Đang tải... (xem toàn văn)
Mặc dù là hệ thống quyết định tính cơ động và an toàn khi khai thác của ụ nổi, nhưng hệ thống dây neo hiện vẫn chưa có phương pháp tính toán thống nhất, nhất là các bài toán tính toán dây neo trong các trường hợp đặc biệt. Bài viết đề cấp đến việc tính toán dây neo ụ nổi trong trường hợp có khối treo đơn lẻ.
[7] AASHTO, AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, SI Units, 4th Edition 2007, American Association of State Highway and Transportation Officials Ngày nhận bài: Ngày phản biện: Ngày chỉnh sửa: Ngày duyệt đăng: 14/3/2016 15/3/2016 17/3/2016 9/8/2016 TÍNH TỐN DÂY NEO Ụ NỔI CÓ KHỐI TREO ĐƠN LẺ ANALYSIS OF MOORING LINE EQUIPPED WITH GRAVITY CELL NGUYỄN THANH SƠN Phòng QHQT, Trường ĐHHH Việt Nam Tóm tắt Bên cạnh ụ khơ, triền, đà, hệ thống nâng hạ tàu thẳng đứng nhờ sử dụng cấu nâng lượng điện, khí, v.v , ụ dạng cơng trình nâng hạ phổ biến nhà máy đóng tàu Việt Nam nói riêng giới nói chung Mặc dù hệ thống định tính động an tồn khai thác ụ nổi, hệ thống dây neo chưa có phương pháp tính tốn thống nhất, tốn tính tốn dây neo trường hợp đặc biệt Bài báo đề cấp đến việc tính tốn dây neo ụ trường hợp có khối treo đơn lẻ Abstract Together with dry dock, slope way, vertical shipyard lift, etc., floating dock is currently one of the most popular lifts for vessels at shipyards in Vietnam particularly and in over the world generally Though mooring line plays the most important roles in povides floating dock with flexibility and safety, so far there is no popular common analysis methodology for mooring line especially for the mooring line in specific conditions The article presents the analysis methodology for the mooringline eqquiped with gravity cell Đặt vấn đề Bên cạnh ụ khô, ụ nước, triền, đà, hệ thống nâng hạ tàu thẳng đứng nhờ sử dụng cấu nâng lượng điện, khí, v.v…, ụ dạng cơng trình nâng hạ phổ biến nhà máy đóng tàu Việt Nam nói riêng giới nói chung có nhiều ưu điểm bật giá thành khơng cao, có khả vận hành linh hoạt, đưa đến nơi có nhu cầu khai thác không chiếm dụng mặt nhà máy (hiện ngày trở nên khan hiếm) [1, 2] Với phát triển phương pháp phần mềm tính tốn kết cấu chun dụng nay, việc tính tốn, phân tích, thiết kế kết cấu ụ thực ngày nhanh chóng, hiệu có độ xác cao Tuy nhiên, hệ thống định tính động an toàn khai thác ụ nổi, hệ thống dây neo chưa có quy trình tính toán thống nhất,đặc biệt cho số trường hợp bố trí dây neo phổ biếntrong thực tế như: - Dây neo có bố trí khối treo đơn lẻ: Nhằm giảm chuyển vị làm tắt nhanh dao động ụ tác dụng trọng bên ngoài; - Dây neo có phần nằm đáy khu nước: Ở vùng có mực nước thay đổi lớn, quy trình, nội dung tính tốn chưa đề cập đến cách cụ thể, tường minh Tính tốn dây neo ụ trường họp có khối treo (trọng lực) đơn lẻ Xét dây neo có chiều dài tùy ý với sơ đồ tính minh họa Hình Từ kết nghiên cứu gần nhà khoa học Nga, Hà Lan [3, 4], phương trình đường cong dây neo biểu diễn theo công thức đây: x y a ch ch a a (1) Trong đó: Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 46 – Là hồnh độ đỉnh đường cong dây xích Hình Sơ đồ tính tốn cân phần tử dây neo trường hợp tổng qt Từ tính ü x-h ; X = 2h ï a ï ù ổ x -h S = a ỗ sh + sh ÷ ý è a ï x -h x -h ï f = H sh ;T = H ch ù a a ỵ tga =sh (2) Ở đây: tg - Là độ nghiêng tiếp tuyến điểm xét; x – Là điểm giao đường cong với phương ngang; l – Là hình chiếu lên phương ngang dây neo; h – Là khoảng cách theo phương đứng điểm treo dây neo; f – Là độ võng treo dây neo điểm xét; Q – Là thành phần đứng lực căng dây neo điểm xét; a– Là thông số đường xích T- Là lực căng dây neo tồn phần điểm xét 1 2 l a.ln S0 h S0 h (3) b S02 h (4) Trong trường hợp chiều dài dây neo có điểm treo cố định nằm ngang tác dụng ngoại lực, xác định hình chiếu lên phương ngang dây neo: Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 47 b b.h l 2a.ln 1 2a 2a (5) Trong trường hợp dây neo có khối treo (trọng lực) đơn lẻ, sơ đồ tính minh họa Hình Hình Sơ đồ tính tốn dây neo có khối treo (trọng lực) đơn lẻ Bên cạnh nội dung cần phải tính tốn dây neo trường hợp tổng quát dây neo có khối treo đơn lẻ, việc tính toán chuyển dịch ngang ụ cần thiết phải thực tương ứng với trường hợp sau [3, 4]: a Trong trạng thái làm việc có thành phần thẳng đứng ứng lực xích điểm gia cố xích với khối treo khối không tách rời đáy (F < F M) b Trong trạng thái làm việc khối treo nâng lên đoạn có độ cao C ứng lực thẳng đứng điểm gia cố xích với neo khơng xuất (Fa>F>FM) c Trong trạng thái làm việc có thành phần thẳng đứng ứng lực lên neo (F>F a) Với FM thành phần nằm ngang ứng lực xích khối treo tách rời lên khỏi đáy tính theo cơng thức [4]: S FM M hs 2 G P SM h s (6) Trong Fa thành phần nằm ngang ứng lực xích điểm gia cố xích với neo có xuất thành phần thẳng đứng, xác định công thức sau: Fa SM hs Sa2 P P G S M h s2 Sa P 2S M (7) Đối với trường hợp F > F M dịch chuyển ngang lỗ dẫn cáp ụ xác định theo công thức: 1M 0M (8) Với 0M 1M hình chiếu phương ngang đoạn xích dài SM trạng thái ban đầu làm việc, xác định theo công thức (3) thay S SM Đối với trường hợp Fa> F > FM dịch chuyển ngang lỗ thả neo xác định theo cơng thức: Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 48 1M 1a 0M 0a (9) 1a: Hình chiếu phương ngang đoạn xích Sa tính bằng: 1a Sa a1.arch1 C C 2a1C a1 (10) C: Là độ cao dâng lên khối neo lên khỏi đáy tính theo cơng thức: C m1 m12 n1 với m1 (11) F 2a1hs S M2 S M S M2 hs2 2a1GS M P a12 S M2 ; 2GS n M S M P S M2 hs2 Fhs P a12 S M2 Khi xích neo đáy có khối treo đơn lẻ trường hợp F > F a, dịch chuyển ngang lỗ thả neo ụ tính theo cơng thức (9) đó: S a2 C12 1a 2a1arsh 2a1 (12) Với C1 độ nâng lên khối treo lên khỏi đáy xác định theo công thức: C1 S hs S a G S M S a hs M SM Sa SM 2a1 F (13) Đại lượng 0M tính theo cơng thức (9), 1M xác định theo cơng thức đây: S hs C1 2a1arsh M 2m1 1M (14) Kết luận Trong thực tế, neo ụ khu vực có dòng thủy triều, sóng, gió tương đối lớn, việc bố trí khối treo (trọng lực) đơn lẻ dây neo giúp làm giảm chuyển dịch ngang ụ làm tắt nhanh dao động ụ tác dụng tải trọng Việc xây dựng nội dung quy trình tính tốn dây neo ụ, đặc biệt tính tốn chuyển dịch ngang ụ tác dụng tải trọng ngoài, trường hợp dây neo có bố trí khối neo (trọng lực) đơn lẻ có ý nghĩa việc lựa chọn phương ándây neo tối ưu bố trí ụ vùng nước hẹp có điều kiện thủy văn không thuận lợi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Văn Thứ Cơng trình thủy cơng nhà máy đóng tàu thủy sửa chữa tàu thủy Nhà xuất Giao thông Vận tải, 2007 [2] John W Gaythwaite Design of Marine Facilities for the Berthing, Mooring and Repair of Vessels 2nd edition American Sociaty of Civil Engineers, 2004 [3] Floating structure: A guide for Design and Analysis, Volume The Center for Marine and Petroleum Technology Oilfield Publication Ltd 1998 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 49 ... Hình Sơ đồ tính tốn dây neo có khối treo (trọng lực) đơn lẻ Bên cạnh nội dung cần phải tính toán dây neo trường hợp tổng qt dây neo có khối treo đơn lẻ, việc tính tốn chuyển dịch ngang ụ cần thiết... bố trí khối treo (trọng lực) đơn lẻ dây neo giúp làm giảm chuyển dịch ngang ụ làm tắt nhanh dao động ụ tác dụng tải trọng Việc xây dựng nội dung quy trình tính tốn dây neo ụ, đặc biệt tính tốn... chuyển dịch ngang ụ tác dụng tải trọng ngoài, trường hợp dây neo có bố trí khối neo (trọng lực) đơn lẻ có ý nghĩa việc lựa chọn phương ándây neo tối ưu bố trí ụ vùng nước hẹp có điều kiện thủy