II. 1 Xõy dựng phương ỏn kết cấu chung
4.1.Thiết kế thi cụng vận chuyển khối chõn đế
Việc tớnh toỏn vận chuyển khối chõn đế ra vị trớ xõy dựng là bài toỏn cú liờn quan đến thời gian khống chế vận chuyển cụng trỡnh từ cảng ra vị trớ xõy dựng. Hỡnh dạng bố trớ tàu kộo khối chõn đế cú dạng như sau:
tà uưkéo
h ớng di chuyển
tàuưgiữ tàuưgiữ
Ngoài ra, ta cũn phải tớnh toỏn sức cản nước và lực kộo mỏy chớnh của tàu kộo. Bài toỏn lực kộo tàu được tớnh dựa vào cỏc thụng số sau:
Thời gian vận chuyển khối chõn đế từ cảng ra vị trớ xõy dựng cụng trỡnh.
Hệ số lực cản của cụng trỡnh, cỏc thụng số thuỷ động học của tàu kộo và cỏc thiết bị đi kốm.
Tốc độ dũng chảy, hướng dũng chảy, tốc độ giú, hướng giú… (điều kiện mụi trường khi thi cụng).
Sơ đồ kộo khối chõn đế.
Từ cỏc thụng số trờn ta sẽ xỏc định lực kộo cần thiết và chọn được loại tàu kộo cú cụng suất phự hợp cho cụng tỏc lai dắt khối chõn đế, đồng thời chọn được cỏc thụng số cho cỏp kộo.
4.2. Tớnh toỏn sức cản nước là lực kộo của tàu kộo
Do khuụn khổ cho phộp của đồ ỏn cựng với khụng cú đủ thụng tin cần thiết nờn việc tớnh toỏn chọn tàu chỉ dừng lại ở việc chủ yếu dựa vào sức cản nước của khối chõn đế mà chưa xột đến cỏc yếu tố ảnh hưởng khỏc (sơ đồ kộo, hệ số động, ...).
Cỏc thụng số mụi trường trong quỏ trỡnh vận chuyển.
- Chiều cao súng: Hs = 0,7 (m)
- Vận tốc giú max: Vg = 30 (m/s)
- Vận tốc dũng chảy mặt lớn nhất: Vdc.S = 2,3 (m/s) Cỏc thụng số khỏc
- Tốc độ di chuyển của tàu kộo giả sử là: Vt = 10,0 (km/h) = 2,78 (m/s) - Mớn mước của K.C.Đ khi ở trờn biển: Ti = 12,5 (m)
Lực kộo của tàu kộo phải lớn hơn lực do cỏc yếu tố mụi trường tỏc dụng lờn K.C.Đ và tàu kộo. Cỏc yếu tố đú là: súng, giú, dũng chảy,... Trong tớnh toỏn ở đõy bỏ qua thành phần tải trọng do giú tỏc dụng lờn K.C.Đ và chưa tớnh tải trọng mụi trường lờn tàu kộo vỡ khụng cú số liệu kớch thước tàu kộo.
- Lực dũng chảy tỏc dụng lờn cụng trỡnh:
Fc = . ρ . . (3.10-3 . Am + 1,2 Ap) (kN) Trong đú:
Vc: Là vận tốc dũng chảy cú xột đến sự chuyển động tương đối của xà lan so với dũng chảy.
Vc = 2,3 + 2,78 = 5,08 (m/s).
ρ: Khối lượng riờng của nước, ρ = 1,025 (T/m3) = 1025 (kg/m3)
Am: Là tổng diện tớch mặt cắt ướt của K.C.Đ. Sử dụng AutoCAD, ta tớnh được diện tớch mặt cắt ướt của K.C.Đ là: Am = 1767,64 (m2)
Ap: Là diện tớch phần hỡnh chiếu của Am lờn phương vuụng gúc với hướng dũng chảy.
Ap = T . B = 12,36 . 34 = 420,24 (m2)
Fc1: lực cản bề mặt, liờn quan đến ma sỏt trờn bề mặt ướt của kết cấu nổi song song với hướng dũng chảy.
Fc = . ρ . . 3.10-3 . Am (kN)
Fc2: Lực cản hỡnh dỏng, liờn quan đến lực tỏc dụng lờn bề mặt ướt của kết cấu nổi vuụng gúc với hướng dũng chảy.
Fc = . ρ . . 1,2 Ap (kN) Fc = . 1,025 . 5,08 . (3.10-3 . 1767,64 + 1,2 . 420,24) = 1326,7 (T) => Vậy lực dũng chảy tỏc dụng lờn xà lan là: 1326,7 (T)
- Lực trụi dạt do súng tỏc dụng lờn K.C.Đ theo phương dọc của K.C.Đ: F = 0,13 . Cde . B2 . L . (N) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đú:
Cde: Là hệ số trụi dạt trung bỡnh (N/m5). Hệ số này phụ thuộc vào chu kỳ súng đỏng kể Ts và chu kỳ đặc trưng Th của súng.
Th = 0,6 . (s)
Hs: Là chiều cao súng đỏng kể (m). Do khụng cú số liệu cụ thể, lấy Hs =0,7 (m) B; L: Là chiều rộng và chiều dài lớn nhất của K.C.Đ (m)
Tra đồ thị 2.13 và 2.12, tài liệu bài giảng cụng trỡnh Biển mềm, ta được Cde = 0.8 (N/m5)
F = 0,13 . 0,8 . 21,72 . 34 . 0,72 = 818,88 (kN) = 0,82 (T) => Tổng tải trọng súng và dũng chảy tỏc dụng lờn xà lan là:
F = 1326,7 + 0,82 = 1327,52 (T). => Lực kộo của tàu được chọn T ≥ 1330 (T)
4.3. Thiết kế thi cụng đỏnh chỡm khối chõn đế
Dựng tàu định vị chớnh xỏc địa điểm đỏnh chỡm khối chõn đế, tiến hành thi cụng thỏo định vị, sau đú bơm dằn nước đầy vào cụng trỡnh để cụng trỡnh chỡm xuống đỳng vị trớ đó được thiết kế. Sau đú tiến hành bơm vật liệu dằn vào KCĐ, và bơm hết nước ra ngoài.
tàuưgiữ tàuưgiữ
Hỡnh IV.16 – Hỡnh vẽ bố trớ đỏnh chỡm khối chõn đế
IV.5 – An toàn vệ sinh lao động và bảo vệ mụi trường
Cụng tỏc thi cụng cần được tiến hành sao cho phự hợp với cỏc quy định về an toàn lao động như:
- Quy định về an toàn phũng hoả trong cụng nghiệp. - Quy định về an toàn khi sử dụng bỡnh ụxy-Axetylen. - Quy định về an toàn khi hàn cỏc kết cấu.
- Quy định khi phun cỏt đỏnh gỉ và phun phủ sơn chống ăn mũn.
- Quy định về an toàn lao động với cỏn bộ cụng nhõn viờn khi làm việc trờn cụng trường và trờn biển.
- Mọi cỏn bộ cụng nhõn phải cú đầy đủ quần ỏo bảo hộ, mũ giầy, găng tay và cỏc dụng cụ bảo hộ chuyờn ngành khỏc khi đang tiến hành cụng việc.
- Tất cả cỏc cỏn bộ cụng nhõn tham gia xõy dựng cụng trỡnh biển phải được học cỏch sử dụng cỏc dụng cụ cứu sinh trờn biển.
- Cỏc cỏn bộ cụng nhõn phải biết bơi.
- Cấm cỏc cỏn bộ cụng nhõn cõu cỏ khi ở trờn dàn và khi ở trờn cỏc phương tiện nổi, tàu thi cụng.
Quy định về sử dụng cỏc thiết bị: xe nõng, cẩu, tàu cẩu…
- Cẩu chỉ sử dụng khi cú súng giú khụng vượt quỏ điều kiện thi cụng: Hs = 1,25 (m)
Vgiú = 12 (m/s)
- Cấm cần cẩu làm việc khi ỏnh sỏng nhỏ hơn 30 (lux); khi cú mưa; sấm chớp; sương mự với tầm nhỡn xa nhỏ hơn 100m.
- Cỏc cỏn bộ chỉ huy thi cụng và thợ lỏi cẩu phải được trang bị mỏy bộ đàm để liờn lạc được với nhau khi thi cụng.
- Khi đang cẩu, cấm người khụng làm nhiệm vụ đi lại trong khu vực cẩu hoạt động.
- Cấm cỏc phương tiện nổi đi vào khu vực cẩu đang hoạt động.
- Tất cả cỏc cỏp nõng và dụng cụ treo buộc lắp rỏp phải phự hợp với yờu cầu kỹ thuật. Cỏc manớ, cỏp nõng bị mài mũn phỉa được kiểm tra xỏc định lại mức độ chịu tải cho phộp.
- Cấm sử dụng cỏc cỏp cũ nỏt và cỏp khụng rừ nguồn gốc, cỏp cũ chưa thử tải. - Khi sử dụng cỏc mỏy ỏp lực như bơm trỏm xi măng, những người khụng cú nhiệm vụ phải rời khỏi sàn cụng tỏc.
- Cụng việc hàn ngoài trời được tiến hành khi tốc độ giú khụng vượt quỏ 8 (m/s). Cỏc cỏn bộ chỉ huy, đội trưởng, tổ trưởng phải kiểm tra cỏc quy định an toàn của cụng nhõn trước khi tiến hành cụng việc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mọi cụng việc dưới nước do cỏc thợ lặn thực hiện phải được tuõn thủ theo cỏc quy định an toàn của cụng tỏc lặn.
- Cấm tuyệt đối khụng được cõu cỏ hay vứt cỏc vật xuống biển khi cỏc thợ lặn đang tiến hành cụng việc.
IV.6 – Tiến độ thi cụng khối chõn đế
KẾT LUẬN – ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I – Kết quả thu được thụng qua quỏ trỡnh làm Đồ ỏn
Qua đồ ỏn tốt nghiệp, em đó đề cập tới một trong những dạng cụng trỡnh mới của cụng trỡnh biển trọng lực bờ tụng: cụng trỡnh dạng 2 trụ đứng (Doris). Mặc dự với dạng kết cấu này đó xuất hiện nhiều ở trờn thế giới nhưng ở Việt Nam thỡ cụng trỡnh dạng này gần như là khụng cú. Với khả năng lưu trữ được một trữ lượng lớn cỏc sản phẩm của quỏ trỡnh khai thỏc dầu mỏ, khả năng chịu một tải trọng súng lớn cựng với khả năng đỡ được một khối lượng thượng tầng lớn nhiều so với cụng trỡnh cú 1 trụ cú cựng kớch thước,… nờn chắc chắn, trong một tương lai khụng xa lắm, dạng kết cấu này sẽ cú nhiều bước tiến, khụng chỉ cú ở Việt Nam mà cũn ở cả trờn toàn thế giới.
Bờn cạnh đú, với đồ ỏn tốt nghiệp lần này, em được lần đầu tiếp cận với một quỏ trỡnh hoàn chỉnh từ giai đoạn thiết kế cho tới giai đoạn lỳc thi cụng và vận hành đưa vào sử dụng của cụng trỡnh. Thụng qua đú, giỳp cho chỳng em hiểu rừ hơn về cỏc cụng trỡnh biển ở Việt Nam. Đú là những chi tiết cú thể núi đó giỳp em củng cố phần nào kiến thức cho những gỡ mỡnh đó tiếp thu được trong quỏ trỡnh học tập mà trước kia mà chưa cú cơ hội tỡm hiểu nhiều
Hơn nữa, chỳng em hiểu rừ hơn về cỏc vấn đề cũn gặp nhiều khú khăn trong thực tế sản xuất cũng như là thi cụng cỏc cụng trỡnh biển ở Việt Nam
II – Những điểm cũn hạn chế
Mặc dự là đồ ỏn tốt nghiệp, cựng với những thầy cụ hướng dẫn nhiệt tỡnh, nhưng với kiến thức và thời gian hạn hẹp, kinh nghiệm thực tế chưa cú nờn chắc chắn cũn tồn tại nhiều điểm hạn chế mà em chưa thể kịp khắc phục được trong đồ ỏn này như:
– Với kết cấu dạng 2 trụ đứng, khối đế múng dạng hỡnh elip nờn cỏc tải súng tớnh toỏn tỏc dụng lờn kết cấu theo 2 phương bỏn trục của khối chõn đế là cú sự khỏc biệt nhau rất lớn. Cựng với đú, khối chõn đế cú khả năng khỏng lực theo 2 phương bỏn trục là cũng khỏc nhau rất nhiều. Trong đồ ỏn lần này, em mới xột đến cỏc tổ hợp tải trọng súng lớn nhất tỏc dụng theo phương khỏng lực lớn nhất của khối chõn đế (phương // trục dài) mà chưa xột được cỏc tổ hợp tải trọng khỏc tỏc dụng theo phương khỏng lực yếu hơn của cụng trỡnh.
– Mặt khỏc, tớnh toỏn tải trọng súng nhiễu xạ tỏc dụng là tớnh theo những cụng thức tớnh gần đỳng, tớnh bằng tay, ẩn chứa cú nhiều sai số. Do đú, với dạng cụng trỡnh này cần phải cú một sự nghiờn cứu nhiều hơn nữa để cú thể cú một hệ số độ tin cậy lớn hơn về mặt tớnh toỏn kết cấu cụng trỡnh.
III – Kiến nghị
Áp dụng những phương phỏp tớnh mới, sử dụng đến nhiều cỏc phần mềm ứng dụng hỗ trợ vào quỏ trỡnh thiết kế kết cấu để gúp phần nõng cao độ tin cậy cũng như giảm khối lượng tớnh toỏn của cụng trỡnh.
CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Một số cỏc tài liệu tham khảo chớnh:
o TCVN 4116 – 1985: Thiết kế kết cấu BTCT cụng trỡnh thủy – 1985
o TCVN 6170 – 6: Cụng trỡnh biển cố định – Thiết kế kết cấu BTCT, 1999
o TCVN 6170 – 10: Cụng trỡnh biển cố định – Kết cấu dàn trọng lực bờ tụng, 2000
o TCXDVN 2737 – 2006: Tải trọng và tỏc động – Tiờu chuẩn thiết kế, 2006
o PGS. TS. Vũ Uyển Dĩnh – Mụi trường biển tỏc dụng lờn cụng trỡnh, 2002
o Cỏc tài liệu giỏo trỡnh về cụng trỡnh biển trọng lực, thi cụng cụng trỡnh biển trọng lực – Viện Xõy dựng Cụng trỡnh biển – Đại học Xõy Dựng
o Số liệu năng lực phục vụ thi cụng của PTSC và VSP
2. Một số tài liệu tham khảo nước ngoài:
o API – Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms (RP 2A WSD) – American Petroleum Institute, 2000
o DnV – Design of Offshore Wind Turbine Structures (OS – J101) – Det Norske Virtas, 2007
o D.Eng George C. Hoff – Chapter 13: Concrete for Offshore Structures – Concrete Construction Engineering Handbook
o Harvey H. Haynes – Guide for designs and Construction Fixed Offshore Concrete Structures (ACI 357R.84) – Reported by ACI Commitee 357, 1997
o Ivar Holand – Design of Concrete Offshore – Spon Press, 2003
3. Và cú tham khảo một số cỏc đồ ỏn, luận ỏn bờn ngoài
o Cỏc đồ ỏn mụn học cụng trỡnh biển kết cấu trọng lực bờ tụng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o PGS. TS. Đỗ Văn Đệ – Nghiờn cứu động lực học tương tỏc giữa súng nhiễu xạ đối với cụng trỡnh biển trọng lực – Luận ỏn TS KHKT, 1994
o Chu Chất Chớnh – Nghiờn cứu giải phỏp cụng nghệ hạ thủy vận chuyển đỏnh chỡm khối chõn đế một số cụng trỡnh biển cố định điển hỡnh trong điều kiện thềm lục địa Việt Nam – Luận ỏn TS KHKT, 1996
PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
I.1 – KHỐI LƯỢNG KHỐI CHÂN ĐẾ
Tờn cấu kiện V (m3) γbt (T/m3) Số lượng Gi (T)
Trụ 523,19 2,5 2 2615,93 Nắp Xilo 19,74 2,5 11 542,78 Đỏy Xilo 14,08 2,5 13 457,63 Thành Xilo 123,73 2,5 11 3402,63 Chõn khay 35,69 2,5 11 981,43 Vỏch trụ 6,31 2,5 20 315,29 Dầm đỡ TT 6 2,5 8 120
Bảng I.1. Khối lượng cụng trỡnh
- Khối lượng khối chõn đế sẽ là: 8435,7 (T). - Khối lượng khối thượng tầng là: 510 (T) => Vậy tổng khối lượng của cụng trỡnh là: 8945,7 (T).
I.2 – HỆ SỐ ĐẤT NỀN VÀ ĐỘ CỨNG LIấN KẾT Lề XO E0 B (m) à k (T/m3) 2024 21,7 0,3 102,50 Bảng I.2.a Bảng tớnh hệ số đất nền Hàng Ai (m2) ki 1 3.288 337.009 2 0.264 27.033 3 0.488 49.972 4 0.638 65.342 5 0.345 35.382
II.1 – TẢI TRỌNG GIể TÍNH TOÁN
Tải trọng giú tỏc dụng lờn 2 trụ nằm trờn mặt nước của khối chõn đế: z (0xyz) Z (0XYZ) V(z) (ft/s) A (ft2) F(z) (lbf) F(z) (T) 42,5 0 0,00 211,349 0,00 0,00 43 0,5 61,60 211,349 948,96 0,42 44 1,5 77,51 211,349 1502,63 0,67 45 2,5 84,91 211,349 1803,21 0,80 46 3,5 89,78 211,349 2016,17 0,90 47 4,5 93,42 211,349 2182,97 0,97 48 5,5 96,33 211,349 2320,93 1,03 49 6,5 98,75 211,349 2439,00 1,08 50 7,5 100,82 211,349 2542,46 1,13 51 8,5 102,64 211,349 2634,72 1,17 52 9,5 104,25 211,349 2718,09 1,21 53 10,5 105,70 211,349 2794,21 1,24 54 11,5 107,02 211,349 2864,32 1,27 55 12,5 108,22 211,349 2929,34 1,30 Tổng 29697,01 13,21
Bảng II.1.a Tải trọng súng NE cho 20 thời điểm
Tải trọng giú tỏc dụng lờn phần thượng tầng của khối chõn đế: z (0xyz) Z (0XYZ) V(z) (ft/s) A (ft2) F(z) (lbf) F(z) (T) Khối thượng tầng 59 16,5 112,24 2368,06 52959,70 23,56 Dầm đỡ T,tầng 55,5 13 108,79 236,81 4975,09 2,21 Tổng 57934,75 25,77
Bảng II.1.b Tải trọng súng NE cho 20 thời điểm
II.2 – TẢI TRỌNG SểNG TÍNH TOÁN
* Với hướng súng NE. Ta cú bảng tớnh tải trọng súng cho từng thời điểm như sau:
(ti/20).T Fx Fy F 0 788,357 145,478 801,667 1 -172,473 194,033 259,607 2 -1127,215 163,647 1139,032 3 -1884,004 118,551 1887,73 4 -2285,378 65,739 2286,323 5 -2267,902 12,577 2267,937 6 -1888,261 -34,917 1888,584 7 -1299,639 -73,183 1301,698 8 -686,054 -101,16 693,472 9 -186,003 -119,39 221,023 10 156,872 -128,879 203,024 11 393,986 -130,327 414,982 12 626,429 -123,849 638,554 13 939,094 -108,945 945,393 14 1349,487 -84,664 1352,14 15 1799,646 -50,169 1800,345 16 2192,388 -5,798 2192,395 17 2439,586 45,862 2440,017 18 2483,946 99,622 2485,943 19 2289,172 148,428 2293,979 20 1830,024 184,94 1839,345
* Ta cú bảng tớnh tải trọng súng cho từng hàng nỳt tại thời điểm 18.T/20 như sau: NÚT Z (m) Fx (T) Fy (T) NÚT Z (m) Fx (T) Fy (T) 1 0 8,116 0,832 23 -21,5 23,770 2,100 2 -0,5 16,431 1,677 24 -22,5 24,146 2,121 3 -1,5 16,698 1,693 25 -23,5 24,531 2,143 4 -2,5 17,424 1,736 26 -24,5 24,923 2,165 5 -3,5 18,153 1,778 27 -25,5 25,325 2,188 6 -4,5 18,432 1,795 28 -26,5 25,735 2,211 7 -5,5 18,715 1,811 29 -27,5 26,154 2,235 8 -6,5 19,042 1,830 30 -28,5 26,744 2,273 9 -7,5 19,373 1,849 31 -29,5 81,391 2,202 10 -8,5 19,668 1,866 32 -30,5 149,011 3,256 11 -9,5 19,967 1,883 33 -31,5 148,609 3,258 12 -10,5 20,348 1,904 34 -32,5 148,244 3,261 13 -11,5 20,733 1,926 35 -33,5 147,917 3,264 14 -12,5 20,869 1,934 36 -34,5 147,627 3,269 15 -13,5 21,009 1,943 37 -35,5 147,374 3,274 16 -14,5 21,332 1,961 38 -36,5 147,158 3,280 17 -15,5 21,661 1,980 39 -37,5 146,980 3,288 18 -16,5 21,996 1,999 40 -38,5 146,838 3,296 19 -17,5 22,337 2,018 41 -39,5 146,734 3,305 20 -18,5 22,685 2,038 42 -40,5 146,666 3,315 21 -19,5 23,040 2,058 43 -41,5 146,635 3,326 22 -20,5 23,401 2,079 44 -42,5 2483,946 99,622