ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH NGẦM THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO NGẦM TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ ĐOẠN NHỔN – GA HÀ NỘI

TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN THUYT MINH N THIT K CễNG TRèNH NGM THI CễNG BNG PHNG PHP O NGM TUYN NG ST ễ TH ON NHN GA H NI **** **** Giỏo viờn HD : TS Nghiờm Mnh Hin Sinh viờn TH : Trn Vn Ton Mó SV : 1151070048 Lp : 11XN STT : 44 SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN I GII THIU CễNG TRèNH, NH GI CC YU T NH HNG N THIT K c im cụng trỡnh, v trớ a lớ a hỡnh - Tờn cụng trỡnh: Tuyn ng st ụ th on Nhn Ga H Ni - c im cụng trỡnh: + Tuyn ng st ụ th thớ im i theo l trỡnh sau: im u Nhn (theo Quc l 32) - Cu Din - Mai Dch - Nỳt giao vi ng Vnh - Cu Giy - Kim Mó - Nỳi Trỳc - Ging Vừ - Cỏt Linh - Quc T Giỏm - Ga H Ni - im cui trờn ng Trn Hng o (trc ga H Ni) + Tuyn i qua khu trung tõm húa chớnh tr l qun Ba ỡnh, khu vc ph c l qun Hon Kim + Tng chiu di tuyn 12,5 km + 0,2 km ng dn vo Depot ti Nhn, ú: on i trờn cao di 9,8 km (gm c 0,2 km ng dn), on i ngm di 2,9 km + Ton tuyn b trớ 15 ga t S1 n S15 + Bỡnh v v trớ cỏc ga ca d ỏn c th hin nh Hỡnh 1: Hỡnh 1: Bỡnh ca d ỏn Nhim v ca ỏn Trong phm vi thit k ca ỏn, tớnh toỏn v thit k kt cu v hm cho on t ga S14 n S15 vi: + im u S14: Km11+520, ng Cỏt Linh, qun ng a SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN + im cui S15: Km12+500, ng Trn Hng o, trc ca ga H Ni, qun Hon Kim + Chiu di c tớnh t im u n im cui l 1000m c im mt bng khu vc xõy dng õy l khu trung tõm Th ụ H Ni, nờn khụng cho phộp thay i kin trỳc khu vc Do vy mt bng thi cụng khú khn cht hp nờn phi cú phng ỏn thit k v thi cụng cho phự hp, gim thiu nh hng ca vic xõy dng cụng trỡnh ti nhng cụng trỡnh hin cú Cu trỳc a cht di lũng t ca khu vc xõy dng - Theo Bỏo cỏo kt qu kho sỏt a cht cỏc h khoan thm dũ ngoi hin trng v thớ nghim mu t phũng thớ nghim, ti khu vc kho sỏt a cht cụng trỡnh phc v cho cụng tỏc thit k, thi cụng cụng trỡnh Tuyn ng st ụ th on Nhn Ga H Ni cho thy a tng khu vc c cu to theo th t t trờn xung di c phõn thnh cỏc lp t: t nn, cỏt pha ln si gch, sột do+bựn hu c, cỏt xỏm ht trung, sột pha cỏt, cỏt ht thụ, si cui ln cỏt thụ - Tr a cht cụng trỡnh c th hin Hỡnh iu kin a cht thy - H Ni cú sụng Hng chy qua, rng khong 1ữ1,5 km Mc nc cao nht ghi nhn c l +14,3m v mc nc thp nht l +17,3 m Mc nc trung bỡnh dao ng t +1,28 khụ v +10,18 ma - Khu vc xõy dng ng hm cú liờn quan n mc nc ngm, vy mc nc sụng Hng lờn xung cú nh hng ti mc nc ngm v nh hng n vic xõy dng nờn cn cú cỏc bin phỏp t chc thi cụng hp lý - Ngun nc dựng cho thi cụng v sinh hot c khai thỏc trc tip t mng li nc ca thnh ph iu kin c s h tng k thut - Khu vc thi cụng cú iu kin v c s h tng thun li nh mng ng xỏ thun li, va hố rng nờn cú th kt vt liu, mỏy múc m khụng nh hng n quỏ trỡnh giao thụng - õy l khu vc trung tõm nờn mi hot ng chuyn mỏy múc, trang thit b, vt liu, chuyn t ỏ o lờn t ng hm ch cú th tin hnh vo ban ờm t 22h00 ngy hụm trc n 6h00 ngy hụm sau õy l mt nhng yu t nh hng khụng nh n quỏ trỡnh thi cụng, vy quỏ trỡnh thit k k thut thi cụng phi a c bin phỏp thi cụng phự hp SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN 6000 15000 12000 8000 2500 2000 0,00 Đất đổ Cát pha lẫn sỏi gạch Sét dẻo, bùn hữu Cát xám hạt trung Sét pha cát Cát hạt thô Sỏi cuội lẫn cát thô Hỡnh 2: Tr a cht II LA CHN V THIT K KIN TRC La chn phng ỏn t tuyn - Da trờn thụng s k thut ca on tu nh chiu cao on tu l 3,8m; chiu rng l 2,8 m; chiu cao sn l 0,9 m v iu kin thi cụng ụ th - Do iu kin a cht v a cht thy ti khu vc phc tp, tuyn hm chy qua khu vc cú nhiu nh cao tng, cụng trỡnh quan trng, khu vc ph c phớa trờn mt t SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN - Mt khỏc, la chn phng ỏn tuyn t sõu khụng b ph thuc vo quy hoch trờn mt t, khụng lm thay i kin trỳc khu vc, ớt gõy nh hng n cỏc cụng trỡnh lõn cn Ta la chn phng ỏn tuyn t sõu, t hm sõu 35m so vi mt t t nhiờn La chn gii phỏp mt ct ngang v phng phỏp thi cụng - Do iu kin thi cụng bt buc phi s dng phng phỏp o kớn - Vi hm Metro t sõu thỡ dng hỡnh trũn l ph bin nht Dng ny tha tt nht iu kin lm vic ca v ng hm iu kin t yu, khụng n nh, d b cun trụi, to nờn ỏp lc ln theo mi hng v phự hp vi hỡnh dng khiờn o - Mt ct hỡnh trũn l kinh t xõy dng ng hm tuyn ụi - Da trờn yờu cu m bo v tin v cht lng xõy dng hm Ta la chn mt ct dng hỡnh trũn cho hm tuyn ụi, s dng khiờn o c gii TBM 400 100 9600 100 400 10600 Hỡnh 3: Mt ct ngang la chn cho ng hm Cỏc thụng s k thut: + ng kớnh ngoi: 10600 mm; + ng kớnh trong: 9600 mm; + Chiu dy v hm: 400 mm; + Chiu dy lp chng thm: 100 mm; + Chiu rng ng cụng v: 500 mm SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN La chn gii phỏp kt cu v hm Cn c vo iu kin a cht cụng trỡnh, k thut thi cụng, thi gian thi cụng cho phộp, iu kin thi cụng Ta la chn gii phỏp kt cu v hm bng bờ tụng ct thộp lp ghộp - Do cỏc cu kin c sn xut hng lot nh mỏy nờn cú kh nng tng tc thi cụng - Sau lp ghộp kt cu cú th lm vic c ngay, to thnh lp v kớn ngn chn bin dng sp l ca t ỏ bo v ngi v trang thit b, mỏy múc thi cụng bờn III TNH TON KT CU S liu tớnh toỏn 1.1 S liu v a cht Cỏc lp a cht theo kt qu khoan thm dũ c ly nh Bng 1: STT Tờn lp t t nn Cỏt pha ln si gch Sột do, bựn hu c Cỏt xỏm ht trung Sột pha cỏt Cỏt ht thụ Si cui ln cỏt thụ Bng 1: Cỏc thụng s a cht Gúc Trng HS H ma lng kiờn s sỏt dy Poisson riờng c (m) fkp à0 (T/m3) 0,6 37 0,3 E0.103 (T/m3) K.103 (T/m3) 2,5 0,8 1.8 24 0,3 0,9 1.8 37 0,4 10 12 0,8 1,9 33 0,3 15 0,7 0,7 1,9 1,5 33 30 0,3 0,3 3 _ 1,5 60 0,2 15 1.2 c trng mt ct kt cu - Nh phng ỏn ó chn, cụng trỡnh s dng kột cu bờ tụng ct thộp lp ghộp gm thụng s sau: + ng kớnh trong: d0 = 9600 mm; SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN K 30 45 45 45 H H H H H 400 45 45 9800 45 45 H H 10600 C 400 + Chiu dy kt cu: dk = 400 mm; + ng kớnh ngoi: dn = 10600 mm; d d 9600 400 + = 5000 mm; + Bỏn kớnh tớnh toỏn: r = + k = 2 2 + Chn chiu di tớnh toỏn: b = 1000 mm; b.d 3k 1.0,43 = = 0,005333 m ; + Mụ men quỏn tớnh: I b = 12 12 + Din tớch tit din: F = b.dk = 1.0,4 = 0,4 m2; + Mụ un n hi ca vt liu: Chn bờ tụng lm v hm cp bn B25, cú E = 3.106 T/m2 - Chiu rng t hm ph thuc vo iu kin a cht ca t nn, chiu rng t b cng ln, tc l chiu di mi bc o ln v phự hp vi nn tng i n nh Do trng lng v chiu di ca mi mnh ghộp b khng ch bi sc nõng v tm vi ca mỏy lp nờn chiu rng cũn ph thuc vo ng kớnh ca tit din hm Trờn c s iu kin a cht nn t khu vc tuyn v ng kớnh hm thit k, la chn chiu di mt t thi cụng l b = m, kt hp vi vic s dng kt cu bờtụng ct thộp lp ghộp, ta chia t v hm gm mnh lp ghộp nh Hỡnh 4: Hỡnh 4: Cu to cỏc tm v hm BTCT lp ghộp 1.3 S liu v ti trng 1.3.1 Ti trng thng xuyờn SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN Ti trng thng xuyờn lõu di nh ỏp lc t ỏ (ỏp lc t ỏ thng ng, ỏp lc hụng), tnh ti, trng lng trang thit b khai thỏc, ỏp lc nc ngm, ti trng ca cỏc cụng trỡnh trờn mt t 1.3.1.1 p lc t ỏ a) p lc t ỏ thng ng: Vỡ chiu sõu ca cụng trỡnh chn Z=35 m, nờn cụng trỡnh nm lp t th (sột pha cỏt); th (cỏt ht thụ) v th (si cui ln cỏt thụ) * Kim tra iu kin hỡnh thnh vũm ỏp lc : - Tớnh b rng a1: a1 = a + h k tan 450 tb ữ Trong ú : + 2.a1 _ Chiu rng ca vũm ỏp lc (nu cú) (m); + 2.a _ Khõu thi cụng (m); + hk _ Chiu cao ca kt cu (m); + tb _ Gúc ma sỏt trung bỡnh ca cỏc lp t ỏ phm vi t mt t n nh hm (): h + h + h + h + h tb = 1 H 37.2 + 24.2,5 + 37.8 + 33.12 + 33.10,5 = = 33,50 35 10,6 10,6 33,5 + tan 450 a1 = ữ = 8,15 (m) 2 a1 - Tớnh chiu cao vũm (cú th): h1 = f kp Trong ú : + h1 _ Chiu cao vũm ỏp lc (nu cú) (m); + fkp _ H s kiờn c trung bỡnh ca cỏc lp t ỏ phm vi t mt t n nh hm: 0,6.2 + 0,8.2,5 + 0,9.8 + 0,8.12 + 0,7.10,5 f kp = = 0,78 35 8,15 = 10, 45 (m) h1 = 0,78 f kp = 0,78 < 0,8 - Kim tra iu kin: H = 35 < 5.a1 = 5.8,15 = 40,75 (m) Tớnh toỏn ỏp lc t ỏ thng ng theo cụng thc ỏp lc t ỏ ri rc (Hỡnh 5) SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN hk=10600 H=35000 0,00 2a=10600 Hỡnh 5: S xỏc nh ỏp lc t ỏ thng ng theo ct t ỏ tc - p lc t ỏ thng ng tiờu chun q (T/m ) c tớnh nh phõn b u theo cụng thc: q tc + q mtc q = tc Trong ú: tc + q l tng trng lng cỏc lp t ỏ ti v trớ nh hm (trong phm vi H): q tc = i h i = 2.2 + 1,8.2,5 + 1,8.8 + 1,9.12 + 1,9.10,5 = 65,65 (T/m ) tc + q m l tng trng lng cỏc lp t ỏ ti v trớ mộp hm (trong phm vi H+hk/2): tc q m = i h i = 2.2 + 1,8.2,5 + 1,8.8 + 1,9.12 + 1,9.15 + 1,5.0,8 = 75, (T/m ) q tc + q mtc 65,65 + 75,4 tc = = 70,5 (T/m ) q = 2 tt - p lc t ỏ thng ng tớnh toỏn q (T/m ): q tt = n1.q tc = 1,1.70,5 = 77,55 (T/m ) Trong ú: n1 l h s vt ti i vi ỏp lc t ỏ thng ng tớnh theo ct t ỏ: n1 = 1,1 SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN b) p lc ngang ca t ỏ (ỏp lc hụng): Theo giỏo trỡnh C s thit k cụng trỡnh ngm, nu mi trng l ri rc hoc mụi trng t ỏ cú fkp < thỡ sau o hm, vỏch hm s bin dng vo phớa v t ỏ b phỏ hoi - p lc hụng tiờu chun c tớnh theo cụng thc: ' 31,560 e tcy = ( q tc + i h i ) tan 450 tb ữ = ( 70,5 + i h i ) tan 450 ữ = ( 70,5 + i h i ) 0,31 (T/m ) Trong ú: + i h i l tng trng lng ca cỏc lp t ỏ phm vi t nh hm n im cn tớnh toỏn + 'tb l gúc ma sỏt trung bỡnh ca cỏc lp t ỏ phm vi t hm: h + h + h 33.4,5 + 30.6 + 60.0,1 = = 31,560 hk 10,6 - p lc hụng tớnh toỏn c tớnh theo cụng thc: e tty = n e tcy = 1,2.( 70,5 + i h i ) 0,31 (T/m ) 'tb = Trong ú: n2 l h s vt ti i vi ỏp lc hụng ca t ỏ: n2 = 1,2 tt + Ti nh kt cu: e1 = 1,2.( 70,5 + ) 0,31 = 26, 23 (T/m ) + Ti chõn kt cu: e tt2 = 1,2.( 70,5 + i h i ) 0,31 = 1, ( 70,5 + 1,9.4,5 + 1,5.6 + 2.0,1) 0,31 = 32,83 (T/m ) c) p lc nn (phn lc a tng): Khi ti trng tỏc dng vo v hm s lm phỏt sinh phn lc a tng n ỏy v Phn lc ny s c coi gn ỳng bng ỏp lc t ỏ thng ng 1.3.1.2 Trng lng bn thõn kt cu - Coi tit din l hỡnh ch nht, ta cú cụng thc: g tc = BTCT d k = 2,5.0,4 = (T/m ) - n gin quỏ trỡnh tớnh toỏn v thiờn v an ton ta coi ti trng tớnh toỏn tnh ti phõn b u cú hng t trờn xung vi tr s: g tt = n g tc = 1,1.1 = 1,1 (T/m ) Trong ú: n3 l h s vt ti ca tnh ti i vi kt cu lp ghộp: n3 = 1,1 1.3.1.3 Trng lng ca trang thit b khai thỏc, s dng Trng lng ca cỏc trang thit b khai thỏc cú li cho kt cu lm vic v rt nh so vi ỏp lc ca t ỏ Do vy quỏ trỡnh tớnh toỏn kt cu, thiờn v an ton ta cú th b qua loi ti trng ny 1.3.1.4 p lc nc ngm - p lc nc ngm tỏc dng lờn kt cu c xỏc nh bng v trớ ca cụng trỡnh so vi mt thoỏng ca nc ngm SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 10 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN - Quy tc phõn b nh sau: lc trung ti nỳt th i bng hp lc ca lc phõn b trờn 1/2 chiu di ca on sỏt nỳt i l (i-1, i) v (i, i+1) - Gi ai-1,i l chiu di on (i-1, i) chiu lờn on thng ng , i1,i l gúc ca th (i-1, i) vi phng thng ng Ta d dng thy c : i 1,i = (5,5-i). vi i 2i1,i =(i-5,5). vi i 1 2 Ta cú : a i 1,i = li sin i1,i ; a i1,i = l i sin i1,i ; vi li l chiu di a giỏc xỏc nh theo cụng thc sau: li = 2r sin Trờn hỡnh v ta thy: tg = = 0,39018r e9 e e 2e0 r = h 01 = 2r h 01 e9 e - Gi hi-1,i l khong cỏch t im n tng thng nm ngang i qua trng tõm cỏc cnh ca a giỏc, ta cú : i a i1,i + a i,i+1 a h i,i+1 = h i1,i + = h 01 + a n 1,n + a i1,i+ i,i +1 2 n =1 i a h i1,i = h 01 + a n 1,n + i1,i n =1 õy quy c a 01 = 0; - Gi ei+1 l cng lc phõn b ti im ng vi trung im ca cỏc cnh (i, i+1) a giỏc ta cú : ei+1 = hi,i+1.tg ; - Gi ei-1 l cng lc phõn b ti im ng vi trung im ca cỏc cnh (i-1, i) a giỏc ta cú : ei-1 = hi-1,i.tg ; Cng trung ti nỳt th i l : Qi = h + h i,i +1 ei1 + ei+1 a i1,i + a i.i+1 a i1,i + a i.i+1 = tg. i1.i ữ; 2 2 Thay cỏc giỏ tr hi-1,i v hi,i+1 trờn vo ta cú: a i1,i + a i,i +1 2.e0 r i1 3a + a i,i+1 e9 e0 Qi = + a n 1,n + i1,i ; ữ e e 2.r n =1 Vớ d: tớnh toỏn Q1 a e e0 a +a a e e a Q1 = 01 12 e + 12 ữ = 12 e0 + 12 ữ 2.r 2.r SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 16 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Q1 = GVHD: TS NGHIấM MNH HIN 0,39018.r.sin3,5 0,39018.r.sin3,5 (e9 e0 ) ữ = 0,037698e0 + 0,000362e9 e0 + Cỏc giỏ tr Qi cũn li c tớnh bng sau: im Thanh 1-2 2-3 3-4 Gúc (0) 78,75 56,25 33,75 4-5 11,25 5-6 11,25 6-7 7-8 8-9 33,75 56,25 78,75 ai,i+1(ìr) 0,07612 0,215772 0,324423 0,38268 0,38268 0,322442 0,215772 0,07612 Qi(ìr) 0,037698e0+0,000362e9 0,138298e0+0,008149e9 0,227328e0+0,043269e9 0,241850e0+0,111702e9 0,191342e0+0,191341e9 0,111702e0+0,241851e9 0,043270e0+0,227328e9 0,008149e0+0,138298e9 0,000362e0+0,037698e9 - thng nht quỏ trỡnh tớnh toỏn cỏc giỏ tr ỏp lc hụng trung ti cỏc nỳt ta ly nh sau (n v T/1m) : Q1 = (0,037698e0+0,000362e9).r = 5,004 Q2 = (0,138298e0+0,008149e9).r = 19,475 Q3 = (0,227328e0+0,043269e9).r = 36,917 Q4 = (0,24185e0+0,111702e9).r = 50,055 Q5 = (0,191342e0+0,191341e9).r = 56,503 Q6 = (0,111702e0+0,241851e9).r = 54,35 Q7 = (0,043270e0+0,227328e9).r = 42,991 Q8 = (0,008149e0+0,138298e9).r = 23,77 Q9 = (0,000362e0+0,037698e9).r = 6,236 Vi e0 = 26,23 (T/m2); e9 = 32,83 (T/m2) - Trong trng hp ỏp lc phõn b u vi cng q ta cú : Pi = Vi bi,i +1 = bi1,i + bi,i +1 q li2 a 2i,i +1 Thay s vo ta cú: P1 = 0,382683.q.r = 150,49 P2 = 0,353553.q.r = 139,03 P3 = 0,270598.q.r = 106,41 P4 = 0,146446.q.r = 57,59 P5 = 0,038060.q.r = 14,97 (T/1m) ; (T/1m) ; (T/1m) ; (T/1m) ; (T/1m) SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 17 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN Vi q = 78,65 (T/m2) 2.2.2 Xỏc nh ni lc vũm khp ti trng gõy ra: * Xỏc nh cỏc kớch thc cn thit : x2 = r.sin = 1,9134 m ; y2 = r.(cos - cos2) = 1,0839 m; x3 = r.sin2 = 3,5355 m ; y3 = r.(1 cos2) = 1,4645 m ; P2 y2 y3 Q2 P1 P2 Q2 H H V V x2 x3 Hỡnh 10 H c bn tớnh vũm khp chu ỏp lc ch ng * Xỏc nh cỏc phn lc liờn kt: +Phn lc thng ng V: y = 2V P 2P =0V = P1 150,49 + P2 = + 139,03 = 214,27 (T / 1m) 2 + Lc xụ ngang H: M ph H= = V.x H.y3 P2 x Q (y3 y ) = V.x P2 x Q (y3 y ) y3 214,27.3,5355 139,03.1,9134 19,475 ( 1,4645 1,0839 ) 1,4645 = 330,57 (T/1m) = * Mụmen un: SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 18 TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN M 02 = V.(x x ) H.y = 214,27.(3,5355 1,9134) 330,57.1, 0839 = 10,74 (T.m/1m) * Lc dc : Tỏch nỳt v nỳt ta cú - N10 = (H + Q ).cos0,5 + 0,5P1.sin 0,5 = (330,57 + 19,475).cos11,250 + 0,5.150,49.sin11, 250 = 314,81 (T / 1m) - N 023 = V.sin1,5 + H.cos1,5 = 214,27.sin 33,750 + 330,57.cos33,750 = 393,9 (T / 1m) 2.3 Xỏc nh ni lc phn vnh khp cũn li - t phn lc gi ta H, V vo nỳt ca phn vnh cũn li, cng thờm vo ú ti trng trung P3, Q3 Sau ú xỏc nh ni lc cỏc h c bn v phn lc gi ta bng phng phỏp th t tỏch nỳt - Trong trng hp tng quỏt, xỏc nh ni lc phn vnh khp cũn li ta s dng phng phỏp tỏch nỳt, chiu cỏc lc lờn phng tip tuyn v phỏp tuyn vi bỏn kớnh ti nỳt ú Ta d dng thy c : N 0n,n +1 = N n0 1,n + Pn sin n cos n Qn cos0,5 cos0,5 R 0n = (N 0n 1,n + N 0n,n +1 ).sin 0,5 Pn cos n Q n sin n Trong ú = SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 19 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng V+P GVHD: TS NGHIấM MNH HIN R3 Q3 H P4 R4 N3-4 Q4 P5 N4-5 R n-1 R +Q N5-6 Q6 N6-7 Q7 N7-8 Q8 Pn N n-1,n Rn Qn R7 n N8-9 R6 N n,n+1 R8 R n+1 R9 Hỡnh 11: S xỏc nh ni lc vnh khp di tỏc dng ca ti trng Xột ti cỏc nỳt: * Ti nỳt 3: - N 34 = (P3 + V) sin cos2 (Q3 H) cos0,5 cos0,5 = (106,41 + 214,27) sin 450 cos450 (36,917 330,57) cos11,250 cos11,250 = 442,84 (T/1m) - R 30 = N 304 sin 0,5 - (P3 + V).cos - (Q3 - H).sin = 442,84.sin11,250 - (106,41+214,27).cos450 - (36,917- 330,57).sin450 = 67,19 (T/1m) * Ti nỳt 4: 0 - N 45 = N 34 + P4 sin cos Q4 cos 0,5 cos 0,5 sin 67,50 cos67,50 50,055 = 442,84 + 57,59 = 477,52 (T/1m) cos11,250 cos11,250 - R 04 = ( N 304 + N 045 ) sin 0,5 P4 cos Q sin 0 = ( 442,84 + 477,52 ) sin11, 25 57,59.cos67,5 50,055.sin 67,5 = 111,19 (T/1m) SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 20 TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN * Ti nỳt 5: 0 - N 56 = N 45 + P5 sin cos Q5 cos0,5 cos0,5 sin 900 cos900 56,503 = 477,52 + 14,97 = 492,78 (T/1m) cos11,250 cos11,250 ( ) 0 - R = N 45 + N 56 sin 0,5 P5 cos Q sin = (477,52 + 492,78).sin11,250 14,97.cos900 56,503.sin 900 =132,79 (T/1m) * Ti nỳt 6: - N =N cos(1800 ) Q6 cos0,5 cos67,50 = 492,78 54,35 = 471,61 (T/1m) cos11,250 0 0 - R = ( N56 + N 67 ) sin 0,5 Q sin(180 5) = (492,78+471,61).sin11,250 54,35.sin67,50 = 138,01 (T/1m) * Ti nỳt 7: - N =N ( cos(1800 6) cos450 Q7 = 471, 61 42,991 = 440,7 (T/1m) cos11,250 cos 0,5 ) 0 0 - R = N 67 + N 78 sin 0,5 Q sin(180 6) = (471, 60 + 440, 7).sin11, 250 42,991.sin 450 = 147,67 (T/1m) * Ti nỳt 8: - N 89 =N cos(1800 7) Q8 cos 0,5 cos22,50 = 440,7 23,77 = 418,37 (T/1m) cos11,250 0 0 - R = ( N 78 + N 89 ) sin 0,5 Q8 sin(180 ) = (440,7 + 418,37).sin11,250 23,77.sin 22,50 = 158,52 (T/1m) * Ti nỳt 9: R 90 = 2N 809 sin 0,5 = 2.418,37.sin11,250 = 163,24 (T/1m) SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 21 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN 2.4 Xỏc nh ni la h c bn mụmen n v t ti cỏc nỳt - Xột trng hp tng quỏt mụmen n v M i = t ti nỳt i Mụmen n v Mi = t ti nỳt i s gõy cỏc (i-1, i) v (i, i+1) lc ct cú giỏ tr bng 1/li (trong ú li l chiu di cnh a giỏc) v Mi = ch gõy ni lc bờn cnh - xỏc nh lc dc v cỏc phn lc ti gi ta n hi ta dựng phng phỏp tỏch nỳt, ln lt chiu lờn cỏc phng phỏp tip tuyn v phỏp tuyn vi bỏn kớnh ti cỏc nỳt ta d dng tỡm c : 1 i N i1,i = N i,i +1 = 2r cos i i R i1 = R i +1 = = 509796 r i 2,613126 2cos 4,828427 = ; Ri = = r sin r r sin r i-1 r R ii-1 N ii-1 M i =1 N ii+1 i R ii i+1 R ii+1 Hỡnh 12 S xỏc nh ni lc Mi =1 t ti cỏc gi 4,6,8 * Xột M4 =1 t ti nỳt : 0,509796 0,509796 = = 0,102 r 4 2,613126 4,828427 R3 = R5 = = 0,523 ; R = = 0,966 5 * Xột M6 =1 t ti nỳt : 6 0,509796 0,509796 N = N = = = 0,102 r 4 N 34 = N 45 = SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 22 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN 2,613126 4,828427 = 0,523 ; R = = 0,966 5 * Xột M8 =1 t ti nỳt : 8 0,509796 0,509796 N 78 = N89 = = = 0,102 r 6 R5 = R7 = 2,613126 4,828427 = 0,523 ; R = = 0,966 5 2.5 Xỏc nh cỏc h s ca phng trỡnh chớnh tc - Nhõn biu ni lc theo phng phỏp ca Vờrờsaghin Ta cú : E = 3.106 (T/m2) ; F = 0,4 (m2) ; I = 5,333.10-3 (m4 ) ; r = (m); * K = K.li.b = 10 0,39018.5.1 = 19,51.103 (T/m) EI = 16.103 (T.m2) Vi b l chiu di tớnh toỏn ly b = 1m, li = 0,39018r, K=10000 (T/m3) - Theo nguyờn lý chuyn dch kh d : tk = kt, ta cú: 2 1 M4 + N4 + * R + 44 = 88 = EI EF K 1 M M6 + N4 N6 + * R R + 46 = 64 = EI EF K + 48 = 84 = 8 R7 = R9 = ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) 1 M6 + N6 EI EF + 68 = 86 = 46 + 66 = + ( ) R6 K* ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 M 04 ) M + N 04 ) N + * ( R 04 ) R ( ( EI EF K 4 4 2 = N 304 N 34 + N 045 N 45 + * 2R 30 R + R 04 R + R 50 R EF K 1 + 6p = ( M 60 ) M + ( N 60 ) N + * ( R 60 ) R EI EF K 4 6 2 = N 506 N 56 + N 067 N 67 + * R 50 R + R 06 R + R 07 R EF K 1 + 8p = ( M 80 ) M + ( N80 ) N + * ( R 80 ) R EI EF K + 4p = ( ( ( ) ) ) ( ( ) ( ) ) ( ) ( 8 8 N 07 N89 + N 70 N89 + * 2.R 70 R + 2.R 80 R + R 90 R EF K - Thay s vo cỏc cụng thc chuyn v trờn ta cú: = ) 44 = 88 = 0.0002344 SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 23 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN 46 = 68 = 86 = 64 = 0,000014 66 = 0.0002344 4p = 0,000006075 6p = 0.0008418 8p = 0,006245 - Thay cỏc h s vo h phng trỡnh chớnh tc ta nhn c h phng trỡnh sau: 23,442.M + 1,4.M + 0.M = 0,6075 1,4.M + 23,442.M + 1,4.M = 84,18 0.M + 1,4.M + 23,442.M = 62,45 Gii h phng trỡnh trờn ta c: M4 = 0,23 ; M6 = -3,46 ; M8 = -2,46 0,23 M i = 3,46 (T.m/1m) 2,46 2.6 Xỏc nh cỏc giỏ tr ni lc M i = M + M i M k N i = N + N i N k R i = R + R i M k * Cỏc giỏ tr mụ men (n v T.m/1m): M2 = -10,74 ; M4 = 0,23 ; M6 = -3,46 ; M8 = -2,46 M1 = M3 = M4 = M7 = M9 = * Cỏc giỏ tr lc dc: N102 Thanh 1-2 314,81 Thanh 2-3 N 023 393,9 Ni 0 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi 0 Ni 0 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi 0 N 314,81 N 393,9 SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 24 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Thanh N 304 3-4 442,84 Thanh 4-5 N 045 477,52 Thanh N 506 5-6 492,78 Thanh 6-7 Thanh 7-8 N 067 471,61 N 078 440,7 N809 Thanh 8-9 418,37 GVHD: TS NGHIấM MNH HIN Ni -0,102 0 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi N -0,023 442,82 Ni -0,102 0 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi -0,023 0 Ni -0,102 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi 0,353 Ni -0,102 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi 0,353 Ni 0 -0,102 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi 0 0,251 Ni 0 -0,102 Mi 0,23 -3,46 -2,46 Ni.Mi 0 0,251 N 477,5 N 493,13 N 471,96 N 440,95 N 418,62 * Bng tng hp cỏc giỏ tr lc dc (n v T/1m): N1-2 314,81 N2-3 393,9 N3-4 442,82 N4-5 477,5 N5-6 493,13 N6-7 471,96 N7-8 440,95 N8-9 418,62 * Cỏc giỏ tr phn lc ti gi: Tớnh toỏn tng t nh lc dc ta cú: SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 25 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN R = R 03 + R 43 M = 67,19 0,523.0,23 = 67,07 R = R + R 4 M = 111,19 + 0,966.0,23 = 111,41 R = R 05 + R 45 M + R 65 M = 132,79 0,523.0,23 + 0,523.3,46 = 134,48 R = R + R 6 M = 138,01 0,966.3,46 = 134,67 R = R + R M + R 87 M8 = 147,67 + 0,523.3,46 + 0,523.2,46 = 150,77 R = R 08 + R 88 M8 = 158,52 0,966.2,46 = 156,14 R = R 09 + R 89 M8 = 163,24 + 0,523.2,46 = 164,53 * Bng tng hp cỏc giỏ tr phn lc gi (n v T/1m): R3 67,07 R4 111,41 R5 134,48 R6 134,67 R7 150,77 R8 156,14 R9 164,53 * i phn lc n hi ti gi thnh cng khỏng n hi sau v hm (n v T/m2): R 67, 07 tb,3 = = =34,38 l 1,951 R 111, 41 tb,4 = = =57,10 l 1,951 R 134, 48 tb,5 = = = 68,93 l 1,951 R 134, 67 tb,6 = = = 69, 03 l 1,951 R 150, 77 tb,7 = = = 77, 28 l 1,951 R 156,14 tb,8 = = =80, 03 l 1,951 R 164,53 tb,9 = = =84,33 l 1,951 * Bng tng hp cỏc giỏ tr lc ct (n v T/1m): Q1-2 - 5,5 Q2-3 5,5 Q3-4 0,12 Q4-5 -0,12 Q5-6 -1,77 Q6-7 1,77 Q7-8 -1,26 Q8-9 1,26 Kim tra ni lc ti cỏc tit din theo quy phm SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 26 TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN 3.1 Kim tra ni lc ti mt ct theo quy phm: Mx * Khong lch tõm: ex = Nx * Khong cỏch t lc n mộp tit din ớt chu ng sut hn: e = e x + dk * Nu ex 0,225.dk = 0,225.0,4 = 0,09 (m) thỡ kim tra theo cụng thc : 0,5.m..[ R ] b.d k n.N = N th e * Nu ex 0,225.dk = 0,09 (m) thỡ kim tra theo cụng thc : m..[ R ] b.d k n.N 1,8 = N th 6.e ữ dk Trong ú : + n l h s vt ti n = 1,3; + [ R ] l gii hn bn, vi bờtụng B25 cú [ R ] = 50 (KG/cm2); + m l h s iu kin lm vic, m=0,9; + b l chiu rng tớnh toỏn, b=100 cm; + dk l chiu dy kt cu, dk = 0,4 (m) ; + l h s bin dng, vi vũm = Quỏ trỡnh kim tra cỏc tit din c th hin bng sau: im 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 M (T.m) N (T) ex e iu kin 314,81 0,2 ex 0,09 -10,74 393,9 -0,0273 0,173 ex 0,09 442,82 0,2 ex 0,09 -0,2 477,5 -0,0004 0,199 ex 0,09 493,13 0,2 ex 0,09 0,20 3,8 471,96 0,0081 ex 0,09 440,95 0,2 ex 0,09 -2,9 418,62 -0,0069 0,193 ex 0,09 n.N 409,25 512,07 575,67 620,75 641,07 Nth 1800 2084 1800 1804 1800 KLun TM TM TM TM TM 613,55 1730 TM 573,24 544,21 1800 1865 TM TM 3.2 Tớnh toỏn, kim tra iu kin mi ni gia cỏc mnh v hm lp ghộp: - Nu ni lc ti cỏc mi ni gia cỏc mnh v hm lp ghộp tha iu kin : Qi f i N i thỡ khụng cn phi cu to chng trt cho mi ni Trong ú : SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 27 Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng GVHD: TS NGHIấM MNH HIN + Qi, Ni tng ng l lc ct v lc dc ti cỏc mi ni; + fi l h s ma sỏt gia bờtụng vi bờtụng ti mi ni ly fi = 0,25 Trong bi toỏn ny ta cn kim tra mi ni : ti tit din 1,3,5,7: * Ti tit din s cú : Q1 = 5,5 (T) < f.N = 0,25.314,81 = 78,7 (T) Tha * Ti tit din s cú : Q3 = 0,12 (T) < f.N = 0,25.442,82 = 110,7 (T) Tha * Ti tit din s cú : Q5 = 1,77 (T) < f.N = 0,25.493,13 = 123,3 (T) Tha * Ti tit din s cú : Q7 = 1,26 (T) < f.N = 0,25.440,95 = 110,2 (T) Tha Nh vy ti cỏc mi ni u tha iu kin trờn nờn khụng cn phi cu to chng trt cho cỏc mi ni 3.3 Kim tra iu kin chu ộp mt ti cỏc mi ni: N à.R em Fem Trong ú : + N l lc dc tớnh toỏn tit din xột; + l h s ly bng ng sut trờn tit din phõn b u trờn ộp mt v bng 0,75 phõn b khụng u Trong trng hp ny ng sut phõn b u nờn ly =1; + Fem l din tớch ộp mt Fem = dk.b = 0,4.1 = 0,4 m2; + Rem l cng ca bờtụng chu ộp mt : R em = R n F 0,32 = 14500 = 13461 (KN / m ) Fem 0,4 + F l din tớch tớnh toỏn ca tit din (ly theo tiờu chun ca Nga): F = 2.d 2k = 2.0,4 = 0,32 m + Trong ú dk l chiu dy ca kt cu chu ộp mt ( õy dk c tớnh l chiu dy cung trũn ti mi ni) Vy [ N ] = 1.13461.0, = 5384 (kN) = 538, (T) Ta cú lc dc ln nht cỏc mi ni l: N = 493,13 (T) < [ N ] = 538, (T) Tha iu kin chu ộp mt ti cỏc mi ni, vy mi ni kh nng chu ộp mt nờn ta khụng phi tớnh toỏn cỏc mi ni Tớnh toỏn v b trớ ct thộp SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 28 TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN Tra bng cỏc tham s ca vt liu ta c: - Bờ tụng cú cp bn chu nộn B25 : Rb = 14,5 (MPa) ; Rbt = 1,05 (MPa) ; Eb = 30.103 (MPa) - Ct thộp dc s dng loi CII : Rs = 280 (MPa) ; Rsc = 280 (MPa) - Ct thộp s dng loi CI : Rsw = 175 (MPa) ; Es = 21.104 (MPa) - Cỏc h s: b2= ; b3= 0,6 ; b4= 1,5 ; = 0,01 R = 0,417 R = 2. R = 0,593 àmax = R Rb 14,5 100% = 0,593 .100% = 3,1 % Rs 280 4.1 Tớnh toỏn ct thộp dc chu mụmen: - Ct thộp c b trớ i xng, ta tớnh toỏn v b trớ theo giỏ tr mụmen ln nht v hm l Mmax = 10,74 (T.m) = 107,4 (kN.m) - Gi thit a = cm ho = h - a = 40 - = 35 cm = 350 mm M 107,4.106 = = 0,06 < R = 0,417 - T ú ta tớnh c: m = R b b.h 02 14,5.1000.350 tho iu kin hn ch - T m = 0,06 = 2. m = 2.0,06 = 0,062 - Din tớch ct thộp c tớnh theo cụng thc: .R b b.h o 0,062.14,5.1000.360 = = 1156 (mm ) As = Rs 280 Chn 518 cú As = 1271 (mm2) - Kim tra hm lng ct thộp: àmin = 0,1% = As 1271 100% = 100% = 0,35% àmax = 3,1% b.h o 1000.360 Hm lng ct thộp hp lý 4.2 Tớnh toỏn ct thộp chu lc ct: - Ta cú: Qmax = 5,5 (T) = 55 (kN) - Chn ng kớnh ct 8, dng nhỏnh trờn b rng b=1m, khong cỏch s =200 mm (chn theo cu to) - Kim tra iu kin hn ch: E s A sw 21.10 50, 2.5 w1 = + = + = 1,044 E b b.s 30.103 1000.200 b1 = .R b = 0,01.14,5 = 0,855 0,3. w1.b1.R b b.h o = 0,3.1,044.0,855.14,5.1000.350 = 1359.103 (N) SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 29 TRNG H KIN TRC H NI Khoa: Xõy Dng Đồ án T.K CTN t.c BằNG P.P ĐàO ngầm GVHD: TS NGHIấM MNH HIN Qmax = 55.103 (N) < 0,3.w1.b1.Rb.b.ho = 1359.103 (N) V hm khụng b phỏ hoi ng sut nộn chớnh - Kim tra iu kin tớnh toỏn: Q b = 0,75.R bt b.h = 0,75.1,05.1000.350 = 275625 (N) Qmax = 55.103 (N) < Qb = 275,6.103 (N) Bờ tụng kh nng chu ct, ct t theo cu to: Chn 8s200 4.3 B trớ ct thộp phõn b dc dm: - Ct thộp phõn b dc hm thng dựng loi = ữ 12 mm, b trớ gión cỏch 20 ữ 30 cm, t c mộp v mộp ngoi v b trớ nm phớa ct chu lc v buc cht vi - Trờn c s ú, b trớ ct thộp dc hm s dng thộp 10, b trớ khong cỏch gia cỏc ct thộp l 200 mm (cựng khong cỏch bc ai) SVTH: TRN VN TON _ LP 11XN Trang 30 ... LA CHN V THIT K KIN TRC La chn phng ỏn t tuyn - Da trờn thụng s k thut ca on tu nh chiu cao on tu l 3,8m; chiu rng l 2,8 m; chiu cao sn l 0,9 m v iu kin thi cụng ụ th - Do iu kin a cht v a cht... phng phỏp thi cụng - Do iu kin thi cụng bt buc phi s dng phng phỏp o kớn - Vi hm Metro t sõu thỡ dng hỡnh trũn l ph bin nht Dng ny tha tt nht iu kin lm vic ca v ng hm iu kin t yu, khụng n nh, d... cụng trỡnh c th hin Hỡnh iu kin a cht thy - H Ni cú sụng Hng chy qua, rng khong 1ữ1,5 km Mc nc cao nht ghi nhn c l +14,3m v mc nc thp nht l +17,3 m Mc nc trung bỡnh dao ng t +1,28 khụ v +10,18