Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo tời kéo dùng để hạ thủy tàu có tải trọng đến 7000 tấn

Sơ lược lịch sử ngành công nghiệp đóng tàu của Việt Nam 1.2.1 Sơ lược về lịch sử phát triển, năng lực hiện tại và tương lai của các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ ở Việt Nam Vi

Tên đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo tời kéo dùng để hạ

thủy tàu có tải trọng đến 7000 tấn ”

Ký hiệu: 229-08RD/HĐ-KHCN

Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG

Cơ quan chủ trì đề tài: VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ

7689

05/02/2010

Hµ néi 2008

VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ

-

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

CẤP BỘ NĂM 2008

Tên đề tài: “Nghiên cứu Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo tời kéo

dùng để hạ thủy tàu có tải trọng đến 7000 tấn ”

Ký hiệu: 229-08RD/HĐ-KHCN

Viện Nghiên cứu Cơ khí Chủ nhiệm đề tài

Viện Trưởng

Hµ néi 2008

Nhóm đề tài xin chân thành cảm ơn:

- Bộ Công thương

- Vụ Quản lý Khoa học và Công nghệ

- Viện Nghiên cứu Cơ khí

và các đồng nghiệp đã hợp tác giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài này

TT Họ và tên Học hàm, học vị Đơn vị công tác Vị trí đề tài

Môc lôc:

LỜI CẢM ƠN 3

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐÓNG TÀU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 5

1.1 Sơ qua về lịch sử phát triển và thành tựu của ngành đóng tàu thế giới 5 1.2 Sơ lược lịch sử ngành công nghiệp đóng tàu của Việt Nam 7

12.1 Sơ lược về lịch sử phát triển, năng lực hiện tại và tương lai của các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ ở Việt Nam 7

1.2.2 Hiện trạng công nghiệp đóng tàu Việt Nam và tương lai đến năm 2020 8 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG, HẠ THUỶ TÀU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP HẠ THUỶ TÀU CÓ TẢI TRỌNG ĐẾN 7.000 DWT 14

2.1 Một số khái niệm về công trình thuỷ phục vụ công tác nâng, hạ thủy tàu trong nhà máy đóng mới - sửa chữa tàu thuỷ 14

2.1.1 Ụ khô 14

2.1.2 Triền tàu 14

2.1.3 Đà tàu 14

2.1.4 Ụ khô 14

2.1.5 Sàn nâng 14

2.2 Phân loại phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu trong các nhà máy đóng tàu 14 2.2.1 Phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu bằng đường trượt nghiêng 15

2.2.1.1 Hạ thuỷ bằng đà tàu 15

2.2.1.2 Hạ thuỷ bằng triền tàu 16

2.2.2 Phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu bằng biện pháp khống chế mực nước - Ụ tàu 20

2.2.2.1 Khái niệm về ụ tàu 20

2.2.2.1 Phân loại ụ tàu 20

2.2.3 Phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu bằng biện pháp cơ khí - Sàn nâng hạ 20

2.2.3.1 Khỏi niệm về sàn nõng, hạ thuỷ tàu 20

2.2.3.2 Phõn loại sàn nõng, hạ thuỷ 23

2.2.3.3 Giới thiệu một số sàn nõng, hạ thuỷ trờn thế giới và ở Việt Nam 25

2.3 Sử dụng tời kộo, hạ trong cụng nghệ nõng, hạ thuỷ tàu 27

2.3.1 Vai trũ chức năng của tời kộo, hạ trong cỏc cụng trỡnh nõng, hạ thuỷ tàu trong cỏc nhà mỏy đúng tàu 27

2.3.2 Thực tế sử dụng tời kộo, hạ trong cỏc cụng trỡnh nõng, hạ thuỷ tàu đến 7.000 DWT (DWT) trong cỏc nhà mỏy đúng tàu ở nước ta 31

2.4 Lựa chọn phương phỏp hạ thuỷ tàu cú tải trọng đến 7.000 DWT trong cỏc nhà mỏy đúng mới, sửa chữa tàu thuỷ ở nước ta 32

2.4.1 Phõn tớch cỏc phương phỏp hạ thuỷ tàu cú tải trọng đến 7.000 DWT đang được ứng dụng rộng rói tại nước ta 32

2.4.2 Lựa chọn phương phỏp hạ thuỷ tàu cú tải trọng đến 7.000 DWT bằng phương phỏp triền ngang 41

2.4.3 Phương phỏp xỏc định lực kộo tàu 43

2.5 Kết luận 45

chương 3 ; THuyết minh tính toán tời kéo, hạ thuỷ tàu tải trọng đến 7.000 dwt

46 3.1 Các thông tin cần thiết đưa vào để tính toán, thiết kế tời 46

3.2 Tính toán các thông số và kiểm tra một số chi tiết của tời 46

3.3 Tính toán thiết kế bộ truyền 49

3.4 Tính toán kiểm nghiệm các mối ghép 62

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

PHụ LụC: MộT Số HìNH ảNH tời kéo 25 DWT lắp đặt tại công ty cơ khí đóng tàu tkv- khu công nghiệp cái lân dùng để hạ thuỷ tàu có trọng tải đến 7000 DWT

74

75

76

3 Viện nghiên cứu Cơ khí

4 Công ty Cơ khí Đóng tàu - TKV

Và các đồng nghiệp khác đã giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài này

DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI

1 TS – NCVCC Phan Thạch Hổ

2 KS Phạm Quốc Thực

3 KS Đỗ Thái Cường

4 ThS Mai Quí Sáng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐÓNG TÀU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1 Sơ qua về lịch sử phát triển và thành tựu của ngành đóng tàu thế giới

Cách đây khoảng 3000 năm trước công nguyên, dọc theo các triền sông Nil, Euphrat, Tigris, Trường Giang, Hoàng Hà xuất hiện nhiều loại phương tiện vận tải thuỷ rất đặc sắc mang nhiều sắc thái dân tộc bản xứ Dù các loại thuyền tàu này khác nhau, song đã phản ánh trình độ khoa học sáng tạo của nhiều bộ lạc, nhiều dân tộc trên thế giới

Đầu thiên niên kỷ thứ 1, các phương tiện vận tải trên sông, trên biển đua nhau ra đời ở khắp các châu lục, nhất là ở Châu Âu Điều đó chứng tỏ đã có hàng trăm, nghìn các xưởng đóng, sửa chữa tàu thuyền cho vận chuyển hàng hoá, hành khách và phục vụ quân sự, chứng tỏ sự giao lưu trao đổi hàng hoá luôn là yêu cầu không thể thiếu của bất kỳ một dân tộc nào sinh sống trên trái đất Đồng thời nhân loại từ lâu đã khẳng định một điều: Vận tải thuỷ luôn xếp hàng đầu về vận tải do giá thành hạ

Bước sang thiên niên kỷ 2, nhất là cuộc cách mạng “cơ khí” bùng nổ, công nghệ đóng tàu thuỷ cũng phát triển theo Trước thế kỷ 15 có nhiều chiếc thuyền đã ứng dụng thiết bị cơ khí, song còn rất đơn giản Khi máy hơi nước ra đời, công nghệ đóng tàu cũng được đổi mới theo Đến cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, tàu thuỷ đã đủ sức vượt tất cả các đại dương tới hầu hết các nơi trên thế giới

Cuối thế kỷ 20, trọng tải đường thuỷ đã vượt tới con số kỷ lục: Siêu nặng về tải trọng (500.000 đến 600.000) DWT, chở được hầu hết các chủng loại hàng hoá như: ôtô, container, hàng nặng, hàng rời, chở dầu, ga…

Để thấy rõ thành tựu của ngành đóng tàu thế giới từ sau chiến tranh thế giới thứ 2, số liệu thống kê năm 1981 của hiệp hội vận tải biển thế giới cho chúng ta thấy tổng số tàu đóng mới trong năm 2269 chiếc với tổng tải trọng 16.930.000 DWT được phân bố ở bảng 1

Bảng 1: Phân bổ lượng tàu thuỷ đóng mới năm 1981

TT DWT nước Số lượng tàu Tải trọng

(1000 DWT)

Tỷ trọng % tải trọng thế giới

Bảng 2: Số lượng tàu thuỷ đóng mới từ năm 1977-1981

Năm Tổng số lượng tàu Tổng trọng tải

- Tính liên kết hợp tác ngày càng mở rộng, không những nhà máy của một quốc gia mà còn liên kết giữa nhiều quốc gia, nhiều tập đoàn Ngoài ra, còn liên kết hợp tác giữa các ngành công nghiệp khác

1.2 Sơ lược lịch sử ngành công nghiệp đóng tàu của Việt Nam

1.2.1 Sơ lược về lịch sử phát triển, năng lực hiện tại và tương lai của các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ ở Việt Nam

Việt Nam có trên 3000 km bở biển, đây là thế mạnh để phát triển ngành hàng hải, trong đó đặc biệt cần phát triển mạnh đội tàu viễn dương kèm theo ưu tiên xây dựng hạ tầng cảng biển Sau năm 1975, nhà nước ta đã cải tạo và xây dựng các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ ở cả ba miền Bắc – Trung – Nam

Cả nước có khoảng 34 nhà máy và cơ sở sửa chữa, đóng mới tàu cỡ 500 DWT trở lên, trong đó có 3 nhà máy có khả năng đóng tàu có tải trọng lớn hơn 3.000 đến 50.000 DWT là Hạ Long, Bạch Đằng và Bến Kiền, 10 nhà máy sửa chữa tàu từ 3.000-15.000 DWT Đặc biệt là Nhà máy sửa chữa tàu Huyndai-Vinashin (tại

tỉnh Khánh Hoà) là nhà máy lớn nhất có khả năng sửa chữa tàu từ 100.000 ÷ 400.000 DWT Đa phần các nhà máy này trình độ công nghệ còn thấp, trang bị không đồng bộ, mức độ tự động hoá chưa cao, đặc biệt thiếu hẳn các công trình nâng tàu loại lớn Ngoài ra, công nghệ sửa chữa đóng mới tàu biển còn đơn giản, mạng lưới công nghiệp vệ tinh phục vụ hỗ trợ còn thiếu, phải nhập ngoại nhiều nguyên vật liệu, phụ kiện và thiết bị máy móc Đây là nhược điểm mang tính chiến lược cho công nghiệp đóng tàu ở Việt Nam Theo báo cáo của Vinashine khả năng đóng mới toàn quốc đạt khoảng 80chiếc/năm, sửa chữa 400 lượt chiếc/năm, chủ yếu là tàu cá, các phương tiện vận tải dưới 1.000 DWT

Theo đề án quy hoạch phát triển hệ thống công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đến

năm 2010 của Vinashine có định hướng là: “Tập trung nâng cấp và mở rộng các nhà máy hiện có; phát triển thêm một số nhà máy có khả năng đóng tàu từ 30.000 – 100.000 DWT, đồng thời xây dựng phát triển một số khu công nghiệp tàu thuỷ tại các khu kinh tế, cảng biển và các nhà máy đóng tàu; phát triển các trung tâm nghiên cứu thiết kế, đào tạo kỹ thuật để hình thành 3 cụm công nghiệp đóng tàu Bắc – Trung – Nam”

Đến năm 2010 cả nước sẽ quy hoạch gọn trong 43 cơ sở đóng mới, sửa chữa tàu, sản xuất vật liệu thiết bị và 3 cơ sở nghiên cứu đào tạo được phân bố tương đối đồng đều trên cả 3 khu vực Bắc – Trung – Nam

1.2.2 Hiện trạng công nghiệp đóng tàu Việt Nam và tương lai đến năm 2020

1.2.2.1 Hiện trạng ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam:

Về phân bố: Các nhà máy chủ yếu đang tập trung ở khu vực phía Bắc (18/34

nhà máy) và các nhà máy ở phía Nam (11/34 nhà máy) Khu vực miền Trung trên chiều dài 1.400 km bờ biển hiện có Nhà máy liên doanh HYUNDAI-VINASHIN và các nhà máy đóng tàu mới, sửa chữa phương tiện thuỷ cỡ nhỏ

Các nhà máy đa phần nằm trong khu vực nội địa (21/34 nhà máy) không còn quỹ đất để mở rộng Hầu hết các nhà máy đóng tàu có tải trọng dưới 10.000 DWT đều nằm sâu trong sông ngòi, các cầu đường bộ là loại cầu tĩnh và thấp, luồng lạch

ra vào nhà máy khó khăn, khả năng phát triển đóng tàu cỡ lớn là hết sức hạn chế

Về công nghệ đóng mới - sửa chữa: Trong mấy năm gần đây, các nhà máy

đóng tàu thuộc Tổng Công ty Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam tuy đã được đầu tư chiều sâu, đổi mới các trang thiết bị công nghệ như ở Nhà máy đóng tàu Phà Rừng, Bạch Đằng, Hạ Long, Sông Cấm đã sử dụng các thiết bị hàn, cắt bán tự động, tự động (CNC) và các thiết bị nâng để đóng mới loại tàu tải trọng 120.000 DWT tại Nhà máy đóng tàu Bạch Đằng và 70.000-80.000 DWT tại Nhà máy đóng tàu Hạ Long Song tốc độ đầu tư còn chậm, chưa đồng bộ, chưa đáp ứng kịp nhu cầu Nhìn chung công nghệ đóng và sửa chữa tàu của ngành Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam còn chưa cao, khả năng tự động hoá, cơ giới hoá ở mức trung bình, việc hạ thuỷ tầu lớn đều là dạng đà trượt hiệu quả kinh tế không cao Mạng công nghiệp vệ tinh đóng

và sửa chữa tàu còn thiếu, chưa đáp ứng được nhu cầu đóng tàu trong nước

Tuy điều kiện cơ sở kỹ thuật còn hạn chế, nhưng trong những năm qua ngành Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đã tạo ra khối lượng sản phẩm lớn, tốc độ tăng trưởng cao, năng suất, chất lượng sản phẩm bước đầu được các chủ đầu tàu trong và ngoài nước chấp nhận Giá thành sản phẩm ở mức 80-85% so với giá thành của các nước trong khu vực

1.2.2.2 Quy hoạch phát triển mạng lưới công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đến năm

2015 và định hướng đến năm 2020

ngành Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đã thực sự tham gia vào thị trường đóng tàu thế giới

Phân tích tình hình hiện nay và xu thế phát triển trong tương lai ngành công nghiệp tàu thuỷ thế giới, có thể thấy Việt Nam có những lợi thế nhất định so với cường quốc đóng tàu khác như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapor Vì vậy, nếu tiếp tục phát huy những kết quả ban đầu, đồng thời đầu tư cơ sở vật chất kỹ thuật phù hợp, giai đoạn 2010-2020 Việt Nam có thể giành 1% thị phần đóng tàu thế giới, tương đương 750.000-1.200.000 DWT/năm Sản phẩm xuất khẩu có khả năng cạnh tranh của Việt Nam là các loại tàu đặc chủng như tàu tuần tra cao tốc, tàu tìm kiếm cứu nạn, tàu công trình, các loại tàu bách hoá đến 70.000 DWT, tàu container đến 30.000 DWT, tàu dầu sản phẩm từ 20.000-30.000 DWT, tàu dầu thô từ 100.000 đến 200.000 DWT

Trên cơ sở phân tích nhận định, chúng ta có chiến lược đầu tư để chiếm lĩnh thị phần đóng tàu thế giới như sau:

-Giai đoạn 2001-2006: 20 tàu chuyên dùng (tàu cao tốc, tàu khách, tàu công trình) và 3 tàu vận tải trên 3.500 DWT

-Giai đoạn 2006-2010: 30 tàu chuyên dùng và 25 tàu vận tải từ 6.500 – 70.000 DWT

-Giai đoạn: 2011-2020: khoảng 100 tàu chuyên dùng và 80 tàu vận tải 70.000 DWT

6.500-Để đạt được mục tiêu tổng quát và các mục tiêu cụ thể nêu trên, dự kiến quy hoạch phát triển mạng lưới Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đến năm 2015 có: 18 nhà máy đóng và sửa chữa tàu của các ngành kinh tế và 2 nhà máy của quân đội là những nhà máy trọng điểm đóng tàu trên 3.500 DWT, tàu chuyên dùng phục vụ kinh tế trong nước và các tàu xuất khẩu, cùng một số cơ sở công nghiệp chuyên dùng phục vụ công tác đóng, sửa chữa tàu

Mạng lưới các nhà máy đóng và sửa chữa tàu thuỷ:

hoạch gắn liền với nhóm cảng biển phía Bắc và khu công nghiệp lớn Tập trung ở khu vực Hải Phòng, Quảng Ninh Hệ thống các nhà máy này hầu hết được phát triển trên các cơ sở nhà máy hiện có, gồm: 7 nhà máy đóng và sửa chữa tàu trên 3.500 DWT, trong đó đầu tư nâng cấp, mở rộng 6 nhà máy (Hạ Long, Nam Triệu, Phà Rừng, Bạch Đằng, Bến Kiền, Công ty chế tạo thiết bị và đóng tàu Hải Phòng) và di dời 01 nhà máy (Công ty Cơ khí đóng tàu Than Việt Nam nay là Công ty Cơ khí đóng tàu – TKV) để phục vụ chương trình đóng tàu hàng, tàu container trên 10.000 DWT trong nước và xuất khẩu, 2 nhà máy đóng tàu chuyên dùng (Tam Bạc, Sông Cấm) và các cơ sở nhỏ khác

tạo nâng cấp để đóng mới và sửa chữa tàu có tải trọng đến 50.000 DWT, trên diện tích 42 ha

phố Hải Phòng): Mở rộng, nâng cấp để đóng mới và sửa chữa tàu có tải trọng đến 70.000 DWT, trên diện tích là 100ha ( đến năm 2015)

- Công ty đóng tàu Phà Rừng (khu công nghiệp Bắc TP Hải Phòng): sửa chữa tàu có tải trọng 20.000 DWT; đóng mới tàu có tải trọng 30.000 DWT phù hợp với quy mô nhà máy đã đầu tư, trên diện tích 29ha

chữa tàu 25.000 DWT, trên diện tích 24ha Dự kiến đến năm 2015 cần di dời ra khỏi nội thành Hải Phòng

- Nhà máy đóng tàu Bến Kiền (Huyện Kiến An- Hải Phòng): đóng mới tàu công trình, tàu khách, tàu thuỷ sản, tham gia đóng tàu có tải trọng 10.000 DWT và phối hợp đóng - sửa chữa tàu đến 20.000 DWT ở cơ sở 2 tại Công ty Công nghiệp tàu thuỷ Ngô Quyền

- Công ty chế tạo thiết bị và đóng tàu Hải Phòng (Quận Hồng Bàng – Hải Phòng): tham gia đóng - sửa chữa tàu đến 6.500 DWT, trên diện tích10 ha

- Công ty Cơ khí đóng tàu – TKV: di chuyển từ Bãi Cháy về Khu công nghiệp Cái Lân - Quảng Ninh để đóng mới - sửa chữa tàu đến 15.000 DWT, trên diện tích 13 ha

- Duy trì năng lực 2 nhà máy đóng tàu là nhà máy đóng tàu Sông Cấm và Tam Bạc (Quận Hồng Bàng-TP Hải Phòng) để đóng và sửa chữa tàu chuyên dùng đặc biệt (tàu cao tốc, tàu công trình, tàu khách ) Sau năm 2015 cần di chuyển ra khỏi nội thành TP Hải Phòng

- Các cơ sở đóng - sửa chữa tàu khác của Tổng công ty Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam (sông Lô, sông Hồng, Hải Dương, Nam Định, Công nghiệp tàu thủy Ngô Quyền và Hồng Bàng )

tại khu cảng biển và nhà máy lọc dầu số 2 Nghi Sơn – Thanh Hoá, Đà Nẵng Khu công nghiệp Dung Quất - Quảng Ngãi, Vân Phong – Khánh Hoà và các cơ sở nhỏ khác Trong đó có 2 nhà máy xây dựng mới, 1 nhà máy di dời và nâng cấp trên cơ

sở hiện có

- Nhà máy đóng tàu Nghi Sơn: Chuẩn bị đầu tư xây dựng nhà máy mới đóng

và sửa chữa tàu đến 50.000 DWT phù hợp với tiến trình xây dựng Khu công nghiệp lọc dầu số 2

- Nhà máy đóng tàu Dung Quất: Xây dựng mới để đóng - sửa chữa tàu trọng tải đến 150.000 DWT, trên diện tích 80 ha

đóng, sửa chữa tàu trọng tải cỡ 15.000 DWT, trên diện tích 20 ha

- Nhà máy đóng tàu biển Hyundai – VINASHIN đóng và sửa chữa tàu 100.000 đến 400.000 DWT

Thuỷ, Quảng Bình, Phú Yên, Nha Trang )

* Khu vực miền Nam các nhà máy được gắn liền với hệ thống cảng biển và khu công nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu và Đồng bằng sông Cửu Long gồm: 5 nhà máy đóng - sửa chữa tàu trên 3.500 DWT, trong

đó xây dựng mới 2 nhà máy cải tạo, nâng cấp trên cơ sở hiện có 3 nhà máy và các

cơ sở nhỏ khác

và sửa chữa tàu có tải trọng 50.000 đến 80.000 DWT, trên diện tích 50 ha

- Công ty công nghiệp tàu thuỷ Sài Gòn đóng mới và sửa chữa tàu đến 10.000 DWT, trên diện tích 36,4 ha

- Công ty đóng tàu và công nghiệp Hàng hải Sài Gòn (trên sông Nhà Bè) sửa chữa tàu đến 20.000 DWT; đóng mới tàu đến 6.500 DWT và tàu chuyên dùng đặc biệt, trên diện tích 9,6 ha

- Các nhà máy khu vực Đồng bằng sông Cửu Long: Trên cơ sở các nhà máy hiện có, nâng cấp 1 nhà máy đóng tàu tại Cần Thơ để đóng mới - sửa chữa tàu đến 6.500 DWT Xây dựng một nhà máy đóng tàu Năm Căn (Cà Mau) để đóng - sửa chữa tàu 5.000 DWT và tàu chuyên dùng

- Các nhà máy còn lại thuộc Tổng Công ty Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam (đóng tàu 76, cơ sở còn lại tại Cần Thơ )

- Nhà máy đóng tàu Ba Son (Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng) được di dời từ thành phố Hồ Chí Minh ra khu vực sông Thị Vải để đóng mới - sửa chữa tàu quân sự và kết hợp đóng tàu vận tải cỡ 70.000 DWT, sửa chữa tàu 150.000 DWT

Tiến trình thực hiện quy hoạch và phát triển ngành:

Để thực hiện quy hoạch phát triển tổng thể ngành Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam, dự kiến gồm giai đoạn sau:

+Giai đoạn 1:

Tiếp tục tập trung chiều sâu, đổi mới công nghệ của các nhà máy hiện có theo hướng chuyên môn hoá cao để đóng mới các tàu có tải trọng đến 70.000 DWT, sửa chữa tàu có tải trọng đến đến 100.000 DWT

Từ 2006-2010 : Đầu tư hoàn thiện các nhà máy đóng tàu cỡ 50.000 – 150.000 DWT, đầu tư hoàn thiện 2 khu công nghiệp phụ trợ để sản xuất các loại thép đóng tàu thông dụng, xích neo, lắp ráp máy tàu thuỷ, sản xuất các thiết bị trên boong, cơ khí hàng hải ; đầu tư xây dựng hoàn chỉnh trung tâm nghiên cứu, bể thử mô hình tàu thuỷ tại Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ tàu thuỷ Hà Nội để phục vụ công tác thiết kế

Từ 2010 -2015: Căn cứ nhu cầu thực tế của sự phát triển, tiếp tục đầu tư mở rộng các nhà máy có khả năng phát triển để nâng công suất đóng, sửa chữa tàu phù hợp với nhu cầu thị trường; mở rộng các khu công nghiệp phụ trợ để nâng dần tỷ lệ nội địa hoá đến 60%

Giai đoạn 2: từ 2015 đến 2020

Di chuyển dần một số nhà máy nằm ở khu trung tâm đô thị ra ngoài các khu công nghiệp trung tâm Tiếp tục mở rộng và đầu tư chiều sâu (bao gồm cả thiết bị, trình độ công nghệ) các cơ sở sửa chữa – đóng mới tàu đạt mức tiên tiến trong khu vực

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG, HẠ THUỶ TÀU

VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP HẠ THUỶ TÀU

CÓ TẢI TRỌNG ĐẾN 7.000 DWT 2.1 Một số khái niệm về công trình thuỷ phục vụ công tác nâng, hạ thủy tàu trong nhà máy đóng mới - sửa chữa tàu thuỷ

2.1.1 Ụ khô

Đây là hạng mục công trình thuỷ công có thể bơm nước cạn để tiến hành các công tác đóng mới hoặc sửa chữa tàu thuyền cũng như các phương tiện nổi khác

dầu mỡ bám vào thân tàu Sau đó, thuật ngữ này được thay thế và sử dụng rộng rãi hơn bằng thuật ngữ “Ụ khô”

Trước đây, ở khu vực Bắc Mỹ thuật ngữ ụ khô bao hàm cả ụ nổi, ụ nước, ngày nay người ta hiểu ụ khô không còn là ụ nổi

2.1.2 Triền tàu

Đây là loại kết cấu đường nghiêng được xây dựng một phần trên cạn, một phần dưới nước có gắn đường ray và xe chở tàu để đưa tàu lên hoặc hạ thuỷ tàu Tuỳ theo trục dọc của tàu vuông góc hoặc song song với đường mép nước mà

có triền tàu dọc hoặc triền ngang

2.1.3 Đà tàu

Đây là hệ thống đường nghiêng trên đó bao gồm một phần dưới nước một phần trên cạn sử dụng để đóng mới tàu và hạ thuỷ tàu dưới tác dụng của trọng lượng bản thân Trong đà tàu hướng trục dọc của tàu mới đóng bao giờ cũng vuông góc với đường mép nước

2.1.4 Sàn nâng

Đây là một loại kết cấu thuỷ công kết hợp với thiết bị cơ khí (tời, kích và cẩu) để hạ thuỷ hoặc nâng tàu lên khỏi mặt nước rồi chuyển tiếp tới bờ đến một xe chở tàu chạy trên đường bằng

2.2 Phân loại phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu trong các nhà máy đóng tàu

thành các phương pháp sau:

-Phương pháp dùng đường trượt nghiêng: đà tàu, triền tàu dọc, triền tàu ngang;

-Phương pháp dùng biện pháp khống chế mực nước: ụ khô, ụ nước và ụ nổi; -Phương pháp dùng biện pháp cơ khí như: sàn nâng ngang, sàn nâng dọc

2.2.1 Phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu bằng đường trượt nghiêng

2.2.1.1 Hạ thuỷ bằng đà tàu

1) Khái niệm và phạm vi sử dụng của đà tàu

Đà tàu là loại công trình thuỷ có dạng mặt nghiêng dùng để đóng mới tàu Tàu sau khi đóng xong, dưới tác dụng của trọng lượng bản thân sẽ trượt xuống nước (hạ thuỷ) theo đường trượt nghiêng (Hình 2.1)

Hình 2.1: Đà tàu của nhà máy đóng tàu Bạch Đằng - Hải Phòng

Đà tàu chỉ có thể hạ thuỷ tàu mà không kéo đưa tàu lên bờ được, nên chỉ dùng để đóng mới tàu thuỷ

2) Phân loại đà tàu

a) Theo phương pháp hạ thuỷ đối với vị trí đóng mới: theo cách này có đà dọc và đà ngang:

+ Đà dọc khi hạ thuỷ, tàu chuyển động theo phương dọc thân tàu Đà dọc có

ưu điểm hạ thuỷ tương đối an toàn, nhưng yêu cầu khu nước phía trước phải rộng, đường trượt của đà dài và độ sâu đầu mút đường trượt lớn

+ Đà ngang khi hạ thuỷ, phương chuyển động thẳng góc với phương dọc thân tàu Đà ngang thường dùng để đóng các tàu nhỏ, nhưng hạ thuỷ thì không an toàn vì thế phương pháp này đến nay hầu như ít sử dụng

b) Theo vật liệu: đà tàu bằng gỗ, bê tông cốt thép

c) Theo hình thức kết cấu:

quét dầu mỡ lên mặt dầm

lên khỏi mặt nước thuận tiện cho công tác lắp đặt dầm đường trượt tạm thời và quét dầu mỡ lên trên Loại này có cấu tạo phần khớp nối giữa móng nổi và phần đà tàu trên khô khá phức tạp và phải thường xuyên tiến hành công tác bảo dưỡng nên thường áp dụng cho tàu loại lớn

bên ngoài có thể rút ngắn chiều dài đà tàu mà vẫn bảo đảm đóng tàu ở trên cạn, hơn nữa công tác chuẩn bị cho hạ thuỷ tàu khá dễ dàng Tuy nhiên, giá thành xây dựng loại đà này cao và phải thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng cửa van cùng đê quai Đà tàu có đê quai nói chung được xây dựng ở những nơi có biên độ thuỷ triều nhỏ

2.2.1.2 Hạ thuỷ bằng triền tàu

1) Khái niệm và phạm vi ứng dụng của triền tàu

Khái niệm về triền tàu: Triền tàu là một dạng công trình thuỷ công mái

nghiêng trong nhà máy đóng mới hoặc sửa chữa tàu thuỷ, mà trên mái có hệ thống đường ray cho xe triền đỡ tàu trực tiếp hoặc đỡ tàu gián tiếp qua xe trở tàu, để hạ thuỷ hoặc đưa tàu lên bờ (Hình 2.2)

Phạm vi ứng dụng:

- Trong các nhà máy có chức năng sửa chữa vượt trội chức năng đóng mới

- Tàu đóng mới và tàu sửa chữa là tàu vừa và nhỏ: sà lan, tàu đánh cá, tàu kỹ thuật, tàu khách nội địa, tàu quân sự loại nhỏ, tàu chở hàng dưới 10.000 DWT

- Vị trí nhà máy nằm trên các triền sông, các vịnh nhỏ, các hồ nhân tạo, hồ tự nhiên mà mái dốc nền đất cho phép m = 6 đến 20

- Nền đất đủ sức chịu tải do xe tàu truyền xuống, luôn luôn bảo đảm các đường ray đạt các chỉ tiêu kỹ thuật

- Không hạn chế bởi độ chênh mực nước giữa mực nước cao và thấp

- Ít bị tác động xâm thực của nước cũng như của môi trường không khí làm

gỉ sắt đường xe triền, cũng như bị sự bồi lắng của phù sa và các yếu tố tự nhiên khác

- Vốn đầu tư không lớn, so với ụ khô, ụ nổi, ụ nước hoặc sàn nâng thì vốn đầu tư chỉ bằng 1/3 đến 2/3

Triền tàu được sử dụng khá phổ biến trong các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ trong các nhà máy ở nước ta như: Nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, Hạ Long, Bến Kiền, Sông Thu, Sông Hàn, Sông Lô, Công ty Cơ khí đóng tàu – TKV

2) Phân loại triền tàu

a) Theo mặt bằng

Căn cứ vào trục dọc của tàu khi hạ thuỷ hoặc kéo lên tương ứng với đường mép nước, triền tàu được chia ra làm 2 loại:

+ Triền tàu dọc: trục dọc của tàu vuông góc với đường mép nước

+ Triền tàu ngang: trục dọc của tàu song song với đường mép nước

b) Theo xe kéo và di chuyển tàu

Theo quan điểm này, chia làm 6 loại:

+ (1) Triền dọc một tầng xe giá bằng (Hình 2.4): Chỉ có một bãi sửa chữa nằm ngay phần khô của đường triền, thích nghi với năng lực sửa chữa thấp khoảng

20 tàu/năm

+ (2) Triền dọc xe giá nghiêng (Hình 2.5): Trường hợp ngày thường có hai xe: Xe đường triền giá nghiêng và xe chở tàu giá bằng Xe chở tàu làm nhiệm vụ di chuyển tàu vào bãi hoặc ra khỏi bãi Ngoài ra còn được gọi triền dọc hai tầng xe

+ (3) Triền ngang một tầng xe giá bằng (Hình 2.6): Trường hợp này mái dốc phải thoải, bệ sửa chữa ngay ở đoạn cạn đường triền

xe có đường hào khá phổ biến trong các loại triền Các bệ sửa chữa đóng mới được phân bổ cân đối hai bên đường triền

+ (5) Triền ngang hai tầng xe ray lệch: khác với phương án trên, các bánh xe đường triền không nằm trên một cao trình mà lệch nhau một độ cao hn như thể hiện

trên hình 2.2 a, b Tồn tại hai giải pháp ray lệch: Ray lệch trên đường dốc và ray lệch trên đường nằm ngang

+ (6) Triền ngang cài răng lược: đây không phải là triền ray lệch mà là triền

có sự giao tiếp hai hệ thống ray đường triền trên mái dốc với ray nằm ngang trên bãi sửa chữa (Hình 2.2) Đối với triền cài răng lược không phải làm đường hào, thời gian di chuyển tàu từ mái dốc vào các bãi bệ nhanh hơn Công nghệ mới này được sáng chế bởi ba kỹ sư Nga là: Jinevich, Firsov và Bakaleinhikov

c) Theo cỡ tàu

d) Theo vị trí địa lý

Hình 2.3 Triền dọc đơn xe giá bằng

2.2.2 Phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu bằng biện pháp khống chế mực nước - Ụ tàu

2.2.2.1 Khái niệm về ụ tàu

ra vào Ban đầu chỉ thuần tuý có ụ khô, sau có thêm ụ nước và ụ nổi, trong đó ụ khô vẫn vượt trội và chiếm số lượng áp đảo

Ụ tàu có lịch sử xuất hiện sau đà và triền tàu Đóng tàu mới và sửa chữa bằng

ụ là một công nghệ hiện đại, vạn năng và tiên tiến Số nhà máy có ụ trên thế giới chiếm tỷ lệ khoảng 50 %

vào ụ luôn luôn ở vị trí bằng phẳng trong môi trường nước hầu như không có tốc độ dòng chảy Tốc độ ra vào, hạ thuỷ chậm rãi và theo ý muốn của người điều khiển Ngày nay quá trình điều khiển được tự động hoá nên độ an toàn lại càng cao

2.2.2.1 Phân loại ụ tàu

Phân loại ụ tàu theo thông lệ quốc tế chia làm 3 loại:

-Ụ khô;

-Ụ nước;

-Ụ nổi

2.2.3 Phương pháp nâng, hạ thuỷ tàu bằng biện pháp cơ khí - Sàn nâng hạ

2.2.3.1 Khái niệm về sàn nâng, hạ thuỷ tàu

triền, đà, ụ Sàn nâng hạ là một kết cấu sàn cứng hoặc mềm có thể nâng tàu lên khỏi mặt nước bởi tời kích rồi di chuyển tiếp vào bệ để sửa chữa như trên các triền dọc hoặc triền ngang, cũng đồng thời để hạ thuỷ tàu

Sàn nâng có chức năng chủ yếu là nâng hạ tàu để sửa chữa Thời gian nâng từ

Hình 2.4 Triền dọc xe giá nghiêng cùng với xe chở tàu

Hình 2.5 Triền ngang một tầng xe giá bằng

a Mặt bằng; b Mặt cắt A-A

Hình 2.6 Hai phương án triền ray lệch

a Ray lệch trên mái dốc; b Ray lệch trên đường nằm ngang

Hình 2.7 Triền ngang cài răng lược

2.2.3.2 Phân loại sàn nâng, hạ thuỷ

Dựa theo đặc trưng hướng di chuyển của tàu từ sàn nâng vào bệ, sàn nâng hạ

chia làm hai loại:

- Quay bánh xe chở tàu;

- Bàn quay chuyên dụng

b) Sàn nâng hạ dọc

Hai hình mặt cắt và mặt bằng sàn nâng hạ dọc thể hiện trên hình 2.10

+ Thao tác nâng tàu - xe chở tàu - sàn (Platform) hoàn toàn không khác gì các thao tác nâng ở sàn nâng hạ ngang Chỉ có khác xe chở tàu có trục bánh xe vuông góc với trục dọc của tàu (Hình 2.10a)

+ Thiết bị cơ khí kéo hạ tàu lên vẫn là hệ thống tời gắn vào hai mép dọc của sàn (Platform) Trong sàn nâng hạ ngang kết cấu một đài đặt tời: Một bên là dạng cầu tàu, một bên là dạng bến liền bờ có tường chắn đất (Tường cừ, trọng lực, cầu tàu

cừ trước hoặc cừ sau ) Còn trong sàn nâng hạ dọc đa phần kết cấu đặt tời là hai kết cấu cầu tàu đài cao trên nền cọc

Hình 2.8 Mặt cắt và mặt bằng sàn nâng ngang

a Mặt cắt; b Mặt bằng + Việc đổi hướng di chuyển của tàu cũng bằng quay bánh xe 90o, dùng bàn quay hay di chuyển tàu từ xe chở tàu này sang xe chở tàu khác

Sàn nâng hạ ngang và sàn nâng hạ dọc là cách phân loại đầy đủ ý nghĩa của sàn nâng hạ Thực tế còn nhiều cách phân loại khác, song chỉ có ý nghĩa ở một khía cạnh nhỏ nào đó

Quá trình hạ thuỷ thường ngược lại quá trình nâng tàu lên sửa chữa

Hình 2.9 Mặt tiền công trình nâng tàu Les Fontinettes ở Pháp

2.2.3.3 Giới thiệu một số sàn nâng, hạ thuỷ trên thế giới và ở Việt Nam

a) Trên thế giới

Thông qua Suncrolitft và các nguồn khác ta thấy : Sàn nâng hạ đã được ứng dụng ở rất nhiều nước trên thế giới (khoảng 70 nước) Song giới hạn trong phạm vi nghiên cứu chỉ nêu một số công trình nâng hạ bằng hình ảnh dưới đây

*) Sàn nâng hạ dọc ở Maryland USA (Hình 2.11) được xây dựng đã lâu được mệnh danh là “hệ con thoi đơn lẻ - Single Level Shuttle System” Thiết bị kéo tàu là

5 cặp tời, còn di chuyển tàu bằng xe trên ray Đây là sàn nâng thuộc thế hệ đầu tiên

do Rolls – Royce Naval Marine Company thiết kế cho tàu nhỏ và chỉ có một bệ sửa chữa

*) Island thuộc liên hiệp Anh đã cho ra đời một sàn nâng dọc tại Canry Sàn nâng cũng do Rolls – Royce chuyển giao công nghệ chủ yếu sửa chữa tàu đánh cá Nhà máy chỉ có một sàn nâng, song có tới 7 bệ sửa chữa và 5 bến trang trí Nhà máy nằm trong bể cảng có đê chắn sóng che chắn Tàu sửa chữa được nâng lên nhờ tời điện rồi di chuyển dọc trên xe đặt trên ray vào đường hào nằm chính giữa hai hệ

thống bệ sửa chữa Trên lãnh thổ nhà máy không có cần cẩu hoạt động vì từng tàu

cá ở đây đều được trang bị cần cẩu loại nhỏ ngay trên boong tàu

Hình 2.10 Mặt cắt và mặt bằng sàn nâng dọc

a Mặt cắt ngang; b Mặt cắt bằng Các nước Tây Âu: Đức, Pháp, Hà Lan, Bỉ, Nauy, Bồ Đào Nha, Ý, Đan Mạch có số lượng sàn nâng nhiều nhất Trong số 220 nước khách hàng của Rolls – Royce thì gần một nửa ở Tây Âu, chẳng hạn sàn nâng Henrichenberg của CHLB Đức, hay loại sàn nâng rất hiện đại ở Hà Lan (Hình 2.12, Hình 2.13)

*) Những năm cuối thế kỷ 20, Ấn Độ nổi lên trong nhiều lĩnh vực trong đó có kinh tế cảng và kinh tế đóng tàu, có thể điểm DWT một số địa danh: Bom Bay, Bangalore, Combattore, Madras, Calcutta Hình 2.14 là toàn cảnh mặt

Hình 2.11 Sàn nâng dọc ở Maryland USA bằng sàn nâng Karwar của Ấn Độ xây dựng cách đây khoảng 15 năm Tời điện là giải pháp cơ khí áp dụng cho Karwar Đó là sàn nâng dọc, hai mép bến đỡ tời tận dụng luôn làm bến trang trí

Trong mấy năm gần đây, công nghiệp tàu thuỷ được tập trung đầu tư, ngoài việc xây dựng các nhà máy có các công trình hạ thuỷ bằng đà, triền, ụ thì công nghệ sàn nâng cũng được một số nhà máy đầu tư xây dựng

b) Ở Việt Nam

Nhà máy đóng tàu Sông Thu của Quân khu V cũng đã đặt hàng với công ty A- Rolls-Royce Naval Marine Company ở Miami một sàn nâng thép nối khớp có chiều dài 60 m Mặt bằng sàn nâng cùng với hệ thống 5 cặp tời (5x2=10) được mô

tả trên hình 2.16 Sàn có chiều rộng Bs = 18 m Khoảng cách giữa các dầm ngang 4,2 m Tời được sắp đặt đối xứng nhau cách nhau 12,8 m

2.3 Sử dụng tời kéo, hạ trong công nghệ nâng, hạ thuỷ tàu

2.3.1 Vai trò chức năng của tời kéo, hạ trong các công trình nâng, hạ thuỷ tàu trong các nhà máy đóng tàu. Tời điện được dùng đại trà trong các sơ đồ công nghệ hạ thuỷ của

đà, triền dọc, triền ngang đặc biệt trong sàn nâng

Thông qua hộp số một dãy tời họat động cùng với dây cáp Tất cả các môtơ hoạt động đồng bộ cùng tốc độ tạo ra sự cân bằng trong mỗi hành trình Dây cáp được bố trí qua hệ thống puli, tuỳ thuộc vào sơ đồ đi dây của từng nhà máy nhằm tận dụng tối đa ưu điểm cơ học của hệ thống

Thông thường dùng tời có lực kéo từ 3 đến 25 DWT Vị trí đặt tời ở đầu đường triền khô; ở hai đầu đường hào, ở đuôi các bệ

Khi chọn tời phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Đủ sức kéo: sức kéo của tời phải lớn hơn lực cản;

- Tốc độ di chuyển tàu: v = 2 đến 3 m/phút Khi thiết kế có thể lấy v = 6 đến 10m/phút;

- Thiết bị an toàn;

- Bố trí tời không quá phức tạp, giảm bớt lao động thủ công;

- Số lượng lớn hơn hoặc bằng 2, làm việc đồng bộ

Nếu là đường triền dọc thường có 1 hoặc 2 tời có sức kéo đủ lớn để kéo hoặc

hạ thuỷ tàu trên đường nghiêng và được đặt đúng trục dọc của đường triền

Nếu là đường triền ngang số lượng tời tối thiểu phải là hai và có thể bằng số đường ray hay phân đoạn của xe triền

Ngay cả trong phương pháp hạ thuỷ bằng ụ khô, ụ nước, ụ nổi cũng đòi hỏi

sử dụng rất nhiều tời Một ụ khô tối thiểu phải bố trí 3 tời: Một tời lớn ở đỉnh thành tường cuối buồng ụ trên trục dọc của ụ, hai tời khác bố trí đối xứng trên hai tường dọc buồng ụ gần cửa đầu ụ Nguyên tắc chung là các tời phải bố trí ở khoảng cách thích hợp để dây kéo không quá dốc, giảm lực kéo

Trong các nhà máy sử dụng sơ đồ công nghệ triền tàu hạ thuỷ tàu đóng mới, kéo hạ sửa chữa tàu thì ngoài vai trò chính là kéo, hạ thuỷ ra tời còn được dùng để kéo di chuyển xe hào, xe con, kéo các thiết bị, cứu hộ

Tời nào cũng đóng vai trò kéo, hạ thuỷ trong sơ đồ công nghệ với những lực kéo tính toán, vì vậy, chúng đều phải được đặt trên bệ móng bê tông cốt thép trọng lực

đủ ổn định và đủ bền

Hình 2.12 Sàn nâng sửa chữa tàu khách ở Hà Lan

Hình 2.13 Sàn nâng sửa chữa các tàu ký thuật ở Hà Lan

Hình 2.14 Sàn nâng ở Karwar Ấn Độ

Hình 2.15 Các sàn nâng dùng để sửa chữa tàu ngầm

a Cận cảnh công trình; b Tổng thể công trình

Hình 2.16 Mặt bằng của nhà máy đóng tàu Sông Thu – Đà Nẵng

2.3.2 Thực tế sử dụng tời kéo, hạ trong các công trình nâng, hạ thuỷ tàu đến 7.000 DWT (DWT) trong các nhà máy đóng tàu ở nước ta

Hầu hết các nhà máy đóng tàu tại Việt Nam hiện nay ứng dụng rộng rãi các phương pháp hạ thuỷ có sử dụng các loại tời để hạ thuỷ tàu Mặc dù áp dụng các phương pháp hạ thuỷ khác nhau nhưng việc sử dụng các thiết bị cơ khí đặc biệt là tời kéo, hạ thuỷ là phổ biến Đối với phương pháp hạ thuỷ bằng sàn nâng như nhà máy đóng tàu Sông Thu – Đà Nẵng, sử dụng các tời điện phục vụ cho sàn nâng để kéo, hạ thuỷ tàu cũng như sửa chữa, đóng mới tàu Nhà máy đóng tàu Than Khoáng Sản Việt Nam sử dụng phương pháp hạ thuỷ ngang sử dụng phương án kéo hạ thuỷ với hai tời Các nhà máy khác như nhà máy đóng tàu Hạ Long, nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ, Nhà máy đóng tàu Ba Son… đều sử dụng tời để kéo, hạ thuỷ tàu

2.3.3 Nhu cầu bức thiết của việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo tời kéo, hạ thuỷ cho các nhà máy đóng mới, sửa chữa tàu có tải trọng đến 7.000 DWT

Trong thực tế nền công nghiệp đóng tàu ở Việt Nam hiện nay đang phát triển mạnh Một số nhà máy đóng tàu mới đang được mở ra Các nhà máy đóng tàu cũ cũng được nâng cấp và mở rộng sản xuất Đưa nền công nghiệp đóng tàu nước ta lên một bước mới Cùng với sự phát triển của công nghệ đóng tàu thế giới, ở nước ta hiện nay đã đóng được những tàu chở hàng có tải trọng lớn Do đó công nghệ hạ thuỷ tàu cũng phát triển nhằm đáp ứng yêu cầu trên Với việc ứng dụng các công nghệ hạ thuỷ khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện, vị trí của từng nhà máy Hiện nay,

một số nhà máy đóng tàu lớn ở Việt Nam đã đóng được những tàu 10.000 DWT như: Vinashin, nhà máy đóng tàu Hạ Long, nhà máy cơ khí đóng tàu - TKV…đã sử dụng thiết bị tời kéo thế hệ mới có lực kéo lớn để hạ thuỷ những tàu có tải trọng lớn Đồng thời chúng được điều khiển đồng bộ và hiện đại liên kết giữa các tời kéo với nhau nhằm đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật hạ thuỷ như: Lực kéo ổn định, tốc độ

ổn định hay thay đổi được, sự đồng tốc giữa các tời kéo theo công nghệ hạ thuỷ Với các yêu cầu thực tế trên thì việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thế hệ tời kéo như trên mang lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật nhằm giảm lượng nhập khẩu thiết

bị trong khi trong nước có thể chế tạo được

2.4 Lựa chọn phương pháp hạ thuỷ tàu có tải trọng đến 7.000 DWT trong các nhà máy đóng mới, sửa chữa tàu thuỷ ở nước ta

2.4.1 Phân tích các phương pháp hạ thuỷ tàu có tải trọng đến 7.000 DWT đang được ứng dụng rộng rãi tại nước ta

2.4.1.1 Phương pháp hạ thuỷ bằng đà tàu:

*) Đà tàu là công trình thuỷ có dạng mặt nghiêng dùng để đóng mới tàu Tàu sau khi đóng xong, dưới tác dụng của trọng lượng bản than sẽ trượt xuống nước (quá trình hạ thuỷ) theo đường trượt nghiêng (Hình 4.1)

Đà tàu chỉ có thể đưa tàu xuống nước mà không thể đưa tàu lên bờ được nên chỉ dung để đóng mới tàu

*) Các thông số cơ bản để xây dựng đà tàu:

1 Độ dốc đường trượt: Đây là một trong những thong số quan trọng của

đà tàu , có ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành công trình và an toàn của tàu khi hạ thuỷ

Những yếu tố ảnh hưởng đến độ dốc đường trượt là kích thước và trọng lượng hạ thuỷ tàu, hệ số ma sát giữa dầm đường trượt với xe trượt Điều kiện cần là phải đảm bảo điều kiện hạ thuỷ, dưới tác dụng của trọng lực, tàu có thể tự xuống nước được

Độ dốc lớn có thể giảm bớt chiều dài đà tàu, giá thành công trình hạ nhưng lại có những nhược điểm là: Tạo ra áp lực đầu tàu lớn dễ gây biến dạng thân tàu và ảnh hưởng đến kết cấu đường trượt; Đỉnh đà tàu cao so với mặt bằng chung của nhà

máy, làm hạn chế một phần khả năng làm việc của thiết bị cẩu; Làm cho đuôi tàu dễ lao cắm xuống nước gây nguy hiểm cho tàu trong quá trình hạ thuỷ

Độ dốc đà tàu thường do yêu cầu công nghệ của nhà máy:

-Tàu cỡ lớn, chiều dài tàu trên 150 m, độ dốc i = 1:24 ÷ 1:20;

-Tàu cỡ vừa, chiều dài tàu từ 80 ÷ 150 m, độ dốc i = 1:20 ÷ 1:16;

-Tàu cỡ nhỏ, chiều dài tàu dưới 80 m, độ dốc i = 1:16 ÷ 1:12;

2 Mực nước hạ thuỷ: Mực nước thiết kế trong đà tàu cũng gồm mực nước cao thiết kế (MNCTK) và mực nước thấp thiết kế (MNTTK) Mực nước thấp thiết

kế thường lấy làm mực nước hạ thuỷ (MNHT) và là một trong những thông số quan trọng có ảnh hưởng nhiều tới quy mô và giá thành xây dựng công trình Nếu MNTTK lấy với tần suất cao thì việc hạ thuỷ khá thuận lợi, ít phải chờ con nước nhưng giá thành công trình lại cao Ngược lại, nếu lấy với tần suất thấp thì việc hạ thuỷ phải chờ con nước nhưng giá thành xây dựng lại thấp hơn

Vì vậy, việc chọn MNHT phải dựa trên đánh giá phân tích các chỉ tiêu kinh

tế kỹ thuật của từng nhà máy

3 Độ sâu đầu mút đà tàu: Độ sâu đầu mút đà tàu h (Hình 4.11) ảnh hưởng đến giá thành và an toàn của tàu khi hạ thuỷ Trị số của nó phải thoả mãn yêu cầu khi đầu tàu trượt đến mút đà thì tàu phải hoàn toàn nổi lên Có thể xác định gần đúng h theo công thức sau:

Z L B

Q h

t

t .δ.

Trong đó:

h- Độ sâu đầu mút đà tàu, tính từ MNHT;

Q- Trọng lượng hạ thuỷ của tàu (theo kinh nghiệm thường bằng 1/3 lượng giãn nước khi chở đầy hàng;

Bt, Lt - Chiều rộng và chiều dài tàu;

δ - Hệ số xét đến hình dạng thân tàu, δ=0,7 ÷0,8

Z - Hệ số xét đến sự không đồng đều mớn nước, Z=0,8

4 Độ sâu phía trước mút đà: Độ sâu phía trước mút đà H (Hình 4.11) phải đảm bảo khi đầu tàu rời khỏi đà không va phải đáy

5 Cao trình bệ tàu: Bệ tàu phải đặt ở cao trình đảm bảo điều kiện sản xuất bình thường của nhà máy, có thể lấy như sau:

- Ở vùng có thuỷ triều, bệ phải đặt cao hơn mực nước cao nhất, nếu đà có đê quai thì có thể đặt thấp hơn

- Ở vùng không có thuỷ triều, bệ đặt ngang cao trình nhà máy theo mực nước cao thiết kế tương ứng với một tần suất nào đó có thể cho phép ngập một thời gian ngắn khi có lũ và phụ thuộc vào cấp của nhà máy

6 Kích thước mặt bằng của đà tàu: Đây là kích thước liên quan đến quy hoạch vị trí địa lý và quy mô chung của nhà máy Do đó nó được tính toán, xem xét rất kỹ để phù hợp với mở rộng hay xây dựng mới

*) Ưu và nhược điểm của hạ thuỷ bằng phương pháp sử dụng đà tàu

Ưu điểm nổi bật của đà tàu là có giá thành xây dựng thấp hơn so với các loại công trình nâng hạ tàu khác, kết cấu đơn giản nên công tácduy tu bảo dưỡng ít vbà

có thể đóng mới tàu đến 50.000 DWT Mặc dù điều kiện sử dụng khai thác có phần hạn chế nhưng vẫn được coi là phương án khả thi

Nhược điểm của đà tàu: trước đây, khi đóng mới tàu, phần lớn các công việc như phóng vỏ, hàn, lắp máy … đều được tiến hành trên đà nên thời gian đóng một con tàu là rất lâu, hiệu suất sử dụng đà là rất thấp Ngày nay, với công nghệ hiện đại,

đà có ý nghĩa như một bệ tàu và tại đây chỉ tiến hành lắp ghép các phân đoạn tàu thành một thân tàu hoàn chỉnh Tuy thời gian tàu nằm trên đà đã rút ngắn được đáng

kể, song vẫn bị hạn chế về mặt điều kiện sử dụng so với các công trình khác như triền, ụ và sàn nâng (những công trình này phục vụ được nhiều bệ) Một nhược điểm chủ yếu của đà tàu là việc hạ thuỷ thường không an toàn, áp lực đầu tàu gây ứng suất phụ làm biến dạng thân tàu, kỹ thuật hạ thuỷ tương đối khó khăn, trước đây đối với tàu lớn phải làm dầm đường trượt tạm thời (thường là 2 đường) dẫn đến tăng khối lượng công việc khi hạ thuỷ

Khoảng mấy chục năm về trước, đà tàu là loại công trình chủ yếu trong các nhà máy đóng mới tàu cỡ vừa và nhỏ Ngày nay, ngành công nghiệp đóng tàu phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải bằng đường biển ngày càng tăng Điều này dẫn đến vai trò thống trị của đà tàu không còn nữa nhất là từ khi Nhà máy

đóng tàu Hạ Long - Quảng Ninh hạ thuỷ tàu 53.000 DWT bằng đà tàu gặp sự cố vào cuối năm 2006 thì việc hạ thuỷ các tàu có tải trọng lớn đang được xem xét lại

2.4.1.2 Phương pháp hạ thuỷ bằng triền

*) Triền tàu là một dạng công trình thuỷ công mái nghiêng trong nhà máy đóng tàu mới hoặc sửa chữa tàu thuỷ mà trên mái có hệ thống đường ray cho xe triền đỡ tàu trực tiếp hoặc đỡ tàu gián tiếp qua xe chở tàu, để hạ thuỷ hoặc đưa tàu lên bờ

Theo lịch sử phát triền thì triền tàu xuất hiện sau đà tàu, trước ụ và sàn nâng

Có thể nói lịch sử triền tàu gắn liền với cuộc cách mạng cơ khí toán thế giới vì nó gắn liền với xe triền, xe chở tàu, xe đường hào, bàn quay để di chuyển tàu theo ý muốn của con người

Triền tàu khả phổ biến trong các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ, cũng như các phương tiện nổi ở trong và ngoài nước, đặc biệt rất thích hợp với các loại tàu vừa và nhỏ Hầu hết các nhà máy đóng tàu ở Việt Nam đều có triền tàu: Bạch Đằng, Hạ Long, Biến Kiền, Sông Thu, Sông Hàn, nhất là triền có mặt ở các nhà máy của tỉnh do sở quản lý

*) Các thông số cơ bản khi xây dựng triền tàu

1 Độ dốc i của đường triền

Độ dốc i đường triền chủ yếu phụ thuộc vào địa hình và địa chất sau đó pụ thuộc vào hệ thống cơ khí (xe, tời…)

Theo kinh nghiệm độ dốc i có thể chọn theo bảng sau:

1 Triền ngang a Tàu 100 ÷ 250 DWT

1:14 ÷ 1:20

2 Chiều sâu mút đường triền

a Triền dọc xe giá bằng

Chiều sâu mút đường triền Hm được tính theo:

Hm = T + k + ax + Lx sinα (2.2) Trong đó:

Lưu ý: Chiều cao đệm kê thường lấy 0,2÷0,3m, còn độ dự trữ 0,1÷0,15m

ax: Chiều cao giá xe bằng; ax = 0,8÷0,15m

Lx=(0,85÷0,9)Lt

α: Góc nghiêng của triền dọc lấy theo bảng (4)

Lưu ý: Hm lấy mốc từ mực nước khai thác (mực nước hạ thuỷ)

Hình 2.17 Sơ đồ xác định chiều sâu mút đường triền dọc xe giá bằng

b Triền dọc xe giá nghiêng (Hình 2.17)

Hm = T + k + ∑ai (2.3)

T và k có ý nghĩa như trên

∑ai: Tổng chiều cao các tầng xe:

∑ai = at + ac

at:Chiều cao xe đường triền lấy ở mép ngoài;

ac: Chiều cao xe chở tàu (xe giá bằng)

c Triền ngang 3 tầng xe

Hm = T + k + ∑ai + Lx sinα (2.4) Trong đó: ai (i=1-3) là chiều cao của các tầng xe

d Triền ngang hai tầng xe