đồng thời.
Tiến độ thi công cụ thể như sau:
Thời gian thi công đốt K0 trên đỉnh trụ là 12 ngày, bao gồm 5 ngày chuẩn bị ván khuôn, lắp đặt cốt thép và ống gen, cùng với 15 ngày cho công tác thi công bảo dưỡng bê tông và căng cáp DUL.
Các đốt từ K0 đến K9 được thi công trong 7 ngày mỗi đốt, bao gồm 4 ngày cho việc căng cáp DUL, di chuyển xe đúc, lắp đặt ván khuôn, cốt thép và ống gen cáp DUL, cùng với 3 ngày cho công tác đổ và bảo dưỡng bê tông Đoạn dầm thi công trên đà giáo mất 40 ngày, trong đó 25 ngày dành cho ván khuôn, dựng đà giáo và lắp đặt cốt thép, và 15 ngày còn lại cho công tác bảo dưỡng bê tông.
Các đốt hợp long được thi công trong 7 ngày, bao gồm 4 ngày thi công căng cáp DUL, di chuyển xe đúc, lắp đặt ván khuôn, cốt thép thường và ống gen cáp DUL Thời gian còn lại là 3 ngày dành cho công tác đổ và bảo dưỡng bê tông.
30 ngày cho công tác hoàn thiện
Trình tự thi công có ảnh hưởng lớn đến nội lực của kết cấu, bên cạnh tiến độ thi công Việc lựa chọn trình tự thi công không phù hợp có thể gây nguy hiểm cho kết cấu Do đó, việc chọn trình tự thi công cho các đốt hợp long biên hoặc hợp long giữa là rất quan trọng.
Khi thực hiện hợp long nhịp giữa trước, kết cấu sẽ hoạt động theo sơ đồ khung Tuy nhiên, khi cắt các thanh neo cường độ cao và tháo dỡ trụ tạm, sơ đồ sẽ chuyển sang dạng dầm liên tục Trong dầm liên tục, ngay cả một chuyển vị nhỏ cũng có thể tạo ra nội lực trong kết cấu, dẫn đến những hiệu ứng phụ không mong muốn Nếu cầu được thiết kế với dầm ngàm cứng vào trong trụ ngay từ đầu, ảnh hưởng này sẽ trở nên không đáng kể.
Khi thực hiện hợp long nhịp biên trước, sơ đồ làm việc ban đầu sẽ là dầm đơn giản với mút thừa Do đó, việc phá dỡ trụ tạm sẽ không gây ra nội lực trong kết cấu, vì chuyển vị của dầm không ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống.
Trong đồ án này, tiến độ thi công được xác định như sau: thực hiện hợp long phần nhịp biên trước, đồng thời tiến hành ở cả hai phía, sau đó sẽ thi công đoạn hợp long ở giữa.
Chi tiết về tiến độ thi công và trình tự thi công xem trong các bản vẽ kèm theo.
