Thiet ke ben container

THIẾT KẾ BẾN CONTAINER CHƯƠNG III : DỰ BÁO HÀNG HÓA QUA CẢNG VÀ ĐỘI TÀU ĐẾN CẢNG III.1 Dự báo lượng hàng thông qua cảng Căn kết nghiên cứu chương I; nhu cầu hàng hóa thông qua cầu tàu số – cảng Công ty cổ phần Cát Lái dự báo sau : Nhu cầu hàng hóa thông qua cảng công ty cổ phần Cát Lái: Hạng mục Đơn vò Năm 2010 Năm 2015 Tổng lượng hàng container qua cảng TEU/năm 200.000 280.000 T/năm 2.800.000 3.920.000 Trên sở tham khảo số liệu thống kê thực tế khai thác cảng container khu vực TP.Hồ Chí Minh, cảng container lớn nước khu vực Công ty Tân Cảng Sài Gòn năm gần Những đặc trưng chủ yếu hàng hóa thông qua cảng gồm loại thùng container tiêu chuẩn 20 feet, 40 feet Trong : + Tỷ lệ container 40 feet dự tính ≈ 35 ÷ 40%; loại 20 feet từ 60 ÷65% + Tỷ lệ container đầy hàng tính mức trung bình cho toàn cảng 82,5 ÷ 85%, container lạnh từ 2,5 ÷ 5% + Tỷ lệ container rỗng ≈ 15 ÷ 17,5% III.2 Dự báo đội tàu đến cảng Căn kết nghiên cứu thực tế phát triển xu chung đội tàu vận tải container nước khu vực quốc tế – kết hợp nghiên cứu tổng hợp qui hoạch phát triển đội tàu biển Quốc gia đến năm 2010 tham khảo số liệu thống kê thực tế đội tàu đến TP Hồ Chí Minh giai đoạn từ đến năm 2010; 2020 thực tế khả khu nước, luồng tàu biển đến cảng; dự tính đội tàu đến cảng công ty cổ phần Cát Lái sau : Thông số đội tàu tính toán đến cảng Loại Chiều dài Chiều rộng Mớn đủ tải Sức chở container Lmax(m) Bmax(m) Tf(m) (TEU) 20.000 DWT 198 28,7 10,0 1.100 25.000 DWT 212 30 10,7 1.380 30.000 DWT 218 30,2 11,1 1.670 Từ bảng trên, thông số tàu lớn đến cảng lựa chọn tính toán container 30.000 DWT Các thông số xếp hàng container tàu (theo loại tiêu chuẩn 20 feet) + Theo chiều rộng tàu : 13 dãy Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER + Theo chiều cao tàu : - Dưới hầm tàu : tần - Từ boong tàu trở lên: – tầng CHƯƠNG IV : LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ BỐC XẾP VÀ TÍNH TOÁN QUY MÔ CẢNG IV.1 Giải pháp công nghệ bốc xếp hàng hóa Container đưa đến cảng tàu 30.000DWT Có thể sử dụng cần trục chuyên dụng kết hợp với cần trục tàu để bốc dỡ container từ tàu lên bến giai đoạn đầu Từ giai đoạn II, lượng hàng hóa tăng cao tỉ lệ container phát triển, Cảng lắp đặt thêm thiết bò chuyên dùng để bốc dỡ container bến đưa vào lưu trữ bãi giao thẳng đến chủ hàng xe chở container IV.1.1 Thông số kỹ thuật container 20 feet • Trọng lượng thân : 2,2 T • Dài : 6,065 m • Rộng : 2,438 m • Cao : 2,438 m • Dung tích chứa: 29,9 m3 • Diện tích Container tiêu chuẩn : 14,8 m2 IV.1.2 Thông số kỹ thuật container 40 feet • Trọng lượng thân : 4,4 T • Dài : 12,13 m • Rộng : 2,438 m • Cao : 2,438 m • Dung tích chứa : 59,8 m3 • Diện tích container tiêu chuẩn : 19,6 m2 IV.2 Sơ đồ công nghệ nhập – xuất hàng hóa Sơ đồ công nghệ bốc xếp bến Container  Công tác bốc xếp Container xuống tàu thực sau: Trên bến container cần cẩu SSG chuyên dụng cẩu Container từ tàu lên bờ Trong bốc dỡ container, xe kéo rơ moóc đứng cần cẩu Container chuyên dụng tiếp nhận container vận chuyển vào khu bãi chứa chuyển thẳng Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER tới cho chủ hàng Tại bãi chứa container, xe rơ moóc dừng lại gầm cần trục bánh lốp (RTG) bên cạnh xe nâng thủy lực, công tác xếp chồng container RTG xe nâng thủy lực đảm nhận Công tác xếp container bãi thực hệ thống cần trục bốc xếp container (RTG) xe nâng thủy lực Một cặp xe kéo rơ moóc sử dụng để chuyên chở container cần xắp xếp lại hoặïc thay đổi vò trí container từ vò trí sang vò trí khác, từ chồng sang chồng khác  Công tác bốc xếp container lên tàu thực theo chiều ngược lại IV.3 Thiết bò bốc xếp trước tuyến bến Bốc xếp container sử dụng cần trục SSG chuyên dụng loại FEEDER SERVER thiết kế bố trí tối ưu tiết kiệm cho mục đích bốc xếp container loại tàu Panamax Các thông số kỹ thuật cần trục sau • Sức nâng : Tải trọng với khung chụp chuẩn loại 10T, tự thay đổi độ dùng cho container 20 feet/ 40 feet : 40T • Tải trọng móc nâng : • Tầm với max : 50T + Tính từ tâm ray phía biển : 35m + Tính từ tâm ray phía bờ : 16m • Độ cao nâng : + Chiều cao nâng khung chụp tính từ mặt đường ray : 27m + Độ sâu hạ tính từ mặt ray : 12m • Khung cẩu : + Khẩu độ ray : 18m + Đường kính bánh xe : 630mm Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER + Chiều cao khoảng không dầm ngang : 13,5m + Khoảng trống chân (theo phương dọc ray) : 17m • Số bánh xe : + Phía bờ : 4x2=8 + Phía biển :4x2=8 + Số bánh xe chủ động phía bờ :4 + Số bánh xe chủ động phía biển : • Tốc độ hoạt động : + Nâng hạ tải 40 T khung chụp : 50 m/phút + Nâng hạ khung chụp không tải : 120m/phút + Tốc độ di chuyển xe tời đầy tải : 120m/phút + Tốc độ di chuyển xe tời không tải : 150m/phút + Tốc độ di chuyển giàn cẩu : 46m/phút + Thời gian thu/ hạ cần : phút • Tải trọng : + Điều kiện làm việc chòu tác động gió lực quán tính + Tải trọng tối đa góc phía biển + Tải trọng tối đa góc phía bờ • Tổng trọng lượng cần cẩu : 3000 KN : 3000 KN : 620 T • p lực lớn bánh xe + Phía biển + Phía bờ • Năng suất nâng hạ container : 31,2 T : 24,4 T : 40 Teu/giờ • Chiều rộng lớn toàn cần cẩu theo phương dọc ray : 24,8 m • Chiều dài di chuyển cần cẩu : +/ - 150 m • Nguồn điện : sử dụng điện bờ + Tổng công suất tiêu thụ : 964 KW + Nguồn điện bờ xoay chiều : AC 15 kV +/ - 10%, pha, 50 HZ+/-2% Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER IV.4 Thiết bò bốc xếp bãi IV.4.1 Khung cẩu RTG Bốc xếp container có hàng xuất nhập : Sử dụng thiết bò cẩu khung RTG loại 3+1 xếp 4+1 tầng container • Tải trọng nâng hàng : 40T • Khẩu độ cổng trục : 23,47m • Khoảng cách di chuyển xe :19,07m • Số bánh xe : bánh (2 bánh chân) • Tải trọng bánh xe - Có tải - Không tải :19T - Không tải : 40m/phút :28.2T • Tốc độ nâng hàng - Có tải • Tốc độ di chuyển xe : 17m/phút : 70m/phút • Tốc độ di chuyển giàn cần trục : 90m/phút Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER IV.4.2 Xe nâng container Omega 7ECH SP • Sức nâng loại Container 20 ÷ 40 feet • Chiều cao nâng max : 18,9 m • Tốc độ nâng : 0,65 m/s • Tốc độ di chuyển xe : 27 km/h • Tốc độ di chuyển có hàng : 90 m/phút IV.4.3 Xe Nâng Điện Sức nâng 1,6 - 2,5 dùng nâng kiện hàng container kho CFS IV.4.4 Xe đầu kéo chuyên dụng Tractor-Trailer tương đương xe tải H30 Đặc tính kỹ thuật xe tải H30 sau : • Tải trọng trục bánh sau :12T • Tải trọng trục bánh trước : 6T • Trọng lượng xe : 30T • Bề rộng bánh sau : 0,6m • Bề rộng bánh trước • Chiều dài tiếp xúc : 0,3m : 0,2m • Khoảng cách tim trục xe : 6m + 1,6m • Khoảng cách tim bánh xe :1,9m Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER IV.5 Tính toán số lượng thiết bò IV.5.1 Xác đònh số lượng cần trục SSG bến IV.5.1.1 Năng lực thông qua cảng 3600.q p = k T ck Trong  Pk : Năng lực bốc xếp bến ( TEU/giờ )  q : Khối lượng mã hàng, TEU  Tck :Chu kỳ làm việc cần trục container chuyên dụng SSG : Tck = Tn1 + Th1 + Tvc1 + Tn2 + Th2 + Tvc2 + Tk Tn1 : Thời gian nâng hàng Tn1 = Hn/Vn = 20/50 = 0, phút = 24 s Th1 : Thời gian hạ hàng Th1 = Hh/Vh = 10/50 = 0,2 phút = 12 s Tvc1 : Thời vận chuyển hàng từ tàu lên xe Tvc1 = L/Vvc = (17 + 18)/120 = 0,292 phút = 17,5 s Tn2 : Thời gian nâng không hàng Tn2 = Hn/Vn = 20/120 = 0,167 phút = 10 s Th2 : Thời gian hạ không hàng Th2 = Hh/Vh = 10/120 = 0,083 phút = s Tvc2 : Thời vận chuyển không hàng từ xe tới tàu Tvc2 = L/Vvc = (17 + 18)/150 = 0,233 phút = 14 s Tk : Thời gian thực thao tác khác, Tk = phút = 60 s ⇒ Chu kỳ làm việc cần trục Container chuyên dụng : Tck = 24 + 12 + 17,5 + 10 + + 14 + 60 = 142,5 s Kết tính toán suất cần trục container chuyên dụng T Loại containe r q (T eu s) 20 feet c k ( s ) Pk (TEU/g iờ) 25,263 40 feet 50,526 IV.5.1.2 Lượng hàng lớn qua cảng Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER Theo mục VI -3/ trang 100_Sách “Quy hoạch cảng” , ta có : Qn k kd Qh max = T c.t k n g b Trong : • Qh max : Lượng hàng lớn qua cảng (TEU/giờ) • Qn : Lượng hàng qua cảng năm Lấy số liệu năm 2015 để tính toán, Qn = 280.000 (TEU/năm) Theo dự báo lượng hàng thông qua cảng, ta lấy : Tỷ lệ container 40 feet dự tính 35%; loại 20 feet 65% • Kkđ : Hệ số không lượng hàng qua cảng tháng Tra bảng VI_3 Sách “Quy hoạch cảng” lấy với đặc trưng nguồn hàng là: Nguồn hàng nước ( sở hợp đồng lâu dài ) → Kkđ = 1,2 • Tn : Thời gian khai thác cảng năm, Tn = 350 ( ngày) • tg : Thời gian làm việc tuý ca có kể đến không liên tục công nghệ bốc xếp : tg = ( ) • c =3 : Số ca làm việc ngày • kb : Hệ số bến bận Theo sách “Quy hoạch cảng”, tính toán sơ lấy Kb = 0,7 ÷ 0,85 – tàu theo tuyến Chọn kbb = 0,7 Lượng hàng lớn qua cảng (TEU/giờ) Loại container Qn 20 feet 182.00 40 feet 98.000 kkđ Tn 1, 35 tg c kb 0, Qhmax 42,44 22,85 Số cần trục cần thiết cho bến : nSSG = Qh max Pk Trong :  Qhmax : Lượng hàng lớn qua cảng (TEU/gjờ) Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER  Pk : Năng lực bốc xếp bến ( TEU/giờ ) Bảng tính số lượng cần trục Vậy ta chọn số cần trục SSG : IV.5.2 Số lượng thiết bò bốc xếp vận chuyển bãi Theo số liệu lượng hàng hóa thông qua cảng, có 60% lượng container qua bãi bao gồm container 20 feet 40 feet Trong loại container 20 feet thông qua bãi 65% , loại container 40 feet 35% Để thuận tiện cho tính toán, ta lấy lượng hàng loại container 40 feet tính cho xe nâng container Omega 7ECH SP loại container 20 feet tính cho cần trục RTG Còn xe đầu kéo chuyên dụng TractorTrailer tương đương xe tải H30 tính với lượng hàng vận chuyển vào bãi Vậy lượng hàng thông qua bãi loại thiết bò bãi Loại xe Omega 7ECH SP RTG H30 58.800 109.200 168.000 Lượng hàng Qn ( TEU/năm) IV.5.2.1 Số lượng RTG bãi nRTG = Q h max PRTG Trong : • Qhmax : lượng container qua bãi giờ, (TEU/giờ) Q ×k n kd Q max = T × c × t × k n g bb h Loại container 20 feet 40 feet Qhmax Pk nSSG (TEU/h ) ( TEU/h ) 42,449 25, 26 1,680 22,857 50, 52 0,452 ΣnSSG (chiếc (chiếc ) ) 2,133 Trang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER • Qn : Lượng hàng qua bãi năm (TEU/năm) • kkđ : Hệ số lượng hàng đến không • Tn : Thời gian khai thác bãi năm, (ngày) • c : Số ca làm việc ngày, (ca) • tg : Thời gian làm việc ca , (giờ) • kbb : Hệ số xét đến thời gian bến bận • PRTG : Năng suất RTG giờ, (TEU/giờ) PRTG = 60 × q × k (TEU/giờ) tm • q : Trọng lượng RTG lần nâng , (TEU) • k0 : Hệ số sử dụng máy • tm : Chu kì lần nâng RTG tm = 1,5 × × Σti Hn • t1 : Thời gian nâng hàng, t1 = V = n 12, − 2, 44 = 0,57 phút 17 S 15 • t2 : Thời gian di chuyển xe con, t2 = V = = 0,21 phút 70 xt H n − H xe 12, − 2, 44 − 1,5 = = 0,48 phút 17 V S 12 • t4 : Thời gian di chuyển cần trục, t4 = = = 0,133 phút 90 V • t3 : Thời gian hạ hàng , t3 = Kết tính toán số lượng cần trục RTG Qn 109.200 kkđ 1,2 Q Tn c tg kbb q k0 tm 350 0,7 0,7 4,179 h max = 25,469 PRTG = 10,050 nRTG = 2,534 Vậy bến container cần cần trục RTG IV.5.2.2 Số lượng xe nâng container Omega 7ECH SP bãi Tính toán tương tự tính số lượng RTG công suất xe nâng container Omega 7ECH SP thời gian nâng hạ hàng tm lớn Kết tính toán số lượng xe nâng container Omega 7ECH SP Qn kkđ Tn c tg kbb q k0 tm 58.80 1,2 350 0,7 0,7 5,42 Qhmax = 13,714 PRTG = 15,498 Trang 10 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER TÀU 30.000DWT CẢNG CỔ PHẦN CÁT LÁI DN DD DD Lưới 90 120 6 7,8 17,8 25 Lưới 90 120 7,8 25 Lưới 90 120 5 7,8 21 25 Lưới 90 120 5 11 29 25 Mtc (Tm) Mtc (KGcm) fa Fa ao (cm) ho (cm) x Z µ σα at [at] M+ MM+ 58,155 3,653 48,642 5815500 365300 4864200 4,909 4,909 4,909 58,90 9,82 49,09 12,80 7,80 14,40 107,2 112,2 105,6 12,07 2,01 10,06 101,16 111,19 100,57 0,61% 0,10% 0,52% 975,92 334,63 985,32 0,072 0,028 0,074 Thỏa Thỏa Thỏa M- 38,726 3872600 4,909 49,09 20,00 100 10,06 94,97 0,55% 830,71 0,062 Thỏa Cấu kiện DN GVHD : Ths.Phạm Minh Giang N/x : Cốt thép lớp dầm ngang cầu dẫn 2φ25 Nên ta bố trí cốt thép theo cấu tạo : 6φ25 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA CẤU KIỆN CẦU CHÍNH PHƯƠNG ÁN I (Theo Trạng thái giới hạn I : Khả chòu cắt ) Hạng mục SVTH: Đỗ Văn Đài Nội lực Nội lực tt b (cm) h (cm) ao (cm) ho (cm) Trang 163 ĐK1 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER TÀU 30.000DWT CẢNG CỔ PHẦN CÁT LÁI DN DR DD Hạng mục DN DR DD GVHD : Ths.Phạm Minh Giang Vế trái Vế phải Kiểm ĐK1 ĐK1 tra Q Mtu Qtt Mtt Lưới 93,17 215,8 310,3 100 160 12,8 147,2 154,02 571,32 Thỏa Lưới 84,43 29,96 43,07 100 160 12,8 147,2 139,57 571,32 Thỏa 151,8 145,6 180,3 166,7 133,9 121,3 218,2 209,3 100 160 24 136 251,00 527,85 Thỏa 100 160 16 144 240,79 558,90 Thỏa Lưới 62,25 82,93 89,48 100 120 16 104 102,91 403,65 Thỏa Lưới 62,87 43,03 90,37 100 120 12,8 107,2 103,93 416,07 Thỏa Lưới Lưới Nội lực tt 259,3 239,7 119,2 61,85 b (cm) ho (cm) Fa (cm2) ξ k tgB Qb (T) Qtt Mtt Lưới Lưới Lưới Lưới Lưới 133,93 121,37 218,26 209,38 89,48 310,30 43,07 259,31 239,75 119,22 100 100 100 100 100 147,20 147,20 136,00 144,00 104,00 147,8 123,2 147,8 172,4 98,17 0,20 0,17 0,22 0,24 0,19 0,902 0,835 0,935 0,979 0,878 0,78 1,61 1,07 1,11 0,88 Lưới 90,37 61,85 100 107,20 78,54 0,15 0,793 1,22 SVTH: Đỗ Văn Đài Trang 164 ĐK2 85,93 164,99 113,07 130,88 66,69 Vế trái ĐK2 154,02 139,57 251,00 240,79 102,91 Vế phải ĐK2 98,82 189,74 130,03 150,51 76,69 Kiểm tra Tính cốt ngang Đặttheo cấu tạo Tính cốt ngang Tính cốt ngang Tính cốt ngang 86,48 103,93 99,45 Tính cốt ngang THIẾT KẾ BẾN CONTAINER TÀU 30.000DWT CẢNG CỔ PHẦN CÁT LÁI GVHD : Ths.Phạm Minh Giang KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA CẤU KIỆN CẦU CHÍNH PHƯƠNG ÁN II (Theo Trạng thái giới hạn I : Khả chòu cắt ) Nội lực Hạng mục DN DR Vế trái Vế phải Kiểm ĐK1 ĐK1 tra Qtt Mtt Lưới 92,84 219,5 315,5 90 160 12,8 147,2 153,48 514,19 Thỏa Lưới 84,10 36,39 52,30 90 160 12,8 147,2 139,02 514,19 Thỏa 151,8 145,6 185,2 173,9 133,4 120,8 218,2 209,4 90 160 24 136 251,00 475,07 Thỏa 90 160 16 144 240,81 503,01 Thỏa Lưới 65,36 90,37 93,96 90 120 16 104 108,05 363,29 Thỏa Lưới 66,02 50,04 94,91 90 120 12,8 107,2 109,14 374,46 Thỏa Lưới Lưới Lưới SVTH: Đỗ Văn Đài ĐK1 Mtu Hạng mục DN b (cm) h (cm) ao (cm) ho (cm) Q Lưới DD Nội lực tt Nội lực tt Qtt Mtt 133,4 120,8 315,5 52,30 266,3 250,0 129,9 71,93 b (cm) ho (cm) Fa (cm2) 90 147,20 147,8 90 147,20 123,2 ξ k 0,2 0,1 0,94 0,87 Trang 165 tgB Qb (T) 0,7 1,5 ĐK2 Vế trái Vế phải ĐK2 ĐK2 Kiểm tra 80,16 153,48 92,18 Tính cốt ngang 148,77 139,02 171,09 Đặt theo cấu tạo THIẾT KẾ BẾN CONTAINER TÀU 30.000DWT CẢNG CỔ PHẦN CÁT LÁI DR Lưới Lưới 218,2 209,4 Lưới 93,96 Lưới 94,91 DD GVHD : Ths.Phạm Minh Giang 266,3 250,0 129,9 71,93 90 136,00 147,8 90 144,00 172,4 90 104,00 98,17 90 107,20 78,54 0,2 0,2 0,2 0,1 0,98 1,03 0,92 0,82 1,0 1,0 0,8 1,1 105,69 251,00 121,55 Tính cốt ngang 121,87 240,81 140,15 Tính cốt ngang 61,58 108,05 70,82 Tính cốt ngang 77,78 109,14 89,44 Tính cốt ngang KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA CẤU KIỆN CẦU DẪN (Theo Trạng thái giới hạn I : Khả chòu cắt ) Hạng mục Nội lực Q DN Lưới Lưới DD Lưới Lưới SVTH: Đỗ Văn Đài 34,4 34,4 41,8 41,8 Mtu 1,75 3,65 5,66 35,9 Nội lực tt Qtt 49,5 49,5 60,0 60,0 b (cm) h (cm) ao (cm) ho (cm) Mtt ĐK1 Vế trái Vế phải Kiểm tra ĐK1 ĐK1 2,52 90 120 12,8 107,2 56,97 374,46 Thỏa 5,25 90 120 12,8 107,2 56,97 374,46 Thỏa 8,13 90 120 16 104 69,09 363,29 Thỏa 51,6 90 120 12,8 107,2 69,09 374,46 Thỏa Trang 166 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER TÀU 30.000DWT CẢNG CỔ PHẦN CÁT LÁI Hạng mục D N D D Lưới Lưới Lưới Lưới SVTH: Đỗ Văn Đài Nội lực tt Qtt 49,5 49,5 60,0 60,0 GVHD : Ths.Phạm Minh Giang b (cm) ho (cm) Fa (cm2) ξ k 0,3 0,2 0,2 0,1 1,11 1,01 0,92 0,82 tgB Qb (T) Mtt 2,52 90 107,20 147,8 5,25 90 107,20 123,2 8,13 51,6 90 104,00 98,17 90 107,20 78,54 Trang 1,9 1,8 1,7 1,1 167 ĐK2 Vế trái Vế phải ĐK2 ĐK2 Kiểm tra 170,81 56,97 196,44 Đặt theo cấu tạo 147,88 56,97 170,06 Đặt theo cấu tạo 126,93 69,09 145,97 Đặt theo cấu tạo 73,65 69,09 84,70 Đặt theo cấu tạo THIẾT KẾ BẾN CONTAINER • Tính toán cốt ngang o Cầu phương án : Giả thiết dùng đai φ12 (fđ = 1,131cm2 ) , nhánh (n = 4) Hạng mục Qmax DN 93,17 133,93 218,26 90,374 151,8 62,87 DR DD Khoảng cách cốt đai Qtt Kết luận Utt Umax Uct gối Uct nhòp Uct gối Uct nhòp 78,69 242,7 20 20 20 20 25,29 127,1 20 20 20 20 86,27 179,5 20 20 20 20 o Cầu phương án : Giả thiết dùng đai φ12 (fđ = 1,131 cm2 ) , nhánh (n = 4) Hạng mục Qmax DN 92,84 DR DD Qtt Khoảng cách cốt đai Kết luận 133,458 Utt 71,33 Umax 219,2 Uct gối 20 Uct nhòp 20 20 20 20 20 151,83 218,261 22,76 114,4 20 20 20 20 66,02 94,905 70,41 153,9 20 20 20 20 o Cầu dẫn Giả thiết dùng đai φ12 (fđ = 1,131 cm2 ) , nhánh (n = 4) Hạng mục DN DD Qmax Qtt 49,54 60,08 71,214 86,365 Khoảng cách cốt đai Utt Umax Uct gối Uct nhòp 132,86 217,85 20 20 85,02 169,07 20 20 Kết luận Uct gối Uct nhòp 20 20 20 20 - Dầm dọc biên chòu chủ yếu tải trọng thân , không đưa vào sơ đồ tính Bố trí cốt thép theo cấu tạo φ 25 - Bản tựa tàu bố trí cốt thép theo cấu tạo : φ 20a 200 Trang 168 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER V.2 Tổng hợp tính toán , bố trí cốt thép Tính toán bố trí cốt thép cho mặt cầu cầu dẫn Cấu kiện Bản mặt cầu Bản mặt cầu dẫn M11 M22 M11 M22 Cốt thép φ14a150 φ14a150 φ14a150 φ14a150 Cốt thép φ16a150 φ16a150 φ14a150 φ14a150 • Phương án : Tính toán bố trí cốt thép cho dầm – Phương án Cấu kiện Dầm ngang Dầm biên Dầm ray Dầm dọc Kích thước (cm) 100x160 80x110 100x160 100x120 Cốt thép 20 φ28 φ25 28 φ28 16 φ25 Cốt thép 24 φ28 φ25 24 φ28 20 φ25 • Phương án : Tính toán bố trí cốt thép cho dầm – Phương án Cấu kiện Dầm ngang Dầm biên Dầm ray Dầm dọc Kích thước (cm) 90x160 80x110 90x160 90x120 Cốt thép 20 φ28 φ25 28 φ28 16 φ25 Cốt thép 24 φ28 φ25 24 φ28 20 φ25 • Cầu dẫn : Tính toán bố trí cốt thép cho dầm cầu dẫn Cấu kiện Dầm ngang Dầm dọc Kích thước (cm) 90x120 90x120 Cốt thép 12 φ25 10 φ25 Cốt thép φ25 10 φ25 Trang 169 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER CHƯƠNG VII : ĐIỀU KIỆN KIỂM TRA CHỌC THỦNG BẢN , NỘI LỰC, CHUYỂN VỊ TRONG CÔNG TRÌNH Các công trình sau giải nội lực, chuyển vò phải thoả mãn điều kiện sau (Theo Tiêu chuẩn thiết kế “22 TCN 207-92”) : VI.1 Kiểm tra khả chọc thủng Điều kiện kiểm tra : kn nc P ≤ mb Rk btb ho Trong : + kn : hệ số đảm bảo Công trình cấp III : kn = 1,15 + nc : hệ số tổ hợp tải trọng, lấy nc = 1,0 (đối với tổ hợp bản) + ho : chiều cao làm việc cốt thép, ho = 34 cm + Rk = 10 Kg/cm2 + mb = 0,9 MÔ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG BẢN CỦA BÁNH XE SAU H30 + btb = ×(20 + 60) + ×(100 +140) =320 cm + P = 1,4375 x 12 =17,25 T –Tải trọng tính toán cặp bánh xe sau xe H30 Thay hệ số vào bất đẳng thức ta : VP = mb Rk btb ho = 0,9 ×10 × 320 × 34 = 97920 Kg = 97,920 T VT = kn nc P = 1,15 ×1, ×17, 25 =19,8375 T Ta thấy : VT < VP ⇒ không bò chọc thủng khai thác VI Điều kiện kiểm tra nội lực SI ≤ Φ Trang 170 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER  Φ: khả chòu tải tính toán cấu kiện, phụ thuộc vào vật liệu, tính chất tải trọng (nén, kéo, uốn, nén kéo lệch tâm với độ lệch tâm lớn bé) hình dạng tiết diện cấu kiện  SI : nội lực tính toán cấu kiện SI = kn nc n md S  kn : hệ số đảm bảo, xét đến tầm quan trọng cấp công trình, phụ thuộc vào chiều cao H bến, xác đònh theo “Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 20792”, điều 2.3_ Trang Với công trình cấp III : kn = 1,15 nc : hệ số tổ hợp tải trọng, lấy n c = 1,0 (đối với tổ hợp n cảng biển : hệ số vượt tải, lấy n = 1,25 công trình bến  bản)   md : hệ số điều kiện làm việc, lấy md = 0,85  S : nội lực (M, Q , N), xác đònh qua tính toán kết cấu ⇒ SI = 1,15 x 1,0 x 1,25 x 0,85 x S = 1,22 x S Vậy nội lực kết cấu giải phải thoả mãn điều kiện : 1,22 x S ≤ Φ * Kiểm tra khả chòu nhổ cọc theo công thức sau : 1,22 x P(+) – Gcọc ≤ Pnh  P(+) : lực dọc cọc cọc chòu nhổ, T  Gcọc : trọng lượng cọc, T  Pnh : SCT chòu nhổ cọc theo đất * Kiểm tra khả chòu nén cọc theo công thức sau : 1,22 x P(-) + Gcọc ≤ Pn  P(-) : lực dọc cọc cọc chòu nén, (T)  Gcọc : trọng lượng cọc, (T)  Pn : sức chòu tải nén cọc theo đất VI Điều kiện kiểm tra chuyển vò - Chuyển vò cọc mặt đất : u ≤ uogh = 10mm - Chuyển vò đài cọc ≤ 10cm Trang 171 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER Trang 172 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER So sánh khả chòu lực cọc Phương án Chiều dài cọc (m) Kết lực nén max Kết lực nhổ max Lực nén Lực nhổ Lực nén tính toán tính toán cho max max phép Lực nhổ cho phép (T) (T) ( T) (T) (T) (T) PA1 40 201,37 266,060 -20,389 286,048 205,688 PA2 40 184,27 232,056 -7,430 233,415 179,123 Cầu dẫn 40 125,84 170,458 -16,933 234,528 183,303  Chuyển vò ngang yo góc xoay Ψo mặt đất :  yo = H o ε HH + M o ε HM  ψ o = H o ε MH + M o ε MM Trong : Ho = H  M o = H Lo − M +  + ε HH ; ε HM = ε MH ; ε MM : tính toán mục kiểm tra khả chòu lực ngang cọc sau phân phối  Chuyển vò ngang cọc cao trình đặt lực ngang ∆ n = yo +ψ o Lo + H L3o L2 + M o 3EJ EJ VI.3.1 Kiểm tra cọc chòu lực ngang moment phương án Từ 03 sơ đồ khung ta thấy khung ngang – cọc thẳng đứng số có lực ngang lớn : H = 1,0512 T Mtư = - 12,483 T.m (ứng với Tổ hợp 11)  H o = H = 1, 0512 T  M o = H Lo + M = 1, 0512 ×17,5 −12, 483 = 5,913 T + ε HH =1, 212 × 10−3 (m / T )  −3 + ε MH = ε HM = 0,342 × 10 (1/ T )  −3 (1/ T m) ε MM = 0,157 ×10  Chuyển vò ngang yo góc xoay Ψo mặt đất :  yo =1, 0512 ×1, 212 ×10−3 + 5,913 × 0,342 ×10−3 = 3, 2963 ×10 −3 ( m) ⇒ −3 −3 −3 ψ o =1, 0512 × 0,342 × 10 + 5,913 × 0,157 × 10 = 1, 2878 ×10 ( rad ) −3 Ta thấy : yo = 3, 2963 × 10 m ≈ 0,330 cm < [ yo ] =1 cm Trang 173 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER Vậy điều kiện chuyển vò mặt đất đảm bảo  Chuyển vò cọc cao trình đặt lực ngang ∆ n = 3, 2963 ×10−3 + 1, 2878 ×10−3 × 17,5 + 1, 0512 × − 12, 483 × 17,53 × 2,85 × 106 × 9,18 × 10−3 17,52 × 2,85 × 106 × 9,18 ×10 −3 = 24,551×10−3 m −3 Ta thấy ∆ n = 24,551×10 m ≈ 2, 4551cm < [ ∆ n ] =10 cm Điều kiện chuyển vò đầu cọc đảm bảo VI.3.2 Kiểm tra cọc chòu lực ngang moment phương án Từ 03 sơ đồ khung ta thấy khung ngang – cọc thẳng đứng số có lực ngang lớn : H = 1,0538 T Mtư = - 12,4406 T.m (ứng với Tổ hợp 11)  H o = H = 1, 0538 T  M o = H Lo + M = 1, 0538 × 17,5 −12, 4406 = 6, 0009 T + ε HH =1,366 × 10−3 ( m / T )  −3 + ε MH = ε HM = 0,391×10 (1/ T )  −3 (1/ T m) ε MM = 0,182 ×10  Chuyển vò ngang yo góc xoay Ψo mặt đất : −3 −3 −3  yo =1, 0538 ×1,366 × 10 + 6, 0009 × 0,391×10 = 3, 786 ×10 ( m) ⇒ −3 −3 −3 ψ o =1, 0538 × 0,391×10 + 5,913 × 0,182 ×10 =1, 488 ×10 ( rad ) −3 Ta thấy : yo = 3, 786 × 10 m ≈ 0,3786 cm < [ yo ] =1 cm Vậy điều kiện chuyển vò mặt đất đảm bảo  Chuyển vò cọc cao trình đặt lực ngang ∆ n = 3, 786 ×10−3 + 1, 488 ×10 −3 × 17,5 + 1, 0538 × − 12, 4406 × 17,53 × 2,1× 107 × 1, 06 ×10−3 17,52 × 2,1× 107 ×1, 06 ×10 −3 = 28,82 ×10−3 m −3 Ta thấy ∆ n = 28,82 ×10 m ≈ 2,882 cm < [ ∆ n ] = 10 cm Điều kiện chuyển vò đầu cọc đảm bảo Trang 174 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER CHƯƠNG VII : PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VII.2 Phân tích ưu nhược điểm phương án VII.2.1 Phương án : - Tổng số cọc BT DƯL D700 - 480 đóng cho cầu 605 cọc - Dầm ray : bxh = 100x160 cm - Dầm ngang : bxh = 100x160 cm - Dầm dọc biên : bxh = 100x120 cm  Ưu điểm : - Phù hợp với phương tiện thiết bò đơn vò thi công - Sử dụng nguyên liệu có đòa phương - Khả chống ăn mòn tốt - Cọc ống BTCT DƯL nước có vài đơn vò sản xuất đạt tiêu chuẩn chất lượng kỹ thuật nên dễ dàng lựa chọn nhà cung cấp mà không phát sinh thêm phí vận chuyển  Nhược điểm : - Xử lý cọc khó khăn cọc không đóng cao trình thiết kế - Với cọc thiết kế có đường kính lớn D700 cần dùng búa có lượng xung kích lớn mà phải trọng nhiều vào việc xử lý đầu cọc để tránh bò bể cọc có khả nứt trình hạ cọc - Mối nối cọc phải xử lý cẩn thận trình đóng, cọc bò cong điểm nên không đảm bảo tọa độ thiết kế - Thời gian thi công kéo dài VII.2.2 Phương án : - Tổng số cọc ống thép D609,6 – 584,2 đóng cho cầu 605 cọc - Dầm ray : bxh = 90x160 cm - Dầm ngang : bxh = 90x160 cm - Dầm dọc biên : bxh = 90x120 cm  Ưu điểm : - Công tác thi công đóng cọc đơn giản dùng búa có lượng xung kích lớn mà không cần phải gia cố thêm đầu cọc, không sợ nứt cọc - Sử dụng nguyên vật liệu có đòa phương cát hạt trung để đổ vào lòng cọc Trang 175 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER - Không có công tác đoạn nối cọc nên tiết kiệm thời giant hi công tiến độ thi công rút ngắn thời gian hạ cọc nhanh phương án - Cũng có khả chòu lực tương đương với cọc BTCT DƯL D700 khối lượng cọc ống thép nhẹ nhiều nên công tác cẩu lắp, nâng hạ cọc nhanh dễ dàng  Nhược điểm : - Cọc ống thép nước chưa sản xuất mà phải nhập từ nước nên hạn chế lựa chọn nhà cung cấp mà lại phát sinh thêm giá thành vận chuyển lại tăng thêm - Phải thường xuyên xử lý chống ăn mòn cho phần cọc từ mực nước thấp thiết kế trở lên sơn phủ cách tạo điện cực catot, anot VIII.2.3 Lựa chọn phương án kết cấu Qua việc phân tích tiêu kinh tế kỹ thuật bên , phương án kết cấu đáp ứng tiêu kỹ thuật cần thiết xây dựng cầu tàu số Đây khu cảng có chiều dài bến lớn (265 m) số lượng cọc đóng cho công trình nhiều (605 cọc) nên thuận lợi thi công có ưu hơn, bảo đảm tiến độ thi công Do cọc ống thép nước ta chưa sản xuất mà phải nhập phí vận chuyển thuế nhập cọc lớn, tiến độ thi công phụ thuộc vào số lượng cọc đến công trường phải thường xuyên xử lý chống ăn mòn Còn cọc BTCT DƯL nước ta sản xuất với khả chòu lực lớn, vò trí công trình gần với nhà máy sản xuất cọc BTCT DƯL Phan Vũ nên thuận lợi cho việc vận chuyển chi phí vận chuyển cọc tốn Để đẩy nhanh tiến độ thi công nhằm hoàn thành công trình để sớm đưa vào sử dụng ta nên chọn phương án với cọc BTCT DƯL D700 – 480 mm thích hợp Vậy ta chọn phương án làm phương án kết cấu xây dựng cầu tàu số cảng Cát Lái Trang 176 THIẾT KẾ BẾN CONTAINER TÀI LIỆU THAM KHẢO Quy Trình Thiết Kế Công Nghệ Cảng Biển Giáo Trình Quy Hoạch Cảng – Trường Đại Học Xây Dựng XB 1984 Công Trình Bến Cảng Biển – Tiêu Chuẩn Thiết Kế : 22 TCN 207 – 92 Tải Trọng Tác Động Do Sóng Do Tàu Lên Công Trình Thủy:22 TCN 222– 95 Quy Trình Thiết Kế Kênh Biển Tài Liệu Cơ Học Đất Nền Móng Các Công Trình Dân Dụng Công Nghiệp – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội – Tác giả GSTS Nguyễn Văn Quảng , KS Nguyễn Hữu Kháng, KS Uông Đình Chất Móng Cọc - Tiêu Chuẩn Thiết Kế : 20 TCN 21 – 86 Móng Cọc - Tiêu Chuẩn Thiết Kế : TCXD 205 – 1998 10 Kết Cấu Bê Tông Bê Tông Cốt Thép Thủy Công - Tiêu Chuẩn Thiết Kế : TCVN 4116 – 1985 11 Tài Liệu Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối 12 Công Trình Bến Qua Các Ví Dụ Tính Toán – Trường Đại Học Hàng Hải Tp.HCM – Tác giả TS Phan Dũng 13 Sổ Tay Thực Tành Kết Cấu Công Trình 14 Giáo Trình Kết Cấu Thép 15 Thi Công Công Trình Cảng – Tác giả Lâm Văn Phong – Nguyễn Danh Thảo 16 Các Catalogue cọc, đệm, bích neo, tàu búa đóng cọc Trang 177 ... bến Container  Công tác bốc xếp Container xuống tàu thực sau: Trên bến container cần cẩu SSG chuyên dụng cẩu Container từ tàu lên bờ Trong bốc dỡ container, xe kéo rơ moóc đứng cần cẩu Container. .. lượng container qua bãi bao gồm container 20 feet 40 feet Trong loại container 20 feet thông qua bãi 65% , loại container 40 feet 35% Để thuận tiện cho tính toán, ta lấy lượng hàng loại container. .. bãi xuất nhập chứa container Hàng container qua bãi, giả thiết 80% (134.400 TEU/năm) hàng container nguyên lưu bãi, 20% (33.600 TEU/năm) container nguyên qua kho CFS Trong hàng container nguyên