Bài giảng công trình ga và đường Tàu điện ngầm

Khoa xây dựng -Trờng đại học kiến trúc Hà nội

Bộ môn xây dựng công trình ngầm đô thị

Bài giảng

công trình ga
và đờng Tàu điện ngầm

Biên soạn
TS. nguyễn đức nguôn

Hà Nội tháng 10-2008
Bài giảng môn công trình ga và đờng tàu điện ngầm (TDN)

1


mở đầu

Công trình ga và đờng TDN cho phép tăng tốc độ giao thông,
tăng độ tin cậy, an toàn và tiện nghi, đáp ứng đợc các yêu cầu
giao thông của đô thị hiện đại.
Nghiên cứu môn công trình ga và đờng TDN cho phép chúng
ta hiểu đợc:
- Công trình ga và đờng TDN nh hệ thống giao thông ngoài
tuyến phố để vận chuyển hành khách đại trà; tính hiệu quả của
nó; những khái niệm cần thiết về tổ hợp các hạng mục trong công
trình TDN cũng nh ý nghĩa của chúng;
- Những nguyên tắc cơ bản thiết kế công trình TDN, kết cấu
công trình tuyến, các giải pháp kết cấu và quy hoạch không gian tổ

hợp ga và các nút chuyển tàu, các sơ đồ công nghệ-tổ chức sản
xuất trong các điều kiện xây dựng khác nhau.
- Các phơng pháp xác định các thông số cơ bản của ga; công tác
thiết kế kết cấu các công trình nối ga và tổ hợp ga trong tình
hình xây dựng đô thị và các điều kiện địa chất công trình khác
nhau; xác định tải trọng lên kết cấu chịu lực công trình và thực
hiện tính toán chúng, soạn thảo các sơ đồ công nghệ tổ chức sản
xuất về xây dựng công trình TDN

2


Chơng 1
Khái niệm về công trình tầu điện ngầm (TDN)

1.1. Công trình TDN trong hệ thông giao thông đô thị:
Công trình ga và đờng TDN là hệ thống giao thông đờng sắt chạy
điện ngoài tuyến phố để vận chuyển hành khách đại trà.
- Khả năng chuyên chở khách:
+ Tầu điện: từ 5-10 nghìn ngời trong 1 giờ theo 1 hớng.
+ Ôtô chạy điện, ôtô buýt: 3-8 nghìn ngời trong 1 giờ theo 1 hớng.
+ TDN 6 toa vận chuyển đợc 50 nghìn ngời trong 1 giờ, nếu 8
toa vận chuyển đợc 70 nghìn ngời trong 1 giờ theo 1 hớng. Tốc độ
40-60km/h
- Thời gian chuẩn xác;
- Phạm vi hoạt động rộng ;
- Có ý nghĩa rất lớn về mặt xã hội (giảm diện tích, tiếng ồn, ô
nhiễm môi trờng, tai nạn giao thông )
Dòng hành khách trên 10 nghìn ngời trong 1 giờ, tốt nhất xây
dựng TDN.

1.2. Các loại đờng TDN:
Tuyến đờng TDN có thể đặt ngầm, ở mặt đất và trên không.
- Đặt ngầm: đợc chia ra loại đặt nông (thờng trong giới hạn 5-15m)
và đặt sâu>15m.
1. Đặt nông: + u điểm: Tiết kiệm thời gian đi lại; phân bố hành
khách lên toa đều hơn nhờ có 2 lối lên xuống; giá thành xây
dựng, chi phí khai thác cũng nhỏ hơn công trình đặt sâu. Do
đó công trình đặt nông phát triển mạnh hơn so với đặt sâu.
+ Nhợc điểm: Phải bám theo các tuyến phố, cần phải chuyển
đổi, lắp đặt lại mạng lới kỹ thuật ngầm; phải gia cờng nền móng
các ngôi nhà lân cận.

3


Hình 1.1. Tỷ lệ độ dài các tuyến đặt sâu và đặt nông (phần gạch)

Đặt sâu: + u điểm: Tuyến hớng ngắn nhất; sơ đồ gọn nhẹ
đảm bảo đợc móng nhà và công trình lân cân; bảo toàn mạng kỹ
thuật ngầm; cho phép đặt công trình vào nền đất thuận lợi nhất.
+ Nhợc điểm: Phải xây dựng thang nâng hạ cơ học cho hành
khách; tăng thời gian đi lại; mặt bằng thi công chật hẹp; hệ thống
thông gió phức tạp; giá thành xây dựng cao và chi phí lao động lớn.
Tuyến đờng tầu điện ngầm có thể chuyển đổi từ sâu sang
nông hoặc ngợc lại.
- Các tuyến đặt ở mặt đất: Xây dựng chủ yếu ở vùng ven đô khi
kéo dài những đờng hiện có, ít khi đặt trong vùng đô thị.
- Các tuyến nổi: + Mặc dù rẻ hơn song ít đợc sử dụng do: cản trở
chuyển động và giảm khả năng thông xe trên phố; phá vỡ quần
thể kiến trúc; che khuất tầm nhìn và cảnh quan đô thị; gây

tiếng ồn và tiếng động không thoả mãn điều kiện sinh thái đô
thị; bụi do xe cộ gây nên ô nhiễm không khí.
+ Các tuyến nổi chủ yếu đợc xây dựng khi cắt qua dòng chảy, tại
các lối ra của trạm toa xe, tại các vùng ngoại vi và ở các vùng ít công
trình xây dựng hoặc tại những vùng địa hình phức tạp.

Hình 1.2.Đờng Metrô qua sông Ôb ở Nôvoxibirxk

4


+ Các đờng tầu điện cao tốc, tầu hoả đi trong khu vực đô thị
có thể đặt ngầm.
Sự khác biệt chính của các toa TDN so với đờng sắt là
kích thớc toa và cơ cấu mạng mạch điện.
+ Metrô mi ni: tàu Mêtrô mini thờng có 2-4 toa, có kích thớc nhỏ,
hẹp.
+ Mêtrô nhẹ. sử dụng trên các vành đai ngoài đô thị, chủ yếu
đi trên mặt đất hoặc trên cầu cạn, có thể chuyển sang TDN thông
thờng. Giá thành xây dựng đờng mêtrô nhẹ rẻ hơn rất nhiều (3-3,5
lần).
1.3. Lịch sử phát triển công trình ga và đờng TDN
1.3.1. Sơ lợc lịch sử xây dựng.
- Tại Anh: Đờng TDN đợc xây dựng vào năm 1863 ở Luân Đôn theo
thiết kế của T. Pirson. Chiều dài tuyến đờng TDN là 3,6km, chuyển
động của các đoàn tàu nhờ hơi nớc. Trong vòng 1 năm đầu tiên đã
vận chuyển đợc 10 triệu hành khách.
- Tháng 12/1890 tuyến mêtrô chạy điện đầu tiên trên thế giới dài
5km đợc xây dựng, nối vùng Xiti với đờng sắt phía Nam Luân Đôn.
- Đến năm 1905 trên tất cả các đờng TDN ở Luân Đôn đợc chuyển

sang đầu máy kéo chạy điện.
- Tại Mĩ: Đờng tàu điện thứ 2 đợc xây dựng ở Niu Ước vào năm
1868 chủ yếu trên cầu cạn có sử dụng cáp kéo. Vào năm 1904 ở Niu
Ước đã xây dựng tuyến đầu tiên theo phơng án ngầm dới đất.
- ở Buđapet: Đờng TDN đợc xây dựng vào năm 1896 dài 4,7km
xây dựng bằng phơng pháp lộ thiên.
- Tại Pari: Đờng TDN đợc xây dựng vào năm 1898 có độ dài
13,4km với 22 ga. Đến năm 1905 ở Pari chiều dài đờng TDN đã là
30km.
- Tại Nga: Đờng TDN đợc xây dựng vào năm 1935.
Nếu vào năm 1935 vận chuyển hành khách bằng đờng TDN ở
Matxcova là 180 nghìn ngời /ngày đêm thì năm 1997 trên đờng
TDN ở Matxcova đã vận chuyển tới 9,0 triệu ngời/ ngày đêm.
Tốc độ của TDN thờng vào khoảng 40 đến 60km/giờ
(Philađephia- 60, Pari-48, Henxinhki- 43km/giờ, ở Nga 40km/giờ.

5


- Danh mục các đờng TDN trên thế giới (theo số liệu thống kê năm
1995) cho trong bảng 1.1 (xem bảng 2.2 sách).
- Ngày nay đã có TDN tự động hoá điều khiển, không có ngời lái
(ở thành phố Lil của Pháp), đảm bảo an toàn và tăng hiệu quả khai
thác lên rất nhiều.
1.3.2.Tình hình xây dựng đờng TDN ở Việt Nam:
ở nớc ta vào những năm 90 của thế kỷ 20 đã có những đề án
xây dựng đờng TDN. Tuy nhiên tính cấp thiết của công trình TDN
cha thực sự đợc nhận thức đầy đủ. Mặt khác, do kính phí có hạn
nên công tác xây dựng đờng TDN không thể tiến triển đợc. Vào
đầu thế kỷ 21, tình hình kinh tế đất nớc đợc cải thiện hơn, nhu

cầu vận tải tăng rất mạnh, các phơng tiện giao thông mặt đất
không đủ khả năng đáp ứng đợc yêu cầu thực tế nên vấn đề xây
dựng công trình giao thông ngầm đô thị bắt đầu đợc đề cập
mạnh mẽ hơn. Hiện nay đã có quy hoạch tổng thể công trình TDN ở
Tp. HCM và ở Hà Nội đến năm 2020.
Tháng 12 năm 2004 đã làm lễ khởi công tuyến giao thông ngầm
vợt qua sông Thủ Thiêm. Đã có đề án xây dựng tuyến tầu điện cao
tốc Hoà lạc-Hà Nội, tuyến nổi Hà Đông-Hà Nội. Năm 2004 cũng đã có
dự án xây dựng 2 tuyến đờng TDN tại thành phố HCM.

General planning of Hanoi capital until the year 2020
(Decision No. 108/1998/QD-TTg dated 20/06/1998)

6


Ministry of Transport proposed to build
8 urban rail transport lines, forming the
main axes of the public transport
network in Hanoi:
(1) Yen Vien - Ngoc Hoi (25 km)
(2) Hanoi - Noi Bai Airport (25 km)
(3) Ha Noi - Ha Dong (15 km)
(4) Bac Co - Hanoi Station - Voi Phuc Nhon (16 km)
(5) Daewoo - Trung Kinh - Hoa Lac (32
km)
(6) Giap Bat - Southern Thang Long
(19 km)
(7) Buoi - Dong Anh - Soc Son (24 km)
(8) Co Bi - Gia Lam - Kim No (26 km)

Line 1 :Tu Liem/Nam Thang Long-Thuong Dinh

Tu Liem/Nam
Thang Long
-Thuong Dinh
Line length:
17.2km
Underground
section: 12km.
Underground
section goes
under ancient
quarter and city
center.

- Southern Thang Long (19 km): (7) Buoi - Dong Anh - Soc Son (24 km)
(8) Co Bi - Gia Lam - Kim No (26 km).

Line 2: Nhon-Hanoi railway station
7


H.1.3. Mt bng quy hoach cụng trỡnh tu in ngm khu vc H Ni ti nm 2020
v tuyn I v tuyn II ang trin khai

1.4. Cấu tạo đờng TDN:
1.4.1. Nguyên tắc vạch tuyến và lựa chọn kích thớc đờng
TDN
- Bố trí tuyến TDN dựa trên :

+ Điều kiện địa chất ;
+ Các công trình xây dựng trên mặt đất;
+ Giải pháp kết cấu đờng ngầm v.v.
+ Tuyến đờng TDN cần ngắn nhất.
- Bán kính đờng cong :
+ Trên mặt bằng không đợc nhỏ hơn 600m;
+ Trên các đờng nối-150m;
+ Trên các nhánh-75m
(Trong trờng hợp đặc biệt cho phép lấy tơng ứng 300, 100, 60m).

- Ga TDN trong mặt bằng:
+ Bố trí trên tuyến thẳng (nếu bố trí trên đoạn cong thì R
800m);
+ Bố trí ga tại các vị trí cao hơn (h.1.4).

Hình 1.4. Sơ đồ trắc dọc tuyến đờng TDN chôn sâu

- Chiều sâu chôn ngầm không nên nhỏ hơn 3m tại các vị trí cắt
qua đờng trục chính và phố chính.
- Độ dốc nhỏ nhất dọc tuyến không nhỏ hơn 0,3%.
(Khi có luận chứng, cho phép bố trí riêng biệt trên diện tích nằm ngang, nh ng độ dốc dọc của máng thoát nớc không nhỏ hơn 0,2%).
8


- Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến: không lớn hơn 3,8%, còn đoạn
trên mặt đất không lớn hơn 3,5%.
(Trong trờng hợp khó khăn, trên những đoạn ngầm dài hơn 1500m cho phép
độ dốc dọc tới 4,5%, độ dốc khu vực lân cận không lớn hơn 2% và độ dài của
chúng không nhỏ hơn 1500m cho mỗi đoạn. Vị trí liền kề của 2 chi tiết trắc
dọc với các hớng khác nhau có góc không lớn hơn 0,5% cần có chi tiết đệm với

độ dốc không lớn hơn 0,5%. Khi hiệu đại số giá trị độ dốc đoạn thẳng trắc
dọc bằng hoặc lớn hơn 0,2% thì chúng đợc kết nối trong mặt phẳng đứng
bằng các bán kính cong: tại ga-3000m, tại các đờng chính- 5000m, tại các đờng
phụ và nhánh-1500m).

- Lối vào ga trên đoạn 150-200m cần bố trí trên độ dốc dới 3%,
còn đoạn giữa của phần chuyển tiếp trên độ dốc ít nhất 3%
(mục đích là giảm nhẹ sự lấy đà của đoàn tàu đi từ ga và giảm tốc độ khi
tàu tới bến, tạo điều kiện tiết kiệm năng lợng).
- Các ga TDN đợc bố trí ở vị trí có độ dốc dọc 1 chiều là 0,3%.
(Trong trờng hợp khó khăn tới 0,5% hoặc trên khu vực nằm ngang với điều kiện
đảm bảo thoát nớc theo bản đáy).

Khoảng cách tiệm cận của toa với đờng hầm:
Theo tiêu chuẩn của Nga: Kích thớc kết cấu đờng đợc xác định tơng ứng với GOST 23961-80 cho ray 1520mm, sử dụng trên các tuyến
cho toa tàu cao 3,7m, rộng 2,7m và dài 19,2m; ray đặt trên các tà
vẹt dài 2,65m và ray tiếp xúc với lới điện phía dới. Khi tàu chạy,
không chi tiết nào của thiết bị toa đợc đua ra ngoài phần chuyển
động M (h.1.5).

9


Hình 1.5. Tiệm cận phần chuyển động M
a. hình dáng phía trên; 6. hình dáng phía dới
1. đờng bố trí mặt giới hạn phía sau; 2. đờng bố trí giới hạn bộ thu dòng
điện và máy phát điện tự động; 3. đờng bố trí giới hạn bộ thu dòng điện tại
vị trí làm việc; 4. đờng bố trí giới hạn khối khoá tự động dừng; 5. đờng bố trí
giới hạn khối giảm tốc.

Kích thớc tiệm cận OM xét đến động lực đứng và phía hông
của toa khi chuyển động (h.1.6).
(xét đến sai số cho phép khi chế tạo toa, sự mài mòn cho phép của bánh xe,
sự gãy nhíp của bộ phận treo trung tâm một tời từ 1 hớng cũng nh sự chuyển
dịch cho phép, độ mài mòn đờng ray)

10


H.1.6. Tiệm cận thiết bị OM; a. hình dạng phía trên; . hình dạng
phía dới
1. Đờng tiệm cận của ray tiếp xúc; 2.đờng tiệm cận gờ chỉ và sân ga; 3. đờng
tiệm cận của bánh xe tự động dừng trong vị trí nâng; 4.đờng tiệm cận của
thiết bị đánh dâu tuyến đờng; 5.đờng tiệm cận tự động dừng trong điều
kiện tức thời; 6.đờng tiệm cận cuat thiết bị tự động điều khiển (cho cả phần
bên phải); 7.đờng tiệm cận điểm mắc cáp tiếp xúc với ray; 8.đờng tiệm cận
nền dới của tà vẹt.
-

Kích thớc cơ cấu tiệm cận CM (h.1.7 và 1.8). Xét đến việc bố trí
các thiết bị bên ngoài giới hạn đờng.

(Trang bị điện, chiếu sáng, thông tin liên lạc, hệ thống phanh tự động... các lối
đi cho nhân viên phục vụ qua lại. Phía trong kích thớc tiệm cận không đợc bố
trí bất kỳ bộ phận nào của công trình và kết cấu xây dựng).

11


H.1.7. Tiệm cận của tàu trên các đoạn chuyển tàu

a. CMK (cho đờng ngầm hình tròn); . CM (cho đờng ngầm dạng chữ
nhật) 1. đờng tiêm cận của lối đi qua lại của nhân viên phục vụ; 2. đờng tiêm
cận của máng thoát nớc khi lắp đặt kết cấu ray trên lớp bê tông; 3. kích thớc CMK
đờng tiệm cận, kích thớc CM đờng tiệm cận nền đờng trên lớp bê tông; 4. đờng tiêm cận nền đờng trên lớp đá dăm; 5. đờng tiêm cận của hệ cột; 6. đờng
tiêm cận của lan can cũng nh của tờng chắn trên đoạn tuyến lộ thiên.

H.1.8. Kích thớc tiệm cận của kết cấu trên các ga CMC
1. đờng tiêm cận của lan can trên cầu, tờng chắn trên đoạn tuyến lộ thiên;
2. đờng tiêm cận của nền đờng trên lớp bê tông; 3. đờng tiêm cận của nền đờng trên lớp đá dăm; 4. đờng tiêm cận của lan can trên sân ga; 5. đờng tiêm
12


cận của mangts thoát nớc khi lắp đặt kết cấu bên trên lớp bê tông; 6. đờng tiêm
cận của hệ cột.

1.4.2. Cấu trúc phía trên của đờng:
- Bao gồm đờng ray, nền dới ray, lớp bê tông hoặc đá balát, các
móc gia cờng trung gian, các mối nối ray v.v.
- Kết cấu phần trên của đờng cần thoả mãn các điều kiện: Tiết
kiệm, an toàn, ổn định thuận tiện khai thác, tính cách ly điện cho
đờng ray.
- ray dùng loại P65 trên các tuyến chính. Tại các đoạn phức tạp cho
phép đặt ray dạng P50.
- Nền thờng dùng bản phẳng từ bê tông, BTCT; trên các đoạn lộ
thiên và trong các trạm đề pô điện- có thể là nền đất, kim loại,
BTCT (H.1.9).

H.1.9. Mặt cắt ngang đờng chính trên đoạn giữa 2 ga và các nhánh
liên kết khi ray có dạng P50 và tà vẹt gỗ trên các đoạn nổi của tuyến

- Chiều rộng bánh xe giữa các mặt trong đỉnh ray lấy bằng:
+ Trên các đoạn đờng thẳng và trên các đoạn cong bán kính
600m: 1520mm.
+ Khi bán kính cong từ 599-400m
: 1530mm
+ Khi bán kính cong từ 399-125m
: 1535mm
+ Khi bán kính cong từ 124- 100m
: 1544mm.
- Dới ray đờng TDN thờng sử dụng tà vẹt gỗ, BTCT, chiều dài tà
vẹt 0,9m (cho đờng tàu chạy) và 0,75m (trong ga).
- Các tà vẹt loại gỗ cần đợc tẩm dầu chống mối mọt, không dẫn
điện.
- Số lợng tà vẹt đặt trên đờng khác nhau thì khác nhau.
(tại đoạn thẳng thờng lấy 1680 cái cho 1km đờng, còn trên đoạn cong và
trên mặt đất lấy 1840 cái).

- Trong các đờng ngầm tà vẹt dùng gỗ thông hoặc gỗ thuỳ dơng.
(có niên hạn sử dụng vào khoảng 35-37 năm) .
-

Nền dới tà vẹt (h.1.10; h.1.14):
13


+ Trên đoạn cong : thờng dùng bê tông loại B12,5, dày ít nhất
0,16m - 0,1m ;
+ Tại các đoạn lộ thiên: dùng đá balát kích cỡ từ 25-70mm (đá
granhit, điabaz v.v.).

Lớp balat cho đờng chạy tàu dày ít nhất 0,3m
(ít nhất 0,25m tại các đờng sân ga, đờng liên kết, các nhánh có ghi chuyển
đổi dạng cần và các vị trí đờng rẽ dạng chữ thập).

Chiều dày lớp balat dới tà vẹt BTCT lấy dày hơn 5cm so với tà vẹt
gỗ.

H.1.10. Mặt cắt đờng chính trên đoạn nối ga có ray loại P65 và lớp
bê tông đờng chạy (hình tròn d=5,1m, vỏ gang)

14


- Nhợc điểm của đờng ray kết cấu loại này là khó sửa chữa và
thay thế tà vẹt.
- Khi nền ray là bê tông, cần xây dựng rãnh thoát nớc theo trục đờng chạy tàu và đờng trong ga.
(rộng 0,9m và sâu (từ mức đỉnh ray) 0,5-0,6m, có độ dốc bằng độ dốc đờng).

- Khi ga bố trí trên khu vực phẳng, độ dốc thoát nớc 0,3%.
- Ray của đờng chính trong đờng ngầm đợc hàn bằng phơng
pháp hàn tiếp xúc theo từng chùm ray.
(dài tới 300m- để đảm bảo độ mềm mại của cung đờng, giảm mức độ
tiếng ồn và sự phân rã đờng).

- Kết cấu ray trung gian cần đảm bảo: khả năng thay ray nhanh,
điều chỉnh vị trí của chúng theo chiều cao và cách điện ray với lớp
bê tông đờng chạy, cấu trúc đờng phía dới và vỏ đờng ngầm
(h.1.12).
Chi tiết đệm ray phải đảm bảo bố trí ray thuận tiện và chống
bị lật ray.

(Giữa ray và đệm có tấm nhựa đàn hồi và đệm gỗ ép có chiều dày thay
đổi để thay đổi vị trí ray theo chiều cao h.1.13).

15


H. 1.12. Liên kết ray P50 có tấm đệm "Mêtrô"
có đệm KD-65
1. đệm dới ray; 2. đinh chốt 4x40mm;
M22x22 cho bu
3. đinh vấu kiểu con lắc; 4.vít-đầu phẳng;
bu lông đầu cực điện
5. tấm đệm "Mêtrô"; 6. lót tà vẹt dới đệm
ray; 5. vòng đệm

H.13. Liên kết cho ray P65
1. vít-đầu phẳng; 2. êcu
lông đầu cực điện; 3.
M22x75; 4. tấm đệm d ới
22; 6. đầu cực lò xo; 7.

tấm đệm; 8. lót đệm

- Chống va đập, rung và chống xô: bố trí các khối gỗ phía trớc chi
tiết ghi.
(Đó là loại khung cỡ nhỏ bằng BTCT tựa lên nền bê tông toàn khối qua tấm
đệm cao su, có thể chuyển dịch ngang trục đờng ray (H.1.15) và loại có các
tấm BTCT phẳng đặt trên nền bê tông qua lớp lót cao su (H.1.16)).

H. 1.15. Kết cấu đờng chống rung có

khung MGP
a.mặt cắt ngang; .
mặt bằng;
1. nền bê tông toàn
khối; 2. máng; 3. đệm
cao su dới khung; 4.
khung cỡ nhỏ; 5. đệm
cao su bên hông; 6.
tấm nắp; 7. tấm tiêu
rung; 8. cơ cấu chống
xô; 9. ray tiếp xúc

16


H.1.16. Đờng có nền
lót bê tông phẳng dới
ray
a. Mặt bằng; . Mặt
cắt ngang
1. tấm lót phẳng; 2.
đệm dới tấm lót phẳng;
3. tấm đệm đầu mút; 4.
trụ dọc; 5. bê tông toàn
khối; 6. tấm lót cao su
bên sờn; 7. máng; 8. vị
trí lắp đặt (khi cần
thiết) cơ cấu chống
chuyển dịch tấm lót

- Ray tiếp xúc (còn gọi là ray thứ 3- cung cấp điện cho tàu
chuyển động), đợc bố trí:
+ Trên đờng 1 tuyến treo bên trái đờng theo chiều chuyển động
của tàu (h.1.17).
+ Trong các đờng ngầm 2 tuyến, ray thứ 3 đợc bố trí giữa các
tuyến.
+ Khoảng cách giữa các thanh treo (số 2 trên h.1.17) lấy từ 4,55,4m.
+ Bộ phận thu nhận dòng điện toa tàu (ký hiệu số 6- h.1.17) bố
trí trên tời toa động cơ và trợt theo ray thứ 3, ép vào phía dới ray
tiếp xúc bằng các lò xo và làm giảm dòng cao áp (dẫn điện ngợc lại
sử dụng ray đờng chạy).
Toàn bộ chiều dài ray tiếp xúc đợc đóng kín bằng hộp bảo vệ
cách điện.

17


H. 1.17. Treo ray
tiếp xúc
a. dạng chung; .
Nút liên kết
1. ray tiếp xúc; 2.
thanh treo; 3. tà vẹt
gỗ; 4. vít; 5. dải thép;
6. bộ phận tiếp nhận
dòng điện toa tàu; 7.
nút liên kết; 8. bu
lông; 9. móc phòng
ngừa; 10. hộp; 11.
dây cao su chèn; 12.

móc; 13. tấm lót nhựa
pôlietylen; 14. vật
cách ly; 15. tấm lót

- Tại các vị trí chuyển ghi, các đoạn nối chữ thập, vị trí bố trí
cơ cấu thông tin, liên lạc, các lối đi của nhân viên, ngời ta bố trí các
điểm gián đoạn của ray tiếp xúc (khoảng không khí).
- Cách điện cho ray sử dụng mối nối bu lông dán (đệm từ gỗnhựa dán nhiều lớp)
- Các mối nối dẫn điện dùng mỡ graphit tiếp xúc, trên các đoạn lộ
thiên và trên các trạm sửa chữa điện toa xe dùng các chi tiết nối
điện.
Những đặc tính cơ bản của cấu trúc phía trên đờng TDN của Nga
cho trong bảng 1.2.

1.4.3. Phần chuyển động và trạm sửa chữa toa TDN.
1.4.3.1- Phần chuyển động:
- Đoàn tàu đợc chia thành các đơn nguyên riêng biệt, có sức kéo
không đổi. Các đơn nguyên có số lợng toa động cơ và toa kéo
nhất định;
- Xích điều khiển toa trong đoàn tàu đợc liên kết bằng các mối
nối điện giữa các toa, nhờ đó các toa đợc điều khiển từ ca bin;
- Các toa có vị trí cửa 2 phía và ca bin nằm ở đầu cuối tàu cho
phép tàu di chuyển linh hoạt;
- Các toa TDN thờng có 4 trục, các toa rời tạo điều kiện chuyển
động dễ dàng theo đờng cong bán kính nhỏ và giảm áp lực lên trục;
18


- Phụ thuộc vào cờng độ dòng hành khách trong ngày đêm có thể
thay đổi số lợng toa trong đoàn tàu.

Bảng 1.2
Ch
ỉ số

Đờng chạy trong đờng
ngầm

Chính

Đoạn
nối
ga

Trên
ga

Loại ray

P50
P65

P50
P65

Loại tà vẹt

Gỗ

Gỗsúc

168
0

2x16
80

Số tà vẹt trên
1
km cho 1 đờng:
- Trên đoạn
thẳng và
cong R 1200
m;
- Trên đoạn
cong
R<1200m

184
0

2x18
40

Trên
các
đoạ
n
nối,
nhán
h và

đờng
cụt
P50
P65

Tron
g
rãnh
kiểm
tra

Đờng chạy trên mặt đất
(trên cao)

Trên
mặt
đất

Trên
cầu
và
cầu
cạn

Tuyến liên
kết, tuyến
nhánh và đờng cụt
Trên
Trên
mặt

cầu
đất
và
cầu
cạn

P50

P50
P65

P50
P65

P50
P65

P50
P65

Gỗ

Gỗsúc

BTC
T-gỗ

Gỗ

Gỗ

Gỗ

168
0

2x
1680

184
0

1840
(168
0)

1600

1600
(168
0)

160
0

1760
(184
0)

176

0

184
0

2x
1600

Chính

Đờng chạy
ở trạm
sửa chữa
điện
Ngo Tro
ài
ng
trời nh
à

P43 P4
(P50 3
)
(P5
0)
Gỗ
Gỗ
dọ
c

2x
40
0

1760
200
0

2000
(184
0)

19


Chiều dày
nhỏ nhất của
lớp dới tà vẹt
gỗ tại vị trí
ray M:
- Bê tông;

- Đá ba lát

0,16
(0,1
0)
0,3
(0,2
4)

0,16
(0,16
)
-

0,16
(0,1
0)
0,30
(0,2
4)

0,1
(0,10
)

-

-

0,16

-

0,30
(0,3
0)

0,24

(0,24
)

0,25
(0,25
)

0,16
(0,10
)
0,24
(0,24
)

-

-

0,25
(0,2
5)

-

Ghi chú: 1. Loại ray P65 đợc sử dụng trong trờng hợp đảm bảo kiích thớc và
khi số lợng toa trong đoàn tàu lớn hơn 6;
2.Số liệu trong ngoặc chỉ loại ray cũ, số lợng tà vẹt trên cầu và trên cầu cạn
cho ray nằm trên lớp bê tông; chiều dày nhỏ nhất trên đoạn đờng cong, vị trí
chuyển đổi ghi và đờng nối chữ thập. Chiều dày lớp balat dới các tà vẹt BTCT
cần 0,05m lớn hơn dới tà vẹt gỗ

Toa tầu có thể chia ra:
- Các toa có kích thớc theo khổ đờng sắt dùng trên các tuyến liên
kết với các đoạn ngoại ô của tuyến đờng sắt chạy điện.
- Các toa có kích thớc nhỏ hơn so với đờng sắt.
- Các toa phù hợp với điều kiện trong đờng ngầm dạng tròn.
Kích thớc toa và bố trí trong toa tàu:
- Các vị trí ngồi chỉ tính 30-35% lợng hành khách, còn lại dành chỗ
rộng cho ngời đứng.
- Để thoát hành khách nhanh phải bố trí các cửa quay công suất lớn,
bằng cách tăng số lợng hành khách đợc trang bị thẻ từ.
- Để giảm thời gian đỗ tàu trên ga có thể tăng số lợng cửa, sử dụng
sàn ga cao và giảm thời gian đóng mở cửa, sử dụng các cơ cấu
chuyển động mới.
Xu hớng chế tạo toa là dùng vật liệu khó cháy, xuất phát và dừng
tàu nhẹ nhàng, giảm tiếng ồn (bổ sung các bánh lốp, dùng các toa có
tời lăn) (H.1.18).

20


H.1.18. Sơ đồ toa tàu mêtrô trên bánh hơi
1. cơ cấu mở cửa; 2. liên hệ bên ngoài; 3. thông gió cỡng bức; 4.loa âm
thanh; 5. lối thoát nạn; 6. nút điều hành tự động; 7. nút điều khiển bằng tay;
8. thiết bị treo -hơi; 9.trục chủ đạo; 10. móc xích tự động; 11. thanh ngang
phòng ngừa sự cố; 12. thiết bị điều chỉnh; 13.tuyến dây cáp; 14.bánh xe
điều hớng; 15. bánh điều khiển; 16. tiếp xúc trợt; 17. đĩa phanh; 18. bánh xe
ngăn ngừa; 19. bánh xe hơi; 20. thanh kéo truyền lực; 21. truyền động định hớng; 22. động cơ kéo; 23. cấp nhiệt; 24. cách ly; 25. khối điều hớng và ray tiếp
xúc; 26. điều khiển tự động; 27. cửa đi thông khoang.

- Vào những năm 80 các nhà máy sản xuất toa xe của Nga đã sản
xuất các toa có sức chứa lớn và tốc độ cao, loại 81-714 và 81-717.
Đặc tính kỹ thuật của toa
Tốc độ km/giờ
90
Thời gian khởi động tới tốc độ 80km/giờ
Gia tốc trung bình của toa m/s2
Độ giảm tốc trung bình của toa m/s2
Dạng dòng điện
Công suất động cơ kéo, kvat
Cơ cấu hãm:
Phanh làm việc
Phanh khẩn cấp
Phnh dừng, đỗ
khí
Sức chứa khi đứng chật:
10 ngời trên 1m2 sàn....
Số lợng chỗ ngồi

tàu mêtrô 81-717
40s
1,2
1,0
không đổi
4x110
điện động lực
hơi, khí
lò xo hơi có truyền động không

310

40
21


chiều dài toa theo trục móc liên kết tự động, mm
19210
Chiều rộng thùng toa trên mức sàn, mm
2670
Thông gió
tự nhiên, dòng- c ỡng bức hoặc cỡng bức
Chiếu sáng
Đèn huỳnh quang

1.4.3.2. Trạm sửa chữa toa xe (đề pô).
- Trạm đề pô đợc bố trí để sửa chữa thờng xuyên, định kỳ, bất
thờng, kiểm tra kỹ thuật cho các đoàn tàu. Nó đợc bố trí trên tuyến
đờng TDN.
+ Khi chiều dài tuyến lớn hơn 20km bố trí 2 trạm đề pô;
+ Khi lớn hơn 40km bố trí 3 trạm.
+ Khi có luận chứng thích hợp, ở chu kỳ đầu khai thác tuyến mới
cho phép sử dụng 1 đề pô cho 2 tuyến có cùng bộ phận chuyển
động.
- Khu vực trạm đềpô cần có kích thớc đủ để bố trí tổ hợp nhà,
công trình, đờng giao thông nội bộ, các toa tàu đỗ qua đêm tại các
nhánh vòng, đờng cụt và có xét đến tơng lai phát triển.

H. 1.19. Dạng chung của trạm đề pô điện

- Các đờng trong đềpô gồm có: đờng cụt, đờng vận động, đờng phòng ngừa, đờng lăn.
(Chiều dài đờng lăn 600-800m. Chiều dài đờng cụt cần bằng chiều dài

đoàn tàu đang khai thác có xét đến tơng lai).

- Các công trình tại đề pô cần có quy mô tơng ứng với công năng.
(Trạm sửa chữa, trạm khí nén, xởng động cơ và điểm các phơng tiện cứu
nạn, trạm chữa cháy, các buồng để rửa và sấy khô toa tàu, cũng nh để thổi và
hút bụi v.v.).

22


- Các đờng riêng (các ngăn) trong đề pô đợc tính toán để dừng
nhiều nhất 2 đoàn tàu có số lợng toa lớn nhất đối với tuyến cho trớc.
- Tại các trạm đề pô cần bố trí: kênh thoát nớc, mạng lới hiệu điện
thế 380v/220v.
- Các nhà của trạm đợc trang bị thiết bị thông gió, mạng cấp
điện, nớc, cấp nhiệt, các thiết bị chữa cháy và các tín hiệu an toàn
khác.
- Khu vực đề pô cần có lới ngăn, đợc trồng cây xanh, xây dựng
đờng xe chữa cháy, đờng nối với các tuyến giao thông cơ giới đô
thị, hệ thống chiếu sáng công cộng.
Chơng 2
các đặc điểm hoạt động của đờng TDN

2.1. Dòng hành khách và vòng quay hành khách
2.1.1 Dòng hành khách - Là số lợng hành khách đi trên tàu hoặc
đi qua thiết diện cho trớc trên đờng đi theo một hớng hoặc theo 2
hớng trong 1 đơn vị thời gian.
- Dòng hành khách đợc biểu thị độ lớn theo sơ đồ các tuyến. Nó
là cơ sở để thiết kế tổng mặt bằng đờng TDN (nhu cầu vận
chuyển).

- Giá trị dòng hành khách dự tính trên tuyến đợc xác định theo
kết quả thống kê. (trên cơ sở tài liệu nghiên cứu cơ động sự vận chuyển
hành khách trên phơng tiện giao thông đô thị).

- Giá trị tính toán dòng hành khách Pr đi 1 hớng theo giờ trên các
đoạn riêng biệt của tuyến đợc xác định theo giá trị thống kê trung
bình của nó PC và đợc điều chỉnh bằng các hệ số:
Pr =

PC K y K h K p

(2.1)

2
Trong đó: PC - giá trị trung bình ngày đêm dòng hành khách theo giờ theo
tuyến 2 hớng, hk/giờ; Ky, Kh, Kp các hệ số xét đến mức độ không đồng đều
của dòng hành khách trên các đoạn khác nhau của tuyến, theo các hớng và theo
thời gian ngày- đêm.

- Để đảm bảo sự chất đầy tối u cho các toa, cần phân vùng
chuyển động cho các đoàn tàu (một phần đoàn tàu quay vòng trong giới
hạn của một đoạn, còn một phần đi tới ga cuối, giảm số lợng toa trong đoàn
tàu).

- Hệ số không đồng đều trên các đoạn tuyến Ky=1,5-1,6.
23


- Hệ số không đồng đều của dòng hành khách theo các hớng (Kh)
tại các vùng trung tâm đô thị lấy bằng K h=1,1-1,2. Hệ số không

đồng đều xa về hớng ngoại ô đạt tới Kh=1,3-1,4.
- Hệ số không đồng đều của dòng hành khách theo thời gian đạt
đến giá trị Kp=2,6. Vào giờ cao điểmPik, khi hành khách tới địa điểm
làm việc hoặc từ nơi làm việc về, dòng hành khách lớn nhất theo giờ cao hơn
dòng hành khách trung bình ngày đêm khoảng 2 lần. Trong giờ pik tính toán
theo chu kỳ 15 phút, khi dòng hành khách trung bình giờ cao điểm tăng lên
vào khoảng 1,3 lần.

2.1.2. Vòng quay hành khách: Là chỉ số biểu thị khối lợng vận
chuyển hành khách, là số lợng hành khách đợc vận chuyển trong 1
đơn vị thời gian.
Vòng quay hành khách đợc tính trên từng khu vực nhất định:
- Tại từng nút giao thông (các ga, các điểm đỗ hoặc các nút
chuyển tàu) là chỉ số xác định số lợng hành khách tới, đi và
chuyển tàu ở tại nút giao thông đó trong thời gian giờ, ngày đêm,
tháng hoặc năm (h.2.1).

H.2.1. Vòng quay hành khách của nút chuyển tàu
1. tiền sảnh; 2.băng tải; 3. cầu thang; 4. hành lang đi bộ; 5. băng tải giữa
các sân ga (các mũi tên chỉ hớng chuyển động của dòng hành khách).

- Tại các ga đợc xác định bằng cách xử lý thống kê số liệu quan
trắc thực điạ, đặc trng tại vùng xây dựng ga. Nó cần thiết để tính
toán diện tích nhỏ nhất của sân ga hành khách.

24


- Trong giới hạn ga phân bố tập trung theo từng hớng chuyển
động riêng biệt.

(Các hớng đó có thể là: lối vào ga và lối vào thành phố từ một đầu sân ga,
lối vào lối ra từ đầu đối diện, các đoạn vợt đến ga chuyển tàu).

- Giá trị vòng quay hành khách của ga là giá trị để xác định số
lợng và công suất hạng mục phụ trợ.
(Số lợng băng chuyền, chiều rộng cầu thang, hành lang chuyển tàu và
những công trình, cơ cấu khác trên đờng đi lại của hành khách).

Giá trị vòng quay hành khách tại ga Ap đợc xác định theo giá trị
giờ trung bình ngày đêm của nó Ac và điều chỉnh bằng các hệ số
xét đến các điều kiện khai thác ga đó:
Ap=Ac.Kp.Kh.Kb.Kpik.Kc
hk/giờ
(2.2)
Trong đó: Kp- hệ số xét đến sự tăng vòng quay hành khách tại
ga trong tơng lai =1,2-1,5.
Kh- hệ số xét đến độ không đồng đều phân bố hành khách
theo sân ga của các hớng khác nhau: Đối với các ga vùng trung tâm đô thị
hệ số đó gần bằng 1, còn đối với các ga cuối ở các vùng nghỉ ngơi của đô thị
có thể đạt tới Kh=1,8.
Kb - hệ số không đồng đều lên xuống toa tàu: Phụ thuộc vào số lợng
và vị trí lối vào và lối ra ga, Kb=1,1-1,2.

- Kpik- hệ số không đồng đều vòng quay hành khách theo chu kỳ
15 phút trong giờ pik: Đối với các ga gần nới tập trung đông ngời (ga đờng
sắt và bến ôtô buýt, sân vận động, nhà máy, trờng học...) giá trị Kpik=2,8, đối
với các ga còn lại Kpik=2,2, đối với các nút chuyển tàu Kpik=2,2-2,8.

- Kc- hệ số xét đến khả năng gián đoạn trong sơ đồ chuyển
động của đoàn tàu Kc=1,1.

2.2 . Khả năng vận chuyển của các tuyến đờng TDN, những
chỉ tiêu công tác cơ bản
2.2.1. Khả năng vận chuyển (Pp) đợc gọi là số lợng hành khách
phơng tiện giao thông đô thị vận chuyển đợc trong 1 giờ theo một
hớng
(phụ thuộc vào sức chứa của các phơng tiện, khả năng thông xe của đờng trục.
Khả năng vận chuyển của ôtô buýt và ôtô chạy điện có thể đạt 3-6, còn khi đợc
tuyển chọn -tới 10 nghìn ngời, của tàu điện thông thờng vào khoảng 9-12, còn
loại cao tốc :20-22nghìn ngời).

Khả năng vận chuyển của tuyến đờng TDN đợc xác định nh sau:
25