Công trình chỉnh trị luồng tàu và ổn định đường bờ phần i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơng trình - Bộ mơn Cơng trình Cảng - Đường thủy CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ LUỒNG TÀU VÀ ỔN ĐỊNH ĐƯỜNG BỜ Giảng viên: Dương Đức Toàn Email: duongductoan@tlu.edu.vn Điện thoại: 0934.469.181 LỊCH HỌC • Thời gian, địa điểm: • tuần, từ 03/02 ÷ 29/03/2020 • Thứ - Tiết 1, 2, - Phịng 339 A3 • Thứ - Tiết 1, 2, - Phòng 341 A3 KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ • Đánh giá: • Hình thức: Thi viết • Thời gian thi: 90 phút • Trọng số điểm trình: 30% • Trọng số điểm thi kết thúc mơn học: 70% NỘI DUNG MƠN HỌC • Chương 1: Mở đầu • Chương 2: Dịng chảy sơng ngịi • Chương 3: Quy hoạch chỉnh trị sơng • Chương 4: Kết cấu cơng trình chỉnh trị • Chương 5: Chỉnh trị đoạn sơng uốn khúc ghềnh cạn • Chương 6: Chỉnh trị đoạn sông phân lạch đoạn nhập lưu • Chương 7: Chỉnh trị đoạn sơng có cầu vượt GIẢNG VIÊN • TS Dương Đức Tồn • PGS TS Mai Văn Cơng • TS Lê Tuấn Hải TÀI LIỆU THAM KHẢO • Động lực học sơng biển - Nguyễn Bá Quỳ, Phạm Thị Hương Lan - Đại học Thủy lợi • Chỉnh trị sơng - Nguyễn Bá Quỳ, Phạm Thị Hương Lan - Đại học Thủy lợi • Đường thủy nội địa - Lương Phương Hậu- Đại học Xây dựng TÀI LIỆU THAM KHẢO • Cẩm nang thiết kế xây dựng cơng trình thủy Trần Đình Quang NXB Giao thơng vận tải, 2012 • Diễn biến cửa sông vùng đồng Bắc Lương Phương Hậu, Trịnh Việt An, Lương Phương Hợp NXB Xây dựng, 2002 • River training techniques B Przedwojki, R Blazejewski, K.W Pilarczyk Rotterdam, 1995 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơng trình - Bộ mơn Cơng trình Cảng - Đường thủy CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ LUỒNG TÀU VÀ ỔN ĐỊNH ĐƯỜNG BỜ CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Giảng viên: Dương Đức Toàn Email: duongductoan@tlu.edu.vn Điện thoại: 0934.469.181 NỘI DUNG CHÍNH • Vai trị giao thông vận tải thủy đặc trưng kinh tế kỹ thuật đường thủy nội địa • Luồng tàu thủy • Sơ lược loại tàu hoạt động tuyến đường thủy nội địa • Phân loại, phân cấp đường thủy nội địa • Cảng sơng, bến tàu nội địa 1.1 VAI TRÒ CỦA GIAO THÔNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN 1.1 VAI TRỊ CỦA GIAO THƠNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN • Giao thơng vận tải khơng tạo giá trị vật chất song thúc đẩy q trình sản xuất, đưa nguyên vật liệu, sản phẩm đến người tiêu thụ • Giao thơng vận tải thuỷ ngành giao thơng khác, chiếm vị trí quan trọng • Ngành vận tải thuỷ bao gồm vận tải ven biển, đại dương vận tải thuỷ nội địa 1.1 VAI TRỊ CỦA GIAO THƠNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN • GTVT thuỷ nội địa tiến hành sông suối thiên nhiên, hồ thiên tạo nhân tạo, sông kênh hóa kênh nhân tạo, chủ yếu sơng thiên nhiên • GTVT thủy so với GTVT khác có giá thành rẻ Việt Nam nước có mạng lưới giao thơng thuỷ phát triển Do giao thơng thuỷ Việt Nam đóng vai trị quan trọng 1.1 VAI TRỊ CỦA GIAO THÔNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN Các tuyến vận tải đường thủy nội địa (Nguồn: Cục đường thủy nội địa http://viwa.gov.vn) 1.1 VAI TRÒ CỦA GIAO THƠNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN • Hiệu vận tải thuỷ nội địa phụ thuộc vào yếu tố sau: • Giá thành vận chuyển • Tốc độ vận tải • Năng lực thông qua • Tính chất hàng hố • Tính liên tục, tính quy luật • Mức bảo đảm 1.1 VAI TRỊ CỦA GIAO THƠNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN • Giá thành vận chuyển: vận tải thuỷ nội địa đơn thuần, giá thành vận chuyển bao gồm: giá khấu hao, giá đầu tư, chi phí quản lý tu, trả lương nghĩa vụ với xã hội, chi phí nhiên liệu, chi phí bảo hiểm chi phí khác • Tốc độ vận tải: so với đường sắt, tốc độ vận tải đường thuỷ tương đối chậm Thông thường, chiều dài đường thuỷ thực tế dài gấp 1.5÷2.0 lần khoảng cách vị trí đầu vị trí cuối, đặc điểm uốn khúc sơng thiên nhiên Trong đường sắt, hệ số 1.2÷1.5 1.1 VAI TRỊ CỦA GIAO THƠNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN 1.1 VAI TRỊ CỦA GIAO THƠNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN 1.1 VAI TRÒ CỦA GIAO THÔNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN 1.1 VAI TRỊ CỦA GIAO THƠNG THỦY TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN • Năng lực thơng qua: sông lớn, không bị khống chế tĩnh không chiều rộng, lực thông qua đường thuỷ gần khơng hạn chế, khơng bắt buộc phải tránh nhau, vượt nơi quy định Trên sơng kênh hố, lực thơng qua bị hạn chế phải qua âu cơng trình nâng tầu • Tính chất hàng hố: phương tiện vận tải thuỷ vân chuyển loại hàng hố có khối lượng lớn, kích thước cồng kềnh như: quặng, than, VLXD, máy móc lớn v.v Một sà lan 800÷1000 tương đương với đồn tàu hoả 4.6 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH NHẸ, CHẢY LUỒN • Kết cấu cơng trình: • Bãi ngầm: • Bãi ngầm tạo thành nhiều cụm có mang vật neo thả xuống đáy sơng vị trí quy định Kết cấu cụm có mẫu sau: • Mẫu 1: làm loại thân gỗ có tán rộng 3÷4m, dài 4÷6m, đường kính gốc 15÷20cm, vật neo rọ đá 4.6 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH NHẸ, CHẢY LUỒN • Kết cấu cơng trình: • Bãi ngầm: 87 4.6 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH NHẸ, CHẢY LUỒN • Kết cấu cơng trình: • Bãi ngầm: • Kết cấu cụm có mẫu sau: • Mẫu 2: liên kết nối cứng cách cắm tre để nguyên cành vào rọ đá Cây tre cao 4÷6m, cành nhiều, xanh tươi Nếu cành phải buộc thêm rồng tre vào 4.6 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH NHẸ, CHẢY LUỒN • Kết cấu cơng trình: • Bãi ngầm: 88 4.6 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH NHẸ, CHẢY LUỒN • Kết cấu cơng trình: • Bãi ngầm: • Bãi ngầm thường thả nhiều hàng, khoảng cách hàng lấy chiều rộng tán • Trong hàng, khoảng cách lấy chiều rộng tán Nếu khoảng cách rộng làm giảm tác dụng cơng trình 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Ngun tắc làm việc: • Phỏng theo bồi xói chiều dòng chảy xoắn (chảy vòng) tạo nên khúc sơng cong, người ta đặt cơng trình phần mặt phần đáy để làm thay đổi kết cấu dịng chảy, hình thành dịng xoắn với mục đích lợi dụng riêng biệt nước bùn cát dòng sơng • Cơng trình tạo dịng xoắn sử dụng rộng rãi sông mang nhiều bùn cát, bùn cát đáy với mục đích bảo vệ bờ, chống bồi lấp cửa lấy nước, xói sâu luồng lạch giao thông thủy chỉnh trị sông chia lạch 89 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Là hệ thống lái dòng đặt phần bề mặt dòng chảy để tạo dịng xoắn • Kích thước hệ thống lái dịng Potapov: Các loại kích thước Chiều dài lái dịng lt Mớn nước ht Góc lệch với phương dòng chảy Khoảng cách Góc trục hệ thống với phương dịng chảy Khoảng trị số ứng dụng Trị số thích hợp (0.9 ÷ 3) H (0.14 ÷ 0.5) H 10o ÷ 30o (0.7 ÷ 1.1) H 12o ÷ 90o (1.5 ÷ 2) H 0.33 H 18.5o ÷ 20o 0.9 H (H độ sâu dịng chảy sơng) 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO Dịng chảy xoắn sinh lái dòng a) Tấm lái dòng tầng mặt; b) Tấm lái dòng tầng đáy 90 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Hình dạng mặt sử dụng nhiều loại 91 4.7 KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Bố trí hệ thống lái dịng dịng chảy: 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Có hai hình thức lắp đặt lái dịng: • Hình thức cố định: lái dòng gắn cố định vào cọc, giàn giá cầu gỗ bắc ngang sông Loại kết cấu thường dùng sông nhỏ, đất lịng sơng • Hình thức thùng phao nổi: lái chế tạo thành thùng phao đặt mặt nước, lên xuống theo thay đổi mực nước sơng Hình thức ứng dụng nơi dòng chảy mạnh, lưu tốc lớn (2 ÷ 3) m/s 92 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Kết cấu cơng trình tạo dịng xoắn kiểu thùng phao có phần: • Thùng phao lái dịng a • Giàn (do ngang d dầm dọc b tạo thành) dùng để liên kết thùng phao giữ cho chúng song song với nhau, đồng thời làm cầu cơng tác 93 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Kết cấu cơng trình tạo dịng xoắn kiểu thùng phao có phần: • Thiết bị neo giữ dây kéo c tạo thành để giữ vị trí tương đối cơng trình bờ Một đầu dây kéo buộc vào giàn trên, đầu lại cố định vị trí e tời để điều chỉnh phương hướng, góc độ cơng trình • f phao thăng 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Kết cấu cơng trình tạo dịng xoắn kiểu thùng phao có phần: • Tính tốn độ bền vững ổn định cho hệ thống cơng trình tạo dịng xoắn kiểu thùng phao bao gồm tính tốn khung vỏ kim loại thùng phao, kết cấu giàn dây neo • Tải trọng chủ yếu áp lực thủy động tác dụng vào thùng phao 94 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Kết cấu cơng trình tạo dịng xoắn kiểu thùng phao có phần: • Áp lực thủy động tác dụng vào thùng phao: • : dung trọng nước (T/m3) • F: diện tích mặt cắt ngang phần chìm thùng phao (m2) • V: tốc độ dịng chảy; : góc phương dịng chảy mặt thùng phao 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hệ thống lái dịng Potapov: • Kết cấu thùng phao lái dịng: chiều dày vỏ kim loại thùng phao khơng nhỏ 3÷4mm, thép góc làm khung khơng nhỏ 50x50x5mm 95 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Cơng trình lái dịng đáy: • Để trực tiếp điều chỉnh phương chuyển động bùn cát đáy, đặt đáy sơng cơng trình rồng tam giác, ngưỡng đáy mỏ hàn ngầm • Cơng trình lái dịng đáy cần có hình dạng cho sức cản thủy lực nhỏ • Mỏ hàn ngầm có đỉnh cách đáy 1/4 chiều sâu dịng chảy Góc trục cơng trình dịng chảy  = 1530o 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Cơng trình lái dịng đáy: 96 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Cơng trình lái dịng đáy: 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Cơng trình lái dịng đáy: 97 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Hàng rào Sađơrin: • Là hàng rào đan cành gồm hai đan mặt đáy chéo góc 135150o Chiều dài lái dịng khoảng 15÷16 lần chiều sâu dịng chảy 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Bố trí cơng trình tạo dịng xoắn: • Để bảo vệ bờ: cơng trình bố trí để hướng dịng chảy mặt xa bờ dẫn dòng chảy đáy đưa bùn cát vào bờ 98 4.7 KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Bố trí cơng trình tạo dịng xoắn: • Để bảo vệ bờ: 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Bố trí cơng trình tạo dịng xoắn: • Để chống bồi lấp cửa lấy nước: 99 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Bố trí cơng trình tạo dịng xoắn: • Để chống bồi lấp cửa lấy nước: • Khi lấy  = 4560o, vị trí điểm A xác định nhờ chiều rộng dòng chảy b0: b0 = 1.2*(k + 0.4)*bk • Trong đó: • k = qk/qs: giá trị lớn tỷ số lưu lượng riêng trung bình 10 ngày kênh sơng • bk: chiều rộng kênh lấy theo đường mép nước 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Bố trí cơng trình tạo dịng xoắn: • Để chống bồi lấp cửa lấy nước: • Chiều dài hệ thống cơng trình: L = b0/sin •  lấy theo kinh nghim, t 16oữ20o ã Chiu di mi thựng phao: lf = 0*H/sin • 0: hệ số kinh nghiệm, từ 0.35 ÷ • H: chiều sâu dịng chảy nơi đặt phao • : góc mặt phẳng thùng phao phương dịng chảy, từ 1622o 100 4.7 KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHẢY VỊNG NHÂN TẠO • Bố trí cơng trình tạo dịng xoắn: • Để chống bồi lấp cửa lấy nước: • Khoảng cách thùng phao cạnh Lf < lf*sin/sin 101 ... thiết mặt đáy luồng • Chiều rộng luồng thiết kế khoảng cách nằm ngang, vng góc v? ?i tim luồng gi? ?i hạn hai đường biên mặt cắt đáy luồng • Bán kính cong luồng thiết kế bán kính cung trịn đường tim... Đ? ?i tàu phục vụ bến hệ thống thơng tin liên lạc ng? ?i cảng 36 TRƯỜNG Đ? ?I HỌC THỦY L? ?I Khoa Cơng trình - Bộ mơn Cơng trình Cảng - Đường thủy CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ LUỒNG TÀU VÀ ỔN ĐỊNH ĐƯỜNG BỜ CHƯƠNG... chia tàu sông, tàu hồ, tàu pha sông biển, tàu LASH (tàu chuyên dùng để chở sà lan - Lighter Aboard Ship) • Theo chức cơng tác chia tàu khách, tàu hàng, tàu lai dắt, tàu công nghiệp (đánh cá), tàu