Đồ án Tổng hợp thiết kế ga đường tàu điện ngầm

ĐỀ BÀI: Thiết kế giải pháp kiến trúc cho công trình ga tàu điện ngầm với các tiêu chí sau: Giải pháp kết cấu: Ga cột. Kết cấu bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Sơ đồ chuyển tàu: Từ trên xuống. Dòng hành khách: 70000 người/h. LỰA CHỌN ĐỒ ÁN: Lựa chón tuyến metro: Bến Thành – Suối Tiên ( Tp Hồ Chí Minh) Lựa chọn ga: Ga trung gian Nhà Hát Thành Phố. Phương án lựa chọn: Nhà ga hai tầng có hai đường tàu chạy cùng mức. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TUYẾN METRO 1.1 - QUY MÔ DỰ ÁN TUYẾN METRO. Lộ trình tuyến Hình 1 Bình đồ dọc tuyến. Theo thiết kế tuyến Metro Bến Thành - Suối Tiên dài 19,7 km sẽ đi qua các quận: Bình thạnh. Thủ đức và một số phần cuối tuyến nằm trên địa phận tỉnh Bình Dương. Trong đó đoạn ngầm dài 2,6 m gồm ba ga ngầm là: Bến thành, Nhà Hát thành phố, nhà máy ba son, sẽ bắt nguồn từ chợ Bến Thành vòng qua đường Quách Thị Trang, chạy ngầm theo đường lê lợi, Nhà Hát thành phố, rồi chạy dọc đường Nguyễn Siêu đến nhà máy đóng tàu Ba Son thì chuyển lên cao. Phần đường trên cao này sẽ vượt đoạn Nguyễn Hữu Cảnh, đi theo rạch Văn Thánh, vượt tiếp đường Điện Biên Phủ, sông Sài Gòn tại nhà hàng Tân Cảng, đi theo hành lang Xa lộ Hà Nội rồi rẽ vào Khu depot (trạm bảo hành, sửa chữa kỹ thuật) Long Bình. Chiều dài đoạn trên cao là 17,1 km, gồm 11 ga. Khu depot có tổng diện tích 20.560 m2, cùng hệ thống thiết bị tín hiệu, hệ thống chiếu sáng hiện đại. 1.2 - CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG METRO 1.2.1. Khổ đường: đường sắt khổ 1435 1.2.2. Tốc độ: + Tốc độ tối đa là 80km/h + Vận tốc thương mại đạt: 33.8 km. 1.2.3. Bán kính đường cong: Bán kính đường cong bằng tối thiểu: + Tuyến chính: R = 150m + Trong ga: R = 800m + Tuyến nhánh: R = 150m + Trong depot: R = 100m Bán kính đường cong đứng tối thiểu: R = 1500m (Trường hợp khó khăn R=1300m) 1.2.4. Độ dốc dọc: Độ dốc dọc tối đa: + Tuyến chính: i = 4% (Trường hợp khó khăn i =5%) + Đoạn đặt ghi : i = 5% (Trường hợp khó khăn i = 10%) + Đường trong ga : i = 0.2% (Trường hợp khó khăn i = 0.3%) + Depot (bãi chứa xe): i =0.15%. 1.2.5.Hình thức lấy điện: đoàn tàu lấy điện theo ray thứ ba, đường tải điện dãn theo một thanh ray treo cách điện trên các giá đỡ, chạy song song với các ray chính. 1.2.6. Khoảng thời gian giữa hai chuyến tàu: 4.5 phút. 1.2.7. Năng lực vận chuyển: là khả năng vận chuyển một số lượng hành khách theo một hướng tuyến trong một giờ, được tính theo công thức: Trong đó: ν - Năng lực thông qua tính bằng số đôi tàu/ một giờ. M - Lượng hành khách có thể chở trên một chuyến tàu, M = số toa× sức chứa của một toa. Đối với tuyến tàu điện ngầm thí điểm ở Hà nội thì: + Năng lực vận chuyển vào giờ cao điểm có thể đạt 6300 HK/giờ/hướng. + Trong tương lai, có thể tăng tần suất lên 3.45 phút/chuyến. Tương ứng với năng lực vận chuyển là 9500 HK/giờ/hướng. + Thậm chí, tần suất có thể đạt 3 phút/chuyến. Tương ứng với năng lực vận chuyển là 12000 HK/giờ/hướng. 1.2.8. Tần suất chạy tàu: 1.3 – ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA ĐOÀN TÀU METRO. 1.3.1 Mô Hình đoàn tàu: Giải pháp lựa chọn cho đoàn tàu như sau: Mc + T + T+ Mc (4 toa). Hinh 2: Ví dụ cho đoàn tàu 4 toa. 1.3.2 Thông số kỹ thuật cơ bản: Hình 3: Cấu tạo toa tàu. 1.4 - ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC GA NGÂM: 1.4.1 Hình thức bố trí sân chờ trên ga: a. Ga một sàn đảo: Là loại ga bố trí hai đường tàu ở hai bên nhà ga và một sân ke chờ tàu chung ở giữa. Loại ga này có những ưu nhược điểm như sau: Ưu điểm Nhược điểm + Lèi vµo vµ lèi ra ga tiÕp cËn thuËn lîi víi ®Çu mót s©n ga cïng mét cao ®é + T¹o ®iÒu kiÖn ®a d¹ng ho¸ cho c¸c gi¶i ph¸p kiÕn tróc (v× s©n ga hµnh kh¸ch réng r·i ®­îc bè trÝ ë phÇn gi÷a ga, cßn tuyÕn ®­êng s¾t - ë c¸c phÇn bªn s­ên). + Hµnh kh¸ch nhanh chãng vµ dÔ dµng ®Þnh h­íng ®Õn ga vµ cã kh¶ n¨ng thay ®æi h­íng ®i trong giíi h¹n s©n ga ®ã kh«ng cÇn v­ît qua ®­êng. + Trªn c¸c ga cã sµn ®¶o, sè l­îng nh©n viªn dÞch vô yªu cÇu Ýt h¬n. + C¸c dßng hµnh kh¸ch ng­îc nhau trong giíi h¹n sµn ®¶o khi vµo toa vµ khi ra khái chóng, khi vµo ga vµ ra khái ga (râ rÖt vµo giê “pik” trªn c¸c ga cã vßng quay hµnh kh¸ch lín); + CÇn ph¶i x©y dùng c¸c èng loe gÇn ga khi liªn kÕt ®­êng nèi ga 2 tuyÕn víi chóng, hoÆc ph¶i x©y dùng c¸c khoang chuyªn dïng ®Ó ®Æt c¸c ®­êng dÞch vô gi÷a c¸c tuyÕn chÝnh khi bè trÝ chóng trªn ®o¹n nèi vµo 2 ®­êng ngÇm mét tuyÕn. b. Ga hai sàn sườn: Là loại ga bố trí hai đường tàu ở trung tâm và có hai sân ke chờ tàu ở hai bên nhà ga. Loại ga này có những ưu nhược điểm như sau: Ưu điểm Nhược điểm + Lo¹i trõ ®­îc sù giao c¾t c¸c dßng hµnh kh¸ch ng­îc nhau v× chóng di chuyÓn theo sµn dÞch vô c¸c tuyÕn cã h­íng kh¸c nhau. + Kh«ng cÇn thiÕt ph¶i x©y dùng èng loe hoÆc c¸c khoang cho lèi rÏ gi÷a c¸c tuyÕn chÝnh (Do tuyÕn ga vµ ®­êng ngÇm 2 tuyÕn cã kho¶ng gi÷a c¸c tuyÕn nh­ nhau). + CÇn ph¶i x©y dùng tiÒn phßng ®Ó kÕt nèi ®Çu mót sµn hµnh kh¸ch vµ c¸c cÇu v­ît chuyªn dïng trªn c¸c tuyÕn ®­êng ®Ó hµnh kh¸ch v­ît qua tõ sµn nµy sang sµn kh¸c; + Hµnh kh¸ch cã mÆt trªn ga buéc ph¶i lªn, xuèng chiÒu cao 3,2m. - NÕu trôc ®­êng ngÇm b¨ng t¶i kh«ng trïng víi trôc ga hoÆc lèi vµo vµ lèi ra tiÕp cËn víi phßng ph©n phèi trªn c¸c sµn th× nh÷ng ®Æc ®iÓm “©m b¶n” nªu trªn cña c¸c ga 2 sµn còng tån t¹i møc ®é vèn cã ë c¸c ga cã sµn ®¶o. - Trªn c¸c ga cã vßng quay hµnh kh¸ch lín, hµnh kh¸ch lªn vµ xuèng tõ mét h­íng tµu lµm t¨ng thêi gian ®ç còng nh­ t¹o nªn sù bÊt tiÖn nhÊt ®Þnh liªn quan ®Õn sù giao c¾t dßng hµnh kh¸ch trªn sµn. c. Ga ba sàn. Nh÷ng nh­îc ®iÓm của hai dạng trên ®­îc lo¹i bá bởi c¸c ga 3 sµn cã 1 ®¶o vµ 2 sµn bªn s­ên. + T¹i c¸c ga nµy hµnh kh¸ch ®Õn ga ®i ra khái tµu tõ 1 phÝa cña toa vµ ®ång thêi tõ phÝa kh¸c hµnh kh¸ch lªn tµu. + Hai sµn bªn vµ 1 sµn ®¶o hoµn toµn lo¹i trõ kh¶ n¨ng giao c¾t c¸c dßng hµnh kh¸ch ng­îc nhau trong giíi h¹n ga vµ ®¶m b¶o sù ph©n chia chóng theo h­íng chuyÓn ®éng. + Sù lªn vµ xuèng tµu cña hµnh kh¸ch sÏ gi¶m thêi gian ®ç tµu trªn ga, cã nghÜa lµ t¨ng vßng quay hµnh kh¸ch vµ kh¶ n¨ng th«ng tho¸t cña nã. d. Lựa chọn phương án. Do phương án tuyến đi tới ga là hầm đơn tuyến đôi ( hai tuyến độc lập ) nên lựa chọn phương án ga một sàn đảo là phù hợp. Không cần thiết phải lựa chọn phương án ba sàn do quy mô ga là không lớn. H×nh 4 - C¸c ga trung gian a) Cã sµn ®¶o; b) Cã sµn 2 bªn; c) Cã 1 sµn ®¶o vµ 2 sµn bªn; 1. Sµn ®¶o; 2. Sµn bªn. 1.4.2 Chiều sâu đặt ga: + Chiều sâu đào : 25m + Cao lộ đỉnh ray: 16 m. CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM VÀ QUY HOẠCH MẶT BẰNG CHUNG CHO TỔ HỢP GA NGẦM 2.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, THUỶ VĂN KHU VỰC GA 2.2. ĐIỀU KIỆN MẶT BẰNG KHU VỰC GA Tại vị trí này là ngã tư phương tiện đi lại nhiều. Gần nhà hát thành phố nơi có nhiều sự kiện lớn, thường tập trung nhiều người. Dọc theo các tuyến đường trên địa bàn thành phố dều có rất nhiều các công trình dân dụng như: cấp, thoát nước, điện lực, viễn thông... có cả đi ngầm dưới đất và đi trên cao. Do việc lắp đặt và xây dựng các công trình không theo một quy hoạch thống nhất từ trước nên hệ thống các công trình dân dụng khá phức tạp. CHƯƠNG III BỐ TRÍ MẶT BẰNG GA TÀU 3.1. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC GA TÀU 3.1.1. Chiều dài đường đỗ của đoàn tàu: Trong đó: lv: chiều dài toa tàu tính từ tâm hai móc nối toa, chính là khoảng cách giữa hai đầu đấm, lv = 20.0m a: giá trị dự trữ cho độ không chính xác dừng tàu, phụ thuộc vào mức độ chính xác của thiết bị hãm, lấy a = 3m. ldt: chiều dài dự trữ cho việc nối thêm toa tàu. Để phục vụ tăng lưu lượng cho tuyến Metro trong trong thời gian sau này, dự trữ tăng thêm hai toa nên ldt = 40.0m nv: số lượng toa tàu. Trong đó: Kg: Hệ số gián đoạn trong sơ đồ chuyển động các đoàn tàu. Kg = 1,1. Kb: Hệ số chất đầu không đồng đều của toa tàu. Kb = 1,2. N: Khả năng thông tàu của tuyến N40 lấy N = 30. W: Sức chứa của toa. W = 170 ngườii/toa. Pr: Dòng hành khách theo hai hướng: 70 000 người / h. Vậy ta có số lượng toa sơ bộ như sau: , Chọn số lượng toa chở khách là 7 và 1 toa đầu kéo. Nv = 8 toa. m Lựa chọn chiều dài sân ga Lga = 210m 3.1.2.Chiều dài sân ke chờ tàu: Chiều dài sử dụng của sân ke chờ tàu được tính bằng khoảng cách giữa hai cửa ra ở hai phía đầu và cuối của đoàn tàu: Trong đó: 7m: chiều dài không hiệu dụng ở hai phía đầu và cuối đoàn tàu, kể đến phần tính từ cửa ra đầu tiên đến đầu tàu và tính từ cửa ra cuối cùng đến đuôi tàu. 3.1.3.Chiều rộng sân ke chờ tàu: a. Diện tích yêu cầu của sân ke chờ cho mỗi hướng tuyến: Trong đó: η: chỉ tiêu sử dụng sân đợi của mỗi hành khách, η=0.33÷0.75 m2/người, thông thường lấy: η = 0.75 m2/ người npas : số lượng khách lên và xuống trong mỗi chuyến tàu Trong đó: 170: số hành khách của một toa tàu tiêu chuẩn. nv: số toa ghép trong cấu trúc đoàn tàu thiết kế, nv = 8 toa. pin: tỉ lệ hành khách lên tàu trong tổng số hành khách có mặt, %. pout: tỉ lệ hành khách xuống tàu trong tổng số hành khách có mặt, %. Tỉ lệ hành khách lên xuống trên mỗi ga tàu là khác nhau, để xác định chính xác phải dựa trên kết quả điều tra, thống kê các phương tiện giao thông khác lên xuống tại địa bàn bố trí ga tàu. Kinh nghiệm khai thác cho thấy, tổng (pin + pout) = (20 – 50)% tổng số hành khách trên cả đoàn tàu. Đặc biệt có một số trường hợp tỉ lệ lên xuống có thể đạt trên 50% như các ga lên nhà hát thành phố, ga tàu ở vào giờ cao điểm. Thậm chí, đối với ga tàu lên sân vận động tỉ lệ đó có thể đạt 100%. Thiết kế ga tàu có tỉ lệ: (pin + pout) = 50% tổng số hành khách lên tàu. (hành khách/chuyến) Vậy ta có: b. Chiều rộng tính toán của sân ke chờ cho mỗi tuyến: Trong đó: Δ : khoảng cách an toàn tính từ chỗ đứng đến mép ke đợi, nếu có vách ngăn bảo hiểm thì khoảng cách này chính là khoảng cách từ vách ngăn bảo hiểm đến mép ke đợi Δ = 0.45m à 3.1.4.Chiều rộng sàn đảo của ga tàu: Đối với ga cột một sàn đảo, chiều rộng toàn bộ sàn đảo B được lấy như sau: B = 2b + b’ + b” Trong đó : b’ ®­îc x¸c ®Þnh xuÊt ph¸t tõ gi¸ trÞ tÝnh to¸n dßng hµnh kh¸ch côc bé trong 1 giê theo 1 h­íng hoÆc 2 h­íng trong mÆt c¾t ®ang xÐt cña sµn hµnh kh¸ch PM vµ tiªu chuÈn th«ng tho¸t cña ®­êng v­ît trªn 1m chiÒu réng lèi ®i Pnp. + Gi¸ trÞ Pnp x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn vµ sÏ kh¸c nhau ®èi víi chuyÓn ®éng 1 h­íng hoÆc 2 h­íng trªn sµn. + Dùa trªn kinh nghiÖm khai th¸c ®­êng tµu ®iÖn ngÇm ë Nga, gi¸ trÞ b’ nªn lÊy b»ng 3m khi gi¸ trÞ tÝnh to¸n vßng quay hµnh kh¸ch cña ga tíi 15 ngh×n hµnh kh¸ch/giê vµ 4m khi gi¸ trÞ ®ã lín h¬n. Theo kinh nghiệm thiết kế lấy b’ = 3m b” giá trị mở rộng bổ sung xét đến sự có mặt của cột trên sàn với hai hàng cột lấy b” = 2m. Từ đó ta được chiều rộng toàn bộ sàn đảo B: B = 2.3,33 + 3 + 2 = 11,66m. Chọn B = 12m. 3.2. BỐ TRÍ MẶT BẰNG GA TÀU 3.2.1.Vị trí sân đỗ Vị trí sân đỗ nằm trong đoạn đường tàu chạy trong ga. Khi tàu đỗ thì cả đoàn tàu nằm trọn trong đoạn chiều dài sân ga. Toàn bộ phần đường tàu nằm trong ga chính là vị trí sân đỗ. Ga tàu dạng đảo, sân đỗ nằm ở vị trí trung tâm của ga tau, sân đỗ là điểm dừng tàu chung của hai hướng tuyến. Mỗi hướng tuyến chạy đến ga từ hai đường hầm riêng biệt. Trục của sân đỗ trong ga trùng với trục của đường tàu trong khu gian. 3.2.2. Vị trí sân ke chờ tàu: Sân ke chờ tàu cũng nằm về hai phía của sân ga. Nó nằm trong hai khoang bên của ga tàu, được ngăn với khoang giữa bằng hàng cột chống. Các kích thước: Bộ Môn Cầu – Hầm + Bề rộng sân ke mỗi bên là 3.5m + Chiều dài sân ke là 130m Cao độ mặt sân ke so với cao độ đỉnh ray là 1.100m Mặt sàn sân ke áp sát với mặt sàn toa tàu với cao độ bằng nhau. Để phục vụ cho việc mở khu vực siêu thị nhà hàng và khu kỹ thuật, mở rộng ra mỗi phía của nhà ga là 20m. Vậy tổng chiều dài của nhà ga là 170m. 1.2.3. Vị trí cầu thang lên: Vì trục ga trùng với trục sảnh ngầm nên trục đường ngầm băng tải cũng trùng với trục ga. Bậc thang dưới cùng được kết nối trực tiếp với sàn ga trên cùng một độ cao. Bậc thang trên cùng kết nối với sàn của sảnh ngầm ở cùng một cao độ. Như đã lựa chọn trong tính toán ở trên, loại cầu thang cuốn có sử dụng 3 đường lên xuống có chiều rộng 8m. 1.2.4.Vị trí hầm thông gió: Hầm thông gió là giếng đứng đặt ở trung tâm của ga tàu. Phía trên của giếng đứng đặt ở vỉa hè trên phố . 1.2.5. Vị trí trạm cấp điện: Vị trí trạm cấp điện nằm trong khoang trống phía dưới cầu thang cuốn. Hình 5: Bố trí mặt bằng sân ga. CHƯƠNG IV THIẾT KẾ SẢNH NHÀ GA PHƯƠNG ÁN SẢNH NGẦM 4.1. LUẬN CỨ ĐỂ LỰA CHỌN THIẾT KẾ SẢNH NGẦM: Sở dĩ trong phương án này không tiến hành xây dựng nhà ga nổi trên mặt đất mà xây dựng sảnh ngầm là do: - Nhà ga đặt ở độ sâu khá lớn (30m) so với mặt đất. Xây dựng sảnh ngầm sẽ giúp giảm chiều dài cầu thang cuốn. - Mật độ dân cư tại khu vực xây dựng ga tàu rất đông đúc, phương án xây dựng sảnh ngầm sẽ có lợi vì không chiếm dụng mặt bằng trên mặt đất, giảm được diện tích đất cần giải toả, giảm chi phí. - Đầu mút nhà ga ở gần ngã tư là đầu mối giao thông tạp trung lưu lượng hành khách rất lớn- cả hành khách đi bộ và hành khách đi xe bus. Nếu xây dựng nhà ga trên một tuyến phố nào đó thì sẽ tập trung một lượng hành khách rất lớn trên tuyến phố ấy, đặc biệt là vào giờ cao điểm, dễ gây ách tắc giao thông. Đồng thời không thuận lợi cho sự di chuyển của hành khách từ các tuyến phố trên mặt đất xuống ga. - Xây dựng sảnh ngầm thì nhược điểm trên đây không còn nữa. Sự di chuyển của hành khách trên mặt đất rất thuận lợi khi đi tới các của của cầu thang bộ đặt trên mặt đất đi trực tiếp xuống sảnh ngầm hoặc thông qua hệ thống đường hầm vượt nút xuống sảnh ngầm. 4.2. SẢNH NGẦM 4.2.1. Tính toán số lượng cửa trong sảnh: a. Tính theo khả năng vận chuyển của cầu thang cuốn: Số lượng cửa trong sảnh tương ứng với khả năng vận chuyển của tất cả các băng tải hoặc công suất của cầu thang bộ tới sân ga (ga đặt nông). Tính theo cách này sẽ cho số lượng cửa tối đa trong sảnh ngầm. Trong đồ án này, nối tiếp giữa sảnh ngầm và sân ga là cầu thang cuốn. Do đó, số lượng cửa trong sảnh được tính theo công thức: Trong đó: n3: số lượng băng tải trong cầu thang cuốn, n3 = 3. p3: khả năng vận chuyển của một băng tải, 8200 người/ 1giờ pn: khả năng thông qua 1m chiều rộng cầu thang khi chuyển động hai hướng, pn = 3200 người/ m.h. c: chiều rộng của một cửa, thông thường chọn: c = 1.7m (cửa) b. Tính theo yêu cầu thông thoát hành khách của ga Theo yêu cầu thông thoát hành khách thì số lượng cửa trong sảnh ngầm phải đảm bảo cho toàn bộ hành khách lên xuống ga không bị mắc lại ở sảnh hoặc ở ga. Tính theo cách này sẽ được số lượng cửa cần thiết của sảnh ngầm đảm bảo yêu cầu đi lại của hành khách trong ga. Các cửa sử dụng trong sảnh là cửa một chiều. Công thức: Trong đó: npas: số hành khách lên và xuống của mỗi chuyến tàu, theo tính toán ở trên ta có: npas = 425 hành khách/ chuyến. k: hệ số sử dụng không đều của các cửa, cửa 1 chiều, k = 1. 3200: khả năng thông qua 1m chiều rộng cửa một chiều, người/m.h. c: chiều rộng một cửa, c = 1.7m. t: khoảng thời gian giữa hai chuyến tàu, t = 5.4 phút . (cửa) Căn cứ vào hai cách tính trên ta lựa chọn: + Số cửa trong sảnh ngầm là 4 cửa: 2 cửa đi lên, 2 cửa đi xuống + Mỗi cửa rộng 1.7m + Chọn chiều rộng lan can giữa các cửa là 0.5m. 4.2.2. Tính chiều rộng đường cầu thang bộ: Cầu thang bộ nối tiếp sảnh ngầm và hệ thống đường ngầm vượt bộ có một chiều lên và một chiều xuống. Chiều rộng mỗi chiều được xác định theo hai cách: a. Tính theo khả năng vận chuyển của cầu thang cuốn: Chiều rộng cầu thang bộ phải đảm bảo thông thoát được lượng hành khách mà tất cả các băng tải có thể đưa từ ga lên sảnh và đưa từ sảnh xuống ga (chính là lượng hành khách đi xuống sảnh, sau đó đi cầu thang cuốn xuống ga). Tính theo cách này sẽ cho được chiều rộng tối đa của một vệt cầu thang bộ. Công thức: Trong đó: n3, p3, pn : các giá trị của cầu thang cuốn như đã nói ở trên. n’: số vệt cầu thang bộ, một chiều lên và một chiều xuống nên, n’ = 2. Từ đó : b. Tính theo yêu cầu thông thoát hành khách của ga: Tính theo điều kiện này sẽ được chiều rộng tối thiểu của cầu thang bộ: Trong đó: 3200: khả năng thông qua 1m chiều rộng cầu thang bộ di chuyển 1 hướng k: hệ số sử dụng không đồng đều các vệt cầu thang, k = 1. Từ đó: Căn cứ vào hai giá trị tính toán trên đây, ta lựa chọn: + Chiều rộng mỗi vệt cầu thang theo mỗi hướng là: c’ = 3.65m + Chọn chiều rộng lan can phân cách giữa hai hướng là 0.2m Như vậy tổng chiều rộng cầu thang bộ là: Bctb = 2c’ + 0.5 = 2×3.65 + 0.2 = 7.5m 4.2.3. Tính toán chiều dài cầu thang bộ trên mặt bằng: Chọn loại cầu thang bộ có kích thước bậc là 14x32cm Chênh cao giữa mặt sảnh ngầm với mặt đường trong hệ thống đường ngầm vượt bộ được xác định bằng hiệu giữa hai cao độ: H = (+3.58) – (+0.58) = 3m Số bậc thang = 3 : 0.14 = 21.42 (bậc) Làm 22 bậc, chia thành ba cấp, có chiếu nghỉ rộng 1.5m tại bậc số 11. Như vậy, có 21 bậc có chiều dài 0.32m và một bậc có chiều dài 1.5m. Tổng chiều dài cầu thang bộ trên mặt bằng là: L = 21 × 0.32 + 1.5 = 8.22m 4.2.4. Bố trí mặt bằng sảnh ngầm: + Hàng cửa trong sảnh cách mép trên cùng của cầu thang cuốn là 3m + Cạnh hàng cửa bố trí máy soát vé tự động ở hai bên sảnh, hành khách sau khi vào sảnh thì mua vé và tiến đến vị trí máy soát vé này, sau khi máy kiểm tra vé hành khách đi vào cửa và xuống cầu thang cuốn. Còn khi hành khách đi từ cầu thang cuốn lên qua vị trí máy soát vé tự động, nếu tài khoản trong vé của hành khách vẫn đủ thì hành khách được phép ra khỏi sảnh, nếu tài khoản trong vé không đủ thì hành khách sẽ bị giữ lại. + Phía gần cửa cầu thang bộ vào sảnh bố trí phòng bán vé ở hai bên sảnh. + Số lượng và kích thước cửa trong sảnh, kích thước đường cầu thang bộ xuống sảnh được xác định như tính toán ở trên. Dựa vào các hạng mục cần bố trí trong nhà ga, và lựa chọn tương đối các kích thước hợp lý. Bố trí mặt bằng của các tầng trong nhà ga như sau: CHƯƠNG V CÁC HẠNG MỤC KHÁC CỦA CÔNG TRÌNH 5.1. HỆ THỐNG ĐƯỜNG HẦM VƯỢT BỘ 5.1.1. Bố trí mặt bằng hệ thống đường hầm vượt bộ: Hệ thống đường hầm vượt bộ được bố trí theo dạng hình chữ T, có trục chính trùng với trục của ga và sảnh, trục chính nằm phía dưới phố Quốc Tử Giám. Các đường hầm vượt bộ nối lên tuyến phố này, tại đây có bố trí cầu thang bộ trên các vỉa hè để hành khách xuống đường hầm và từ đường hầm đi lên. 5.1.2. Kết cấu đường hầm vượt bộ: Kết cấu đường hầm vượt bộ được lựa chọn là kết cấu bêtông đúc toàn khối, mặt cắt có dạng hình chữ nhật. + Bề rộng bên trong hầm là 4m. + Chiều cao thông thuỷ của đường hầm là 2.4m + Chiều dày tấm mái, chiều dày bản đáy, chiều dày thành bên đều bằng 0.5m + Chiều dày lớp mặt đường trong hầm là 10cm, mui luyện để thoát nước. Mặt cắt ngang kết cấu đường hầm nhánh được thể hiện như sau. 5.1.3. Kết cấu cầu thang bộ nối tiếp vỉa hè và mặt đường hầm vượt bộ: Đối với mỗi tuyến phố, cao độ vỉa hè là khác nhau, do đó cao độ nền nhà ga ở mỗi tuyến phố cũng khác nhau, kết cấu cầu thang bộ nối tiếp giữa mặt đường trong hầm vượt bộ với nền nhà ga sẽ có chiều cao khác nhau. + Cao độ mặt nền đường trong hầm đi bộ là: +3.58m + Cao độ nền vỉa hè: +6.32m (Bình đồ khu vực) Như vậy chênh cao giữa nền nhà ga và nền mặt đường trong hầm là: H = (+6.32) – (+3.58) = 2.74m Chênh cao đó cũng chính là chiều cao cầu thang bộ mà ta cần thiết kế. Chọn loại bậc cầu thang bộ có kích thước là 14×32cm, số bậc cầu thang là: n = 2.74 : 0.14 = 19.57 (bậc) Bố trí 20 bậc trong đó có một chiếu nghỉ ở bậc số 10. Các bộ phận của kết cấu được thể hiện trong bản vẽ mặt cắt dọc của kết cấu gồm có: (1) Hầm vượt bộ (2) Cửa vào hành lang đi bộ ngầm (3) Cầu thang xuống hầm vượt bộ (4) Hố thu nước 5.2. HỆ THỐNG THÔNG GIÓ 5.2.1. Sơ đồ hệ thống thông gió a. Sơ đồ thông gió cho sảnh ngầm: Sảnh ngầm là kết cấu hầm đặt nông, với chiều dài không lớn (43.8m) sơ đồ thông gió hợp lý nhất là lợi dụng thông gió tự nhiên: + Sử dụng một giếng đứng không có quạt ở giữa chiều dài sảnh. Trong đó, nắp thông gió đặt trên vỉa hè. Giếng đứng được kết nối với sảnh bằng một đoạn hầm ngang. Hệ thống này tạo thành đường dẫn gió xuống sảnh. + Đoạn hầm ngang có bố trí cơ cấu lọc bụi và làm sạch không khí dẫn vào sảnh. + Trong sảnh sử dụng quạt gió bố trí ở các góc và dọc theo hai bên sảnh. b. Sơ đồ thông gió cho ga ngầm: Ga ngầm là kết cấu đường hầm đặt sâu nằm trên tuyến đường tàu điện ngầm. Sơ đồ thông gió cho ga là sơ đồ hút - đẩy nhân tạo. Trên đường ngầm nối ga, xây dựng giếng thông gió có quạt thông gió. Giếng đứng thông gió được xây dựng tại vỉa hè trên phố Cát Linh. Phía trên giếng, nắp giếng đứng có dạng hình chữ nhật có kích thước 3×5m, trong đó cạnh dài chạy dọc theo vỉa hè. Phía dưới nắp bằng thép là một giếng đứng. Kích thước của giếng đứng đó được tính toán theo tốc độ gió chạy trong nó khoảng 7- 8m/s. Để phù hợp với kết cấu của nắp phía trên thì kích thước giếng đứng cũng là 3×5m. Phía dưới giếng đứng là một đoạn hầm ngang dùng để bố trí thiết bị tiêu âm và lọc bụi. kích thước khoang này là 5×5m. Khoang tiêu âm được kết nối với khoang thông gió bằng một giếng đứng nữa, giếng đứng này có kích thước là 5x5m. Khoang thông gió có dạng hình hộp, kích thước: chiều dài × chiều rộng × chiều cao = 16×8×6m, khoang này nằm trong phạm vi giữa hai đường hầm nối ga và được kết nối với hai đường hầm nối ga bằng đoạn hầm có trục vuông góc với trục của khoang. Trong khoang thông gió có bố trí hệ thống quạt gió. 5.2.2. Các thông số kỹ thuật hệ thống thông gió a. Thành phần và khối lượng không khí cần thông gió: Khối lượng không khí cần thông gió trong đường tàu điện ngầm được xác định từ độ độc hại có trong không khí đường ngầm metro. Các thành phần độc hại gồm có: Nhiệt độ, khí ẩm, điôxít cacbon + Thải ra từ người + Thải ra từ các thiết bị đang hoạt động + Từ đoàn tàu chuyển động + Và các loại khí xâm nhập vào đường ngầm trong quá trình thông gió Ngoài ra, thành phần độc hại trong đường tàu điện ngầm còn phải kể đến bụi, khói lẫn dầu mỡ. Nhiệt độ được thải vào đường tàu điện ngầm có thể do: + Sự chuyển động và sự phanh của đoàn tàu chạy điện + Phần công suất của các thiết bị sử dụng trong đường hầm và ga bị chuyển hoá thành nhiệt năng. + Từ đèn chiếu sáng và từ con người… b. Các thông số kĩ thuật của hệ thống thông gió: Lưu lượng khí trong lành cần phải đảm bảo cho một người trong một giờ (vào giờ cao điểm) là: qmax = 50m3/h/người. Tốc độ chuyển động tối đa của không khí trong đường hầm thông gió và giếng đứng thông gió: Vmax = 6 m/s. Tốc độ chuyển động tối đa của không khí trong các kênh thông gió (trong trường hợp thông gió qua đường hầm cầu thang cuốn có kênh thông gió ở phía dưới đường hầm, và trường hợp thông gió ngang có các kênh thông gió dọc…): Vmax =15 m/s. Khoảng cách từ điểm thấp nhất của lưới nắp thông gió đến mặt đất tối thiểu là 2m khi tốc độ của không khí qua lưới chắn không lớn hơn 5m/s. Nồng độ bụi trong không khí đã làm sạch không được lớn hơn 0.5mg/m3. Bộ Môn Cầu – Hầm Kích thước mặt cắt ngang của giếng đứng trong thông gió ga tàu và đường hầm đặt sâu được xác định với tốc độ chuyển động của không khí 7- 8m/s. Để thoát nước đường hầm thông gió cần được bố trí với độ dốc dọc tối thiểu là 0,3%, và độ dốc ngang tối thiểu là 0,2 %. Để giảm sức kháng chuyển động của không khí cần bố trí bánh lái thì cần phải bố trí các bánh lái điều hướng tại các vị trí chuyển hướng của đường hầm thông gió, góc xoay của các bánh lái điều hướng là 45o Hình 6 – Sơ đồ thông gió cho ga. 5.2.3. Thiết bị thông gió Quạt thông gió được sử dụng gồm có hai loại là quạt ly tâm và quạt đồng trục: Hình 7 – Thiết bị thông gió Quạt thông gió cần đảm bảo các yêu cầu sau đây: + Có công suất lớn hơn 180000 – 250000 m3/h. + Có khoảng thay đổi công suất cho phép rộng 70000 – 25000 m3/h. + Hệ số tác động có ích cao khi chế độ làm việc tối ưu. + Tính chất đảo chiều cần được thực hiện từ xa. + Công suất khi làm việc đảo chiều cần đạt ít nhất là 80% công suất khi làm việc xuôi chiều. + Đảm bảo sự làm việc song song và ổn địn của hai quạt như nhau. + Truyền dẫn từ động cơ điện đến quạt cần phải tin cậy, đơn giản trong hoạt động và ít tiếng ồn. + Kết cấu quạt cần ít rung, tháo lắp được dễ dàng. 5.3 HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN. 5.3.1 Sơ bộ hệ thống cấp điện. Hình 8 – Sơ đồ hệ thống cấp điện 5.3.2 Trạm điện chính. 5.3.3 Mạng 22 KV. 5.3.4 Các trạm điện phụ. 5.4 HỆ THỐNG THÔNG TIN. 5.5 HỆ THỐNG TÍN HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN. 5.6 HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC. 5.7 HỆ THỐNG THU VÉ. 5.8 ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. 5.9 PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY.