ĐỒ án môn học CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY đồ án CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY ụ tàu KHÔ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY SVTH 1: MSSV 1: SVTH 2: MSSV 2: LỘC MINH CHIẾN 1710671 LÂM PHAN NGHĨA 1712316 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12, 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PORT and COASTAL ENGINEERING Department ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY SVTH 1: MSSV 1: SVTH 2: MSSV 2: LỘC MINH CHIẾN 1710671 LÂM PHAN NGHĨA 1712316 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12, 2020 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Mục lục Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục bảng SỐ LIỆU BA 1.1 Tài liệu địa chất 1.2 Khí tượng thủy văn 1.3 Địa hình 1.4 Tàu phương thức đóng sửa chữa ĐỀ XUẤT P 2.1 Tính tốn thông số 2.1.1 Xác định kích 2.1.2 Xác định kích 2.2 Xác định thông số ụ 2.2.1 Đầu ụ 2.2.2 Buồng ụ 2.2.3 Cửa ụ 2.3 Chọn vị trí đặt ụ 2.4 Đề xuất kết cấu đầu ụ buồng ụ TẢI TRỌNG 3.1 Tĩnh tải 3.2 Tải trọng tàu 3.2.1 Tải trọng va 3.2.2 Tải trọng neo 3.2.3 Tải trọng tàu t 3.3 Tải trọng lực đẩy áp lực nước 3.4 Tải trọng áp lực đất 3.5 Hệ số đất 3.6 Tổ hợp tải trọng GIẢI TĨNH 4.1 Đặc trưng vật liệu 4.1.1 Bê tông 4.1.2 Thép 4.2 Cọc ống bê tông ứng lực trước LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ 4.3 Đầu ụ 4.3.1 Tường đầu ụ 4.3.2 Bản đáy đầu ụ 4.4 Buồng ụ 4.4.1 Tường buồng ụ 4.4.2 Bản đáy buồng ụ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH 5.1 Kiểm tra ổn định, chuyển vị, độ lún 5.2 Kiểm tra sức chịu tải cọc 5.3 Nhận xét chung TÍNH TỐN CỐT TH 6.1 Sơ đồ tính tốn 6.2 Tính cốt thép đáy đầu ụ buồng ụ Tài liệu tham khảo LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Danh mục hình ảnh Hình 3-1: Sự phân bố tải trọng lên bích neo 14 Hình 3-2: Tải trọng phân bố lên đáy ụ 15 Hình 4-1: Sơ đồ tính đáy đầu ụ 21 Hình 4-2: Mơ hình kết cấu ụ tàu phần mềm Plaxis 24 Hình 4-3: Biều đồ mơmen phần tử cừ thép 25 Hình 4-4: Giá trị mơmen uốn phần từ cừ thép 25 Hình 4-5: Mặt cắt ngang cừ thép FSP-VL 25 Hình 4-6: Biểu đồ mômen phần từ đáy trường hợp ụ có tàu bệ 26 Hình 4-7: Giá trị mômen max phần tử đáy trường hợp ụ có tàu bệ 26 Hình 4-8: Biểu đồ mômen phần tử đáy trường hợp ụ khơng có nước 27 Hình 4-9: Giá trị max phần tự đáy trường hợp ụ khơng có nước 27 Hình 4-10: Biểu đồ mômen uốn phần tử đáy trường hợp ụ đầy nước 27 Hình 4-11: Giá trị mômen max phần tử đáy trường hợp ụ đầy nước .27 Hình 5-1: Kết độ lún trường hợp ụ khơng có nước từ phần mềm Plaxis 29 Hình 5-2: Kết độ lún trường hợp ụ đầy nước từ phần mềm Plaxis 30 Hình 5-3: Kết độ lún trường hợp ụ có tàu bệ từ phần mềm Plaxis 30 Hình 5-4: Lực dọc cọc từ mơ hình Plaxis 31 Hình 5-5: Giá trị max lực dọc cọc từ mơ hình Plaxis 32 LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHÔ Danh mục bảng Bảng 1-1: Bảng tổng hợp số liệu địa chất hố khoan Bảng 1-2: Bảng tổng hợp số liệu thủy văn khu vực Bảng 1-3: Số liệu tàu nhà máy Bảng 3-1: Bảng tính tốn áp lực chủ động đất 16 Bảng 3-2: Bảng tra hệ số sức chịu tải 17 Bảng 3-3: Bảng tính tốn hệ số K 17 Bảng 3-4: Tổ hợp tải trọng đầu ụ 17 Bảng 3-5: Tổ hợp tải trọng buồng ụ 17 Bảng 4-1 – Số liệu cọc thiết kế 19 Bảng 4-2: Bảng áp lực đất nước ngầm lên tường đầu ụ 24 Bảng 6-1: Bảng tính tốn cốt thép cho đáy buồng ụ 34 LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHÔ SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1.1 Tài liệu địa chất Số liệu hố khoan địa chất tổng hợp bảng sau: Bảng 1-1: Bảng tổng hợp số liệu địa chất hố khoan Lớp đất HK- Bùn cát Cát Sét dẻo Vị trí hố khoan xem bình đồ 1.2 2.0 6.5 22.6 Khí tượng thủy văn Số liệu khí tượng thủy văn tổng hợp bảng sau: Bảng 1-2: Bảng tổng hợp số liệu thủy văn khu vực Yếu tố Cao độ mặt khu vực xây dựng Cao độ mực nước cao thiết kế Cao độ mực nước thấp thiết kế Cao độ mực nước ngầm Vận tốc dịng chảy max Vận tốc gió max 1.3 Địa hình Lấy theo bình đồ giao Khơng hạn chế chiều rộng khu đất lịng sơng 1.4 Tàu phương thức đóng sửa chữa LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHÔ Bảng 1-3: Số liệu tàu nhà máy Loại tàu/Lượng dãn nước/Tải trọng Tàu nhọn đáy 5.000 T /3.200 T LỘC MINH CHIẾN - 1710671 Trang | LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Tính tốn thơng số 2.1.1 Xác định kích thước bệ 2.1.1.1 Lựa chọn, tính tốn kế hoạch nhu cầu sửa chữa đóng Bệ cơng trình để đặt tàu lên tiến hành sửa chữa hay đóng Số lượng bệ phụ thuộc vào kế hoạch công tác năm kế hoạch thường thường xuyên Số lượng bệ tính cơng thức: = Trong đó: Tb : Khối lượng công việc thực bệ Kb : Hệ số làm việc không đều, Kb = 0.8 Tob : Thời gian làm việc năm, chọn Tob = 365 ngày Với: =∑( +) Trong đó: Ai : Số lượng tàu cấp thứ i cần phải đóng/tạo Tbi : Thời gian cần thiết bệ để hồn thành đóng tàu Bk : Số lượng tàu cấp thứ k cần phải sửa chữa Tbk : Thời gian cần thiết bệ để hoàn thành sửa chữa tàu Theo yêu cầu, ta cần phải tính cho số lượng bệ cho kế hoạch đóng 10 tàu sửa chữa 20 tàu có độ giãn nước 5000T Thời gian cần thiết để đóng 105 ngày, sửa chữa 35 ngày Khối lượng công việc thực bệ: LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Bảng 4-2: Bảng áp lực đất nước ngầm lên tường đầu ụ Độ sâu -4 -1 Vậy M = Wr + Ee = 3661.6 + 3724.8 = 7386.46 kNm Vậy ta có: =√ 1.8 Ta chọn bề rộng tường đầu ụ B = 4.5m 4.3.2 Bản đáy đầu ụ Kích thước đáy đầu ụ ta lấy theo kích thước đáy buồng ụ 4.4 Buồng ụ 4.4.1 Tường buồng ụ Áp dụng phần mềm tính tốn PTHH để mơ kết cấu ụ khơ, từ giải tĩnh lực kết cấu Mơ hình kết cấu phần mềm: Hình 4-2: Mơ hình kết cấu ụ tàu phần mềm Plaxis Kết cấu tường buồng ụ kết cấu cừ chắn đất, có sử dụng neo Chiều dài cừ 26m LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 24 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Mỗi bên cừ có sử dụng neo Neo dài 10m neo dài 5m Vì kết cấu dạng có phép nước nên bên cừ có bố trí lỗ nước Kết chạy phần mềm qua trường hợp tải, ta chọn trường hợp cho giá trị nội lực lớn nhất: Hình 4-3: Biều đồ mơmen phần tử cừ thép Hình 4-4: Giá trị mômen uốn phần từ cừ thép Từ kết nội lực trên, ta chọn cừ có thơng số sau: Hình 4-5: Mặt cắt ngang cừ thép FSP-VL Thơng tin: Diện tích mặt cắt ngang: Mơ men qn tính: LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Mơ men kháng uốn mặt cắt: Khối lượng 4.4.2 Bản đáy buồng ụ Cũng dựa vào phần mềm PTHH, ta giải tĩnh lực đáy buồng ụ, sau thiết kế cốt thép cho đáy Kết cấu đáy dầm BTCT cọc Kết tính tốn mơ men đáy: Trường hợp ụ sửa chữa tàu: Hình 4-6: Biểu đồ mơmen phần từ đáy trường hợp ụ có tàu bệ Hình 4-7: Giá trị mômen max phần tử đáy trường hợp ụ có tàu bệ Trường hợp ụ khơng có nước: LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 26 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Hình 4-8: Biểu đồ mômen phần tử đáy trường hợp ụ khơng có nước Hình 4-9: Giá trị max phần tự đáy trường hợp ụ khơng có nước Trường hợp ụ đầy nước: Hình 4-10: Biểu đồ mômen uốn phần tử đáy trường hợp ụ đầy nước Hình 4-11: Giá trị mơmen max phần tử đáy trường hợp ụ đầy nước Nhận xét: LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 27 ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Với trường hợp ụ đầy nước cho giá trị mô men uốn thớ đáy lớn nên ta sử dụng trường hợp để tính tốn cốt thép cho thớ đáy Với trường hợp ụ khơng có nước cho giá trị mơ men uốn căng thớ đáy lớn nên ta sử dụng trường hợp để tính tốn cốt thep cho thớ đáy LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 28 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH, CƯỜNG ĐỘ 5.1 Kiểm tra ổn định, chuyển vị, độ lún Nhờ vào phần mềm PTHH Plaxis, sau chạy mơ phỏng, ta xuất kết chuyển vị trường hợp ụ khơ Trường hợp ụ khơng có nước Hình 5-1: Kết độ lún trường hợp ụ khơng có nước từ phần mềm Plaxis Trường hợp ụ đầy nước LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 29 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Hình 5-2: Kết độ lún trường hợp ụ đầy nước từ phần mềm Plaxis Trường hợp ụ có tàu bệ Hình 5-3: Kết độ lún trường hợp ụ có tàu bệ từ phần mềm Plaxis LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 30 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Nhận xét: Sau xem kết quả, điều ta nhận thấy việc độ lún chân nhóm cọc tương đối lớn, khoảng 0.7m Nếu so với tiêu chuẩn cho phép độ lún khơng thỏa mãn u cầu Nguyên nhân việc độ lún lớn vượt mức cho phép thấy ta mơ hình hóa kết cấu vào phần mềm khơng xác, bỏ qua số giả thiết Điều khác phục việc tìm hiểu chuyên sâu phần mềm tính tốn, tìm hiểu thơng số, lý thuyết tính tốn để mơ hình tốn với ứng xử thực tế Ngoài ra, bỏ qua việc giá trị tính tốn khơng xác, ta thấy đất hai bên buồng ụ có độ lớn lớn nhất, 1m, lớn lún đáy mũi cọc 0.7 lần Hai bên buồng ụ nơi bố trí cần cẩu trục, khu vực làm việc, lại cơng nhân trang thiết bị Việc có đồ lún cao ảnh hưởng tới làm việc buồng ụ Nguyên nhân đến từ việc lớp bùn sét phía lớp địa chất yếu, đảm bảo khả chịu lực không đảm bảo khả điều kiện làm việc Có thể khắc phục việc việc nạo vét lớp bùn sét thay vào lớp đất khác 5.2 Kiểm tra sức chịu tải cọc Áp dụng phần mềm PTHH để giải tĩnh lực cọc Ta xét cọc nguy hiểm nhất, trường hợp tàu nằm bệ Hình 5-4: Lực dọc cọc từ mơ hình Plaxis LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 31 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Hình 5-5: Giá trị max lực dọc cọc từ mơ hình Plaxis Ta thấy: Nội lực cọc N = 222 × 30 = 6660 kN > [N]c,d = 2490 kN Vậy sức chịu tải cọc không thỏa mãn, cần tăng khả chịu tải cọc, cách thay đổi đường kính, độ sâu cọc Ngun nhân tính tốn khơng thỏa xảy mơ hình PTHH khơng xác, mơ hình khơng mơ với ứng xử thực tế, bỏ qua nhiều giả thiết tính tốn khiến mơ hình tính khơng xác, sai số đáng kể Nguyên nhân khác việc sử dụng loại cọc, đường kính cọc, chiều dài cọc không đủ đảm bảo khả chịu lực, ta cần thay đổi kích thước cọc, tăng chiều sâu hạ cọc 5.3 Nhận xét chung Có thể nói, phần mềm PLAXIS phần mềm tính tốn PTHH tốt dàng cho kỹ sư thực tính tốn, mơ ứng xử đất từ có phương án thiết kế xác, tối ưu Tuy nhiên, để thực xác địi hỏi người sử dụng phải có kiến thức chuyên môn, kiến thức sử dụng phần mềm cao xử lý tốt nhiều vấn đề tốn học đất Do vần cịn sinh viên, lần đầu tiếp xúc với phần mềm, áp dụng phần mềm vào tính tốn cho đồ án gặp nhiều sai sót Sai sót từ việc thiếu kiến thức chuyên sâu phần mềm sai sót cơng đoạn thực đồ án Nhưng qua gíup sinh viên nhận thấy kiến thức mới, tạo hội tiếp xúc với phần mềm tính tốn đại, tạo hội sai sót sửa chữa Từ mà cố kiến thức từ ghế nhà trường, tráng mắc lại sai lầm LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 32 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ TÍNH TỐN CỐT THÉP CÁC CẤU KIỆN 6.1 Sơ đồ tính tốn Tính tốn cốt thép theo sơ đồ sau: Không thỏa Tăng b,, h Rb Bàii ttốn cốtt kép Bàii ttốn cốtt đơn:: M R Khơng thỏa Thay đổii b,, h,, Rbb,, Rss 6.2 Tính cốt thép đáy đầu ụ buồng ụ Chọn bố trítrí cốtt tthép Giả thuyết lớp bê tơng bảo vệ cốt thép dày 50 mm LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 33 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Dầm dọc bxh = 1000x3000 mm chạy dọc theo thân tàu đỡ đệm tàu Bảng 6-1: Bảng tính tốn cốt thép cho đáy buồng ụ M(kNm) 901.8 5793 Bản sản sử dụng thép lưới d16a150 bố trí theo phương mặt đáy LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 34 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHÔ Tài liệu tham khảo [1] B V Chúng, Cơng Trình Thủy Cơng Trong Xưởng Đóng Tàu, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2014 [2] Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng tác động (do sóng tàu) lên cơng trình thủy, 1995 [3] C N Ẩn, Cơ Học Đất, 2012 [4] TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội, 2014 [5] H T T Võ Phán, Phân tích tính tốn móng cọc, 2013 [6] V B Tầm, Kết cấu bê tông cốt thép - Tập 1: Cấu kiện bản, 2012 [7] TCVN 9362-2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình, 2012 LỘC MINH CHIẾN - 1710671 LÂM PHAN NGHĨA - 1712316 Trang | 35 ... PHAN NGHĨA 1712316 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12, 2020 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Mục lục Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục bảng SỐ LIỆU BA 1.1... 11 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ Cửa đầu ụ quay phía hạ lưu Trước cửa đầu ụ phải có khu nước đủ rộng để tàu quay trở vào ụ Hoặc cần có kênh dẫn trước cửa đầu ụ để tàu kéo hỗ trợ tàu. .. NGHĨA - 1712316 ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ 4.3 Đầu ụ 4.3.1 Tường đầu ụ 4.3.2 Bản đáy đầu ụ 4.4 Buồng ụ 4.4.1 Tường buồng ụ 4.4.2 Bản đáy buồng ụ KIỂM TRA ỔN