bn về độ ổn định của cần trục lắp ghép trên phao nổi ThS. Nguyễn hữu chí Bộ môn Máy xây dựng Khoa Cơ khí - Trờng ĐH GTVT Tóm tắt: Bi báo trình by về quan điểm xác định ổn định của cần trục lắp ghép trên phao nổi để thi công đất v xếp dỡ ở đồng bằng Sông Cửu Long. Bớc đầu nghiên cứu, xây dựng cơ sở khoa học cho việc thiết kế, chế tạo trong nớc cần trục nổi có các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cao, phục vụ đắc lực cho sự nghiệp CNH, HĐH Nông nghiệp nông thôn ở các Tỉnh đồng bằng Nam Bộ. Summary: The article presents viewpoints on stability determination in cranes installed on floating bouys to do grounding un/loading work in the Cuu long river delta. The study is at initial stage, making scientific ground for designing and manufacturing cranes of high economic - technical values, in good service for industralization and modernization of South Vietnam rural areas. ùng đồng bằng sông Cửu Long kênh rạch chằng chịt, việc vận chuyển, xếp dỡ trong xây dựng và dân sinh cơ bản là thông qua đờng thuỷ, đặc biệt vào mùa lũ. Giải pháp lắp ghép cần trục thông dụng trên bộ xuống phao nổi để khai thác một cách có ý thức hoặc tự phát ngày càng phổ biến. V Tuy nhiên, sự tơng thích giữa phao nổi và cần trục bộ đòi hỏi phải có luận cứ khoa học chặt chẽ mà cơ bản nhất đặc trng bằng thông số ổn định của hệ. Bài này đặt vấn đề thử bàn về thông số ấy và đề xuất một vài giải pháp ban đầu nhằm bảo đảm tính ổn định của nó. Ta đã biết sự rất khác biệt về đặc trng ổn định tĩnh của cần trục trên bộ (nền cứng) và khi lắp ghép nó xuống phao nổi (nền lỏng) đợc mô tả bằng hình 1 (a & b) trong trờng hợp đơn giản nhất. Q R ổn định Vùng ổn định Vùng mất Ghi chú: - Q: Sức cẩu; - R: Tầm với Hình 1a. Đồ thị ổn định cần trục bộ Vùng ổn định ổn định Vùng mất M F Hình 1b. Đồ thị ổn định cần trục nổi trong đó: - M F : Mô men phục hồi; - : Góc lắc l (nghiêng) Ngoài ra khái niệm ổn định của cần trục nổi còn đợc mở rộng ra để phân biệt: 1. ổn định bền vững khi thoả mãn: M F = M n và > d dM d dM nF 2. ổn định trung hoà khi thoả mãn: M F = M n và = d dM d dM nF 3. ổn định không bền vững khi thoả mãn: M F = M n và d dM d dM nF (M n : là mô men nghiêng) Trong mọi trờng hợp nghiên cứu ổn định hệ nổi, việc xét M F là mấu chốt cơ bản, vì vậy ta hãy phân tích sơ đồ sau (hình 2) trong trờng hợp tĩnh với góc không lớn ( 6 ữ 8 0 ) theo phơng ngang. A M n O 2 G B O 3 1 O P Hình 2. Sơ đồ ổn định ngang trong đó: - G: Tổng lực trọng lợng; - O 1 : Tâm nổi; = 0; - A: Tâm nghiêng; O 3 : tâm nổi; 0; - P: Sức đẩy Azchimed; O 2 : trọng tâm (qui kết). Theo sơ đồ ta thấy: M F = P.BO 2 = P.AO 2 .sin Để ổn định nói chung: M F M n M n thờng có trị số xác định trong khai thác thực tế (do cấp gió xác định; tầm với của cần trục; trọng lợng hàng ), trong khi đó, M F lại biến diễn khá độc đáo (H.1b). Thật vậy, trong quá trình tâm nổi O 1 O 3 , trị số BO 2 lại sẽ từ Max O; tơng ứng M F = O; tức là P r và G r cùng trên một đờng thẳng, nghịch chiều và triệt tiêu (BO 2 = O; A O 2 ). Trong phạm vi M F có giá trị max O, vấn đề ổn định của hệ cần đặc biệt quan tâm. Những đề cập lý thuyết vừa rồi có thể dẫn đến những định hớng sau: 1. Hạ O 2 (trọng tâm cần trục Fao) xuống mức tối thiểu. 2. Hạn chế M n bằng đối trọng, u tiên đối trọng tự chạy. 3. Chọn biên dạng ngang của phao có đáy bằng, đáy bầu. 4. Lắp ghép phao mạn lật kiểu quân dụng (để tăng BO 2 ). 5. Bơm nớc dẫn lu động vào phía góc quay không sử dụng, tạo góc âm (-) v v Vùng kênh rạch đồng bằng sông cửu long có đặc điểm: mớn nớc thấp (1,5 3m), bất lợi cho việc cơ động nhng lại có thể có lợi cho phao tỳ đáy. Cần trục nổi làm việc phổ biến với góc quay /2 (xếp dỡ) và 2/3 (đào, vét kênh). Cấp gió Beaufort phổ biến quanh năm là cấp 2 3 4 tơng đơng 3 5 m/sec với áp lực 4 5 kg/m 2 . Tiêu chuẩn Việt Nam cho vùng nội thuỷ này cha có, tiêu chuẩn FEM (châu Âu) thờng cao hơn 1 cấp và có kể đến gió giật so với gió phổ biến tại thực địa trên chiều cao 6m kể từ mặt thủy. Vấn đề tơng thích lắp ghép hệ phao - cần trục, ngoài những khía cạnh bảo đảm (tăng cờng) ổn định nh một điều kiện tiên quyết đã trình bày bớc đầu nh trên, còn có những nội dung liên quan cần xét nh sau: - Lựa chọn cần trục với những thông số phù hợp cho công việc khai thác tại đồng bằng sông Cửu long. - Chọn dạng phao, xà lan, ghe xuồng sẵn có với thông số tối u để lắp ghép bảo đảm ổn định. - Nghiên cứu hình thức lắp ghép tối u. - Nghiên cứu thông số phao tối u khi đóng mới theo kiểu kết cấu toàn khối hoặc lắp ráp từ môđun đơn vị (ráp khoang) tơng thích với cần trục bộ đã chọn, thích ứng riêng cho đồng bằng Cửu long. - Nghiên cứu ổn định động, xây dựng đồ thị độc cực, đồ thị Pantocaren ứng với điều kiện đồng bằng sông Cửu long trên cơ sở thông lệ 6 0 (động). - Nghiên cứu hành vi từ biến dao động của phao trong khai thác có và không ràng buộc neo v.v Nếu những nội dung trên đợc quan tâm đề cập, chắc chắn sẽ không còn hoặc hạn chế đợc những bất cập liên quan hiện nay nh: 1. Xử dụng phao yếu, hạn chế tác dụng của cần trục. 2. Dùng cần trục yếu, hạn chế khả năng chịu tải của phao. 3. Dùng đúng hệ phao cần trục tơng thích nhng kém hiệu quả khai thác (ở đồng bằng Cửu long) v.v Tất cả những đề xuất thảo luận nh trên có thể đi dần tới mục đích: xây dựng cơ sở khoa học cho việc thiết kế chế tạo cần trục nổi phục vụ ở đồng bằng Cửu long nói riêng và đờng thuỷ nội địa ở Việt Nam nói chung về lâu dài, trớc mắt là phải lắp ghép cần trục bộ (nhập ngoại) trên phao nổi (nội địa) để phục vụ kịp thời nhu cầu phát triển của đất nớc một cách có hiệu quả nhất. Tài liệu tham khảo [1]. Vũ Thế Lộc, Vũ Thanh Bình. Máy làm đất. NXB Giao thông Vận tải. Hà nội, năm 1997. [2]. Vũ Thế Lộc. Thi công đất bằng phơng pháp thuỷ lực (Tài liệu giảng dạy cao học). ĐH Giao thông Vận tải, năm 1996. [3]. Vũ Thế Lộc. Mô hình hoá các quy trình động lực học máy trục. Thông tin KHKT Viện M - 74. Hà nội, năm 1975 . về độ ổn định của cần trục lắp ghép trên phao nổi ThS. Nguyễn hữu chí Bộ môn Máy xây dựng Khoa Cơ khí - Trờng ĐH GTVT Tóm tắt: Bi báo trình by về quan điểm xác định ổn định của cần. về đặc trng ổn định tĩnh của cần trục trên bộ (nền cứng) và khi lắp ghép nó xuống phao nổi (nền lỏng) đợc mô tả bằng hình 1 (a & b) trong trờng hợp đơn giản nhất. Q R ổn định Vùng ổn. Q R ổn định Vùng ổn định Vùng mất Ghi chú: - Q: Sức cẩu; - R: Tầm với Hình 1a. Đồ thị ổn định cần trục bộ Vùng ổn định ổn định Vùng mất M F Hình 1b. Đồ thị ổn định cần trục nổi trong