Đang tải... (xem toàn văn)
2 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 LỜI CÁM ƠN 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GA METRO VÀ ĐƯỜNG SẮT NHẸ 6 I Khái niệm ga metro và đường sắt nhẹ 6 II Giới thiệu kết cấu của ga metro và đường sắt nhẹ 7 II 1 Kết cấu ga metro[.]
MỤC LỤC MỞ ĐẦU LỜI CÁM ƠN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GA METRO VÀ ĐƯỜNG SẮT NHẸ I Khái niệm ga metro đường sắt nhẹ II Giới thiệu kết cấu ga metro đường sắt nhẹ II.1 Kết cấu ga metro Bố cục mặt ga metro Thiết kế đổi tàu ga metro 20 Thiết kế mặt đứng ga metro 23 Thiết kế không chướng ngại 24 Thiết kế kết cấu bên ga metro 29 Thiết kế cửa vào ga metro 34 Thiết kế giếng thơng gió mặt đất ga metro 35 Thiết kế phòng tránh cho người ga metro 36 II.2 Kết cấu ga đường sắt nhẹ 40 Thiết kế mặt ga 40 Thiết kế mặt cắt ga 43 III Những nguyên tắc yêu cầu tính tốn kết cấu ga dọc đường metro, đường sắt nhẹ 48 Tính thích hợp 48 Tính an toàn 48 Tính dễ nhận biết 48 Tính thích nghi 49 Tính kinh tế 49 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TỐN KẾT CẤU GA DỌC ĐƯỜNG CỦA METRO VÀ ĐƯỜNG SẮT NHẸ 50 2.1 Tính tốn kết cấu ga dọc đường metro 50 I Nguyên tắc đặc điểm lựa chọn loại hình kết cấu ga metro 50 II Hình thức kết cấu ga dọc đường metro 54 III Tính tốn nội lực kết cấu ga dọc đường metro 64 Thí dụ thực tế thiết kế metro 74 2.2 Tính tốn kết cấu đường sắt nhẹ 85 I Nguyên tắc chọn loại hìnhkết cấu 85 II Hình thức kết cấu ga dọc đường đường sắt nhẹ 86 III Thiết kế mặt cắt cấu tạo ga dọc đường đường sắt nhẹ 87 IV Thiết kế kết cấu cầu cao 94 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN DẦM HỘP BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG TRƯỚC L=33M TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ SỐ HÀ NỘI 98 PHỤ LỤC BẢNG TÍNH TỐN CHI TIẾT DẦM HỘP BTDƯL L=33M 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 MỞ ĐẦU Sự cần thiết vấn đề nghiên cứu Tại đô thị lớn Hà Nội TP Hồ Chí Minh trước việc gia tăng nhanh nhu cầu lại người dân, bùng nổ phương tiện cá nhân nhanh, đồng thời mạng lưới sở hạ tầng không đáp ứng gây tình trạng ùn tắc giao thơng nghiêm trọng Nhận thức vấn đề này, Cơ quan chức thực nhiều giải pháp, có ưu tiên phát triển giao thơng cơng cộng xe buýt, tàu điện ngầm, đường sắt cao Đối với điều kiện Việt Nam, mơ hình phù hợp cho đường sắt đô thị đường sắt cao (đường sắt nhẹ), số đoạn địa hình làm ngầm Vì vậy, Hà Nội TP Hồ Chí Minh có quy hoạch mạng lưới đường sắt đô thị số tuyến theo quy hoạch triển khai Hệ thống đường sắt đô thị bao gồm: xây dựng ga xây dựng đoạn tuyến nối ga đường hầm lịng đất cầu cạn Hình thức kết cấu cơng hầm, cầu cạn tương đối đơn giản, kết cấu chức ga tương đối phức tạp phải giải tập trung lưu lượng hành khách, việc kết nối với tuyến khác, loại hình phương tiện vận tải khác, đồng thời giải toàn vấn đề kĩ thuật khác ga như: thiết bị thang máy, thang cuốn, hệ thống quản lý vận hành, thơng gió, để bảo đảm cho vận chuyển thơng suốt, thuận tiện, giờ, an tồn Do Việt Nam chưa có nghiên cứu thức tổng thể nội dung liên quan đường sắt nhẹ metro; quy trình quy phạm hồn tồn chưa có nên dự án đường sắt đô thị triển khai Hà Nội TP Hồ Chí Minh hồn tồn áp dụng mơ hình làm Nhật, Pháp, Trung Quốc Vì tìm hiểu cấu tạo, kết cấu ga metro, đường sắt nhẹ phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam vấn đề cần nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu phân tích, so sánh, kết hợp lý thuyết thực tiễn Trên sở nghiên cứu tài liệu đường sắt (metro, đường sắt nhẹ, đồng thời đối chiếu với thực tiễn cơng trình, dự án metro, đường sắt nhẹ triển khai để nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Cấu tạo, kết cấu ga metro đường sắt nhẹ Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đề tài phần sở lý luận để hiểu rõ thêm metro, đường sắt nhẹ Qua vận dụng vào thực tế triển khai dự án đường sắt đô thị hai thành phố lớn Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh Kết cấu luận văn Gồm chương chương nêu vấn đề sau: Chương 1: Tổng quan ga metro đường sắt nhẹ Chương 2: Cơ sở tính tốn kết cấu ga dọc đường ga metro đường sắt nhẹ Chương 3: Tính tốn dầm hộp BTCT DƯL L=33m đường sắt nhẹ LỜI CÁM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Bộ môn Đường sắt, chuyên gia bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho đề tài Đặc biệt đề tài hoàn thành với hướng dẫn tận tình thầy giáo trực tiếp hướng dẫn PGS.TS Phạm Văn Ký suốt trình nghiên cứu, hồn thiện Trong q trình thực đề tài, thân chủ động thu thập tài liệu nghiên cứu với mong muốn đóng góp phần nhỏ bé vào phát triển ngành Đường sắt Tuy nhiên, phạm vi đề tài tương đối rộng, liên quan đến nhiều vấn đề đường sắt nhẹ, metro vấn đề Việt Nam Hơn dự án đường sắt đô thị triển khai Hà Nội TP Hồ Chí Minh hồn tồn áp dụng mơ hình làm Nhật, Pháp, Trung Quốc v.v mà Việt Nam lại chưa có nghiên cứu sâu vấn đề Đồng thời hạn chế thời gian thân phải đảm bảo thời gian công tác đơn vị, lực nghiên cứu thân cịn hạn chế Vì vậy, số nội dung nêu đề tài biện pháp xử lý chưa kỹ Trên sở đề tài này, thời gian tới tiếp tục sâu vào nghiên cứu nội dung nhỏ để có báo cáo chuyên đề cụ thể Xin trân trọng cảm ơn Hà Nội, tháng năm 2013 Tác giả Phạm Thị Loan CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GA METRO VÀ ĐƯỜNG SẮT NHẸ I Khái niệm ga metro đường sắt nhẹ Metro đường sắt nhẹ thuộc giao thơng đường sắt thành phố, hình thức giao thông công cộng mà thành phố đại cần phải có Metro giao thơng đường sắt nằm mặt đất thành phố, đường sắt nhẹ giao thông đường sắt chạy mặt đất cầu thành phố Hơn metro đường sắt nhẹ chuyển đổi lẫn nhau, khu vực cơng trình kiến trúc mặt đất thưa thớt giao thơng đường sắt đặt trực tiếp mặt đất Hình thức kết cấu cơng hầm cầu cao khu gian tương đối đơn giản; cịn kết cấu cơng kết cấu kiến trúc ga tương đối phức tạp, phải giải việc tập kết, phân tán, đổi tàu luồng hành khách đồng thời phải giải việc vận hành, quản lý thiết bị kỹ thuật, đảm bảo thông tin suốt tuyến đường, đảm bảo giao thông thông suốt, thuận tiện, an toàn Đặc trưng ga metro đường sắt nhẹ a Đặc trưng ga metro: Ga metro theo tên gọi ga xây dựng mặt đất thành phố có đặc trưng đất: - Hình thể cần đơn giản, hoàn chỉnh nhằm thuận lợi cho kết cấu, thi công tiết kiệm đầu tư - Không có ánh sáng tự nhiên, tồn phải nhờ vào ánh sáng nhân tạo - Khơng có thiết bị điều hịa khơng khí cơng suất lớn để bảo đảm mơi trường khơng gian đất - Phải có nhiều biển báo rõ ràng thiết bị phòng chống cháy để bảo đảm an tồn cho hành khách vào thơng suốt nhanh chóng - Cần đường thơng từ đất lên mặt đất với độ dài định cho hành khách vào hầm, mặt đất cần có khu vực thơng gió thể tích lớn b Đặc trưng ga đường sắt nhẹ: ga nằm mặt đất, người phải lên ke ga, ga cần có đặc trưng vật kiến trúc mặt đất nói chung Ngồi để tiết kiệm đất xây dựng thành phố, tuyến đường sắt nhẹ kết hợp với tuyến trục đường phố, xây dựng với tuyến trục đường phố Vì hai phía nhà ga cần có cầu vượt cho người qua đường phố Ga metro đường sắt nhẹ đặc trưng riêng cịn có đặc trưng đường sắt nói chung, tức ga bố trí dọc theo chiều dài số toa xe lập tàu, ga phải có ke ga cao cho hành khách chờ tàu, có sảnh dùng tập kết, phân tán hành khách, bán vé v,v phải có phịng để thiết bị làm việc v.v II Giới thiệu kết cấu ga metro đường sắt nhẹ II.1 Kết cấu ga metro Bố cục mặt ga metro Bố cục mặt tầng sảnh ga tầng ke ga phải xem xét đồng thời, chặt chẽ với chiều dài, chiều rộng, hầm dùng cho cầu thang lên xuống, cho phòng đặt thiết bị v.v Khi thiết kế tầng ke ga Căn thành phần đoàn tàu lập, xác định chiều dài hữu hiệu ke ga, thiết bị cần có hai đầu ke ga, giếng đầu cuối cần thiết (dùng cho máy móc đào kiểu khiên quay đầu vào hầm) để xác định chiều dài sơ ga Cũng vậy, chiều dài ke ga tính toán được, cộng thêm chiều rộng đường cho xe lên xuống, xác định tổng chiều rộng ga, diện tích cần dùng cho phịng quản lý tầng lầu để phân chia khu vực cơng cộng phịng đợi phòng quản lý thiết bị, đồng thời điều chỉnh số lượng, vị trí cầu thang từ phịng đợi ke ga để chúng hướng luồng hành khách Đây trình tổng hợp dây chuyền công nghệ phức tạp kết cấu công kiến trúc (1) Bố cục tầng đợi tàu Các phòng dùng quản lý thiết bị bố trí hai đầu ga, thường có tượng đầu lớn đầu nhỏ, khu vực công cộng, thuận lợi cho luồng hành khách ke đợi tàu đặn Trong phòng cho thiết bị phịng máy điều hịa mơi trường chiếm diện tích lớn nhất; gồm buồng máy làm lạnh, buồng máy thơng gió buồng điện điều hịa khơng khí Nhân viên thiết kế kiến trúc cần nắm hệ thống điều hịa khơng khí ga metro, nguyên tắc quản lý, kích thước thiết bị chủ yếu bố trí hiệu kinh tế phịng điều hịa khơng khí Thiết kế điều hịa khơng khí ga metro có hệ thống: − Hệ thống điều hịa khơng khí khu vực công cộng ga, chủ yếu hệ thống làm lạnh, đưa gió (kể gió mới) − Hệ thống gió (thốt khói) − Hệ thống nhiệt, khói đồn tàu xe cộ sinh tầng ke ga − Hệ thống thơng gió, khói hầm khu gian xảy hỏa hoạn − Hệ thống điều hịa khơng khí nhỏ phòng quản lý Năm hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến hình trạng diện tích cácphòng máy điều hòa hầm nối với ke ga, ảnh hưởng đến bố cục ga Trường hợp đường thơng gió nhiệt, khói tuyến phải qua hầm gió ke ga sảnh ga, đường thơng gió lại nối với trạm mặt đất để ngồi diện tích hầm thơng gió lên mặt đất lớn, vị trí quan trọng việc bố trí phịng thiết bị Ngồi hệ thống khói, thơng gió hầm bị hỏa hoạn cũnglà trọng điểm bố cục phòng máy điều hịa.Các ống thơng gió dài ảnh hưởng đến bố cục phòng máy khống chế điều hòa vị trí đường gió, giếng gió.Khi bố trí phịng điều khiển điều hịa hợp lý, chặt chẽ phịng dùng cho thiết bị khác dễ giải Mặt tầng sảnh ga Mặt tầng ke ga Hình 1.1: Sơ đồ ga metro tiêu chuẩn 1.Máy bán vé nửa tự động; Vào ga; 3.Ra khỏi ga; 4.Phòng điều khiển ga; 5.Phòng máy điều hòa khơng khí; Trạm biến hạ áp Trong phòng dùng cho quản lý, chủ yếu cần giải vị trí phịng điều khiển nhà ga phịng trưởng ga, vị trí thang sơ tán hỏa hoạn làm việc, vị trí nhà vệ sinh cho nhân viên nhà ga Phòng điều khiển ga đòi hỏi phải có tầm nhìn thơng thống quan sát tình hình quản lý, vận hành sảnhđợi tầu, thường bố trí cuối, khu vực cơng cộng sảnh đợi tàu, mặt phịng cao khu vực cơng cộng khoảng 600mm Phịng trưởng ga liền kề với phòng điều khiển ga để thuận tiện cho xử lý tình xảy ra, nói chung bố trí cuối, khu vực cơng cộng sảnh đợi tầu Vị trí thang sơ tán phịng cháy kiêm làm việc nằm phòng dùng cho quản lý, nên chiếu cố đến vị trí thang ke ga, tránh xung đột với thang khác Vị tri nhà vệ sinh bố trí phịng quản lý phải liên thơng trực tiếp với đường ống phịng bơm nước bẩn ke ga Thiết kế khu vực cơng cộng phịng đợi tàu: chủ yếu giải đường luồng hành khách vào, bán vé, kiểm tra vé vào ga, tách bạch khu trả phí khu khơng trả phí, cầu thang lên xuống sảnh đợi tàu ke ga, vị trí thang tự độngv.v 1.1 Cửa phân luồng hành khách Cửa phân luồng hành khách chủ yếu nằm khu vực cơng cộng sảnh đợi tàu, bố trí hai bên trái phải, thuận lợi cho cửa vào hai bên đường phố mặt đất Có ga nằm phía chỗ giao đường tơ mặt đất nên cửa phân luồng hành khách sảnh đợi tàu thường bố trí bốn phía giao cắt đường ô tô Tổng chiều rộng cửa phân luồng hành khách phải lớn tổng chiều rộng thang (kể thang tự động) trừ ke ga lên sảnh đợi tàu để có lợi cho sơ tán khẩn cấp hỏa hoạn Theo quy định quy phạm thiết kế metro chiều rộng tối thiểu cửa phân luồng hành khách nhỏ 2,4m 2.1 Bán vé: 10 Hoạt tải: Tải trọng toa xe (căn tài liệu lựa chọn loại hình toa xe xác định sơ đồ tải trọng, đoạn đường đơi tính 90% hoạt tải), lực xung kích đồn tàu metro đường sắt nhẹ Đoạn đường cong cần xét đến lực ly tâm.Cầu khu gian cần xét tải trọng đường người hai bên Lực phụ thêm: Lực hãm loại lực kéo, lực gió, lực lắc ngang đồn tàu, lực ảnh hưởng biến đổi độ ẩm kết cấu siêu tĩnh Nền đường cầu đường khơng khe nối, cịn phải xét đên lực phụ nằm ngang đường không khe nối tạo trụ cầu Tải trọng đặc thù: Lực động đất (Khi thiết kế điều kiện trường nơi có cơng trình, tính theo “Quy phạm thiết kế kháng chấn cơng trình đường sắt”, tải trọng thi cơng lực xung kích tơ trụ cầu nằm phạm vi đường ô tô bên mép đường Mép kết cấu cầu cao cần xét đến lực trật bánh 30kN/m Thiết kế chắn kết cấu cầu cao, việc xét đên trọng lượng thân lực gió cịn phải xét đến lực đẩy nằm ngang 0,75kN/m Tải trọng phân bố đoàn người ke ga, sàn lầu cầu thang tính 4kPa B Tổ hợp tải trọng thiết kế Khi thiết kế cầu, cần tính tốn tình tổ hợp bất lợi tải trọng nêu Hằng tải cộng với hoạt tải Hằng tải hoạt tải cộng thêm lực phụ xuất đồng thời hướng (dọc ngang) Nhưng lực lắc ngang khơng tính đồng thời với lực gió, lực ly tâm Tải trọng động đất cộng với tải C Tính tốn kết cấu Hiện khơng có quy phạm thiết kế kết cấu bắc cao, tạm thời theo “Quy phạm thiết kế cầu cống đường sắt TBJ2-85, quy phạm thiết kế 95 đường metro GB50157-92, quy phạm thiết kế kết cấu kiến trúc” tham khảo quy phạm liên quan khác Kiến nghị tiến hành theo nguyên tắc sau: Nội lực cấu kiện kết cấu tính tốn theo giai đoạn chịu lực đàn hồi Kết cấu cầu bê tông ứng suất trước, quy định “Quy phạm thiết kế cầu cống đường sắt” để nghiệm toán cường độ, chống nứt, ổn định, ứng suất biến dạng Tính tốn nội lực cầu liên tục bê tông ứng suất trước cần xét chênh lệch nhiệt độ, sở lún không lực thứ hai co ngót bê tơng, từ biến dự ứng lực gây Khi tính tốn lực thứ hai cịn phải xét đến ảnh hưởng chuyển đổi hệ Kết cấu cần thỏa mãn yêu cầu tỷ lệ phối cốt tối thiểu độ rộng khe nứt tối đa yêu cầu quy phạm thiết kế cầu cống đường sắt Dầm hộp cần xét tính tốn chống xoắn Chuyển vị cho phép mũ trụ việc đáp ứng an toàn chạy tàu chịu lực thân cầu, cần phân tích cụ thể kết hợp với hình thức kết cấu đường, bảo đảm kết cấu đường sử dụng bình thường Khi tính tốn nội lực trụ cầu, cần đặc biệt ý lực nằm ngang mũ trụ đường không khe nối gây nên Bệ trụ cần nghiệm toán cường độ, ổn định uốn cong hướng dọc, chuyển vị nằm ngang đàn hồi mũ trụ Chuyển vị nằm ngang đàn hồi mũ trụ, kích thước mũ yêu cầu cấu tạo, tạm thời thực theo quy phạm cầu đường sắt 10 Thiết kế móng cọc xét đến lực đỡ đàn hồi đất, tính tốn theo phương pháp K phương pháp M 11 Thiết kế cọc ma sát, nghiệm toán lực chịu tải cọc theo lực cản đất, nghiệm toán ứng suất bê tông cốt thép theo cường độ vật liệu, 96 nghiệm toán khe nứt thân trụ 12 Lượng lún cho phép sở cần đáp ứng u cầu an tồn vận doanh độ thích nghi hành khách khống chế phạm vi biến dạng cho phép kết cấu đường sắt 97 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN DẦM HỘP BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG TRƯỚC L=33M TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ SỐ HÀ NỘI 1.Tổng quan cơng trình 1) Tên cơng trình: Thiết kế kỹ thuật tuyến đường sắt đô thị số thành phố Hà Nội (tuyến Cát Linh – Hà Đông) 2) Hình thức kết cấu phần trên: Dầm hộp tiêu chuẩn cột chống bê tông ứng suất trước (dự ứng lực) tuyến đôi độ 33m, rộng dầm 5.25m, cao dầm 1.8m 3) Phương pháp thi công: dầm chế tạo xưởng Tiêu chuẩn quy phạm thiết kế 2.1.Tiêu chuẩn thiết kế 1) Điều kiện tuyến đường: Tuyến đường đơi, khoảng cách tim hai đường 4.2m, bán kính đường cong nhỏ 300m 2) Tốc độ thiết kế: 80km/h 3) Cường độ địa chấn: cấp 4) Tải trọng tàu: tàu loại B, trọng lượng trục 14t 2.2 Quy phạm thiết kế 1) Tải trọng tính tốn cho đường sắt áp dụng tiêu chuẩn 22TCN18-79; 2) Cáp dự ứng lực theo tiêu chuẩn vật liệu ASTM-416 Giá trị tham số tính tốn 3.1.Bê tông Bê tông Mác C50, Ec = 3.8xl04kg/cm2 3.2 Cáp cường độ cao Cáp Фj15,2mm tiêu chuẩn ASTM, Cường độ giới hạn =18960 kg/cm2, Modun đàn hồi cáp Ed = 2.106kg/cm2; Trọng tải thiết kế 4.1 Tĩnh tải giai đoạn Tĩnh tải giai đoạn bao gồm: Ray phối kiện, tải trọng lan can, tải trọng bê tông đỡ ray Ray phối kiện qII-1 = 325 kG/m tải trọng lan can qII-2 = 625 kG/m2 tải trọng bê tông đỡ ray qII-3 = 3360 kG/m2 Tổng tĩnh tải giai đoạn qII = 4310 kG/m2 4.2 Hoạt tải tàu 98 Tầu gồm toa, toa dài 19,52m; khoảng cách trục cố định 2,2m; khoảng cách hai giá 10,4m; tải trọng trục lớn theo chiều dọc toa lấy giá trị 14T Hình 3-1: Sơ đồ tải trọng tàu 4.3 Tải trọng dầm Tàu chuyên chở tàu chuyên chở dạng bánh lốp, khoảng cách chiều ngang bánh tàu 2.8m, tàu chun chở khơng tính đến tác dụng va đập Bảng 3.1: Trọng tải xe vận chuyển dầm L (m) 35 32 30 28 25 22 L1 (m) 28.5 25.5 23.5 21.5 18.5 15.5 L2 (m) 23.5 20.5 18.5 16.5 13.5 10.5 P (t) 31.9 27.7 26.3 24.8 22.6 20.4 L L1 P P P P P P P P 1500 2000 L2 1500 Hình 3-2: Sơ đồ tải trọng dầm 4.4Từ biến co ngót bê tơng Bê tơng từ biến tăng tải thời kỳ đầu tuổi thọ ngày, cuối 10 năm (3650 ngày) Tổ hợp tải Tổ hợp I: Tĩnh tải +hoạt tải Tổ hợp II: Trọng lượng thân+ ứng suất trước+ tải trọng vận chuyển dầm Giai đoạn thi công 1) Đổ dầm chủ, ngày thứ kéo căng phần đầu tao thép 99 2) Ngày thứ kéo căng nốt phần lại tao thép 3) Qua ngày 4) Trong ngày thứ 10 tưới vữa vào lỗ ống 5) Qua 60 ngày 6) Ngày thứ 70 tăng thêm tải giai đoạn 7) Thời gian từ biến 10 năm, 3650 ngày Kích thước hình học phiến dầm Đối với nước phát triển ngành đường sắt đặc biệt đường sắt cao tốc sử dụng dầm hộp nhiều : Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Du Bai, Đức … Dầm hộp sử dụng đường sắt nước ta tiến bố mới, cụ thể với tuyến đường sắt Hà Nội – Tp Hồ Chí Minh thuộc dự án 44 cầu vốn vay OAD Nhật Bản hỗ trợ sử dụng dầm hộp vào số cầu với độ L=25~33m, dự án triển khai Trong bảng tính sử dụng mặt cắt ngang dầm hộp áp dụng tuyến số (Cát Linh – Hà Đơng) Hình 3-3: Mặt cắt ngang dầm hộp BTDUL Sơ đồ khối tính tốn 100 INPUT ÐAC TRUNG MAT CAT KICH THUOC VAT LIEU TINH TOAN NOI LUC LUC CAT MOMEN KIEM TOAN MAT CAT - TTGH CUONG ÐO SK CAT SK UON + - TINH CHONG NUT SK KEO CANG ÐO VONG VA ÐO VONG - TINH MOI - GÐ KHAI THAC + + + OUTPUT TIET DIEN ÐAM BAO Hình 3-4: Sơ đồ khối tính tốn Kết tính tốn: sử dụng phần mềm exel để tính dầm giản đơn 9.1: Kiểm toán chống nứt Các giai đoạn chịu lực kết cấu: GĐI: Kết thúc căng kéo : σ3 + σ4 + σ5 + σ7 σ3: Tự trùng thép σ4: Biến dạng neo σ5: Ma sát σ7: Nén đàn hồi bê tông bị co ngắn đàn hồi 101 Mặt cắt L/2 σ3 + σ4 + σ5 + σ7 1612 (kg/cm2) Ứng suất có hiệu (kg/cm2) 8545 3L/8 1632 2L/8 1693 L/8 1795 Gối 1938 8525 8464 8362 8220 Bảng 3.2: Bảng ứng suất bê tơng giai đoạn I Hạng mục ứng suất cực đại ( kg/cm2) Giá trị tính Giá trị kiểm sốt Kết luận ứng suất thớ 178,9 190 Đạt ứng suất thớ 21,8 24 Đạt GĐII: Giai đoạn khai thác: σ1 + σ2 σ1: Từ biến σ2: Co ngót Mặt cắt L/2 3L/8 2L/8 L/8 Gối σ1 + σ2 (kg/cm2) 1684 1729 1863 2087 2400 Hạng mục ứng suất cực tiểu ( kg/cm2) Giá trị tính Giá trị kiểm sốt Kết luận ứng suất thớ -10 -16 Đạt ứng suất thớ 11,3 -20 Đạt 9.2 Tính cường độ tiết diện thẳng góc với trục dầm theo momen uốn giai đoạn sử dụng Mặt cắt Vị trí mặt cắt x Mtt Cường độ tt cáp Rd2 Diện tích cáp Diện tích cốt thép thường chịu nén Diện tích cốt thép thường chịu kéo Bề rộng tính tốn Chiều dầy lớp liên kết Mc L/2 16.05 4442865 11000 380.80 2.65 2.65 245 Đơn vị cm kG.m kG/cm2 cm2 cm2 cm2 cm cm 102 Chiều dầy 180 Ru.bc.hc 9040500 RT.FT 4188800 Vị trí trục trung hồ qua cánh Chiều cao vùng chịu nén 83.53 Chiều cao có hiệu h 176.13 Hệ số điều kiện làm việc 0.91 Mô men giới hạn 5126108 Ghi Đạt 9.3 Tính duyệt cường độ tác dụng ứng suất cắt Công thức kiểm tra t= cm kG.m kG cm cm kG.m QI − Qd Q + Qh SO−O + II SI −I £ Rct I1b I 2b Mặt cắt Gối Đơn vị Ứng suất có hiệu 5820 (kG/cm2) Nd 2216088.6 (kG) Qd = ∑Nd.sinα 0.0 (kG) I Qbt + Q 175824.9 (kG) II Q 76093.1 (kG) Qh 365642.0 (kG) b 245.0 (cm) τ 35.9 (kG/cm2) Cường độ cắt trượt Rct 53 (kG/cm2) Kết luận Đạt 9.4 Tính duyệt cường độ ứng suất nén chủ Tính với tải trọng tính tốn với thớ qua trục O-O Nd tính với mát σ nhỏ vệ số vượt tải 1,1 Công thức kiểm tra: nc = x + y x − y + + t £ m1m2 Rnc Ở không dùng cốt đai cường độ cao nên khơng có σy Kiểm tốn với tổ hợp tải trọng : Hoạt tải lớn nhất, mát Tải trọng tính tốn max, ứng suất có hiệu giai đoạn II 103 Mặt cắt ứng suất có hiệu Gối 8220 Đơn vị (kG/cm2) Nd(đã nhân với 1,1) Qd = ∑Nd.sinα Qbt + QI 3442987 0.0 175824.9 (kG) (kG) (kG) QII Qh b 76093.1 365642 245 (kG) (kG) (cm) ∑sinα ứng suất cắt τ ứng suấtσx 0.0000 46.67 85.89 (kG/cm2) (kG/cm2) ứng suấtσnc Giá trị giới hạn Rnc Ghi 106.4 140 Đạt (kG/cm2) (kG/cm2) 9.5 Tính duyệt độ bền chống nứt ứng suất kéo chủ Nd tính với mát σ lớn Công thức kiểm tra: kc = t= x + y 2 x − y + t £ mR kc − QI − Qd (Q + Qh ) S Q S1 + S2 + II I1b I2b I2b Mặt cắt Ứng suất có hiệu Nd Qd = ∑Nd.sinα Qbt + QI (tĩnh tải GĐ1) QII (tĩnh tải GĐ2) Qh (Hoạt tải) b N2= (σ1 + σ2 + 0,5.σ3).Fd Gối x = Nd N2 − F1 F2 Đơn vị 8220 (kG/cm2) 3129988 (kG) 0.0 (kG) 159840.8 (kG) 69175.5 (kG) 254026.6 (kG) 245 (cm) 533108.2 (kG) 104 Q2 = ∑N2.sinα 0.0 (kG) Ứng suất cắt τ Ứng suất σx Ứng suất σnc 5.47 64.78 65.24 (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) Tỷ số σnc/Rnc Hệ số điều kiện làm việc m1 Hệ số đường sắt m2 0.54 0.70 0.80 mRkc Ứng suất σkc Ghi 13.44 10.4 Đạt (kG/cm2) (kG/cm2) 9.6 Kiểm toán ứng suất mỏi bê tơng Kiểm tốn ứng suất bê tơng vùng bị kéo tải trọng khai thác (thớ mặt cắt σb.max = (σb.1 - σb) < Rmỏi σb.min =σb.max - σb.hoạt< Rmỏikéo σb.max σb.min 76.13 ƯS thớ 76 Tỷ số σmin / σmax 1.0000 Bảng QT-1979 Kp 1.3 Cường độ mỏi nén bê tông 253.5 Ghi Đạt Kiểm tốn ứng suất bê tơng vùng bị nén tải mặt cắt) σnenb.max = (σnenb.1 + σnenb.tĩnh + σnenb.hoat) < Rmoiu ƯS thớ σb.max Tỷ số σmin / σmax Bảng QT-1979 Kp Cường độ mỏi nén bê tông Ghi 9.7 Độ võng hoạt tải Cơng thức tính tốn 125.91 0.5288 1.3 253.5 Đạt kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 trọng khai thác (thớ kG/cm2 kG/cm2 Pl f = * 384 0,85Eb I 105 Bảng tổng hợp kết Loại kiểm toán Cường độ tiết diện thẳng góc giai đoạn sử dụng Ôn định chống nứt theo ứng suất pháp Cường độ tác dụng ứng suất cắt Độ võng hoạt tải L/2 3L/8 L/4 L/8 Mttmax 4442865 4270388 3501941 2087844 Kết luận Gối ĐẠT Mgh 5126108 5123010 5123010 3272754 3147979 KT1 KT2 KT3 KT4 σcắt 31.569 126 21.809 163 1.286 36.933 97 18.357 167 2.478 60.012 77 8.002 179 3.813 -9.966 65 15.328 75 5.289 76.131 11 -8.180 99 7.050 Rcắt 53 53 53 53 53 fhoạt 2.92 X X X X X X X X fchophép ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kết luận: - Bảng tính mang tính chất sở, hướng dẫn, kiểm toán lại kết cấu sử dụng tuyến hợp lý - Từ tư liệu kết cấu dầm số tuyến đường sắt đô thị giới thành phố Vancouver Canada sử dụng dạng dầm hộp đôi BTDƯL giống tuyến số Hà Nội với độ 30m, chiều cao dầm 1,9m chiều rộng dầm 6,5m Như kết cấu dầm tuyến số tiết kiệm vật liệu 106 PHỤ LỤC BẢNG TÍNH TỐN CHI TIẾT DẦM HỘP BTDƯL L=33M 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài nêu cách tổng qt cơng trình metro đường sắt nhẹ: từ giới thiệu khái qt cơng trình, đến hình thức ga metro, đường sắt nhẹ đến biện pháp thi công Đồng thời đề tài đưa tính tốn dầm hộp BTDUL tuyến đường sắt số Hà Nội Những tính tốn để đưa quy mơ cơng trình ga metro đường sắt nhẹ Việt Nam chưa có tiêu chuẩn mà hoàn toàn dựa vào tiêu chuẩn nước Đề tài dừng lại việc xem xét cơng thức tính tốn quy mơ cơng trình áp dụng số tuyến đô thị giới Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài cấu tạo kết cấu ga metro đường sắt nhẹ, khối lượng nghiên cứu rộng Tuy nhiên quỹ thời gian hạn chế lực thân khơng thể bao trùm tồn nội dung này, Các luận án tính tốn kết cấu phần đường sắt nhẹ tính tốn kết cấu ga metro với tải trọng nêu luận văn 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO Metro đường sắt nhẹ - 2009 Ditie Yu Qinggui (bản tiếng Trung) Qui phạm thiết kế đường sắt đô thị - Tiêu chuẩn TCVN 8585-2011 Track Design Handbook for Light Rail Transit – Transportation Research Board – 2000 Tài liệu dự án tuyến đường sắt số Hà Nội Tiêu chuẩn 22TCN18-79; Cáp dự ứng lực theo tiêu chuẩn vật liệu ASTM-416 109