Công trình bến cho tàu bách hóa 50000 DWT theo tiêu chuẩn mới TCVN 11820-5 2021 Dự án Cảng tổng hợp Ông Kèo nằm bờ trái sông Lòng Tàu trong khu công nghiệp Ông Kèo thuộc địa bàn xã Phước Khánh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai.
Trang 1MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CƠ CẤU TỔ CHỨC CÔNG TY
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN LẠI NỘI LỰC KHUNG CẦU CHÍNH THEO TCVN
III.3 CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA CÔNG TRÌNH BẾN III-21
III.5 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ ÁP LỰC THẲNG ĐỨNG TÁC DỤNG LÊN 1 CỌC III-28
III.6 TẢI TRỌNG DO TÀU TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH BẾN III-34
III.6.3 Tính toán lực kéo căng của các dây neo mô phỏng bằng máy tính III-53
Trang 2III.7.4 Tổ hợp tải trọng III-82
III.7.6 Kết quả nội lực khung dọc ngoài ray giải từ SAP2000 trường hợp trạng thái bất lợi III-84
III.8.7 Kết quả nội lực khung dọc ray giải từ SAP2000 trường hợp trạng thái bất lợi III-95
III.9.7 Kết quả nội lực khung ngang giải từ SAP2000 trường hợp trạng thái bất lợi III-110
Trang 3CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CƠ CẤU TỔ CHỨC CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH PHÚ MỸ
I.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY Thông tin chung :
− Tên tiếng việt : CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH PHÚ
MỸ
− Loại hình doanh nghiệp : Công ty cổ phần
− Tên giao dịch tiếng Anh: PHU MY CONSULTANT CONSTRUCTION WORK
JOINT STOCK COMPANY
− Tên viết tắt: PHU MY CONSULTANT CONSTRUCTION JSC
− Trụ sở: C8 An Lộc, đường Nguyễn Oanh, Phường 6, Quận Gò Vấp, Thành phố Hồ
Chí Minh, Việt Nam
− Điện thoại: 0797 458 189 − Website: www.phumyjsc.vn
− Email: phumyjsc@phumyjsc.vn
− Chủ tịch Hội đồng quản trị: Bà NGUYỄN THỊ HÀ
I.2 LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG CHỦ YẾU
Với đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân được đào tạo chính quy, giàu kinh nghiệm; Công ty sẵn sàng đáp ứng tốt nhất các yêu cầu về kỹ thuật, chất lượng, tiến độ mà khách hàng đưa ra Các sản phẩm khảo sát, tư vấn thiết kế của Công ty cung cấp được đánh giá cao, luôn thỏa mãn mọi yêu cầu của khách hàng về chất lượng và tiến độ thực hiện Hiện nay, Công ty chúng tôi cung cấp các dịch vụ sau:
Khảo sát địa hình – Hạng I;
Khảo sát địa chất công trình – Hạng I;
Thiết kế, thẩm tra thiết kế xây dựng công trình giao thông hàng hải - Hạng I: bến cảng biển, luồng tàu biển, đê chắn sóng…;
Thiết kế, thẩm tra thiết kế xây dựng công trình giao thông đường thủy nội địa - Hạng I: cảng, đường thủy nội địa, kè bảo vệ luồng ;
Tư vấn giám sát công tác xây dựng công trình giao thông hàng hải - Hạng I; Tư vấn giám sát công tác xây dựng công trình giao thông đường thủy nội địa - Hạng I;
- Tư vấn giám sát công tác xây dựng công trình dân dụng - Hạng II; - Tư vấn giám sát công tác xây dựng công trình công nghiệp - Hạng II; - Tư vấn giám sát lắp đặt thiết bị vào công trình - Hạng II;
Trang 4- Thi công công tác xây dựng công trình giao thông hàng hải - Hạng I; - Thi công công tác xây dựng công trình giao thông đường thủy nội địa - Hạng I;
Trang 5DANH MỤC HỢP ĐỒNG TƯ VẤN TIÊU BIỂU ĐÃ VÀ ĐANG THỰC HIỆN TRONG CÁC NĂM GẦN ĐÂY
TT Chủ đầu tư/Khách hàng
Tên Dự án/Hạng mục công việc Nội dung công việc đảm nhiệm
Tư cách tham dự
Địa điểm
Năm
1 Công ty Cổ phần Cảng quốc tế Vĩnh Tân
- Tên công trình: Bến cảng Quốc tế
Vĩnh Tân
- Loại công trình: Giao thông (hàng
hải)
- Cấp công trình: Cấp I
- Quy mô: Tải trọng tàu 70.000 DWT
Nghiên cứu mô hình toán phục vụ điều chỉnh QH và lập báo cáo ĐTM
Nhà thầu phụ
Bình Thuận
2021
2 Công ty cổ phần đầu tư thủy điện Sông Lam
- Tên công trình: Nhà máy điện gió Tân
Ân 1
- Loại công trình: Công nghiệp - Cấp công trình: Cấp II
Tư vấn giám sát thi công xây dựng trụ điện gió
Nhà thầu độc lập
Cà Mau 2021
3 Ban QLDA nhiệt điện Vĩnh Tân – Tổng Công ty Phát điện 3
- Tên công trình: Tư vấn khảo sát, lập
hồ sơ nâng cao năng lực khai thác tuyến luồng hàng hải Trung tâm điện lực Vĩnh Tân
- Loại công trình: Giao thông (hàng
hải)
Thực hiện khảo sát, lập hồ sơ nâng cao năng lực khai thác tuyến luồng
Nhà thầu phụ
Bình Thuận
2021- 2022
- Cấp công trình: Cấp đặc biệt
- Quy mô: Tải trọng tàu 100.000 DWT
4 Ban QLDA nhiệt điện Vĩnh Tân – Tổng Công ty Phát điện 3
- Tên công trình: Nâng cấp Cảng than
và Cảng dầu Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 2
- Loại công trình: Giao thông (hàng
hải)
- Cấp công trình: Cấp I
Thực hiện thiết kế bản vẽ thi công và tổng dự toán
Nhà thầu phụ
Bình Thuận
2021- 2022
- Quy mô: Tải trọng tàu 50.000 DWT
5 BQL các Dự án Đường thủy - Bộ Giao thông Vận tải
- Tên công trình: Dự án phát triển các
hành lang đường thủy và logistics khu vực phía Nam
- Loại công trình: Giao thông (Đường
thuỷ nội địa)
- Cấp công trình: Cấp II
Lập báo cáo nghiên cứu khả thi và thiết kế cơ sở
Nhà thầu phụ
ĐBSCL và Đông Nam Bộ
2021- 2022
Trang 66 Cục Đường
thủy nội địa - Tên công trình: Nạo vét tuyến luồng Cái Côn – Quản Lộ Phụng Hiệp
- Loại công trình: Giao thông (Đường
thuỷ nội địa)
Khảo sát địa hình, TKBVTC và Dự toán
Nhà thầu phụ
Sóc Trăng, Bạc Liêu, CàMau
2022
- Cấp công trình: Cấp II
7 Công ty Cổ phần Cảng Hải Phòng
- Tên công trình: Bến cảng container quốc tế Lạch Huyện – Bến số 3-4
- Loại công trình: Giao thông (hàng hải)
- Cấp công trình: Cấp đặc biệt
- Quy mô: Tải trọng tàu 100.000 DWT
TKBVTC và Dự toán hạng mục đường bãi nội bộ, thoát nước, xử lý nền
Nhà thầu phụ
Hải Phòng 2021- 2022
8 Công ty Cảng quốc tế Vĩnh Tân
- Tên công trình: Đê chắn sóng và tuyến luồng vào Cảng quốc tế Vĩnh Tân
- Loại công trình: Giao thông (hàng hải)
- Cấp công trình: Cấp I
Khảo sát địa hình địa chất và TKBVTC
Nhà thầu độc lập
Bình Thuận 2022
9 Tổng công ty Đầu tư Xây dựng & Thương mại Anh Phát - CTCP
- Tên công trình: Bến và luồng cho tàu GAS & LNG 80.000 DWT” thuộc dự án Khu phát triển GAS & LNG và các loại hình phụ trợ lọc hóa dầu Nghi Sơn
- Loại công trình: Giao thông (hàng hải)
- Cấp công trình: Cấp I
Khảo sát địa hình, địa chất; lập Báo cáo NCKT
Nhà thầu độc lập
Thanh Hóa 2022
10 Ban QLDA Hàng hải – Bộ GTVT
- Tên công trình: Luồng vào cảng Nam Nghi Sơn
- Loại công trình: Giao thông (hàng hải)
- Cấp công trình: Cấp I
Khảo sát địa hình, địa chất,
TKBVTC và Dự toán
Nhà thầu
độc lập Thanh Hóa 2022
Trang 7DANH MỤC MÁY MÓC, THIẾT BỊ, PHẦN MỀM CHÍNH PHỤC VỤ KHẢO SÁT, THIẾT KẾ
STT Tên máy móc, thiết bị,
phần mềm Đơn vị
Số
lượng Chất lượng Sở hữu A Máy móc, trang thiết bị phục vụ khảo sát địa hình
2 Máy đo sâu hồi âm ODOM
6 Bộ đàm phục vụ liên lạc Bộ 06 Tốt Của nhà thầu/Thuê ngoài
8 Thiết bị đo vận tốc sóng âm
… Các trang, thiết bị phục vụ
B Máy móc, trang thiết bị phục vụ khảo sát địa chất- thủy văn
5 Thiết bị cắt cánh hiện
6 Dụng cụ lấy mẫu nguyên
8 Phòng thí nghiệm hợp
Các trang, thiết bị phục vụ
C Máy móc, trang thiết bị, phần mềm phục vụ khảo sát, thiết kế và dự toán I Máy móc, trang thiết bị
Trang 81 Máy tính để bàn Máy 08 Tốt Của nhà thầu
STT Tên máy móc, thiết bị, phần mềm
Đơn vị Số lượng
Chất lượng Sở hữu
Trang 9MỘT SỐ HÌNH ẢNH THIẾT BỊ KHẢO SÁT
Máy thu DGPS
Máy đo sâu hồi âm Odom Hydrotrac
Máy xác định độ lắc của tàu (Motion sensor)
Trang 10Máy định vị vệ tinh 2 tần số Máy toàn đạc điện tử
Máy thủy bình
Máy khoan
Trang 11CHƯƠNG II: TÌM HIỂU DỰ ÁN CẢNG TỔNG HỢP ÔNG KÈO
II.1 THÔNG TIN CHUNG CỦA CÔNG TRÌNH
− Tên công trình : Dự án Cảng tổng hợp Ông Kèo nằm bờ trái sông Lòng Tàu
trong khu công nghiệp Ông Kèo thuộc địa bàn xã Phước Khánh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai
− Địa điểm : Tổ 6, ấp 3, xã Phước Khánh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai
II.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
II.2.1 Các văn bản pháp lí
- Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/6/2014
- Nghị định số 59/2015/NĐCP ngày 18/6/2015 của Chính phủ về Quản lý dự án Đầu tư xây dựng công trình
- Bộ luật Hàng Hải Việt Nam số 40/2005/QH11 do Quốc hội ban hành ngày 14/6/2005 (Luật Hàng Hải)
- Nghị định số 21/2012/NĐCP của Chính phủ ban hành ngày 21/3/2012 về quản lý cảng biển
- Quyết định số 1037/QĐTTg ngày 24/6/2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển hệ thống cảng biển Việt Nam đến năm 2020, định hướng đến năm 2030
- Quyết định số 3327/QĐBGTVT ngày 29/08/2014 của Bộ Giao thông vận tải phê duyệt quy hoạch chi tiết nhóm cảng biển Đông Nam Bộ (nhóm 5) đến năm 2020, định hướng đến năm 2030
- Quyết định số 2557/QĐUBND ngày 10/08/2007 và Quyết định số: 211/QĐUBND ngày 30/01/2009 của UBND tỉnh Đồng Nai về việc phê duyệt quy hoạch và điều chỉnh quy hoạch chi tiết xây dựng tỷ lệ 1:2,000 KCN Ông Kèo tại xã Phước Khánh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai
- Văn bản số 10177/UBNDCNN ngày 07/12/2015 của UBND tỉnh Đồng Nai về việc đầu tư xây dựng cảng tổng hợp KCN Ông Kèo huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai tiếp nhận tàu trọng tải 50.000DWT nhập than cho thị trường phía Nam
- Văn bản số 1728/BGTVTKHĐT ngày 19/02/2016 của Bộ Giao thông Vận tải
Trang 12về việc Đầu tư xây dựng bến cảng KCN Ông Kèo tiếp nhận tàu trọng tải đến 50.000DWT
- Hợp đồng thuê lại đất và sử dụng hạ tầng tại khu công nghiệp Ông Kèo số 48/2014/HĐTĐ.ÔK ngày 19/06/2014 giữa Tổng Công ty Tín Nghĩa và Công ty Cổ phần đầu tư Long Thuận
- Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất số BV 182430 do Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Đồng Nai cấp cho Công ty Cổ phần Đầu tư Long Thuận
- Căn cứ hợp đồng số 14091801/KHĐN ngày 18/2/2016 giữa Công ty Cổ phần đầu tư Long Thuận và Công ty Cổ phần tư vấn thiết kế Cảng – Kỹ thuật biển (PORTCOAST) về việc cung cấp dịch vụ tư vấn cho dự án Cảng tổng hợp khu công nghiệp Ông Kèo tại xã Phước Khánh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai
- Các văn bản liên quan khác
II.2.2 Nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế cơ sở các hạng mục bao gồm: - Hạng mục kết cấu bến;
- Hạng mục khu nước trước bến;
- Hạng mục luồng và vũng quay tàu;Hạng mục hệ thống cấp điện cho bến; - Hạng mục hệ thống cấp, thoát nước cho bến
II.2.3 Tiêu chuẩn và quy phạm thiết kế
Bảng II-1: Tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế công trình bến
I Tiêu chuẩn áp dụng
1 QCVN 02:2009/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng
2 22 TCN 207-92 Công trình bến cảng biển – Tiêu chuẩn thiết kế
3 22 TCN 219-94 Công trình bến cảng sông – Tiêu chuẩn thiết kế
Trang 138 TCVN 9346:2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển
9 TCVN 4116:1985 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công 10 TCVN 7888:2014 Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước
20 BS EN 1993 Eurocodes 3: Design of steel structures Structural use of steelwork in building
21 OCDI 2009 Technical Standards and Commentaries for Port and Habour Facilities in Japan
22 AASHTO 2004 American Association of State Highway and Transportation Officials
II Tài liệu tham khảo
1 CIRIA/CUR SP 83 (1991)- Manual on the use of rock in coastal and shoreline engineering
2 PIANC –WG33 – Guidelines for the Design of fenders systems 3 PIANC–WG34 – Seismic design guidelines for port structures
4 API 2A–WSD Recommended practice for planning designing and consttruction fixed offshore platforms – Working stress design Errata and supplement 3, August 2007
5 Kirsty McConnell; William Allsop; Ian Cruickshank - Piers, jetties and related structures exposed to waves: Guidelines for hydraulic loadings
6 Braja M DAS - Principles of Foundation Engineering – 7th Ed 7 Drilled shafts in rock – Analysis and design – Lianyang Zhang 8 Carl A Thoresen Port Designer’s Handbook, 3rd Edition
9 Michael Tomlinson and John Woodward, Pile Design and Construction Practice, 6th Edition
Trang 1410 Kirsty McConnell, William Allsop, Ian Cruickshank, Piers, Jetties and Related Structures Exposed to Waves - Guidelines for Hydraulic Loadings - ICE Publishing 2004
Bảng II-2: Tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế luồng tàu
Qui trình thiết kế kênh biển ban hành kèm theo quyết định số 115/QĐ-KT4 ngày 12 tháng 01 năm 1976 của Bộ Giao Thông Vận Tải
20:2010/BGTVT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về báo hiệu hàng hải
1 PIANC Report no 121 - 2014: Harbour Approach Channels - Design Guidelines
Bảng II-3: Tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế kè bảo vệ bờ
PIANC Approach channel – A guide for Design, PIANC, 1997
Trang 151 Động lực học dòng sông, Lương Phương Hậu, Hà Nội, 1992
2 Design and Construction of levees - Department of the Army, U.S Army Corps of Engineers - Washington, DC 20314-1000, 30 April 2000
3 Manual on the use of Rock in Hydraulic Engineering - Center for Civil Engineering Research and Codes, CUR Report 169, 2000
4 The Rock Manual The use of rock in hydraulic engineering (2nd edition) CIRIA C683, Lodon 2006
5 Soil strength and slope stability (2005) – J Michael Duncan & Stephen G Wright 6 Port designer’s handbook, Recommendations and guidelines, Carl A Thoresen,
Bảng II-4: Tiêu chuẩn, quy phạm Hạ tầng kỹ thuật
Tiêu chuẩn áp dụng I Cấp nước
1 TCVN 4513:1988 Cấp nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế
2 TCVN 5760:1993 Hệ thống chữa cháy Yêu cầu chung về thiết kế, lắp đặt và sử dụng 3 TCVN 2622:1995 Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình Yêu cầu thiết kế 4 TCXDVN 33:2006 Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế
II Thoát nước
1 TCVN 7957: 2008 Thoát nước Mạng lưới bên ngoài và công trình Tiêu chuẩn thiết kế 2 TCVN 5524:1995 Yêu cầu chung về bảo vệ nước mặt khỏi bị nhiễm bẩn 3 TCVN 5525:1995 Yêu cầu chung về việc bảo vệ nước ngầm
4 TCVN 5295:1995 Yêu cầu chung về việc bảo vệ nước mặt và nước ngầm khỏi bị nhiễm bẩn do dầu và sản phẩm dầu
Trang 165 TCVN 6986:2001 Chất lượng nước - tiêu chuẩn nước thải công nghiệp vào vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh
áp
6 11 TCN 21 : 2006 Qui phạm trang bị điện - Bảo vệ và Tự động
7 TCVN 9358:2012 Lắp đặt hệ thống nối đất cho các công trình công nghiệp và dân dụng – Yêu cầu chung
12 NFC 17-102 Kim thu sét phát tia tiên đạo
Tài liệu tham khảo
1 International Electro-Technical Commission (IEC)
2 National Fire Protection Association (NFPA) Publications 3 Underwriters Laboratories Inc (UL) Publications
Trang 17CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN LẠI NỘI LỰC KHUNG CẦU CHÍNH THEO TCVN 11820
III.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN Mực
nước
Suất bảo đảm (%)
Hòn Dấu 142 134 124 112 80 28 -46 -119 -150 -185 -202 -215 Hải đồ 432 424 414 402 370 318 244 171 140 105 88 75 Hải đồ 432 424 414 402 370 318 244 171 140 105 88 75
Hmin là mực nước năm thấp nhất với tần suất 1 lần trong 25 năm (bảo đảm suất 4%), Hmin = -257 (cm)
Bảng III.1 Số liệu địa chất
- Lớp 1: (CH) sét, màu xám đen, xám xanh, trạng thái chảy đến dẻo chảy - Lớp 2a: (CH) sét, màu xám xanh, xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo đến cứng đến nửa cứng
- Lớp 2b: (CL) sét pha cát/sét lẫn cát, màu xám xanh, xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng
- Lớp 3: (CS-SM) cát pha bụi, sét, màu xám trắng, xám vàng, kết cấu rời rạc đến chặt vừa
- Lớp 4a: (CH/CL) sét/sét lẫn cát, màu xám trắng, nâu đỏ, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng
- Lớp 4b: (CH/CL) sét, màu xám, xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng
- Lớp 4c: (CL) sét pha cát, màu xám trắng, nâu đỏ, xám vàng, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng
- Lớp 4d: (CL) sét lẫn cát/ sét pha cát, màu xám trắng, nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nửa cứng
- Lớp 5: (SC-SM) cát pha bụi, sét, màu xám trắng, xám vàng, kết cấu rời rạc đến chặt vừa
- Lớp 6a: (CH/CL) sét, màu xám trắng, nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nửa cứng - Lớp 6b: (CL/CH) sét, màu xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng - Lớp 7a: (SC-SM) cát pha bụi, sét, màu xám trắng, xám vàng, nâu đỏ, kết
Trang 18III.2 SỐ LIỆU TÀU THIẾT KẾ
Tàu thiết kết Vận Tốc gió Vw (m/s), vận tốc dòng chảyVdc (m/s)
PA Trọng tải
(103DWT) PA Vw (m/s) Vdc (m/s)
Tàu tính toán lớn nhất là tàu bách hóa 50.000 DWT
Dựa vào phụ lục L theo TCVN 11820-2-2017 Các kích thước của tàu thiết kế ta có các thông số sau:
Trọng tải
Lượng nước giãn tàu Dt
Tổng chiều dài tàu Loa (m)
Chiều dài tàu giữa 2 đường thẳng góc Lpp (m)
Bề rộng tàu Bt
Chiều cao mạn tàu (D)
Mớn nước tàu đầy tải (Tđầy tải)
𝐻50%: mực nước với tần suất bảo đảm 50% (theo đường bảo đảm nhiều năm của MN hàng giờ) trong mùa vận tải 𝐻50% = +0.28 𝑚 (hệ cao độ Hải Đồ)
Trang 19𝐻1%: mực nước tần suất bảo đảm 1% trong năm theo đường bảo đảm nhiều năm của mực nước hàng giờ 𝐻1% = +1.42 𝑚 (hệ cao độ Hải Đồ)
H1% = 142 cm= 1.42 m
CĐMB = 1.42 + 1.5 = 2.92 m
Như vậy: CĐMB = Max [2.28; 2.92] = 2.92 m
Vậy chọn cao trình đỉnh thiết kế là 2.92m ( hệ cao độ Hải Đồ)
III.3.2 Cao trình đáy bến
Được xác định theo Mục e) 4.7 Tiêu Chuẩn TCVN 1180-5 2021
𝐶ĐĐ𝐵 = 𝑀𝑁𝑇𝑇𝐾 − Đ𝑆𝑇𝐵
Theo mục 5.3.2/trang 47 TCVN 11820-2 2017 mực nước thấp thiết kế được xác định dựa vào yếu tố nội suy hiệu số giữa H50% và Hmin
H50% - Hmin = ( +0.28 – (–2.57 ) = +2.85 m = 285cm
Bảng III-1: Bảng mực nước tính toán
H50% - Hmin = 285 (cm), vậy MNTTK tương ứng bảo đảm suất là 99.3% Căn cứ vào Bảng 6 ta nội suy xác định được MNTTK = -2.10 (m)
III.3.3 Chiều sâu nước trước bến
𝐻0: Chiều sâu khu nước trước bến
Cách 1: Xác định theo mục 4.7/trang 16 TCVN 11820-5:2021 𝐻0 = 1.1 × 𝑇 = 1.1 × 12.8 = 14.08 (𝑚)
Trang 20Vậy cao trình đáy bến : 𝐶ĐĐ𝐵 = -2.10 - 14.08 = -16.18(m) Cách 2: Xác định theo mục 5.3/trang 108 của 22TCN 207-92 𝐻0 = 𝐻𝑐𝑡 + 𝑍4
Trong đó: 𝑍4: Dự phòng do sa bồi, được lấy tùy theo mức độ sa bồi dự kiến trong thời gian giữa 2 lần nạo vét duy tu, nhưng không được nhỏ hơn 0.4m để đảm bảo tàu nạo vét có năng suất chọn 𝑍4 = 0.4𝑚
𝐻𝑐𝑡: Chiều sâu chạy tàu
𝐻𝑐𝑡 = 𝑇 + 𝑍1 + 𝑍2 + 𝑍3 + 𝑍4 + 𝑍0 Trong đó: 𝑇 : mớn nước đầy hàng của tàu tính toán, 𝑇 = 12.8 (𝑚)
𝑍1: dự phòng chạy tàu tối thiểu bảng 12 trang 33 QTTKCNCB địa chất đáy là sét
𝑍0 : dự phòng do sự nghiêng lệch của tàu, tra “Bảng 6–22TCN 207-92” ,
𝑍0 = 0.026𝐵𝑡 (Với tàu chở hàng khô, tàu hỗn hợp) 𝑍0 = 0.026𝐵𝑡 = 0.026 × 32.3 = 0.84 (𝑚)
𝐻𝑐𝑡 = 12.8 + ( 0.512 + 0 + 0 + 0.4 + 0.84) = 14.552(m)
Vậy cao trình đáy bến : 𝐶ĐĐ𝐵 = -2.1 – 14.552 = -16.652(m)
So sánh 2 cách , để thiên về an toàn ta chọn độ sâu khu nước trước bến: H0,ct = Max ( 16.18; -16.652) = –16.652m
III.4 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Kết cấu bến dự kiến là dạng bến nhô, kết cấu dầm bản trên nền cọc bê tông cốt thép dự ứng lực Bến bao gồm 01 cầu chính ( gồm 5 phân đoạn) và 1 cầu dẫn và phao neo phụ trợ , có các kích thước cơ bản như sau:
- Cầu chính gồm 5 phân đoạn (280m) với chiều dài mỗi phân đoạn là 56m, chiều rộng bến 27m
Trang 21Bến cầu tàu thiết kế theo dạng xa bờ có bố trí cầu dẫn dài 94.9 m trên nền cọc BTDƯL D700-loại A dày 110 mm Bề rộng chiều dẫn 20m
Cầu chính có kết cấu dạng bệ cọc đài cao, mềm bao gồm hệ dầm ngang – dầm dọc dưới ray cần trục và dầm dọc không dưới ray cần trục, bản BTCT trên nền cọc ổng BTCT dự ứng lực đường kính 800mm
III.4.1 Phương án kết cấu cấu chính
III.4.1.1 Phương án kết cấu bến nhập
Tổng chiều dài cầu chính là 280m, rộng 27m bao gồm 5 phân đoạn mỗi phân đoạn dài khoảng 56m Tổng chiều dài cầu dẫn 94.9m được chia làm 2 phân đoạn
- 275 cọc BTCT DƯL đường kính 800mm, dày 120mm, đóng thẳng
- 220 cọc BTCT DƯL đường kính 800mm, dày 120mm, đóng xiên 8:1
Chiều dài chính xác của cọc sẽ được xác định sau khi có kết quả thử cọc tại công trường
Theo phương ngang bố trí 7 hàng cọc bao gồm 5 hàng cọc đơn đóng theo phương thẳng và 2 hàng cọc chụm đôi tại chân cần trục (hàng thứ 2 và hàng thứ 6) đóng xiên 8:1 Bước cọc theo phương ngang (tính từ mép bến vào):100-200-450-450-450-450-450-150 cm
Bước cọc theo phương dọc: ad = 5.3 m gồm 11 hàng cọc với 2 đoạn console 2 đầu là 1.5 m
Trang 22Số cọc cho 1 phân đoạn với cọc đứng: 511 = 55 cọc; cọc xiên: (112)2 = 44 cọc Tổng số cọc của 1 bến (5 phân đoạn) là 495 cọc, gồm 275 cọc thẳng và 220 cọc xiên
− Kiểm tra khoảng cách của cọc theo “tiêu chuẩn TCVN 11820-4.1:2020”
“công thức 65 mục 8.4.3 trang 58 TCVN 11820-4-1:2020” đối với cọc ma sát,
tròn, khoảng cách giữa các tâm của cọc tốt nhất:
− Đối với loại cọc tròn:
S 3D → 5.3m 30.8 = 2.4m
Kết luận: Vậy khoảng cách cọc S = 5.0 m theo phương dọc bến thỏa điều kiện về
hiệu ứng nhóm cọc
- Giảm sức chịu tải do độ mảnh: sử dụng “công thức C.10 mục C.1.1 phụ lục C/
trang 124 tiêu chuẩn TCVN 11820-4.1:2020” đối với cọc không phải ống thép
= 60 => = 0.07 = 7%
Kết luận: Vậy phải giảm sức chịu tải cọc đi 7% Chiều dài tự do của cọc là:
Trang 23+ Dầm ngang (DN) có tiết diện: bxh=1000x1400 mm (tính cả bản mặt cầu), chiều dài 27 m
+ Dầm dọc ngoài ray (DDP) bằng BTCT B22.5 (M300) đá 1x2 đổ tại chỗ, kích thước bxh = 1000x1200 mm (tính cả bản mặt cầu), chiều dài dầm dọc theo chiều dài phân đoạn cầu chính 93.3m
+ Dầm dọc dưới ray (DDC) bằng BTCT B22.5 (M300) đá 1x2 đổ tại chỗ, kích thước bxh = 1000x1400 mm (tính cả bản mặt cầu), chiều dài dầm dọc theo chiều dài phân đoạn cầu chính 93.3m
− Bản mặt cầu và gờ chắn xe
+ Bản mặt cầu BTCT, mác bê tông BTCT B22.5 (M300) đá 1x2 đổ tại chỗ dày 35 cm Tại giữa mỗi ô bản có bố trí các lỗ thông hơi và thoát nước Φ60mm, ống được đặt cùng với việc đổ bê tông bản mặt cầu Phía trên bản mặt cầu có tráng phủ 1 lớp bê tông nhựa nóng loại hạt mịn dày 10 cm
Trang 24− Ray cần trục được giữ neo bằng bulong và cóc ray chôn sẵn trong bê tông khi đổ bê tông dầm cần trục và bản mặt cầu Phía dưới ray có tấm tôn và tấm cao su đệm Để bảo vệ ray và phụ kiện, sau khi đặt ray, bắt bulong điều chỉnh xong Cuối đường ray cần trục phía thượng và hạ lưu bố trí mốc chắn ray để đảm bảo an toàn cho cần trục Dọc theo hai bên đường ray được bố trí móc neo bão
III.4.1.2 Đặc trưng loại vật liệu
Dầm bản bê tông cốt thép
Bê tông sử dụng cho dầm, bản loại B22.5 (M300) có các đặc trưng vật liệu sau tra
“bảng 2 tiêu chuẩn TCVN 4116-2021”, ta có:
− Modun đàn hồi: E = 2.9x106 T/m2
− Trọng lượng riêng: G = 2.5 T/m3
Cọc ống bê tông dự ứng lực
Cọc ống bê tông dự ứng lực (BTDƯL) sử dụng cho công trình theo catalogue của
nhà sản xuất và phải tuân thủ theo “tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN 7888-2008: Bê tông ly
tâm ứng lực trước” Bê tông cọc B45 (M600): E = 3.8× 106 T/m2
Bảng Các đặc trưng kỹ thuật của cọc ống BTDUL PHAN VŨ
Đặc trưng kỹ thuật Cọc D800 – 680 mm Cọc D700 – 590mm Đường kính ngoài D = 800 mm D = 700 mm Đường kính trong d = 680 mm d = 590 mm Chiều dày thành cọc t = 120 mm t = 110 mm Diện tích bê tông F = 2564 cm2 F = 2039 cm2
Mô men uốn nứt Mcr = 65 Tm Mcr = 27.0 Tm Mô men uốn gãy Mu = 130 Tm Mu = 40.5 Tm Tải trọng dọc trục Pvl = 397 T Pvl = 334 T
Trang 25III.5 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ ÁP LỰC THẲNG ĐỨNG TÁC DỤNG LÊN 1 CỌC III.5.1 Cọc thẳng đứng nằm ngoài ray
− Cọc BTDƯL D800
− Dầm dọc ngoài ray cần trục (DDP): bxh = 1000x1200 mm
Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc đơn được chia làm các trường hợp“mục C4.d
theo tiêu chuẩn TCVN 11820-5:2021”:
+ Hoạt tải q1 = 30 KN/m2 = 3 T/m2 tương ứng với trường hợp trên bến không có cần trục
Trọng lượng bản thân của bản mặt cầu, bê tông nhựa lớp phủ, dầm dọc, dầm ngang và cọc tính toán tải trọng thẳng đứng với diện truyền tải Chọn trường hợp lực tác dụng lên cọc nguy hiểm nhất để tính toán Chọn cọc tại vị trí D-6:
Trang 26Hình III-1: Tải trọng phân bố tác dụng lên cọc ngoài ray D-6
− Trọng lượng bản thân bản mặt cầu
Trang 27▪ Bản mặt cầu (chiều dày hbản = 0.35 m):
Wbản = hbản ad an bt = (T) ▪ Lớp bê tông nhựa (chiều dày hnhựa = 0.1m):
− Tổng tĩnh tải tác dụng:
DL1 =W= 34.684 + 11.26 + 11.81 + 20.87 + 5.27 = 83.89 (T) b Hoạt tải tác dụng lên cọc
+ Hoạt tải tính toán do tải trọng hàng hóa q1 = 30 KN/m2 = 3 T/m2 tương ứng với trường hợp trên bến không có cần trục tác dụng vào cọc:
LL = q1 ad an = (T)
=> Tổng tải trọng tác dụng lên cọc đơn ngoài ray cần trục:
U1 = DL1 + LLhh1 = 83.89 + 71.55 = 155.44 (T)
III.5.2 Cọc chụm nằm dưới ray cần trục
Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc đôi được chia làm các trường hợp“mục
C4.d theo tiêu chuẩn TCVN 11820-5:2021”:
+ Hoạt tải q1 = 30 KN/m2 = 3 T/m2 tương ứng với trường hợp trên bến không có cần trục
+ Hoạt tải q2 = 10 KN/m2 = 1 T/m2 tương ứng với trường hợp trên bến có cần trục
+ Tải trọng do cần trục di động và trọng lượng bản thân của bản mặt cầu, bê tông nhựa lớp phủ, dầm dọc, dầm ngang và cọc Chọn cọc đôi F-6 dưới ray phía bờ để tính toán tải trọng thẳng đứng ứng với diện truyền tải
Trang 28Hình III-2: Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc đôi dưới ray F-6
− Trọng lượng bản thân bản mặt cầu:
Trang 29▪ Bản mặt cầu (chiều dày hbản = 0.35 m):
Wbản = hbản ad an bt = (T) ▪ Lớp bê tông nhựa (chiều dày hnhựa = 0.1 m):
− Tổng tĩnh tải tác dụng:
DL2 = W= 69.36 + 13.92 + 9.18 + 20.87 + 5.72 = 119.05 (T) b Hoạt tải tác dụng lên cọc:
+ Hoạt tải tính toán do tải trọng hàng hóa q1 = 30 KN/m2 = 3 T/m2 tương ứng với trường hợp trên bến không có cần trục tác dụng vào cọc:
LL = q1 ad an = (T)
+ Hoạt tải tính toán q2 = 10 KN/m2 = 1 T/m2 tương ứng với trường hợp trên bến có cần trục
LL = q2 ad an = (T)
− Hoạt tải tính toán do cần trục di động trên ray truyền xuống đầu cọc:
Tải trọng cần trục tác dụng lên đầu cọc:
GCT = ∑Pi Si
Trong đó: Pi : Áp lực max lên 1 bánh xe, Pi = 30 (T)
Si : Tung độ của đường ảnh hưởng (không thứ nguyên)
Trang 30Ta lấy mỗi bên 1 đoạn L = 5.3 (m) tính từ trọng tâm chung của cọc chụm dưới ray cần trục, thay thế các liên kết ngàm bằng các gối tựa (làm giảm số bậc siêu tĩnh) và tạo thành 1 hệ siêu tĩnh hay 2 dầm đơn giản cạnh nhau Dùng đường ảnh hưởng để xác định phản lực tại đầu cọc cho sơ đồ kết cấu gần đúng
Xét 2 trường hợp mà ở đó tải trọng của cần trục tác dụng lên dầm là lớn nhất như 2 hình minh họa dưới đây:
+ Trường hợp 1: Khi có 1 chân cần trục (8 bánh) chạy trên 1 phân đoạn bến:
Tải trọng cần trục tác dụng lên đầu cọc trong trường hợp 1:
GCT1 = 30 (0.498+0.645+0.852+1+0.792+0.645+0.437+0.29) = 154.77 (T) + Trường hợp 2: Khi có 2 chân cần trục đứng cách nhau 1 khoảng 2.5m:
Tải trọng cần trục tác dụng lên đầu cọc trong trường hợp 2:
GCT2=30(0.036+0.29+0.498+0.645+0.84+1+0.528+0.381+0.167)= 131.55(T)
Tải trọng cần trục tác dụng lên đầu cọc:
Trang 31Quy đổi về lực tập trung tác dụng lên 1 cọc dưới ray cần trục là: P1coc =
Trong đó: α = 7.125 là góc hợp bởi trục theo phương đứng và trục theo độ xiên của cọc (8:1)
Ta có:
Nhận xét: Qua tính toán lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên đầu cọc, nhận
thấy cọc dưới ray cần trục chịu lực lớn hơn cọc nằm ngoài ray Vì vậy chọn tải trọng tác dụng lên 1 cọc là cọc dưới ray cần trục F-6 để tính toán
Vậy tải trọng tập trung lớn nhất tác dụng lên trên 1 đầu cọc:
Pmax = Max(U1; P1coc) = (155.44; ) = (T)
III.6 TẢI TRỌNG DO TÀU TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH BẾN III.6.1 Lực va tàu
Lực va tàu được tính toán cho tàu thiết kế lớn nhất là tàu 50,000 DWT Nguyên tắc xác định lực va dựa vào nguyên lý bảo toàn năng lượng (động năng của tàu khi va vào bến bằng tổng thế năng hấp thụ của đệm, công trình bến và các tổn thất năng lượng khác)
III.6.1.1 Năng lượng va tàu
Năng lượng va tàu được xác định theo “công thức 157 mục 11.2.2/ trang 166 tiêu
chuẩn TCVN 11820-2:2017
Trang 32Trong đó: Ef : Năng lượng va tàu (KNm)
Ms : Khối lượng của tàu (T), lấy bằng lượng dãn nước (DT) khi đầy tải
của tàu; theo“công thức 158/ trang 167 tiêu chuẩn TCVN
11820-2:2017”
DT = 1.385 DWT đối với tàu Than => Ms = 1.235 x 50000 = 61750 (T)
V : Vận tốc cập bến (m/s), tra theo hình 64 – mối quan hệ giữa điều kiện cập bến và vận tốc cập bến theo kích cỡ tàu hoặc tra bảng 30 trang 171 kết hợp nội suy;
Trang 33Với trọng tải tàu thiết kế là 50,000 DWT, dùng phương pháp nội suy ta được vận tốc cập bến lớn nhất của tất cả các tàu là 3.4 (cm/s) = 0.034 (m/s)
Kiểm tra lại với “bảng 29/ trang 523 tiêu chuẩn 22TCN222-95” với lượng dãn
nước 55400 T tra được tốc độ tàu cập bến lên tới V = 0.1 (m/s)
Do tính theo tiêu chuẩn mới cho ra vận tốc trung bình nhỏ hơn nhiều so với vận tốc thực tế Vì vậy, dùng phương pháp trung bình cộng để tính vận tốc cập tàu ở 2 tiêu chuẩn => Vậy chọn (m/s) là hợp lí
Cm : Hệ số khối lượng thủy động;
Trang 34Ce : Hệ số lệch tâm e21C
+
l: Khoảng cách từ điểm mà tàu chạm vào công trình neo đậu đến trọng tâm của tàu đó dọc theo đường mặt của công trình neo đậu (m) Lấy L1, L2 tùy theo khoảng cách nào cho giá trị Ce cao hơn;
L1: Khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến trọng tâm của tàu được đo song song với công trình đậu khi tàu chạm vào đệm va F1 (m)
L2: Khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến trọng tâm của tàu được đo song song với công trình đậu khi tàu chạm vào đệm va F2 (m)
: Góc cập bến (giá trị của phi tùy thuộc vào điều kiện thiết kế; nó thường được lấy trong khoảng từ 0-10 độ), chọn = 100
e: Tỷ số của khoảng cách các đệm va, đo theo chiều dọc tàu so với chiều dài tàu giữa hai đường thẳng góc, e = 0.05 (khoảng cách giữa các đệm va bằng nhau)
Trang 35 : Tỷ số của chiều dài cạnh song song của tàu tại cao độ của điểm tiếp xúc với đệm va so với chiều dài tàu giữa hai đường thẳng góc, tỉ số này thay đổi tùy theo các yếu tố như loại tài, hệ số khối…nhưng thường nằm trong phạm vi 1/2 – 1/3 L tỷ lệ nghịch với Ef nên tính toán thiên về an toàn nên anpha sao cho L lớn nhất nên = 1/2
k: Là tham số đại diện cho vị trí tương đối của điểm mà tàu tới gần công trình neo đậu nhất giữa các đệm va F1 và F2, k biến thiên 0<k<1 nhưng thường lấy k = 0.5 (theo lời khuyên trong tiêu chuẩn)
𝑟 : là bán kính quay xung quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của tàu (𝑚); được tính theo công thức 164 Mục 11.2.2 TCVN 11820-2:2017
Theo “mục 11.2.2 điều 4.d/ trang 174 tiêu chuẩn TCVN 11820-2:2017” chọn L
nào tính ra giá trị Ce lớn nhất Vậy chọn: L = L2 = 5.42; Ce = 0.98
Cs : Hệ số mềm là tỷ lệ giữa năng lượng cập tàu còn lại sau khi năng lượng bị hấp thụ do vỏ tàu bị biến dạng so với năng lượng cập tàu ban
Trang 36đầu Thông thường, hệ số độ mềm Cs có thể được lấy là Cs = 1.0 với giả định rằng không có tiêu hao năng lượng do sự biến dạng của thân tàu
Cc : Hệ số hình dạng của bến, Cc = 1.0 “theo mục 7 điều 11.2.2 tiêu
E =E a
Trong đó: Efrr : Năng lượng cập tàu dự trù rủi do (KNm)
Ef : Năng lượng cập tàu tính toán (KNm)
a: hệ số năng lượng cập tàu, tra “phụ lục A bảng A.2/ trang 106 tiêu
chuẩn TCVN11820-5: 2021”, đối với tuyến mép bến, a = 1.5
Trang 37Xét trường hợp điển hình như sau:
▪ Tàu đầy hàng khi MNTTK
Đây là trường hợp nguy hiểm nhất khi tàu cập bến Nếu cả trường hợp này khi cập bến tàu đều va vào đệm (ít nhất 1m) an toàn thì những trường hợp còn lại cũng thỏa mãn
Trong quá trình khai thác, tàu cập bến từ 5,000 DWT đến 50,000 DWT
− Trường hợp tàu 50,000 DWT + Ở MNTTK tàu đầy hàng
Chiều cao của tàu D = 19.5 (m), mớn nước đầy tải T = 12.8 (m), chiều cao mạn khô tàu Hst = 8.1 (m)
Cao trình đỉnh tàu: MNTTK + Hst = (–2.1) + 8.1 = + 6 (m)
Bán kính cong của lườn tàu: 20% D = 0.2 19.5 = 3.9 (m)
Chiều cao tiếp xúc giữa vỏ tàu và tấm đệm: hđệm = 3 (m) > 1 (m) => Thỏa
Kết luận: Trường hợp này tàu va vào đệm thỏa điều kiện tiếp xúc
Trang 38Hình III-3: Trường hợp Tàu 50,000 DWT đầy hàng ở MNTTK
− Trường hợp tàu thiết kế 5,000 DWT + Ở MNTTK tàu đầy hàng
Chiều cao của tàu D = 8.8 (m), mớn nước đầy tải T = 6.5 (m), chiều cao mạn khô tàu Hst = 4.9 (m)
Cao trình đỉnh tàu: MNTTK + Hst = (–2.1) + 4.9 = + 2.8 (m)
Bán kính cong của lườn tàu: 20% D = 0.2 8.8 = 1.76 (m)
Chiều cao tiếp xúc giữa vỏ tàu và tấm đệm: hđệm = 2.8 (m) > 1 (m) => Thỏa
Kết luận: Trường hợp này tàu va vào đệm thỏa điều kiện tiếp xúc
Trang 39Nhận xét: Qua 2 trường hợp trên, nhận thấy đối với tàu mục tiêu cỡ nhỏ 5,000
DWT để tàu cập bến an toàn ta chọn chiều dài tấm pad là 3.0 m
III.6.1.3 Chọn loại đệm và tính lực va
Với năng lượng va tàu đã tính toán phía trên Eftt =848.715 (KN.m) Dựa vào catalogue bên nhà sản xuất SHIBATA, ta chọn đệm SPC 1300-G1.7, khi biến dạng 70% sẽ hấp thụ năng lượng 967 (KN.m) và phản lực tương ứng là 1412 (KN)
Trang 40Hình III-4: Thông số các loại đệm va SPC
Năng lượng cập tàu thay đổi do đặc tính của đệm cao su (sự thay đổi đặc tính của đệm tàu do sự lão hóa, các đặc tính động học (đặc tính phụ vận tốc), tính dẻo vật
liệu,…Theo “phụ lục A mục A.2.2.g/ trang 106 tiêu chuẩn TCVN 11820-5:2021” đối
với kết cấu bến thông thường nếu sản phẩm đệm có sai số +/- 10% khi thiết kế cần giảm khả năng hấp thụ năng lượng của đệm đi 10%