THÔNG TIN TÀI LIỆU
Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI - - PHẠM HOÀNG TRUNG PHÂN TíCH MộT Số NộI DUNG KIểM TOáN KếT CấU NHịP CầU ĐƯờNG SắT ĐÔ THị THEO TRạNG THáI GIíI H¹N Sư DơNG LN V¡N TH¹C SÜ Kü THT TP H Chớ Minh - 2017 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI - - PHẠM HỒNG TRUNG PH¢N TÝCH MéT Số NộI DUNG KIểM TOáN KếT CấU NHịP CầU ĐƯờNG SắT ĐÔ THị THEO TRạNG THáI GIớI HạN Sử DụNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUYÊN SÂU: XÂY DỰNG CẦU HẦM LUËN V¡N TH¹C SÜ Kü THUËT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI TIẾN THÀNH TP Hồ Chí Minh - 2017 i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MUC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ĐƢỜNG SẮT ĐƠ THỊ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan tính hình phát triển ĐSĐT giới 1.2 Sự phát triển tuyến đƣờng sắt đô thị lục địa Châu Âu 10 1.3 Sự phát triển tuyến đƣờng sắt đô thị Châu Mỹ 15 1.4 Sự phát triển tuyến đƣờng sắt đô thị Châu Á 19 1.5 Sự phát triển tuyến đƣờng sắt đô thị Châu Phi 26 1.6 Tổng quan tình hình ĐSĐT Việt Nam 26 1.6.1 Thời kỳ trước năm 1990 26 1.6.2 Từ năm 1986 đến 28 CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH MỘT SỐ NỘI DUNG KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƢỜNG SẮT ĐÔ THỊ TUYẾN BẾN THÀNH SUỐI TIÊN 38 2.1 Các tiêu chuẩn quy chuẩn thiết kế kết cấu cầu 38 2.1.1 Các tiêu chuẩn quy chuẩn áp dụng 38 CHƢƠNG 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 ii 3.1.2 Kết thử tải dầm U 64 3.2 Kiểm toán dầm trạng thái giới hạn sử dụng 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 iii DANH MUC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Phạm vi áp dụng tiêu chuẩn thiết kế cầu 39 Bảng 2.2: Các tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng kiểm tra 46 Bảng 2.3: tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng kiểm tra DSRSC 47 Bảng 2.4: hệ số tải trọng tổ hợp thi công (các kết cấu đúc hẫng) 51 Bảng 2.5: Các ứng suất cho phép kết cấu dự ứng lực sử dụng 55 Bảng 2.6: ứng suất cho phép kết cấu dư ứng lực thi công 56 Bảng 2.7: Bảng tóm tắt tiêu chí khác cần tuân theo 59 Bảng 3.1: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt đáy dầm theo thời gian mặt cắt gối đỉnh trụ P7.15 64 Bảng 3.2: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt đáy dầm theo thời gian mặt cắt gối đỉnh trụ P7.16 65 Bảng 3.3 Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt cánh dầm bên phải theo hướng từ trụ P7.15 đến trụ P7.16 65 Bảng 3.4: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt bên đầu dầm mặt cắt gối trụ P7.15 66 Bảng 3.5: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt bên đầu dầm mặt cắt gối trụ P7.16 66 Bảng 3.6: Bảng thống kê chuyển vị dầm theo phương thẳng đứng trạng thái không tải 67 Bảng 3.7: Bảng thống kê chuyển vị dầm theo phương thẳng đứng trình thử tải 67 iv DANH MỤC HÌNH VẼ H nh 1.1: Đường hầm đường sắt H nh 1.2: Các cơng trình cầu đường sắt đường sắt H nh 1.3: Đầu máy sử dụng điện H nh 1.4: ác tuyến tàu điện ngầm Anh H nh 1.5: Tuyến điện ngầm mang tên M1 phần lục địa Châu âu vào năm 1896 11 H nh 1.6: Tuyến Paris Metro (Pháp) hoạt động vào năm 1900 12 H nh 1.7: Hệ thống tàu điện ngầm khánh thành Lisbon 14 H nh 1.8: Hệ thống tàu điện ngầm Boston 15 H nh 1.9: Hệ thống tàu diện ngầm 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 thành phố Tokyo 20 H nh 1.12: Hệ thống tàu điện ngầm Trung Quốc 20 H nh 1.13: Hệ thống tàu điện ngầm Ấn Độ 21 H nh 1.14: Hệ thống tàu điện ngầm Hàn Quốc 22 H nh 1.15: Hệ thống tàu điện ngầm Triều Tiên 22 H nh 1.16: Hệ thống tàu điện ngầm Singapore 23 H nh 1.17: Hệ thống tàu điện ngầm Đài Loan 23 H nh 18: Hệ thống tàu điện ngầm Iran 24 H nh 1.19: Hệ thống tàu điện ngầm Ả Rập Xe út 24 H nh 1.20: Hệ thống tàu điện ngầm đại 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 v H nh 1.25: Bản đồ tuyến đường sắt đô thị số 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 lao dầm 53 H nh 2.3: ác phản lực lắp dựng phân đoạn đúc sẵn 54 H nh 2.4: iến dạng thẳng đứng 58 H nh 2.5: Độ lệch ngang 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 thông số vận tốc 62 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài ác hệ thống đường sắt đô thị triển khai thành phố lớn nước ta Hà Nội TP Hồ hí Minh Dự án đường sắt thị Thành Phố Hồ hí Minh tuyến ến Thành – Suối Tiên tuyến số hệ thống tuyến đường sắt đô thị (metro) Thành phố Hồ hí Minh Tuyến Metro số 1: ến Thành (Q1) – Suối Tiên dài 20km qua quận 1, 2, 9, nh Thạnh, Thủ Đức phần huyện Dĩ An ( nh Dương) c điểm đầu trước chợ ến Thành kết thúc nhà ga Long nh (quận 9) Trong đ , c khoảng 2,6km ngầm (3 nhà ga) 17,1km cao (11 nhà ga) Tuyến khởi cơng g i thầu ngày 28/08/2012 c tham dự đại điện ộ Giao thông Vận tải, ộ Xây dựng; Đại sứ quán Nhật ản Việt Nam; quan Hợp tác Quốc tế Nhật ản (JI A); lãnh đạo TP Hồ hí Minh, tỉnh nh Dương an đầu tuyến metro số dự kiến vốn đầu tư 1,1 tỷ USD, sau điều chỉnh tăng lên 2,4 tỷ USD v trượt giá điều chỉnh thiết kế kỹ thuật Theo an Quản lý Đường sắt đô thị TP.H M, sau đưa vào sử dụng tuyến metro số trở thành xương sống vận chuyển hành khách công cộng TP.H M, với khoảng 526.000 khách/ngày Việc triển khai xây dựng tuyến đường sắt đô thị tác động mạnh mẽ đến phát triển đô thị dọc tuyến địa bàn quận: 2, Thủ Đức TPH M huyện Dĩ An 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, 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) tiến hành lập hồ sơ bước dự án Tuyến Metro số : Ngã sáu ộng Hòa (Q3) – Hiệp nh Phước (Q Thủ Đức), tháng 7-2012 Sở Giao Thông Vận Tải tr nh U ND TP H M thông qua thiết kế sở dự án Tuyến Metro số 4: Đại Lộ Nguyễn Văn Linh (Q7) – ầu ến át, Thanh Xuân (Q12), Sở Sở Giao thông vận tải xem xét thiết kế sở dự án Mới U ND TP yêu cầu bổ sung kéo dài tuyến metro 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 Thạnh), giai đoạn xây dựng trước đoạn từ Ngã tư nh ảy Hiền (Q Tân nh) đến cầu Sài Gịn hính phủ Tây an Nha đồng ý tài trợ vốn ODA 500 triệu Euro - Tuyến Metro số 6: Quẹo (Q Tân nh) – Vòng xoay Phú Lâm (Q.6), an tư vấn hoàn thiện báo cuối kỳ thiết kế sở dự án - Để nâng cao hiệu quản lý kỹ thuật công tr nh đường sắt đô thị n i chung metro tuyến số ến Thành – Suối Tiên, thuộc dự án đường sắt đô thị TP H M để c áp dụng cho tuyến Metro th việc khảo sát, đánh giá quản lý kỹ thuật, xây dựng sở liệu công tr nh Metro cần thiết Đối tƣợng nghiên cứu Đường sắt đô thị xây dựng đ trọng tâm tuyến Metro số : Bến Thành (Q1) – Suối Tiên thuộc Dự án đường sắt đô thị Tp Hồ Chí Minh Phạm vi nghiên cứu Tuyến Metro số : Bến Thành (Q1) – Suối Tiên thuộc Dự án đường sắt đô thị Tp Hồ Chí Minh Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài so sánh đề xuất giới hạn khác trạng thái giới hạn sử dụng tính tốn thiết kế kiểm tốn cầu tuyến đường sắt đô thị Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp giá trị thực tế đo đạc công tr nh tuyến Metro số 1: ến Thành (Q1) – Suối Tiên thuộc Dự án đường sắt đô thị Tp Hồ hí Minh Trên sở đ đánh giá tính phù hợp kinh tế để c thể đưa hướng áp dụng cho công tr nh tương tự địa bàn Thành phố Hồ hí Minh nước Kết cấu luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo kiến nghị, nội dung văn tr nh bày chương Chương 1: Tổng quan tình hình phát triển đường sắt thị giới Việt Nam Chương 2: Phân tích số nội dung kiểm tốn kết cấu nhịp cầu đường sắt thị tuyến Bến Thành Suối Tiên Chương 3: Thử tải dầm u kiểm toán dầm trạng thái giới hạn sử dụng 58 ‐ Chệch hướng thẳng đứng n 2.4: Biến dạng thẳng đứng ‐ Độ lệch ngang trục h n 2.5: Độ lệch ngang trục ‐ Góc quay trịn theo hướng thẳng đứng ø n 2.6: Góc quay 59 ‐ Góc quay trịn theo hướng ngang góc gấp khúc (trụ) n 2.7: Góc gấp khúc ‐ Sự trật khớp theo hướng ngang Bảng sau tóm tắt tiêu chí khác cần tuân theo tất hoạt động u cầu: Bảng 2.7: Bảng tóm tắt tiêu chí khác cần tuân theo b Kiểm soát dao động Hệ số xung kích tính tốn theo DSRSC – CS 60 Hệ số xung kích sử dụng điều tra phục hồi an toàn (khác so với điều tra phá hủy mỏi) trường hợp tải trọng ray, : Trong đ : I: Hệ số xung kích tính tốn dầm ic: Hệ số xung kích chuyển động phương tiện iα: Hệ số xung kích hiệu ứng vận tốc, dựa tần suất tầu Đối với điều tra khả bảo tr hay điều tra an toàn chống phá hủy: i' i Trong trường hợp hai hệ số xung kích tải trọng ray (I hay I’) giảm hệ số i v coi hội đưa lực xung kích tối đa giai đoạn hiếm: I '' i I điều tra phục hồi an tồn chống lại phá hủy (khơng mỏi) I '' i I ' i I i Lb 200 kiểm tra khả khai thác độ mỏi chiều dài nhịp Lb≤80m i 0.6 for Lb 80m Hệ số xung kích chuyển động tầu (ic) 61 Ic 10 65 Lb Hệ số xung kích tác động vận tốc (i) i hệ số tác động vận tốc, dựa tần suất tầu Hệ số tính từ h nh với việc sử dụng thông số vận tốc: v 7.2nLb Trong đ : v: (km/h) Vận tốc tối đa tầu (km/h) Tần suất riêng phận n: (Hz) n b 2L EIg D1 D2 E: (kPa) Mô đun dàn hồi (ngắn hạn ) (N/m²) I: (m4)Mô men quán tính ( cầu với chiều cao thay đổi lấy qn tính chiều cao nhịp khơng đổi có độ võng nhịp có tải trọng đồng bộ) D1 (kN/m) Tĩnh tải kết cấu D2 (kN/m) SIDL 62 n 2.8: Các hệ số xung kích vận tốc theo thơng số vận tốc Ghi chú: ‐ Đối với tính tốn hệ số xung kích tham chiếu đến ghi tính tốn tương ứng Hệ số xung kích tính tốn kết cấu cao (I) Đối với thành phần khác trụ, xà mũ trụ, chân móng… Hệ số xung kích tính tốn : Ds i io L Du Ds Trong đ : i0: hệ số xung kích dầm (bao gồm hệ số nêu trên) L: tải trọng tầu áp dụng dầm Du: Tĩnh tải dầm Ds: Tĩnh tải yếu tố đến yếu tố xét 63 CHƢƠNG 3: THỬ TẢI DẦM U VÀ KIỂM TOÁN DẦM Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 3.1 Thử tải dầm U 3.1.1 Nội dung thử tải dầm U Việc thử tải dầm U thực để đảm bảo khả sử dụng nhịp thẳng dầm U 35m xác minh kết thiết kế kết cấu Từ kết thử tải, tiến hành kiểm toán dầm trạng thái giới hạn sử dụng Trước bắt đầu thử tải, tình trạng hữu nhịp phải kiểm tra ghi chép phiếu kiểm tra đính kèm biện pháp thi công Tất thông tin quan trọng dùng cho việc luận giải kết phải ra: - Nhịp 35m điển hình (nhịp thẳng) phải kiểm tra sau lắp dựng công trường sau lắp đặt gối vĩnh cửu sau bơm vữa ống bọc cáp Nhịp phải thi công, vận chuyển lắp dựng phương pháp thi công thời gian thi công giống nhịp điển hình tiêu chuẩn khác - Hình dạng hình học nhịp sau lắp dựng gối vĩnh cửu phải đo đạc, ghi chép - Kiểm tra toàn kết cấu phải thực trước thử tải để xác nhận cường độ kết cấu, bao gồm kiểm tra bê tông (sự diện vết nứt), kiểm tra mối nối dầm, kiểm tra khu vực neo dự ứng lực, kiểm tra gối cao su kết cấu phần - Đặc tính vật liệu thực tế đốt dầm sử dụng nhịp thử tải phải cung cấp cho thiết kế đại diện chủ đầu tư trước thử tải (kết thí nghiệm bê tơng từ bãi đúc đính kèm với báo cáo thử tải [5]) (Chi tiết trình thử tải xem phụ lục báo cáo thử tải dầm U) 64 3.1.2 Kết thử tải dầm U 3.1.2.1 Kết thống kê vết nứt dầm thử tải Kết thống kê vết nứt dầm thử tải thể bảng sau: Bảng 3.1: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt đáy dầm theo thời gian mặt cắt gối đỉnh trụ P7.15 65 Bảng 3.2: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt đáy dầm theo thời gian mặt cắt gối đỉnh trụ P7.16 Bảng 3.3 Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt cánh dầm bên phải t eo ướng từ trụ P7.15 đến trụ P7.16 66 Bảng 3.4: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt bên đầu dầm mặt cắt gối trụ P7.15 Bảng 3.5: Bảng thống kê kết kiểm tra vết nứt mặt bên đầu dầm mặt cắt gối trụ P7.16 3.1.2.2 Kết kiểm tra chuyển vị dầm Kết thống kê chuyển vị dầm thể bảng sau: 67 Bảng 3.6: Bảng thống kê chuyển vị dầm t eo p ương t ẳng đứng trạng thái không tải Bảng 3.7: Bảng thống kê chuyển vị dầm t eo p ương t ẳng đứng q trình thử tải 68 3.2 Kiểm tốn dầm trạng thái giới hạn sử dụng huyển vị thẳng đứng dầm lớn đo mặt cắt nhịp: + Tại thời điểm 17h00’ ngày 28/01/2016: 54,66 mm; Theo tiêu chuẩn kỹ thuật phê duyệt dự án, trạng thái giới hạn sử dụng chuyển vị thẳng đứng dầm kiểm toán theo tiêu chuẩn DSRS : fmax=54,66 mm nhỏ độ võng cho phép là: L/500 = 35000/500 = 70mm Vậy kết cấu dầm U đảm bảo an toàn độ võng [3] Tuy nhiên theo tiêu chuẩn thiết kế cầu hành 22T N272-05 th độ võng mức cho phép (theo điều 2.5.2.6.2-22TCN 272-05) [1] Thực tế việc nới lỏng giới hạn độ võng cho phép thực giới đặc biệt cho cầu 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Hiện nay, Việt Nam chưa c tiêu chuẩn quy định cho thiết kế công tr nh cầu cạn, cầu vượt sông, cầu vượt đường cho đường sắt đô thị - Dự án đầu tư xây dựng tuyến đường sắt đô thị số 1, ến Thành - Suối Tiên, phê duyệt khung tiêu chuẩn thiết kế theo sở kết hợp tiêu chuẩn thiết kế cầu Việt Nam tiêu chuẩn thiết kế đường sắt Nhật ản Phần lớn quy định liên quan đến độ võng, chuyển vị tối đa theo quy định trạng thái giới hạn sử dụng Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22T N272-05 Điều hoàn toàn phù hợp v tải trọng đường sắt đô thị tải trọng đường sắt nhẹ Tuy nhiên quy định liên quan đến xung kích viện dẫn theo tiêu chuẩn Nhật ản phụ thuộc vào vận tốc chạy tàu Thực tế thiết kế tuyến đường sắt đô thị ến Thành – Suối Tiên cho phép khai thác 110km/h - Qua tr nh thử tải dầm U kiểm toán cho thấy dầm U 35m dự án Bến Thành - Suối Tiên đảm bảo yêu cầu độ võng Kiến nghị - Hiện nay, chưa c tiêu chuẩn thiết kế đường sắt hành phục vụ cho việc tính tốn thiết kế dự án đường sắt thị c cầu cạn, v vậy, cần tiến hành nghiên cứu để đưa Quy tr nh, tiêu chuẩn thiết kế đường sắt cho nước ta, đặc biệt 70 vấn đề liên quan đến trạng thái giới hạn sử dụng độ võng, dao động, vết nứt - ần c thêm nghiên cứu chuyên sâu tiêu chuẩn thiết kế đường sắt Nhật ản tiêu chuẩn viện dẫn khác để chứng minh tính đắn tiêu chuẩn áp dụng Việt Nam 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giao thông vận tải (2005), Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05, NX Đại học GTVT, Hà Nội Bộ Xây dựng (2006), Thiết kế công trình chịu động đất TCXDVN 375:2006 Cục đường sắt Việt Nam (2011), Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình đường sắt phần giải thích DSRSC (Nhật Bản) Nguyễn Viết Trung (2007), Thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO LRFD, NXB GTVT, Hà Nội Nguyễn Viết Trung (2011), Cầu Bê tông cốt thép , NXB Xây dựng, Hà Nội Ủy ban nhân dân TP Hồ Chí Minh (2007), Vol (c)-1 Design Manual - Viaduct and Bridges Dự án xây dựng tuyến đường sắt thị thành phố Hồ Chí Minh, tuyến Bến Thành – Suối Tiên PHỤ LỤC BÁO CÁO THỬ TẢI DẦM U
Ngày đăng: 31/05/2023, 10:22
Xem thêm: