Đồ án quy hoạch cảng

Mở đầu…………………………………………………………………………...…..1Chương 1 : Giới thiệu chung về khu vực xây dựng cảng ………………………..…..3Chương 2 : Phân chia khu bến……………………………………………………..…4Chương 3 : Các đặc trưng cơ bản của cảng……………………………………….….5Chương 4 : Tính toán năng suất các thiết bị vận chuyển và bốc xếp trong kho cảng………………………………….8Chương 5 : Tính toán kho cảng…………………………………………….………..19Chương 6 : Tính toán khu bến khách ……………………………………………….21Chương 7 : Giao thông cảng………………………………………………………....23Chương 8 : Tính biên chế cảng và các công trình phụ trợ trong cảng………………25Chương 9 : Tòa nhà cảng…………………………………………………………….32

LỜI MỞ ĐẦU

iao thông vận vận tải đường thủy là một loại hình vận tải có hiệu quả kinh

tế cao, nó có giá thành nhỏ so với các loại hình vận tải khác, chi phí nhiênliệu thấp, năng suất cao Tuy nhiên để phát huy được thế mạnh của nó cầnphải có các cơ sở hạ tầng tương ứng với công trình bến cảng và các công trình khác Cảng là cơ sở hạ tầng cần thiết cho việc phát triển kinh tế biển và vận tải biển…

G

Môn học Quy Hoạch Cảng và đồ án Quy Hoạch Cảng là môn học cung cấp cho sinh viên cái nhìn sơ khai và tổng quát nhất về vấn để Cảng nói chung và Quy Hoạch Cảng nói riêng

Dưới đây là phần thuyết minh đồ án Quy Hoạch Cảng của:

SV : ĐOÀN TĂNG BÌNH

MS : 742053 Lớp 53CG1, khoa Công Trình Thủy, trường Đại Học Xây Dựng

Sau 6 tuần thực hiện đến nay ngày 14/06/2011 đồ án đã được hoàn thành Em xin chân thành cám ơn: Tiến Sĩ - thầy Nguyễn Thanh Hoàn – GV trực tiếp hướng dẫn đồ

án Quy Hoạch Cảng, Thạc Sĩ - thầy Nguyến Mạnh Tiến – giảng viên chính môn Quy Hoạch Cảng đã giúp đỡ, hướng dẫn em thực hiện đồ án Quy Hoạch Cảng này

Trong đồ án có sử dụng các tài liệu :

- Giáo trình Quy Hoạch Cảng – Đại Học Xây Dựng – 1984

- Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ cảng biển (TCCS 04-2010/CHHVN)

- Phụ lục Quy Hoạch Cảng – bộ môn cảng đường thủy – Đại Học Xây Dựng

- Sổ tay máy xây dựng

Tuy vậy do kinh nghiệm và trình độ còn hạn nên đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếusót, chưa đa dạng về công nghệ bốc xếp, chưa tối ưu hóa câng bằng được về vấn đề kinh tế và kĩ thuật … Bởi vậy em xin được sự hướng dẫn giúp đỡ thêm của các thầy

cô để em có thể hiểu sâu và thực hiện các đồ án chuyên ngành về sau được tốt hơn

Người thực hiên :

Đoàn Tăng Bình

Mục lục

Mở đầu……… … 1

Chương 1 : Giới thiệu chung về khu vực xây dựng cảng ……… … 3

Chương 2 : Phân chia khu bến……… …4

Chương 3 : Các đặc trưng cơ bản của cảng……….….5

Chương 4 : Tính toán năng suất các thiết bị vận chuyển và bốc xếp trong kho cảng……….8

Chương 5 : Tính toán kho cảng……….……… 19

Chương 6 : Tính toán khu bến khách ……….21

Chương 7 : Giao thông cảng……… 23

Chương 8 : Tính biên chế cảng và các công trình phụ trợ trong cảng………25

Chương 9 : Tòa nhà cảng……….32

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC XÂY DỰNG CẢNG

1 1 Giới thiệu chung về khu vực xây dựng cảng

1.1.1 Ưu điểm :

• Đây là vùng núi phía bắc của tổ quốc, dọc bờ biển là những bãi đất tương đối hẹp , phía ngoài biển có nhiều ngọn núi đơn độc lập tạo thành đảo nhỏ có tác dụng che chắn sóng bão

• Khu vực là những núi đá vôi bị phong hóa nhiều, sức chịu tái của đá tương đối tốt Đá dùng làm vật liệu xây dựng phong phú

• Lớp trên cùng của các bãi bằng ven biển là cát nhỏ , có sức chịu tải 1.5 kg/cm2

• Vùng này ít bị ảnh hưởng của bùn lắng, dòng bùn cát không đáng kể

1.1.2 Nhược điểm :

• Chiều cao sóng lớn, địa hình phức tạp, núi chạy ra sát biển

• Chịu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa rõ rệt Số ngày nghỉ việc do mưa bão lên tới 60 ngày

• Vùng đất có độ dốc lớn nên gây khó khăn cho việc xây dựng mở rộng nâng cấpcảng sau này

1 2 Các phương án bố trí tuyến cảng và tuyến bến

• Phương án 1 :

Chọn vị trí đặt cảng ở hướng phía Bắc của vùng Ở vùng này địa hình đồi núi nhô ra biển vùng nước sâu bị hạn chế do vậy hạn chế số lượng luồng tàu đi lại Dođặt cảng ở đầu hướng gió nên sẽ gây ô nhiễm ảnh hưởng tới vùng cuối hướng gió của khu vực Khó khăn cho việc mở rộng nâng cấp cảng sau này

• Phương án 2 :

Chọn vị trí đặt cảng ở giữa của vùng Vùng nước sâu rộng mở rộng đảm bảo cho nhiều luồng tàu đi lại và quay đầu, khối lượng nạo vét ít Thuận lợi cho tàu ra vào bến cảng Có mặt bằng tương đối lớn thuận tiện cho việc xây dựng kho bãi và giao thông đi lại Phía trên hướng bắc có ngọn núi đơn có tác dụng chắn sóng Địahình thuận lợi cho việc mở rộng nâng cấp cảng sau này

1.3 Lựa chọn phương án quy hoạch cảng

Chọn phương án 2 : đặt cảng ở giữa của vùng vì có nhiều thuận lợi hơn

Chương 2 : PHÂN CHIA KHU BẾN

2.1 Căn cứ phân chia khu bến

• Mỗi khu bến phải có ít nhất một bến cho một loại hàng

• Trên nguyên tắc khả năng cho phép của cảng phải lớn hơn lượng hàng thông qua cảng.Tức là: Pb ≥ Qb

• Hoạt động của các bến và các luồng tàu đi lại không cản trở lẫn nhau

• Đảm bảo sự hoạt động bình thường của các tuyến giao thông khác như đường sắt , và sự đi lại của phương tiện giao thông trong cảng

• Dựa vào số liệu về các loại hàng , tính chất của chúng , các yêu cầu về bốc xếp bảo quản đối với từng loại hàng để chia cảng thành nhiều khu bến khác nhau

2.2

Căn cứ xắp xếp các khu bến

• Hướng gió chủ đạo là hướng gió Đông từ biển vào mùa mưa, và hướng gió Bắcvào mùa khô như vậy sẽ bố trí bến than là vật liệu dễ cháy ở cuối hướng gió

• Các loại tàu chở than, sắt thép và phân bón có trọng tải lớn sẽ bố trí gần nhau

• Để đảm bảo công tác phục vụ, và cảnh quan dự kiến sẽ bố trí mỗi loại hàng một khu bến Khu bến khách được bố trí tách biệt với khu bến hàng, và được bố trí ở đầu hướng gió chủ đạo Ta có bảng phân chia khu bến sau

Bảng 2.1: Phân chia khu bến

2.3 Chọn loại thiết bị

STT Loại hàng Tải trọng tàu

DWT

Chiều dàitàu (m)

Chiều rộngtàu (m)

Mớn nước đầytàu T(m)

3.1 Chiều sâu của bến

Là chiều sâu cần bảo đảm cho tàu đậu và ra vào cảng trong thời kì vận tải

Công thức : H = T + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5

- T: Mớn nước tính tính toán của tàu.(tra trong bảng kích thước tàu)

- Z1 : Độ sâu dự trữ dưới lườn tàu, phụ thuộc vào tính chất đất đá, chiều dài tầu, hình dạng bến, loại tầu ( Bảng V-1 sách QHC )

- Z2 : Độ sâu dự trữ do sóng Z2 = 0,3.hs – Z1

- Z3 : Độ sâu dự trữ do quá trình chạy tàu ( Bảng V-2 sách QHC )

- Z4 : Độ sâu dự trữ dưới lườn tàu xét đến khả năng bồi lắng phù sa giữa 2 lần nạo vét đất cát Do vùng ít bị ảnh hưởng của bồi lắng nên chọn Z 4 = 0.

- Z5: Độ sâu dự trữ dưới lườn tàu do quá trình nạo vét không đều gây ra Chọn thiết bị nạo vét là tàu hút nên có Z 5 =0,3m

Bến là một phần bờ dành cho tàu đỗ để tiến hành công tác bốc xếp

Công thức các định chiều dài bến : Lb= Lt+ d

Lt: Chiều dài lớn nhất của tầu tính toán

d: Khoảng cách an toàn giữa các tàu ( Bảng 6-1 QHC )

Bảng 3.1: Các đặc trưng cơ bản của cảng

stt Loại

hàng

TrọngTảiDWT

Lm

Bm

TM

Z1m

Z2m

Z3m

Z4m

Z5m

Hm

CTĐB

dm

5 Bố trí khu nước của cảng

3.5.1 Khu bốc xếp và chạy tàu

Với tuyến bến thẳng tàu chạy một chiều và số bến nhỏ hơn 3

Công thức : B = 2Bt + Bl + Bn + ∆b

Với : - ∆b = 1.5 Bt là khoảng cách an toàn giữa các tàu.

- Bl , Bn , Bt là bề rộng của tàu lai và tàu nạp, bề rộng của tàu hàng.(lấy theo tiêu chuẩn)

3.5.2 Khu quay vòng

Chiều dài tối thiểu để tàu giảm tốc độ : L = 0,27 V03Dt/N

- L : Chiều dài cần thiết để tàu giảm tốc độ

- V0: Vận tốc tàu khi bắt đầu giảm tốc độ

- Dt: Lượng thoát nước của tàu

- N: công suất của máy tàu

Tàu trên bến có tàu lai và chiều dài nhỏ hơn 200 m nên ta có công thức tính đường kính khu quay vòng :

Dqv = 1.25Lt + 150 với Lt < 200 m3.5.3 Khu chờ đợi tàu

Là khu nước tàu đỗ trước khi vào bốc xếp hoặc chờ ra cảng

Diện tích khu nước : Ω = ntv ωv

• ωv - là diện tích 1 bến vùng chờ đợi tàu đỗ 1 điểm neo

ωv = ( 2Lt + 10H ).( Bt + 2∆b ) Với : - B t , L t - là bề rộng tàu , chiều dài tàu.

- ∆b = 1.5 B t - là khoảng cách an toàn giữa các tàu.

- d = 5H - là chiều dài neo của tàu biển có kể đến sự lên xuống của thủy triều.

- H - là chiều sâu khu nước thả neo.

• n tv là số tàu đồng thời chờ đợi trên vũng : n tv = . 2

.

Gt Tn

tđ k Qn

- Q n - lượng hàng trong năm = 1680 tấn

- t đ - thời gian đậu hàng trên vũng = 1 ngày

- T n - là thời gian khai thác trong năm = 365 – số ngày nghỉ(=60) = 305 ngày

- G t - là tải trọng của tàu.

Chọn thời gian tàu đậu trên vũng là t đ = 2 ngày => n tv = 1

Bảng 3.2 : Các đặc trưng cơ bản của khu nước cảng.

stt Loại

hàng

TrọngTảiDWT

4.1 Lựa chọn sơ đồ thiết bị bốc xếp hàng trên cảng

4.1.1 Chọn loại thiết bị

4.1.2 Phương án bốc xếp

1 – Lương thực chuyên xuất chọn phương án xilô – máy bơm khí nén

2 – VLXD chuyên nhập chọn phương án cần trục – bãi – cần trục

3 – Sắt thép nhập và xuất chọn phương án cần trục pooc-tích

4 – Phân bón chuyên nhập dạng bao chọn phương án cần trục – kho – cần trục

5 – Than chuyên nhập chọn phương án cần trục – băng truyền than

4.2 Tính toán năng suất các thiết bị bốc xếp và vận chuyển hàng trên cảng

4.2.1 Năng suất máy làm việc liên tục

µ

6 ,

k

P

V =

- P – là năng suất của thiết bị P = 40 T/h

- Với quãng đường vận chuyến thì µ = 10

- Khối lượng riêng không khí : γk = 1,2 kg/m3

vk – là tốc độ không khí (với hàng hạt là lương thực thì vk = 22 -26 m/s)

 chọn vk = 25m/s

 Đường kính của ống dẫn d = 0,2 m

 Công suất của máy bơm : 60 102 η

Máy hút

Khí nén

D(m)

N(kW)Lương

b. Băng truyền vận chuyển than

Chọn bề rộng băng truyền là B = 1m

 Năng suất băng truyền : P = ϕ.k.B2.γ.v

Với : - P: là năng suất của băng truyền

- ϕ: hệ số chứa hàng trên băng tra phụ lục QHC ta được ϕ = 0.5

- K: hệ số phụ thuộc góc nghiêng của hàng tra phụ lục QHC được k = 648

- V: là vận tốc chuyển động của băng Chọn v = 1m/s

 P = 287T/h

4.2.2 Năng suất thiết bị làm việc chu kỳ

CT :

Trong đó:

- P: Năng suất của máy.

- g: Khối lượng hàng bốc xếp được.

- Tck: Chu kỳ của máy.

- t7 :là thời gian khoá móc có hàng (tra bảng phụ lục QHC - ĐHXD)

- t8 :là thời gian đặt và tháo móc khỏi hàng (tra bảng phụ lục QHC - ĐHXD)

- t9: là thời gian khoá móc không có hàng(tra bảng phụ lục QHC - ĐHXD)

- t10 : là thời gian đặt và tháo móc không hàng.

- t11 : là thời gian thay đổi tay cần (tra bảng phụ lục QHC - ĐHXD)

g T

P

ck

3600

=

b Tính H n và H h

1 VLXD :

Hn : chiều cao nâng hàng

Hh : chiều cao hạ hàng

Chọn chiều cao của đống hàng hđ = 8m , chiều cao của toa xe là hb = 4,8 m

• Phương án Tàu – Kho

Chọn chiều cao đống hđ = 4m

Hn = h1 + h2

h1 : Chiều cao từ mặt nước trung bình đến cao trình mép bến

h2 : Chiều cao của hàng khi bốc xếp

Chọn chiều cao đống là hd = 2m

• Phương án Tàu – Kho

Phương án tàu – toa xe Hh = 0,5 + hb/2 = 2,9 m

Phương án tàu – kho Hn = h2 – hđ/2 = 3,3 m

4 Than

Chọn chiều cao phễu rót là h = 6m , chiều cao của toa xe là hb = 4.8 m

Hn = h1 + h2 = 3,4 + 6,5 = 9,9 m

Phương án tàu – kho Hh = 0

Phương án tàu – toa xe Hh = 0,5 + hb/2 = 2,9 m

4.2.2.2 Tính khối lượng hàng bốc xếp được

g = Q - Gben

Với : Q là sức nâng của cần trục

• VLXD : chọn mem ngoạm có thể tích V = 2.25m3 có khối lượng G = 6.4T

• Than : chọn mem ngoạm có thể tích V = 2.25m3 có khối lượng G = 6.4T

• Phân bón: chọn bàn nâng có khối lượng G = 2T

• Sắt : móc cẩu kể đến hệ số không đầy chọn G = 3T

Bảng 4.4 Năng suất thiết bị làm việc chu kỳ

stt Loại hàng Phương án Phương

tiện

Chu kỳ (T)( s)

Năng suất P( T/h)

1 VLXD Tàu – bãiTàu – xe KPG-10KPG-10 61.449.8 166.8203.3

2 Sắt Tàu – bãiTàu – xe KPG-15KPG-15 253.9225,9 170.1191.2

3 Phân bón Tàu – khoTàu – xe KPG-10KPG-10 79.7100 288.1361.2

4 Than Tàu – bãiTàu – xe KPG-10KPG-10 65.356.6 82.795.4

4.3.Tính số lượng bến

Số lượng bến được tính theo công thức: :

th

th b

P Q

Trong đó

- Qth : lượng hàng tính toán lớn nhất trong tháng

- Pth :khả năng cho phép của bến

• Lượng hàng tính toán lớn nhất trong tháng Qth



- Q: Lượng hàng trong năm của cảng (theo đề bài)

- kth: Hệ số không đồng đều của nguồn hàng trong tháng (theo đề bài)

- tth: Số tháng khai thác trong năm của cảng t th = 12 tháng

k Q

p bx

t ng

t t

G P

.

24

=

- 24 : số giờ làm việc trong ngày.

- Dt : trọng tải tàu tính toán.

- tbx : thời gian bốc xếp hàng của một tàu.

- tp : thời gian thao tác phụ của một tàu ( tra bảng phụ lục).

• Tính tbx :

- Dt: Trọng tải tầu tính toán

- Mg: Năng suất bốc xếp hàng thực tế của thiết bị

Mg=(P1.x1+P2.x2).tg.vm.kt.gd

Trong đó:

-  tg: Hệ số sử dụng thời gian trong ngày, chọn tg =0,7

-  vm: Hệ số vướng mắc vm =0,95

-  kt: Hệ số sử dụng khoang tầu, lấy kt =0,9

-  gđ: Hệ số gián đoạn kỹ thuật công tác, chọn gd =0,85

- x2: Số lượng thiết bị phục vụ bốc xếp dưới hầm tầu x 2 = 0

- x1: Số thiết bị mép bến

- P1: Năng suất bốc xếp của thiết bị trên bến



- Ptr: Năng suất thiết bị bốc xếp từ tầu lên xe

- Pk: Năng suất thiết bị bốc xếp trực tiếp từ tầu vào kho

720 −

= 0.833

tt: Thời gian tầu không làm việc do thời tiết xấu trong 1 tháng (h).

Có số ngày nghỉ trong năm là 60 ngày

 số ngày nghỉ trong tháng là 5 ngày do đó:

p bx th

K K G

t t Q

720

) ( +

• Kb là hệ số bận bến lấy Kb = 0.65

g bx M

t D t

=

tr k

k tr P P

P P P

.

1

Bảng 4.7 Bảng tính số lượng bến

4.3 Lựa chọn thiết bị và tính năng suất trên kho bãi

4.3.1 Lựa chọn thiết bị

Lựa chọn thiết bị trên kho bãi có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thi công cơgiới hoá bốc xếp hàng trên kho bãi làm cho công tác bốc xếp nhanh chóng thuận lợi.Việc chọn thiết bị hợp lý sẽ đảm bảo công tác giải phóng hàng hoá trên bến, khônggây trở ngại cho các công tác khác, thay thế lao động chân tay Giảm thời gian tàuđậu nên sẽ giảm chi phí vận chuyển bốc xếp

Căn cứ vào lượng hàng chuyển lên kho bãi và tính chất hàng ta chọn thiết bịtrên kho bãi như sau

Bảng 4.8 Chọn thiết bị trên kho bãi

Qn(103T)

Hệ số

quakhoα

Hàng chuyểnlên kho (bãi)

3 Phân bón 560 0.65 364.0 Máy nâng

4.3 2 Tính năng suất thiết bị làm việc chu kỳ

1 Đối với xe nâng hàng

- ξ = 0,8: hệ số xét đến sự hoàn thiện của quá trình làm việc

- t1 = 10(s : Thời gian lấy hàng

- t2 = 15(s): Thời gian quay vòng có hàng

- t3 = ldc/vdc+2": Thời gian di chuyển hàng

Có ldc= 50m , vdc= 2.5m/s => t3= 22s

- t4 = 3(s): Thời gian chuẩn bị đặt hàng

- t5 = Hn/vn+2":Thời gian nâng hàng lên cao

- Có Hn= 2m , vn= 0.15m/s => t5= 15.3s

- t6 = 7(s): Thời gian đặt hàng vào đống

- t7 = 3(s): Thời gian rút vít khỏi hàng

- t8 = t5= 15.3s : Thời gian hạ vít xuống dưới

- t9 =15(s): Thời gian quay vòng không hàng

- t10 = t3= 22s : Thời gian chuyển trở về

- t11 = 8(s): Thời gian bấm, lấy đà , mở máy

- lvc: Khoảng cách vận chuyển của xe

- vdc: Tốc độ di chuyển chuyển có hàng

- Hn: Chiều cao nâng hàng của xe

- vn: Tốc độ nâng hàng

• Năng suất bốc xếp thực

Mgk= Pk.λtg.λvm.λgđ (T/h)

-  tg: Hệ số sử dụng thời gian trong ngày, chọn  tg=0,7

-  vm: Hệ số vướng mắc  vm=0,95

-  gđ: Hệ số gián đoạn kỹ thuật công tác, chọn  gd=0,85

T g

P k = 3600.

• Khả năng cho phép trong một ngày đêm

Pngk= n.Mgk (T/ngđ)trong đó: n là số giờ làm việc trong một ngày đêm

• Khả năng cho phép trong một tháng

2 Đối với cần trục đưa hàng lên xe

Tính toán tương tự như với cần trục cổng trước bến ta có

• Năng suất theo lý thuyết

(T/h)

Năng suất bốc xếp thực

Mgk= Pk.λtg.λvm.λgđ (T/h)

-  tg: Hệ số sử dụng thời gian trong ngày, chọn  tg=0,7

-  vm: Hệ số vướng mắc  vm=0,95

-  gđ: Hệ số gián đoạn kỹ thuật công tác, chọn  gd=0,85

• Khả năng cho phép trong một ngày đêm

Pngk= n.Mgk (T/ngđ)trong đó: n là số giờ làm việc trong một ngày đêm

th

Nk thk

t

k Q

thk

thk xl P

Q

N =

T g

P k = 3600.

• Khả năng cho phép trong một tháng

Bảng 4.10 Khả năng cho phép trong tháng

stt Loại

hàng

Phươngán

Phươngtiện

Chu kỳ(T)( s)

g(T)

Năngsuất Pk

t

k Q

Bảng 4.11 Số thiết bị làm việc trên kho bãi

stt Loại

hàng

Phươngán

Phươngtiện