CHƯƠNG I: TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BẾN VÀ GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU I. SỐ LIỆU THIẾT KẾ. 1. Kết cấu công trình bến. Công trình bến Cầu tàu đài mềm trên nền hệ cọc lăng trụ BTCT. 1.1. Loại tầu thiết kế. STT = 10 : Tầu thiết kế là tàu chở Khách + hàng. 1.2. Số liệu về tầu. Theo bảng phụ lục 4 Tiêu chuẩn 22TCN22295 ta có các số liệu: Lượng rẽ nước : 30000 (Tấn) Trọng tải : 10000 (Tấn) Kích thước : + Chiều dài lớn nhất : Lt,max = 218 (m). + Chiều dài giữa 2 đường vuông góc : Lw =195 (m). + Bề rộng tầu : Bt = 26,5 (m). + Chiều cao mạn 17,0 (m). + Mớn nước tầu đầy hàng : T1 = 9,2 (m). + Mớn nước tầu chưa có hàng : T2 = 6,0 (m). + Chiều dài đoạn thẳng của thành tầu đầy hàng : 76 (m). + Chiều dài đoạn thẳng của thành tầu chưa có hàng : 67 (m). Diện tích cản gió : + Ngang tầu: Khi tầu đầy hàng : Aq = 4510 (m2). Khi tầu chưa có hàng : Aq = 5240 (m2). + Dọc tầu : Khi tầu đầy hàng : An = 846 (m2). Khi tầu chưa có hàng : An = 910 (m2). Độ sâu bé nhất trước bến : 10,5(m). Bảng1: D(t) P(t) Kích thước (m) Diện tich cản gió(m2) Lt,mac Lw Bt Hs L1 L2 T1 T2 Aq1 Aq2 An1 An2 30000 10000 218 195 26,5 17,0 76 67 9,2 6,0 4510 5240 846 910 2. Tải trọng hàng hóa, phương tiện, thiết bị. Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển Hình 2.8.aCông trình bến cảng. 3. Số liệu địa chất. Tra phụ lục 3 – số liệu địa chất công trình Bảng 2: STT Tên lớp Chỉ tiêu cơ lý Chiều dài h (m) γ (Tm3) φ (o) c (Tm3) 1 Bùn sét 1,6 5 1 10 2 Sét dẻo chảy 1,7 17 0,5 6 3 Cát hạt trung 1,8 20 0 20 4. Số liệu thủy văn. Tra Phụ lục 2 – số liệu mực nước,gió,dòng chảy. 4.1. Số liệu về Mực nước. Mực nước cao thiết kế : MNCTK = +5,3 (m). Mực nước thấp thiết kế : MNTTK = +1,5 (m). Mực nước trung bình : MNTB = +2,5 (m). 4.2. Số liệu về gió. Tốc độ gió theo phương dọc tầu: Vgdt = 5 (ms). Tốc độ gió theo phương ngang tầu: Vgnt = 12 (ms). 4.3. Số liệu về dòng chảy. Tốc độ dòng chảy theo phương dọc tầu : Vdcdt = 1,5 (ms). Tốc độ dòng chảy theo phương ngang tầu : Vdcnt = 0,5 (ms). Bảng3: Mực nước V¬Gió (ms) VDòng chảy (ms) MNCTK MNTB MNTTK Vgdt Vgnt Vdcdt Vdcnt 5,3 3,5 2,5 5 12 1,5 0,5 II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢNGIẢ ĐỊNH KẾT CẤU BẾN. 1.Xác định các cao trình bến. 1.1.Cao trình mặt bến.
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ CHƯƠNG I: TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BẾN VÀ GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU I. SỐ LIỆU THIẾT KẾ. 1. Kết cấu công trình bến. - Công trình bến Cầu tàu đài mềm trên nền hệ cọc lăng trụ BTCT. 1.1. Loại tầu thiết kế. - STT = 10 : Tầu thiết kế là tàu chở Khách + hàng. 1.2. Số liệu về tầu. - Theo bảng phụ lục 4 Tiêu chuẩn 22TCN222-95 ta có các số liệu: - Lượng rẽ nước : 30000 (Tấn) - Trọng tải : 10000 (Tấn) - Kích thước : + Chiều dài lớn nhất : L t,max = 218 (m). + Chiều dài giữa 2 đường vuông góc : L w =195 (m). + Bề rộng tầu : B t = 26,5 (m). + Chiều cao mạn 17,0 (m). + Mớn nước tầu đầy hàng : T 1 = 9,2 (m). + Mớn nước tầu chưa có hàng : T 2 = 6,0 (m). + Chiều dài đoạn thẳng của thành tầu đầy hàng : 76 (m). + Chiều dài đoạn thẳng của thành tầu chưa có hàng : 67 (m). - Diện tích cản gió : + Ngang tầu: * Khi tầu đầy hàng : A q = 4510 (m 2 ). * Khi tầu chưa có hàng : A q = 5240 (m 2 ). + Dọc tầu : * Khi tầu đầy hàng : A n = 846 (m 2 ). * Khi tầu chưa có hàng : A n = 910 (m 2 ). - Độ sâu bé nhất trước bến : 10,5(m). Bảng1: D(t) P(t) Kích thước (m) Diện tich cản gió(m 2 ) L t,mac L w B t H s L 1 L 2 T 1 T 2 A q1 A q2 A n1 A n2 3000 0 1000 0 218 195 26, 5 17, 0 76 67 9,2 6,0 451 0 524 0 846 910 2. Tải trọng hàng hóa, phương tiện, thiết bị. - Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển Hình 2.8.a/Công trình bến cảng. 3. Số liệu địa chất. - Tra phụ lục 3 – số liệu địa chất công trình NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 1 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ Bảng 2: STT Tên lớp Chỉ tiêu cơ lý Chiều dài h (m) γ (T/m 3 ) φ ( o ) c (T/m 3 ) 1 Bùn sét 1,6 5 1 10 2 Sét dẻo chảy 1,7 17 0,5 6 3 Cát hạt trung 1,8 20 0 20 4. Số liệu thủy văn. - Tra Phụ lục 2 – số liệu mực nước,gió,dòng chảy. 4.1. Số liệu về Mực nước. - Mực nước cao thiết kế : MNCTK = +5,3 (m). - Mực nước thấp thiết kế : MNTTK = +1,5 (m). - Mực nước trung bình : MNTB = +2,5 (m). 4.2. Số liệu về gió. - Tốc độ gió theo phương dọc tầu: V gdt = 5 (m/s). - Tốc độ gió theo phương ngang tầu: V gnt = 12 (m/s). 4.3. Số liệu về dòng chảy. - Tốc độ dòng chảy theo phương dọc tầu : V dcdt = 1,5 (m/s). - Tốc độ dòng chảy theo phương ngang tầu : V dcnt = 0,5 (m/s). Bảng3: Mực nước V Gió (m/s) V Dòng chảy (m/s) MNCT K MNTB MNTT K V gdt V gnt V dcdt V dcnt 5,3 3,5 2,5 5 12 1,5 0,5 II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN-GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU BẾN. 1.Xác định các cao trình bến. 1.1.Cao trình mặt bến. CTMB = MNCTK + a - Trong đó: a =1÷2 (m) -độ vượt cao dự trữ cho bảo quản hàng hoá và quá trình bốc xếp. - Việc chọn CTMB là một bài toán kinh tế - kỹ thuật.Nếu như trong quá trình xác định MNCTK đã kể đến mực nước dâng thì trong a sẽ không kể đến mực nước dâng và ngược lại. - Theo quan điểm đó tồn tại 2 tiêu chuẩn để xác định CTMB,đó là tiêu chuẩn chính và tiêu chuẩn kiểm tra: + Theo tiêu chuẩn chính nhằm đảm bảo cho tàu neo đậu và làm công tác bốc xếp ở bến được thuận lợi khi mực nước trong khu nước của cảng là trung bình: CTMB c = MNTB (H 50% ) + a Trong đó: H 50% =MNTB – mực nước đảm bảo suất 50%.Lấy đường tần suất mực nước giờ H 50% = MNTB = 3,5 (m). NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 2 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ a - độ vượt cao được tra bảng 27 trang 65 “ Quy hoạch thiết kế công nghệ cảng biển”, ứng với biển có thủy triều a = 2 (m). Suy ra : CTMB c = MNTB (H 50% ) + a = 3,5 + 2 = 5,5 (m) + Theo tiêu chuẩn kiểm tra: là nhằm đảm bảo cho khu đất không bị ngập nước. CTMB kt = MNCTK (H 1% ) + a H 1% = MNCTK – mực nước đảm bảo suất 1% . Lấy với đường tần suất mực nước giờ H 1% = MNCTK = 5,3 (m). a - độ vượt cao được tra bảng 27 trang 65 “ Quy hoạch thiết kế công nghệ cảng biển”, ứng với biển có thủy triều a = 1 (m) Suy ra : CTMB kt = +5,3 + 1 = 6,3 (m). - Ta có : CTMB = Max (CTMB c ; CTMB kt ) = 6,3 (m) 1.2.Chiều sâu trước bến. - Tính toán theo Tiêu Chuẩn Thiết Kế Công Trình Bến Cảng 22TCN207-92. - Độ sâu thiết kế H 0 : H 0 = H ct + Z 4 = T + Z 0 + Z 1 +Z 2 +Z 3 + Z 4 Trong đó : H ct - Chiều sâu chạy tầu. H ct = T + Z 0 + Z 1 +Z 2 +Z 3 + T = 9,2 (m) - Mớn nước của tàu tính toán khi chở đầy hàng. + Z 0 - Độ dự phòng cho sự nghiêng lệch của tàu do xếp hàng hoá lên tàu không đều và do hàng hoá bị nghiêng lệch. + Theo Bảng 6/22TCN207-92 : Đối với tàu chở hµng kh«,tµu hçn hîp ta có: Z 0 = 0,026.B t = 0,026 . 26,5= 0,689 (m). + Z 1 - Độ dự phòng chạy tàu tối thiểu đối với an toàn khi chạy tàu. Theo Bảng 3/22TCN207-92 : Đối với khu nước có đất đáy là bùn sét ta lấy: Z 1 = 0,03.T = 0,03. 9,2 = 0,276 (m). + Z 2 - Độ dự phòng d sóng (xét đến độ chìm gia tăng của đầu cuối tàu khi có sóng). Z 2 = 0 (m). + Z 3 - Độ dự phòng về vận tốc tính tới sự thay đổi mớn nước của tàu khi chạy so với mớn nước tàu neo đậu vùng nước tĩnh. - Theo bảng 5/22TCN207-92 : Thiên về an toàn ta lấy Z 3 = 15 (cm) = 0,15 (m). + Z 4 - Độ dự phòng cho sa bồi và hang rơi vãi xuống khu nước trong cảng. Theo mục 5.3.6 tiêu chuẩn 22TCN207-92 ta lấy : Z 4 = 0,4 (m). - Từ đó ta có : Chiều sâu trước bến : H 0 = 9,2 + 0,689 + 0,276 + 0 + 0,15 + 0,4 = 10,7 (m). 1.3.Cao trình đáy bến. - Ta có : CTĐB = MNTTK – H 0 = +2,5 – 10,7= -8,2 (m). Vậy ta chọn cao trình đáy bến : CTĐB = -8,2 (m) NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 3 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ 1.4.Chiều cao trước bến. - Chiều cao trước bến được xác định theo công thức : H = CTMB - CTĐB = +6,3 – (-8,2) = 14,5(m). Vậy chọn : H = 14,5 (m) ≤ 20 (m) Theo mục 2.3 của Tiêu chuẩn thiết kế công trình bến cảng 22TCN207-92 → Công trình thuộc cấp III. Bảng4: CTMB(m) CTĐB(m) +6,3 -8,2 2. Xác định chiều dài bến. - Chiều dài bến được xác định theo công thức : L b = L t,max + d - Trong đó : L t,max = 218 (m) : Chiều dài tàu thiết kế. d : Khoảng cách dự phòng cho 1 tuyến bến (nhằm thuận tiện cho các thao tác của tàu khi cập bến cũng như bốc xếp hàng). - Theo bảng 8/22TCN207-92 ta có : d = 25 (m). - Suy ra : L b = 218 + 25 = 243 (m). 3. Xác định chiều rộng bến. - Chiều rộng bến phụ thuộc vào các yếu tố như: - Công nghệ xây dựng bến,việc bố trí đường sắt,đường cần trục và các trang thiết bị phục vụ cho công tác bốc xếp trên cảng. - Kết cấu gia cố mái dốc gầm bến và điều kiện ổn định của mái dốc đó. - Kết cấu phần tiếp giáp sau bến với bờ và với các công trình hiện có. Chiều rộng bến cầu tàu dọc bờ sơ bộ có thể được chọn theo công thức sau: B b = m.H - Trong đó : *m – Hệ số mái dốc ổn định của mái đất dưới gầm cầu tàu. *α – Góc nghiêng của mái dốc ổn định của mái đất (đã được gia cố) dưới gầm cầu tàu.Do lớp đất 1 nằm dưới ± 0.00 5m nên ta đổ thêm vào đó bằng lớp cát lấp có các đặc trưng cơ lý như sau:ɣ = 1,6 (T/m 3 ), φ = 15 o , c = 0. - Ta chọn m = 2. - Từ đó ta có : B b = 2.14,5 = 29 (m). - Ta chọn B b = 28 (m). 4. Giả định kết cấu bến. 4.1.Hệ kết cấu bến. - Bến cầu tầu đài mềm hệ dầm bản cọc vuông BTCT thường. 4.2.Phân đoạn bến. - Với chiều dài bến đã tính toán được : L b = 243 (m) - Chia chiều dài bến thành 6 phân đoạn,mỗi phân đoạn dài 40,5(m). - Khoảng cách khe lún giữa 2 phân đoạn kề nhau là 2(cm) NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 4 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ - Trên mỗi phân đoạn bố trí các hàng cọc theo phương dọc bến với khoảng cách là 3,5 (m) và theo phương ngang bến với khoảng cách là 4,1(m). - Ngoài các hàng cọc thẳng đứng còn có các hàng cọc xiên 1:10 để chịu lực ngang tốt hơn. Hình 1: Mặt bằng tổng thể công trình bến 4.3.Giả định về cọc: - Cọc BTCT tiết diện 40x40cm. - Bêtông mác 300 có trọng lượng riêng γ=2500kG/m 3 . - Các cọc được đóng vào lớp đất tốt để đỡ kết cấu ở bên trên. - Dự kiến chiều dài cọc : *Theo phương pháp kinh nghiệm,chiều dài tính toán sơ bộ của cọc có thể được xác định thông qua công thức tính chiều dài cọc trang 205 – sách “Công trình bến cảng” : l tt.cọc = l 0 + η.d *Trong đó : η = 5÷8 .Chọn η = 6 d : Kích thước cọc.Ở đây d=0,35(m) l 0 = H = 14,5 (m) Suy ra : l tt.cọc = 14,5+ 6.0,4= 16,9 (m). - Vậy dự kiến chiều dài tính toán sơ bộ của cọc là : 17 (m). 4.4.Giả định về hệ dầm bản: - Kết cấu đài bến là hệ dầm bản BTCT. - Bản BTCT dày 30cm được thi công đổ tại chỗ bằng Bêtông mác 300. - Dầm ngang và dầm dọc có tiết diện là 80x100(cm 2 ) được chế tạo từ Bêtông mác 300 và cốt thép AII. 4.5.Giả định về tường chắn đất và mái dốc. - Mái dốc có cấu tạo như một bến mái nghiêng bằng đá đổ gồm có chân khay,mái và đỉnh mái. Phía trong có tầng lọc ngược. Độ nghiêng của mái dốc gầm bến cầu tàu là 2.0 - Phía tuyến sau bến dùng tường chắn để giữ ổn định mái đất. - Cấu tạo chi tiết tường chắn đất và vòi voi như hình vẽ sau: NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 5 28700 28200118005900 24100287002820024100 5900 I Ðu?ng ray II III IV V VI Khe lún r?ng 2cm Hào công ngh? Bích neo 40500 40500 40500 40500 40500 40500 243000 28700 28700 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ 3000 500 600 2000 7001700 Hình 2:Tưng chn đt 5. Đặc trưng vật liệu - Cốt thép chịu lực nhóm AII có các đặc trưng về cường độ: + Cường độ chịu kéo : R s = 280 MPa =28000 T/m 2 + Cường độ chịu nén : R sc = 280 MPa = 28000 T/m 2 + Môdun đàn hồi : E = 2,1.10 7 T/m 2 - Cốt thép đai nhóm AI có các đặc trưng về cường độ: + Cường độ chịu kéo : R s = 225 MPa =22500 T/m 2 + Cường độ chịu nén : R sc = 175 MPa = 17500 T/m 2 + Môdun đàn hồi : E = 2,1.10 7 T/m 2 - Bêtông cấp độ bền B25 với các đặc trưng về cường độ: + Cường độ chịu nén : R b = 14,5 MPa = 1450 T/m 2 + Cường độ chịu kéo : R bt = 1,05 MPa = 105 T/m 2 + Môdul đàn hồi : E = 2,9.10 6 T/m 2 NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 6 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU TÀU 1. Các loại tải trọng tác dụng lên công trình bến. - Tải trọng thường xuyên : khối lượng bản than, khối lượng đất đắp, áp lực đất lấp, tải trọng do công trình và thiết bị công nghệ. - Tải trọng tạm thời dài hạn : tải trọng thiết bị bốc xếp di động, áp lực thủy tĩnh… - Tải trọng tạm thời ngắn hạn : tải trọng do sóng, dòng chảy, tải trọng do tàu(lực neo,lực va,lực tựa),tải trọng ngang do cần cẩu và phương tiện vận tải… - Tải trọng đặc biệt : Tải trọng do động đất,sóng thần, tải trọng do hỏa hoạn,cháy nổ… 2. Tải trọng bản thân. - Kết cấu bên trên của cầu tàu bao gồm bản, dầm dọc,dầm ngang và vòi voi được đổ liền khối với nhau. Tải trọng bản thân của kết cấu bến bao gồm tải trọng bản thân của bản, hệ dầm dọc, dầm ngang và vòi voi. Để tránh tính toán nhiều khi tính toán ta cắt 1m dài làm mẫu để tính cho toàn bộ kết cấu bến. 2.1 Tải trọng bản thân của bản. - Bản của bến cầu tàu như đã giả định ở trên dày : h b = 30 (cm). - Xét một dải bản có bề rộng b = 3,5 (m) theo phương song song với dầm ngang và nằm phân bố đều về hai phía của 1 dầm ngang bất kì. - Bêtông mác 300 có trọng lượng riêng γ bt = 2500 kG/m 3 = 2,5 T/m 3 . - Tải trọng bản thân bản được phân bố trên 1m dài bề rộng bến tính như sau: Q b =γ bt .h b .(b – a) =2,5.0,3.(3,5-0,8)= 2,625 (T/m) 2.2 Tải trọng bản thân dầm ngang. - Dầm ngang có tiêt diện 80x100 (cm 2 ). - Trọng lượng bản thân dầm ngang có dạng phân bố trên chiều dài,có giá trị trên 1m dài của dầm được tính như sau: Q dn = γ bt . t.a (T/m) Trong đó: Q dn – Tải trọng bản thân dầm ngang. a – Bề rộng dầm ngang. t=h d -h b – Bằng chiều cao dầm ngang trừ đi chiều dày bản. γ bt – Trọng lượng riêng của bê tông. Thay số: Q DN = 2,5.(1,0-0,3).0,8 = 1,4 (T/m). 2.3 Tải trọng bản thân dầm dọc. - Dầm dọc có tiết diện giả định như trên là 80x100 (cm). - Xét một đoạn dầm dọc có chiều dài l 1 = 4,1 (m) nằm vuông góc với dầm ngang và phân bố đều về 2 phía của 1 dầm ngang bất kì. Tải trọng bản thân của dầm dọc được quy về tải tập trung đặt tại giao điểm của dầm dọc và dầm ngang được xác định như sau: P dd = γ bt .a.t.(l 1 -b dầm )/2= 2,5.0,8.(1,0-0,3).(4,1-0,8) = 4,62 (T). 2.4 Tải trọng bản thân vòi voi : - Tải trọng bản thân của vòi voi được tính một cách tương đối và thiên về an toàn,có dạng tập trung đặt tại đầu dầm và có giá tri : P vv =10.4 (T). NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 7 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ Bảng 5: Bản Dầm ngang Dầm dọc Vòi voi 2,625 1,4 4,62 10.4 3. Tải trọng do gió tác dụng lên tầu. - Theo mục 5.2/22TCN222-95 ta có thành phần ngang W q và thành phần dọc W n của tải trọng gió tác dụng lên tàu được xác định theo công thức : W q = 73,6.10 -5 .A q .v q 2 .ξ W n = 49.10 -5 .A n .v n 2 .ξ Trong đó : A q và A n - Diện tích cản gió theo hướng ngang và hướng dọc tàu. (m 2 ) V q và v n – Thành phần ngang và thành phần dọc của tốc độ gió có suất đảm bảo 2%, (m/s) ξ - Hệ số lấy theo Bảng 26/22TCN222-95. - Kết quả tính toán tải trọng gió được thể hiện ở bảng sau: Bảng 6: Pha tàu A q A n V q V n ξ W q W n (m 2 ) (m 2 ) (m/s) (m/s) Ngan g Dọc (kN) (kN) Đầy hàng 4510 846 12 5 0,5 1 238,9 9 10,36 Chưa hàng 5240 910 12 5 0.5 1 277,6 8 11,15 4. Tải trọng do dòng chảy tác dụng lên tầu. - Theo mục 5.3/22TCN222-95 ta có thành phần ngang Q w (kN) và thành phần dọc N w (kN) của lực do dòng chảy tác dụng lên tàu được xác định theo công thức: Q w = 0,59.A l .v l 2 N w = 0,59.A t .v t 2 Trong đó : A l và A t – Tương ứng là diện tích chắn nước theo hướng ngang và hướng dọc tàu,(m 2 ).Ta có : A l = L w .T ; A t = B t .T ( Với : L w = 218m , B t = 26,5m ). v l và v t – Thành phần ngang và thành phần dọc của vận tốc dòng chảy với suất đảm bảo 2% (m/s). - Kết quả tính toán tải trọng dòng chảy được thể hiện trong bảng sau: Bảng 7: Pha tàu T (m) A l (m 2 ) A t (m 2 ) v l (m/s) v t (m/s) Q ω (kN) N ω (kN) Đầy hàng 9,2 2005,6 243,8 0,5 1,5 295,83 323,64 Chưa hàng 6,0 1308 159 0,5 1,5 192,93 211,07 5. Tải trọng do tàu tác động vào công trình bến. 5.1 Lực neo tàu. - Theo mục 5.11/22TCN222-95, Tải trọng kéo của các dây neo phải xác định bằng cách phân phối thành phần vuông góc với mép bến của lực Q tot (kN) cho các bích neo (hoặc vòng neo). Lực Q tot bao gồm cảỵu lực do gió và do dòng chảy tác động lên một tàu tính toán. NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 8 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ - Lực neo S (kN) tác động lên một bích neo (hoặc vòng neo) không phụ thuộc vào số lượng tàu buộc dây neo vào bích neo đó và được xác định theo công thức: S Q .sin os tot n c = α. β Sv Sq S Sn α β TUYEN MEP BEN Hình 3: Sơ đồ phân bố tải trọng neo tàu trên một bích neo Trong đó: +, n - Số lượng bích neo chịu lực. - Theo bảng 31/22TCN222-95,lấy n = 6. +, α,β - Góc nghiêng của dây neo,được lấy theo bảng 32/22TCN222-95 như sau: Bảng 8: Loại tàu Vị trí bích neo Góc nghiêng của dây neo,độ α,độ β,độ Tàu đầy hàng Tàu không hàng Tàu biển Tại mép bến 30 20 40 - Hình chiếu của lực S lên các phương vuông góc với mép bến S q ,song song với mép bến S n và theo phương thẳng đứng S v được xác định theo công thức: S q Q tot n = ; S n = S.cosα.cosβ ; S v = S.sinβ ; - Theo kết quả tính toán tải trọng do gió (Bảng 2) và do dòng chảy (Bảng 5) tác động lên tàu theo phương vuông góc với mép bến (tức là theo phương ngang tàu), ta có kết quả tính toán tải trọng neo tàu được thể hiện ở bảng sau: Bảng 9: Pha tàu W q Q ω Q tot α β S S n S q S v (kN) (kN) (kN) ( o ) ( o ) (kN) (kN) (kN) (kN) Đầy hàng 238,9 9 295,8 3 534,82 30 20 189,7 1 154,3 9 89,14 64,88 Chưa hàng 277,6 8 192,8 3 470,51 30 40 204,7 135,8 74,42 131,58 - Nhận xét: Tải trọng neo tàu khi tàu chưa có hàng (S = 204,7kN ≈ 20,5 (Tấn) ) lớn hơn tải trọng neo khi tàu chở đầy hàng (S = 189,71 kN ≈ 19 (Tấn) ), do đó dùng giá trị S = 20,5 (Tấn) để chọn loại bích neo để neo tàu. - Tra bảng 11.3/Công trình bến cảng ,chọn loại bích neo HW20 để bố trí trên bến. Loại bích này có đặc điểm thể hiện ở bảng sau: NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 9 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ Bảng 10: Loại bích A B C D E F G H Số hiệu Bulông Lực căng mm mm mm mm mm mm mm mm Tấn HW2 0 598 838 838 635 305 456 305 64 7 20 BỐ TRÍ BÍCH NEO TRONG MỘT PHÂN ĐOẠN Hình 4: Kích thước cho bích neo loại HW20 5.2 Lực tựa tàu. - Lực ngang dưới tác động tổng hợp của gió và dòng chảy tác dụng lên tầu : Q tot = W q +Q ω Bảng 11: Trường hợp W q (KN) Q ω (KN) Q tot (KN) Đầy hàng 238,99 295,83 534,82 Không hàng 277,68 192,83 470,51 - Theo mục 5.7/22TCN222-95 ta có tải trọng phân bố q (kN/m) do tàu đang neo đậu ở bến tựa trên bến dưới tác động của gió,dòng chảy được xác định theo công thức: q = 1,1. tot d Q l (kN/m) Trong đó : Q tot - Lực ngang do tác động tổng hợp của gió, dòng chảy (kN). l d - Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu và công trình (m). NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 10 [...]... trọng phân bố đều có Q = 40,91 (T) Ta so sánh : với Q Trong đó: Mb = φb2 Rbtb ho2 = 2x105x0,8x0,952 = 151,62 Tm NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 32 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ ( với φb2 = 2 với bêtông nặng) Qb1=2x(Mbxq 1)0 .5 =2x(151,62x14,5 3)0 .5 =93,87 (T) (T) (T)> Qmax= 47,14 (T) Ta có: (T) - Ta chọn cốt đai Φ10 AI cốt đai có 4 nhánh: ta có khoảng cách giữa các... có: M = 25,74 (Tm) ;d = 22 (mm) ;A s = 30,41(cm 2) ;ho = 95 (cm) ;µ = 0,4% ;ξ = 0.0249; (mm) (T/m 2) - Từ đó ta có: = 0,066(mm) Kết luận:Vậy cốt thép thỏa mãn điều kiện về bề rộng vết nứt 2.2 Tính toán cốt thép cho dầm dọc 2.2.1Với tiết diện chịu mômen âm - Cánh nằm trong vùng nén nên bỏ qua Tính toán dầm theo tiết diện chữ nhật bxh = 80 x 100 (cm) - Ta có nội lực tính toán là :Mtt = 42,55... 230 (kN) - Bố trí đệm tàu tại các đầu cọc,mỗi phân đoạn có 10 đệm tàu dọc theo tuyến mép bến (xem hình vẽ chi tiết ở bản vẽ ) 6 Tải trọng thiết bị, hàng hóa - Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển Hình 2-8.a/Công trình bến cảng Cần cẩu cổng q2 q1 2000 2000 A 6500 B 2000 2000 q3 6000 C D Hình 6: Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 12 Đồ Án Cảng Biển năm... LỚP 53CB1 Page 30 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ Vậy ta có: Pgh = 400.0,16 + 1,6.(6.1,8 + 7.7, 6) = 166,4 (T) SCT cho phép là: Pcp = = = 110,93 (T) Ta có : Pcp = 110,93 (T) > Pmax = 109,85 (T) Vậy chọn chiều dài cọc là 36 (m) 2.Tính toán cốt thép dầm ngang và dầm dọc - Dầm khi tính toán được xem như dầm liên tục tục đặt trên các gối tựa là các cọc Trong tính toán ta có tiết diện... của thép.Ea = 2,1.106 (kG/cm 2)= 2,1.107T/m2 - Thay các số liệu vào ta có: M = 42,55 (Tm) ;d = 25 (mm) ;A s = 39,2 (cm 2) ;ho = 95 (cm) ;µ = 0,51% ;ξ = 0.041 (T/m 2) - Từ đó ta có: = 0,08(mm) Kết luận: Vậy cốt thép thỏa mãn điều kiện vết nứt NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 35 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ 2.2.3 Tính toán cốt thép đai - Tiết diện nghiêng... x - Khi tính toán trong SAP ta dùng thêm tổ hợp 4 biểu đồ bao nội lực (ENVENLOP) bằng tổng 3 tổ hợp trên 7 Sơ đồ các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng dầm ngang - Sơ đồ kết cấu (Phụ Lục 1) - Tải trọng bản (Phụ Lục 1) - Tải trọng dầm ngang (Phụ Lục 1) - Tải trọng dầm dọc (Phụ Lục 1) - Tải trọng hàng hóa (Phụ Lục 1) - Tải trọng vòi voi (Phụ Lục 1) - Tải trọng neo tàu (Phụ Lục 1) - Tải trọng va... 47,88 (Tấn) - Do đó bản thân bêtông sẽ bị phá hủy bởi ứng suất kéo chính Vậy phải tính toán cốt thép chịu lực cắt Cốt đai được tính toán với cấu kiện dầm chịu tải trọng phân bố đều có Q = 13,18 Tấn - Ta so sánh : với Q Trong đó: Mb = φb2 Rbtb ho2 = 2x105x0,8x0,952 = 151,62 Tm ( với φb2 = 2 với bêtông nặng) Qb1=2x(Mbxq 1)0 .5 =2x(151,62x17,87 5)0 .5 =104,12 (T) (T) (T)> Qmax= 16,88 (T) - Ta có: (T) - Ta chọn.. .Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ - Kết quả tính toán tải trọng tựa tàu được thể hiện trong bảng sau: Bảng 12: ld (m) Trường hợp q (KN/m) Đầy hàng 76 7,04 Không hàng 67 7,02 5.3 Tải trọng va tầu (khi tàu cập bến) - Theo mục 5.8/22TCN222-95 ta có: Khi tàu cập vào công trình bến cảng thì động năng va của tàu Eq (kJ) được xác định theo công thức : D.ν 2 Eq=ψ 2 (kJ) Trong đó:... thanh (d = 22mm) Ea :Môdun đàn hồi của thép.Ea = 2,1.106 (kG/cm 2)= 2,1.107T/m2 - Thay các số liệu vào ta có: M = 33,59 (Tm); d = 25 (mm); A s = 34,36 (cm 2); ho = 95 (cm); µ = 0,45%; ξ = 0.0326 (T/m 2) - Từ đó ta có: = 0,08(mm) ≤ 0,08 (mm) => Kết luận: Vậy cốt thép thỏa mãn điều kiện vết nứt 2.1.3 Tính toán cốt thép đai - Tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất là tiết diện có lực cắt Qmax = 47,14 (T) - Điều kiện... 3.47 7.23 19.81 48.78 5 Bài toán phân bố lực ngang cho lực tựa tàu - Theo chương 2 ta có: ld (m) Trường hợp q (KN/m) Đầy hàng 76 7,04 Không hàng 67 7,02 - Tàu cập vào bến coi như có một tải trọng phân bố đều có trị số là 7,04 (KN/m) NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 19 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ y C (xo,yo) x q = 7,04 Hình 11: Sơ đồ phân bố lực ngang cho lực . hàng hóa. - Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển Hình 2-8.a/Công trình bến cảng. Hình 6: Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 12 Đồ Án Cảng Biển năm. Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển Hình 2.8.a/Công trình bến cảng. 3. Số liệu địa chất. - Tra phụ lục 3 – số liệu địa chất công trình NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 1 Đồ Án. định sơ bộ chiều dài tính toán cọc. - Chiều dài tính toán của các hàng cọc được xác định dựa vào hình sau : NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 13 Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN