Luận Văn Thạc Sỹ Đồ Án Thiết Kế Và Kỹ Thuật Ga Metro Và Đường Sắt Nhẹ Tại Hà Nội Và Hồ Chí Minh.pdf

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 3
LỜI CÁM ƠN .................................................................................................... 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GA METRO VÀ ĐƯỜNG SẮT NHẸ............ 6
I.

Khái niệm ga metro và đường sắt nhẹ..................................................... 6

II.

Giới thiệu kết cấu của ga metro và đường sắt nhẹ................................... 7

II.1 Kết cấu ga metro .................................................................................... 7
1. Bố cục mặt bằng ga metro ...................................................................... 7
2. Thiết kế đổi tàu các ga metro ................................................................ 20
3. Thiết kế mặt đứng ga metro .................................................................. 23
4. Thiết kế không chướng ngại. ................................................................ 24
5. Thiết kế kết cấu bên trong ga metro ...................................................... 29
6. Thiết kế cửa ra vào ga metro................................................................. 34
7. Thiết kế giếng thơng gió mặt đất của ga metro ..................................... 35
8. Thiết kế phòng tránh cho người của ga metro. ...................................... 36
II.2 Kết cấu ga đường sắt nhẹ...................................................................... 40
1.

Thiết kế mặt bằng ga ........................................................................ 40

2.

Thiết kế mặt cắt ga ........................................................................... 43

III. Những nguyên tắc và u cầu cơ bản trong tính tốn kết cấu ga dọc

đường của metro, đường sắt nhẹ. .................................................................. 48
1.

Tính thích hợp .................................................................................. 48

2.

Tính an tồn...................................................................................... 48

3.

Tính dễ nhận biết .............................................................................. 48

4.

Tính thích nghi ................................................................................. 49

5.

Tính kinh tế. ..................................................................................... 49

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TỐN KẾT CẤU GA DỌC ĐƯỜNG CỦA
METRO VÀ ĐƯỜNG SẮT NHẸ ................................................................ 50
2.1. Tính tốn kết cấu ga dọc đường của metro............................................. 50
I.

Nguyên tắc và đặc điểm lựa chọn loại hình kết cấu ga metro ............ 50

II.

Hình thức kết cấu ga dọc đường của metro ....................................... 54

III. Tính tốn nội lực kết cấu ga dọc đường của metro ............................ 64
1


Thí dụ thực tế thiết kế metro..................................................................... 74
2.2. Tính tốn kết cấu đường sắt nhẹ ............................................................ 85
I.

Nguyên tắc chọn loại hìnhkết cấu ..................................................... 85

II.

Hình thức kết cấu ga dọc đường của đường sắt nhẹ .......................... 86

III. Thiết kế mặt cắt và cấu tạo ga dọc đường của đường sắt nhẹ. ........... 87
IV. Thiết kế kết cấu cầu cao.................................................................... 94
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN DẦM HỘP BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG TRƯỚC
L=33M TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ SỐ 2 HÀ NỘI .................................. 98
PHỤ LỤC BẢNG TÍNH TỐN CHI TIẾT DẦM HỘP BTDƯL L=33M...... 107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 109

2


MỞ ĐẦU
1.

Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu
Tại các đơ thị lớn như Hà Nội và TP Hồ Chí Minh trước việc gia tăng

nhanh nhu cầu đi lại của người dân, sự bùng nổ của phương tiện cá nhân quá
nhanh, đồng thời mạng lưới cơ sở hạ tầng không đáp ứng được đã gây ra tình
trạng ùn tắc giao thông nghiêm trọng. Nhận thức được vấn đề này, các Cơ quan
chức năng đã và đang thực hiện nhiều giải pháp, trong đó có ưu tiên phát triển
giao thơng cơng cộng như xe buýt, tàu điện ngầm, đường sắt trên cao... Đối với
điều kiện của Việt Nam, mơ hình phù hợp cho đường sắt đô thị là đường sắt trên
cao (đường sắt nhẹ), một số đoạn do địa hình thì làm ngầm. Vì vậy, tại Hà Nội
và TP Hồ Chí Minh đã có quy hoạch mạng lưới đường sắt đơ thị và một số
tuyến theo quy hoạch đã được triển khai.
Hệ thống đường sắt đô thị này bao gồm: xây dựng các ga và xây dựng các
đoạn tuyến nối giữa ga bằng đường hầm dưới lòng đất hoặc cầu cạn. Hình thức
kết cấu và cơng năng của hầm, cầu cạn thì tương đối đơn giản, cịn kết cấu và
chức năng của ga thì tương đối phức tạp vì nó phải giải quyết được sự tập trung
của lưu lượng hành khách, việc kết nối với các tuyến khác, loại hình phương tiện
vận tải khác, đồng thời cũng giải quyết toàn bộ các vấn đề kĩ thuật khác tại ga
như: các thiết bị thang máy, thang cuốn, hệ thống quản lý vận hành, thơng gió,
... để bảo đảm cho vận chuyển được thơng suốt, thuận tiện, đúng giờ, an tồn.
Do hiện tại ở Việt Nam chưa có một nghiên cứu chính thức và tổng thể về
các nội dung liên quan đối với đường sắt nhẹ và metro; các quy trình quy phạm
hồn tồn chưa có nên các dự án đường sắt đơ thị đang triển khai ở Hà Nội và
TP Hồ Chí Minh hồn tồn áp dụng các mơ hình đã làm ở Nhật, Pháp, Trung
Quốc. Vì vậy tìm hiểu cấu tạo, kết cấu cơ bản ga metro, đường sắt nhẹ phù hợp
với điều kiện thực tế Việt Nam là một vấn đề cần nghiên cứu.
2.

Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu ở đây là phân tích, so sánh, kết hợp giữa lý thuyết

và thực tiễn. Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu về đường sắt (metro, đường sắt
3


nhẹ, đồng thời đối chiếu với thực tiễn các công trình, dự án về metro, đường sắt
nhẹ đã và đang triển khai để nghiên cứu.
3.

Phạm vi nghiên cứu
Cấu tạo, kết cấu cơ bản ga metro và đường sắt nhẹ.

4.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài là một phần cơ sở lý luận để hiểu rõ thêm về metro, đường sắt nhẹ.

Qua đó vận dụng vào thực tế đang triển khai các dự án đường sắt đô thị tại hai
thành phố lớn Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh.
5.

Kết cấu luận văn
Gồm 3 chương chính và trong từng chương nêu được vấn đề chính sau:
Chương 1: Tổng quan về ga metro và đường sắt nhẹ.
Chương 2: Cơ sở tính toán kết cấu ga dọc đường của ga metro và đường sắt nhẹ.
Chương 3: Tính tốn dầm hộp BTCT DƯL L=33m của đường sắt nhẹ.

4

LỜI CÁM ƠN
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong Bộ môn Đường sắt,
các chuyên gia và bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho đề tài.
Đặc biệt đề tài được hồn thành với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo trực
tiếp hướng dẫn PGS.TS. Phạm Văn Ký trong suốt q trình nghiên cứu, hồn
thiện.
Trong q trình thực hiện đề tài, bản thân tôi luôn chủ động thu thập tài liệu
và nghiên cứu với mong muốn được đóng góp một phần nhỏ bé vào sự phát
triển của ngành Đường sắt. Tuy nhiên, do phạm vi của đề tài là tương đối rộng,
liên quan đến nhiều vấn đề về đường sắt nhẹ, metro là các vấn đề mới đối với
Việt Nam. Hơn nữa các dự án đường sắt đô thị đang triển khai ở Hà Nội và TP
Hồ Chí Minh hồn tồn áp dụng các mơ hình đã làm ở Nhật, Pháp, Trung Quốc
v.v mà ở Việt Nam lại chưa có sự nghiên cứu sâu về những vấn đề này. Đồng
thời do sự hạn chế về thời gian của bản thân vì phải đảm bảo thời gian cơng tác
tại đơn vị, cũng như năng lực nghiên cứu của bản thân còn hạn chế. Vì vậy, một
số nội dung nêu trong đề tài và biện pháp xử lý chưa được kỹ. Trên cơ sở đề tài
này, trong thời gian tới tôi sẽ tiếp tục đi sâu vào nghiên cứu từng nội dung nhỏ
để có những báo cáo chuyên đề cụ thể hơn.
Xin trân trọng cảm ơn.
Hà Nội,

tháng

năm 2013

Tác giả

Phạm Thị Loan

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GA METRO VÀ ĐƯỜNG SẮT NHẸ
I.

Khái niệm ga metro và đường sắt nhẹ.
Metro và đường sắt nhẹ thuộc giao thông đường sắt thành phố, là hình thức

giao thơng cơng cộng mà thành phố hiện đại cần phải có. Metro là giao thơng
đường sắt nằm ở dưới mặt đất thành phố, còn đường sắt nhẹ là giao thông đường
sắt chạy trên mặt đất và trên cầu của thành phố. Hơn nữa metro và đường sắt
nhẹ có thể chuyển đổi lẫn nhau, ở những khu vực công trình kiến trúc trên mặt
đất thưa thớt thì giao thơng đường sắt có thể đặt trực tiếp trên mặt đất.
Hình thức kết cấu và công năng hầm hoặc cầu cao khu gian tương đối đơn
giản; cịn kết cấu và cơng năng kết cấu kiến trúc ga tương đối phức tạp, nó phải
giải quyết việc tập kết, phân tán, đổi tàu luồng hành khách đồng thời còn phải
giải quyết việc vận hành, quản lý các thiết bị kỹ thuật, đảm bảo thông tin suốt cả
tuyến đường, đảm bảo giao thông thông suốt, thuận tiện, đúng giờ và an toàn.
Đặc trưng ga metro và đường sắt nhẹ
a.

Đặc trưng ga metro: Ga metro theo tên gọi là ga được xây dựng ở dưới mặt

đất thành phố vì vậy nó có các đặc trưng của dưới đất:
- Hình thể của nó cần đơn giản, hồn chỉnh nhằm thuận lợi cho kết cấu, thi
cơng và tiết kiệm đầu tư.
- Khơng có ánh sáng tự nhiên, tồn bộ phải nhờ vào ánh sáng nhân tạo.
- Khơng có thiết bị điều hịa khơng khí cơng suất lớn để bảo đảm mơi trường
khơng gian dưới đất.
- Phải có nhiều biển báo rõ ràng và thiết bị phòng chống cháy để bảo đảm an

toàn cho hành khách ra vào thơng suốt nhanh chóng.
- Cần đường thơng từ dưới đất lên mặt đất với độ dài nhất định cho hành
khách ra vào hầm, trên mặt đất cần có khu vực thơng gió thể tích lớn
b.

Đặc trưng của ga đường sắt nhẹ: là ga nằm trên mặt đất, người phải đi bộ

mới lên được ke ga, vì vậy ga cần có các đặc trưng của các vật kiến trúc trên mặt
đất nói chung. Ngồi ra để tiết kiệm đất xây dựng thành phố, tuyến đường sắt
nhẹ luôn kết hợp với các tuyến trục đường phố, xây dựng cùng với các tuyến
6


trục đường phố. Vì vậy hai phía của nhà ga cần có cầu vượt cho người đi bộ qua
đường phố.
Ga metro và đường sắt nhẹ ngoài các đặc trưng riêng của mình cịn có đặc
trưng của đường sắt nói chung, tức là ga bố trí dọc theo chiều dài số toa xe lập
tàu, ga phải có ke ga cao cho hành khách chờ tàu, có sảnh dùng tập kết, phân tán
hành khách, bán vé v,v ngồi ra phải có các phòng để các thiết bị và làm việc
v.v
II.

Giới thiệu kết cấu của ga metro và đường sắt nhẹ.

II.1 Kết cấu ga metro
1. Bố cục mặt bằng ga metro
Bố cục mặt bằng của tầng sảnh ga và tầng ke ga phải xem xét đồng thời, chặt
chẽ với nhau như chiều dài, chiều rộng, hầm dùng cho các cầu thang lên xuống,
cho các phòng đặt thiết bị v.v Khi thiết kế bắt đầu từ tầng ke ga. Căn cứ thành
phần đoàn tàu được lập, xác định chiều dài hữu hiệu ke ga, rồi căn cứ các thiết

bị cần có ở hai đầu ke ga, giếng ở đầu cuối cần thiết (dùng cho máy móc đào
kiểu khiên quay đầu ra vào hầm) để xác định chiều dài sơ bộ ga.
Cũng như vậy, căn cứ chiều dài ke ga tính tốn được, cộng thêm chiều rộng
đường cho xe lên xuống, xác định tổng chiều rộng ga, rồi căn cứ diện tích cần
dùng cho các phòng quản lý tầng lầu để phân chia khu vực cơng cộng của phịng
đợi và các phịng quản lý thiết bị, đồng thời điều chỉnh số lượng, vị trí cầu thang
từ phòng đợi ra ke ga để chúng hướng luồng hành khách. Đây là một quá trình
tổng hợp các dây chuyền công nghệ phức tạp về kết cấu và công năng kiến trúc.
(1)

Bố cục tầng đợi tàu
Các phòng dùng quản lý thiết bị về cơ bản bố trí ở hai đầu ga, thường có
hiện tượng một đầu lớn một đầu nhỏ, ở giữa là khu vực công cộng, thuận
lợi cho luồng hành khách ra ke đợi tàu được đều đặn. Trong các phịng
cho thiết bị thì phịng máy điều hịa mơi trường chiếm diện tích lớn nhất;
trong đó gồm buồng máy làm lạnh, buồng máy thơng gió và buồng điện
điều hịa khơng khí. Nhân viên thiết kế kiến trúc cần nắm được hệ thống
7


điều hịa khơng khí ở trong ga metro, ngun tắc quản lý, kích thước cơ
bản của các thiết bị chủ yếu mới có thể bố trí hiệu quả kinh tế phịng điều
hịa khơng khí. Thiết kế điều hịa khơng khí ga metro về cơ bản có 5 hệ
thống:
−

Hệ thống điều hịa khơng khí khu vực cơng cộng của ga, chủ yếu là hệ
thống làm lạnh, đưa gió đi (kể cả gió mới)

−

Hệ thống thốt gió (thốt khói)

−

Hệ thống thốt nhiệt, thốt khói do các đồn tàu và xe cộ sinh ra ở tầng ke
ga.

−

Hệ thống thơng gió, thốt khói khi trong hầm khu gian xảy ra hỏa hoạn

−

Hệ thống điều hịa khơng khí nhỏ của các phịng quản lý
Năm hệ thống này ảnh hưởng trực tiếp đến hình trạng và diện tích
cácphịng máy điều hịa và các hầm nối với ke ga, ảnh hưởng đến bố cục
cả ga.
Trường hợp đường thơng gió thốt nhiệt, thốt khói của tuyến phải đi qua
hầm thốt gió của ke ga và sảnh ga, đường thơng gió này lại nối với trạm
trên mặt đất để thốt ra ngồi thì diện tích hầm thơng gió lên trên mặt đất
này rất lớn, vị trí của nó hết sức quan trọng đối với việc bố trí các phịng
thiết bị. Ngồi ra hệ thống thốt khói, thơng gió khi hầm bị hỏa hoạn
cũnglà một trọng điểm trong bố cục các phịng máy điều hịa.Các ống
thơng gió dài cũng ảnh hưởng đến bố cục các phòng máy khống chế điều
hòa và vị trí đường gió, giếng gió.Khi bố trí các phịng điều khiển điều
hịa hợp lý, chặt chẽ thì các phòng dùng cho các thiết bị khác cũng dễ
được giải quyết.

8

Mặt bằng tầng sảnh ga

Mặt bằng tầng ke ga
Hình 1.1: Sơ đồ ga metro tiêu chuẩn
1.Máy bán vé nửa tự động; 2. Vào ga; 3.Ra khỏi ga; 4.Phòng điều khiển ga; 5.Phịng máy điều hịa khơng khí; 6. Trạm biến thế hạ áp

9


Trong các phòng dùng cho quản lý, chủ yếu cần giải quyết vị trí phịng
điều khiển của nhà ga và phịng trưởng ga, vị trí thang sơ tán khi hỏa hoạn
và làm việc, vị trí nhà vệ sinh cho nhân viên nhà ga. Phòng điều khiển của
ga đòi hỏi phải có tầm nhìn thơng thống có thể quan sát được tình hình
quản lý, vận hành trong sảnhđợi tầu, thường được bố trí ở cuối, giữa khu
vực cơng cộng của sảnh đợi tàu, mặt bằng phịng này cao hơn khu vực
cơng cộng khoảng 600mm. Phòng trưởng ga liền kề với phòng điều khiển
ga để thuận tiện cho xử lý các tình huống xảy ra, nói chung bố trí ở cuối,
ở giữa khu vực cơng cộng sảnh đợi tầu. Vị trí thang sơ tán phòng cháy
kiêm làm việc nằm ở giữa các phịng dùng cho quản lý, nên chiếu cố đến
vị trí thang này và ke ga, tránh xung đột với thang khác. Vị tri nhà vệ sinh
chỉ có thể bố trí ở giữa các phịng quản lý vì nó phải liên thơng trực tiếp
với đường ống phịng bơm nước bẩn ke ga.
Thiết kế khu vực cơng cộng phịng đợi tàu: chủ yếu giải quyết đường đi
luồng hành khách ra vào, bán vé, kiểm tra vé ra vào ga, tách bạch khu trả
phí và khu khơng trả phí, cầu thang lên xuống sảnh đợi tàu và ke ga, vị trí
thang tự độngv.v.
1.1

Cửa phân luồng hành khách
Cửa phân luồng hành khách chủ yếu nằm ở khu vực công cộng của sảnh
đợi tàu, bố trí hai bên trái phải, thuận lợi cho cửa ra vào hai bên đường
phố trên mặt đất. Có khi ga nằm ở phía dưới chỗ giao nhau đường ơ tơ
trên mặt đất nên cửa phân luồng hành khách của sảnh đợi tàu thường được
bố trí bốn phía giao cắt của đường ô tô. Tổng chiều rộng của cửa phân
luồng hành khách phải lớn hơn tổng chiều rộng thang (kể cả thang tự
động) trừ ke ga lên sảnh đợi tàu để có lợi cho sơ tán khẩn cấp khi hỏa
hoạn. Theo quy định trong quy phạm thiết kế metro chiều rộng tối thiểu
của cửa phân luồng hành khách không thể nhỏ hơn 2,4m.

2.1

Bán vé:
10


Căn cứ vào điều kiện kinh tế và khả năng thiết bị, việc bán vé chia ra
hailoại: thủ công, nửa thủ cơng và tự động. Kích thước phịng bán vé thủ
công và nửa thủ công giống nhau. Phương thức bán vé nửa thủ cơng là do
người thu phí, máy đưa vé ra. Máy bán vé là thiết bị chủ yếu (xem hình
1.2).

Mặt bằng trạm kiểm tra vé

Mặt đứng trạm kiểm tra vé

A: Máy bán vé tự động; B: Máy bán vé nửa tự động; C: Bán vé tự động và nửa
tự động
Hình 1.2: Thiết bị bán vé và kiểm tra vé

11


Cơng thức tính tốn số lượng chịi bán vé thủ công và số lượng máy bán
vé tự động như sau:
N1 =

M1 ∗ K
m1

Trong công thức:
M1: Số lượng người sử dụng máy bán vé hoặc tổng lưu lượng hành khách
chiều đi và chiều về (tính theo giờ cao điểm)
K: Hệ số siêu cao điểm, lấy từ 1,2 -:- 1,4
m1: Năng lực bán vé mỗi một giờ bán vé thủ công lấy là 1200 người/giờ.
Năng lực bán vé mỗi một giờ của máy bán vé tự động tính là 600
người/giờ/máy.
Cơng thức trên chỉ là số lượng phòng bán vé hoặc máy bán vé tự động cần thiết
cho luồng hành khách mua vé từng người ở giờ cao điểm.Tiêu chuẩn phụ thuộc
vào sự thay đổi hình thức bán vé và các điểm bán vé trong xã hội. Chẳng hạn vé
bán là thẻ từ, địa điểm bán vé không đặt ở trong ga metro mà đặt ở chỗ buôn bán
dưới đất hoặc nơi thuận tiện trên mặt đất, thì số lượng máy bán vé trong sảnh
đợi tàu sẽ giảm đi rất nhiều.
Vị trí của máybán vé nên bố trí trên đường đi của luồng hành khách vào ga và
kiểm soát vé vào ga để được xuôi chiều, tránh giao cắt với luồng hành khách ra
khỏi ga.
3.1

Cửa kiểm sốt vé ra, vào ga bố trí lan can cách ly với khu vực thu phí và
khơng thu phí

Số lượng cửa kiểm sốt vé ra vào ga cần được tính tốn theo lưu lượng
hành khách giờ cao điểm.
Cơng thức tính cửa kiểm sốt vé:
𝑁2 =

𝑀2 ∗ 𝐾
𝑚2

12


Trong công thức:
M2: Lưu lượng hành khách vào ga (chiều đi và chiều về) hoặc lưu lượng
hành khách ra khỏi ga giờ cao điểm
K: Hệ số siêu cao điểm, lấy từ 1,2 -:- 1,4
m2: Năng lực kiểm tra vé một giờ của mỗi máy kiểm tra vé, lấy là 1200
người/giờ/máy
(Kích thước máy kiểm tra vé, máy bán vé bổ sung xem hình 1.2).
Bên cạnh máy kiểm tra vé ra, vào gacịn cần bố trí một cửa lan can đóng
mở thủ cơng để thuận tiện cho việc giải quyết các tình huống đặc biệt và
các hành lý lớn ra vào, và cũng có lợi cho nhân viên nhà ga ra vào. Tại
cửa kiểm sốt vé vào ga cịn bố trí chịi giám sát vé. Tại gần cửa kiểm soát
vé ra khỏi ga cịn bố trí chịi bán vé bổ sung để thuận tiện cho việc mua vé
bổ sung khi vé đi tàu chưa đủ.
Ở xung quanh cửa kiểm tra vé còn có các vách ngăn để phân biệt khu vực
trả phí và khu vực không phải trả tiền.Thông thường khu vực khơng phải
trả phí lớn hơn khu vực phải trả chi phí, vì rằng luồng hành khách sau khi
đã kiểm tra vé là nhanh chóng vào ga đợi tàu, rất ít khi phải dừng lại ở
khu vực phải trả tiền. Khu vực khơng phải trả chi phí cố gắng có mấy
đường ra vào để thuận tiện cho hành khách sau khi ra khỏi ga được tự do

lựa chọn lối ra thông lên các hướng trên mặt đất. Tại khu vực miễn phí
cịn cần có các thiết bị phục vụ nhất định như điện thoại công cộng, cửa
hàng nhỏ, nhà vệ sinh v.v
4.1

Thiết kế cầu thang lên xuống nối liền sảnh đợi tàu với ke ga
Cầu thang phải được dùng cho cả lên và xuống. Ở tầng đợi tầu cần phải
xem xét mối liên hệ giữa cửa kiểm soát vé ra vào ga với cầu thang, đặc
biệt là cửa kiểm tra vé ra ga phải có khoảng cách nhất định với thang,
13


dùng cho hành khách xếp hàng kiểm tra vé ra ga. Ở tầng ke ga chủ yếu
xem xét vị trí thang có thể tiếp cận đều đặn luồng hành khách. Khi thiết kế
cần xem xét tiết kiệm đầu tư, luồng khách ra ga có thể đi lên bằng thang
vịn tự động, luồng khách vào ga đi bộ xuống theo cầu thang.
Tính tốn số lượng và chiều rộng thang tự động và cầu thang lên lầu dựa
vào luồng hành khách ra ga bằng thang tự động lên tầng lầu
Tính tốn số lượng thang tự động:
𝑛=

𝑁∗𝐾
𝑛1 ∗ 𝜂

Trong công thức
N: lượng hành khách xuống dự kiến (chiều đi + chiều về)
K: Hệ số siêu cao điểm, lấy từ 1,2 -:- 1,4
n1: Năng lực chuyên chở mỗi giờ 8100/người/giờ/máy
: Tỷ lệ sử dụng thang, lấy là 0,8
Tính tốn chiều rộng cầu thang

𝑚=

𝑁∗𝐾
𝑛2 ∗ 𝜂

Trong đó
N: lượng hành khách lên dự kiến (chiều đi + chiều về)
K: Hệ số siêu cao điểm, lấy từ 1,2 -:- 1,4
n2: Năng lực thông qua dùng chung hai hướng, lấy 3200/người/giờ/máy
: Hệ số sử dụng, lấy là 0,7
Các công thức trên căn cứ điều kiện kinh tế hiện nay, luồng hành khách đi
lên để ra khỏi ga sử dụng thang tự động, còn luồng hành khách đi xuống
14


vào ga dùng thang đi bộ. Trong thực tế sử dụng, cầu thang đi bộ cũng có
khi dùng cho luồng hành khách giải tỏa đi lên. Khi có điều kiện đi lên, đi
xuống đều sử dụng thang tự động. Chiều rộng cầu thang đi bộ sẽ có sự
điều chỉnh thiết đáng, chiều rộng cầu thang đi bộ sẽ nhỏ bớt vì một bộ
phận luồng hành khách vào ga đã do thang tự động đảm nhiệm. Theo qui
phạm metro, chiều rộng cầu thang đi bộ trong khu vực công cộng không
được nhỏ hơn 1,8m. Hình 1.3 là kích thước cơ bản của thang tự động.

Hình 1.3: Kích thước cơ bản cầu thang tự động
Ngoài ra tổng chiều rộng cầu thang thiết kế (kể cả chiều rộng cầu thang tự
động) phải đáp ứng yêu cầu sơ tán an toàn khi xảy ra hỏa hoạn.
Nghiệm tốn thời gian sơ tán an tồn chiều rộng cầu thang là
𝑡 = 1+

𝑀+𝑁

< 6 𝑝ℎú𝑡
𝑛1 ∗ 𝑛 + 𝑛3 ∗ 𝑚

M: Tổng lượng khách đi xuống (lượng khách xuống của một đoàn tàu, lấy
con số lớn trong chiều đi hoặc về)
N: Tổng lượng khách lên đợi tàu ở ke ga (chiều đi + chiều về)
15


n1 năng lực chuyên chở cầu thang tự động 8100 người/giờ/máy
n: số lượng thang tự động
n3năng lực thông qua đi lên của cầu thang (một hướng) 3700
người/giờ/máy
m: Tổng chiều rộng cầu thang
(2)

Thiết kế khu công cộng của tầng ke ga
Thiết kế khu vực công cộng của tầng ke ga, trước tiên xác định chiều dài
hữu hiệu và chiều rộng ke ga. Nói chung dựa vào chiều dài lập tàu cộng
thêm sai số khi dừng toa để quyết định chiều dài hữu hiệu của ke ga.
Hình1.4 là chiều dài mặt bằng và mặt đứng chiều dài toa xe.

16


Sơ đồ toa điều khiển

Sơ đồ toa móc theo

Hình 1.4: Sơ đồ mặt bằng, mặt đứng, chiều dài toa xe metro

Hiện nay, đường số 1 và số 2 metro Thượng Hải lập tàu 8 toa, chiều dài
hữu hiệu ke ga là 186m; đường Minh Châu giai đoạn 1 và giai đoạn 2 lập
tàu 6 toa, chiều dài hữu hiệu ke ga là 142m. Chiều rộng ke ga tìm được
bằng cách lấy diện tích cần có ke ga chia cho chiều dài hữu hiệu ke ga là
có được chiều rộng ke ga.
Cơng thức tính chiều rộng ke ga
17


B= 2b1+ b2 +b3 +b4
Trong đó
b1: chiều rộng một bên ke ga
b2: tổng chiều rộng các cột
b3: tổng chiều rộng cầu thang người đi
b4: tổng chiều lỗ để lắp đặt cầu thang tự động
𝑏1 =

𝑀∗𝑊
𝐿

+ 0,45

M: số người lên, xuống một hướng cho mỗi khoảng giãn cách thời gian
tàu giờ siêu cao điểm (lấy số lớn hơn trong chiều đi hoặc chiều về)
W: diện tích mỗi người chiếm dụng ke ga (kể cả đường đi) lấy là
0,5m2/người, tình hình bình thường lấy 0,75m2/người
L: Chiều dài hữu hiệu ke ga
0,45: Cự ly an tồn cảnh báo ke ga
Nói chung trong thiết kế căn cứ vào cấp hạng ga để qui định quy mô chiều
rộng ke ga, về cơ bản đều đáp ứng u cầu tính tốn chiều rộng ke ga.

Biểu 1.1 và 1.2 là kích thước ga metro Bắc Kinh giai đoạn 1 và ga tuyến
số 1 metro Thượng Hải
Biểu 1.1 Kích thước ga metro Bắc Kinh giai đoạn 1 (m)
Ga kiểu đảo

Quy mô

Hạng mục

Lớn

Vừa

Nhỏ

Tổng chiều rộng ke ga

12,5

11

9

Chiều rộng sảnh tập

6

5

4

18


kết, giải tỏa trên ke ga
Chiều cao từ mặt ke
ga đến đáy tấm đỉnh

4,95

4,55

4,35

Chiều rộng ke bên

2,45

2,10

1,75

5

4,5

4

118

118

118

Khoảng cách cột theo
chiều dọc ke ga
Chiều dài ke ga

Biểu 1.2 Kích thước ga metro tuyến số 1 Thượng Hải
Ga kiểu đảo
Hạng mục

Quy mô
Lớn

Vừa

Nhỏ

14

12

10

3,5 - 4

2,5 - 3

2,5

Chiều dài ke ga

186

186

186

Chiều cao từ mặt ke
đến đáy tấm đỉnh

4,1

4,1

4,1

Chiều cao từ mặt ke
ga đến mặt đỉnh treo

3

3

3

Chiều cao tầng thiết
bị đỉnh treo

1,1

1,1

1,1

Khoảng cách giữa tim
các cột theo chiều dọc

8 – 8,5

8 – 8,5

8

Tổng chiều rộng ke ga
Chiều rộng ke bên

Một điểm quan trọng khác trong thiết kế tầng ke ga là yêu cầu về giới hạn.
Trong quy phạm thiết kế có quy định: Trong phạm vi chiều dài hữu hiệu của ke
ga, khoảng cách từ mặt ranh giới vật kiến trúc (mặt cột hoặc mặt tường) trong ke
ga đến tim tuyến đường không được nhỏ hơn 3600mm. Ngoài phạm vi chiều dài
hữu hiệu ke ga, khoảng cách từ tim đường đến vật ranh giới kiến trúc trên ke ga
không được nhỏ hơn 1800mm. Một số ga metro có bố trí hệ thống cửa màn che,
giới hạn từ mặt ngoài cửa che đến tim đường là 1700mm.
19


Hai đầu tầng ke ga cũng có bố trí các thiết bị và các phòng dùng cho quản lý cần
thiết, về hình thức cũng là một đầu diện tích lớn, một đầu diện tích nhỏ. Trạm
biến thế hạ áp là phịng có thiết bị chiếm dụng diện tích lớn nhất tầng ke ga nằm

ở đầu diện tích lớn, tương ứng với phịng thiết bị lớn ở sảnh đợi tầu phía trên. Cả
ga có độ dốc dọc 2 ‰, có lợi cho thốt nước của ga. Vì vậy phịng bơm nước
thải trong tầng ke ga nên bố trí ở đầu có cao độ thấp của tầng ke ga.
2. Thiết kế đổi tàu các ga metro
Giao thông đường sắt thành phố chỉ có thể phát huy đầy đủ cơng năng của mình
trong điều kiện hình thành được mạng lưới cơ bản. Tại các điểm giao nhau của
mạng lưới đường, giữa các ga trên các tuyến cần bố trí liên thơng đổi tàu giữa
các tuyến.
Hình thức bố trí đổi tàu có nhiều loại: Có kiểu đổi tàu trực tiếp giữa ke ga với ke
ga, có kiểu đổi tàu gián tiếp qua sảnh đợi tầu. Đổi tầu trực tiếp giữa các ke ga
thuận lợi cho hành khách đổi tàu nhanh chóng, thơng suốt, tiết kiệm thời gian.
Căn cứ tình hình giao nhau giữa các tuyến metro và vị trí của ga có các kiểu đổi
tàu chữ thập, đổi tàu chữ đinh, đổi tàu song song giữa các ke ga với ke ga (xem
hình 1.5).

Đổi tàu hình chữ thập:
Đổi tàu lẫn nhau giữa ke
ga kiểu đảo với ke ga
kiểu đảo

20


Đổi tàu kiểu chữ thập:
Đổi tàu giữa ke ga kiểu
đảo với ke ga kiểu bên,
ke ga kiểu bên nằm ở
tầng dưới

Đổi tàu chữ thập:

Đổi tàu giữa ke ga kiểu
bên với ke ga kiểu bên

Đổi tàu kiểu chữ T:
Đổi tàu ở giữa ke ga tầng
trên với phần cuối ke ga
tầng dưới

Đổi tàu chữ L:
Đổi tàu đều ở phần cuối
ke ga tầng trên với ke ga
tầng dưới

21


Hai đường thông:
Đổi tàu ở tầng sảnh dưới
đất của hai ga song song
qua thiên kiều, đường
hầm

Đổi tàu mặt bằng hai
tầng trùng nhau cùng ke
ga, cùng hướng

Đổi tàu trên mặt bằng hai
ke ga một tầng, cùng ke
ga, cùng hướng

Hình 1.5: Đổi tàu hai tuyến của ga metro
Việc đổi tàu chủ yếu được thực hiện qua các cầu thang lên xuống. Vì vậy chiều
rộng các cầu thang phải tính tốn theo lưu lượng hành khách đổi tàu lớn nhất
của giờ cao điểm. Khi cầu thang lên xuống, xuyên qua đáy nhà ga hoặc trần tầng
lầu cần chú ý để dành đường cho thiết bị và đường ống. Trường hợp ga của hai
tuyến liền kề không giao nhau, việc chuyển tàu của hành khách chỉ có thể từ ke
ga lên sảnh nhà ga này theo một con đường sang sảnh của nhà ga kia ra ke ga.
Phương thức này bất tiện cho hành khách. Đây là phương pháp bất đắc dĩ trong
trường hợp bố cục tổng thể đã xác định trước. Vì vậy vấn đề đổi tàu cần được
xem xét tường tận khi quy hoạch mạng lưới đường.

22


Việc đổi tàu metro ở Châu Âu cũng có nơi sử dụng cùng một ke ga cho các
tuyến khác nhau, hành khách không phải di chuyển giống như đổi xe tại cùng
một trạm ôtô công cộng trên mặt đất. Mô thức này thể hiện sự quan tâm đến con
người, nhưng khó khăn về kỹ thuật và quy mơ đầu tư lớn. Trong điều kiện kinh
tế nước ta hiện nay còn khó thực hiện.
3. Thiết kế mặt đứng ga metro
Lấy thí dụ là mặt cắt đứng tiêu chuẩn của ga metro Thượng Hải. Mặt cắt ga phân
ra hai tầng trên, dưới và tầng bổ trợ phía dưới ke ga. Những điều cần giải quyết
tại mặt cắt là hình thức kết cấu, kích thước kết cấu ga, chiều cao khơng gian cần
cho thiết bị và kiến trúc, yêu cầu giới hạn của toa xe chạy, đỗ. Ở đây cần xem
xét một cách biện chứng mối quan hệ chiều cao không gian và kinh tế. Tăng cao
không gian tất nhiên phải tăng độ sâu ga, vì chiều dày của đất ở phía trên ga về
cơ bản đều có các quy định kỹ thuật (đáp ứng yêu cầu đặt đường ôtô, đường
ống). Theo kinh nghiệm thiết kế các ga đã có, tĩnh khơng của tầng sảnh chờ tàu
của ga không dưới 4m về cơ bản có thể đáp ứng u cầu kích thước lắp đặt, sửa
sang thiết bị, tĩnh khơng sau khi hồn thành không dưới 3m. Tĩnh không của

tầng ke ga được xác định căn cứ vào chiều cao toa xe, chiều cao lắp cần tiếp
điện toa xe, chiều cao đường ống thoát nhiệt, thốt khói, ống gió. Căn cứ thiết kế
các ga đã xây dựng, tĩnh không từ mặt ke ga đến đỉnh trần là 4,1 – 4,3m, đảm
bảo được chiều cao từ trần treo sau khi lắp đên ke ga không thấp hơn 3m. Không
gian dưới ke ga chủ yếu dùng cho hố móng, lắp đặt đường ống cáp điện và
đường ống thơng gió thốt nhiệt (nhiệt lượng và khí thải do ma sát ray và bánh
xe sinh ra). Chiều cao của nó phụ thuộc vào kích thước toa xe và chiều cao đệm
đường đường ray. Trong các ga đã thiết kế, chiều cao đệm đường là 0,54m,
chiều cao từ mặt ke ga đến mặt đỉnh ray là 1,08m nên chiều cao từ mặt ke ga
đến mặt tấm bản đáy phía dưới là 1,62m, có thể đáp ứng yêu cầu bố trí các loại
thiết bị (xem hình 1.6 và 1.7).

23


ống thốt khói

ốngdẫn gió

ốngdẫn gió

ống thốt nhiệt

ống thốt gió

Hình 1.6: Sơ đồ mặt cắt tiêu chuẩn ga metro

Giới hạn kiến trúc mặt
ngoài cột (tường) trong
phạm vi chiều dài hữu

hiệu ke ga

Mặt ke ga

Hình 1.7: Giới hạn đường hầm hình chữ nhật đoạn thẳng ở ga
4. Thiết kế không chướng ngại.
24


Để thể hiện quan điểm thiết kế “lấy con người làm chuẩn”, trong ga metro cần
thực hiện thiết kế không có trở ngại. Tùy vào vị trí khác nhau của ga metro, sử
dụng hai phương pháp thiết kế khác nhau.
Một là loại ga nằm phía dưới mặt đất của đường phố, cửa ra vào nằm ở hai bên
đường phố. Ghế bánh xe dùng cho người tàn phế có thể móc vào bệ nâng hạ đặt
bên cạnh cầu thang rồi hạ xuống tầng sảnh đợi tàu sau đó lại qua thang lên
xuống thẳng đứng bố trí ở sảnh rồi hạ xuống ke ga. Ngồi ra cũng có thể bố trí
thang lên xuống thẳng đứng từ mặt đất qua một đường riêng dùng cho người tàn
tậtđến sảnh đợi tàu, sau đó lại dùng thang thẳng đứng đặt ở sảnh đợi tàu hạ
xuống ke ga. Đối với người mù có đường dùng cho người mù đi từ cửa cầu
thang điện đến tận cửa toa xe.
Một loại khác là ga đặt dưới đất ở một bên đường phố, thang lên xuống thẳng
đứng của ga có thể trực tiếp lên tận mặt đất, ở mặt đất có cửa ra vào trực tiếp
cho người tàn tậttiện sử dụng.
Thang lên xuống thẳng đứng trong ga metro có thể dùng lên xuống thủy lực,
phòng máy ở tầng ke ga, diện tích tương đối nhỏ. Cửa mở của thang cần tránh
hướng vào đoàn tàu ở ke ga. Ở tầng ke ga, đường dùng cho người mù phải
xuyên suốt cả hai chiều đi và về. Nhưng nói chung chỉ cần đặt ở cửa toa tại chỗ
trung tâm ke ga đến cửa thang lên xuống thẳng đứng (không cần trên suốt cả
chiều dài). Như vậy có thể thích hợp với các vị trí khác nhau của thang lên
xuống thẳng đứng của các ga khác nhau như hình 1.8, hình 1.9, hình 1.10, cũng

có thể quy định thống nhất cho các ga thiết kế thang lên xuống thẳng đứng vào
một đầu. Như vậy việc bố trí đường càng ngắn, liên hệ càng dễ trực tiếp.

25