Thiết kế bến trang trí 100000DWT tại nhà máy đóng tàu Cam Ranh

Luận Văn: Thiết kế bến trang trí 100000DWT tại nhà máy đóng tàu Cam Ranh

Mở đầu

Đất nớc ta đang chuyển mình trong nền kinh tế thị trờng một cách nhanh chóng và mạnh mẽ Để hoà nhập và theo kịp tốc độ phát triển của các nớc trong khu vực cũng nh trên thế giới , cần thu hút vốn đầu của nớc ngoài vào trong nớc,

đồng thời phát triển và đa dạng hoá nền kinh tế nội địa Vì vậy, ngành giao thông vận tải phải đáp ứng đợc nhu cầu vận chuyển và lu thông hàng hoá.

Cùng với các ngành giao thông khác, giao thông đờng thuỷ giữ vai trò vô cùng quan trọng Hiện nay, giao thông đờng sắt chỉ vận chuyển hàng hoá trong nớc; giao thông đờng bộ chỉ đáp ứng đợc một phần việc luân chuyển hàng hoá với một số nớc lân cận ( Lào, Campuchia, Thái Lan, Trung Quốc ); còn vận tải đ- ờng không là một ngành còn non trẻ, cớc phí vận chuyển rất cao Trong khi đó, ngành vận tải thủy đã có từ rất lâu, khối lợng vận chuyển lớn , chi phí thấp, có thể lu thông hàng hoá trực tiếp với nhiều nớc trên thế giới.

Nớc ta với lợi thế địa lí tự nhiên có bờ biển chạy dọc đất nớc dài 3260km Đây

là một thuận lợi lớn cho phát triển hệ thống giao thông thủy, cùng với việc sửa chữa và xây mới các bến cảng.

Trên thực tế chúng ta đã thấy, hệ thống các cảng triển kinh biển mà tiêu biểu là một số cảng lớn, nh cảng Sài Gòn, cảng Hải Phòng, cảng Đà Nẵng, cảng Qui Nhơn, vv đã và đang đóng góp to lớn, là một trong những động lực thúc đẩy quá trình phát tế, xã hội mỗi vùng nói riêng và cả nớc nói chung Điều đó chứng

tỏ cảng biển thực sự đang là cửa ngõ giao lu , là đầu mối giao thông quan trọng , góp phần đa nền kinh tế nớc ta từ bớc tiếp cận đến hội nhập với nền kinh tế phát triển của khu vực và thế giới.

Trong đồ án tốt nghiệp này, em đợc giao nhiệm vụ thiết kế bến trang trí 100000DWT tại nhà máy đóng tàu Cam Ranh , với sự hớng dẫn chính của Thạc

sĩ Nguyễn Anh Tuấn, cùng sự giúp đỡ của các thầy giáo trong bộ môn Cảng - ờng thuỷ trờng Đại học Xây dựng

Đ-sinh viên

Phí Mạnh Thắng

Chơng 1 :

Vị trí địa lý & Điều kiện tự nhiên khu vực xây

dựng

1 Lịch sử vựng vịnh

TTCN - Cú một chi tiết thỳ vị là tờn rồng đó

từng và đang được đặt cho rất nhiều địa danh ở

Cam Ranh: nỳi Hàm Rồng, quận Du Long, cầu

Long Hồ, đường Nhất Long Hỡnh như người

xưa đó thụng đạt yếu tố thiờn thời địa lợi và

tương lai rồng bay của vựng đất ven biển này

Vịnh Cam Ranh thụt sõu vào đất liền 12 –13km, bề ngang 8-10km, độ sõu trungbỡnh 18-30m, cú khả năng đún nhận nhiều hạm đội một lỳc Cửa biển vào vịnh cúđoạn rộng 3km, cú đoạn nhỏ hơn, sõu 20m, khụng cú phự sa bồi, bảo đảm tàu tảitrọng 100.000 tấn và hạng nặng hơn nữa cú thể ra vào dễ dàng bất cứ lỳc nàotrong năm

Đõy là lợi thế thiờn nhiờn tuyệt đối của Cam Ranh so với cỏc hải cảng lớn của

VN như Đà Nẵng, Chõn Mõy, Cẩm Phả chỉ cú độ sõu giới hạn 9 - 12m nước Từđường hàng hải quốc tế vào Vũng Tàu cỏch ba giờ tàu biển, vào Hải Phũng cỏchtỏm giờ, cũn vào Cam

Ranh chỉ mất một giờ Nếu biến Cam Ranh thành cảng trung chuyển quốc tế thỡhiện khụng thể cú cảng nào ở VN và nhiều cảng trong khu vực so sỏnh được vớimức độ rỳt ngắn thời gian vận chuyển, chi phớ, độ an toàn

* Trước thế kỷ 20, Cam Ranh cũn là một vựng đất rất ớt người ở Năm 1939, toànquyền Đụng Dương Phỏp ban hành nghị định thành lập địa lý hành chớnh BaNgũi Năm 1965, thị xó Cam Ranh được thành lập do cắt một phần đất của quậnCam Lõm Đến năm 1970, thị xó Cam Ranh tiếp tục được củng cố với hai quậnBắc và Nam

Sau năm 1975, Cam Ranh được tổ chức lại là đơn vị hành chớnh cấp thị trấn vàhuyện cho đến năm 2000 Thị xó Cam Ranh được tỏi lập năm 2000 trờn cơ sở thịtrấn Ba Ngũi cú diện tớch tự nhiờn 690km2, dõn số khoảng 209.000 người, thunhập bỡnh quõn đầu người/năm 2002 là 3.263.200 đồng Hiện cú 27 phường, xóvới năm hồ, cụng trỡnh thủy lợi cung cấp nước ngọt tiờu dựng và tưới tiờu

*Ngày 18-10-1946, thị xó Cam Ranh là nơi diễn ra cuộc hội kiến giữa Hồ Chủtịch và cao ủy Phỏp D’Argenlieu Cuộc gặp gỡ được tổ chức trờn thiết giỏp hạmSuffren, cú cỏc vị chỉ huy hải, lục, khụng quõn Phỏp và nhà bỏo nước ngoài

Từ năm 1965 - 1972, Mỹ đó xõy dựng Cam Ranh thành một căn cứ quõn sự đượcbảo vệ “bất khả xõm phạm” để làm căn cứ tiếp liệu và khớ tài quõn sự cho chiếntranh, đồng thời khống chế hành lang phớa tõy Thỏi Bỡnh Dương Vào lỳc caođiểm, sõn bay quõn sự Cam Ranh cú tần suất hạ cỏnh và cất cỏnh cao nhất thếgiới Tuy nhiờn bộ đội đặc cụng tinh nhuệ của ta đó từng đột kớch thành cụng vàocăn cứ này, đốt chỏy mỏy bay C130 và cho nổ kho bom của Mỹ Năm 1978, Liờn

Xụ thuờ lại căn cứ Cam Ranh với thời hạn kết thỳc năm 2004, nhưng đó rỳt sớmhai năm

1.1 vị trí địa lý:

Nhà máy đóng tàu Cam Ranh nằm ở vị trí khá thuận lợi, cách thành phố NhaTrang khoảng 60km về phía Nam, rất gần quốc lộ 1A, phía Tây Bắc sát đờng venbiển theo quy hoạch sau này, phía Đông Nam là vịnh Cam Ranh Thuộc địa phậnhành chính 2 phờng Cam Phúc và Cam Phú – Thị xã Cam Ranh – Tỉnh KhánhHòa

1.2 điều kiện Khí tợng

1 Nhiệt độ không khí:

Theo số liệu quan trắc nhiều năm, nhiệt độ không khí trung bình năm là 230 C

 Tháng có nhiệt độ trung bình lớn nhất là tháng 6: 280C

 Tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là tháng 1: 24,20C

 Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối là 39,50C

 Nhiệt độ không khí thấp nhất tuyệt đối là 14,40C

 Nhiệt độ không khí cao nhất trung bình năm là: 230C

2 Ma, độ ẩm và bốc hơi:

*Độ ẩm:

 Độ ẩm không khí tơng đối trung bình năm khoảng là: 77%

 Độ ẩm bình quân cao nhất năm: 80 – 82%

 Độ ẩm tơng đối thấp nhất tuyệt đối: 32%

 Tốc độ gió trung bình từng tháng biến đổi tơng đối lớn: 1,7 – 5,4m/s

 Bão: Từ tháng 9 đến tháng 11 là mùa bão Trung bình hàng năm cókhoảng 2 – 3 cơn bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hởng tới khu vực này.Cờng độ bão không lớn lắm nhờ các ngọn núi che chắn Tốc độ gióbão trung bình cấp 8 – 9 Khoảng 5 – 10 năm mới có một làn bãocấp 7 – 8

 Hớng gió chủ đạo trong năm là hớng Bắc với tần suất 20,43%, hớng

Đông 16,78%, rồi đến các hớnh Đông Nam 10,38% và Tây Nam8,34%

 Tần suất lặng gió trung bình năm là 32,6% Tháng 1 có 2 hớng gió chủyếu là hớng bắc (tần suất 47,8%), hớng Đông Bắc (tần suất 34,9%)

 Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau thờng có gió mùa đông bắc, tốc độgió trung bình 3m/s, lớn nhất 15 – 20m/s

1.3 Điều kiện thuỷ văn

1 Đặc điểm thuỷ văn:

Vịnh Cam Ranh chịu ảnh hởng trực tiếp của thủy triều, đó là chế độ triềuhỗn hợp, thiên về nhật triều, số ngày có nhật triều 18 đến 22 ngày/tháng Vào các

kỳ nớc kém có thêm con nớc nhỏ Biên độ triều kỳ nớc cờng là 1,5 – 2,0m Giữa

kỳ nớc cờng và nớc kém biên độ triều chênh lệch nhau đáng kể Trong thời kỳ

n-ớc kém, triều chỉ lên xuống khoảng 0,5m

2 Mực nớc:

- MNCTK: +2,40m (Hệ hải đồ)

- MNTTK: +0,50m (Hệ hải đồ)

 Lớp 1: Cát vừa, màu xám xanh, trắng nhạt, san hô cục lẫn sò ốc vụnnhỏ li ti, trạng thái không chặt đến chặt vừa, nguồn gốc bồi tích vùng vịnh,

=1,91T/m

=1,91T/m 3 Lớp này chỉ gặp trong các hố khoan dới nớc, diện tích phân bố hẹp.Cao độ mặt lớp thay đổi từ +0.61 m đến –1.09 m Cao độ đáy lớp thay đổi từ+0.61m đến –1.90m

 Lớp 2: Bùn sét pha, màu xám xanh, xám ghi nhạt, chứa nhiều sanhô cục, vỏ sò ốc, sỏi sạn màu trắng đục Trạng thái chảy, nguồn gốc trầm tíchvũng vịnh, =1.84T/m=1,91T/m 3, c=0.78T/m2, =7.0=7.0 0 Lớp này chỉ gặp trong các hố khoandới nớc, diện tích phân bố hẹp Cao độ mặt lớp thay đổi từ +0.61 m đến –1.90 m.Cao độ đáy lớp thay đổi từ – 1.90m đến –4.80m

 Lớp 2b: Cát vừa, màu xám xanh, xám nhạt, trắng nhạt chứa san hô

và vỏ sò ốc vụn nhỏ, pha ít bột sét, nhiễm bùn Trạng thái không chặt đến chặtvừa, nguồn gốc bồi tích vùng vịnh =2.0T/m=1,91T/m 3, c=0.57T/m2, =26=7.0 0 Cao độ mặt lớpthay đổi từ +1.90 m đến –3.60 m Cao độ đáy lớp thay đổi từ – 8.10m đến –11.30m

 Lớp 3: Sét pha, màu xám xanh, trắng nhạt, trắng đục lốm đốm hạtmàu trắng, chứa nhiều sỏi sạn và cát thô màu trắng đục Trạng thái dẻo đến cứng.Nguồn gốc bồi tích vùng vịnh =2.04T/m=1,91T/m 3, c=3.65T/m2, =17=7.0 0 Cao độ mặt lớpthay đổi từ – 8.10 m đến –11.30 m Cao độ đáy lớp thay đổi từ – 14.40m

đến –15.90m

 Lớp 3: Sét pha, màu xám xanh, trắng nhạt, trắng đục lốm đốm hạtmàu trắng, chứa nhiều sỏi sạn và cát thô màu trắng đục Trạng thái dẻo đến cứng.Nguồn gốc bồi tích vùng vịnh =2.04T/m=1,91T/m 3, c=3.65T/m2, =17=7.0 0 Cao độ mặt lớpthay đổi từ – 8.10 m đến –11.30 m Cao độ đáy lớp thay đổi từ – 14.40m

đến –15.90m

 Lớp 4: Sét pha phong hóa màu trắng vàng, trắng đục, nâu đỏ, lốm

đốm biotit mica màu đen Trạng thái dẻo cứng đến cứng Nguồn gốc tàn tích

lõi RQD=0% Nguồn gốc đá mắcma xâm nhập =2.12m=1,91T/m 3, c=0.3m2, =28 Cao độ=7.0mặt lớp thay đổi từ – 19.00 m đến –23.50 m

Chơng 2 : Thiết kế quy hoạch

2.1 Quy hoạch luồng vào bến trang trí Cam Ranh

2.1.1 Số liệu tính toán

a Tàu tính toán

Tàu tính toán ở đây là loại tàu cỡ lớn (100.000DWT) vào bến trang trí nênkhông chất tải , hàng hoá trên tuyến mép bến là các loại trang thiết bị chuyêndùng để trang trí cho các loại tàu có lợng rẽ nớc nhỏ hơn 100.000DWT , hàng hoá

vận chuyển đến bến đợc đóng trong các bao kiện hay container Do vậy chọn tàutính toán dựa trên cơ sở đội tàu lợng hàng thông qua chủ yếu là hàng bao kiện vàhàng container Để xác định các kích thớc của bến lựa chọn cỡ tàu dự kiến lớnnhất vào bến số 1 có các kích thớc nh sau:

Bảng 2.1: Kích thớc cơ bản của tầu max vào bến

b Mực nớc tính toán

+ Mực nớc cao thiết kế (MNCTK) ứng với tần suất 1% : + 2,4 m

+ Mực nớc trung bình (MNTB) ứng với tần suất 50% : + 1,5 m

+ Mực nớc thấp thiết kế (MNTTK) ứng với tần suất 98 % : + 0,5 m

2.1.2 Xác định tuyến luồng và khu quay vòng

a Luồng ra vào cảng

+ Chiều sâu chạy tầu (Hct) của luồng đợc xác định theo công thức:

Hct = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 (m) + Chiều sâu thiết kế (H0)của kênh đợc xác định theo công thức:

H0 =Hct + Z4 (m) Trong đó:

T - Mớn nớc của tầu tính toán (m), T= 3.5m

Z1 - Độ dự phòng chiều sâu chạy tầu bé nhất cần thiết đảm bảo lái đợc tầu (m)

Z1 phụ thuộc vào mớn nớc T của tầu tính toán và loại đất nằm ở lớp thấphơn cao độ chiều sâu chạy tầu của kênh là 0,5 (m),

b Cao độ đáy luồng

Cao độ đáy luồng đợc xác định theo quy trình thiết kế kênh biển:

Cao độ đáy luồng = MNCT - Hct (m)Trong đó :

Hct- Chiều sâu chạy tầu trên luồng

MNCT : Mực nớc chạy tầu trên luồng

Khi tàu chạy với các mực nớc khác nhau ta có kết quả thể hiện nh bảngsau:

Bảng 2.2: Xác định cao độ đáy luồng

TT MNCT(m) H ct (m) Cao độ đáy luồng(m)

3 0,5 5.1162 -4.6162Vậy từ kết quả tính toán bảng trên kết hợp với tài liệu báo cáo về chế độthuỷ văn ta thấy tại khu vực vịnh Cam Ranh nớc dâng nằm trong khoảng 1,4m -1,6m Vì vậy ta chọn Cao độ đáy luồng là: -7 m

c Chiều rộng luồng

Chiều rộng chạy tầu của kênh lấy phụ thuộc vào chế độ thông tầu trênkênh, các đặc tính của tầu tính toán Theo quy trình thiết kế kênh biển, chiều rộngluồng đợc tính nh sau:

Bl = Bhđ + 2C1 + B (m) Trong đó:

Bl - Chiều rộng luồng(m)

Bhđ - Chiều rộng dải hoạt động của tầu ở cao độ chiều sâu chạy tầu (m)

C1 - Dự phòng chiều rộng giữa dải hoạt động của tầu và mái dốc kênh (m) (với hệ số mái dốc m1) ở cao độ chiều sâu chạy tầu lấy bằng:

C1=0.5Bt=0,5x38.7=19.35(m)

B - Dự phòng chiều rộng do sa bồi mái dốc luồng đào và đợc xác địnhtheo công thức: B = Hc(m1- m0) (m)

Trong đó:

Hc - Chiều sâu chạy tầu (m)

m1 - Hệ số mái dốc luồng trớc khi tiến hành nạo vét lần tiếp theo, m1=10

m0 - Hệ số mái dốc luồng sau khi hoàn thành công tác nạo vét, tra bảng 11trang 13 (Quy trình thiết kế kênh biển) ta đợc: m0= 7

B = 5.1162(10- 7)=15.3486 (m) Chiều rộng dải hoạt động của tầu đợc tính toán theo công thức :

Bhđ = L.sin(1+2) + B.cos(1+2) + t.sin.Vmax (m)

Trong đó:

L- Chiều dài của tầu tính toán (m)

B - Chiều rộng của tầu tính toán (m)

1, 2- Góc lệch do dòng chảy và góc lệch do gió xác định theo bảng 4 và

5 trang 6 (QTTKKB), tuỳ thuộc vào vận tốc tầu Vmax, tốc độ dòng chảy, tốc độgió và các góc chỉ hớng của dòng chảy và gió biểu kiến trên tầu đang chạy Trabảng ta đợc 1=20, 2= 30

t.sin (t- thời gian tầu chệch khỏi luồng,β là góc chệch) lấy không đổi bằng

3 (s)

Vmax - Vận tốc lớn nhất của tầu trên luồng Vmax=2 (m/s)

Bhđ = 259xsin(2+3) + 38.7xcos(2+3) + 3xsin3x2 = 61.44(m)

Vậy chiều rộng luồng là: Bl = 61.44+ 2x19.35 + 40.2= 180 (m)

Chọn Bl= 180m

d Bán kính cong của luồng

Bán kính cong của luồng không nên < 4,5 Lt,chọn:

RL= 4,5.Lt= 4,5 259 = 1165.5 (m)

e Mái dốc luồng

Mái dốc nạo vét đợc xác định trên cơ sở cấu tạo địa chất khu vực luồngtàu và khu quay trở tàu Căn cứ vào điều kiện địa chất ta lấy m =7

2.2 Quy hoạch bến trang trí Cam Ranh

2.2.1 Tính toán kích thớc cơ bản bến trang trí Cam Ranh

+Tầu 100.000DWT có các thông số sau :

Chiều dài lớn nhất của tầu: Lt=259 (m)

Chiều rộng tầu: Bt=38.7 (m)

Mớn nớc có tải: T=15.8 (m)

Mớn nớc không tải: T0=3.5 (m)

2.2.1.1.Mực nớc tính toán

+ Mực nớc cao thiết kế (MNCTK) ứng với tần suất 1% : + 2,4 m

+ Mực nớc trung bình (MNTB) ứng với tần suất 50% : + 1,5 m

+ Mực nớc thấp thiết kế (MNTTK) ứng với tần suất 98 % : + 0,5 m

2.2.1.2 Chiều dài bến

Chiều dài bến đợc xác định theo tiêu chuẩn thiết kế cảng biển 22 TCN207-92 và đợc xác định theo công thức sau:

Lb = Lt + d (m) Trong đó :

Lb - Chiều dài bến (m)

Lt - Chiều dài tầu tính toán (m)

d - Khoảng cách an toàn giữa các tầu (m)

Lb = 259 + 25 = 284 (m) Theo quy hoạch khu cảng tổng hợp kiến nghị lấy chiều dài bến 290m

2.2.1.3.Cao trình mặt bến

Cao trình mặt bến đợc xác định theo tiêu chuẩn thiết kế công trình bếncảng biển hiện hành (22TCN 207-92)

Theo tiêu chuẩn kiểm tra : CTMB = H 1% + a 1 (m)

Theo tiêu chuẩn chính : CTMB = H 50% + a 2 (m)

Trong đó :

H1% - Mực nớc giờ ứng với suất bảo đảm P = 1%, H1%= + 2,4 (m)

H50% - Mực nớc giờ ứng với suất bảo đảm P = 50%, H50%= +1,5 (m)

a1, a2 - Độ nhô cao đỉnh bến

lấy a1= 1(m); a2 = 2(m)

Vậy : CTMB = H1% +a1 = 2,4 + 1 = + 3,4 (m) (theo tiêu chuẩn kiểm tra) CTMB = H50% +a2 = 1,5 + 2 = + 3,5 (m) (theo tiêu chuẩn chính) Căn cứ vào kết quả tính toán cao trình mặt bến, theo tiêu chuẩn chính vàkiểm tra, đồng thời theo quyết định 707/QĐ-TTg, cao độ đỉnh bến đợc phê duyệt

T: Mới nớc tầu không tải

Z0: Độ dự phòng do nghiêng tầu do xếp hàng hoá lên tầu không đều và dohàng hoá bị xê dịch khi tầu chạy

Z1: Độ dự phòng chạy tầu tối thiểu(bảo đảm an toàn khi tầu chuyển động)

+ Kích thớc cơ bản của khu đậu tầu

Vũng đợi tầu đợc bố trí ở phía Hạ lu của Nhà máy đóng tầu Cam Ranh cách cầutầu khoảng 250m

- Chiều dài vũng đợi tầu Lv : Lv=Lt+L (2.6)

Trong phạm vi đồ án Em giả thiết các hàng hoá sau:

Máy tầu đợc chứa trong các thùng linh kiện

Sắt thép để hoàn thiện phần còn laị của con tầu

Các sản phẩm khác

2.2.2.1 Lựa chọn thiết bị bốc xếp

+ Tuyến mép bến

Mục đích việc chọn thiết bị

 Dùng máy móc giải phóng lao động chân tay, tăng năng suất lao động

 Giảm thời gian tàu đậu tại bến,giảm chi phí cho đội tàu,giảm giá thànhbốc xếp

 Giảm số lợng bến

a Hàng bách hoá:

* Chọn loại cần trục vạn năng CBB 40/32 có các đặc trng kỹ thuật sau:

- Sức nâng lớn nhất : 40 T; Sức nâng thông thờng : 25 T; Khẩu độ ray: 15m

- Tầm với lớn nhất là : 32 m; - Tầm với nhỏ nhất là: 4,05 m

* Chọn xe nâng hàng vạn năng EP201 có các đặc trng kỹ thuật nh sau:

* Chọn loại cần trục vạn năng CBB 40/32 có các đặc trng kỹ thuật sau:

- Sức nâng lớn nhất : 40 T; Sức nâng thông thờng : 25 T; Khẩu độ ray: 15m

- Tầm với lớn nhất là : 32 m; - Tầm với nhỏ nhất là: 4,05 m

- Tốc độ nâng khi có hàng: 0 - 0,43 m/s ; - Tốc độ nâng không hàng: 0 - 0.53m/s

- Tốc độ quay : 0-0,63 vòng/ phút ; - Tốc độ di chuyển của cần trục: 1m/s

+ Vận chuyển trên kho bãi

* Chọn Thiết bị xếp dỡ các container : sử dụng Reach Stacker Các tính năng cơbản nh sau:

+ Sức cẩu : 20 T

+ Năng suất xếp dỡ định mức : 8 thùng/h

+ Khả năng xếp cao : 5 lớp

* Chọn Thiết bị vận chuyển hàng từ trớc bến vào bãi sử dụng xe kéo và rơ moóc

có hai loại đợc sử dụng : Loại kéo thùng 20 feet và loại kéo thùng 40 feet Số lợng

đầu kéo và móc đợc tính với tỉ lệ 1: 5 tức là cứ 1 cần cẩu trên bến thì có 5 đầu kéo+ moóc phục vụ

2.2.2.2 Tính toán năng suất và số lợng thiết bị của bến bách hoá

a) Tính toán năng suất và số lợng cần cẩu vạn năng CBB 40/32

+) Chu kỳ : T= (2t1+2t2+2t3)+ t7+t8+t9+t10+t11

Trong đó:

: hệ số tính đến sự hoàn thiện của quá trình nâng hạ hàng (=0,9)2t1=2Hn/V+4”:Thời gian hạ ngoạm không hàng và nâng hàng với chiềucao Hn

2t2=2Hh/V+4”:Thời gian hạ hàng và nâng ngoạm không hàng với chiềucao Hh

2t3=/3n+6” : Thời gian quay cần trục khi có hàng và ngợc lại

t7 : Thời gian khoá móc có hàng

t8 : Thời gian đặt hàng và tháo móc khỏi hàng

t9 : Thời gian khoá móc không hàng

t10 : Thời gian đặt và tháo móc không hàng

t11 : Thời gian thay đổi tay cần

V : Tốc độ nâng hàng (0,15 m/s)

n : Tốc độ quay (0,2 vòngphút)

4”,6” : Thời gian nhả ,bấm phanh

Hn , Hh : Chiều cao nâng hạ hàng trung bình

Ta có: - Hn= h1+h2

- h1= CTMB-MNTB Với: + CTMB: Cao trình mặt bến :+4m

+MNTB: Mực nớc trung bình : +1,54m

- h2 = hb+0,5

- Hh = 0,5hb+0,5 đối với phơng án tầu - xe

Hb, hđ : Chiều cao giới hạn của xe vận tải và chiều cao trung bình của

Q (T) (độ)

g :Trọng lợng một lần nâng hàng của cần trục sau một chu kì

g= k.Q (T)

P : Năng suất kĩ thuật của máy

Tck :Chu kì của máy (s)

Q: sức nâng cần cẩu (T)

k: hệ số kể đến trọng lợng móc k=0,950,98

Kết quả tính toán năng suất cần trục cổng thể hiện trong bảng 2.9

Bảng 2.4 : Tính toán năng suất cần trục CBB 40/32

Trong bảng 2.9 : Ptr: năng suất kỹ thuật của thiết bị trớc bến

+ Lợng hàng bách hoá thông qua cảng trong 1 ngày:

Từ số liệu dự báo về lợng hàng, ta có với hàng bách hoá thì lợng hàng năm

2010 tính toán(PA1) là : 416000(T)

Giả thiết thời gian hoạt động trong năm của cảng đạt tới 90%, tơng đơng với 328ngày.

Với: + Pkt - năng suất kỹ thuật của máy (T/h)

+ nk - Số ca trong ngày (2 ca)

+ tk - thời gian của một ca ( 8h)

t

k Q

 n: số ca làm việc trong ngày Chọn n=2

 Tc: thời gian làm việc trong một ca, chọn Tc= 8 h

Kết quả tính toán chu kỳ và số xe thể hiện trong bảng 2.5 và 2.6

Bảng 2.5: Tính chu kỳ xe nâng hàng

TT HàngLoại nângXe Q

(T)

G (T)

v 3

(km /h)

L (m) 2t(s)1 (s)t2 (s)t3 (s)t4 (s)t5 (s)T

Trong đó :

Qth: Khối lợng hàng xếp dỡ qua Cảng trong tháng( TEU )

Qth= Qn.k0/12

Qn: Khối lợng hàng xếp dỡ qua Cảng trong năm ( T ) Qn = 700.000 T

k0: Hệ số không đều của hàng hoá theo tháng, lấy k0=1,2

12: Là số tháng khai thác trong năm

Pth: Năng suất của cần cẩu trong một tháng

Pth= 30.2.8.P.k1.k2.k3.k4

P: Năng suất kỹ thuật của máy tính theo bảng sau:

Bảng 2.7 : Năng suất cần trục CBB 40/32 cho bốc xếp hàng container

k1 : Hiệu suất của thiết bị trong một ca, lấy 0,8

k2: Hệ số sử dụng thời gian của thiết bị trong một tháng, lấy 0,7

k3: Hệ số sử kể đến ảnh hởng của thời tiết , lấy bằng 0,85

k4:Hệ số tính đến số lợng thùng 20"và 40" qua cảng k4=1,33( 10T/thùng)

Pth= 30.2.8.150.0,8.0,7.0,85.1,33= 45582(T/tháng)

 NG =

45582 12

2 , 1 700000

= 1,53Vậy với hàng container chọn 2 cần trục vạn năng CBB 40/32

.

Qn: Khối lợng hàng thông qua cảng trong năm Qn = 70.000 TEU

Khh: Hệ số không đều của hàng hoá khh= 1,2

Kkb: Hệ số qua bãi kkb= 0,9

Pth: Năng lực xếp dỡ của 1 cần trục trong 1 tháng (TEU)

Pth= 30.8.2.P.k1.k2.k3.k4

P : Năng suất cần cẩu trong 1 giờ P= 8,5 TEU/h

k1: Hệ số sử dụng thời gian mỗi ca k1=0,8

k2: Hệ số ảnh hởng của thời tiết k2= 0,85

k3: Hệ số sử dụng thiết bị, k3= 0,7

k4: Hệ số TEU/thùng k4= 1,33

 Pth = 2583 TEU/th  N =

2583 12

5 , 2 9 , 0 2 , 1 70000

= 6,09Vậy dùng 6 xe Reachstacker để nâng container chứ hàng và 1 xeReachstacker để nâng container không hàng Tổng số xe Reachstacker cần là 7(cái)

2.2.3 Tính toán số lợng bến

Số lợng bến của tất cả các loại hàng hoá đều đợc tính theo công thức:

t b ng n

d n th

th

K Q P

Q N

30

1

t

t t

G



24

Trong đó: Gt : Khối lợng hàng trên tàu tính toán

( trung bình 8000 T với hàng bách hoá ; 5000 T với hàngcontainer)

tbx : Thời gian bến bận bốc xếp hàng cho một tàu

tp : Thời gian bến bận làm thao tác phụ

 tbx = 271 h đối với tàu 100.000 DWT chở hàng bao kiện

tbx = 171 h đối với tàu 100.000 DWT chở hàng container + Tính số lợng bến hàng bách hoá và contianer đợc thể hiện trong bảng 2.8vàbảng 2.9

Số ca làm việc trong ngày (ca)

Số tháng khai thác trong năm (ngày)

Số tuyến bốc xếp (tuyến)

Thời gian thao tác phụ (h)

Khả năng thông qua ngày đêm (T/ngđ)

416.00030.0001,30,850,60212210,53164,8

Vậy tổng số lợng bến của cảng tổng hợp là: 1 bến hàng bách hoá và 1 bến container chuyên dụng.

2.2.4 Đội tàu cảng

Thuỷ đội của Cảng có chức năng : Lai dắt các tàu ra vào cảng, Sửa chữacác công trình dới nớc, Đa đón cán bộ đi làm nhiệm vụ trên khu nớc của cảng,Làm nhiệm vụ cứu hoả trên mặt nớc; Kiểm tra môi trờng

Phơng tiện cần thiết cho thuỷ đội của Cảng bao gồm:

+Tàu lai dắt :- Tàu lai dắt loại công suất vừa 1500 CV 2 chiếc

- Tàu lai dắt loại công suất nhỏ 150 CV 2 chiếc + Sà lan công tác : Cần 2 sà lan loại 100 tấn dùng cho việc cung cấp củacảng

+ Ca nô : Dùng để đa đón cán bộ kiểm tra môi trờng, tình trạng phơngtiện trên mặt nớc, các công trình thuỷ công, làm việc với tàu neo đậu ngoài cảng

và cứu hoả Vì vậy, cần 2 canô loại 20 CV và 2 canô loại 50 CV

2.2.5 Tính toán diện tích kho bãi

2.2.5.1.Diện tích kho bãi bách hoá

Lợng hàng qua cảng không tính hàng container đợc tính lu tại bãicủa cảng 60%, lu kho 25% và chuyển thẳng15%

a Diện tích bãi hàng bách hóa đợc xác định theo công thức sau:

x W a

B

x P

x N

=

Sb Trongđó: Sb - Diện tích bãi (m2)

N - Khối lợng hàng hoá lớn nhất của tầu nhập, xuất và lợnghàng tồn đọng trên bãi (Tấn)

P - Hệ số tính với lợng hàng cực đại: (P = 1,2)

B - Hệ số lu bãi có hiệu quả (B = 0,75)

a - Hệ số sử dụng diện tích bãi( a = 0,5)

W - Tải trọng khai thác bãi trung bình (W = 4 T/m2)

b Diện tích kho kín hàng bách hóa đợc xác định theo công thức sau:

x W a

x R

B

x P

x N

=

Sk

Trongđó: Sk - Diện tích kho (m2)

N - Khối lợng hàng lớn nhất qua kho hàng năm

P - Hệ số tính với lợng hàng cực đại: (P = 1,2)

B - Hệ số lu bãi có hiệu quả (B = 0,75)

R - Số lần quay vòng trong năm của kho( R = 38 lần)

a - Hệ số sử dụng diện tích bãi( a = 0,55)

W - Tải trọng khai thác bãi trung bình (W = 2 T/m2)

Diện tích kho bãi hàng bách hóa đợc sơ bộ xác định trong Bảng 2.10

Bảng 2.10: Diện tích kho bãi hàng bách hoá

Kết quả Trờng hợp tính

đọng và hàng tàu

đến 1:1

- Khối lợng hàng qua bãi Tấn 249600

- khối lợng hàng qua kho kín Tấn 104000

2 Nhu cầu kho bãi tính toán Diện tích

- Nhu cầu về bãi hàng bách

2.2.5.2 Diện tích kho bãi container

a) Diện tích bãi chứa container

Trong đồ án này tính lợng hàng qua bãi là 100%, 25% hàng container

đ-ợc chuyển qua kho CFS

Diện tích bãi chứa container có hàng, bãi chứa container rỗng, bãi phânloại, bãi chứa container hỏng, và bãi xuất container ra khỏi cảng bằng đờng bộ đ-

n - Hệ số sử dụng diện tích phụ thuộc sơ đồ công nghệ

A - Diện tích một container chiếm chỗ (m2)

M - Dung tích bãi

My- Khối lợng container thông qua bãi hàng năm (TEU)

tb - Thời gian lu bãi ( ngày)

N - Thời gian khai thác trong năm (ngày)

K - Hệ số không đều của hàng hoá

Mi - Một nửa số container trung bình của tầu

b- Diện tích kho CFS

Diện tích kho CFS đợc xác định theo công thức:

D mi ha

f f D V

Dw- Thời gian lu kho CFS( lấy =3 ngày)

D - Thời gian làm việc trong năm

V - Diện tích hàng 1 container chiếm chỗ(= 29m2)

f1 - Hệ số sử dụng diện tích kho = 1,4

f2 - Hệ số hàng chiếm chỗ = 1,1 - 1,2

ha - Chiều cao trung bình của hàng trong kho(m)

mi - Hệ số không đồng đều về lợng hàng

Diện tích bãi chứa container và kho CFS đợc tính trong bảng 2.11

Bảng 2.11: Diện tích bãi container và kho CFS

Bãi chứa container

Khối lợng container qua bãi (My)

Cỡ tàu tính toán (Dn)

Thời gian lu bãi tb

Thời gian khai thác trong năm

m2

m 2

70.0002.40093501,51.20034500150,6

Dw- Thời gian lu kho CFS

D - Thời gian làm việc trong năm

V - Diện tích hàng 1 container chiếm chỗ

f1 - Hệ số sử dụng diện tích kho

m2

m

m 2

175003365291,41,12,50,7

A A A

N   

Trong đó: - Ach: số lợng công nhân chính(ngời - kíp)

- Aph: số lợng công nhân phụ và công nhân phục vụ

- Am: số lợng công nhân phục vụ kĩ thuật cho máy vận

chuyển trong năm

- F : số kíp công tác của một công nhân trong năm

F = 265 kíp (theo tiêu chuẩn bình thờng)

K p

Q

c

bx n

Pc: Tiêu chuẩn bốc xếp của một công nhân (T-bx/ngời-kíp)

Km: số kíp công tác của máy trong năm

K : Hệ số tính đến số lợng kíp ngời để thực hiện công tác phụ mà trong định

mc không xét đến, lấy = 1,15 (đối với bến tổng hợp)

Nn: định mức nhân lực phục vụ kỹ thuật các thiết bị vận chuyển tơng ứng( kíp ngời /kíp máy ) (Bảng XIV-5 trang 466 QHC )

Qi : lợng hàng bốc xếp của máy (T/máy)

Pi : định mức công tác của máy (T/kíp)

Pi =Po.tk.k1k2

Trong đó : - Po: Năng suất kĩ thuật của máy (T/h)

- tk : Thời gian công tác của một kíp (8h)

- k1: hệ số sử dụng sức nâng (0,7)

- k2: hệ số sử dụng máy trong kíp (0,7)Tính toán lợng hàng và số công nhân bốc xếp chính thể hiện ở các bảng 2.12 và2.13

Bảng 2.12:Tính toán l ợng hàng theo các ph ơng án bốc xếp trong năm

TT Loại hàng 

Qn ( 103 T)Tổng Tầu-Xe(Xe-Tầu) Xe -Bãi(Bãi -Xe) Xe-Kho(Kho-Xe)

Tàu) Xe - Bãi(Bãi - Xe) Kho-Xe(Xe -Kho)

F

m ph ch c

A A A

N    =

265

2511 7799

= 333 (ngời)

- Số công nhân ngoài cảng N’

c=20%Nc=67 ngời

- Cán bộ công nhân viên quản lí công tác hàng Nql=10%Nc=34 ngời

- Cán bộ công nhân viên hành chính sự nghiệp Nhc=15%Nc=50 ngời

- Tổng số cán bộ & công nhân viên

N=Nc+Nc’+Nql+Nhc=333 + 67 + 34 + 50 = 484 ( ngời)

2.2.7.2 Chọn diện tích các toà nhà cảng phục vụ công nhân viên chức

Dựa vào tính toán số công nhân cảng ta chọn sơ bộ diện tích các toà nhàcảng nh sau :

+ Nhà lãnh đạo : 612 m2 ( 24x25,5) với quy mô 4 tầng đợc bố trí phía ngoàigần cổng cảng để thuận tiện giao dịch

+ Nhà ăn ca phục vụ công nhân : 286 m2( 26x11 ), một tầng Gồm có căngtin và phòng ăn chủ yếu để phục vụ công nhân và cán bộ làm việc trong cảng

+ Xởng sửa chữa : 702 m2 , Xởng bảo dỡng duy tu khu cảng có nhiệm vụsửa chữa và bảo dỡng kỹ thuật cho các công cụ cơ giới của cảng.Nhiệm vụ sửachữa công trình là bão dỡng và duy trì tình trạng kỹ thuật tốt của kho tàng, nhà x-ởng, bến bãi, sửa chữa vỏ container cũng nh hệ thống cấp điện, cấp thoát nớc, hệthống thông tin liên lạc Xởng bão dỡng phơng tiện có nhiệm vụ duy tu và bão d-ỡng phơng tiện cơ giới dụng cụ, vỏ container và các công tác bảo đảm cho hoạt

động của cảng có liên quan đến cơ khí

+ Cổng cảng:

Gồm 2 cổng chính: Cổng chính 1 phục vụ cho hàng bách hoá ra vàocảng.Cổng này bố trí trạm cân ôtô 80 tấn Cổng chính 2 phục vụ chính cho xe vậnchuyển container Tại các cổng bố trí các đảo phân làn và buồng kiểm soát

+ Nhà điều hộ: 121 m2 ( 11x11), đợc bố trí sát với bến cảng nhằm kiểm soát

và điều hành trực tiếp việc khai thác trên bến Nhà có quy mô một tầng

+ Các công trình kiến trúc phụ trợ: Để phục vụ cho hoạt động của cảng

một số các hạng mục phụ trợ đợc bố trí nh hàng rào, nhà để xe 2 bánh, gara ôtôcon, trạm cấp nhiên liệu cầu rửa xe

2.2.7.3 Các công trình hạ tầng kỹ thuật trên cảng

 Đờng nội bộ trong cảng

Cùng với các hoạt động khai thác cảng, sẽ phát sinh nhiều hình thức lu thôngtrong cảng Đờng nội bộ đợc thiết kế bố trí nh sau:

Nguyên tắc thiết kế

- Thuận lợi cho khai thác vận tải trong cảng

- Phù hợp với quy hoạch

- Đáp ứng nhu cầu hàng hoá của cảng

Xác định khối lợng nớc tiêu thụ:

b: số vòi tắm, b=34 ( theo bảngXV-1trang 481 QHC có 10 ngời 1vòi)

N - Công suất máy tàu ( 103 mã lực )

tc,tđ - Thời gian chạy và đỗ tàu (ngày đêm)

qc, qđ - Tiêu chuẩn nớc dùng cho 103 mã lực của máy khi chạy và

đỗ

+ Q2b=q.m.n là lợng nớc cho hành khách và thuyền viên

q : Tiêu chuẩn nớc cho một ngời trên tàu ; 30lít/ngời ngày đêm m: số ngời trên tàu

n: số tàu của cảng trong ngày

q=5 (l/ngđ) lấy với hành khách đi gần

q=15 (l/ngđ) lấy với hành khách đi xa

Tính toán điện trong cảng

a Công suất toàn phần đợc tính theo công thức

P  (KVA)

Trong đó: Pmax= max max

P : phụ tải điện của cần trục

P kmax: phụ tải điện của các yếu tố khác trong cảng

Qmax: công suất phản tác dụng của cảng

ks: hệ số sử dụng điện của cần trục

ks =0,16 đối với cần cẩu móc (lấy theo bảng XVII_2.QHC)

Pqđ: công suất qui định cảu các yếu tố sử dụng điện loại i

n: số lợng các yếu tố sử dụng điện

kci: hệ số nhu cầu phù hợp với các yếu tố sử dụng điện loại i, lấy trongkhoảng (0,24-0,25)

P

1

)25,024,0

)=450 ( kW) S= 2 2

450

b Điện chiếu sáng trong cảng (lấy theo phụ lục QHC)

- Phụ tải của 6 cột đèn pha chiếu sáng, với công suất 1 đèn pha P = 10KW

- Phụ tải chiếu sáng đờng bãi, kho tổng cộng gồm 40 cột chiếu sáng bằng bóng

cao áp 500 kW.

- Phụ tải cho khu văn phòng P = 30KW

- Phụ tải cho hệ thống cấp nớc P = 30KW

Các nguyên tắc bố trí mặt bằng cảng

Quy hoạch mặt bằng cảng đợc dựa trên các nguyên tắc sau đây:

 Đảm bảo an toàn cho tàu ra vào cảng cũng nh neo đậu tại bến khi bốc

dỡ hàng Phù hợp với công nghệ bốc xếp của từng loại hàng

 Tuyến luồng và khu quay trở phải thuận tiện cho tàu ra vào cảng

 Đờng giao thông cảng, đờng nối khu cảng với đờng giao thông ngoàicảng phải thuận tiện

 Mặt bằng cảng phải có diện tích chiếm đất và chiếm khu nớc nhỏ nhất

để giảm bớt khối lợng xây dựng các công trình phụ trợ khối lợng tạobãi, nạo vét khu nớc hợp lý

 Mặt bằng cảng phải có khả năng phát triển trong tơng lai ,việc quyhoạch giai đoạn đầu không làm ảnh hởng đến sự phat triển của cácgiai đoạn sau

 Không làm ảnh hởng tới các công trình có sẵn hoặc sẽ có trong quyhoạch

 Bảo đảm khoảng cách an toàn giữa các bến , đặc biệt khu bến dầu khi

có hoả hoạn xảy ra

 Giảm thiểu ảnh hởng tới cảng quan, môi trờng xung quanh cũng nhcác khu dân c và nghề nghiệp sinh sống của họ

Với khu đất và vị trí bến số 1 đó đợc lựa chọn trong quy hoạch tổngthể cảng Dung Quất, việc phân tích và lựa chọn tuyến mép bến đóngvai trò quan trọng nhất Vì vậy trớc khi đa ra các phơng án bố trí mặtbằng cảng thì việc phân tích lựa chọn tuyến mép bến là cần thiết

Phơng pháp tuyến

Căn cứ vào Quyết định số 707/QĐ- TTg, kết quả khảo sát địa hình và

địa chất khu vực, nhu cầu về diện tích kho bãi, kích thớc tàu khai thác tại bến,công nghệ bốc xếp trên bến, cân đối giữa khối lợng nạo vét và tôn tạo bãi vàcác yếu tố có liên quan khác, tuyến bến đợc đa ra đờng đồng mức - 5,0m đến -6,0 m và cách tuyến đờng hiện tại đến bến số 1 là 410m Mặt khác tuyến bếnphải trùng với tuyến mép bến của bến số 3 đang lập dự án và gàn song songvới tuyến bến hiện có của nhà máy lọc dầu

2.2.8.3 Quy hoạch và lựa chọn phơng án mặt bằng bến

Bến số 1 - cảng tổng hợp Dung Quất đợc xây dựng trên khu đất đã đợcquy hoạch cho bến hàng Tổng hợp với chiều dài tuyến bến là 290m Mặt bàngbến sẽ đợc quy hoạch đảm bảo có khả năng tiếp nhận tàu có trọng tải lên đến30.000DWT với phơng án công nghệ sử dụng cần trục vạn năng để bốc xếphàng hoá

Bến có chiều rộng 33,5m cùng với 2 cầu dẫn rộng 15m, dài 40m, khoảng cách

từ tuyến mép bến vào tuyến kè là 73,5m

Từ tuyến mép kè vào 10m là đờng rộng 15m Tiếp theo bố trí khu vực bãihàng rời( diện tích ), hàng bách hoá( diện tích ), một bãi container đặc cho hàngxuất với diện tích 7365,8m2, 2 bãi container cho hàng nhập với tổng diện tích7790m2, một bãi container lạnh với diện tích 3034,16m2, 2 bãi container rỗng vớidiện tích 5099,3m2 Một kho tổng hợp hàng container với hàng bách hoá với diệntích 4410m2 Phía sau kho có bố trí một bãi tập kết thiết bị 3700m2

2 cổng ra vào cảng và khu văn phòng cảng đợc bố trí đối xứng và sát với ờng bộ phía sau cảng thuận tiện cho việc ra vào cảng

Đờng giao thông trong cảng rộng 15m bán kính cong của các khu vực bãi

có Tuyến mép bến này nằm cách tuyến đờng hiện có khoảng 410m

Bến có chiều rộng 20m khoảng đất phía sau tuyến mép bến đợc tôn tạo sử lýnền đất yếu làm tăng thêm 11.160m2 diện tích bãi

Tiếp theo bố trí khu vực bãi hàng rời( diện tích ), hàng bách hoá( diện tích ), mộtbãi container đặc cho hàng xuất với diện tích 7365,8m2, 2 bãi container cho hàngnhập với tổng diện tích 7790m2, một bãi container lạnh với diện tích 3034,16m2, 2bãi container rỗng với diện tích 5099,3m2 Một kho tổng hợp hàng container vớihàng bách hoá với diện tích 4410m2 Phía sau kho có bố trí một bãi tập kết thiết

đóng cọc hoặc cừ Có nhiều rủi ro cao trong quá trình thi công

Theo kết quả của TEDI nếu giả thiết trờng hợp có khả năng đóng cọc đểnghiên cứu tổng mức đầu t cho phơng án mặt bằng thì thấy lớn hơn phơng án 1Phơng án 2 : 301.024.834.000 đồng , phơng án 1 : 274.995.717.000 đồng

Vậy chọn phơng án 1( có cầu dẫn) để tiến hành đầu t xây dựng

Ch¬ng 3 : ThiÕt kÕ kü thuËt

3.1 Sè liÖu tÝnh to¸n :

3.1.1 Lo¹i tµu tÝnh to¸n :

Tµu tÝnh to¸n 30000 DWT chë hµng b¸ch ho¸ vµ hµng container cã c¸cth«ng sè nh b¶ng 3.1

B¶ng 3.1: Th«ng sè cña tµu tÝnh to¸n

TT Träng t¶i DWT Ltµu (m) Btµu (m) Tmax(m) Tmin(m)

3.1.3.Tải trọng hàng hoá và thiết bị :

+ Tải trọng hàng hoá: tải trọng cấp III:

- Hệ thống dầm ngang, dọc: Tơng ứng với những hàng cọc là hệ thống dầmngang, dọc bằng BTCT mác 350, đợc thi công theo phơng pháp đổ tại chỗ.Dầm ngang và dầm dọc đều có chiều cao 180cm(kể cả bản+lớp phủ bề mặt)

và chiều rộng là 120cm Do vị trí lắp đặt đệm tựa và bích neo tàu nên trongmỗi phân đoạn bến dầm ngang đợc chia làm 2 loại DN1 và DN2 Có hai loạidầm dọc, dầm cần trục DD1 và dầm dọc thờng DD2 sơ đồ bố trí dầm và từngloại dầm đợc thể hiện trong các bản vẽ

- Bản mặt cầu: Bản mặt cầu bằng BTCT mác 300 dày 35cm, đợc thi công theophơng pháp đỗ tại chỗ

- Lớp phủ mặt cầu: Phía trên bản mặt cầu là lớp phủ mặt cầu bằng Bêtông mác

200 dày 20cm toàn bộ mặt lớp phủ có cao độ +3.5m

- Gờ chắn xe: Gờ chắn xe cao 25cm, bằng BTCT mác 300, đổ tại chỗ Khi hoànthiện gờ chắn xe đợc sơn vạch đen và vàng xen kẽ bằng loại sơn phản quangdùng trong giao thông

- Hào công nghệ: Hào công nghệ kích thớc bxh=50x70cm

- Đờng ray cần trục và mốc chắn xe: Đờng ray cần trục đợc lắp trên các dầmdọc, khoảng cách giữa 2 ray là 10,5(m).Tại đầu và cuối của mỗi ray có bố trímốc chắn bằng thép

- Cầu dẫn: có 2 cầu dẫn dài 28m cũng có dạng đài mềm trên nền cọc khoannhồi, Lcọc= 21-23m, mặt cầu dẫn rộng 13m, bao gồm 3 hàng cọc bớc cọctheo phơng ngang là 5m, theo phơng dọc là 5m Hệ thống dầm ngang, dọc củacầu dẫn có kích thớc bxh =100x120cm, bản mặt cầu dày 35cm, Phía trên bản

mặt cầu là lớp phủ mặt cầu bằng bêtông mác 200 dày 20cm toàn bộ mặt lớpphủ có cao độ +3.5m.

Phơng án 2: Kết cấu cầu tàu đài mềm hệ dầm bản trên nền cọc ống thép:

- Bến dài 290m, rộng 24m có dạng kết cấu cầu tàu đài mềm hệ dầm bản trênnền cọc ống thép đờng kính 700 mm và bề dày t = 1,6 cm, L = 19-21m Bến

đợc chia thành 5 phân đoạn mỗi phân đoạn dài 58m, khoảng cách mỗi hàngcọc theo phơng ngang cầu tầu là 5m và theo phơng dọc cầu tầu là 5,4m Có 2cầu dẫn dài 28m, rộng 13m bao gồm 3 hàng cọc, bớc cọc theo phơng ngang là5m, theo phơng dọc là 5m Hệ thống dầm ngang, dọc của bến bằng BTCTkích thớc 120x140cm, Bản mặt dày 40cm Hệ thống dầm ngang, dọc của cầudẫn có kích thớc 100x120cm, bản mặt cầu dày 35cm Phía trên bản mặt cầu làlớp phủ mặt cầu bằng Bêtông mác 200 dày 20cm toàn bộ mặt lớp phủ có cao

độ +3.5m

3.3.Tính toán kết cấu phơng án 1

3.3.1 Tính toán tải trọng tác dụng lên công trình

Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình bến có vai trò quyết địnhtrong việc tính toán kết cấu bến Các loại tải trọng tác dụng lên công trình đợcxác định theo "Tiêu chuẩn Tải trọng - Tác động của sóng và tàu lên công trìnhthuỷ" và " Công trình bến cảng " Nhà xuất bản xây dựng.Các loại tải trọng tác

động lên công trình bao gồm:

Tải trọng thờng xuyên : Trọng lợng bản thân công trình; áp lực đất tác

dụng lên công trình bến

Tải trọng tạm thời tác động dài hạn: Tải trọng do thiết bị bốc xếp di

động trên bến, các phơng tiện vận tải và hàng hoá đặt trên công trình bến

Tải trọng tạm thời ngắn hạn: Tải trọng do sóng và dòng chảy; Tải trọng

do tàu (gồm lực neo tàu, lực va và lực tựa tàu khi cập bến); Tải trọng tác độngtrong giai đoạn xây dựng

Tải trọng tạm thời đặc biệt : Tải trọng do sóng thần, tải trọng động đất 3.3.1.1.Xác định tải trọng bản thân

Tải trọng bản thân bao gồm: trọng lợng dầm ngang, dầm dọc, bản, lớpphủ bêtông,Vòi voi, gờ chắn xe, cọc

a Tính cho một khung ngang

- Để tính toán tải trọng bản thân kết cấu theo phơng ngang, cắt một dải rộng 5.4

m theo phơng ngang bến Các tải trọng đa về khung ngang để giải bài toánphẳng

+ Lớp bê tông atfan phủ dầy 5cm quy về tải trọng phân bố đều

+ Phần mở rộng đầu dầm, vòi voi, gờ an toàn, đệm tầu quy về tảitrọng tập trung q22 = 8.17(t).

a) Gió tác dụng lên tàu :

Gió tác dụng lên tàu theo 2 phơng ngang và dọc tàu (Trang 36- Công trìnhbến cảng)

Lực tác dụng do gió đợc tính nh bảng 3.2

Bảng 3.2: Lực tác dụng do gió

A q ( m 2 ) A n ( m 2 ) V q (m/s) V n (m/s) W n (KN) W q (KN)

b) Dòng chảy tác dụng lên tàu:

Dòng chảy tác dụng lên tàu cũng theo 2 phơng ngang và dọc tàu ( Trang 37- CTbến cảng)

Al = L.T ; At = B.TT: mớn nớc tàu Tđầy hàng = 15.8 m Tkhông hàng = 3.5 mB: Bề rộng tàu B = 38.7 m L: chiều dài tàu L = 259 m

Vt, Vl : thành phần vận tốc dòng chảy theo phơng ngang và dọc tàu :

Qwt

+



 cos cos 3

wt

N

Trong đó :

Qwt : Tổng các lực ngang tác dụng do gió và dòng chảy

Nwt : Tổng các lực dọc tác dụng do gió và dòng chảy

n : số bích neo làm việc theo bảng 2.7 (trang 38) CT bến cảng thì

80 30

sin 40 cos 6

Sv = S sin = 334 sin40 = 214.7 (KN)+ Dựa vào lực neo S = 334 KN = 33.4 (T) ta chọn bích neo loại HW60

Qwl: lực ngang do tác động tổng hợp của gió, dòng chảy và sóng lên tàutính toán

Ld: Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu và công trình bến (m), tùy thuộc quan

hệ giữa chiều dài thành tàu và chiều dài bến mà trị số Ld đợc lấy nh sau:

Trong đó :

D = 37700 (T) : Lợng rẽ nớc của tàu tính toán

v : Thành phần vận tốc vuông góc với mặt trớc công trình của tốc độ cậptàu Lấy theo 22-TCN-222-95 tra bảng 29 ta có : v = 0.09

: Hệ số lấy theo 22-TCN-222-95  = 0,55

 E = 0,55 222 , 75

2

09 , 0

+ : hệ số ma sát phụ thuộc vào vật liệu lớp mặt của thiết bị đệm tàu

+ Khi lớp mặt là bê tông hoặc cao su  = 0,5

Do vậy thành phần song song với mép bến do lực va gây lên :

Fn = 0,5 610 = 305 (KN)

3.3.1.6 Tải trọng do thiết bị và hàng hoá

- Tải trọng tính toán do cần trục tác dụng lên khung ngang quy về lực tập trung

- Tải trọng tính toán do cần trục tác dụng lên khung dọc có dầm cần trục đợc quy

về những tải trọng tập trung do các bánh xe truyền lên

- Chi tiết về tải trọng do cần trục tác dụng lên khung ngang và khung dọc đợctrình bày trong mục các tổ hợp tải trọng

b Tải trọng do hàng hoá khai thác trên bến

- Tải trọng do hàng hoá khai thác trên bến đợc lấy là cấp III

q1 = 1.5(t/m2) ; q2 = 2(t/m2) ; q3 = 2(t/m2)

3.3.2 Phân bố lực ngang

3.3.2.1 Chiều dài cọc tính toán

a) Chiều dài cọc thiết kế

- Theo chiều dài bến, chiều ngang bến do địa chất thay đổi nên chiều dài cọckhoan nhồi cũng thay đổi theo Chiều dài cọc biến đổi từ 22 đến 24 m

b) Chiều dài cọc tính toán

Xác định chiều dài cọc tính toán xác định theo công thức kinh nghiệm

( Theo bảng 6.4 trang 205 công trình bến cảng)

ltt = l0 + .dTrong đó: ltt: chiều dài cọc tính toán

l0: Chiều dài tự do của cọc

d : Đờng kính cọc d = 1.0m  : hệ số kinh nghiệm  = 5 7_ Đối với hàng cọc A: ltt = 6.17 + 7x 1.0 = 13.17 m

- Ta chọn phân đoạn tính toán là phân đoạn 5

+ Toạ độ tâm đàn hồi đợc xác định theo công thức:







iy i iy

H

x H

H

y H

y0 .

+ E : Mô đuyn biến dạng khi chất tải lâu dài E= 2.15x106 t/m2

+ xi , yi là toạ độ theo phơng x, y của các cọc trọng hệ trục toạ độ ban đầu +I : Mô men quán tính của tiết diện cọc; I = 0.05d4 = 0.05x1.04=0.05 (m4) Chọn hệ trục toạ độ Oxy ban đầu nh hình :

a b c d e y

Ta có : X0 = 1163921/43108.17 = 27

Y0 = 513729.1/43108.17 = 11.92

Vậy toạ độ tâm đàn hồi là C(27,11.92)

C

x H y

+ N : tổng ngoại lực theo phơngY

+ MC : tổng mômen của ngoại lực đối với tâm đàn hồi C

- Sau khi xác định tâm đàn hồi C ta chuyển hệ trục toạ độ về tâm đàn hồi

a b c d e y

x

Hình 3.3 Toạ độ tâm đàn hồi C trong hệ OXY

- Toạ độ các cọc sau khi đã chuyển hệ trục toạ độ về tâm đàn hồi C

- Các thành phần chuyển vị do lực neo tầu

a b c d e y

x

N T

N T

N T

Hình 3.4: Sơ đồ tính toán lực neo

Vậy :

T = - T - T -T= - 3T= -66.48 (T)

N = - N - N - N = - 3N = - 33.75(T) MC = 1099.7 (T.m)

N T

- Lực ngang phân bố cho cọc bất kỳ thứ i đợc xác định bằng biểu thức :

+ Hix = Hix(x  y’i) ; Hiy = Hiy(y  x’i) (Xác định theo Trang 209 CTBC)

-a Phân phối lực ngang cho lực neo tàu

Bảng 3.10 Phân bố lực ngang cho lực neo Khung hàngcọc Đối với tâm đàn hồi Phân phối lực Phân phối mômen Phản lực đàu cọc PP

1.0 -27.0 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 -1.136 -0.370 0.694 2.0 -21.6 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 -0.909 -0.370 0.466 3.0 -16.2 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 -0.681 -0.370 0.239 4.0 -10.8 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 -0.454 -0.370 0.012 5.0 -5.4 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 -0.227 -0.370 -0.215 6.0 0.0 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 0.000 -0.370 -0.442

A 7.0 5.4 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 0.227 -0.370 -0.669

8.0 10.8 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 0.454 -0.370 -0.896 9.0 16.2 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 0.681 -0.370 -1.124 10.0 21.6 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 0.909 -0.370 -1.351 11.0 27.0 -11.92 -0.871 -0.442 -0.501 1.136 -0.370 -1.578 1.0 -27.0 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 -1.316 -0.684 0.804 2.0 -21.6 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 -1.053 -0.684 0.540 3.0 -16.2 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 -0.789 -0.684 0.277 4.0 -10.8 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 -0.526 -0.684 0.014

5.0 -5.4 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 -0.263 -0.684 -0.249 6.0 0.0 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 0.000 -0.684 -0.512

B 7.0 5.4 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 0.263 -0.684 -0.775

8.0 10.8 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 0.526 -0.684 -1.038 9.0 16.2 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 0.789 -0.684 -1.302 10.0 21.6 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 1.053 -0.684 -1.565 11.0 27.0 -6.67 -1.009 -0.512 -0.325 1.316 -0.684 -1.828 1.0 -27.0 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 -1.536 -1.097 0.938 2.0 -21.6 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 -1.229 -1.097 0.631 3.0 -16.2 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 -0.921 -1.097 0.324 4.0 -10.8 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 -0.614 -1.097 0.016 5.0 -5.4 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 -0.307 -1.097 -0.291 6.0 0.0 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 0.000 -1.097 -0.598

C 7.0 5.4 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 0.307 -1.097 -0.905

8.0 10.8 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 0.614 -1.097 -1.212 9.0 16.2 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 0.921 -1.097 -1.519 10.0 21.6 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 1.229 -1.097 -1.826 11.0 27.0 -1.42 -1.178 -0.598 -0.081 1.536 -1.097 -2.134 1.0 -27.0 3.58 -1.371 -0.696 0.237 -1.789 -1.609 1.092 2.0 -21.6 3.58 -1.371 -0.696 0.237 -1.431 -1.609 0.735 3.0 -16.2 3.58 -1.371 -0.696 0.237 -1.073 -1.609 0.377 4.0 -10.8 3.58 -1.371 -0.696 0.237 -0.715 -1.609 0.019 5.0 -5.4 3.58 -1.371 -0.696 0.237 -0.358 -1.609 -0.339 6.0 0.0 3.58 -1.371 -0.696 0.237 0.000 -1.609 -0.696

D 7.0 5.4 3.58 -1.371 -0.696 0.237 0.358 -1.609 -1.054

8.0 10.8 3.58 -1.371 -0.696 0.237 0.715 -1.609 -1.412 9.0 16.2 3.58 -1.371 -0.696 0.237 1.073 -1.609 -1.769 10.0 21.6 3.58 -1.371 -0.696 0.237 1.431 -1.609 -2.127 11.0 27.0 3.58 -1.371 -0.696 0.237 1.789 -1.609 -2.485 1.0 -27.0 8.58 -1.615 -0.820 0.669 -2.106 -2.284 1.286 2.0 -21.6 8.58 -1.615 -0.820 0.669 -1.685 -2.284 0.865 3.0 -16.2 8.58 -1.615 -0.820 0.669 -1.264 -2.284 0.444 4.0 -10.8 8.58 -1.615 -0.820 0.669 -0.842 -2.284 0.023 5.0 -5.4 8.58 -1.615 -0.820 0.669 -0.421 -2.284 -0.399 6.0 0.0 8.58 -1.615 -0.820 0.669 0.000 -2.284 -0.820

E 7.0 5.4 8.58 -1.615 -0.820 0.669 0.421 -2.284 -1.241

8.0 10.8 8.58 -1.615 -0.820 0.669 0.842 -2.284 -1.662 9.0 16.2 8.58 -1.615 -0.820 0.669 1.264 -2.284 -2.083 10.0 21.6 8.58 -1.615 -0.820 0.669 1.685 -2.284 -2.505 11.0 27.0 8.58 -1.615 -0.820 0.669 2.106 -2.284 -2.926

9 -7.79719

10 -9.37353

11 -10.9499 Tổng -33.75

Theo bảng trên ta chọn khung ngang tính toán là khung 10 và khung dọc tính toán là khung E

b Phân phối lực ngang cho lực va tàu

Bảng 3.12 Phân bố lực ngang cho lực va Khung Hàngcọc Đối với tâm đànhồi Phân phối lực Phân phốimômen Phản lực đàu cọc PP

3.3.3.1 Các tải trọng tác dụng lên khung ngang (khung 11)

Các tải trọng và tác động trên công trình bến đợc phân thành hai loại : thờng xuyên và tạm thời ( gồm tạm thời tác động kéo dài , tạm thời tác động nhanh

và tạm thời đặc biệt )

- Tải trọng thờng xuyên

Hình 3.6 Sơ đồ tải trọng bản thân

- Tải trọng tạm thời tác động kéo dài

Tải trọng do hàng hoá đặt trên bến lấy đối với bến cấp 2