Phân tích kết quả tính hệ số động lực trong thiết kế kết cấu nhịp cầu đường sắt đô thị tuyến metro 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 NGUYỄN VĂN NHÂN TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH HỆ SỐ ĐỘNG LỰC TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ TUYẾN METRO SỐ BẾN THÀNH – SUỐI TIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH - 2017 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN VĂN NHÂN TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH HỆ SỐ ĐỘNG LỰC TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP CẦU ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ TUYẾN METRO SỐ BẾN THÀNH – SUỐI TIÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CẦU HẦM MÃ SỐ: 60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ CẨM NHUNG TP HỒ CHÍ MINH - 2017 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu thân xuất phát từ yêu cầu phát sinh công việc để hình thành hướng nghiên cứu, thực hướng dẫn khoa học Tiến sĩNguyễn Thị Cẩm Nhung Các số liệu luận văn có nguồn gốc rõ ràng, tuân thủ nguyên tắc kết thu thập trình nghiên cứu trung thực, chưa công bố cơng trình khác Học viên Nguyễn Văn Nhân iii LỜI CẢM ƠN Kính thưa q Thầy (Cơ) Trường Đại học giao thông vận tải Phân hiệu Thành phố Hồ Chí Minh Trường đại học Giao thơng vận tải Sau thời gian tham gia học lớp Cao học trường với ngành học: Xây dựng Cầu – Hầm, Khoá K23-1 Em xin trân trọng cám ơn Ban Giám hiệu tất q Thầy (Cơ) Trường tham gia giảng dạy hướng dẫn chúng em tiếp cận nhiều kiến thức chuyên môn công nghệ xây dựng cơng trình cầu đường áp dụng giới Việt Nam để chúng em hồn thành chương trình học Luận Văn Tốt Nghiệp em thực hoàn thành nhờ vào tận tình hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Thị Cẩm Nhung hổ trợ Thầy (Cô) Trường bạn bè đồng nghiệp Tuy vậy, thời gian thực luận văn có hạng trình độ chun mơn hạn chế nên khơng tránh thiếu sót luận văn Kính mong q thầy góp ý để em hồn thiện kiến thức chuyên ngành Một lần nữa, Em xin nói lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn em Tiến sĩ Nguyễn Thị Cẩm Nhung Thầy (Cô) Bộ môn Xây dựng cầu – hầm, Khoa Cơng trình tận tình truyền đạt kiến thức giúp em hoàn thành Luận Văn Tốt Nghiệp Cuối em xin cảm ơn đến tất bạn học khoá cao học, đồng hành em hỗ em hồn thành khố học, Luận Văn Tốt Nghiệp Em xin trân trọng cám ơn ! Học viên: Nguyễn Văn Nhân iv MỤC LỤC Chương1:Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu tuyến Metro số Bến Thành – Suối Tiên 1.1.1 Điều kiện tự nhiên: 1.1.2 Đặc điểm phương án tuyến cơng trình: 1.2 Các quy chuẩn, tiêu chuẩn sử dụng 19 1.2.1 Các quy chuẩn tiêu chuẩn 19 1.2.2 Các hệ số tải trọng: 23 Chương 2: Các hệ số sử dụng thiết kế đường sắt đô thị 28 2.1 Phương pháp thiết kế đường sắt đô thị tiêu chuẩn khác 28 2.1.1 Phương pháp thiết kế theo Quy phạm thiết kế Metro, GB50157 – 2003 – Tiêu chuẩn nhà nước CHND Trung Hoa 28 2.1.2 Phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn STRASYA 34 Bảng 2.3: Tổng hợp yếu tố kỹ thuật 36 2.2 Pháp pháp thiết kế áp dụng tuyến Metro số Bến Thành – Suối Tiên 42 2.2.1 Các tải trọng sơ cấp 42 2.2.2 Các tổ hợp tải trọng 61 Chương 3: Các yêu tố ảnh hưởng đến hệ số động lực 70 3.1 Ứng dụng cho cơng trình Metro tuyến số Bến Thành – Suối Tiên 70 3.1.1 Ảnh hưởng tác dụng động lực đến cơng trình cầu 70 3.1.2 Yếu tố ảnh hưởng đến hệ số động lực áp dụng cho công trình cầu Metro 70 3.1.3 Phương pháp tính hệ số động lực áp dụng cho cơng trình cầu Metro71 v 3.1.4 Tính hệ số động cho nhịp dầm U_Girder Metro Line 74 3.2 Phân tích đánh giá kết qủa tính 77 3.2.1 Phân tích phụ thuộc hệ số động vào vận tốc tàu ( phân tích tác động đồn tàu với vận tốc khác để có hệ số động lực lớn ứng với vận tốc bất lợi) 77 3.2.2 Phân tích phụ thuộc hệ số động vào chiều dài nhịp cầu ứng với dải vận tốc bất lợi 88 Chương 4: Phần Kết luận Kiến nghị 93 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thông số song 04 Bảng 1.2: Mực nước tối đa/tối thiểu hàng năm 05 Bảng 1.3: Tóm tắt hồ sơ mực nước trạm Phú An 05 Bảng 1.4: Tốc độ luồng vào tháng 4/1994 trạm Phú An 06 Bảng 1.5: Tổng hơp loai bán kính đường cong tuvến 08 Báng 1.6: Bảng tổng hơp chiều dài đọan dốc đọan ngầm 11 Bảng 1.7: Tổng hơp chiều dài đọan dốc đọan cao 11 Bảng 1.8: Các tiêu chuẩn sử dụng tóm tắt tải trọng, kiểm tra lien quan 21 Bảng 1.9: Tổng hợp tiêu chí thiết kế tiêu chuẩn sử dụng 22 Bảng 1.10: Các tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng với kiểm tra theo 22TCN 272-05 24 Bảng 1.11: Các tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng kiểm tra theo DSRSC- CS 26 Bảng 2.1: Bảng thống kê loại ghi bố trí ghi 30 Bảng 2.2: Bán kính đường cong đứng lấy theo GB50157 32 Bảng 2.3: Tổng hợp yếu tố kỹ thuật 36 Bảng 2.4: Bảng tỉnh thời gian chạy tàu tốc độ lữ hành 37 Bảng 2.5: Số đoàn tàu cần thiết cho tuyến Bến Thành - Suối Tiên 39 Bảng 2.6: Số toa xe cần thiết cho tuyến Bến Thành - Suối Tiên 39 Bảng 2.7:Tổng hợp so sánh yếu tố kỹ thuật tiêu chuẩn 42 Bảng 2.8: Giá trị tĩnh tải bổ sung cho cầu cạn điển hình 43 Bảng 2.8: Lực ngang xem xét theo cấu hình đường ray 48 Bảng 2.9: Tốc độ theo bán kính cong 49 Bảng 2.10: Gradient nhiệt 52 Bảng 2.11: Loại phân tích địa chất yêu cầu theo loại kết cấu 53 Bảng 2.12: Hệ số khu đất (tham khảo bảng 3.10.5.1-1 22 TCN 272-05) 55 Bảng 2.13: Các loại khu đất dự án 57 vii viii Bảng 2.14: Các yếu tố điều chỉnh phản hồi - kết cấu hạ tầng 58 Bảng 2.15: Các yếu tố điều chỉnh phản hồi - liên kết 59 Bảng 2.16: Các tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng đố với kiểm tra theo 22TCN 272-05 65 Bảng 2.17: Các tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng kiểm tra theo DSRSCCS 68 Bảng 3.1: Hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=20m 78 Bảng 3.2: Bảng hệ số động lực thay đổi ứng với vận tốc tải trọng Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=25m 79 Bảng 3.3: Hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=30m 80 Bảng 3.4: Hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=35m 81 Bảng 3.5: Hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=37m 82 Bảng 3.6: Hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=42m 83 Bảng 3.7: Bảng tổng hợp hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng cho Dầm có chiều dài L (m) 84 Bảng 3.8: Bảng tổng hợp hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng V=110Km/h cho Dầm có chiều dài L (m) 85 Bảng 3.9: Hệ số động lực ứng với chiều dài nhịp dầm dải vận tốc bất lợi 87 Bảng 3.10:Hệ số động lực ứng với chiều dài nhịp dầm 90 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Tuyến Mê trô số Bến Thành – Suối Tiên 02 Hình 1.2: Mặt cắt dọc Dầm U 16 Hình 1.3: Mặt cắt ngang đầu Dầm U 16 Hình 1.4: Mặt cắt ngang nhịp Dầm U 16 Hình 1.5: Mặt cắt ngang nhịp Dầm đặc 17 Hình 1.6: Kết cấu tầng đường ray 18 Hình 2.1: Toa xe thiết kế số kích thước chủ yếu 29 Hình 2.2: Sơ dồ tải trọng toa xe 33 Hình 2.3: Sơ dồ tải trọng đoàn tàu 33 Hình 2.4: Chu kỳ chạy tàu 38 Hình 2.5: Số tải trọng trục toa xe thiết kế 41 Hình 2.6: Cấu hình trục toa tàu 44 Hình 2.7: Các hệ số động lực iα theo thơng số vận tốc 46 Hình 2.8: Lực ngang toa xe theo DSRSC-CS 48 Hình 2.9: Lực ngang Toa xe 49 Hình 2.10: Biểu đồ tính tốn hệ số lực cản gió 51 Hình 2.11: Nhiệt gradient thẳng đứng 52 Hình 2-12: Tình thiết kế I trật ray 60 Hình 2.13: Tình thiết kế II trật ray 60 Hình 3.1: Biểu đồ hệ số động theo thông số vận tốc 73 Hình 3.2: Biều đồ biến đổi hệ số động lực theo vận tốc tải trọng 86 Hình 3.3: Biều đồ biến đổi hệ số động lực theo vận tốc tải trọng không gian ba chiều 87 Hình 3.4: Biểu đồ tác động hệ số động lực ứng với chiều dài nhịp dầm xét dải vận tốc bất lợi 89 Hình 3.5: Biều đồ biến đổi hệ số động lực theo chiều dài nhịp L (m) 90 Hình 3.6: Biều đồ biến đổi hệ số động lực theo chiều dài nhịp L (m) không gian ba chiều 91 ix PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Để thúc đẩy phát triển thành phố đòi hỏi phát triển đồng thời về giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, cảng biển, sân bay) xây dựng đô thị Việc xây dựng tuyến đường sắt cao thành phố ln dành quan tâm phủ Tuyến Bến Thành – Suối Tiên tuyến Metro xây dựng đầu tiên, nằm hệ thống tuyến Metro, tàu điện (ước tính sáu tuyến) xây dựng khu vực TP theo quy hoạch đường sắt đô thị TP.HCM Các tuyến đường sắt đô thị đóng vai trị quan trọng việc giải tình trạng ùn tắc giao thơng nhiễm mơi trường, đóng góp vào phát triển thị đại, văn minh nhờ vào ưu hệ thống Metro vận chuyển nhanh tự động tích hợp với hệ thống xe buýt loại hình giao thơng khác Có thể nói Đường sắt đô thị chiến lược giao thông đô thị quan trọng TP.HCM Tuyến số kéo dài từ Bến Thành trạm trung chuyển quan trọng trung tâm Tp HCM đến Suối Tiên cửa ngõ thành phố nơi tiếp giáp với tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, nơi tập trung trường đại học, khu công nghiệp, tương lai bệnh viện Hệ số động lực hệ số quan trọng thiết kế đường sắt đô thị vấn đề nghiên cứu hệ số động lực theo tiêu chuẩn vấn đề cấp thiết đặt Đối tượng nghiên cứu đề tài - Đối tượng nghiên cứu: Hệ số động lực thiết kế kết cấu nhịp theo tiêu chuẩn cho tuyến đường sắt đô thị Phạm vi nghiên cứu Dự án tuyến Metro số Bến Thành – Suối Tiên Mục tiêu nghiên cứu đề tài Phân tích kết tính hệ số động lực thiết kế kết cấu nhịp theo qui trình áp dụng cho tuyến Metro số Bến Thành-Suối Tiên x Bảng 3.4: Hệ số động lựcứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=35m Chiều dài nhịp, L=35m V (Km/h ) α=v/(7.2*n* Lb) iα (Lb/Lv=1.68, α) 20 30 40 50 0.031 0.047 0.062 0.078 0.020 0.025 0.030 0.035 0.101 0.101 0.101 0.101 0.123 0.129 0.134 0.140 0.103 0.107 0.112 0.116 60 70 0.094 0.109 0.045 0.065 0.101 0.101 0.151 0.173 0.126 0.144 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 0.125 0.141 0.156 0.172 0.187 0.203 0.219 0.234 0.250 0.266 0.281 0.297 0.085 0.090 0.140 0.220 0.220 0.220 0.220 0.220 0.230 0.290 0.300 0.300 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.195 0.201 0.256 0.344 0.344 0.344 0.344 0.344 0.355 0.421 0.432 0.432 0.162 0.167 0.213 0.286 0.286 0.286 0.286 0.286 0.295 0.350 0.359 0.359 81 ic=10/(65+L i=(1+iα)(1+ic b) )-1 I"=βi*i Bảng 3.5: Hệ số động lựcứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=37m Chiều dài nhịp, L=37m V iα α=v/(7.2*n*L (Km/h (Lb/Lv=1.7 b) ) 8, α) ic=10/(65+Lb i=(1+iα)(1+i ) c)-1 I"=βi*i 20 30 40 50 60 70 0.033 0.049 0.065 0.082 0.098 0.114 0.020 0.025 0.030 0.040 0.045 0.070 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.121 0.127 0.132 0.143 0.149 0.176 0.101 0.106 0.110 0.119 0.124 0.147 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 0.131 0.147 0.163 0.180 0.196 0.212 0.229 0.245 0.261 0.278 0.294 0.310 0.085 0.095 0.190 0.220 0.220 0.220 0.220 0.230 0.250 0.300 0.300 0.300 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.193 0.204 0.308 0.341 0.341 0.341 0.341 0.352 0.374 0.429 0.429 0.429 0.160 0.170 0.256 0.284 0.284 0.284 0.284 0.293 0.311 0.357 0.357 0.357 82 Bảng 3.6: Hệ số động lựcứng với vận tốc tải trọng - Dầm U BTCT Dự ứng lực, L=42m Chiều dài nhịp, L=42m V iα α=v/(7.2*n*L ic=10/(65+Lb i=(1+iα)(1 (Km/h (Lb/Lv=2.084 b) ) +ic)-1 ) , α) I"=βi* i 20 30 40 50 0.039 0.059 0.079 0.099 0.020 0.025 0.030 0.040 0.094 0.094 0.094 0.094 0.116 0.121 0.127 0.137 0.096 0.101 0.105 0.114 60 70 0.118 0.138 0.045 0.070 0.094 0.094 0.143 0.170 0.119 0.142 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 0.158 0.177 0.197 0.217 0.237 0.256 0.276 0.296 0.315 0.335 0.355 0.375 0.085 0.095 0.190 0.220 0.220 0.220 0.220 0.230 0.250 0.300 0.300 0.300 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.094 0.187 0.198 0.302 0.334 0.334 0.334 0.334 0.345 0.367 0.422 0.422 0.422 0.155 0.164 0.251 0.278 0.278 0.278 0.278 0.287 0.305 0.351 0.351 0.351 83 Bảng 3.7: Bảng tổng hợp hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng cho Dầm có chiều dài L (m) V (Km/h ) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 Hệ số động, i L=20 m 0.1308 0.142 0.142 0.1532 0.1756 0.1756 0.1756 0.1756 0.1756 0.1756 0.1756 0.1868 0.198 0.198 0.198 0.2316 0.4555 0.5451 L=25m 0.135 0.146 0.157 0.163 0.163 0.169 0.180 0.180 0.180 0.196 0.196 0.196 0.280 0.391 0.447 0.447 0.447 0.447 L=27 m L=30 m L=33 m L=35 m L=37 m L=42 m 0.133 0.133 0.144 0.144 0.144 0.155 0.160 0.188 0.199 0.199 0.271 0.355 0.355 0.355 0.355 0.355 0.355 0.377 0.118 0.129 0.129 0.140 0.151 0.162 0.173 0.195 0.195 0.206 0.306 0.350 0.350 0.350 0.350 0.350 0.350 0.372 0.1256 0.1256 0.1311 0.1366 0.1532 0.1587 0.1918 0.2028 0.2139 0.2911 0.3463 0.3463 0.3463 0.3463 0.3463 0.3684 0.4125 0.4346 0.1234 0.129 0.1345 0.14 0.151 0.173 0.195 0.2005 0.2556 0.3437 0.3437 0.3437 0.3437 0.3437 0.3658 0.4208 0.4318 0.4318 0.1214 0.1269 0.1324 0.1434 0.1489 0.1764 0.1929 0.2038 0.2566 0.3413 0.3413 0.3413 0.3413 0.3523 0.3743 0.4292 0.4292 0.4292 0.116 0.121 0.127 0.137 0.225 0.225 0.225 0.225 0.258 0.455 1.023 1.417 1.417 1.417 1.417 1.417 1.417 1.417 84 Bảng 3.8: Bảng tổng hợp hệ số động lực ứng với vận tốc tải trọng V=110Km/h cho Dầm có chiều dài L (m) Chiều dài nhịp dầm, L (m) Thông số đầu vào hệ số động lực Đơn vị Chiều dài nhịp tính tốn, Lb 20 23 25 27 30 33 35 37 42 m 18.6 21.6 23.6 25.6 28.6 31.6 33.6 35.6 41.7 Chiều dài toa xe, Lv m 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Vận tốc tàu, V km/h 110 110 110 110 110 110 110 110 110 Khối lượng đơn vị chiều dài (D1, D2) kg/m 229.15 237.17 229.17 229.15 229.15 229.15 229.15 231.04 278.13 m4 2.443 2.515 2.545 2.591 2.600 2.635 2.644 2.737 3.100 n=Pi/2*Lb*Lb*SQRT(( E*I*g)/(D1+D2)) 8.300 6.138 5.262 4.512 3.622 2.987 2.646 2.388 1.691 α=v/(7.2*n*Lb) 0.099 0.115 0.123 0.132 0.147 0.162 0.172 0.180 0.217 Lb/Lv 0.930 1.080 1.180 1.280 1.430 1.580 1.680 1.780 2.084 ic=10/(65+Lb) 0.120 0.115 0.113 0.110 0.107 0.104 0.101 0.099 0.094 iα 0.050 0.070 0.075 0.080 0.090 0.170 0.220 0.220 0.334 i=(1+iα)(1+ic)-1 0.176 0.194 0.196 0.199 0.206 0.291 0.344 0.341 0.459 Mơ men qn tính, I 85 Từ số liệu tính tốn hệ số động lực cho nhịp dần ta lập biểu đồ mô tả biến đổi hệ số động lực theo vận tốc tải trọng, theo biểu đồ sau: 1.600 1.400 L=20 m 1.200 L=25 m 1.000 L=30 m 0.800 Axis i L=33 m 0.600 L=35 m 0.400 L=37 m 0.200 L=42 m 0.000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Axis V (Km/h) Hình 3.2: Biều đồ biến đổi hệ số động lực theo vận tốc tải trọng 86 - Biểu đồ mô tảả biến đổi hệ số động lực theo vận tốcc ttải trọng không không gian ba chiều: u: 1.600 L=20 m L=25 m L=30 m L=33 m L=35 m L=37 m L=42 m 1.400 1.200 Axis i 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Axis V (Km/h) Hình 3.3: Biều Bi đồ biến đổi hệ số động lực theo vậnn tốc t tải trọng không gian ba chiều Từ kết phân tích cho thấy: th − Tác động củaa ttải trọng tàu di động ứng với vận tố ốc khác trị số hệ số động lựcc khác nhau; − Hệ số động lựcc tăng tă lên vận tốc tải trọng tăng có xu hhướng tăng mạnh từ dãi vận tốii ttừ 90km/h đến 110km/h − biết được đư trị số hệ số động lực lớn ứng ứ với vận tốc bất lợi 87 3.2.2 Phân tích phụ thuộc hệ số động vào chiều dài nhịp cầu ứng với dải vận tốc bất lợi Như phân tích trên, hệ số động lực có phụ thuộc lớn vào vận tốc tải trọng, nhiên có yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến đến hệ số động lực chiều dài nhịp Trong phạm vi nghiên cứu phân tích tác động hệ số động lực với chiều dài nhịp dầm L(m) ứng với dải tải trọng bất lợi nhất, ảnh hưởng thể bảng tính biểu đồ sau: Bảng 3.9: Hệ số động lựcứng với chiều dài nhịp dầm dãi vận tốc bất lợi V (Km/h ) 90 100 110 120 130 140 150 160 - L=20 m 0.176 0.176 0.176 0.176 0.187 0.198 0.198 0.198 L=25 m L=27 m 0.180 0.180 0.196 0.196 0.196 0.280 0.391 0.447 0.188 0.199 0.199 0.271 0.355 0.355 0.355 0.355 Hệ số động, i L=33 L=30m m 0.195 0.195 0.206 0.306 0.350 0.350 0.350 0.350 0.203 0.214 0.291 0.346 0.346 0.346 0.346 0.346 L=35 m L=37 m L=42 m 0.201 0.256 0.344 0.344 0.344 0.344 0.344 0.366 0.204 0.257 0.341 0.341 0.341 0.341 0.352 0.374 0.225 0.258 0.455 1.023 1.417 1.417 1.417 1.417 Biểu đồ phân tích tác động hệ số động lựcứng với chiều dài nhịp dầm xét dải vận tốc bất lợi 88 1.600 L=20 m 1.400 L=25 m 1.200 1.000 L=30 m Axis i 0.800 L=35 m 0.600 L=37 m 0.400 L=42 m 0.200 0.000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Axis V (Km/h) Hình 3.4: Biểu đồ tác động hệ số động lựcứng với chiều dài nhịp dầm xét dải vận tốc bất lợi 89 Kết phân tích tính tốn tác động hệ số động lực ứng với chiều dài - nhịp dầm khác nhau, L(m) Bảng 3.10: Hệ số động lực ứng với chiều dài nhịp dầm L (m) 20 25 30 35 37 42 V=90 Km/h V=100 Km/h V=110 Km/h 0.176 0.180 0.195 0.201 0.204 0.225 0.176 0.180 0.195 0.256 0.257 0.258 0.176 0.196 0.206 0.344 0.341 0.455 Hệ số động, i V=120 V=130 V=140 V=150 V=160 Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h 0.176 0.196 0.306 0.344 0.341 1.023 0.187 0.196 0.350 0.344 0.341 1.417 0.198 0.280 0.350 0.344 0.341 1.417 0.198 0.391 0.350 0.344 0.352 1.417 0.198 0.447 0.350 0.366 0.374 1.417 1.600 V=90 Km/h 1.400 V=100 Km/h 1.200 V=110 Km/h 1.000 V=120 Km/h Axis i 0.800 V=130 KM/h 0.600 0.400 V=140 Km/h 0.200 V=150 Km/h 0.000 V=160 Km/h 10 15 20 25 30 35 40 45 Axis L (m) Hình 3.5: Biều đồ biến đổi hệ số động lực theo chiều dài nhịp L (m) 90 Biểu đồ ba chiềều kết phân tích tính tốn tác động ng hệ số động lực ứng với chiều dài nhịịp dầm khác nhau, L(m) 1.600 V=90 Km/h 1.400 V=100 Km/h 1.200 V=110 Km/h Axis i 1.000 V=120 Km/h 0.800 0.600 V=130 KM/h 0.400 V=140 Km/h 0.200 V=150 Km/h V=160 Km/h 0.000 20 25 30 Axis L (m) 35 42 37 Hình 3.6: Biềuu đồ đ biến đổi hệ số động lực theo chiềuu dài nh nhịp L (m) không gian ba chiều Trong cơng thứcc tính hệ h số động lực theo DSRSC-CS, CS, hệ h số động lực phụ thuộc vào vận tốốc tải trọng phụ thuộc vào chiều u dài nhịp nh Lb, vật liệu kết cấu EI, tần suấtt tàu… Quan hệ tham ham số s vận tốc α = & '() hệ số độ ộng lực, chiều dài nhịp tăng lên tham ssố α củng tăng lên ( tương ứ ứng với ới n = π (*) nhỏ), nghĩa hệệ sốố độ động lực tăng lên ải tuyến tuyế tính 91 + ,∗ ∗ /0 * Cùng dải vận tốc, với kết cấu có chiều dài nhịp lớn tác dụng hoạt tải động lớn, nghĩa hệ số động lực lớn Hệ số động chuyển động phương tiện ic nhỏ chiều dài nhịp lớn, tức tỉ lệ nghịch với giá trị tham số α iα , tỉ lệ giá trị ic nhỏ so với giá trị iα tăng, chiều dài nhịp Lb tăng giá trị hệ số động tăng lên.Vì vậy, ngồi việc xem xét ảnh hưởng vận tốc, đồng thời ảnh hưởng khoảng cách trục chiều dài cầu tàu quan tâm thiết kế Qua cho thấy cần thiết việc lựa chọn đặc trưng cấu tạo phù hợp để giảm thiểu tác dụng hiệu ứng động lực 92 Chương 4: Phần Kết luận Kiến nghị Đề tài nghiên cứu tổng quan trạng áp dụng dầm mặt cắt chữ U việc thiết kế cầu cho đường sắt cao giao thông đô thị Việt Nam Dạng dầm mặt cắt chữ U bắt đầu áp dụng cho tuyến đường sắt đô thị Nhổn – Ga Hà Nội TP Hà Nội tuyến Bến Thành – Suối Tiên TP Hồ Chí Minh Tuy nhiên, tư vấn thiết kế cho dự án tư vấn nước ngoài; nội dung việc phân tích, tính tốn thiết kế dạng dầm chưa hướng dẫn chi tiết tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam Trong chương hai đề tài, chúng tơi đề xuất quy trình đơn giản, cho phép áp dụng quy trình thiết kế nội dung kiểm toán cho dầm BT dự ứng lực thông thường để áp dụng cho việc thiết kế dầm BT dự ứng lực lòng máng cho giao thông đô thị Các hệ số điều chỉnh bảng tra xây dựng cho phép xét đến ảnh hưởng biến dạng ngang mặt cắt đến làm việc tổng thể dầm cho trường hợp mặt cắt dầm có kích thước khác Phương pháp tính tốn đề xuất so sánh với kết tính theo phương pháp phần tử hữu hạn kết thí nghiệm cơng bố để chứng minh tính xác Chương ba trình bày yếu tố ảnh hưởng tới hệ số động lực, việc phân tích tham số tiến hành để xác định ảnh hưởng thông số khác bao gồm vận tốc, chiều dài toa xe chiều dài nhịp… lên hệ số động Hệ số động lực tính tốn cho nhịp cầu có độ dài khác vận tốc khác Kết phân tích cho thấy hệ số động lực ngồi phụ thuộc vào vận tốc tải trọng, vận tốc lớn gây bất lợi cho kết cấu, phụ thuộc vào chiều dài nhịp Lb, vật liệu kết cấu EI, tần suất tàu… 93 Cùng mộtvận tốc, với kết cấu có chiều dài nhịp lớn tác dụng hoạt tải động lớn, nghĩa hệ số động lực lớn Ở dải vận tốc từ 20 đến 90Km/h chênh lệch hệ số động lực nhịp dầm không lớn, vân tốc tàu tăng từ 90 đến 110Km/h hệ số động lực tăng lên nhanh chiều dài nhịp lớn hệ số động lực tăng lớn Như thể Hình 3.2 Ngồi ra, kết phân tích cho thấy tăng vận tốc tàu làm tăng giá trị hệ số động lực Mặt khác, tỉ lệ khoảng cách trục chiều dài nhịp lớn dẫn đến giá trị yếu tố tác động nhỏ Một phát khác phân tích số lượng toa xe khơng xét đến tính tốn hệ số động lực Trong nghiên cứu tới, với phát triển hệ thống đường sắt đô thị đường sắt tốc độ cao Việt Nam tương lai, việc nghiên cứu ảnh hưởng đến hệ số động lực sử dụng hệ số động lực tính tốn thiết kế kết cấu nhịp cầu đường sắt phù với đặc thù khai thác, sử dụng Việt Nam cần thiết Cần tiến hành đo quan trắc thực tiển kết cấu thực tiễn để thu thập số liệu, phân tích so sánh với tiêu chuẩn hành nước tiên tiến châu Âu, Mỹ …quá góp phần vào việc sử dụng hệ số động lực tối ưu Việc nghiên cứu hệ số động lực, góp phần làm chủ tính tốn, thiết kế công nghệ để làm sản chất lượng tốt, giá thành phù hợp, cịn giúp cho cơng quản lý, khai thác sửa chữa dễ dàng kịp thời… 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Một số hình ảnh, báo mạng internet [2] Chỉ dẫn kỷ thuật thiết kế tóm tắt-Gói thầu số 2: Xây dựng đoạn cao Depot Dự án xây dựng đường sắt thị Thành Phố Hơ Chí Minh đoạn Bến Thành - Suối Tiên ( Tuyến ) [3] Hồ sơ Thiết kế -Gói thầu số 2: Xây dựng đoạn cao Depot Dự án xây dựng đường sắt thị Thành Phố Hơ Chí Minh đoạn Bến Thành – Suối Tiên ( Tuyến ) [4] Bộ Giao thông Vận tải (2005), Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 [5] Design Standard for Railway Structures and Commentary (DSRSC), Railway Technical Research Institute, Japan (RTRI-J) [6] General Speccification for Standard Urban Railway System for Asia (STRASYA) [7] Quy phạm thiết kế MetroGB50157- 2003, Tiêu chuẩn nhà nước CHND Trung Hoa [8] GS TS Nguyễn Viết Trung, PGS.TS Hoàng Hà, PGS.TS Nguyễn Ngọc Long (2010), Cầu bê tông cốt thép (thiết kế theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05), Nxb Giao thông Vận tải, Hà Nội 95