THUYẾT MINH đồ án CẢNG BIỂN

Bộ môn: Cảng – Đường Thủy THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN B mụn: Cng ng Thy I. Các số liệu đầu vào. 1. Mô tả kết cấu bến. Bn cu tu i mm trờn nn cc lng tr bờ tụng ct thộp. 2. Thông số của tàu. Tu ch qung, cú cỏc thụng s nh sau: Bảng2: Các số liệu về thuỷ văn. 3. Hàng hoá và phơng tiện bốc xếp trên bến. Do trng ti tu G=3.100T<10.000T, s ti trng khai thỏc l s (b), trong hỡnh 2-8 (trang 41-Cụng trỡnh bn cng). 4. Số liệu về địa chất công trình. Nền đất gồm 4 lớp có các chỉ tiêu cơ lý nh sau : Lớp đất Tên đất Chiều dày, m , độ , T/m 3 c, T/m 2 1 Cỏt ht mn 7 25 1.85 - 2 Sột hu c 8 14 1.55 1.2 3 Cỏt ht trung 11 32 1.9 - 4 Sột pha cỏt 7 1.78 1.3 Bảng3: Các số liệu về địa chất. D (T) G (T) Kích thớc (m) Diện tích cản gió (m2) ĐSTB L t L w B t H t T c T o L d L k A qd A qk A nd A nk 5.000 3.100 97 90 13. 6 6.5 5.7 2. 4 4 2 32 570 940 17 0 22 0 6.4 Bảng1: Các thông số của tàu. 1. Số liệu về thuỷ văn. Mực nớc Vận tốc gió Vận tốc dòng chảy MNCTK MNTTK MNTB V gdt V gnt V dcdt V dcnt +5.2 +2.4 +3.7 11 15 1.6 0.7 B mụn: Cng ng Thy 5. Đặc trng vật liệu. Bê tông mác M300 có các đặc tính sau : Cờng độ chịu kéo : R k = 10 (kG/cm 2 ). Cờng độ chịu nén : R n = 130 (kG/cm 2 ). Mô đun đàn hồi : E = 2.9 x 10 6 (kG/cm 2 ). Cốt thép A I có : R a = R a = 2300 (kG/cm 2 ). R ađ = 1800 (kG/cm 2 ). Cốt thép A II có : R a = R a = 2800 (kG/cm 2 ). R ađ = 2200 (kG/cm 2 ). II. Xác định kích thớc cơ bản - Giả định kết cấu bến. 1. Xỏc nh cỏc cao trỡnh bn: 1.1. Cao trỡnh mt bn. Cao trỡnh mt bn c xỏc nh theo 2 tiờu chun. +) Theo tiờu chun chớnh: - Cỏc thit b trờn mt bn lm vic bỡnh thng. CTMB = MNCTK P 50% + 2 (m) CTMB = 3.7 + 2.0 = 5.7 (m). ( Vi MNTB =MNCTK P 50% ) +) Theo tiờu chun kim tra : - m bo cho bn khụng b ngp. CTMB = MNCTK P 1% + 1 (m) CTMB = 5.2 + 1.0 = 6.2 (m). B mụn: Cng ng Thy Chọn CTMB = 6.2(m). 1.2. Chiu sõu trc bn. +) Chiều sâu trớc bến là độ sâu nớc tối thiểu sao cho tàu cập bến không bị vớng mắc. Trong đó có kể đến mớn nớc của tàu khi chứa đầy hàng theo quy định và các độ sâu dự phòng khác. Ta có công thức xác định độ sâu trớc bến nh sau: H 0 = H ct + Z 4 = T + Z 0 + Z 1 + Z 2 + Z 3 + Z 4 (m). Trong đó : T - Mớn nớc khi tàu chở đầy hàng. Z 0 - Mức nớc dự trữ cho sự nghiêng lệch tàu do xếp hàng hoá lên tàu không đều và do hàng hoá bị xê dịch. Z 1 - d tr an ton di ln tu. Z 2 - Độ dự trữ do sóng, theo bài ra trớc bến không có sóng. Z 3 - Độ dự phòng về tốc độ tính tới sự thay đổi mớn nớc của tàu khi chạy so với mớn nớc của tàu neo đậu khi nớc tĩnh. Z 4 - Độ dự phòng cho sa bồi. * Xác định các độ dự phòng Z 0 , Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 . (Đợc lấy trong tiêu chuẩn 22-TCN-207-92) Z 0 = 0.026 x B t = 0.026 x 13.6 = 0.5 (m). Z 1 = 0.07 x T = 0.07 x 5.7 = 0.5 (m), phi gia c m ỏ cho ỏy bn. Z 2 = 0.02 (m). Z 3 = 0.15 (m). Z 4 = 0.7 (m). Vậy, thay vào công thức trên với các giá trị nh trên ta có độ sâu nớc trớc bến là: H 0 = 5.7 + 0.5 + 0.5+ 0.02 + 0.15 + 0.7 = 8 (m). 1.3. Cao trỡnh ỏy bn. Cao trình đáy bến đợc xác định nh sau: CTĐB = MNTTK - H 0 CTĐB = 2.4 - 8 = - 5.6 (m). 1.4. Chiu cao trc bn. B mụn: Cng ng Thy Chiều cao trớc bến đợc xác định nh sau: H = CTMB - CTĐB H = 6.2 - (- 5.6) = 12 (m). 2. Xỏc nh chiu di bn: Chiều dài tuyến bến đợc xác định phụ thuộc vào chiều dài tàu L t và khoảng cách dự phòng d theo công thức sau: L b = L t + d Trong đó d đợc lấy theo bảng 1-3( Cụng trỡnh bn Cng ), lấy d = 11 (m). Suy ra L b = 97 + 11 = 108 (m). 3. Xỏc nh chiu rng bn: Chiều rộng bến cầu tàu đợc xác sao cho kt cu n nh v thun tin cho cỏc thao tỏc bc d hng húa,tựy thuc vo mi loi kt cu. Do õy l kt cu bn cu tu nờn chiu rng bn tớnh theo cụng thc sau: B b = m.H Trong đó: +) m : - mỏi dc n nh ca mỏi t di gm cu tu, m = cotg - Góc nghiêng của mái đất ổn định so với mặt nằm ngang = 25 0 m = cotg(25 0 ) =2, +) H : - Chiều cao bến , H = 12 (m). => B b = 2x12= 24 (m). 4. Gi nh kt cu bn: a. Hệ kết cấu bến. Bến cầu tàu liền bờ có kết cấu bệ cọc cao mềm, một tầng dầm ngang. Kết cấu bệ là kết cấu bản có dầm. b. Phân đoạn bến. Với chiều dài bến là : L b = 108 (m). B mụn: Cng ng Thy Vậy ta chia bến thành 3 phân đoạn, mỗi phân đọan dài 36 (m). Các khe lún có bề rộng 3 cm. c. Giả định kích thớc cọc, bản, dầm. * Cọc: Chọn cọc bê tông cốt thép tiết diện 40cm x 40cm, bố trí úng cọc đứng, đóng xuống lớp 3 v b trớ cc xiờn hng cc ngoi cựng gn mộp bn. Chọn bớc cọc theo phơng ngang 3,5 (m). Chọn bớc cọc theo phơng dọc 3,5 (m). * Bản: Bản nằm trên dầm ngang và dầm dọc dày 20 (cm). * Dầm: Chọn hệ dầm dọc dầm ngang đan nhau, với các tiết diện nh sau: Dầm dọc : 100 x 60 (cm). Dầm ngang : 100 x 60 (cm). Dầm vòi voi: Phần trên 100x300cm; dài 200 (cm). Phần dới di 1m, tiết diện thu nhỏ dần từ 60 xuống 30 (cm). d. Giả định tờng chắn đất. Với các số liệu ban đầu nh trên ta giả định tờng chắn đất nh sau: B mụn: Cng ng Thy 2500 2000 Hình1: Tờng chắn đất. 5. Mt bng tng th bn. Trong phạm vi đồ án này ta chỉ chọn ra một phân đoạn để tính toán. BCH NEO HO CễNG NGH? I II III 97000 24000 360003600036000 13600 108000 Hình2: Mặt bằng tổng thể bến. B mụn: Cng ng Thy III. Xỏc nh cỏc loi ti trng, t hp ti tỏc dng lờn cu tu 1. Ti trng giú tỏc dng lờn tu. Theo 22 TCN 222 95 (trang 520): Thành phần lực dọc: 5 2 49,0.10 . . . doc doc doc doc W A V = Thành phần lực ngang: 5 2 73,6.10 . . . ngang ngang ngang ngang W A V = Trong đó: V doc = 11 (m/s) ; W dc (KN) V ngang = 15(m/s) ; W ngang (KN) A ngang , A doc - Diện tích cản gió theo phơng ngang tàu và phơng dọc tàu. V nang , V doc - Vận tốc gió theo phơng ngang tàu và phơng dọc tàu. ngang , doc - Hệ số lấy theo bảng 26 [2] doc = 1.0; ngang = 0.66. Vi 1 T = 9.81 KN, ta cú : Trờng hợp A doc (m 2 ) A ngang (m 2 ) W doc , T W ngang , T Đầy hàng 170 570 1.03 6.35 Không hàng 220 940 1.33 10.47 2. Tải trọng dũng chy tỏc dng lờn tu. Theo 22 TCN 222 - 95 (trang 521): Thành phần ngang Q và thành phần dọc N của tải trọng do dòng chảy tác động lên tàu đợc xác định theo công thức: 2 59.0 ngangngang VAQ = (KN) và 2 59.0 docdoc VAN = (KN) Trong đó : A ngang , A doc - Diện tích chắn nớc theo hớng ngang và dọc tàu (m 2 ). V nang , V doc - Vận tốc dòng chảy theo hớng ngang và dọc tàu (m/s). Ta có : B mụn: Cng ng Thy V ngang = 0.7 (m/s); V doc = 1.6(m/s). A ngang = T.L w L w - Chiều dài hai đờng vuông góc. T - Mớn nớc của tàu. A doc = T.B t B t - Bề rộng tàu. Trờng hợp A ngang, m 2 A doc, m 2 Q , T N , T Đầy hàng 513 77.52 15.12 11.94 Không hàng 216 32.64 6.37 5.03 3. Tải trọng ta tu. Tải trọng phân bố q do tàu đang neo đậu ở bến tựa lên công trình dới tác dụng của gió đợc xác định theo công thức sau : 1,1. 1,1. ngang t W Q Q q L L + = = L - Chiều dài on tip xỳc gia tu vi cụng trỡnh: L d = 42m, L k = 32m Trờng hợp Q t ,T q, T / m Đầy hàng 16.15 0.42 Không hàng 7.7 0.26 4. Tải trng va tu. * Động năng của tàu đợc xác định theo công thức sau : 2 . . 2 VD E q = Trong đó : D - Lợng rẽ nớc của tàu D = 5000 (T ) V - Thành phần vuông góc với mép bến của tốc độ tàu cập lấy theo bảng 29 [1 - Tr.523]; V = 0.15 (m/s) Z F q,KN F q F q( ) Z E q,KJ E q E q( ) Z Bộ môn: Cảng – Đường Thủy ψ - HÖ sè lÊy theo b¶ng 30 (22TCN222-95, Tr.523) víi bÕn liÒn bê trªn nÒn cäc cã m¸i dèc díi gÇm bÕn → ψ = 0.55 Suy ra 2 5000.(0.15) 0.55. 30.94( ) 2 q E KJ= = • Xác định lực va F q : ∆z : đường biến dạng ∆z = ∆ b + ∆ đ E : Năng lượng biến dạng (KJ), phụ thuộc vào bến và đệm tàu. E = E bến + E đệm Trong đó : ∆ đ ; E đệm : do nhà sản xuất cung cấp. ∆ b ; E bến : phụ thuộc vào độ cứng của kết cấu công trình bến. [...]... = 97m < 150m) , - Góc nghiêng của dây neo (xem hình dới đây), đợc lấy theo bảng 32[1, Tr.526] Qt = Wngang + Q - Tải trọng ngang do gió, dòng chảy tác động lên tàu B mụn: Cng ng Thy Hình3: Sơ đồ tính toán lực neo Ta xét bích neo đặt tại vị trí mép bến Lực tác dụng lên công trình theo 2 phơng: Phơng vuông góc và phơng song với mép bến, đợc xác định theo công thức sau: Sq = Qt n S n = S cos cos... voi = 2.27 (T) * B mụn: Cng ng Thy 8 Cỏc t hp ti trng Các tổ hợp cơ bản để tính toán nội lực cấu kiện nh sau : Tổ hợp cơ bản: Bao gồm tải trọng thờng xuyên, tải trọng tạm thời tác động kéo dài, cùng với một trong số các tải trọng tạm thời tác động nhanh Căn cứ vào tổ hợp tải trọng cơ bản ta có hai tổ hợp tải trọng tính toán nh sau : * Tổ hợp 1: Tải trọng bản thân cầu tàu + tải do hàng hoá xếp trên bến... của cấu kiện cầu tàu : 1.05 Tải trọng do hàng hoá : 1.3 Tải trọng do tàu : 1.2 IV Gii cu tu 1 Xỏc nh tõm n hi Xác định sơ bộ chiều dài tính toán của cọc và chiều dài tự do của cọc: * +/ Xỏc nh chiu di t do ca cc: B mụn: Cng ng Thy B mụn: Cng ng Thy Hình4: Sơ đồ tớnh toỏn chiu di t do ca cc Trờn mỏi dc m = 2.1, ta cú chiu di tớnh toỏn ca cc c xỏc nh theo phng phỏp kinh nghim nh sau: ltt = l0 + .d Trong... lên từng phân đoạn của cầu tàu thông qua lực căng dây neo Thành phần lực ngang của dây neo này là: S q và Sn đã tính toán ở trên Trong hai trờng hợp tàu đầy hàng và không hàng thì trờng hợp tàu đầy hàng có tải trọng neo lớn hơn do đó lấy tải trọng neo trong trờng hợp này để tính toán Ta cú: T = Sn = 9.34 (T) ; N = Sq.sin=5,38.sin30o =2.69(T) YC C(17,5m;16,36m) 17860 24000 XC 9.34T 2.69T 36000 T hỡnh... 11.46 9.34 5.38 3.92 7.7 6.7 4.44 2.57 4.31 B mụn: Cng ng Thy Từ bảng tải trọng trên ta xác định đợc các đặc điểm cấu tạo của bích neo theo bảng 11 - 3 [2] Chọn loại bích neo HW20 có các kích thớc và sơ đồ liên kết đợc thể hiện trong bản vẽ CHI TIT BCH NEO HW20 B mụn: Cng ng Thy 6 Ti trng thit b v hng húa bc xp trờn cng Vi nhim v thit k ca ỏn ta ó chn cp ti trng khai thỏc trờn bn l cp III, vi cỏc s... Ô tô - q1 q2 q3 H-100 KN/m 15 20 20 Theo chiu rng bn, ti trng c phõn thnh cỏc vựng nh hỡnh sau õy : S ti trng khai thỏc cng bin( da vo hng húa v phng tin bc xp) q 0.5q A q q 3 2 1 1 B C D Hình4: Sơ đồ tải trọng phân bố trên bến Tớnh toỏn vi mt di bn cú b rng 3.5m, ta cú: q1 = 15 x 3.5 = 52.5 KN/m = 5.25 (T/m) q2 = 20 x 3.5 = 70 KN/m = 7 (T/m) q3 = 20 x 3.5 = 70 KN/m = 7 (T/m) i vi cp ti trng III... thì phản lực ngang Hix và Hiy của cọc đơn đợc xác định nh lực cắt Q gây ra do các chuyển vị đơn vị theo các công thức của cơ học kết cấu : Bng 6.6 trang 208(sỏch CTBC) H ix = H iy =Q= 12 EJ li3 Mô men quán tính của cọc : J = a4/12 = (0.4)4/12 = 2,13.10-3(m4) Diện tích tiết diện cọc : F = a2 = 0.42 = 0.16 (m2) Cọc bê tông cốt thép mác 300, ta có : E = 2,9.105(T/m2) => EJ = 2,9.105 2,13.10-3= 617.7(Tm2)... công thức sau : H iy = k1.k2 = Sin 2 2 ( k1 + k2 ).Cos 2 Trong đó: k1, 2 = k1, k2 - Các hệ số lún đàn hồi đợc xác định theo công thức sau : l1, 2 EF B mụn: Cng ng Thy y C(x ;y ) o T o x O N Hình5: Sơ đồ mụ t v trớ s b ca tõm n hi Từ các công thức đó ta thành lập bảng tính tải trọng ngang đầu cọc với tất cả các cọc nh sau: BNG XC NH CC THễNG S TNH TM N HI Hàn g cọc y,m ltt,m Hx(T/m) Hy(T/m) 0.0 -0.25... hng cc l 3.5m * Tải trọng bản thân của bản: Ta có tải trọng bản thân do bản là tải trọng phân bố đợc xác định: qbản = b.h bt Trong đó: qbản - Tải trọng bản thân do bản tác dụng b - Khoảng cắt để tính toán (b = 3.5m) h - Chiều cao bản, h = 20cm * bt- Khối lợng riêng của bêtông, bt = 2.5T/m3 Vậy ta có: qbản = 3,5 0,2 2,5 = 1.75 (T/m) Ti trng bn thõn do dm ngang: Tải trọng bản thân của dầm ngang là tải... hai phng cho cc th i c xỏc nh theo cụng thc sau: H ix = H ix (x y i' ) H iy = H iy (y xi' ) Trong đó: xi' , y i' - Toạ độ của cọc thứ i đối với hệ toạ độ mới có gốc tại tâm đàn hồi C Kết quả tính toán nh bảng tổng hợp sau : Xỏc nh tng lc ngang lờn tng khung Khung dc sau khi phõn phi lc neo: Khung dc H ix (T/m) A1 A2 B C D E F G 0.00 0.00 0.60 0.77 1.03 1.43 2.09 3.36 Khung ngang sau khi phõn phi . Bộ môn: Cảng – Đường Thủy THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN B mụn: Cng ng Thy I. Các số liệu đầu vào. 1. Mô tả kết cấu bến. Bn. Thy 2500 2000 Hình1: Tờng chắn đất. 5. Mt bng tng th bn. Trong phạm vi đồ án này ta chỉ chọn ra một phân đoạn để tính toán. BCH NEO HO CễNG NGH? I II III 97000 24000 360003600036000 13600 108000 Hình2:. hi. * Xác định sơ bộ chiều dài tính toán của cọc và chiều dài tự do của cọc: +/ Xỏc nh chiu di t do ca cc: Bộ môn: Cảng – Đường Thủy B mụn: Cng ng Thy Hình4: Sơ đồ tớnh toỏn chiu di t do ca cc. Trờn