Khả năng thông qua của tuyến hậu phương

HP  NHP.pHP (tấn/ngày) (2.33)

2.3.5. Kiểm tra thời gian làm việc thực tế của một thiết bị hậu phương

- Số giờ làm việc thực tế của 1 thiết bị hậu phương trong năm

  ' ' ' n HP max HP h 4 h5 h 6 Q . 1 x . x N p p p                 (giờ/năm) (2.34)

38

- Số ca làm việc thực tế của một thiết bị hậu phương trong ngày

max ' ' ' ng ca HP ca HP 4 5 6 Q .r .( ) 1 r . r N p p p                 (ca/ngày) (2.35)

Nếu các điều kiện trên không thỏa mãn thì phải tăng số lượng hoặc tăng năng suất của thiết bị hậu phương.

2.3.6. Nội dung thực hành

Một cảng hoạt động với các phương án xếp dỡ như lược đồ sau:

Biết: Qn = 1.800.000 tấn/năm;  = 0,6 P1 = P2 = 1.100 tấn/máy – ngày P5 = P6 = 700 tấn/máy – ngày kbh = 1,2 ; kct = 0,7 ; Tn = 360 ngày/năm ; ky = 1 n1 = 4 máy/cầu tàu Tính: - Số cầu tàu?

- Số thiết bị tiền phương, số thiết bị hậu phương? - Khả năng thông qua của tuyến tiền phương? - Khả năng thông qua của tuyến hậu phương?

2.4. Tính diện tích và các chỉ tiêu khai thác kho

Việc chuyển tải hàng hóa trực tiếp từ tàu lên các phương tiện khác và ngược lại, về mặt lý thuyết thì luôn thực hiện được. Tuy nhiên, điều này sẽ là không thực tế nếu là hàng dầu thô chẳng hạn, hay các loại hàng cồng kềnh hoặc container do bản chất của luồng hàng và các yêu cầu về thủ tục… Vì vậy, cảng cần phải có các phương tiện lưu trữ thích hợp như nhà kho mái che, khu chất hàng, bãi container và các tiện ích khác. Hàng bao kiện thông thường và container được xem xét khác nhau.

2.4.1. Tính diện tích kho chứa hàng bao kiện

- Các tham số hàng hóa:

+ Dung tích chất xếp đơn vị (), là thể tích không gian mà 1 đơn vị trọng lượng hàng chiếm chỗ khi chất xếp tại kho (m3/tấn);

+ Mật độ hàng hóa chất xếp (γ), là số đo trọng lượng hàng trên 1 đơn vị thể tích chất xếp (tấn/m3).  = 1/

39

+ Chiều cao chất xếp tối đa của hàng [h], là chiều cao tối đa có thể xếp của đống hàng. Nó phụ thuộc vào từng loại hàng, đặc biệt là loại bao bì của hàng hóa đó. Giới hạn chiều cao tối đa chất xếp nhằm đảm bảo cho đống hàng được ổn định và an toàn, tải trọng đè lên lên những bao, kiện ở lớp dưới cùng không vượt quá sức chịu tải của chính những bao, kiện đó, không làm hư hại những bao, kiện ở lớp dưới cùng.

- Khối lượng hàng tồn kho trung bình (lượng hàng trung bình chứa trong kho): k h bq kt Q E .t T  (tấn) (2.36)

Trong đó: Qk - tổng lượng hàng thông qua kho (bãi) trong 1 năm (tấn/năm);

Tkt - thời gian khai thác kho bãi trong năm (ngày/năm); tbq - thời gian bảo quản (lưu kho) hàng bình quân (ngày).

- Mật độ lưu kho (p): Là trọng lượng hàng chứa được trên 1 m2 diện tích kho. Nó phụ thuộc vào dung tích chất xếp đơn vị (), chiều cao chất xếp tối đa cho phép của hàng [h] và áp lực cho phép của nền kho [p].

1 p min [h]. ;[p]      (tấn/m 2 ) (2.37) - Diện tích kho hữu ích (để chất xếp hàng hóa):

h h E F p  (m2) (2.38)

Tổng diện tích của kho cần xây dựng:

Fk F .(1h k ).(11 k )2 (m2) (2.39)

Trong đó: k1 - hệ số diện tích kho bãi dành cho đường giao thông, văn phòng kho và các điểm kiểm tra hàng hóa. Diện tích khu vực này bằng khoảng 40% diện tích khu vực chất chứa hàng (~0,4);

k2 - hệ số diện tích kho dự trữ cho những thời điểm hàng tồn kho cực đại (~ 0,25).

Bảng 2.2. Dung tích chất xếp đơn vị và mật độ hàng hóa của một số loại hàng

Loại hàng Dung tích chất xếp đơn vị- Stowage Factor (m3/tấn) Chiều cao chất xếp (m) Mật độ hàng hóa chất xếp - Cargo Density (tấn/m3) Đường 0,69 3,20 1,45 Bột mỳ đóng bao 1,3 4,40 0,77 Cà phê bao 1,8 4,40 0,56

40 Xi măng bao 1,0 - 1,0 Thạch cao bao 1,2 - 0,83 Cuộn giấy 2,5 6,64 0,4 Kiện bông 2,7 - 0,37 Thức ăn gia súc 1,5 - 0,67

2.4.2. Tính diện tích bãi chứa container

Gọi GS là số vị trí xếp container trên bãi hay số ô nền (Ground-slot):

c bq s kt Q .t G .(1 k) h. .T    (ô nền) (2.40)

Trong đó: Qc - Lượng container thông qua bãi trong năm (TEU/năm); h - Chiều cao xếp chồng;

 - Hệ số khai thác tiện ích (~ 0,75);

(việc chất xếp container với tỷ lệ này để đảm bảo có đủ ô trống cần thiết cho việc đảo chuyển container trong hoạt động khai thác bãi)

Tkt - Thời gian khai thác bãi trong năm (365 ngày/năm); tbq - Thời gian lưu container bình quân (ngày);

k - hệ số xét đến thời điểm lượng container tồn bãi cực đại (~0,4).

Gọi Fb là tổng diện tích bãi cần xây dựng:

s b G .a F u  (m2) (2.41)

Trong đó: a - diện tích chiếm nền bãi của 1 TEU (~ 15 m2 );

u - hệ số diện tích bãi để chất xếp container, phụ thuộc vào loại thiết bị xếp dỡ trên bãi.

- Trailer: 0,4

- Straddle Carrier: 0,48 - Side Loader: 0,41

- RTG: 0,52

2.4.3. Tính diện tích kho hàng CFS

Thời gian lưu kho/bãi và chiều cao chất xếp của hàng là các hệ số cơ bản để thiết kế diện tích kho hàng CFS.

41 CFS bq CFS kt Q .t E T  (TEU) (2.42)

Trong đó: QCFS – Lượng container thông qua CFS trong năm (TEU/năm); tbq – Thời gian hàng lưu kho CFS bình quân (ngày).

- Diện tích khu vực chứa hàng của kho CFS: CFS ECFS.29

F

h

 (m2) (2.43)

Trong đó: h – chiều cao xếp hàng trung bình (m);

Thể tích hàng trung bình của 1 TEU là 29 m3 .

Tổng diện tích kho CFS: FXD FCFS.(1k ).(11 k )2 (m2) (2.44)

Bảng 2.3. Thông số cơ bản của container

Loại container Đơn vị

(TEU) Kích thƣớc ngoài (m) Tải trọng tối đa (tấn) Thể tích chứa hàng (m3) 1C (20 ft) 1 6,05  2,435  2,435 20 29,0 1A (40 ft) 2 12,190  2,435  2,435 30 60,5 1B (30 ft) 1,5 9,125  2,435  2,435 25 45,0 1D (10 ft) 0,5 2,990  2,435  2,435 10 14,1

2.4.4. Các chỉ tiêu khai thác kho

- Hệ số lưu kho/bãi: là tỷ số giữa khối lượng hàng qua kho so với tổng khối lượng hàng thông qua cảng.

k tq Q Q

  (2.45)

Trong đó: Qk – khối lượng hàng hóa thông qua kho bãi (tấn/năm); Qtq – khối lượng hàng hóa thông qua cảng (tấn/năm). - Hệ số quay vòng của kho:

k kt k h bq Q T E t    (2.47)

- Thời gian hàng lưu kho bình quân:

i i bq i Q .t t Q    (ngày) (2.48)

42

ti – thời gian bảo quản loại hàng I (ngày). - Sức chứa thiết kế của kho (dung lượng kho):

k h h

E [p].F E (tấn) (2.49)

Trong đó: p - áp lực cho phép của nền kho (tấn/m2); Fh - diện tích kho hữu ích (m2).

Diện tích chứa hàng hữu ích của kho là phần diện tích kho dành để chất xếp hàng hóa (không bao gồm phần diện tích kho dành cho đường đi/thiết bị làm hàng, nơi tiến hành thủ tục kiểm tra hàng hóa của hải quan, khu vực văn phòng kho).

Đối với kho chứa hàng trên giá (kệ) thì sức chứa của kho được tính theo m3 và bằng khoảng 75% tổng thể tích của giá chứa hàng.

- Hệ số sử dụng sức chứa của kho: e h

k

E E

  (2.50)

- Năng suất thông qua của kho k k k Q q F  (tấn/m2-năm) (2.51)

- Khả năng thông qua của kho

k E .k k

   (tấn/năm) (2.52) - Giá thành khai thác kho:

k k k bq C S Q .t  (đồng/tấn-ngày) (2.53)

Trong đó: Ck - tổng chi phí công tác của kho (đồng); Qk . tbq - tổng số tấn-ngày bảo quản.

2.4.5. Nội dung thực hành

a) Tính: - Sức chứa của kho theo thiết kế?

- Khối lượng hàng bách hóa tối đa chứa được trong kho kho? Biết:

+ Diện tích kho xây dựng: Fk = 7.000 m2

+ Dung tích chất xếp đơn vị của hàng bách hóa:  = 1,8 m3/tấn + Chiều cao xếp hàng cho phép của hàng bách hóa: h = 4 m + Áp lực cho phép của nền kho: p = 4 tấn/m2

+ Hệ số: k1 = 0,4

b) Một bãi chứa container có tổng diện tích: Fb = 72.000 m2 Chiều cao chất xếp container: h = 5 tier

43

Hệ số diện tích bãi hữu ích: u = 0,52 Hệ số khai thác bãi tiện ích: δ = 0,75 Diện tích chiếm bãi của 1 TEU: a = 15 m2 - Tính số ô nền của bãi (Gs)?

- Tính sức chứa khai thác của bãi (Eb)?

c) Một kho hàng có tổng diện tích xây dựng là 15.000 m2, áp lực cho phép của nền kho là 3,6 tấn/m2. Biết rằng phần diện tích kho không xếp hàng (đường đi, văn phòng kho...) bằng khoảng 40% phần diện tích kho để chất xếp hàng hóa.

Người ta có kế hoạch chứa hàng bách hóa đóng kiện trên Pallet, kích thước ngoài của mỗi kiện là: Dài x Rộng x Cao = 1,0 x 0,8 x 0,7 m, trọng lượng mỗi kiện là 350 kg. Các kiện hàng có thể xếp chồng lên nhau với độ cao không quá 7 lớp. Phương tiện làm hàng trong kho là xe nâng, chiều cao nâng hàng tối đa tính từ mặt đất đến càng xe nâng là 3,9 m. Tính lượng hàng bách hóa tối đa chứa được trong kho?

2.5. Tính toán năng lực tuyến xếp dỡ cho toa xe

2.5.1. Kết cấu tuyến xếp dỡ cho toa xe

Cấu thành mạng lưới đường sắt phục vụ công tác xếp dỡ hàng hóa ở cảng gồm 5 bộ phận chủ yếu:

- Ga đón gửi (GĐG): đón nhận, phân loại và lập đoàn tàu ra vào cảng.

- Ga trước cảng (GTC): nhận đoàn tàu từ ga đón gửi, phân loại toa xe theo các khu xếp dỡ.

- Bãi dồn toa (BDT): tuyển lựa toa xe cho các tuyến xếp dỡ trong từng khu hàng. - Tuyến xếp dỡ (TXD): tiến hành tác nghiệp xếp dỡ hàng hóa giữa đường sắt với

các phương tiện vận tải khác hoặc giữa đường sắt và kho bãi.

- Tuyến bổ trợ (đường ra vào, đường dẫn, đường nối, đường quay trở): nối liền các bộ phận trên.

Trong thực tế, chúng ta gặp 4 loại sơ đồ mạng đường sắt ở cảng như sau:

Sơ đồ I: GĐG lập các nhóm toa xe cho các tuyến xếp dỡ. Nó thường áp dụng cho các cảng nhỏ.

GĐG TXD

Sơ đồ II: GĐG lập các đoàn tàu theo các khu hàng (BDT), ở đây tiến hành tuyển lựa toa xe cho TXD.

44

Sơ đồ III: GĐG phát các đoàn tàu về GTC, tại đây sẽ lập các toa xe cho TXD. Nó thường áp dụng khi lưu lượng hàng hoá trong năm dưới 10 triệu tấn, khoảng cách từ cảng đến GĐG 7-8 km.

GĐG GTC TXD

Sơ đồ IV: Đây là sơ đồ đầy đủ, áp dụng cho những cảng có lưu lượng hàng hóa lớn, khoảng cách từ cảng đến GĐG xa (trên 10 km).

GĐG GTC BDT TXD

2.5.2. Các tham số cơ bản

- Số toa xe tối đa trong một chuyến (là số toa xe cùng lúc có thể đậu trên một đường sắt tại tuyến xếp dỡ):

xd tx tx L n l  (toa) (2.54) Trong đó: LXD - chiều dài đường sắt tại tuyến xếp dỡ (m);

ltx - chiều dài tối đa của 1 toa xe (m/toa). - Trọng tải sử dụng của một chuyến toa xe:

Gch = ntx . qtx (tấn/chuyến) (2.55)

Trong đó: qtx - trọng tải sử dụng của 1 toa xe (tấn/toa). - Thời gian xếp dỡ cho một chuyến toa xe:

* ch xd hi G t p   (giờ/chuyến) (2.56)

Trong đó:  phi - là tổng năng suất giờ của các thiết bị đồng thời xếp dỡ cho 1 chuyến toa xe (tấn/giờ).

- Hệ số sử dụng đường sắt xếp dỡ cùng lúc: xd sd s n k n  (2.57)

Trong đó: nxd - số chuyến toa xe đưa vào tuyến xếp dỡ cùng lúc theo 1 đoàn toa xe (chuyến/đoàn);

45

- Khoảng thời gian đưa 1 đoàn toa xe vào tuyến xếp dỡ: v d n t T n  (giờ) (2.58)

Trong đó: nn - số đường nối giữa TXD và BDT;

tv - thời gian quay vòng của đầu máy dồn toa, gồm thời gian chạy có và không hàng từ BDT đến TXD và thời gian sắp xếp thu dọn 1 đoàn toa xe tại TXD và BDT (giờ).

2.5.3. Số chuyến toa xe được xếp dỡ trong ngày

a) Khi số đường sắt trên tuyến xếp dỡ chẵn (ns = 2, 4, 6…)

Thử với ksd = 0,5 để tính thời gian xếp dỡ cho 1 đoàn toa xe:

Txd = t*xd . ns . 0,5 (giờ) (2.59)

So sánh Txd và Td :

- Nếu Txd  Td , thì tác nghiệp đoàn tàu theo phương án ksd = 0,5. Trường hợp này thời gian chu kỳ giải phóng 1 đoàn toa xe chính là Txd . Khi đó, số chuyến toa xe được xếp dỡ trong ngày là:

s xd T m .n .0, 5 T  (chuyến/ngày) (2.60)

- Nếu Txd < Td  2 Txd, thì vẫn tác nghiệp đoàn tàu theo phương án ksd = 0,5. Trường hợp này thời gian chu kỳ giải phóng 1 đoàn toa xe là Td. Khi đó, số chuyến toa xe được xếp dỡ trong ngày là:

s d T m .n .0, 5 T  (chuyến/ngày) (2.61)

- Nếu Td > 2 Txd, thì tác nghiệp đoàn tàu theo phương án ksd = 1. Trường hợp này thời gian chu kỳ giải phóng 1 đoàn toa xe là tổng thời gian xếp dỡ cho cả đoàn toa xe cộng với thời gian dồn toa. Khi đó, số chuyến toa xe được xếp dỡ trong ngày là: s xd d T m .n T T    (chuyến/ngày) (2.62) Trong đó: * xd xd s T t .n   (2.63)

T- là thời gian làm việc thực tế của thiết bị xếp dỡ trong ngày (giờ/ngày).

b) Khi số đường sắt trên tuyến xếp dỡ lẻ (ns = 1, 3, 5…)

Khi số đường sắt trên tuyến xếp dỡ lẻ thì không thể tác nghiệp theo phương án ksd = 0,5. Để khắc phục tình trạng này, người ta làm thêm 1 đường sắt phụ ngay sát tuyến xếp dỡ để đưa tác nghiệp đoàn tàu trở về với phương án giống như trường

46

hợp số đường sắt chẵn. Các công thức trình bày ở phần này cũng chỉ áp dụng được với các sơ đồ mạng đường sắt có thêm đường phụ như hình vẽ dưới đây:

ns = 3 nn =1

TXD Đường sắt phụ BDT

Thử với ksd = 0,5, để tính thời gian xếp dỡ cho 1 đoàn toa xe:

Txd = t*xd . (ns + 1) . 0,5 (h) (2.64) So sánh Txd và Td:

- Nếu Txd  Td, thì tác nghiệp đoàn tàu theo phương án ksd = 0,5. Khi đó, số chuyến toa xe được xếp dỡ trong ngày là:

xd

T m

T

 .(ns + 1). 0,5 (chuyến/ngày) (2.65)

- Nếu Txd < Td  2 Txd, thì vẫn tác nghiệp đoàn tàu theo phương án ksd= 0,5. Khi đó, số chuyến toa xe được xếp dỡ trong ngày là:

d

T m

T

 .(ns + 1). 0,5 (chuyến/ngày) (2.66)

- Nếu Td > 2 Txd, thì tác nghiệp đoàn tàu theo phương án ksd = 1. Khi đó, số chuyến toa xe được xếp dỡ trong ngày là:

xd d T m T T    .(ns + 1) (chuyến/ngày) (2.67) Trong đó: Txd = t*xd . (ns + 1)

2.5.4. Khả năng thông qua của tuyến xếp dỡ cho toa xe

s = m.Gch (Tấn/ngày) (2.68)

2.5.5. Nội dung thực hành

Tính khả năng thông qua của tuyến xếp dỡ cho đường sắt? Biết: - Số lượng đường sắt xếp dỡ trên tuyến, nđs = 2

- Số đường nối giữa tuyến xếp dỡ và bãi dồn toa, nn = 1 - Chiều dài tuyến xếp dỡ của đường sắt, Lxd = 200m - Chiều dài 1 toa xe, ltx = 20m,

- Trọng tải chở hàng của 1 toa xe, qtx = 50 tấn/toa - Số cần trục xếp dỡ đồng thời trên tuyến, n1 = 4 máy - Năng suất của cần trục, p = 100 tấn/máy-giờ

- Thời gian làm việc thực tế trong ngày của cảng, T = 21 giờ (làm việc 3 ca/ngày, thời gian ngừng việc trong ca là 1 giờ/ca)