do-an-cang-bien-coc-60

Đồ áN Cảng Biển I Các số liệu đầu vào Kết cấu bến Bến cầu tàu đài mềm nỊn cäc èng BTCT ®êng kÝnh D = 60 ( cm ) Thông số tàu Tàu chở dầu có thông số nh sau: D (T) Diện tÝch c¶n giã (m2) KÝch thíc (m) P (T) Lt Lw Bt Ht Td Tk Ld Lk Aqd Aqk And Ank 5000 3300 103 96 15 6,3 5,4 2,4 37 23 610 1030 200 270 Sè liƯu vỊ thủ văn Vgió (m /s ) Mực nớc ( m ) Vdc ( m /s ) MNCTK MNTTK MNTB Vgdt Vgnt Vdcdt Vdcnt +2,7 -0,6 1,1 14 1,6 0.1 Số liệu địa chất công trình Nền đất gồm lớp có tiêu lí nh sau : Lớp đất Tên đất Chiều dày m , độ γ, T/m3 c, T/m2 Bïn sÐt ch¶y 1,56 1,5 Sét gầy lẫn cát 10 1,75 1,3 Cát hạt trung 20 1,82 Cát hạt thô Rất dày 29 1,95 SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -1- Đồ áN Cảng Biển Đặc trng vật liệu Bê tông mác M300 có đặc tính sau : Cờng độ chịu kéo : Rk = 10 (kG/cm2) Cờng độ chịu nén : Rn = 135 (kG/cm2) Mô đun đàn hồi : E = 2,9 106 (kG/cm2) Cèt thÐp AII cã : * Ra = R a’ = 2800 (kG/cm2) ∗ Rađ = 2150 (kG/cm2) II Xác định kích thớc kết cấu bến Cao trình mặt bến Cao trình mặt bến đợc xác định : +) CTMB = MNTB + a a - Độ cao dự trữ Ta lÊy a = 2,0 (m) → ∇CTMB = 1,1 + 2,0 = 3,1 (m) +) ∇CTMB = ∇MNCTK + a a - Độ cao dự trữ Ta lấy a = 1,0 (m) → ∇CTMB = 2,7 + 1,0 = 3,7 (m) → Chän ∇CTMB = 3,7 (m) Chiều sâu trớc bến Chiều sâu trớc bến độ sâu nớc tối thiểu cho tàu cập bến không bị vớng mắc Trong có kể đến mớn nớc tàu chứa đầy hàng theo quy định độ sâu dự phòng khác Ta có công thức xác định độ sâu trớc bến nh sau: H0 = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 (m) Trong ®ã : T - Mín níc tàu chở đầy hàng Z0 - Mức nớc dự trữ cho nghiêng lệch tàu xếp hàng hoá lên tàu không hàng hoá bị xê dịch SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -2- Đồ áN Cảng Biển Z1 - Độ dự phòng chạy tàu tối thiểu tính với an toàn lái tàu Z2 - Độ dự trữ sóng, theo trớc bến sóng Z3 - Độ dự phòng tèc ®é tÝnh tíi sù thay ®ỉi mín níc cđa tàu chạy so với mớn nớc tàu neo đậu nớc tĩnh Z4 - Độ dự phòng cho sa bồi * Xác định độ dự phòng Z0, Z1, Z2, Z3, Z4 (Đợc lấy tiêu chuẩn 22-TCN-207-92[3]) Z0 = 0,017 Bt = 0,017 15 = 0,255 (m) Z1 = 0,04 T = 0,04 5,4 = 0,216 (m) Z2 = (m) Z3 = 0,15 (m) Z4 = 0,5 (m) Vậy, thay vào công thức với giá trị nh ta có độ sâu nớc trớc bến là: H0 = 5,4 + 0,255 + 0,216 + 0,15 + 0,5 = 6,5 (m) Cao trình đáy bến Cao trình đáy bến đợc xác định nh sau: CTĐB = MNTTK - H0 CTĐB = -0,6 - 6,5 = - 7,1 (m) ChiÒu cao trớc bến Chiều cao trớc bến đợc xác định nh sau: H = ∇CTMB - ∇CT§B H = 3,7 - (- 7,1 ) = 10,8 (m) ChiỊu dµi tuyến bến Chiều dài tuyến bến đợc xác định phụ thuộc vào chiều dài tàu L t khoảng cách dự phòng d theo công thức sau: Lb = L t + d SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -3- Đồ áN Cảng Biển Trong d đợc lấy theo bảng 1-3 [2] lấy d = 15 (m) Suy Lb = 103 + 15 = 118 (m) Chiều rộng bến Chiều rộng bến cầu tàu (có kể đến chiều cao tờng chắn đất) dọc bờ đợc xác theo công thức sau [2]: B = m.H Trong ®ã: H - ChiỊu cao bÕn H = 10,8 (m) m - Độ dốc ổn định mái đất dới gầm cầu tàu, chọn m = 2,5 => B = 10,8 2,5 = 10,8 2,5 = 27 ( m ) Chän B = 24 (m) KÕt cấu bến a Hệ kết cấu bến Bến cầu tàu đài mềm cọc ống BTCT đờng kính D = 60 cm b Phân đoạn bến Với chiều dài bÕn lµ : Lb = 118 (m) VËy ta chia bến thành phân đoạn, phân đọan dài 40 (m) Vậy chiều dài bến Lb = 120 (m) Giữa phân đoạn bố trí khe lún có bề rộng cm c Kích thớc cọc, bản, dầm * Cọc: Chọn cọc ống bê tông cốt thép M300# đờng kÝnh D= 60 (cm ) ,bỊ dµy t =15 (cm ) đóng thẳng đứng , bố trí mặt cọc đợc thể chi tiết vẽ Chọn bớc cäc theo ph¬ng ngang (m) Chän bíc cäc theo phơng dọc (m) * Bản: Bản bê tông cốt thép M300# dày 30 ( cm ) * Dầm: Dầm BTCT M300# cã kÝch thíc nh sau : SVTH :NGUN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -4- Đồ áN Cảng Biển - Dầm dọc : 80 x 120 (cm) ( có kể BTCT ) - Dầm ngang : 80 x 120 (cm) ( cã kĨ b¶n BTCT ) d Tờng chắn đất Tờng chắn đất đợc chi tiết vẽ Mặt tổng thể bến Trong phạm vi đồ án ta chọn phân đoạn để tính toán I HAỉO CONG NGHE II III BCH NEO HW5 III Tính toán tải trọng tác dụng lên cầu tàu Tải trọng gió Theo 22 TCN 222 – 95 (trang 520): ∗ doc Thành phần lực dọc: Wdoc = 49.105 Adoc Vdoc * Thành phần lực ngang: Wngang = 73, 6.10 Angang Vngang ξ ngang Trong ®ã: Vdoc = (m/s) Vngang = 14(m/s) Angang, Adoc - DiÖn tích cản gió theo phơng ngang tàu phơng dọc tàu Vnang, Vdoc - Vận tốc gió theo phơng ngang tàu phơng dọc tàu ngang ,doc - Hệ số lÊy theo b¶ng 26 ( 22 TCN 222-1995 ) SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -5- Đồ ¸N C¶ng BiĨn → ξdoc = 1,0; ξngang = 0,65 Trêng hỵp Adoc , m2 Angang ,m2 Wdoc, KN Wngang, KN Đầy hàng 200 610 2,45 57,198 Không hàng 270 1030 3,31 96,58 Tải trọng dòng chảy Theo 22 TCN 222 - 95 (trang 521): Thành phần ngang Q thành phần dọc N tải trọng dòng chảy tác động lên tàu đợc xác định theo công thức: 2 Q = 0,59 Angang Vngang Nω = 0,59 Adoc Vdoc Trong ®ã : Angang, Adoc - Diện tích chắn nớc theo hớng ngang dọc tàu (m2) Vngang, Vdoc - Vận tốc dòng chảy theo híng ngang vµ däc tµu (m/s) Ta cã : Vngang = 0,1 (m/s); Vdoc = 1,6 (m/s) Angang = T.Lw Lw - Chiều dài hai đờng vuông góc T - Mín níc cđa tµu Adoc = T.Bt Bt - BỊ rộng tàu Trờng hợp Angang, m2 Adoc, m2 Q, KN N, KN Đầy hàng 518,4 81 3,059 122,34 Không hàng 230,4 36 1,37 54,37 SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -6- Đồ áN Cảng Biển Tải trọng tựa tàu Tải trọng phân bố q tàu neo đậu bến tựa lên công trình dới tác dụng gió , dòng chảy đợc xác định theo c«ng thøc sau : q = 1,1 W + Qω Qtot = 1,1 ngang Ld Ld Ld - ChiÒu dài đoạn tiếp xúc tàu với công trình L d = 37 ( m ), Lk = 23 (m) Tải trọng Trờng hợp Qtot ,KN q, KN/ m Đầy hàng 60,257 1,79 Không hàng 97,94 4,68 va tàu Động tàu đợc xác định theo công thức sau : Eq = ψ D.V 2 Trong : D - Lợng rẽ nớc tàu D = 5000 (T ) V - Thành phần vuông góc với mép bến tốc độ tàu cập lấy theo b¶ng 29 [1 - Tr.523]; V = 0,15 (m/s) ψ - HƯ sè lÊy theo b¶ng 30 (22TCN222-95, Tr.523) víi bến liền bờ cọc có mái dốc dới gầm bến Khi tàu đầy hàng = 0,55 , tàu không hàng lấy giảm 15 % ,ψ = 0.4675 Trêng hỵp D, TÊn V , m/s Eq ,kJ Đầy hàng 5000 0,15 0,55 30,94 Không hàng 5000 0,15 0,4675 26,3 Ta thấy Eq tàu đầy hàng > Eq tàu cha hàng Vậy ta dùng giá trị Eq tàu đầy hàng để tính toán Ta lại có : Động tàu cập bến tổng động biến dạng toàn hệ thống tàu - đệm tàu - công trình bến , bỏ qua lợng biến dạng tàu ta có : SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -7- Đồ áN Cảng Biển Eq = Ed + Eb ( kJ ) ΔZ = Δd + Δb ( m ) Ed - Năng lợng biến dạng thiết bị đệm , kJ Eb - Năng lợng biến dạng công trình bến , kJ Z - Biến dạng tổng thể cđa toµn bé hƯ thèng , m Δd - BiÕn dạng thiết bị đệm ,m b - Biến dạng công trình bến , m Trong xác định ®ỵc : l Eb = E q k ( kJ ) ; Δb = Fq K (m) Trong : Fq - Thành phần vuông góc víi mÐp bÕn cđa lùc va tµu , kN K - Hệ số cứng công trình bến theo hớng n»m ngang vu«ng gãc víi mÐp bÕn , kN/ m Theo b¶ng K= 2.5 / CTBC ta cã : 12.EI n l3 EI - §é cøng cđa cäc bÕn E- Modul đàn hồi vật liệu cọc , E =2,9.106 ( T /m2 ) I - Moomen qu¸n tÝnh cđa tiÕt diÖn cäc I= VËy I = π d (1 − α ) (m4 ) 64 π 0,15 0, 64.(1 − ( ) ) = 0,0063 ( m4 ) 64 0, n - Sè lỵng cäc , n = 60 ( cäc ) l - ChiÒu dài tính toán cọc, l= H +d l =10,05 +6 0,6 = 13,65 ( m ) Tõ ®ã ta cã : K= 12.2,9.106.0, 0063.60 = 5172 ( kN/ m ) 13, 653 Thay giá trị ta tính đợc : l 13, 65 Eb = E q k = 30,9 51722 = 7,88.10-6 ( kJ ) Ta nhận thấy lợng biến dạng công trình bến nhỏ nên Eq = Ed = 30,9 ( kJ ) Theo h×nh 3- 22 TCN 222-1995 trang 563 ta chọn loại đệm D 800 có : SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -8- Đồ áN Cảng Biển * Dung biến dạng Eq = * Phản lực vuông góc bến Fq = 180 ( kN ) * Thiết bị đệm tàu cao su = 0,5 Thành phần lực song song víi mÐp bÕn 30,9 ( kJ ) Fn = à.Fq = 0,5.180 = 90 (kN ) Tải trọng neo tàu Tải trọng tác dụng lên công trình lực kéo dây neo Xác định theo mục 5.11 [1] Lực neo S (KN) tác dụng lên bích neo đợc xác định theo công thức sau : S= Qtot n.sin α cos β Trong ®ã : n - Số lợng bích neo chịu lực, chọn n = (víi Lt = 103 < 150 (m ) ) , - Góc nghiêng dây neo đợc lÊy theo b¶ng 32[1, Tr.526] Qt = Wngang + Qω - Tải trọng ngang gió, dòng chảy tác động lên tàu Sơ đồ tính toán lực neo Ta xét bích neo đặt vị trí mép bến Lực tác dụng lên công trình theo phơng: Phơng vuông góc phơng song với mép bến, đợc xác định theo công thức sau: Sq = Qtot n S n = S cos α cos β S v = S sin SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1 -9- Đồ áN Cảng Biển Trờng hợp Đầy hàng 30 20 Không hàng 30 40 n Qtot , kN S, kN Sn, kN Sq, kN Sv, kN 60,26 32,06 26,09 15,1 10,97 97,94 63,93 42,4 24,5 41,1 Từ bảng tải trọng ta xác định đợc đặc điểm cấu tạo bÝch neo theo b¶ng 11 - ( CTBC ) Chọn loại bích neo HW5 có kích thớc sơ đồ liên kết đợc thể vẽ Tải trọng thiết bị hàng hoá bốc xếp cảng Với nhiệm vụ thiết kế đồ án ta đà chọn cấp tải trọng khai thác bến cấp II, với số liệu tải trọng dới bảng sau : Cấp tải trọng khai thác bến Tải trọng thiết bị phơng tiện vận tải III Trọng tải hàng hoá (KN/m2) Ô tô q1 q2 q3 H-100 15 20 20 Theo chiÒu réng bến , tải trọng đợc phân thành vùng nh h×nh vÏ sau : q3 q2 0,5 q1 275 q1 1000 1125 Sơ đồ tải trọng phân bố bến Tính toán với dải bến có bề rộng m ta cã : q1 = 15 = 60 KN/m = (T/m) q2 = 20 = 80 KN/m = (T/m) q3 = 20 = 80 KN/m = (T/m) SVTH :NGUN XU¢N L¦U MSSV : 87653 LíP 53CB1 - 10 -