Kết cấu và công nghệ thi công kết cấu nhịp cầu đường sắt đô thị bê tông dự ứng lực mặt cắt chữ u, tuyến số 1 bến thành suối tiên luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng cầu hầm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC MẶT CẮT CHỮ U, TUYẾN SỐ BẾN THÀNH – SUỐI TIÊN CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CẦU - HẦM Mã số: 60.58.02.05 Học viên Lớp Giáo viên hướng dẫn : Ngơ Nguyễn Duy Hồng : Kỹ thuật xây dựng cơng trình Giao thơng K23.1 : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Năm 2017 Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố luận văn khác Tôi xin cam đoan tài liệu thông tin sử dụng luận văn cảm ơn rõ nguồn gốc thông tin Học viên: Ngô Nguyễn Duy Hoàng Trang i Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình cao học viết luận văn này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình Quý Thầy-Cô Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải, tập thể lớp cao học khóa K23.1-Ngành Xây Dựng Cầu-Hầm cung cấp kiến thức,tài liệu thông tin liên quan đến luận văn Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS-TS.Nguyễn Duy Tiến tận tình giành nhiều thời gian, tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Do thời gian có hạn,bài luận văn khơng thể tránh sai sót Tơi mong nhận góp ý chân thành q thầy cơ.bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn / TP.Hồ Chí Minh,ngày tháng năm Học viên Ngơ Nguyễn Duy Hồng Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang ii Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ 1.1 Các dạng cầu đường sắt đô thị 1.1.1 Sự phát triển đường sắt đô thị giới 1.1.2 Phân loại đường sắt đô thị 1.2 Công nghệ thi công 1.2.1 Công nghệ thi công đà giáo cố định (FSM) 1.2.2 Công nghệ thi công kết cấu nhịp BTCT DƯL nhịp lớn 11 1.2.3 Công nghệ thi công lắp ghép kết cấu nhịp .14 1.3 Qui hoạch đặc điểm đường sắt đô thị Việt Nam .17 1.3.1 Quy hoạch đường sắt đô thị Việt Nam 17 1.3.2 Đặc điểm tuyến đường sắt đô thị Việt Nam 19 1.4 Một số dự án đường sắt đô thị triển khai Việt Nam 21 1.4.1 Tuyến đường sắt đô thị Tp.Hà Nội .21 1.4.2 Tuyến đường sắt thị TP.Hồ Chí Minh 23 1.5 Kết luận chương 27 CHƯƠNG : CÁC DẠNG KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ SỐ TP.HỒ CHÍ MINH 28 2.1 Dầm BT DƯL mặt cắt chữ T đôi .28 2.1.1 Vật liệu sử dụng .29 2.1.2 Công nghệ thi công 30 2.1.3 Phân tích ưu nhược điểm dầm chữ T đôi 33 2.2 Dầm BTCT DƯL mặt cắt ngang dạng hộp 33 2.2.1 Vật liệu sử dụng 35 Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang iii Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 2.2.2 Công nghệ thi công 36 2.2.3 Phân tích ưu nhược điểm dầm BT DƯL dạng hộp .50 2.3 Dầm BT DƯL mặt cắt chữ U .50 2.3.1 Lịch sử phát triển dầm bê tông DƯL mặt cắt chữ U 51 2.3.2 Công nghệ thi công 53 2.4 Kết luận chương II 53 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ CƠNG NGHỆ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP MẶT CẮT CHỮ U TRONG TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐƠ THỊ SỐ TP.HỒ CHÍ MINH 54 3.1 Đặc điểm kết cấu 54 3.1.1 Vật liệu sử dụng: 57 3.2 Các công nghệ thi công kết cấu nhịp mặt cắt chữ U dự án Metro số ( Bến Thành-Suối Tiên) 58 3.2.1 Đổ bêtông đà giáo cố định 58 3.2.2 Công nghệ lắp ghép phân đoạn đà giáo di dộng-lắp xâu táo 70 3.2.3 Biện pháp chế tạo đốt dầm phân đoạn .71 3.2.4 Cấu tạo khuôn đúc đốt dầm U 75 3.2.5 Cấu tạo giá lao dầm 81 3.2.6 Trình tự thi công .86 3.2.7 Mối nối đốt dầm .100 3.3 So sánh dạng mặt cắt 104 3.3.1 So sánh tiêu kỹ thuật .105 3.3.2 So sánh định lượng, giá thành sản phẩm 110 3.3.3 Giá thành vật liệu sản phẩm 111 3.3.4 Tổng hợp tiêu so sánh 111 3.4 Kết luận chương III 112 Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang iv Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 Học viên: Ngô Nguyễn Duy Hoàng Trang v Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ,ĐỒ THỊ Hình 1.1 : Tuyến Metro Anh .4 Hình 1.2 Tuyến đường sắt thị DuBai-Ả rập Hình 1.3 : Tuyến Monorail .8 Hình 1.4 : Thi công nhịp cầu cạn đà giáo cố định .10 Hình 1.5 Cơng nghệ MSS chạy 12 Hình 1.6 : Cơng nghệ đúc đẩy 13 Hình 1.7 : Công nghệ đúc hẫng cân 13 Hình 1.8 : Thi cơng lắp ghép phân đoạn kết cấu nhịp 17 Hình 1.9 : Sơ đồ tuyến đường sắt đô thị Hà Nội 18 Hình 1.10: Mạng lưới metro TpHCM 19 Hình 1.11 : Tuyến Cát Linh-Hà Đông 23 Hình 1.12 : Thi cơng tuyến Nhổn-ga Hà Nội 23 Hình 1.13 : Sơ đồ Tuyến metro số TpHCM 25 Hình 1.14 : Thi cơng đoạn cao tuyến Metro số 1-Tp.Hồ Chí Minh 26 Hình 2.1 : Hình Mặt cắt đại diện bố trí dầm chữ T đơi 29 Hình 2.2: Chi tiết lắp đặt gối cao su 32 Hình 2.3: Mặt cắt dọc cầu Rạch Chiếc .34 Hình 2.4 : Mặt cắt ngang trụ trung gian 34 Hình 2.5 : Mặt cắt ngang nhịp .35 Hình 2.6: Lắp đặt dầm ray 39 Hình 2.7: Lắp dầm chính,dầm ngang hệ giằng 40 Hình 2.8: Bố trí xe đúc mặt cầu 41 Hình 2.9: Thiết bị neo .45 Hình 2.10: Bố trí ống luồn cáp DƯL 45 Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang vi Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải Hình 2.11: Bố trí gỗ chống trồi 47 Hình 2.12 : Mặt cắt điển hình cuối nhịp 51 Hình 2.13 : Phối cảnh cầu cạn hoàn thiện 52 Hình 3.1: Vách đứng - dầm chữ U .54 Hình 3.2: Mặt cắt ngang dầm U tuyến MRT1-HCM (1/2 mặt cắt nhịp gối) 55 Hình 3.3 : Mặt bên dầm U 55 Hình 3.4 : Các dạng mặt cắt dầm U 56 Hình 3.5 : Dầm “hộp-U” kết hợp (Dubai LRT) 57 Hình 3.6: Lắp hẫng cân dầm hộp-U (Dubai LRT) 57 Hình 3.7: Đài cọc tạm .60 Hình 3.8: Xử lý đất xung quanh đài cọc 60 Hình 3.9: Lắp dựng hệ trụ chống .61 Hình 3.10: Lắp dựng hệ dầm ngang I200 61 Hình 3.11: Lắp dựng khối bê tơng thử tải cho nhịp biên 62 Hình 3.12:Ván khn dầm U liên tục 63 Hình 3.13 : Hình ảnh ống ghen 64 Hình 3.14: Biện pháp nối ống ghen 64 Hình 3.15: Chi tiết đầu neo 65 Hình 3.16 : Cơng tác bảo dưỡng bê tông 67 Hình 3.17 : Bảo dưỡng bê tơng 68 Hình 3.18: Các biện pháp lắp ghép phân đoạn 70 Hình 3.19 : Bố trí chung bãi đúc dầm 71 Hình 3.20 : Dây chuyền Short-line .73 Hình 3.21: Dây chuyền Long-line 74 Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang vii Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải Hình 3.22: Hiệu ứng "Bowing" 75 Hình 3.23: Ván khn đầu dầm, mặt bên ván khn 80 Hình 3.24 : Đầu chặn - Mặt cắt dọc 80 Hình 3.25 : Tồn cảnh giá lao dầm 81 Hình 3.26 : Dầm .82 Hình 3.27 : Giàn dẫn hướng .82 Hình 3.28 : Gng lao 83 Hình 3.29 : Dầm treo 83 Hình 3.30 : Bệ đỡ .84 Hình 3.31 : Chân đỡ trước 85 Hình 3.32 : Chân đỡ sau .85 Hình 3.33 : Cẩu trục cổng 86 Hình 3.34 : Cẩu đốt dầm lên xe 87 Hình 3.35 : Vận chuyển đốt dầm U Xa lộ Hà Nội 87 Hình 3.36 : Các đốt dầm cẩu lên nhờ giá treo đà giáo di động 94 Hình 3.37 : Bơi keo epoxy căng DƯL tạm 99 Hình 3.38 : Luồn cáp 100 Hình 3.39 : Các loại mối nối 101 Hình 3.40 : Cấu tạo mặt tiếp xúc hai đốt dầm U (mặt có mộng âm) .102 Hình 3.41 : Mặt cắt dầm chữ U điển hình 104 Hình 3.42 : Mặt cắt dầm hộp điển hình 105 Hình 3.43: So sánh kết cấu phần dầm hộp dầm U 107 Hình 3.44 : So sánh cao độ đường đỏ dầm hộp dầm chữ U .107 Hình 3.45 : So sánh mỹ quan kết cấu dầm U dầm hộp 109 Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang viii Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Biểu đồ : So sánh chiều cao dầm 106 Biểu đồ : Chiều cao kiến trúc (tính từ đỉnh ray đến đáy dầm) 108 Biểu đồ : So sánh định lượng loại mặt cắt 110 Biểu đồ : Chi phí tính 1m dài loại mặt cắt 111 Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang ix Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến - Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Là mộng giúp định vị đốt dầm kề Khóa chống cắt phương đứng Khóa chống cắt ngang mơmen xoắn Hình 3.40 : Cấu tạo mặt tiếp xúc hai đốt dầm U (mặt có mộng âm) Bố trí khố chịu cắt mối nối cầu bê tơng cốt thép lắp ghép phân đoạn Về nguyên tắc, bề mặt mối nối phân đoạn đúc sẵn phải bố trí thẳng góc với trục dầm, để khơng tạo thành phần dư ứng lực tác dụng ngang bề mặt Ngồi ra, ta chia khố theo điều kiện mặt cắt ngang khố chịu cắt mặt cắt ngang kết cấu nhịp thành kiểu, là: + Khoá chịu cắt sườn đặt bề mặt sườn dầm hộp Tổng chiều dày khoá chịu cắt gần 75% chiều cao mặt cắt, chiều rộng tối thiểu khoá khoảng 75% độ dày sườn dầm + Khoá liên kết đặt đỉnh dầm hộp Khoá liên kết đặt đỉnh đáy dầm hộp Khoá liên kết khơng có tác dụng truyền lực cắt mối nối, lại có tác dụng liên kết xác hai phân đoạn liên tiếp Các đầu phân đoạn đúc sẵn khu vực quanh khoá chịu cắt tăng cường cốt thép thường, cốt thép thường dự ứng lực thẳng đứng Khoảng cách cốt đai quanh mối nối nửa vùng khác, khoảng 10cm, cốt đai phải nhỏ 30cm Các khoá chịu cắt mối nối phân đoạn bố trí cho liên kết với chắn phân đoạn truyền lực cắt phân đoạn Tại mối nối phân đoạn khơng có cốt thép thường, khố nối sử Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hoàng Trang 102 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải dụng tin cậy để truyền lực cắt từ phân đoạn đến phân đoạn khác Các mối nối khố có chức dẫn hướng xếp xác phân đoạn Các khoá chịu cắt đặt thẳng góc với bề mặt mối nối Nếu mối nối khố khơng hồn tồn vng góc với bề mặt mối nối phân đoạn đúc sẵn riêng biệt, mối nối khố bị hư hỏng q trình lắp ráp lực cắt khơng truyền qua Thơng thường lấy thơng số khố chịu cắt sau: h H : Chiều cao khoá chịu cắt, 10cm ≤ H ≤ C: Lớp bê tông bảo vệ khoảng 2,5cm θ: góc nghiêng khố , 45o ≤ θ≤ 60o L chiều dài cốt thép neo, ≥ 30d, d đường kính cốt thép Trọng lượng chiều dài đốt đúc sẵn bị giới hạn điều kiện liên quan tình trạng đường sá giao thông vận chuyển từ nơi chế tạo đốt, cần phải xem xét đến ứng suất cuả đốt dầm vận chuyển, khả vận chuyển máy móc, thiết bị lắp phương pháp lắp, q trình thi cơng Keo epoxy Hiện nay, hầu hết cầu lắp ghép phân đoạn sử dụng mối nối keo epoxy Đây loại mối nối ướt sử dụng keo epoxy vữa xi măng mịn có chiều dày < 3mm Vữa xi măng nhìn chung sử dụng Trước đưa phân đốt vào vị trí người ta tiến hành quét keo epoxy lên bề mặt phần tiếp xúc Sau phân đốt đưa vào vị trí ép chặt với phân đốt lắp trước cáp DƯL hay bar tạm thời Chức keo epoxy là: - Trong q trình thi cơng: o Tạo điều kiện dễ dàng cho việc lắp ghép phân đoạn lại với keo làm trơn bề mặt mối nối Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 103 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải o Loại trừ chỗ gồ ghề bề mặt mối nối dẫn tới tập trung ứng suất - Sau hồn thành cầu: o Đóng góp vào cường độ kết cấu việc truyền lực nén lực cắt qua mối nối o Ngăn ngừa ăn mòn cáp DƯL việc ngăn ngừa ẩm xâm thực vào ống chứa cáp 3.3 So sánh dạng mặt cắt Để đánh giá hiệu sử dụng dầm chữ U, ta tiến hành so sánh với loại dầm sử dụng dự án có độ nhịp Việc so sánh tiến hành dựa tiêu chí kỹ thuật kinh tế Các loại dầm đem so sánh, có thơng số sau : • Dầm U điển hình đoạn thẳng , vật liệu sử dụng : Bê tơng f’c = 45 MPa (hình trụ), cốt thép thường : fy = 390 MPa , thép cường độ cao dùng loại cáp sợi xoắn, đường kính 15.2mm , cường độ chịu kéo tới hạn: fpu= 1860 MPa Chiều dài nhịp L=35m Hình 3.41 : Mặt cắt dầm chữ U điển hình Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 104 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải • Dầm hộp lấy cầu vượt trạm 2, vật liệu sử dụng : Bê tông f’c = 50 MPa (hình trụ), cốt thép thường : fy = 390 MPa , thép cường độ cao dùng loại cáp sợi xoắn, đường kính 15.2mm , cường độ chịu kéo tới hạn: fpu= 1860 MPa Chiều dài nhịp L=35m Hình 3.42 : Mặt cắt dầm hộp điển hình 3.3.1 So sánh tiêu kỹ thuật Theo tài liệu tính tốn thống kê khả chịu lực kết cấu phê duyệt, ta tiến hành so sánh tiêu kỹ thuật loại dầm nêu trên, nội dung so sánh gồm có : so sánh độ nhịp, đặc điểm kết cấu, chiều cao kiến trúc, mỹ quan kết cấu, tiến độ thi công Các mặt cắt dầm chịu tải trọng giống nhau, phê duyệt hồ sơ " Sổ tay thiết kế cầu cạn nhà ga ", thỏa mãn khung tiêu chuẩn phê duyệt cho dự án chẳng hạn : 22-TCN 272-05, ACI 318-95 3.3.1.1 Chiều cao dầm Như phân tích riêng trên,khẩu độ nhịp loại mặt cắt thể rõ biểu đồ sau : Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 105 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 3.51 2.39 Dầm hộp Dầm U Chiều cao dầm (m) 2.03 2.37 Nhịp 35 (m) Nhịp 50 (m) 0 Nhịp (m) Biểu đồ : So sánh chiều cao dầm Qua biểu đồ ta thấy, sử dụng vật liệu tương đương nhau, chịu tải trọng nhau,chiều cao dầm hộp lớn dầm U 3.3.1.2 Đặc điểm kết cấu Đối với dầm bê tông DƯL dạng hộp mặt căt ngang đôi xứng, có khả chống xoắn cao, việc đặt tà vẹt bê tông DƯL lên dầm khiến cho việc xử lý liên kêt tà vẹt dầm rât phức tạp Đối với dầm bê tông DƯL mặt cắt ngang chữ U mảnh mặt cắt ngang dầm đối xứng độ cứng chống xoắn thấp dầm hộp, bề dầy dáy dầm mỏng Bề rộng dầm lớn thuận tiện cho việc bố trí cáp DƯL Dầm có dạng máng chữ U, phương tiện chạy lòng máng nên tiếng ồn bụi bặm ngăn chặn thành dầm bên Không cần phải làm chống ồn Kết cấu phần dầm mặt cắt chữ U đơn giản dầm hộp dầm chữ U có trọng lượng thân bé Cao độ đường đỏ dầm chữ U thấp so với dầm hộp Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 106 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải Hình 3.43: So sánh kết cấu phần dầm hộp dầm U Hình 3.44 : So sánh cao độ đường đỏ dầm hộp dầm chữ U 3.3.1.3 Chiều cao kiến trúc Chiều cao kiến trúc chiều cao tính từ đỉnh ray đến đáy dầm Khi xét đến chiều cao kiến trúc cho cơng trình áp dụng cho dự án Metro số (Tp.Hồ Chí Minh) dầm U cho giải pháp hay với chiều cao kiến trúc khoảng 70cm, xét đến chiều cao tổng thể lên đến 2m loại mặt cắt sử dụng yêu cầu đến chiều cao kiến trúc Cịn dầm bê tơng DƯL dạng hộp chiều cao kiến trúc tương đối cao với H= 2.7 - 3.8m Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 107 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 3.8 Dầm hộp Dầm U 1 Chiều cao dầm (m) 0 2.7 0.7 Nhịp 35 (m) Nhịp 50 (m) Biểu đồ : Chiều cao kiến trúc (tính từ đỉnh ray đến đáy dầm) 3.3.1.4 Mỹ quan tiện ích kết cấu Khi xét tồn tuyến cầu cạn việc sử dụng dầm U xem giải pháp tối ưu, với vách đứng bề dầy mảnh, giúp cho dầm U tránh cảm giác nặng nề Tận dụng vách đứng để lắp đặt thiết bị phụ trợ, giúp tiết kiệm thêm chi phí Thuận tiện cho hành khách bước lên tàu Học viên: Ngô Nguyễn Duy Hoàng Trang 108 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải Hình 3.45 : So sánh mỹ quan kết cấu dầm U dầm hộp 3.3.1.5 Thời gian thi công, khai thác bảo dưỡng Thời gian thi cơng cịn tùy thuộc vào lực, biện pháp thi công thiết bị máy móc nhà thầu.Ta xét tuyến việc thi cơng dầm mặt cắt chữ U nhanh với công nghệ lắp ghép phân đoạn đốt dầm đúc sẵn nhà máy,kết cấu phần đơn giản nên thời gian thi công rút ngắn Dầm hộp với công nghệ đúc hẫng cân bằng,các công việc lặp lặp lại, nhiên cần phải có thời gian để bê tơng đạt cường độ hồn thiện mặt cầu.Trung bình ngày, dầm hộp đúc đốt Dầm U thời gian lao lắp nhịp 35m từ 1-2 ngày Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 109 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Việc bảo dưỡng dầm U thuận tiện hơn, cấu tạo dạng hở, giúp cho việc bố trí nước mặt cầu dễ dàng nhân công dễ lại bảo dưỡng kết cấu 3.3.2 So sánh định lượng, giá thành sản phẩm 3.3.2.1 So sánh định lượng Dựa vào mặt cắt đặc điểm nêu trên, kết hợp với bảng khối lượng phê duyệt, ta tiến hành so sánh định tính loại mặt cắt met dài nhịp 14 12 11.6 9.7 10 8.3 Dầm U, nhịp 35m Dầm hộp, nhịp 35m 4.354 3.55 2.1 2.05 1 1.266 Chiều cao dầm (m) Số lượng dầm/mcn Trọng lượng dầm ( Bê tông (m3)/1m 12m T/1m dài) dài Khối lượng thép (T)/1m dài Biểu đồ : So sánh định lượng loại mặt cắt Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 110 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 3.3.3 Giá thành vật liệu sản phẩm So sánh giá thành sản phẩm mang tính chất tương đối,vì giá thành thực tế cịn phụ thuộc vào kết cấu phần dưới, biện pháp thi công chi phí kèm khác Giá đem so sánh giá dựa vào bảng tổng hợp khối lượng kết hợp với đơn giá vật liệu, nhân cơng, máy móc TP.Hồ Chí Minh q IV năm 2016 tạo thành.Ta có biểu đồ sau : 8.6 6.2 Dầm hộp nhịp 35m, khổ cầu 12m Dầm U nhịp 35m, khổ cầu 12m Giá thành (Triệu) /m Biểu đồ : Chi phí tính 1m dài loại mặt cắt 3.3.4 Tổng hợp tiêu so sánh Dựa tiêu so sánh, ta có bảng tổng kết sau : STT Tiêu chí Khẩu độ nhịp Dầm U Dầm hộp Thích hợp cho nhịp 22- Vượt nhịp xa hơn, thích 40m hợp từ 35-60m Chiều cao nhịp Trung bình từ 1.5-2.4m Trung bình từ 2.3 – 5m Chiều cao kiến Trung bình từ 0.7-1m Trung bình từ 2.7-3.8m Cao độ đường đỏ thấp Cao độ đường đỏ cao trúc Đặc điểm kết cấu Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 111 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải hơn, bề dầy đáy Khả chống mỏng, khả chống xoắn tốt xoắn Mỹ quan kết cấu Gọn nhẹ hơn, nhiều Cồng kềnh, nặng nề tiện ích kèm, thuận tiện cho hành khách Bảo dưỡng, thi Dễ bảo dưỡng, tiến độ Khó bảo dưỡng hơn, tiến công thi công nhanh độ thi công chậm Giá thành Giá thành dầm rẻ Đắt khoảng 25% Kết cấu phần rẻ so với phương án dùng dầm hộp Bảng 3-1 : Tổng hợp tiêu so sánh 3.4 Kết luận chương III Chương III phân tích đặc điểm công nghệ thi công dầm chữ U Về công nghệ thi công, công nghệ thi công lắp ghép phân đoạn có nhiều ưu điểm vượt trội so với công nghệ khác : Dầm chia thành nhiều đốt nên chế tạo, vận chuyển lắp ráp dễ dàng nhẹ nhàng hơn, an toàn hơn, q trình chế tạo có tính rập khn, nên tiết kiệm vật liệu rút ngắn thời gian đúc so với phương pháp khác Khi đúc đốt dầm phân đoạn, công nghệ short-line dùng nhiều tính linh hoạt so với cơng nghệ long-line Khi thiết kế mối nối, nên sử dụng loại mối nối có khóa chống cắt kết hợp keo epoxy (hơn sử dụng mối nối epoxy phẳng hay mối nối khơ có khóa) Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hoàng Trang 112 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Đồng thời, tiến hành so sánh với mặt cắt dầm hộp, ta rút ưu nhược điểm mặt cắt chữ U sau : Ưu điểm Chiều cao kiến trúc thấp, thuận tiện cho hành khách bước lên tàu, tạo cảm giác mỹ quan đẹp suốt tuyến Tích hợp nhiều tiện ích làm tường chống ồn, ngăn ngừa bụi, hỗ trợ cho hệ thống cung cấp lượng chạy dọc suốt tuyến Tiết diện U đúc sẵn khơng có biên nên trọng lượng dầm không lớn , việc chuyên chở , cẩu lắp dễ dàng hơn, giảm giá thành thi công Giá thành dầm kết cấu phần thấp so với dầm hộp trọng lượng thân nhẹ Tiết diện U tốn thể thể tích xếp kho lợi dụng lòng rỗng tiết diện Bản mặt cầu đúc chỗ tạo độ kín nước tốt chống gỉ cho cốt thép tốt Phạm vi ứng dụng : Rất thích hợp làm cầu cạn, cần tiến độ thi công nhanh, mặt thi cơng hạn chế, khả vượt nhịp trung bình (>20m) Nhược điểm Bản cầu làm việc liên hợp chịu tỉnh tải chất thêm sau mặt cầu khô cứng Phần bê tông chịu nén cánh tiết diện U độ cứng chống xoắn nhỏ tiết diện hộp kín nên chiều dài nhịp thường khơng tiết diện hộp kín Khơng thể điều chỉnh để mở rộng thêm cấu tạo cố định hai sườn dầm khống chế chiều rộng hai đầu Nếu đáy dầm kết cấu bê tơng cốt thép thường, sớm bị nứt,gây rỉ cốt thép bên Công nghệ thi công tương đối đại, địi hỏi nhân có trình độ cao Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 113 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Luận văn giới thiệu lịch sử hình thành đường sắt đô thị Đặc điểm qui hoạch đường sắt đô thị thành phố lớn Việt Nam Hà Nội Tp.Hồ Chí Minh Việc áp dụng đường sắt đô thị Việt Nam mang lại hiệu cao kinh tế - xã hội, góp phần giảm tải tình trạng ách tắc thị, làm đại hóa diện mạo thị Luận văn cung cấp thông tin loại mặt cắt dầm điển hình áp dụng tuyến đường sắt đô thị công nghệ thi cơng loại mặt cắt đó.Việc so sánh, đánh giá loại mặt cắt sở để lựa chọn loại mặt cắt thích hợp cho dự án tương lai Dầm mặt cắt chữ U lựa chọn loại dầm chủ lực với nhiều điểm thích hợp với tính chất đường sắt thị So với loại dầm khác, dầm U dùng cho cầu cạn đường sắt thị có nhiều ưu điểm hẵn mà chủ yếu đặt đường ray lòng dầm U (trên đáy) nên hạ thấp chiều cao kiến trúc cơng trình tạo mỹ quan giảm tiếng ồn tàu chạy Tuy nhiên, dầm U có nhược điểm khả chống xoắn có tải trọng lệch tâm có đồn tàu chạy ray bên trái phải Công nghệ thi công lắp ghép phân đoạn, với công nghệ đúc dầm “short line” lựa chọn phù hợp với điều kiện xây dựng Việt Nam, đảm bảo tiến độ khơng địi hỏi mặt xây dựng lớn, giảm diện tích giải phóng mặt thi cơng,vận chuyển đốt dầm dễ cẩu lắp đơn giản Việc áp dụng dầm bê tông cốt thép DƯL mặt cắt ngang chữ U vào đường sắt đô thị cho thấy phát triển mạnh kỹ thuật thẩm mỹ ngành giao thông vận tải.Qua việc học hỏi, tham gia chế tạo, thiết kế thi công dầm U từ nhà thầu lớn nước giúp cho trình độ kỹ sư Việt Nam phát triển mạnh, nắm bắt công nghệ đại giới.Tạo tiền đề cho việc chuyển giao công nghệ, tự chủ việc thi công dự án Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 114 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chun sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 2.Kiến nghị Với ưu điểm vượt trội, dầm bê tông cốt thép DƯL mặt cắt chữ U ứng dụng phát triển rộng rãi khắp nơi giới Ở Việt Nam, việc nghiên cứu ứng dụng dầm mặt cắt chữ U vào cơng trình đường sắt thị cần thiết, góp phần việc giảm thiểu chi phí xây dựng, đảm bảo tính mỹ quan độ bền kết cấu Trọng phạm vi đề tài thời gian làm luận văn có hạn, kiến thức cịn hạn chế luận văn, kết đề tài chủ yếu tổng hợp so sánh thông tin thu thập dạng mặt cắt dầm thường sử dụng dự án đường sắt đô thị Với mong muốn phát huy tối đa khả dầm chữ U, nắm bắt kết cấu, công nghệ thi cơng từ chun gia nước ngồi Xin đưa ý kiến sau : Cần nghiên cứu thêm dạng kết cấu khác : dầm chữ U đặc, dầm chữ U có nhịp liên tục, dầm chữ U cầu extradose, dầm chữ U kết hợp dầm hộp Cần nghiên cứu thêm khả chịu lực mối nối dầm, hiệu chất lượng keo epoxy mối nối dầm Cần nghiên cứu tiếp thu thêm công nghệ thi công công nghệ chế tạo dầm để áp dụng cho tình hình thực tế Việt Nam, khả nhà thầu để đạt hiệu cao kinh tế Cần nghiên cứu, cải tiến mặt cắt dầm để áp dụng cho kết cấu cầu đường Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 115 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm Luận văn cao học GVHD : PGS.TS Nguyễn Duy Tiến Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TÀI LIỆU THAM KHẢO Daniel DUTOIT, Jean-Christophe CHUNIAUD, Serge MONTENS, Philippe ARNAUD U shape prestressed concrete decks for LRT / MRT viaducts Paris, Pháp : IABSE Symposium Report 12/2003, 2013 Google Inc Google Bằng http://www.google.com/patents/US8196517 sáng chế [Online] Google Inc Cấu tạo khả chịu cắt khoá chịu cắt mối nối cầu bê tông cốt thép lắp ghép phân đoạn GS TS Nguyễn Viết trung Hà Nội : Tạp chí Cầu đường Việt Nam, số 7/2007, 2007 PGS TS Đặng Gia Nải Công nghệ lắp ghép phân đoạn đà giáo di động xây dựng cầu BTCT DƯL Hà Nội : NXB Xây Dựng, 2010 Ban Quản lý Dự án Đường sắt đô thị Tp HCM Tài liệu Biện pháp thi công dầm U tuyến MRT1-HCM Tp HCM : tác giả, 2015 Chu Viết Bình, Nguyễn Văn Nhậm Giáo trình Thi cơng cầu, Tập Hà Nội : Trường ĐHGTVT, 2010 Dry Joint Behavior of Hollow Box Girder Segmental Bridges ROMBACH, Guenter Axel New Delhi : fib Symposium 'Segmental Construction in Concrete’, 2629.11.2004 caltrain-hsr.blogspot.com caltrain-hsr.blogspot.com [Online] http://caltrain-hsr.blogspot.com/2015/11/the-u-shaped-grade-separation.html 2015 Analysis of Behaviour of U-Girder Bridge Decks V Raju, Devdas Menon s.l : ACEEE Int J on Transportation and Urban Development, Vol 01, No 01, Apr 2011, Apr 2011 10 Systra - Hồ sơ thiết kế kỹ thuật dự án đường sắt thị số Tp Hồ Chí Minh Gói thiết kế 4, 2015 11 Bộ GTVT Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường 22TCN272-05 Hà Nội : NXB GTVT, 2005 Học viên: Ngơ Nguyễn Duy Hồng Trang 116 Lớp : Cao Học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.1 – Chuyên sâu Cầu - Hầm