THUYẾT MINH đồ án môn học QUY HOẠCH cả NG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA K Ỹ Ậ Ự THU T XÂY D NG BỘ MƠN CẢNG – CƠNG TRÌNH BIỂN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUY HOẠCH CẢNG GVHD: ThS LÊ NHƯ THẠCH NHÓM THỰC HIỆN : 01 THÀNH VIÊN: Hố Tấn Thương Bùi Hữu Nghĩa Võ Đăng Khoa Cao Thị Ngọc Bích Tháng năm 2021 MỤC LỤC A SỐ LIỆU ĐẦU VÀO B.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Vị trí địa lý Địa ch t v th y địa h nh 2.1 Đ a chât 2.2 Th y đ a hinh C Khí tượng th y văn SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Nhập hàng từ t u đồng thời đưa h ng lên t u Chọn thiết bị 2.1 Cẩu bờ STS ( Kock ) 2.2 Xe đầu kéo + Rơ móc 2.3 Xe Nâng ( ) 2.4 Cẩu khung RTG đặc kho bãi D KHU NƯỚC Số lượng tàu Vũng quay t u Vũng tác nghiệp Vũng đợi tàu Vũng bốc xếp h ng v ch y t u M c nư c v đô sâu khu nư c tính tốn E Chi u d i bến KHU ĐẤT Diện tích số lượng cẩu RTG kho bãi container 1.1 Tính tốn diện tích 1.2 Số lượng cẩu khung RTG c a kho Đường giao thông Số lượng cẩu bờ STS Số lượng bến A SỐ LIỆU ĐẦU VÀO - - Loại hàng: Container Lượng hàng hóa qua cảng dự kiến năm 2020 đạt 5.5 triệu TEU/ năm Tương đương 93.500.000 triệu tấn/năm (Với khối lượng hàng hóa container ước tính 17 Hệ số qua kho (Lượng hàng thông qua kho từ bến): 90% Phương tiện cảng: Xe nâng, xe chở container (Đầu kéo rơ-móc) Giờ làm việc: 720 giờ/tháng Dựa vào thông tư 07/2019/TT-BXD sửa đổi Thông tư 03/2016/TT-BXD phân cấp cơng trình xây dựng Cơng trình Cảng Cát Lái có khả tiếp nhận tàu có tải trọng 30.000 DWT Như Cảng phân loại cấp I (lớn) B ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - Vị trí địa lý Cảng Cát Lái tọa lạt quận thành phố Hồ Chí Minh Nằm bờ phía bồi sơng Đồng Nai Đường tàu chạy theo sơng Lịng Tàu Có hướng theo song vào Cảng Cát Lái Đi theo sơng Sồi Rạp o Đi theo sơng Lịng Tàu Có thể nhìn thấy Hướng theo sơng Sồi Rạp thẳng sơng có chiều rộng lớn nhiều so với sơng Lịng Tàu Nhưng sộ sâu lịng sơng sơng Lịng Tàu lớn sơng o - Sồi Rạp, cộng thêm sơng Sồi Rạp lượng tàu lưu thơng nhiều, bên bờ sơng có nhiều bến Phà hoạt động, có nhiều bến cảng lớn nhỏ hoạt động Ưu tiên sơng Lịng Tàu làm luồng tàu 2 Địa chât v th y địa h nh a, Đ a chât - Bến cảng Cát Lái nằm phía Đơng Nam quận thuộc Thành Phố Hồ Chí Minh Quận có lịch sử vùng đất ruộng có bề mặt bùn lầy khơng phù hợp cho cơng trình lớn Hinh 1: sơ đồ đ a chât - Với lớp k: lớp đất san lấp để xây dựng cơng trình Lớp 1: bùn sét trạng thái chảy Đây trạng thái đất yếu nên xây dựng cơng trình lớp tốn chi phí nhiều - Cho đến tận độ sâu 30m đất trạng thái dẻo mềm thuộc loại đất sét Ta nhận thấy khu vực đất yếu nên cần đưa phương pháp biện pháp thi công xử lý đất b, Th - y đ a hình Về mặt thủy địa hình nơi đặt cảng có vị trí tốt sơng Đồng Nai có đồ sâu -13 m so với mực nước biển trung bình, thích hợp cho loại tàu vừa vào cập cảng, thực tế cảng tiếp nhận tàu 45.000 DWT - Bên cạnh luồng tàu vào cảng luồng sơng Lịng Tàu Lý sông luồng tàu vào Cảng bân sơng có độ bồi lấp không lớn, tương đối ổn định nên không tốn chi phí nạo vét, điều chứng minh qua tiếp nhận tàu 45.000 DWT cập vào cảng Cát Lái Hình 2: luồng tàu vào cảng Hình 3: v trí đặ t c ng ả Cả hai hình hình có phương hướng xác định nằm góc phải Hình 4: mặt cắt ngang sông Đồng Nai - Nhận xét: độ sâu lớn theo biểu đồ -12.5 m, cao độ bề mặt nước sông theo biểu đồ +1 m, hai số so với mực nước biển trung bình GỐC MỰC NƯỚC BIỂN TRUNG BÌNH: gốc hịn dấu Khí tượng th y văn a Khí hậu - - b Cảng Cát Lái thuộc TPHCM, khí hậu nhiệt đới gió mùa mang tính chất cận xích đạo Lượng xạ tương đối lớn (Liên quan đến vấn đề thiết kế kho bảo quản hàng đơng lạnh) Có biến thể mùa hè: Mùa Mưa – Mùa Khô o Mùa Khơ : khí hậu khơ nóng, nhiệt độ cao 36-40 Mưa từ 4-50 mm Độ ẩm 74.5% o Mùa Mưa : Khí hậu nóng ẩm , nhiệt độ cao 36 – 40 °C °C Mưa nhiều từ 120 – 330 mm Độ ẩm 80% Hoa Gió - Có hướng gió o Hướng Tây – Tây Nam (Gió Ấn Độ Dương) o Hướng Đơng – Đơng nam (Gió Mậu Dịch) Nhận Xét: o Vào mùa khơ tốc độ gió trung bình 2.4 m/s o Vào mùa mưa tốc độ gió trung bình 3.6 m/s - Nhìn chung, khí hậu thành phố tương đối ơn hịa, khơng có ngày đơng tháng giá lạnh khơng có tháng nóng gắt KHƠNG BÃO LŨ LỤT Đây điều kiện thuận lợi việc phát triển ngành kinh tế đời sống dân C SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Nhập hàng từ tàu đồng thời đưa h ng lên t u - Tàu (Vessel) cập vào bến cảng → Cẩu bờ STS bốc dở container tàu xuống chất lên xe đầu kéo (Truck) Sau có hướng: o Chở đến kho bãi chứa container (Yard) chất vào bãi chờ (Yard crane) Rồi sau chở đến nơi nhận hàng o Chở thằng cổng (Gate) đến nơi nhậ n hàng Quy trình đưa hàng lên tàu ngược lại Chọn thiết bị Như sơ đồ công nghệ trên, ta rút thiết bị phương tiện mà cảng Cát Lái cần: 2.1 Cẩu bờ STS ( Kock ) - - Vũng tác nghiệp Kích thước vũng tác nghiệp xác định từ diều kiện đảm bảo an toàn thuận tiện trình cập bến, neo đậu làm cho hàng cho tàu tính tốn có xét đến khả phát triển để đón nhận tàu lớn tương lai Lấy lằng 1.5LO =323 m Vũng đợi tàu - n′ ⍵ n′ : Số tàu đồng thời chờ đợi vũng ⍵ : diện tích bến vũng chờ đợi tàu n′ ( o )x2 o Q : lưu lượng hàng bốc xếp năm ( T ) o K d: hệ số không đồng lượng hàng o o o - S td: thời gian đỗ tàu vũng (ngày/đêm) T : số ngày khai thác cảng năm (ngày/đêm) G : tải trọng tàu đỗ vũng (tấn) 2: số biểu thị tàu đến cần đỗ vũng chờ đợi lần (1 lần vào + lần ra) Neo tr neo Ta có bảng kết → ⍵ (l +40m).(B +2∆B) Qn (tấn) Chú thích: ∆2B = x 32.2 = 64.4m => ⍵ = 44.597 m => ∆1B = x 32.2 = 32.2m => ⍵ = 26.759 m => Chia thành vũng đợi tàu, vũng với số lượng tàu vũng số lượng tàu Vũng bốc xếp hàng chạy tààu SX o o B.L B: chiều rộng vũng L : tổng chiều dài khu nước B 3B +2B +2ΔB o Bt: Chiều rộng tàu hàng Bn, Bl: bề rộng tàu nạp nhiên liệu, bề rộng tàu lai dắt o ΔB = 1.5B : độ dự trữ an toàn tàu o t 15 → Ta có bảng kết Bt (m) 32.2 Bl (m) ΔB (m) B (m) 7.6 48.3 160.1 (m) 1023 (m2) 163.783 Chú thích: Bl = 7.6 m ΔB = 1,5Bt = 1,5 x 32.2 = 48.3 m B = x 32.2 + x 7.6 + 48.3 = 160.1 m Mực nước v độ sâu c a khu nước tính tốn TCVN 11419:2016: u cầu thiết kế luồng tàu biển 16 - Độ sâu trước bến: 12m Mực nước cao thiết kế +3.6m với suất đảm bảo 5% mực nước Mực nước thấp thiết kế +0.8m với suất đảm bảo 98% mực nước - Mớn nước tàu 40000 DWT chở container đầy hàng T=11,7m với chiều dài tàu 237m - TCCS 04-2010/CHHVN: Tiêu chuẩn thiết kế cng nghệ cảng biển - 17 Z1 = 0.04T = 0.04 x 12 = 0.48 m - Chiều dài tàu : 237m ; giả sử Hs = 0.7 m - ề V i chi u dài tàu 237m : Z2 = 1.488cm = 0.015 m Khi tàu neo đậu có vận tốc nhỏ khơng q hải lý nên Z3 = 15cm = 0.015m - Z4 - Lấy Z4 = 0.4m - Z5 Z5 = 0.3m Hct = T + = Cao trình đáy bến : độ sâu dự trữ phù sa lần nạo vét: luồng sông trước : độ sâu ph thêm đáy không phẳng sau nạo ∑ Z T(m) Z1 (m) Z2 (m) Z3 (m) Z4 (m) Z5 (m) Hct (m) H0 (m) 12 0.48 0.015 0.015 0.4 0.3 12.478 13,178 CTĐB = MNTTK – H0 = 0.8 -13.181 = -12.381 m Ho : độ sâu thiết kế (m) chọn Ho = 13,2 m Hct : độ sâu tàu chạy chọn Hct = 12.5 m CTĐB chọn -12,4 m Độ sâu trước bến -13 m, nên số chọn hợp lý giả sử Hs = 0,7 m hợp lý - Cao độ mặt bến: CĐMB = MNTT + Hsv + a - Trong o a: độ vượt cao mặt bến Điều kiện đủ kiểm tra lấy a = m o Hsv = Hs = 0.7 m 18 o → MNTT = Ho = 13.2 m CĐMB = 13.2 + 0.7 + = 14.9 m tính từ đáy tb Chi u dài khu bến: L = Lt (m) 237 t L + d d (m) 25 Ltb (m) 1023 19 E KHU ĐẤT Diện tích kho số lượng cẩu RTTG kho bããi contntaaiiner 1.1 Tính tốn diện tích kho ch - Tính tốn sức chưa kho - Cơng thức tính tốn: diện tích kho E theo thời gian tồn kho : F Sức chứa kho: Q×K×K×T E T Trong - Q ∶ Lượng hàng bến năm Cảng - K ∶ Hệ số không đồng lượng hàng năm - K : Tỉ số lượng hàng qua kho lượng hàng qua bến năm K Lượng hàng qua kho Lượng hàng qua bến - T : Thời gian tồn kho trung bình hàng T : Thời gian khai thác cảng năm Diện tích kho bãi: F E q × Kf Trong - E : Sức chứa kho (T) q : tải trọng kho lượng hàng chất lên m2 diện tích kho ( T/m2 ) Kf : Hệ số sử d ng diện tích hữu ích kho, xét đến diện tích ph khác tường cột khoảng cách,… Ta giả định số thông số : - TEU 20 feet tương đương khối lượng 17 ( bao gồm khối lượng vỏ container + khối lượng hàng hóa có cont ) Q 93.500.000 Tấn - Hệ số không đồng lượng hàng năm K q = Lượng hàng qua kho năm = 90% lượng hàng qua bến 84.150.000 Tấn 0.9×Q Thời gian khai thác năm : Tn =365 – 12 = 353 ngày 20 - Thời gian tồn kho trung bình Tk = ngày Hệ số sử d ng diện tích hữu ích kho Tải trọng q kho: Tầng 1: 4T/m Kf = 80% Tầng 2-6: 2T/m Suy ra: q= Tầng 14T/m Kết tính K Q 93.500.000 Kết luận : Diện dích kho bãi cần xây dựng : 1.2 Số lượng cẩu khung RTG c a kho F 300.000 m - Năng suất máy làm việc chu kỳ × g× 17 P P 8×K×P PP × N 4624x3 13872(T/ngày đêm) ~ xấp xỉ 816 container/ngày đêm Vậy số cẩu cần bố trí : 20 CÂU RTG TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI 20 BÃI CHẤT CONTAINER (CHƯA T NH BÃI CONTAINER TRỐNG, KHO CFS VÀ KHO LẠNH CH CONTAINER LẠNH) - Cẩu RTG Karmal 6+1 để TẦNG container + tầng (nhưng thường tầng để ả ố ẩ ố ệ ể ệ ng ầ chxây adựkhong (Đểngtrchngứa chomột clượngub chàngcontainerhóanhưti nthơngdichuysốđần)u vào)Cho vànêns ốt lượdi tíchbãi (Dkhoựabãivàoc sốn lượng thiết bị - thiết bị đảm nhiệm bãi) ta suy diện tích THỰC kho bãi CONTAINER: - Diện tích CẦN bãi 300.000 - Diện tích THỰC TẾ bãi 15.000 m 20 15.000 2.500 m - Do kho bãi CONTAINER có cẩu RTG Karmal 6+1 tức chứa hàng CONTAINER + hàng cho xe Đầu kéo chạy vào nhận hàng 21 Bề rộng bãi 35 × + × + 21 m Trong o o o 2.35 (m) chiều rộng tiêu chuẩn container 0.5 (m) khoảng cách thông thủy hàng container (m) chiều rộng đường kho bãi để xe container di chuyển thuận tiện Chiều dài kho bãi 2500 21 1119 m ≈ 1220 m Như diện tích bãi container thực tế 21x120 = 2520 m Đường giiaao thông B ng 8.4 Chi u rộng đường v l đường Dựa vào Bảng 8.4 TCSS 04-2010 Do Cảng Lát Lái thuộc cơng trình loại I , chọn - Chiều rộng đường : 10 m - Chọn chiều rộng oto m, xe đầu kéo chở container cịn có phương thiện khác vào Cảng trình sử d ng (xe nâng,…) trình sửa - chữa (Xe lu, xe chở đất đá, …) Chiều rộ ng lề đường : 1.5m 22 Số lượng cẩu bờ STS - Vì loại hàng hóa chủ yếu thơng qua Cảng Cát Lái Container Sẽ có thiết bị bốc xếp cảng sau đây: o Cẩu bờ (Cần tr c giàn chuyên d ng chạy ray) loại FEEDER SERVER K.E & o Thiết bị bãi Rubber tyred grantry crane (RTG) : Cẩu khung RTG bánh lốp loại KALMAR 6+1 , xe nâng, xe kéo Container (Lấy trung bình loại 40 feet) - Năng suất máy làm việc chu kỳ Ph = 40 container T container T ⁄hour= 600 ⁄h Trung bình 28 ⁄hour = 420 ⁄h P × k × P 8×0 85×40 272 (190.4) container Pca = x k x Ph = x 0,85 x 40 (28) = 272 (190,4) container ⁄ca = 4080 (2856) T ⁄ca Cảng cát lái tiếp nhận container có khối lượng 25 tối đa 27 Nên chọn container = 15 (Cả container + hàng hóa) Pngày = Nca x Pca = x 4080 (2856) = 12240 (8568) T ⁄Ngày Các cần tr c làm việc 24/24 nên ta có ca ngày 24 tiếng, N ca = Sản lượng năm KOCK : Pnăm = Pngày x Tn x Tn = Kt x (365 – α) Kt = hệ số khí tượng ảnh hưởng thời tiết năm (0,7 – 1) chọn Kt = 0.9 α: số ngày nghỉ năm lấy α = 12 ngày Năm 2020 ước tính đón nhận 5.5 triệu TEU ta có suất cẩu K.E cẩu KOCK Pnăm = 12240 x 0.9 x (365 – 12)x2 = 7.777.296 Hoặc Pnăm = 8568 x 0.9 x (365 – 12)x2 = 5.444.107 Tấn Tấn ⁄Năm (Tối đa) ⁄Năm (Trung bình) Vậy với số lượng thiết bị tối thiểu phải bố trí là: - ng với cơng suất lớn thiết bị N , , 10,6 ; ta chọn 12 cái, bố trí cẩu ă , , K.E cẩu KOCK - ng với công suất trung bình thiết bị , , N ă 15,15 cái; ta chọn 16 cái, bố trí cẩu.E cẩu KOCK , , 23 Vậy chọn 16 cẩu bố trí cho Cảng Số lượng bến - Số lượng bến: Nb(1) Trong Qth: lượng hàng hóa tính toán tháng căng ( T ) o Khả thông qua bến tháng ( T ) o Q Q×K m (2) Qn lượng hàng năm cảng ( T ) kth hệ số khơng nguồn hàng tính theo tháng mn số tháng thời kỳ khai tháng năm – 12 tháng P 30×K K (3) 24 o Png khả thông qua ngày đêm bến-lượng hàng ( T/Ngày đêm ) PA × (T + T d) Hoặc lấy theo công suất của cẩu bờ STS : 137.088 Tấn/Ngày o o kb hệ số bận bến: tinh tốn sơ lấy kb =0,7-0,85 tàu theo tuyến kb =0,65-0,8 tàu không theo tuyến kt hệ số sử d ng thời gian làm việc bến khí tượng 720 − t k 720 đó, tt thời gian khí tượng gây tháng làm gián đoạ n công tác bốc xếp hàng bến.(≈0,7-1,0) Chọn: Cẩu bờ STS KOCK, ca làm việc 8h, ngày ca kb =0,7 ; kt =0,85 o Png = 137.088 (t ấn/ngày đêm) th ng b t o P =30.P k k = 30 × 137.088× 0,7 × 0,85 = 2.303.078 (tấn) o Q Q × k 93.500.000×1.1 m 8.570.833 (tấn) 12 Số lượng bến: N Q 8.570.833 3.72 bến P 2.303.078 Chọn bến để thiết kế Lên phương án thiết kế: Đặc bãi container có chiều dài dọc theo đường bờ (5 bãi bãi 120x21 m) 25 ... C? ?ng tàu kho? ?ng ti? ?ng ( bao gồm thời gian bốc xếp h? ?ng hóa làm thủ t c vào c? ?ng ) tư? ?ng đư? ?ng 0.3 Ng? ?y đêm α&α - ∶ Hệ số vào kh? ?ng đ? ?ng tàu th? ?ng ngày đêm Ở hệ số kh? ?ng đ? ?ng có nghĩa số lượ ng. .. kh? ?ng có ng? ?y đ? ?ng th? ?ng giá lạnh kh? ?ng có th? ?ng n? ?ng gắt KH? ?NG BÃO LŨ LỤT Đây điều kiện thuận lợi việc phát triển ng? ?nh kinh tế đời s? ?ng dân C SƠ ĐỒ C? ?NG NGHỆ Nhập h? ?ng từ tàu đ? ?ng thời đưa h ng. .. Lư? ?ng h? ?ng bến năm C? ?ng - K ∶ Hệ số kh? ?ng đ? ?ng lư? ?ng h? ?ng năm - K : Tỉ số lư? ?ng h? ?ng qua kho lư? ?ng h? ?ng qua bến năm K Lư? ?ng h? ?ng qua kho Lư? ?ng h? ?ng qua bến - T : Thời gian tồn kho trung bình hàng