Thiết kế công trình bến tổng hợp cảng cửa lò nghệ an

Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò MỞ ĐẦU Ngày hoàn cảnh đất nước tiến lên đường Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa cách mạnh mẽ nhiều nghành sản xuất đời, sản xuất lượng hàng hóa lớn kéo theo nhu cầu trao đổi hàng hóa ngành giao phải phát triển tương ứng để đáp ứng nhu cầu thực tế Cùng với ngành giao thông khác nghành giao thông thủy có vai trò to lớn việc vận chuyển giao lưu hàng hóa nhờ ưu như: vận chuyển với lượng hàng lớn, giá rẻ nhiều so với giao thông đường sắt, đường bộ, đường không Với ưu việc đẩy mạnh phát triển giao thông thủy để mang lại hiệu kinh tế lớn việc đầu tư xây dựng bến cảng tiếp nhận, vận chuyển hàng hóa cần thiết Sau học hoàn thành môn học chương trình đào tạo kỹ sư Cảng - Đường thủy trường ĐHXD em giao đồ án với đề tài Thiết kế công trình bến Tổng hợp Cảng Cửa Lò-Nghệ An Cảng thuộc Thị xã Cửa Lò-Nghệ An, khu vực thuận lợi cho viêc lưu thông hàng hóa Nội dung đồ án sau: Mở đầu Chương I: Tổng quan dự án đầu tư xây dựng, điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội khu vực xây dựng Chương II: Thiết kế quy hoạch Chương III: Thiết kế kỹ thuật Chương IV: Thiết kế kỹ thuật thi công Chương V: Khái toán công trình Kết luận kiến nghị Đề tài em hướng dẫn thầy giáo GVC Th.S Đinh Đình Trường Do kiến thức hạn chế thời gian có hạn nên trình thiết kế đồ án chắn gặp phải sai sót Em mong nhận giúp đỡ thầy giáo bạn để đồ án hoàn thành tiến độ có chất lượng tốt Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội Ngày…/…/2016 Sinh viên thực Văn Đình Long Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU VỰCXÂY DỰNG Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò I.1Giới thiệu dự án xây dựng công trình bến Tổng hợp Cửa Lò –Nghệ An Ngày 21/10/1985 cảng cửa lò thức đưa vào khai thác hạng mục công trình thiết kế duyệt chưa xây dựng toàn khối lượng công trình xây dựng giai đoạn 1974- 1985 đưa vào khai thác đến bao gồm: - 02 cầu bến thỏa mãn cho tàu 10.000 dwt neo cập làm hàng dài 319,6m - hai kho kín chứa hàng dạng khung kho tiệp có diện tích sử dụng 14.924m - bãi chứa hàng có tổng diện tích 48.957 m2 - đường nối quốc lộ 1a với cảng dài 14 km - đường sắt nối ga quán hành với cảng cửa lò dài 11,5 km - hồ chứa nước hệ thống công trình cấp thoát nước - hệ thống cấp điện thông tin I.2 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình Việt Nam có 3.260km bờ biển, 2.360 sông kênh, rạch có chiều dài từ 10 km trở lên, tổng chiều dài 41.900km, thuộc nước có mật độ sông ngòi cao 0.22km/km bờ biển chạy dọc từ bắc – nam, sông chảy theo hướng tây bắc - đông nam đổ biển, trung bình cách khoảng 300km bờ biển có cảng biển, nhiều cảng nước sâu tiếp nhận tàu vạn tấn, khai thác vận tải khoảng 11.500km đường sông, đáng kể 2500km đường sông phía bắc 4500km phía nam lịch sử, vận tải thuỷ việt nam giữ vai trò quan trọng trình phát triển trình công nghiệp hoá, đại hoá đạt mục tiêu tăng trưởng cao, việc phát triển đường thuỷ có ý nghĩa quan trọng, xây dựng số cảng, cải tạo nâng cấp cảng bến sông địa phương, nạo vét luồng lạch nhằm vào việc phát triển khu công nghiệp, cải thiện vật chất môi trường dân cư cảng biển quốc tế việt nam có ý nghiã lớn trình hội nhập phát triển với giới khu vực mục tiêu vòng 15 – 20 năm tới đồng đại hoá xây dựng hệ thống cảng biển, phát triển đội tàu xây dựng công nghiệp đóng sửa chữa tàu biển, sớm hình thành cảng trung chuyển quốc tế có sức hấp dẫn đến khu vực việt nam, đông nam đông bắc chủ trương xây dựng cảng nước sâu, đầu mối giao lưu hàng hải quốc tế cho tàu – 10 vạn dwt cải tạo nâng cấp hệ thống cảng nội địa đại hoá công nghệ bốc xếp nâng lực thông qua cảng từ 35 tr.tấn lên 93 – 543 tr.tấn (năm 2010 2020) phát triển đội tàu có qui mô từ 800.000 dwt lên 11 tr.dwt (năm 2010 – 2020), đạt khối lượng vận tải cho kinh tế 48 – 269 tr.tấn (2010-2020) xây dựng ngành công nghiệp đóng tàu sửa chữa tầu, đóng tàu 10.000 dwt sửa chữa tầu từ – vạn dwt xây dựng đội tầu ven biển đủ mạnh, đầu tư mua tầu có trang thiết bị đại theo tiêu chuẩn quốc tế, phù hợp với thị hiếu thị trường khu vực giới Theo chiến lược nghiên cứu qui hoạch phát triển hệ thống cảng biển việt nam , cảng cửa lò có vai trò chức chủ yếu sau: - cảng cửa lò cảng biển tổng hợp nằm cụm cảng miền trung việt, nam thuộc hệ thống cảng biển cục hàng hải việt nam quản lý Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò - mục tiêu phát triển cảng cửa lò đến năm 2010 có thê tiếp nhận tàu biển có trọng tải < 10.000 dwt vào làm hàng - chức cảng cửa lò bốc xếp hàng hóa xuất nhập khẩu, hàng vận tải ven biển phục vụ phát triển kinh tế, sinh hoạt cho khu vực nam hóa, nghệ an , bắc hà tĩnh hàng cảnh cho nước bạn lào, thái lan - theo kết nghiên cứu dự báo nhu cầu lượng hàng hóa thông qua từ đến năm 2010 cho thấy qui mô cảng phải đáp ứng yêu cầu sau: + cho phép thông qua lượng hàng 3.340.000t/n đến năm 2010 + cho phép tiếp nhận làm hàng container cho tuyến gom hàng + cho phép tiếp nhận tàu 5000 dwt đến 12.000dwt vào cập bến làm hàng cách an toàn, thuận lợi với vai trò chức vậy, cảng cửa lò coi cảng biển loại ii sau cảng tổng hợp chủ yếu hải phòng - lân ; đà nẵng - dung quất; sài gòn - thị vải - vũng tàu theo chiều hướng phát triến kinh tế việt nam hợp tác phát triển kinh tế việt lào - thái tương lai cảng cửa lò có vị trí quan trọng nghiệp phát triến kinh tế vùng bắc trung quan hệ hợp tác kinh tế vùng nam châu - thái bình dương Xuất phát từ trạng cảng, vai trò chức phân công hệ thống cảng biển việt nam nhu cầu thông qua hàng hóa thời gian tới cho thấy cảng cửa lò đứng trước yêu cầu thiết phải cải tạo, nâng cấp, mở rộng toàn hệ thống công trình hạ tầng lẫn thiết bị bốc xếp quy hoạch lại tổng thể cảng cho phù hợp với định hướng phát triến cảng, lượng hàng, cấu loại hàng công nghệ làm hàng cảng - cải tạo mở rộng công trình cầu bến, kho bãi luồng lạch để tiếp nhận tàu 10.000dwt với lượng hàng 3.340.000t/n ( năm 2010 ) có hàng container - đầu tư đổi bổ sung trang thiết bị bốc xếp bến , kho , bãi - đầu tư nâng cấp đồng mạng công trình kỹ thuật hậu phương nhằm phục vụ sản xuất cảng nâng cao chất lượng phục vụ tàu biển I.3 Vị trí địa lý khu vực xây dựng Cảng cửa lò nằm bờ phía nam sôngCấm gần cửa sông đổ biển có tọa độ địa lý 18049'42" độ vĩ bắc 105041’45" độ kinh đông lãnh thổ vùng nước cảng nằm vùng quản lý hành thị xã Cửa Lò tỉnh Nghệ An Cách khoảng 5km phía đông nam đảo ngư dùng làm điểm chuyển tải hàng hoá cho cụm cảng Nghệ An (cửa lò & bến thuỷ) Dọc theo bờ biển từ hải phòng đến đà nẵng khoảng 700 km , cảng cửa lò cảng biển cục hàng hải quản lý nằm gần cảng lớn cảng hải phòng đà nẵng.ngoài nằm cảng Nghi Sơn – Thanh Hoá Chân Mây – Thừa Thiên Huế Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò Hình 1.1Vị trí khu vực xây dưng Cảng Cửa Lò Nghệ An I.4 Địa hình địa chất khu vực xây dựng I.4.1 Đặc điểm địa hình Theo tài liệu xí nghiệp kstk cảng - đường thuỷ, khu nước trước bến cảng cửa lò hẹp cao độ đáy luồng từ –3,5 đến –4,0m nhiên có đê chắn cát ngăn chặn Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò phần lớn dòng ven từ đảo lèn chu nên luồng tầu vào cảng khu nước cảng ổn định khu cảng có độ dao động từ +4,6 đến +4,5m địa hình dốc dần từ phía hậu phương phía mép bến khu đất dự kiến để xây dựng bến gồm hai khu: khu đất sát mép nước phẳng trống trải có cao độ trung bình +2,5m I.4.2Số liệu địa chất Theo tài liệu khoan địa chất công trình xí nghiệp kstk cảng - đường thuỷ, địa chất khu vực dự kiến mở rộng cảng sau: - lớp : cát màu xám đen lẫn vỏ sò hến lớp gặp hầu hết lỗ khoan với bề dày lớn, mỏng 8m có chỗ tới 15m chưa hết chiều dầy lớp tiêu lý chủ yếu lớp sau: góc nghỉ khô : a=28o khối lượng riêng : gs = 2,65 t/m3 - lớp : bùn sét pha màu xám đen lẫn vỏ sò hến lớp xuất lỗ khoan lk2(dày 4,5m) lk3 (dày 8m) tiêu lý lớp sau: góc nội ma sát : ϕ=14o02' lực dính : c= 0,06 kg/cm2; độ sệt : b=0,26 - lớp : sét màu xám trạng thái dẻo chảy, bề dầy trung bình 4,0m tiêu lý chủ yếu lớp sau: góc nội ma sát : ϕ=12o31' lực dính : c= 0,13 kg/cm2; độ sệt : b=0,76 - lớp : sét màu loang lổ, xám sáng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng cao độ mặt lớp biến thiên từ -12,7m(lk1) đến -16,9m (lk2) tiêu lý chủ yếu phụ lớp sau: góc nội ma sát : ϕ=22o27' lực dính : c= 0,34 kg/cm2; độ sệt : b=03 I.5-Điều kiện khí hậu thủy hải văn I.5.1 Đặc điểm khí hậu Nhiệt độ trung bình nhiều nằm khu vực xây dựng vào khoảng 23 04c mùa đông nhiệt độ trung bình khoảng 2003c , nhiệt độ thấp sảy vào tháng1 thấp đến toc mùa hạ nhiệt độ trung bình vào khoảng 26 05c tháng thường tháng nóng nhất, nhiệt độ cao 3908c đặc trưng nhiệt độ năm đo trạm ngư từ năm 1982 - 1993 cho bảng 1.3 Bảng 1.1 - Đặc trưng nhiệt độ (trạm ngư 1982 - 1993 ) Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy tháng 10 11 12 cn Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò Nhiệt độ cn (toc) 26,7 29,1 35,5 37,5 38,5 38,7 38,8 39,8 35,8 30,8 29,4 27,0 39,8 Nhiệt độ tb (toc) 17,0 17,1 19,3 23,0 26,8 28,7 29,1 28,3 26,8 24,2 21,8 18,5 23,4 Nhiệt độ tn (toc) 6,9 10,3 8,4 13,3 17,9 21,8 21,0 22,3 20,8 17,4 12,3 8,0 6,9 I.5.1 a,Gió Cảng cửa lò nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên chế độ gió có hai mùa rõ rệt - gió mùa hè thống trị thời kỳ từ tháng đến tháng hàng năm gió thịnh hành mùa hè gió theo hướng se, sw tốc độ gió trung bình quan trắc vào khoảng 3,50 - 4,0 m/s : mùa hè khu vực mùa mưa bão tốc độ gió bão có giá trị lớn - gió mùa đông thống trị thời gian từ tháng 10 đến tháng năm sau gió thịnh hành mùa đông gió theo hướng n, ne tốc độ gió trung bình mùa đông quan trắc đạt giá trị 3,0 - 3,5m/s tốc độ gió mạnhnhất đạt 16 - 21 m/s - tháng tháng hàng năm khu vực coi thời kỳ chuyển tiếp, gió có hướng tản mạn thông số đặc trưng chế độ gió vùng nghiên cứu sử dụng tài liệu trạm khí tượng ngư tần suất xuất gió theo hướng trạm ngư năm 1982 - 1993 bảng 1.4 từ số liệu quan trắc trạm ngư cho bảng 1.4có thể đến số nhận xét chung sau: - gió thịnh hành năm gió theo hướng n, ne, se, sw tần suất xuất gió theo hướng tương ứng 27,17% ; 19,53% ; 14,15% 8,45% ( gió theo hướng chiếm 69,30% ) - gió có tốc độ < 5,0m/s chiếm 80,12% gió có tốc độ > 10m/s chiếm 2,75% - gió có tốc độ lớn 15m/s chủ yếu xuất tháng 10 hàng năm Bảng 1.2 - Tần suất xuất gió theo hướng hướng cấp ts p% ( Trạm ngư - 1982 - 1993 ) 1–5 – 10 11 – 15 p% p% p% Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 > 15 p% tổng cộng p% Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy lặng n ne e se s sw w nw cộng Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò 12,23 12,23 21,19 13,44 2,21 12,02 5,62 5,19 2,83 5,39 67,89 4,74 5,52 0,03 1,96 1,48 2,79 0,15 0,46 17,13 1,03 0,49 0,01 0,14 0,16 0,47 0,05 0,06 2,41 0,21 0,08 0,03 0,01 0,01 0,34 12,23 27,17 19,53 2,25 14,15 7,24 8,45 3,03 5,92 100,00 I.51 b,Mưa khu vực nghiên cứu có hai mùa rõ rệt mùa khô thường kéo dài từ tháng đến tháng năm sau mùa mưa thường từ tháng đến tháng 11 theo số liệu quan trắc nhiều năm khu vực cho thấy: - tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm : 150,6mm - tổng lượng mưa trung bình mùa khô : 310,7mm - tổng lượng mưa trung bình mùa mưa : 1.752,6mm (lớn gấp gần lần mùa khô) mùa khô thường tháng tháng có mưa nhiều , tháng có mưa mùa mưa thường tháng tháng có mưa nhiều tháng tháng mưa bảng 1.3 - đặc trưng mưa tháng 10 11 12 cn ( Hòn ngư 1982 - 1993 ) Tổng lượng mưa Lượng mưa ngày trung bình (mm) lớn (mm) 41,9 35,3 47,7 59,2 29,6 34,3 53,9 46,5 85,5 142,5 154,7 151,5 123,1 211,4 228,4 348,0 404,5 256,0 681,0 356,2 160,9 135,3 52,1 55,5 150,6 356,2 Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Số ngày mưa trung bình tháng (ngày) 11,7 13,4 10,8 8,9 7,9 9,0 6,0 9,3 12,5 15,8 12,0 9,1 126,4 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò I.5.1 c,Bão theo số liệu thống kê 20 năm (1970 - 1989 ) cho thấy khu vực nghiên cứu số khu vực chịu ảnh hưởng bão lớn danh mục 61 bão thống kê có tới 14 bão gây ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực xây dựng thời gian bão đổ vào bờ biển nghệ an nói chung thường từ tháng đến tháng 10 hàng năm bảng 1.4 - đặc trưng bão đổ vào khu vực Nghệ An ( 1970 - 1989 ) hướng tốc khí áp tt tên bão tốc độ di thời gian đổ độ gió max thấp chuyển (mb) 985,3 (km/h) 21 kim chiều 13/ 7/1971 (m/s) ne, 40 elaine chiều 9/ 10 / w, 28 999,5 18 lorna 1971 sw, 30 978,0 21 anita sang 3/ 10/1972 n, 33 978,3 20 joan tối 8/ 7/1973 14 998,0 25 bress tối 22/ 7/1973 10 1002,0 20 ruth chiều 14/ e, 28 992,4 23 kelly 10/1974 nw,16 985,0 17 nancy sang 14/ 9/1980 nw,28 990,0 13 10 dot sang 5/ 7/1981 16 998,0 25 11 cary chiều 18/ 22 979,1 23 12 irving 10/1982 32 983,4 18 13 brian sang 22/ 34 985,1 24 14 dan 10/1985 40 983,4 21 ghi thành atnđ - nt – thành atnđ tối 22/ 8/1987 sang 24/ 7/1989 chiều 3/ 10/1989 tối 13/ 10/1989 Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 10 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò Q3 = qimi Trong đó: qi :tiêu chuẩn nước cho người (qi = 25l lít) mi: quy mô tòa nhà (mi = 50) Thay số: Q3 = 25x50 = 1250 (lít) e Nước cho xưởng sửa chữa tòa nhà công nghiệp Q4 Q4 = 2000 lít f Nước dùng để tưới xanh Q5 Q5 = 5000 lít Vậy tổng khối lượng nước tiêu thụ lớn ngày là: Q = (45650 + 391000+1250+2000+5000)x1,1 = 444900 (lít) d Nước phòng hỏa lấy 10% Q 10% Q = 0,1x444900 = 44490 (lít) F Hệ thống cấp nhiên liệu - Một kho nhiên liệu dung tích E = 1000 m3 - Hệ thống phòng hỏa cho kho - Một xăng để phục vụ cho phương tiện nhỏ - Một hệ thống đường ống dẫn cầu tầu để cấp nhiên liệu cho tàu G Thông tin liên lạc Hệ thống thông tin liên lạc cảng đảm bảo thông tin phục vụ điều hành đạo sản xuất, liên lạc với tàu vào cảng Nhà điều hành hệ thống thông tin liên lạc đặt khu nhà làm việc cảng II.6- Đánh giá lựa chọn phương án xắp xếp bến A Các phương án Phương án : Thứ tự xắp xếp khu hàng hàng contteiner–hàng thép– hàng bao kiện Phương án : Thứ tự xắp xếp khu hàng hàng hàng contteiner – hàng bao kiện – hang thép Bảng 2.15- Đánh giá ưu nhược điểm phương án ƯU ĐIỂM PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN - Hạn chế gió hàng conteiner cao, vận chuyển dễ dàng gần cổng - Độ ổn định cần trục dàn tốt hơn, mà khả chịu lốc , bão mà không sợ đổ cần trục Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 40 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò - Hàng conteiner gần với lối khối lượng hàng tương đối lớn NHƯỢ C ĐIỂM - vào hang conteriner khó qua lại - phải bố trí lại nhà điều hành chung B Lựa chọn phương án Do yêu cầu hàng kiện hàng conteiner tổng hợp phải bố trí khuất gió khổng ảnh hưởng đến bốc rỡ hang hóa Do mà đồ án em lựa chọn phương án Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 41 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò CHƯƠNG III THIẾT KẾ KỸ THUẬT Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 42 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò III.1- Tóm tắt thông số đầu vào phương án kết cấu III.1.1- Các thông số tàu tính toán Các thông số tầu thiết kế bến tổng hợp + Chiều dài tàu :Lt = 165,0m + Chiều rộng tầu: Bt = 19.2m + Mớn nước tàu đầy tải : Tdh = 8.2m + Mớn nước không tải : Tkh = 3.2m + Lượng rẽ nước D = 15.000 DWT + Diện tích cản gió (m2) : Ngang tàu : Adh= 1360 m2; Akh = 2080 m2 Dọc tàu : Adh= 350 m2; Akh = 440 m2 + Diện tích chắn nước Ngang tàu: Adh = Tdh.L = 8.2x143 =1173 (m2);Akh = Tkh.L = 3.2x165=458(m2) Dọc tàu: Adh = Tdh.B = 8.2x19.2 =157.4 (m2);Akh = Tkh.B = 3.2x19.2=61.4(m2) Các thông số tốc độ + Tốc độ tàu cập bến v = 0.09 m/s • III.1.2- Các thông số tải trọng tác động Chia bến thành khu vực tính toán theo tải trọng hàng hóa khai thác bến • Tải trọng khai thác mặt cầu + Tải trọng phân bố bãi hàng conteiner q= 6T/m2 + Tải trọng phân bố bãi hàng thép q= 4T/m + Tải trọng phân bố bãi kiện q= 2T/m + Cần cẩu kpg30 sức nâng 40 Tấn , trọng lượng thân 64.85 Tấn gồm chân áp lực lớn lên chân bánh xe cẩu : 120t (phía cửa sông), 120t (phía bờ) + Xe đầu kéo + Trailer Chassic ( tương đương ô tô H30 ) + cần trục RTG bãi Conteiner +Cần cẩu bánh lốp HY HYDRAULIC MOBILE CRANE QY50K bãi hàng thép Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 43 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò +Xe chở hàng bãi hàng thép + Xe nâng điện bãi hàng kiện + Xe chở hàng bãi hàng kiện III.1.3- Các thông số kích thước cao trình kích thước + Chiều rộng bến: 295m + Chiều dài bến: 185m • cao trình tính theo hệ hải đồ + Cao trình mặt bến: +4.5 m + Cao trình đáy bến: -9.71 m + MNCTK: +3.5 m + MNTTK: +0.21 m + MNTB: +1.94 m • III.1.4- Các thông số điều kiện địa chất thủy văn • Số liệu thủy văn + Tốc độ gió lớn quan trắc lớn 10m/s chiếm 2,75%, + Tốc độ dòng chảy lớn 16.2 m/s + Tốc độ gió 5m/s + Tốc độ dòng chảy ngang v = 0.5 m/s + Tốc độ dòng chảy dọc tàu v = m/s Điều kiện địa chất - lớp : cát màu xám đen lẫn vỏ sò hến lớp gặp hầu hết lỗ khoan với bề dày lớn, mỏng 8m có chỗ tới 15m chưa hết chiều dầy lớp tiêu lý chủ yếu lớp sau: góc nghỉ khô : phi=28o khối lượng riêng : gs = 2,65 t/m3 độ sệt : b=0,8 • - lớp : bùn sét pha màu xám đen lẫn vỏ sò hến lớp xuất lỗ khoan lk2(dày 4,5m) lk3 (dày 8m) tiêu lý lớp sau: góc nội ma sát : ϕ=14o02' lực dính : c= 0,06 kg/cm2; độ sệt : b=0,6 - lớp : sét màu xám trạng thái dẻo chảy, bề dầy trung bình 4,0m tiêu lý chủ yếu lớp sau: góc nội ma sát : ϕ=12o31' Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 44 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò lực dính : c= 0,13 kg/cm2; độ sệt : b=0,76 - lớp : sét màu loang lổ, xám sáng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng cao độ mặt lớp biến thiên từ -12,7m(lk1) đến -16,9m (lk2) tiêu lý chủ yếu phụ lớp sau: góc nội ma sát : ϕ=22o27' lực dính : c= 0,34 kg/cm2; độ sệt : b=03 Theo điều kiện vừa phân tích cho thấy khu vực cửu sông đất tốt nằm sâu lớp nên phương án dùng cọc có đường kính lớp khoan đóng sâu vào lớp đất tốt bảo đảm kết cấu ổn định xin đưa phương án kết cấu để so sánh lựa chọn Phương án 1cầu tàu cừ trước ( cừ thép loại Larsen IV ) + Trên bến bố trí đường ray cho cần trục với khoảng cách đường ray 10.5m Cả đường ray đặt trực tiếp lên dầm dọc cần trục bến + Trên bến bố trí bích neo 150T, đệm tầu LMD>F-1000Hx1000L loại có tính tương đương, đường ray cần trục A120 độ m10.5 và hệ thống mạng kỹ thuật (cấp điện, cấp nước v.v ) Phương án 2: Hệ kết cấu cọc ứng suất trước bãi phía sau gia cố bấc thấm + Bến đặt hệ móng cọc đài cao hệ dầm BTCT Công trình bến có dạng cầu tầu bệ cọc đài cao, hệ dầm cọc ƯST, Nền cọc thẳng cọc BTCT DƯL đường kính D=600mm, thành cọc dầy 100mm, đóng sâu vào lớp đất lớp sét trạng thái cứng + Hệ dầm cầu tàu gồm dầm dọc dầm ngang BTCT mác M400 đổ chỗ Cả dầm dọc thường dầm ngang có kích thước tiết diện BxH 100x120cm, dầm cần trục có kích thước 120x140cm Trong phân đoạn có dầm dọc dài 20m dầm ngang dầm dài 54m Tại đầu dầm ngang dự kiến đặt đệm tàu mở rộng để thuận tiện cho việc lắp đặt đệm Tại điểm giao dầm dọc dầm ngang có cấu tạo mở rộng dầm để tăng cường độ cứng hệ dầm độ liên kết dầm với đầu cọc.(Kích thước dầm tính đến chiều dày mặt cầu 40cm) + Bản cầu BTCT đổ chỗ mác M400, dầy 40cm Phía mặt cầu có phủ lớp BT phủ mặt dày 10cm + Trên bến bố trí đường ray cho cần trục với khoảng cách đường ray 10.5m Cả đường ray đặt trực tiếp lên dầm dọc cần trục bến + Trên bến bố trí bích neo 150T, đệm tầu LMD>F-1000Hx1000L loại có tính tương đương, đường ray cần trục A120 độ m10.5 và hệ thống mạng kỹ thuật (cấp điện, cấp nước v.v ) Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 45 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò + Phía sau bến tường góc BTCT đặt cọc Tường góc có đứng cao 2.7m, đáy rộng 2,5m, chiều dày đứng đáy 60cm, chiều dày chống 30cm Chiều dài đoạn tường góc 4m Mái dốc gầm bến m=8, bên phủ lớp chống xói đá III.1.5 Lựa chọn phương án hợp lý Các tiêu chí để lựa chọn: - Mức độ phù hợp với điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng Với tiêu chí này, hai phương án đáp ứng Khu đất xây dựng cảng nằm vùng có địa chất yếu, lớp đất tốt nằm sâu nên phương án đáp ứng yêu cầu kỹ thuật - Phù hợp với điều kiện tự nhiên khả thi công nước Đây dạng kết cấu phổ biến công trình cảng nay, không khó khăn thi công Với phương án 2, cọc ống thép đắt gây tăng kinh phí cho công trình,lượng nạo vét khu đất phía trước nhiều không khả thi cho công trình Kết luận Do nhiều yếu tố kinh tế thuận tiện nên ta chọn giải pháp kết cấu III.2.1- Tải trọng va tàu Động cập tàu xác định theo công thức: Eq= Ψ Trong đó: - D : lượng rẽ nước tàu tính toán D = 15000 DWT - v:thành phần vuông với mặt bến tốc độ cập tàu; v= 0.09 m/s - Ψ: hệ số xét đến yếu tố làm tăng giảm lượng va, dạng bến liền bờ cọc có mái dốc gầm bến (tra bảng 30-22TCN 222-95);Ψ =0.55  Eq= 0.5x0.55x15000x0.12 = 41.25 (kJ) Với lượng va tàu tính toán ta chọn loại đệm LMD.F-1000Hx1000L có đặc trưng kỹ thuật sau: - Thành phần cao su: CLO - Năng lượng biến dạng E = 70 T/m - Phản lực nén: R = 121.4T - Trị số biến dạng tới hạn: 50 % Thành phần song song với mép bến tải trọng va tàu xác định theo công thức: Fn=μ.Fq Trong μ hệ số ma sát phụ thuộc vào lớp mặt thiết bị đệm tàu, với bề mặt đệm cao su μ = 0.5 Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 46 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò  Fn = 0.5x121.4 = 60.7 (T) b Tải trọng neo tàu - Lực gió: Wg = 73.6x10-5.Aq.Vq2.ξ Wn = 73.6x10-5.An.Vn2.ξ Trong Aq,An: Diện tích cản gió theo hướng ngang hướng dọc tàu Vq,Vn: Thành phần vuông góc dọc thành tàu tốc độ gió.V q =20m/s;Vn = 5m/s ξ: Hệ số lấy theo bảng 26-22TCN 222-95 Bảng 3.1: Bảng tải trọng tác động gió Thành phần lực ngang Tàu không hàng Tàu đầy hàng Thành phần lực dọc Tàu không hàng Tàu đầy hàng - Aq 1640 1090 An 340 270 Vq 20 20 Vn 5 ξ 0.65 0.65 ξ 0.8 0.8 Wg(KN) 313.83 208.6 Wn(KN) 5.1 4.01 Lực dòng chảy: Qω= 0.59xAn.vn2 Nω= 0.59xAd.vd2 Trong đó: Qω: Lực dòng chảy hướng ngang tác dụng vào tàu Nω: Lực dòng chảy hướng dọc tác dụng vào tàu An: Diện tích chắn nước theo hướng ngang tàu Ad: Diện tích chắn nước theo hướng dọc tàu vn,vd: thành phần ngang dọc tốc độ dòng chảy với tần suất bảo đảm 2% m/s Bảng 3.2: Bảng tải trọng tác động dòng chảy Thành phần lực ngang Tàu không hàng Tàu đầy hàng Thành phần lực dọc Tàu không hàng Tàu đầy hàng - T(m) 3.2 8.2 T(m) 3.2 8.2 An 458 1173 Ad 61.4 157.4 0.5 0.5 vd 1 Qω(KN) 67.55 173.02 Nω(KN) 36.22 92.63 Tải trọng tác dụng lên bích neo Tải trọng tác dụng thành phần lực ngang, vuông góc với mép bến: Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 47 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò Tải trọng tác dụng lên bích neo S xác định theo công thức: S= Trong Q: tải trọng tổng cộng vuông góc với mép bến gió dòng chảy,xác định theo công thức Q = Wg + Qω n: Số lượng bích neo làm việc, lấy theo bảng 31 -22TCN 222-95, ứng với trường hợp Ltmax = 100÷ 180 m chọn n= α,β : góc nghiêng dây neo lấy theo bảng 32- 22TCN 222-95 Các hình chiếu tải trọng neo S xác định theo công thức sau: Sq = Sn = S.cosβ.cosα Sv =S.sinβ S v S Sn   S q Đường mép bến Hình 3.1: Sơ đồ phân bố tải trọng neo bích neo Bảng 3.3: Thành phần lực ngang tác dụng vào bích neo Tàu không hàng Tàu đầy hàng Sn(kN) Sv(kN) 117.16 96.3 95.34 40.07 117.45 77.91 75.48 Q α β n S(kN) 381.38 30 20 382.33 30 40 Sq(kN) 96.8 Tải trọng thành phần lực dọc, song song với mép bến: Tải trọng tác dụng lên bích neo S xác định theo công thức: S= Trong N: tải trọng tổng cộng vuông góc với mép bến gió dòng chảy,xác định theo công thức N = Wn + Nω - Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 48 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò n: Số lượng bích neo làm việc, n= α,β : góc nghiêng dây neo lấy theo bảng 32- 22TCN 222-95 Các hình chiếu tải trọng neo S xác định theo công thức sau: Sq = Sn = S.cosβ.cosα Sv =S.sinβ Bảng 3.4: Thành phần lực ngang tác dụng vào bích neo N α Β n S(kN) Sq(kN) Sn(kN) Sv(kN) Tàu không hàng 41.32 30 20 12.69 10.33 10.32 4.34 Tàu đầy hàng 96.64 30 40 36.41 24.16 24.15 23.41 Ta xét đến trường hợp bích neo chịu tác dụng đồng thời gió dòng chảy Khi lực tác dụng vào bích neo tổng hợp lực theo phương ngang phương dọc Bảng 3.5: Các thành phần lực tác dụng vào bích neo Tàu không hàng Tàu đầy hàng Α 30 30 β 20 40 N 8 S(kN) Sq(kN) Sn(kN) Sv(kN) 129.88 136.78 136.76 57.4 153.86 143.17 143.15 138.74 Như vậy, trường hợp lực tác dụng vào bích neo đầy hàng lớn Chọn S = 215.8 (kN) để tính toán , chọn bích neo loại HW50 lực căng 50T, hệ số an toàn = 1.5 Xem lại c Tải trọng tựa tàu Tải trọng phân bố q (kN/m) tàu neo đậu bến tựa lên công trình tác dụng gió dòng chảy xác định theo công thức: q = 1.1x(kN/m) Trong đó: Q: tải trọng tổng cộng vuông góc với mép bến gió dòng chảy, xác định theo công thức Q = Wq+Qω ld: chiều dài đoạn tiếp xúc tàu công trình bến, chiều dài bến L b ≥ l chiều dài đoạn thẳng thành tàu ta lấy ld = l = 80m (khi tàu đầy hàng)  Khi tàu đầy hàng: lực tựa q = 1.1x=4.76 (kN/m) ld = l = 55m ( tàu không hàng)  Khi tàu không hàng: lực tựa q = 1.1x=6.93 (kN/m) Như vậy, trường hợp tàu không hàng lực tựa tàu tác dụng vào công trình lớn nhất.Chọn q = 6.93(kN/m) để tính toán Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 49 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Sinh viên: Văn Đình Long_MSSV: 2873.54 Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò 50 Đồ án Tốt nghiệp Ngành Cảng - Đường thủy Thiết kế bến 15000 DWT Cảng tổng hợp Cửa Lò III.3- Tính toán sơ phương án III.3.1.Giải cừ +Áp lực đất lên tường cừ xác định theo quy định điều 13.27 đến 13.34 22TCN207-95 +Áp lực đất tính theo phương pháp caulom 3.1.1Xác định áp lực đất chủ động áp lực đất bị động lên tường cừ Do phía sau cừ có hang cọc đứng,nên biểu đồ áp lưc đất chủ động nằm phạm vi Y