3.2 Xem xét các dạng thức công trình cầu đô thị trong điều kiện thành phố
3.2.5 Đề xuất việc giới hạn một số loại hình kết cấu cần đi sâu nghiên cứu thêm để áp dụng trong điều kiện đô thị Việt Nam
Tổng diện tích tự nhiên của n-ớc ta là 33.104.218 ha, xếp thứ 60 trên 160 n-ớc đ-ợc thống kê trên thế giới và xếp thứ 4 trong khu vực Đông Nam á. Dân số n-ớc ta tính đến ngày 01/7/2003 là 80,782 triệu dân, xếp thứ 13 trên thế giới và xếp thứ 2 trong khu vực Đông Nam á. Nh- vậy, diện tích đất đai trung bình cho mỗi ng-ời dân n-ớc ta là 0,41 ha/ng-ời, so với mức trung bình của thế giới là 0,46 á 0,73 ha/ng-ời, xếp thứ 135 trên thế giới và xếp thứ 9 trong khu vực Đông Nam á. Diện tích đất dùng cho giao thông vận tải chiếm khoảng 1,1% tổng diện tích tự nhiên của n-ớc ta (tỷ lệ này ở khu vực đô thị khoảng 6 á 15%), trong đó giao thông đ-ờng bộ chiếm hơn 90% diện tích đất giao thông.
Những con số khái quát trên cho thấy n-ớc ta “đất chật, ng-ời đông”, vì
vậy phải hết sức quan tâm giải quyết mối quan hệ giữa việc tăng thêm diện tích đất
để phát triển giao thông với việc đảm bảo diện tích đất cho sinh hoạt của ng-ời dân, cho phát triển kinh tế, không thể chỉ biết đầu t- ào ạt để mở rộng cầu, đ-ờng, áp dụng quy định một cách máy móc mà không cân nhắc đến từng m2 diện tích đất chiếm dụng thêm. Đối với các công trình cầu đô thị, nh- đã phân tích ở phần tr-ớc, do điều kiện giới hạn về mặt bằng xây dựng nên có tr-ờng hợp chỉ có thể bố trí lề ng-ời đi trên cầu đối với phần cầu v-ợt sông, kênh, dẫn đến sự giảm yếu về tính thống nhất, xuyên suốt của mặt cắt ngang đoạn tuyến qua cầu. Trong tr-ờng hợp sử dụng kết cấu đi d-ới và đi giữa (sau đây sẽ chỉ nêu tắt là “đi d-ới”) cũng xảy ra tr-ờng hợp t-ơng tự về bản chất. Do các công trình cầu với kết cấu đi d-ới thông th-ờng đ-ợc bố trí kết cấu chịu lực v-ợt nhịp chính trong 2 “mặt phẳng” (giàn, vòm, hệ dây...), đặt trong phạm vi của lề ng-ời đi trên cầu. Chiều rộng chiếm dụng của mỗi “mặt phẳng” này (kể cả khoảng cách ly với phần xe chạy để bảo vệ kết cấu) th-ờng từ 1,0 á 1,5m. Nh- vậy, trong tr-ờng hợp xem nh- chiều rộng phần xe chạy thống nhất trên toàn cầu (và các phần đ-ờng dốc lên xuống 2 đầu cầu), sẽ xảy ra 2 tr-ờng hợp sau đây:
- Nếu tổng chiều rộng cầu bố trí thống nhất trên toàn bộ phạm vi đoạn giới hạn giữa 2 chân dốc cầu (nghĩa là chiều rộng lề ng-ời đi bố trí thống nhất trên toàn bộ phạm vi này) thì nhìn chung bình diện tuyến và cảm nhận về cảnh quan
đoạn tuyến qua cầu sẽ “đều đặn” hơn. Tuy nhiên, tr-ờng hợp này sẽ làm chiếm dụng thêm nhiều diện tích đất đô thị vì chiều dài phần cầu dẫn (th-ờng sử dụng sơ đồ kết cấu đi trên các nhịp dầm) và đ-ờng dẫn là khá lớn so với chiều dài nhịp chính.
- Nếu tổng chiều rộng cầu không bố trí thống nhất trên toàn bộ phạm vi đoạn giới hạn giữa 2 chân dốc cầu (nghĩa là chiều rộng lề ng-ời đi trên phần cầu dẫn và đ-ờng dẫn chỉ bằng chiều rộng lề ng-ời đi trên phần cầu chính trừ đi chiều rộng chiếm dụng của “mặt phẳng” chịu lực của kết cấu đi d-ới) thì có thể giảm đ-ợc diện tích chiếm dụng đất đô thị. Tuy nhiên, bình diện tuyến và cảm nhận về cảnh quan đoạn tuyến qua cầu sẽ kém “đều đặn” hơn nhiều so với tr-ờng hợp trên.
Do vậy, chỉ nên xem xét việc sử dụng kết cấu đi trên đối với các công trình cầu đô thị, đặc biệt các cầu đ-ợc xây dựng thêm trong các khu đã có mật độ xây dựng cao, khi có thể bố trí chỉ một mặt kết cấu chịu lực ở giữa tim dọc cầu. Khi
đó, có thể lợi dụng kết cấu này làm dải phân cách giữa 2 chiều xe chạy (nh-ng phải
đảm bảo khoảng cách ly bảo vệ kết cấu) vừa không che khuất tầm nhìn ra sông rạch.
Tuy nhiên, l-u ý trong tr-ờng hợp này hệ mặt cầu phải có chiều cao lớn, đủ độ cứng
chống xoắn để chịu tác động của hoạt tải đặt lệch tâm. Điều này sẽ làm tăng thêm chiều dài của các phần cầu dẫn, đ-ờng dẫn, làm tăng giá thành chung của cả công trình. Ngoài ra, đối với các cầu rộng, nhiều làn xe (sẽ phân tích thêm ở phần ngay d-ới đây) thì ph-ơng án bố trí một “mặt phẳng” kết cấu chịu lực có thể không thực hiện đ-ợc, đặc biệt đối với những cầu có yêu cầu v-ợt khẩu độ lớn cho nhịp chính.
Các hình ảnh d-ới đây minh họa cho 2 tr-ờng hợp sử dụng kết cấu đi d-ới cho các công trình cầu: loại 2 mặt phẳng chịu lực và loại 1 mặt phẳng chịu lực.
H3.17 Các cầu với kết cấu đi d-ới bố trí trong 2 mặt phẳng bên
Cầu Gdynia (Gdansk, Ba Lan) Cầu Shinhamadera (Osaka, Nhật Bản) H3.18 Các cầu với kết cấu đi dưới bố trí trong 1 mặt phẳng giữa
Cầu Kisogawa (Nagoya, Nhật Bản) Mô hình cầu Oporto (Bồ Đào Nha) Hiện nay, việc thiết kế các công trình giao thông đô thị phải tuân thủ theo “Quy phạm kỹ thuật thiết kế đ-ờng phố, đ-ờng, quảng tr-ờng đô thị” 20 TCN 104 - 83. Đây là một tài liệu pháp lý rất quan trọng pháp lý rất quan trọng đ-ợc áp dụng để thiết kế mới, thiết kế cải tạo các đ-ờng phố, đ-ờng, quảng tr-ờng trong các
đô thị, đồng thời trong tài liệu này cũng xác định các yêu cầu và chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể để thiết kế chi tiết các tuyến đ-ờng phố, đ-ờng, quảng tr-ờng trong các đồ án đô
thị. Trong hơn 20 năm qua, quy phạm 20 TCN 104 - 83 đã có sự đóng góp đáng kể vào quá trình xây dựng và phát triển đô thị ở n-ớc ta.
Theo quy phạm 20 TCN 104 - 83, có một số quy định liên quan sau đây cần đ-ợc quan tâm:
Chiều rộng phần xe chạy của đường phố, đường trong đô thị
Chiều rộng Số làn xe 2 chiều Dải ngăn cách Cấp, loại đường phố,
đường đô thị 1 làn xe
(m) Tèi
thiểu Kể cả
dự trữ phần xe chạy với bó vỉa (m)
§-êng cao tèc
Đ-ờng phố cấp đô thị:
§-êng phè chÝnh cÊp I §-êng phè chÝnh cÊp II
§-êng cÊp khu vùc:
§-êng phè khu vùc Đ-ờng xe tải
§-êng néi bé:
Đ-ờng phố khu nhà ở
Đ-ờng công nghiệp, kho tàng
3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75
6 6 4 4 2 2 2
8 8 6 6 4 4 4
1,00 0,75 0,50
Ngoài ra, trên địa bàn các đô thị n-ớc ta trong t-ơng lai sẽ còn có các
đ-ờng cao tốc tuân thủ theo TCVN 5729 : 1993 “Đ-ờng ô tô cao tốc - Tiêu chuẩn thiết kế”. Nh- vậy có thể thấy, phần lớn các đ-ờng phố (tức là phố) và đ-ờng trong đô thị nói chung đều có chiều rộng khá lớn, với số làn xe 2 chiều th-ờng từ 4 làn trở lên.
Những đ-ờng phố chính th-ờng còn có thêm các đ-ờng phố gom song hành 2 bên (kiểu nh- các đ-ờng Điện Biên Phủ hay Nguyễn Hữu Cảnh ở thành phố Hồ Chí Minh) để tách rời chức năng tiếp cận ra khỏi chức năng cơ động của các trục đ-ờng này, đảm bảo điều kiện l-u thông an toàn cho các luồng xe tốc độ cao trên phần
đ-ờng chính. Do đó, chiều rộng của những đ-ờng này có khi v-ợt trên 100m (Có thể tham khảo mặt cắt ngang quy hoạch của Xa lộ Hà Nội, đại lộ Đông - Tây, đại lộ Nguyễn Văn Linh, đ-ờng cao tốc Sài Gòn - Long Thành - Dầu Giây ở thành phố Hồ Chí Minh để thấy rõ điều này). Các công trình cầu đô thị, là một phần của những tuyến đ-ờng đô thị, tất nhiên sẽ có chiều rộng t-ơng ứng với phần tuyến, vì vậy phải xây dựng thành nhiều cầu độc lập song song nhau. Trong tr-ờng hợp sử dụng sơ đồ kết cấu đi d-ới, ở góc nhìn từ các đ-ờng ven sông, kênh lên cầu sẽ thấy nhiều đ-ờng nét giao cắt nhau lộn xộn tạo thành những mảng rối mắt, làm hạn chế nhiều đến vẻ mỹ quan của công trình. Trong tr-ờng hợp này, nhiều khả năng phải sử dụng sơ đồ kết cấu đi trên để khắc phục đ-ợc những mặt hạn chế này.
Cũng có thể tham khảo thêm ở “Quy hoạch xây dựng đô thị - Tiêu chuẩn thiết kế” TCVN 4449 : 1987 để thấy rõ thêm về chiều rộng của các đ-ờng đô
thị:
Chiều rộng tối thiểu của đường phố, đường trong đô thị
Cấp đường đô thị Chiều rộng đường (m)
§-êng phè chÝnh cÊp I
§-êng phè chÝnh cÊp II
§-êng khu vùc
Đ-ờng khu nhà ở:
a) Hai bên xây dựng cao tầng
b) Hai bên xây dựng thấp tầng, có cống thoát n-ớc kín
75 40 30 20 15
Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay cũng đang gặp phải nhiều khó khăn trong việc thu hồi đất để đầu t- xây dựng các công trình giao thông, do khả năng thu hồi đất ở Thành phố vừa bị chi phối bởi các quy luật tự nhiên (đất chật, ng-ời đông, mật độ xây dựng cao) vừa bị cho phối bởi các quy luật kinh tế - xã hội (giá đất cao, ch-a có đủ chỗ bố trí tái định c- cho ng-ời dân, tái sản xuất cho các doanh nghiệp bị ảnh h-ởng). Do đó, các công trình giao thông th-ờng chỉ đ-ợc áp dụng theo các chỉ tiêu tối thiểu quy định trong quy phạm 20 TCN 104 - 83. Lấy ví dụ ở dự án đầu t- xây dựng đ-ờng vành đai 2 Thành phố, đoạn từ cầu Phú Mỹ đến nút giao thông Trạm Hai (giao giữa đ-ờng Xuyên á với Xa lộ Hà Nội), đây là một trong những dự
án giao thông trọng điểm của Thành phố đang đ-ợc ráo riết triển khai để có thể xây dựng và hoàn thành giai đoạn 1, đ-a vào khai thác tr-ớc năm 2009 nhằm đảm bảo các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của Thành phố. Mặt cắt ngang đ-ờng (đ-ờng phè chÝnh cÊp I) bè trÝ nh- sau:
+ Phần đ-ờng chính (4 làn xe mỗi chiều) : 2x4x3,75 = 30,00m + Dải phân cách giữa 2 chiều đ-ờng chính : 3,00m + Phần đ-ờng gom 2 bên (2 làn xe mỗi chiều) : 2x2x3,75 = 15,00m + Dải phân cách 2 bên đ-ờng chính : 2x1,50 = 3,00m + Vỉa hè 2 bên đ-ờng (sát phần đ-ờng gom) : 2x6,00m = 12,00m
Tổng cộng : 63,00m
Nh- vậy, các dải phân cách trên đ-ờng đều đã đ-ợc thu hẹp đến mức tối thiểu. Ngoài ra, các cầu lớn trên tuyến (cầu v-ợt rạch Chiếc, v-ợt rạch Bà Cua), là những công trình thuộc diện phải thi tuyển thiết kế kiến trúc (theo quy định của Nghị định số 16/2005/NĐ-CP ngày 07/02/2005 của Chính phủ về quản lý dự án đầu t- xây dựng công trình và Thông t- số 05/2005/TT-BXD ngày 12/4/2005 của Bộ Xây dựng h-ớng dẫn thi tuyển thiết kế kiến trúc công trình xây dựng) sẽ rất khó khăn để bố trí theo sơ đồ kết cấu đi d-ới (cầu dây văng 2 mặt phẳng dây, cầu 2 vòm thép ống...) vì cần phải xây dựng từ 3 á 4 cầu song song nhau theo các phần đ-ờng chính, đ-ờng gom trên mặt cắt ngang hoàn chỉnh của toàn tuyến. Tr-ờng hợp này, trong điều kiện trình độ công nghệ và khả năng vốn đầu t- trong n-ớc hiện nay, lại buộc phải quay về với các kết cấu đi trên: cầu dầm với các nhịp giản đơn và nhịp liên tục bằng BTCTDƯL. ở ch-ơng sau sẽ phân tích kỹ hơn về các loại kết cấu này, và một số giải pháp cần thiết để nâng cao chất l-ợng mỹ quan cho công trình.
ắắắắắắắắắắ
kết luận chương 3
Trong ch-ơng này, có thể tóm tắt một số vấn đề chủ yếu sau đây:
1. Thiết kế cầu đô thị, để đảm bảo yếu tố mỹ quan, cần đ-ợc bắt đầu từ khâu phân tích cảnh quan, sau đó mới đến kiểu dáng kiến trúc, cuối cùng mới đến các vấn đề về vật liệu xây dựng và ph-ơng pháp thi công. Các không gian cảnh quan chung quanh công trình cầu là không gian mặt n-ớc, không gian xanh, quần thể kiến trúc đô thị đều có những vai trò quan trọng khác nhau trong việc nâng cao chất l-ợng cuộc sống đô thị, trong đó có cả những vấn đề về thẩm mỹ đô thị.
2. Kiến trúc đẹp là dựa trên cấu trúc đẹp của kết cấu. Kết cấu công trình phụ thuộc vào trình độ phát triển của khoa học công nghệ, và cũng phản ánh cả
những giá trị của từng giai đoạn lịch sử. Cũng tùy thuộc vào chức năng của từng khu
vực đô thị mà kiểu dáng kiến trúc của công trình cầu có thể biểu đạt những ý nghĩa khác nhau. Với sự phát triển của các khu đô thị mới, phải hết sức quan tâm đến đặc
điểm tự nhiên (địa hình, sinh thái...) của từng khu vực khi bố trí chung công trình cầu, đảm bảo sự hài hòa của công trình với cảnh quan, phát huy bản sắc đô thị.
3. Trong điều kiện thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, và những đô thị khác trong n-ớc nói chung, cần l-u ý các vấn đề sau đây:
- 2 bên phần cầu trên bờ và phần đ-ờng dốc đầu cầu phải bố trí đủ hành lang an toàn công trình theo đúng quy định, hành lang này kết hợp làm đ-ờng gom
để kết nối liên thông giữa đ-ờng ven sông, kênh với đoạn tuyến trên cầu.
- Trong điều kiện cầu đô thị nh- ở Việt Nam thì yếu tố ảnh h-ởng lớn nhất th-ờng là tĩnh không của các đ-ờng ven sông, kênh. Do đó, phải căn cứ vào chức năng giao thông của các tuyến trong mạng l-ới đ-ờng khu vực để lựa chọn tĩnh không này cho phù hợp, không làm ảnh h-ởng quá lớn đến quy mô công trình.
- Yếu tố ảnh h-ởng sâu sắc đến dáng vẻ kiến trúc công trình cầu đô thị, theo cảm nhận vẫn là các dạng thức kết cấu cong cong, uốn l-ợn nh- các cầu vòm, cầu giàn biên vành l-ợc, cầu treo dây võng... Tuy nhiên, khi không có yêu cầu cao về hình t-ợng kiến trúc của công trình, và do khả năng đầu t- hạn chế thì vẫn có thể sử dụng các loại kết cấu điển hình nếu có đ-ợc các giải pháp trang trí thích hợp.
- Trong điều kiện mặt bằng đô thị chật hẹp, phải hạn chế diện tích chiếm dụng đất thì các cầu với kết cấu đi d-ới hoặc đi giữa, bố trí trên các trục
đ-ờng có mặt cắt ngang lớn là khó thích hợp, và trong nhiều tr-ờng hợp còn làm ảnh h-ởng đến cảm nhận mỹ quan do sự rối mắt. Vì vậy, cần thiết tập trung nghiên cứu nhiều hơn về các loại hình kết cấu đi trên để giải quyết những hạn chế này.
óóó
Ch-ơng 4:
Phân tích các yếu tố về kết cấu của các cầu đô thị và một số yếu tố bổ trợ khác để nâng cao
chất lượng mỹ thuật cho công trình
óóó