O slideshow foi denunciado.
Seu SlideShare está sendo baixado. ×

Thuyet minh

Mais Conteúdo rRelacionado

Diapositivos para si

Thuyet minh

  1. 1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 1 LỜI CẢM ƠN Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa diễn ra một cách mạnh mẽ nhiều nghành sản xuất ra đời, sản xuất ra lượng hàng hóa rất lớn kéo theo nhu cầu trao đổi hàng hóa ngành giao cũng phải phát triển tương ứng để đáp ứng nhu cầu của thực tế. Cùng với các ngành giao thông khác nghành giao thông thủy có vai trò hết sức to lớn trong việc vận chuyển và giao lưu hàng hóa nhờ những ưu thế như: vận chuyển với lượng hàng lớn, giá rẻ hơn nhiều so với giao thông đường sắt, đường bộ, đường không. Với những ưu thế đó việc đẩy mạnh phát triển giao thông thủy để mang lại hiệu quả kinh tế lớn bằng việc đầu tư xây dựng bến cảng tiếp nhận, vận chuyển hàng hóa là rất cần thiết. Sau 4 năm học và hoàn thành các môn học trong chương trình đào tạo kỹ sư công trình biển của trường ĐHXD em đã được giao đồ án với đề tài Thiết kế kỹ thuật bến cầu tàu cảng Tổng hợp Thị Vải – Vũng Tàu. Cảng thuộc thị trấn Phú Mỹ, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đây là khu vực thuận lợi cho viêc lưu thông hàng hóa. Nội dung của đồ án như sau: Mở đầu Chương I: Tổng quan về công trình Chương II: Thiết kế quy hoạch Cảng Chương III: Thiết kế kỹ thuật bến cầu tàu Chương IV: Thiết kế tổ chức thi công bến cầu tàu Đề tài của em được sự hướng dẫn của thầy giáo GVC. Th.S. Thái Mạnh Cường. Do kiến thức còn hạn chế và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế đồ án chắc chắn sẽ gặp phải những sai sót. Em rất mong nhận được sự giúp đỡ của thầy giáo và các bạn để đồ án hoàn thành đúng tiến độ và có chất lượng tốt. Em xin chân thành cảm ơn. Hà Nội. Ngày…./…../2012 Sinh viên thực hiện Ngô Văn Phùng
  2. 2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 2 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ........................................................................... 5  1.1.  Giới thiệu dự án xây dựng công trình bến cầu tàu cảng Tổng hợp Thị Vải - Vũng Tàu   ................................................................................................................................. 5  1.2.  Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình .......................................................... 5  1.3.  Vị trí địa lý của khu vực xây dựng .......................................................................... 6  1.4.  Địa hình địa chất của khi vực xây dựng ................................................................... 7  1.4.1.  Đặc điểm địa hình ............................................................................................. 7  1.4.2.  Đặc điểm địa chất ............................................................................................. 9  1.5.  Điều kiện khi tượng và thủy văn ............................................................................ 11  1.5.1.  Đặc điểm khí tượng ........................................................................................ 11  1.5.2.  Đặc điểm thủy văn .......................................................................................... 12  CHƯƠNG II: THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẢNG ........................................................................ 15  2.1.  Quy hoạch tổng thế bến cầu tàu cảng Tổng hợp Thị Vải - Vũng Tàu ................... 15  2.1.1  Nhiệm vụ thông qua của Cảng ........................................................................... 15  2.1.2.  Các đặc trưng cơ bản của bến ......................................................................... 16  2.1.3.  Tính toán năng suất thiết bị và số lượng bến ................................................... 19  2.1.4.  Tính toán kho bãi ............................................................................................ 29  2.1.5.  Các công trình phụ trợ .................................................................................... 32  2.1.6.  Các hệ thống kỹ thuật ..................................................................................... 32  2.2.  Công nghệ bốc xếp hàng trên bến .......................................................................... 36  2.2.1.  Công nghệ bốc xếp hàng bách hóa .................................................................. 36  2.2.2.  Công nghệ bốc xếp hàng Container ................................................................ 36  CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT BẾN CẦU TÀU ....................................................... 37  3.1.  Tóm tắt các thông số đầu vào và các phương án kết cấu ....................................... 37  3.1.1.  Các thông số về tàu tính toán .......................................................................... 37  3.1.2.  Các thông số tải trọng tác động ....................................................................... 37  3.1.3.  Các thông số về kích thước và cao trình ......................................................... 37  3.1.4.  Các thông số về điều kiện địa chất, thủy văn .................................................. 38  3.2.  Các phương án kết cấu .......................................................................................... 40  3.2.1.  Phương án 1 cầu tàu trên nền cọc khoan nhồi D1000 ..................................... 40  3.2.2.  Phương án 2 cầu tàu trên nền cọc lăng trụ BTCT 50 ×50cm .......................... 43  3.3.  Tải trọng tác dụng lên công trình ........................................................................... 46  3.3.1.  Tải trọng do tàu ............................................................................................... 46 
  3. 3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 3 3.3.2.  Tải trọng bản thân ........................................................................................... 50  3.4.  Tổ hợp tải trọng ..................................................................................................... 50  3.5.  So sánh lựa chọn phương ....................................................................................... 51  3.5.1.  Về địa chất công trình ..................................................................................... 51  3.5.2.  Về kết cấu công trình ...................................................................................... 51  3.5.3.  Về điều kiện thi công ...................................................................................... 51  3.5.4.  Về khả năng cung cấp vật tư ........................................................................... 51  3.5.5.  Về giá thành công trình ................................................................................... 51  3.5.6.  Về khả năng kiểm soát chất lượng công trình ................................................. 51  3.6.  Tính toán sơ bộ các phương án đã chọn ................................................................ 52  3.6.1.  Mô hình hóa .................................................................................................... 52  3.6.2.  Giải bài toán .................................................................................................... 53  3.7.  Tính toán chi tiết kết cấu cầu tàu phương án 1 ...................................................... 55  3.7.1.  Các đặc trưng vật liệu. .................................................................................... 55  3.7.2.  Tính toán cốt thép ........................................................................................... 55  3.8.  Kè sau cầu tàu ....................................................................................................... 66  3.8.1.  Tải trọng tác dụng lên tường góc .................................................................... 66  3.8.2.  Tính toán ổn định của tường chắn đất ............................................................. 66  3.8.3.  Tính toán cốt thép tường góc .......................................................................... 67  3.9.  Tính toán ổn định công trình ................................................................................. 69  4.1.  Giới thiệu chung .................................................................................................... 71  4.2.  Thiết kế cốp pha cho thi công bến ......................................................................... 71  4.2.1.  Hệ sàn đạo ...................................................................................................... 71  4.2.2.  Hệ cốp pha dầm .............................................................................................. 72  4.2.3.  Hệ cốp pha bản ............................................................................................... 76  4.3.  Trình tụ và tiến độ thi công ................................................................................... 77  4.3.1.  Các bước thi công chính ................................................................................. 77  4.3.2.  Chuẩn bị công trường ..................................................................................... 79  4.3.3.  Công tác vận chuyển nguyên vật liệu ............................................................. 79  4.3.4.  Công tác nạo vét ............................................................................................. 79  4.3.8.  Công tác thi công tường chắn đất ....................................................................... 89  4.3.9.  Công tác hoàn thiện ........................................................................................ 89  4.4.  An toàn lao động và vệ sinh môi trường ................................................................ 90  4.4.1.  Biện pháp bảo đảm an toàn ............................................................................. 90 
  4. 4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 4 4.4.2.  Đảm bảo vệ sinh môi trường ........................................................................... 91  TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................. 92  PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ....................................................................................................................... 93   
  5. 5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1. Giới thiệu dự án xây dựng công trình bến cầu tàu cảng Tổng hợp Thị Vải - Vũng Tàu Cảng nằm gần quốc lộ 51 nối hai đỉnh của vùng trọng điểm kinh tế phía Nam là Biên Hòa và Vũng Tàu. Thu gom hàng đường bộ và đường sông đều thuận lợi Đất đai xung quanh sông Thị Vải cơ bản còn hoang hóa, thuận lợi cho xây dựng các khu công nghiệp và đô thị. Điều này phù hợp với chiến lược bố trí kinh tế toàn vùng của Đảng và Chính Phủ. Và để khai thác tiềm năng thiên nhiên sông Thị Vải, đáp ứng nhu cầu phát triển của vùng kinh tế trọng điểm kinh tế phía Nam, Thủ Tướng Chính Phủ đã phê duyệt tổng thể quy hoạch hệ thống cảng nước sâu Thị Vải- Vũng Tàu, với chức năng các khu cảng như sau: Khu cảng Gò Dầu: Cảng chuyên dụng, tổng hợp, container, tàu đến 15.000DWT Khu cảng Phước An: Cảng tổng hợp, container, tàu đến 30.000DWT Khu cảng Phú Mỹ : Cảng tổng hợp, container, cảng chuyên dụng cho các dự án, cho tàu có trọng tải đến 30.000DWT. Khu cảng Cái Mép (nối liền cảng Phú Mỹ): Là cảng container cho tàu có trọng tải 50.000DWT và các cảng chuyên dụng khác. Khu cảng Vũng Tàu: Cảng chuyển tải cho tàu 5.000DWT Cảng dầu Long Sơn: Cho tàu 30.000DWT và các cảng tổng hợp chuyên dùng trên sông Dinh cho tàu 10.000DWT. 1.2. Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình Sự phát triển của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam sẽ đưa lượng hàng thông qua các cảng trong toàn vùng ngày càng tăng cao. Khi đó cụm cảng TP Hồ Chí Minh do có khó khăn trong phát triển cảng và luồng bị hạn chế với cỡ tàu lớn, nên khó có thể đáp ứng được với sự tăng trưởng hàng hóa. Để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa, cần phát triển hệ thống cảng biển trong khu vực. Và khu vực từ Biên Hòa, Phú Mỹ đến Vũng Tàu sẽ là nơi tập trung các dự án quan trọng. Hiện tại, trong khu cảng Phú Mỹ chưa có cảng nào đáp ứng nhu cầu dịch vụ cảng biển. Hơn nữa việc xây dựng bến cảng Thị Vải sẽ có nhiều thuận lợi:  Thứ nhất, ở đây có một vùng cảng hấp với một tiềm năng phát triển to lớn
  6. 6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 6  Thứ hai, ở đây có điều kiện tự nhiên thích hợp và thuận lợi cho xây dựng một cảng nước sâu. Đồng thời luồng tàu vào cảng ngắn và sâu cho phép các tàu có trọng tải lớn ra vào làm hàng.  Tại khu vực này, hệ thống giao thông đường bộ, đường sắt và cả đường thủy đều thuận tiện cho việc vận chuyển hàng vào cảng.  Ngoài ra, khu vực này còn có vị trí thuận lợi trong vận tải quốc tế, nằm trên các tuyến vận tải chính của châu á. Với yêu cầu cần đáp ứng cùng với các thế mạnh và thuận lợi đã nêu trên việc xây dựng cảng là phù hợp với quy hoạch phát triển. 1.3. Vị trí địa lý của khu vực xây dựng Hình 1.1 - Vị trí xây dựng cảng Tổng hợp – Thị Vải Vị trí xây dựng cảng thuộc thị trấn Phú Mỹ, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu. Phía bắc là lãnh thổ Đồng Nai, thị xã Bà Rịa. Phía đông là bán đảo Vũng Tàu, phía tây là duyên hải TP Hồ Chí Minh và phía nam nối thông ra biển Đông qua cửa Nginh Phong- Đồng Hòa. Tọa độ địa lý của cảng: N: 100 36’46’’ n
  7. 7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 7 E: 1070 01’40’’ Cảng cách quốc lộ 51 khoảng 3km là tuyến giao thông nối liền giữa TP Vũng Tàu với các trung tâm kinh tế lớn như: Biên Hòa, TP Hồ Chí Minh, rất thuận tiện cho vận tải đường bộ. Sông Thị Vải nối liền với hệ thống sông, kênh chính của Nam bộ, thuận tiện cho vận tải đường thủy nội địa. Cảng cũng cách tuyến đường sắt xuyên Việt 35km về phía Tây. Trong tương lai nếu tuyến đường sắt quốc gia Biên Hòa- Vũng Tàu được xây dựng thì cảng sẽ nỗi với hệ thống đưòng sắt quốc gia qua Ga Phú Mỹ. Như vậy cảng có vị trí rất thuận lợi cho vận tải đường thủy, đường bộ, đường sắt đến các trung tâm kinh tế lớn 1.4. Địa hình địa chất của khi vực xây dựng 1.4.1. Đặc điểm địa hình Hình 1.2 – Địa hình xây dựng cảng Tổng hợp – Thị Vải 1.4.1.1. Địa hình trên cạn Địa hình cảng Thị Vải chủ yếu có dạng sình lầy, là các bãi bùn nhiễm mặn hình thành do bồi đắp phù sa. Mặt đất vị trí xây dựng cảng khá cao từ +2,5m đến + 3,5 m (hệ hải đồ khu vực). Khu đất hiện tại có thể bị ngập do nước triều. Tuy nhiên, có hai lạch cụt cốt đáy khá thấp. Trên mặt bằng có nhiều cây mọc dại. Hiện không có các công trình cố định và cư dân trên mặt bằng. Đường vào cảng là đường liên cảng đã và đang được thi công xây dựng.
  8. 8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 8 1.4.1.2. Địa hình dưới nước Khu nước của cảng gần với khu nước của cảng Bà Rịa- Serece, bên tả ngạn sông Thị Vải. Nằm trên bờ lõm của khúc sông cong từ phao N0 24A đến phao N0 30A . Chiều rộng trung bình của sông khoảng 560m. Khu nước có độ sâu tự nhiên lớn, chỗ sâu nhất có độ sâu đến 25m. Đường bờ đọan này khá ổn định (so với đường bờ năm 1993). Cách bờ bình quân 60m là đường đồng mức –8m, bình quân 100m là đường đồng mức –10m. Tim luồng tàu quốc gia cách đường bờ 270m, cách mép bến dự kiến (đặt tại đường đồng mức –8m) là 200m, phù hợp với quy định về hành lang chạy tàu. Gần khu nước có 3 phao dẫn luồng đảm bảo an toàn Hàng Hải. 1.4.1.3. Địa hình luồng tàu và năng lực khai thác của luồng Luồng vào cảng từ phao N0 O luồng Sài Gòn- Vũng Tàu (ngang mũi Nghinh Phong) dài 36km có thể chia như sau: - Đoạn nối chung với luồng Sài Gòn- Vũng Tàu. Đoạn này từ phao N0 O đến phao N0 5 (trước đèn Cần Giờ hạ-AVAL) dài 11.850m. Chuẩn tắc luồng tàu chuẩn 150m, chiều sâu chạy tàu 11.5m (phần lớn các đoạn đều sâu đến hơn 12.5m) có thể ra vào làm hàng với tàu 50.000DWT. - Đoạn luồng Thị Vải Đoạn này từ phao N0 5 luồng Sài Gòn-Vũng Tàu đến cảng dài 24.350m. Chuẩn tẵc luồng tàu (theo thông báo hàng hải 21/2001- ĐBATHHVNII) rộng 75m, chiều sâu chạy tàu 11.5m, Rmin=600m. Đoạn này có thể chia làm hai đoạn sau:  Đoạn ngoài sông: Từ phao N0 5 (Sài Gòn- Vũng Tàu) đến phao N0 10 (Thị Vải) dài 9.100m. Đây là đoạn luồng khá thẳng độ sâu bình quân trên 13m, riêng đoạn từ phao N0 6 đến phao N0 8 có bãi cạn cửa sông (bãi cát ngầm) dài 1.100m chỉ sâu 8.5m. Hiện các phương tiện lớn cần chờ chiều để qua đoạn này.  Đoạn trong sông: Từ Cái mép đoạn phao N0 10 đến cảng Phú Mỹ (Bà Rịa- Serece) dài 14.900m, độ sâu bình quân lớn 15m đến 25m, lòng sông rộng 400m đến 800m. Riêng đoạn thượng lưu cảng LPG, phao từ N0 18 đến N0 22 dài 2.200m có hai khúc cong liên tiếp (cách cảng 2.300m về phía hạ lưu) Rmin =600m gây khó khăn cho tàu 20.000DWT vào làm hàng. Luồng trên sông Thị Vải là luồng tốt nhất hiện nay ở nước ta. Chế độ tạo lòng và duy trì lòng dẫn chủ yếu do dòng triều. Địa hình khu vực mạng lưới các cửa Sông Lòng Tàu, Đồng tranh, Thị Vải khá hấp dẫn so với mực nước trung bình triều và có diện tích rộng, hình thành một vùng triều có dung tích lớn. Chế độ bán nhật triều khu vực có độ
  9. 9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 9 lớn trên 4m hình thành 4 dòng triều trong ngày (2 lần lên, 2 lần xuống) có lưu tốc và lưu lượng lớn. Đây là các yếu tố duy trì độ sâu ổn định cho các luồng tàu tự nhiên của các sông trong khu vực. Đặc điểm này không những cho phép lợi dụng độ sâu tự nhiên khi làm luồng mà việc xây dựng luồng cũng không ít làm biến đổi cân bằng tự nhiên của lòng dẫn, không tạo ra các biến động bất lợi sau làm luồng, giảm thiểu chi phí duy tư bảo dưỡng luồng. Do vậy, đoạn sông từ Thị vải đến vịnh Gành Rái luôn ổn định ở mức rất sâu và ít bị sa bồi. 1.4.2. Đặc điểm địa chất 1.4.2.1. Địa hình địa mạo Phần trên bờ thuộc địa hình đầm lầy, khá bằng phẳng sự dao động của cao độ không đáng kể. Phần dưới nước qua quan sát được do thủy triều lên xuống thấy địa hình dốc thoải từ bờ ra đến mực nước hạ thấp nhất Tại khu vực khảo sát bề mặt địa hình được tạo thành từ các trầm tích Đệ Tứ, bao gồm: Bùn sét lẫn nhiều hữu cơ, sét pha cát. Nhìn chung, địa hình trong khu vực khá bằng phẳng nhưng trong khu vực đầm lầy, cây cối rậm rạp nên gây khó khăn cho việc tập kết vật liệu thi công công trình. 1.4.2.2. Đặc điểm địa tầng HÌnh 1.3 - Mặt cắt địa chất khu vực xây dựng Trên cơ sở các tiêu chuẩn khảo sát xây dựng, kết hợp tài liệu khảo sát công trình ngoài thực địa và kết quả phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm, có thể phân địa tầng nền công trình thành các lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: Lớp 1: Sét màu xám đen, xám xanh trạng thái chảy lẫn tàn tích thực vật.
  10. 10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 10 Diện tích phân bố của lớp đất này rộng khắp khu vực khảo sát, gặp ở tất cả các lỗ khoan nằm ngay trên bề mặt. Cao độ mặt lớp biến đổi từ –12.51m đến +3m. Chiều dày lớp lớn, nhỏ nhất là 2.4m, dày nhất là 30.5m, chiều dày trung bình khoảng 10.3m. Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 0.33kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 18.8 kg/cm2 - Độ sệt của đất : Is =1.18 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 1.534 T/m3 - Góc ma sát trong : φ = 3º 20’ - Tỷ trong của đất : Δ =2.64 - Lực dính của đất : C = 0.15 kG/cm2 Thấu kính: Cát hạt trung màu nâu gụ, kết cấu xốp. Diện phân bố của lớp hẹp, chỉ gặp trong lỗ khoan PM21, nằm xen kẹp trong lớp đất 1, cao độ mặt lớp –2.92m, cao độ đáy lớp –4.92m, chiều dày xác định được 2.0m Lớp 1a: sét pha, màu xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo. Diện phân bố của lớp không đồng đều, chỉ gặp trong một số lỗ khoan, có lỗ khoan nằm ở dạng thấu kính và nằm dưới lớp 1. Cao độ đáy lớp biến đổi từ –14m đến –4.35m. Chiều dày lớp không đồng đều, mỏng nhất là 1m và dày nhất là 16m. Chiều dày trung bình khoảng 7m. Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 1.1kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 61.9 kg/cm2 - Độ sệt của đất : Is =0.7 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 2.03 T/m3 - Góc ma sát trong : φ = 10º 55’ - Lực dính của đất : C = 0.18 kG/cm2 Lớp 2: Cát hạt trung, màu xám trắng, xám vàng, kết cấu xốp. Lớp 2 gặp hầu hết trong các lỗ khoan, nằm ngay dưới lớp 1 và lớp 1a. Cao độ mặt lớp biến đổi từ –28m đến –14m,. Chiều dày lớp biến đổi từ 3.1m đến 14m. Chiều dày trung bình khoảng 7.8m Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 4.3kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 25 kg/cm2 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 1.68 T/m3
  11. 11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 11 - Góc ma sát khô : αk = 25º - Góc ma sát ướt : αư =20º - Hệ số rỗng : e0 = 0.81 - Chỉ tiêu SPT : N = 0 ÷ 4 Lớp 3: Cát hạt trung, màu xám trắng, xám vàng, kết cấu chặt vừa Lớp 3 có diện phân bố rộng khắp khu vực khảo sát, nằm dưới lớp 1a, lớp 2. Lớp3 có một số lỗ khoan xác định được chiều dày của lớp, một số lỗ đến chiều sâu thiết kế nhưng chưa xác định được chiều dày của lớp. Cao độ đáy biến đổi từ –14m đến- 28m. Chiều dày lớp lớn, mỏng nhất là 6m, dày nhất là 25.5m, chiều dày trung bình là 13.4m Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 3.0kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 81.8 kg/cm2 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 2 T/m3 - Góc ma sát khô : αk = 31º - Góc ma sát ướt : αư =29º - Hệ số rỗng : e0 = 0.556 - Chỉ tiêu SPT : N = 10 ÷ 25 Lớp 4: Sét, màu xám vàng, xám trắng loang lổ, trạng thái cứng. Lớp 4 gặp hầu hết trong tất cả các lỗ khoan khảo sát, nằm dưới lớp 3. Khoan sâu đến chiều sâu thiết kế và giám sát thi công cho phép nhưng chưa xác định được chiều dày của lớp. Khoan sâu vào lớp từ 5.0m đến 13.0m, chiều sâu khoan trung bình là 8.9m. Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 3.07kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 184.3 kg/cm2 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 2 T/m3 - Độ sệt : Is = 0.1 - Chỉ tiêu SPT : N = 50 1.5. Điều kiện khi tượng và thủy văn 1.5.1. Đặc điểm khí tượng Thị vải nằm trong khu vực Bà Rịa- Vũng Tàu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, gồm hai mùa: mùa mưa và mùa khô. Trong mùa mưa lượng mưa đến gần 90% tổng lượng mưa trong năm với gió mùa Tây Nam, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.
  12. 12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 12 Trong mùa khô có gió mùa đông Bắc, lượng mưa trong mùa này rất ít có tháng hoàn toàn không mưa. Mùa khô từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau. Các yếu tố khí tượng được ghi trong bảng dưới đây. Bảng 1.1 Đặc trưng khí tượng hàng năm của khu vực STT yếu tố Đơn vị Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất 1 Nhiệt độ không khí C 35 26.4 19 2 Độ ẩm mb 30.4 28.1 24.1 3 Lượng mưa mm 2834 1568 593 4 Sương mù ngày - 12 - 5 Tốc độ gió m/s 25 3.4 - Tầm nhìn xa khá tốt đạt đến 20km (riêng tháng 12 có thể giảm xuống còn 5km). Giông thường xảy ra từ tháng 4 đến tháng 11. Bão: Từ năm 1929 đến năm 1985 có 6 cơn bão đi qua Vũng Tàu – TP Hồ Chí Minh, trong 60 năm ghi được một lần tốc độ gío đạt 30m/s và 4 lần đạt 20m/s. Như vậy, điều kiện khí hậu khá thuận lợi cho xây dựng cảng. 1.5.2. Đặc điểm thủy văn 1.5.2.1. Mực nước Tại ven biển Vũng Tàu, thủy triều ở khu vực vịnh Gành Rái và phụ cận thuộc loại bán nhật triều không đều, giá trị độ lớn thủy triều cực đại lên tới hơn 4m. Mực nước trung bình mùa khô lớn hơn mực nước trung bình mùa mưa. Đây là kết quả của hoạt động nước dâng ở biển Đông dưới tác động của gió mùa. Trên sông Thị Vải, chế độ dao động mực nước tương tự như ở Vũng Tàu với vai trò chủ yếu của thành phần thủy triều. Thành phần lượng nước sông không lớn, kể cả về mùa mưa. Mực nước chân triều trong sông thấp hơn ở Vũng Tàu khoảng 10cm - 20cm, mực nước đỉnh triều cao hơn ở Vũng Tàu từ 10cm – 35cm, tùy từng khu vực và chế độ pha khác nhau. kết quả tính toán mực nước cao nhất và thấp nhất theo tần suất tại sông Thị Vải và vịnh Gành Rái thống kê trong bảng dưới đây
  13. 13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 13 Bảng 1.2 Tần suất mực nước đỉnh triều cao tại khu vực Thị vải và vịnh Gành Rái Đơn vị (cm) P (%) 1 5 10 25 50 Khu vực Thị Vải 455 448 444 437 430 Vịnh Gành Rái (Vũng Tàu) 440 413 429 472 417 Bảng 1.3 Tần suất mực nước chân triều cao tại khu vực Thị vải và vịnh Gành Rái Đơn vị (cm) P (%) 50 75 90 95 98 Khu vực Thị Vải 22 -52 -55 -63 -69 Vịnh Gành Rái (Vũng Tàu) -96 -38 -41 -48 -54 Bảng 1.4 Mực nước tần suất giờ tại Thị Vải Đơn vị (cm) P (%) 5 10 50 75 90 95 98 Trạm Vũng Tàu(nhiều năm) 354 340 270 199 126 92 69 Sông Thị Vải(KV Phú Mỹ) 355 342 259 184 95 45 25 Nước ngầm:  Giếng khoan sâu 30m với đường kính nhỏ cho lưu lượng 20m3 /h  Chất lượng nước thô đạt TCVN-1995, trừ hàm lượng sắt quá tiêu chuẩn, có thể xử lý theo công nghệ dàn mưa. 1.5.2.2. Dòng triều Dòng chiều đóng vai trò chủ đạo và chiếm tới 90% trong dòng chảy tổng hợp. Cũng như mực nước, dòng chiều thường mang tính chất bán nhật triều không đều. Dòng chiều có giá trị khá lớn, thường vượt 1.50m/s, cực đại 2m/s. Bảng 1.5 - Đặc trưng hướng và tốc độ dòng chảy quan trắc cực đại khu vực luồng tàu và phụ cận STT Khu vực Hướng dòng chảy Vận tốc Max(cm/s)Triều dâng Triều rút 1 Ven biển Cần Giờ- Vũng Tàu E-NE W-SW 42- 60 2 Đoạn luồng tàu Nghinh Phong ra biển N-NW S-SE 128- 144 (250) 3 Đoạn luồng từ SG-VT ra bãi cát ngầm N-NW S-SE 100- 120 4 Khu vực bãi cát ngầm cửa sông Cái Mép N-NW S-SE 88- 166(>200)
  14. 14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 14 STT Khu vực Hướng dòng chảy Vận tốc Max(cm/s)Triều dâng Triều rút 5 Khu vực luồng cửa sông Cái Mép-Thị Vải E-NE S-SW 71- 106 6 Khu vực cảng Thị vải E-NE S-SW 80-191 7 Khu vực bến Đình(trước cù lao Bến Đình) E-NE E-SE W, E 60- 74 Dòng triều là thành phần chủ yếu của dòng chảy sông Thị Vải. Hướng chính là Đông Bắc khi triều dâng và Tây Nam khi triều rút. Tốc độ dòng chảy lớn nhất tại Thị vải là: 1.91m/s Dòng chảy lớn nhất: 33% vào mùa khô (tháng 2), 29.8% vào mùa mưa (tháng7) 1.5.2.3. Sóng Tại khu vực Nghinh Phong (phao N0 0 luồng Sài Gòn- Vũng Tàu), chiều cao sóng cực đại theo các tháng trong năm đạt 1.5m đến 3.9m và biến thiên theo gió mùa rõ rệt, các sóng lớn nhất tập trung theo hướng Tây Nam. Tại khu vực Sao Mai (trước mũi Sao Mai), độ cao sóng đạt cực đại 1.5m, các sóng có hướng chủ yếu là Tây Nam đến Nam. khu vực bến Đình (hạ lưu PTSCport): Độ cao sóng cực đại quan sát được là 0.9m với tần suất 8% đối với sóng do gió và 29% đối với sóng lừng về mùa Đông Bắc và tương ứng với tần suất 17%-19% về mùa Tây Nam. Hướng chủ yếu là Tây- Tây Bắc. Tại khu vực ven biển Cần giờ (khu vực đầu luông Thị Vải): Chiều cao sóng cực đại quan trắc là 1.1m, hướng chủ yếu là Đông- Đông Nam đến Nam tùy theo mùa. Sông Thị Vải (gần ngã ba sông Gò Gia): Độ cao sóng cực đại 1.2m và 0.5m - 0.8m tại các đoạn khác trên sông. Hướng chủ yếu là Tây Nam và Nam. Vị trí luồng Thị Vải, từ phao N0 2 đến phao N0 8 (cửa Cái Mép), trạm đo sóng của trung tâm khí tượng thủy văn Nam Bộ tháng 3 đến tháng 10 năm 2001 (phục vụ dự án lấn biển Cần Giờ – TP Hồ Chí Minh), độ cao sóng cực đại1.15m tấn suất 6%. Như vậy, chế độ khí tượng, sóng vùng cửa và trong sông của luồng Thị Vải cơ bản thuận lợi cho hàng hải.
  15. 15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 15 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẢNG 2.1. Quy hoạch tổng thế bến cầu tàu cảng Tổng hợp Thị Vải - Vũng Tàu 2.1.1 Nhiệm vụ thông qua của Cảng 2.1.1.1. Lượng hàng thông qua hệ thống cảng Thị Vải-Vũng Tàu Chức năng của các cảng trên sông Thị Vải trước mắt là hỗ trợ các cảng khu vực TP Hồ Chí Minh. Vì vậy, lượng hàng thông qua các cảng trên sông Thị Vải sẽ được xác định trên cơ sở đánh giá tiềm năng hợp lý của các cảng trong khu vực TP Hồ Chí Minh. Theo tính tóan của Viện chiến lược và phát triển giao thông vận tải (TESI), trên cơ sở khấu trừ khối lượng (tiềm năng) hàng hóa thông qua các cảng khu vực TP Hồ Chí Minh, khối lượng hàng hóa thông qua các cảng thuộc hệ thống cảng Sông Thị Vải – Vũng Tàu như sau Bảng 2.1 Dự báo hàng hóa thông qua hệ thống cảng Thị Vải – Vũng Tàu STT Tên cảng Năm 2001 Năm 2010 Năm 2020 (Con số dự báo) Khối lượng Tỷ lệ Khối lượng Tỷ lệ (Con số trong quy hoạch) (Con số trong quy hoạch) 1 Toàn vùng hấp dẫn 23000 100 84000 100 217000 2 Cụm cảng TPHCM 19000 82.6 25000 30 30000 3 Cụm cảng Thị Vải- Vũng Tàu 4000 17.4 59000 70 187000 2.1.1.2. Lượng hàng thông qua cảng Thị Vải  Dự báo lượng hàng thông qua cảng thực chất là phân bổ hàng hóa giữa các cảng thuộc hệ thống cảng Thị Vải - Vũng Tàu. Để thực hiện được dự báo này cần căn cứ vào các tiêu chí sau: - Chức năng, nhiệm vụ của từng cảng. - Quan điểm phát triển của từng cảng. - Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên. - Kết quả dự báo của một số cảng đã có nghiên cứu khả thi. - Yếu tố môi trường. - Kết hợp với yếu tố quy hoạch giao thông toàn vùng.  Khối lượng hàng hóa thông qua cảng được phân bổ như bảng dưới đây.
  16. 16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 16 Bảng 2.2 Dự báo hàng hóa thông qua cảng Thị Vải STT Tên Cảng Giai đoạn II , Năm 2010 T Hệ thống cảng Thị Vải-Vũng Tàu 1 Hàng phân đạm 800000 2 Hàng dạng hạt 778000 3 Hàng Gỗ 558000 4 Sắt thép 850000 5 Bách hóa, hàng khác 3058000 6 Container 800000 2.1.2. Các đặc trưng cơ bản của bến 2.1.2.1. Các thông số kỹ thuật của tàu lựa chọn Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật của tàu lựa chọn STT Tàu tính toán Kích thước tàu L(m) B(m) T(m) 1 Tàu hàng 50.000DWT 267 30 12.4 2 Tàu container 50.000DWT 267 32.2 12.4 2.1.2.2. Mực nước tính toán - MN cao thiết kế: +4.48 với suất bảo đảm 5% mực nước giờ - MN thấp thiết kế: -0.54 với suất bảo đảm 98% mực nước giờ - MN trung bình: +2.70 với suất bảo đảm 50% mực nước giờ 2.1.2.3. Chiều sâu trước bến Ho = Hct + z4 trong đó Hct = T + z1+z2+z3+z0 là mực nước chạy tàu - T : mớn nước của tàu tính toán, lấy = Tđh - Z1: dự phòng chạy tàu tối thiểu (đảm bảo an toàn và độ lái tốt của tàu khi chuyển động) lấy = 0.03T - Z2: dự phòng do sóng , lấy = 0.05m - Z3: dự phòng về vận tốc (tính đến sự thay đổi mớn nước của tàu khi chạy so với mớn nước tàu neo đậu khi mớn nước tĩnh), lấy = 0.15m
  17. 17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 17 - Z0: dự phòng do sự nghiêng lệch của tầu do xếp hàng hóa lên tàu không đều, do hàng hóa bị xê dịch....,lấy = 0.026Bt - Z4: dự phòng do sa bồi, phải lấy tùy thuộc vào mức độ sa bồi dự kiến trong thời gian giữa hai lần nạo vét duy tu (kể cả bị hàng rơi vãi xuống trong khu nước), nhưng không được nhỏ hơn trị số 0.4m để đảm bảo tàu nạo vét làm việc có năng suất. Chọn Z4 = 0.4m Bảng 2.4 - Kết quả tính toán chiều sâu trước bến T m Zo m Z1 m Z2 m Z3 m Z4 m Hct m Ho m 12.4 0.7 0.3 0.05 0.15 0.4 13.6 14 2.1.2.4. Cao trình mặt bến Theo tiêu chuẩn thiết kế cảng biển 22TCN 207 - 92, CTMB là giá trị lớn hơn trong hai giá trị sau:  Theo tiêu chuẩn chính CTMB = MNTB + a Trong đó : - MNTB : mực nước trung bình = Hp=50% = +2.70m - a : độ vượt cao mép bến, a= 2m  Theo tiêu chuẩn kiểm tra CTMB = MNCTK + a Trong đó : - MNCTK: mực nước cao thiết kế = Hp=5% = +4.48m - a : độ vượt cao mép bến, a= 1m 2.1.2.5. Cao trình đáy bến CTĐB = MNTTK - H0 Bảng 2.5 – Kết quả tính toán Tiêu chuẩn chính Tiêu chuẩn KT MNTTK (m) Ho (m) CTĐB (m)a1 (m) MNTB (m) CTMB (m) a2 (m) MNCTK (m) CTMB (m) 2 2.7 4.7 1 4.48 5.48 -0.54 14 -14.54 Chọn CTMB = +505m CTĐB = -14.6 m
  18. 18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 18 Hình 2.1- Các cao trình và các chiều sâu, chiều cao trước bến 2.1.2.6. Chiều dài bến Lb = Ltmax + d Trong đó: - Ltmax : chiều dài lớn nhất của tàu tính toán (Ltmax) - d: khoảng cách dự phòng cho 1 bến lấy d = 25m  Lb = 267 + 25 = 292(m) Chọn Lb = 295m. 2.1.2.7. Chiều rộng bến Chọn chiều rộng cầu tầu theo yêu cầu về địa chất và công nghệ lấy B = 30m 2.1.2.8. Luồng tàu vào cảng Luồng tàu vào cảng dịch vụ dầu khí được thiết kế theo luồng 2 chiều, các kích thước của luồng được xác định theo các công thức trong “ Chỉnh trị cửa sông ven biển “ của tác giả Phạm Văn Giáp, Lương Phương Hậu:  Chiều rộng luồng chạy tàu B’c = 2Bhd +2C1+C+ΔB Trong đó : - C1: độ dự phòng chiều rộng giữa dải hoạt động của tàu và mái dốc kênh C1 = 0.5Bt - ΔB : chiều rộng dự trữ tính tới sa bồi
  19. 19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 19 ΔB = 2Z4m0 - Z4 : chiều sâu dự trữ do sa bồi ,lấy = 0.4m - m0: mái dốc của luồng vào thời điểm vừa kết thúc nạo vét cơ bản (theo bảng tra 4- 7 , có mo = 7) - Bhd : chiều rộng dải hoạt động của tàu thiết kế cho luồng vào cửa sông Bhd = Lt x sin(α1+α2) trong đó Lt là chiều dài lớn nhất của tàu tính toán, α1 : góc lệch do dòng chảy, α2: góc lệch do gió (α1 +α2 =4º) - C: chiều rộng dự phòng giữa hai dải hoạt động ngược chiều (C = Bt) Bảng 2.6 - Kết quả tính toán chiều rộng luồng chạy tàu Bhd (m) C1 (m) C (m) ΔB (m) Bt (m) Lt (m) Z4 (m) m0 (m) B’c (m) 18.6 16.1 32.2 5.6 32.2 267 0.4 7 107.25  Chiều sâu luồng tàu Hct = T + z1+z2+z3+z0 là mực nước chạy tàu, các thông số đã giải thích ở trên Hct = 13.6 m  Bán kính quay vòng tối thiểu Do điều kiện khu nước chật hẹp nên khu quay vòng tàu chọn phương án dùng tàu lai dắt kết hợp với trụ xoay. Khi đó , bán kính tối thiểu để quay tàu là: Rmin = (3.5÷4.5)Lt - Trên đoạn khởi đầu ra biển: Rmin = 3.5 Lt = 934.5 m - Trên đoạn trót của sông: Rmin = 4.5Lt = 1200 m - Trên đoạn cong có ngưỡng cạn: Rmin = 4Lt = 1068 m 2.1.3. Tính toán năng suất thiết bị và số lượng bến 2.1.3.1. Tính toán số bến Chế độ làm việc của Cảng: - Khối lượng hàng qua cảng 1 năm: 6844.000 Tấn (tính theo số liệu dự báo lượng hàng qua cảng năm 2010) - Số tháng hoạt động trong năm : 12 tháng - Số ngày ảnh hưởng gió bão trong năm: 60 ngày (chủ yếu trong tháng 9,10) - Sô ngày làm việc trong năm: 300 ngày - Số ca làm việc trong năm: 2 ca
  20. 20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 20 - Số giờ làm việc mỗi ca: 8.0 giờ - Tàu tính toán có tải trọng 50000DWT - Hệ số qua kho α = 1 - Hệ số không đều k = 1,3 a. Thiết bị bốc xếp mép bến và số lượng bến - Năng suất cần cẩu QC phân cấp U5 lắp trên khung chạy ray Các thông số kỹ thuật của cần trục giàn QC được sản xuất tại Đức năm 2008 như sau: Bảng 2.7 - Đặc trưng kỹ thuật của cần cẩu QC Các thông số cơ bản Các thông số Số lượng Đơn vị Sức nâng Lớn nhất 50 T Chiều cao nâng Nâng cao nhất 27 m Tầm với trước biển 35 m Tầm với phía hậu 16 m Khoảng hở giữa hai chân của cần trục 10.5 m Tốc độ nâng Có hàng 50 m/phút Không hàng 120 m/phút Thông số tốc độ Tốc độ di chuyển của cần trục 20 m/phút - Chu kỳ bốc xếp của cần trục dàn xác định theo công thức Tck = (2t1+ 2t2+ 2t3).ε + t7+ t8+ t9 + t10+ t11 Trong đó: 1 1 2 2 4 H t V   :thời gian nâng và hạ có hàng → 1 2 27 60 2 4 69 50 t      s 2 2 2 2 4 H t V   : thời gian nâng hạ không hàng → 1 2 27 60 2 4 31 120 t      s 3 3 6 2 n t    :thời gian quay cần trục với hàng và ngược lại → 1 2 3.14 60 2 6 3 20 6 t s       ε = 0,9 : hệ số tính tới sự hoàn thiện quá trình nâng hạ cùng với chuyển hàng bằng xe con t7 = 15s :thời gian khóa móc có hàng t8 = 40s :thời gian đặt hàng và tháo móc khỏi hàng
  21. 21. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 21 t9 = 15s: thời gian khóa móc không hàng t10 = 15s: thời gian đặt và thay móc không có hàng t11 = 8s: thời gian thay đổi tay cần Thay số: Tck = (69+31+6)×0.9 + 15+40+15+15+8 = 188s - Số chu kỳ bốc xếp trong một giờ: 3600 3600 19 188 ck ck n T    chu kỳ/giờ - Năng suất tính toán của cần trục: Ph = nck.1 + nck =19 (chu kỳ/giờ) + l : Lượng bốc xếp trong 1 chu kì Chọn trung bình 10.5 tấn ( hàng container là 11 tấn, hàng thép, kiện là 10÷12T) Ph = 19×10.5 = 200 Tấn - Chọn 4 cần cẩu QC bốc xếp ở mép bến, khi đó năng suất của các thiết bị phục vụ cho tầu xác định theo công thức: Mg = (P1.x1+P2.x2)×km×Z Trong đó: P1 = Ph = 200 (Tấn/h) : năng suất của 1 thiết bị bốc xếp trên bờ x1 = 4 : số thiết bị bốc xếp trên bờ km =0.9 : hệ số sử dựng máy tính đến sự gián đoạn công việc Z = 0.9 : hệ số khoang tàu Thay số: Mg = (200×3+0)× 0,9×0,9 = 648 (Tấn/h) b. Số lượng bến được tính toán căn cứ vào năng lực thông qua của bến Nth = th th Q P Trong đó: - Qth : lượng hàng tính toán lớn nhất trong tháng, T. - Pth : Khả năng thông qua của bến trong tháng, T/h.  Xác định Qth ,n th th th Q k Q T t   Trong đó:
  22. 22. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 22 - Qn = 6844000 Tấn – lượng hàng tính toán trong một năm - kth = 1,1 – hệ số không đều của lượng hàng trong tháng - tth = 12 – số tháng khai thác trong năm Thay số: 6844000 1.3 627366.67 12 thQ    T  Xác định Pth Pth = 30×png×kb×kt Trong đó: kb = 0,85 – hệ số bận bến 720 720 t t t k   : Hệ số do ảnh hưởng của thời tiết xấu 720 :số giờ trong tháng 60 24 120 12 tt    (giờ) : thời gian ảnh hưởng của thời tiết xấu trong tháng (lấy giá trị trung bình của năm, hàng năm có 60 ngày bến chịu ảnh hưởng của bão)  kt = 0,833 png : Khả năng thông qua ngày đêm của bến 24 t ng p bx D p t t    Dt = 50000DWT 50000 77 648 t bx g D t M    (giờ) tp = 7 giờ - thời gian phụ (bao gồm thời gian chuẩn bị, neo đậu tầu...)  24 50000 14285.7 77 7 ngP     (Tấn/ngày) ( Png = 14285.7/10.44 = 1368.36TEU/ ngày ) Thay số: Pth = 30×14285.7×0,85×0,883 = 303449.7 (Tấn/tháng) Số lượng bến là: 627366.67 2.06 303449.7 th b th Q N P    (Bến) → Chọn 2 bến. Vậy để thông qua lượng hàng 6844000 Tấn/năm (tính cho dự báo lượng hàng năm 2010), cần 2bến.
  23. 23. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 23 2.1.3.2. Năng suất thiết bị trên bến a. Năng suất thiết bị xếp dỡ trên bãi container tính theo TEU Thiết bị bốc xếp container trên bãi chọn cần trục bánh lốp RTG Chọn cần trục bánh lốp sức nâng 40,5T do Trung Quốc sản xuất có các thông số kỹ thuật như sau : - Chu kỳ bốc xếp của cần trục dàn xác định theo công thức Tck = (2t1+2t2+2t3).ε + t7+t8+t9+t10+t11 Trong đó: 1 1 2 2 4 H t s V   :thời gian nâng và hạ có hàng 1 2 15 60 2 4 49 40 t s      2 2 2 2 4 H t s V   : thời gian nâng hạ không hàng 2 2 50 60 2 4 40 50 t s      3 2 2 6 L t s V   : thời gian chuyển hàng bằng xe con 3 2 23 60 2 6 29 120 t s      ε = 0,9:hệ số tính tới sự hoàn thiện quá trình nâng hạ cùng với chuyển hàng bằng xe con t7 = 15s :thời gian khóa móc có hàng t8 = 40s :thời gian đặt hàng và tháo móc khỏi hàng t9 = 15s thời gian khóa móc không hàng t10 = 15s: thời gian đặt và thay móc không có hàng t11 = 8s: thời gian thay đổi tay cần Thay số: Tck = (49+40+29)x0.9 + 15+40+15+15+8 = 200s - Số chu kỳ bốc xếp trong một giờ: 3600 3600 18 200 ck ck n T    (chu kỳ/giờ) - Năng suất tính toán của cần trục: Ph = nck.1 nck =18 (chu kỳ/giờ) 1: số Teu bốc xếp trong 1 chu kỳ  Ph = 18 (Teu/h)
  24. 24. TRƯ VIỆ NGÔ b. T   ƯỜNG ĐẠI H ỆN XÂY DỰN Ô VĂN PHÙN - Năng s Ptt Tro k = năn  Ptt = 0, - Năng s Png Tro tng  Png = 1 Trong Thiết bị vậ Sử dụn Thông số - Có thể Giữa 2 - Trọng - Trọng Kích thướ - Tổng c - Chiều - Chiều HỌC XÂY DỰ NG CÔNG TR NG - MS:549 suất thực tế = k.Ph ong đó = 0,73 : hệ ng suất của ,73×18 = 1 suất ngày c g = Ptt . tng ong đó: = 16 giờ :t 13×16 = 2 khi đó Png ận chuyển c g đầu kéo v Hìn ố kỹ thuật n ể vận chuy 2 container tải : 60t lượng có đ ớc như sau chiều dài 1 rộng 2,8m cao 1,78m ỰNG RÌNH BIỂN 7.53 – LỚP 5 ế của cần tr số kể đến y a cần trục 13 (Teu/giờ của cần trụ thời gian là 08 (TEU/n của cẩu Q container và xe moo nh 2.2: Ảnh như sau : yển : 1×20f r 20 feet có định 7,5t u: 4,1m m m BẾN 53CB1 trục yếu tố điều ờ) ục àm việc tro ngày) QClà 1045T c chuyên d h minh họa ft/2×20ft/1 ó đủ khoảng TH N CẦU TÀU C u kiện làm ong ngày TEU/ ngày→ dụng chở c a xe vận ch ×40ft g chống để HIẾT KẾ KỸ CẢNG TỔNG việc, sửa c → chọn 5 c ontainer củ uyển conta ể dễ dàng c THUẬT G HỢP THỊ V chữa thiết b cần trục RT ủa Trung Q ainer cho chuyển ẢI – VŨNG T Tra bị làm giảm TG Quốc n và dỡ hàn TÀU ang 24 m ng
  25. 25. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 25  Tốc độ di chuyển trong cảng: v = 6km/h  Cự ly vận chuyển container trung bình: L=150 m  Số container trong mỗi lần vận chuyển là 1 container  Chu kỳ quay vòng xe vận chuyển container tính toán ước lượng là Tck = 660s - Số chu kỳ bốc xếp trong 1 giờ 3600 3600 5.5 660 ck ck n T    (chu kỳ/giờ) - Năng suất tính toán xe: Ph = nck.1 nck =5,5 (chu kỳ/giờ) 1: số Teu bốc xếp trong 1 chu kỳ  Ph = 5,5(Teu/h) - Năng suất thực tế của xe Ptt = k.Ph Trong đó k = 0,73 : hệ số kể đến yếu tố điều kiện làm việc, sửa chữa thiết bị làm giảm năng suất của xe  Ptt = 0,73×5,5 = 4 (Teu/giờ) - Năng suất ngày của xe Png = Ptt × tng Trong đó: tng = 16 giờ :thời gian làm việc trong ngày Png = 4×16= 90 (Teu/ngày) Chọn 5 xe. c. Thiết bị bốc xếp trên bến thép: Chọn Cần cẩu bánh lốp - Hydraulic Mobile Crane QY50K sức nâng 50T do hãng XCMG sản xuất có các thông số kỹ thuật như sau : Bảng 2.8- Cần cẩu bánh lốp – Hydraulic Mobile Crane QY50 STT Các thông số Đơn vị tính Số lượng 1 Khoảng cách giữ 2 bánh xe (m) 2.7 2 Chiều cao nâng (m) 10.7 3 Nâng có hàng Tốc độ (m/phút) 30
  26. 26. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 26 4 Di chuyển xe con có hàng Tốc độ (m/phút) 35 5 Di chuyển ngang Tốc độ (m/phút) 30 6 Số bánh xe (Chiếc) 8 7 Tải trọng bánh xe lớn nhất (kN) 129.5 Chu kỳ bốc xếp của cần trục dàn xác định theo công thức Tck = (2t1+2t2+2t3).ε + t7+t8+t9+t10+t11 Trong đó: 1 1 2 2 4 H t s V   : Thời gian nâng và hạ có hàng 1 2 10.7 60 2 4 47 30 t s      2 2 2 2 4 H t s V   : Thời gian nâng hạ không hàng 2 2 10.7 60 2 4 41 35 t s      3 2 2 6 L t s V   : Thời gian chuyển hàng bằng xe con 3 2 15 60 2 6 66 30 t s      ε = 0,9 : Hệ số tính tới sự hoàn thiện quá trình nâng hạ cùng với chuyển hàng bằng xe con t7 = 15s :Thời gian khóa móc có hàng t8 = 40s : Thời gian đặt hàng và tháo móc khỏi hàng t9 = 15s: Thời gian khóa móc không hàng t10 = 15s: Thời gian đặt và thay móc không có hàng t11 = 8s: Thời gian thay đổi tay cần Thay số: Tck = (47+41+66)×0.9 + 15+40+15+15+8 = 232s Số chu kỳ bốc xếp trong một giờ: 3600 15.5 232 ckn   (chu kỳ/giờ) Năng suất tính toán của cần trục: Ph = nck.l nck =15.5 (chu kỳ/giờ) 1: số Tấn bốc xếp trong 1 chu kỳ
  27. 27. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 27  Ph = 12×15.5 = 186(Tấn/h) Năng suất thực tế của cần trục Ptt = k.Ph Trong đó k = 0.85 : hệ số kể đến yếu tố điều kiện làm việc, sửa chữa thiết bị làm giảm năng suất của cần trục  Ptt = 0.85×186= 158 (Tấn/giờ) Png = Ptt × tng Trong đó: tng = 16 giờ :thời gian làm việc trong ngày  Png = 158×16 = 2528 (Tấn/ngày) Với lượng hàng yêu cầu thì cần 3 xe cẩu trong đó 2 xe làm việc 1 xe dự trữ d. Thiết bị bốc xếp trên bến hàng kiện Chọn xe nâng hàng sức nâng 50T do hãng XCMG sản xuất có các thông số kỹ thuật như sau : Bảng 2.9 - Thông số kỹ thuật xe nâng điện AR50/BR20/FM STT Các thông số Đơn vị tính Số lượng 1 Khoảng cách giữ 2 bánh xe (m) 1.5 2 Chiều cao nâng (m) 3-6 3 Số bánh xe (Bánh) 4 4 Tải trọng bánh xe lớn nhất (kN) 50 5 Tốc độ di chuyển m/s 6.03 Chu kỳ của xe nâng hàng xác định theo công thức Tck = ξ×(t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11) Trong đó; - t1 = 10s lấy hàng - t2 = 10s thời gian quay vòng 3 2vcL t V   s: thời gian di chuyển hàng - Lvc = 200m : quãng đường trung bình mà xe nâng hàng vận chuyển - V = 6,03 m/s vận tốc của xe nâng hàng  t3 = 35s t4 = 2s: thời gian chuẩn bị đặt hàng
  28. 28. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 28 5 2n n H t s V   : thời gian nâng hàng lên cao Hn = 3m : chiều cao nâng hàng Vn = 0,02 m/s : vận tốc nâng hàng  t5 = 152s t7 = 2s : thời gian tháo móc khỏi hàng 8 2h h H t s V   : thời gian hạn vít Hh = 3m : chiều cao nâng hàng Vh = 0,02 m/s : vận tốc nâng hàng  t8 = 152s t9 = 10s :thời gian quay vòng không có hàng t10 = t3 = 35s : thời gian di chuyển t11 = 10s: thời gian bấm , lấy đà, mở máy ξ = 0,8 : hệ số xét đến sự hoàn thiện của quá trình làm việc Thay số : Tck = 0,8.(10+10+35+2+152+5+2+152+10+35+6) = 268 (s) Số chu kỳ bốc xếp trong 1 giờ 3600 3600 13.4 268 ck ck n T    (chu kỳ/giờ) Năng suất tính toán của xe: Ph = nck.1 nck =13.4 (chu kỳ/giờ) 1: số Tấn bốc xếp trong 1 chu kỳ  Ph = 0.5×13.4= 6.7(Tấn/h) h.Năng suất ngày của xe: Png = Ptt × tng Trong đó: tng = 16 giờ :thời gian làm việc trong ngày Png = 16×6.7 = 107.2 (Tấn/ngày) Với lượng hàng yêu cầu thì số xe nâng hàng là 7 xe nâng. e. Xe tải vận chuyển hàng trong bến thép và bến hàng kiện Chọn xe chu kì của ôtô : - Tck=t’1+ t’2+ 2t’3 - t’1 = L’/v’1(s) - Thời gian chở hàng với chiều dài trung bình L’(m).
  29. 29. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 29 - v’1 - Vận tốc ôtô khi có hàng(m/s). - t’2 = L’/v’2(s) - Thời gian đi không hàng với chiều dài trung bình L’(m). - v’2 - Vận tốc ôtô khi không hàng(m/s). - t’3 – Thời gian xếp hàng hoặc dỡ hàng(s). Công suất : 3600 h ck g P T   Trong đó: g - khối lượng hàng bốc được sau mỗi chu kỳ: g=12 Tấn Bảng 2.10 - Kết quả tính toàn t’1 (s) t’2 (s) t’3 (s) Tck(s) P(T/h) P(T/th) Số xe (Chiếc) 30 25 300 655 24.34 528 16 2.1.4. Tính toán kho bãi Lượng hàng tính toán: Bảng 2.11- Dự báo hàng hóa thông qua cảng Thị Vải STT Tên Cảng Giai đoạn II, Năm 2010 T Hệ thống cảng Thị Vải-Vũng Tàu 1 Hàng phân đạm 800000 2 Hàng dạng hạt 778000 3 Hàng Gỗ 558000 4 Sắt thép 850000 5 Bách hóa, hàng khác 3058000 6 Container 800000 2.1.4.1. Sức chứa của bãi: nQ k tqb b bE b Tn     Trong đó - Eb : Sức chứa của bãi tính cho 1 tấn (T) - Qn b : Lượng hàng của bến trong năm - kq : Hệ số không đồng đều của lượng hàng trong năm - Tn : Thời gian khai thác trong năm của cảng lấy 300 (ngày đêm) - tb : Thời gian tồn bãi của cảng
  30. 30. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 30 2.1.4.2. Diện tích của kho chứa b k f E F q k   m2 Trong đó - q : T trọng khai thác của kho là trọng lượng hàng trên 1m2 diện tích kho (T/ m2 ) - kf : Hệ số sử dụng diện tích hữu ích của kho xét đến các diện tích phụ khác; - Fk : Diện tích kho chứa; m2 Bảng 2.12. Kết quả tính toán Bãi thép Phân đạm Dạng hat Bãi gỗ Bách hóa Qb 850000 800000 778000 558000 3058000 kq 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 αb 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 tb 15 15 15 15 15 Tn 300 300 300 300 300 Eb 32725 30800 29953 21483 117733 q 2 2 2 2 2 kf 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 Fk 19250 18117.6 17619 12637 69255 2.1.4.3. Tính toán kho bãi bến conteiner Diện tích bãi chứa được tính theo công thức : 300 d N C t F S r m      Trong đó: - C: Số lượng container tính theo Teu trong năm (C = 76628Teu) - td: Thời gian trung bình đặt container tính theo công thức: 2 3 T t d   T : Thời gian tối đa lưu giữ container nhập trong cảng ( T = 16 ngày )  td = 6 ngày - m : Hệ số diện tích sử dụng trung bình , lấy = 0.7 - r : Hệ số phụ thuộc vào chiều cao chất trung bình/chiều cao chất danh nghĩa, lấy = 0.8 - F: Diện tích cần thiết cho 1 Teu kể cả đường đi lại của thiết bị (m2 ), có thể lấy theo kinh nghiệm phụ thuộc vào hệ thống bốc xếp và chiều cao chất container. Theo bảng 7.4
  31. 31. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 31 trang 98 “Cảng chuyên dụng “ của Trần Minh Quang, sử dụng RTG , chiều cao chất 5 tầng => F = 7m2 → 276628 6 7 19157 0.8 300 0.7NS m       Chọn SN = 19000m2 2.1.4.4. Bãi container rỗng Diện tích bãi chứa được tính theo công thức : 300R C t F dS r m      Trong đó: - C: Số lượng container rỗng tính theo Teu trong năm ( C = 0.2x800000/10.44 = 15326Teu ) - td: Thời gian trung bình đặt container tính theo công thức: 2 3 T t d   T : Thời gian tối đa lưu giữ containet nhập trong cảng ( T = 30 ngày )  tđ = 10.67 ngày - m : Hệ số diện tích sử dụng trung bình , lấy = 0.7 - r : Hệ số phụ thuộc vào chiều cao chất trung bình/chiều cao chất danh nghĩa, lấy = 0.8 - F: Diện tích cần thiết cho 1 Teu kể cả đường đi lại của thiết bị (m2 ), có thể lấy theo kinh nghiệm phụ thuộc vào hệ thống bốc xếp và chiều cao chất container. Theo bảng 7.4 trang 98 “Cảng chuyên dụng “ của Trần Minh Quang, sử dụng RTG , chiều cao chất 5 tầng → F = 7m2 Thay số : 215326 10.67 7 6814 0.8 300 0.7 RS m       Lấy Sr =6800 m2 2.1.4.5. Kho làm hàng CFS Diện tích kho CFS tính theo công thức sau: wCFS C N S R n     Trong đó: - N : Lượng hàng qua kho CFS trong 1 năm, trung bình 20% lượng hàng qua cảng qua kho CFS N = 0,2 Qn = 0,2.800000 = 160000 (tấn) - R: Hệ số quay vòng (R = 50) - C: Hệ số căng phụ thuộc vào loại hàng và thời gian quay vòng (C=1) - n: Hệ số sử dụng diện tích (n=0,6)
  32. 32. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 32 - ω: Tải trọng khai thác trên kho, lấy = 2 tấn/m2 Thay số: 2160000 1 2667 50 0.6 2CFS S m      chọn kho 27x100m diện tích là 2700 (m2 ) Tổng diện tích bãi bến conteiner là: S = 19000+6800= 25800 (m2 ) Diện tích kho là: S = 2700 (m2 ) 2.1.5. Các công trình phụ trợ - Nhà điều hành cảng - Nhà bảo vệ - Nhà xe - Nhà ăn cho công nhân 2.1.6. Các hệ thống kỹ thuật 2.1.6.1. Hệ thống cấp điện a. Các phụ tải yêu cầu - Phụ tải của cần trục dàn xác định theo công thức S1 = 2 2 P Q Trong đó: P = 2×N×cosφ N = 195kW – là công suất của 1 cần cẩu Cosφ = 0,6 là hệ số công suất  P = 2×195×0,6 = 234 (kW) Q = P.tgφ = 234×1,33 = 311 (kW) Thay số : S1 = 2 2 2 2 234 311 389P Q    (kW) b. Xe nâng điện - Phụ tải của cần trục dàn xác định theo công thức S1 = 2 2 P Q Trong đó: P = 2×N×cosφ N = 60kW – là công suất của 1 cần cẩu Cosφ = 0,6 là hệ số công suất  P = 2×60×0,6 = 72 (kW) Q = P.tgφ = 72×1,33 = 96 (kW)
  33. 33. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 33 Thay số : S1 = 2 2 2 2 72 96 120P Q    (kW) c. Phụ tải chiếu sáng phục vụ làm việc S3 = 70 kW d. Phụ tải phục vụ cấp thoát nước S4 = 30 kW e. Phụ tải phục vụ khu văn phòng làm việc S5 = 50 kW →Tổng cộng các công suất yêu cầu tiêu thụ điện S = S1+S2+S3+S4 + S5 = 389+120 + 70+30+50 = 659 (kW) 2.1.6.2. Hệ thống giao thông trong cảng Cùng với các hoạt động khai thác cảng, sẽ phát sinh nhiều hình thức lưu thông trong cảng. Đường nội bộ được thiết kế bố trí như sau: - Nguyên tắc thiết kế - Thuận lợi cho khai thác vận tải trong cảng - Phù hợp với quy hoạch - Đáp đứng nhu cầu hàng hóa của cảng - Các chỉ tiêu kỹ thuật Cấp đường: Loại đường khu công nghiệp và kho tàng + Tốc độ tính toán: 30 km/h + Số làn : 2 làn + Chiều rộng làn xe: 3.5m + Chiều rộng đường :15m + Bán kín h quay tối thiểu : 15m + Độ dốc ngang mặt đường 1% + Độ dốc dọc 0.5% Với các nguyên tắc và các chỉ tiêu kỹ thuật đã nêu ở trên, đường bộ trong cảng được bố trí như sau: - 4 Tuyến đường vuông góc với tuyến bến chạy dọc theo chiều rộng khu đất, các tuyến đường có chiều rộng 15m - Trong khu bãi chứa container giứa các block container được xếp bới xe xếp container là các tuyến đường nội bộ rộng 15m - Cổng vào cảng gồm 2 cổng : rộng 18m và được bố trí với đường chính ra cầu cảng.
  34. 34. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 34 2.1.6.3. Công suất của trạm biến áp os S k N c    Trong đó : - k:hệ số không đồng thời (k=0,8) - cosφ = 0,8 Thay số: 659 0.8 659 0.8 N    (kVA) 2.1.6.4. Hệ thống cấp nước Công thức xác định Q = (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)α Trong đó: - Hệ số tính tới hao hụt α =1,1 - Nước dùng cho công nhân cảng Q1 xác định theo công thức Q1 = Q1a+Q1b Trong đó Q1a = m×q m: Số công nhân cảng ( m = 250 người ) q: Tiêu chuẩn nước cho 1 người trong 1 kíp ( q= 25 lít)  Q1a = 250×25 = 6250 (lít) 45 500 1 60 Q a b b    a: số kíp công tác (a =3) b: số vòi tắm , 5 người /vòi (b = 35 vòi)  Q1b = 39400 (lít) Thay số: Q1 = 6250 + 39400 = 45650 (lít) - Xác định Q2 theo công thưc Q2 = Q2a+Q2b Trong đó: Q2a = ( ) 0 0 N t q t q d d  - N: Công suất của máy tàu (N = 60.103 mã lực) - to, td : Thời gian chạy và đỗ tàu (to = 0,5 ngày đêm, td = 3 ngày đêm)
  35. 35. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 35 - qo,qd: Tiêu chuẩn nước cho 1000 mã lực của máy tàu khi chạy và đỗ (qo = 1000 lít, qd = 2000 lít )  Q2a = 60×(0,5×1000+3×2000) = 390000 (lít) Q2b = m×q×n Trong đó - q: Tiêu chuẩn nước cho một người trên tàu (q = 20 lít) - m : Số người trên tàu ( m = 25 người ) - n : Số tàu của cảng trong một ngày đêm ( n = 2)  Q2b = 20×25×2 = 1000 (lít) Thay số : Q2 = 390000 + 1000 = 391000 ( lít ) - Xác định Q3 theo công thức: Q3 = i i q m Trong đó: - qi : Tiêu chuẩn nước cho một người (qi = 25l lít) - mi: Quy mô tòa nhà (mi = 50) Thay số: Q3 = 25×50 = 1250 (lít) - Nước cho xưởng sửa chữa và tòa nhà công nghiệp Q4 Q4 = 2000 lít - Nước dùng để tưới cây xanh Q5 Q5 = 5000 lít →Vậy tổng khối lượng nước tiêu thụ lớn nhất trong ngày là: Q = (45650 + 391000+1250+2000+5000)×1,1 = 444900 (lít) - Nước phòng hỏa lấy bằng 10% Q 10% Q = 0,1×444900 = 44490 (lít) 2.1.6.5. Hệ thông cung cấp nhiên liệu - Một kho nhiên liệu dung tích E = 1000 m3 - Hệ thống phòng hỏa cho kho - Một cây xăng để phục vụ cho các phương tiện nhỏ - Một hệ thống đường ống được dẫn ra cầu tầu để cũng cấp nhiên liệu cho tàu
  36. 36. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 36 2.1.6.6. Thông tin liên lạc Hệ thống thông tin liên lạc của cảng đảm bảo thông tin phục vụ điều hành chỉ đạo sản xuất, liên lạc với tàu ra vào cảng. Nhà điều hành hệ thống thông tin liên lạc được đặt trong khu nhà làm việc của cảng. 2.2. Công nghệ bốc xếp hàng trên bến 2.2.1. Công nghệ bốc xếp hàng bách hóa Hình 2.3 – Công nghệ bốc xếp hàng bách hóa 2.2.2. Công nghệ bốc xếp hàng Container Hình 2.4 – Công nghệ bốc xếp hàng Container Hình 2.5 - Mặt bằng khu bãi Hµng rµo +5.00 TÇu 50.000DWT Xe n©ng hµng 4201 Xe n©ng hµng 4201 Xe n©ng hµng 4201 Khu vùc hµnh chÝnh c¶ng Xe chë hµng C«ng nghÖ bèc xÕp hμng b¸ch ho¸ B·i container rçng c f s Xe n©ng h¹ Container TÇu 50.000DWT Hµng rµo xe chë Xe n©ng h¹ Contai ner xe chë Container B·i container ®Çy hµng Container C«ng nghÖ bèc xÕp hμng container M? T B? NG QUY HO? CH T? NG TH? C? NG TH? V? I PA1 NHÀKHO 100x40 BÃIH? 120x45 BÃIH? 120x105 BÃIH? 120x130 BÃIH? 120x130 BÃIH? 120x130 BÃIH? 120x130 6835530 590 10 1020 40 10 10 5 40 5 10 5 130 5 10 5120510120512055 267 Tàu50.000DWTTàu50.000DWT 267 NHÀD?NGH?T100x45 BÃIH? 120x45 NHÀKHO120x40 40 5 B? NG TH? NG KÊ CÁC H? NG M? C CÔNG TRÌNH SÔNGTH?V?I -9.5 -9.5 -9.5 -9.5 -9.5 -13.9 -13.9 -13.9 -13.9 -13.9 -13.9 -13.9 -13.9 -13.9 -13.9 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2 -13.2-11.5 -11.5 -11.5 -11.5 -11.5 -11.5 -11.5 -11.5 -11.5 -11.5 -10.8 -10.8 -10.8 -10.8 -10.8 -10.8 -10.8 -10.8 -10.8 -11.9 -11.9 -11.9 -11.9 -11.9 -11.9 -10.2 -10.2 -10.2 -10.2 -10.2 -10.2 -10.2 -11.5 -11.9 -10.2 SÔNGTH?V?I -13.5 -13.5 -13.5 -13.5 -13.5 -13.5 -13.5 -13.5 -13.5 1 4 6 5 8 9 11 12 13 14 15 16 10 17 18 19 20x20m211 12 13 14 15 16 17 18 19 m2 m2 m2 m2 m2 m2 10x10 27x15 28x23 45x45 20x40 30x20 10x10 m2 28x23m2 Hàng rào Kè b? C?ng Bãi container B?n m2 28x23 45x45 20x20 40x40 105x105 100x40 m2 m2 m m2 m2 Tr?m c?p nu?c Tr?m di?n Tr?m h?i quan Kho hàng Xu?ng thi?t b? Xu?ng có khí Kho CFS Sân d? xe Toà nhà h?p tác Tr? s? van phòng H?ng m?c 10 9 8 7 6 5 4 3 1 Kh?i lu?ng Ðon v?Stt ÐU?NGLIÊNC?NG C?n tr?c QC +5.5 BãiContainerr?ng BÃIH? 120x130 BÃIH? 120x105 5 BãiContainerr?ng BAIHÀNGQUÁC?NH 100x40 50 40 75 BÃIT?NGH?P 120x105BÃIT?NGH?P 120x130 BÃIHÀNGQUÁC?NH 100x40 40 S S EW S W N W NE N E C?ng 7 Bãi contaner chu chuy?n Bãi s?t thép Bãi phân d?m,bách hoá Bãi v?t li?u d?ng h?t 23 22 21 20 m2 m2 m2 m2 120x45 5x40 45x40 120x40 22 21 20 23 4 6 6 Hàng d?ng h?t Bãi s?t thép Kho phân d?m.bách hoá, 75 C?n tr?c QC C?n tr?c QC C?n tr?c QC 59595959595959595959
  37. 37. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 37 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT BẾN CẦU TÀU   3.1. Tóm tắt các thông số đầu vào và các phương án kết cấu 3.1.1. Các thông số về tàu tính toán Chiều dài tàu :Lt = 267m Chiều rộng tầu: Bt = 32.2m Mớn nước tàu đầy tải : Tdh = 12.4m 3.1.2. Các thông số tải trọng tác động Tại trọng hàng hóa: Tải trọng cấp II q = 2T/m2 Tải trọng thiết bị cần trục cổng QC 50 T có các thông số sau: + Tải trọng lớn nhất lên một chân: 240T + Tải trọng lớn nhất lên một bánh xe : 30T + Số lượng bánh: 8 bánh + Khoảng cách giữa các bánh: 0.85 - 1.1 - 0.85 - 1.1- 0.85-1.1 - 0.85m. + Khoảng cách giữa các bánh xe theo phương dọc: 10.5m + Khổ ray: 10.5m Hình 3.1- Sơ đồ chân cần trục cổng 3.1.3. Các thông số về kích thước và cao trình 3.1.3.1. Kích thước - Chiều rộng bến : 30m - Chiều dài bến : 295m 3.1.3.2. Cao trình tính theo hệ hải đồ - Cao trình mặt bến : +5.5 m - Cao trình đáy bến : -14.6 m - MNCTK : +4.48 m - MNTTK : - 0.54m - MNTB : +2.70 m
  38. 38. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 38 3.1.4. Các thông số về điều kiện địa chất, thủy văn 3.1.4.1. Số liệu thủy văn - Tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là : 25m/s - Tốc độ gió trung bình là : 3.4m/s - Tốc độ dòng chảy lớn nhất : 1.91 m/s 3.1.4.2. Số liệu về địa chất Lớp 1: Sét màu xám đen, xám xanh trạng thái chảy lẫn tàn tích thực vật. Diện tích phân bố của lớp đất này rộng khắp khu vực khảo sát, gặp ở tất cả các lỗ khoan nằm ngay trên bề mặt. Cao độ mặt lớp biến đổi từ –12.51m đến +3m. Chiều dày lớp lớn, nhỏ nhất là 2.4m, dày nhất là 30.5m, chiều dày trung bình khoảng 10.3m. Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 0.33kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 18.8 kg/cm2 - Độ sệt của đất : Is =1.18 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 1.534 T/m3 - Góc ma sát trong : φ = 3º 20’ - Tỷ trong của đất : Δ =2.64 - Lực dính của đất : C = 0.15 kG/cm2 Thấu kính: Cát hạt trung màu nâu gụ, kết cấu xốp. Diện phân bố của lớp hẹp, chỉ gặp trong lỗ khoan PM21, nằm xen kẹp trong lớp đất 1, cao độ mặt lớp –2.92m, cao độ đáy lớp –4.92m, chiều dày xác định được 2.0m Lớp 1a: sét pha, màu xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo mềm. Diện phân bố của lớp không đồng đều, chỉ gặp trong một số lỗ khoan, có lỗ khoan nằm ở dạng thấu kính và nằm dưới lớp 1. Cao độ đáy lớp biến đổi từ –14m đến –4.35m. Chiều dày lớp không đồng đều, mỏng nhất là 1m và dày nhất là 16m. Chiều dày trung bình khoảng 7m. Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 1.1kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 61.9 kg/cm2 - Độ sệt của đất : Is =0.7 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 2.03 T/m3 - Góc ma sát trong : φ = 10º 55’ - Lực dính của đất : C = 0.18 kG/cm2
  39. 39. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 39 Lớp 2: Cát hạt trung, màu xám trắng, xám vàng, kết cấu xốp. Lớp 2 gặp hầu hết trong các lỗ khoan, nằm ngay dưới lớp 1 và lớp 1a. Cao độ mặt lớp biến đổi từ –28m đến –14m,. Chiều dày lớp biến đổi từ 3.1m đến 14m. Chiều dày trung bình khoảng 7.8m Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 4.3kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 25 kg/cm2 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 1.68 T/m3 - Góc ma sát khô : αk = 25º - Góc ma sát ướt : αư =20º - Hệ số rỗng : e0 = 0.81 - Chỉ tiêu SPT : N = 0 ÷ 4 Lớp 3: Cát hạt trung, màu xám trắng, xám vàng, kết cấu chặt vừa Lớp 3 có diện phân bố rộng khắp khu vực khảo sát, nằm dưới lớp 1a, lớp 2. Lớp3 có một số lỗ khoan xác định được chiều dày của lớp, một số lỗ đến chiều sâu thiết kế nhưng chưa xác định được chiều dày của lớp. Cao độ đáy biến đổi từ –14m đến- 28m. Chiều dày lớp lớn, mỏng nhất là 6m, dày nhất là 25.5m, chiều dày trung bình là 13.4m Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 3.0kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 81.8 kg/cm2 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 2 T/m3 - Góc ma sát khô : αk = 31º - Góc ma sát ướt : αư =29º - Hệ số rỗng : e0 = 0.556 - Chỉ tiêu SPT : N = 10 ÷ 25 Lớp 4: Sét, màu xám vàng, xám trắng loang lổ, trạng thái nửa cứng đến cứng. Lớp 4 gặp hầu hết trong tất cả các lỗ khoan khảo sát, nằm dưới lớp 3. Khoan sâu đến chiều sâu thiết kế và giám sát thi công cho phép nhưng chưa xác định được chiều dày của lớp. Khoan sâu vào lớp từ 5.0m đến 13.0m, chiều sâu khoan trung bình là 8.9m. Các chỉ tiêu cơ lý của đất - Sức chịu tải quy ước :R = 3.07kG/cm2 - Môđun biến dạng : E= 184.3 kg/cm2 - Trọng lượng thể tích đất tự nhiên : γ = 2 T/m3 - Độ sệt : Is = 0.1
  40. 40. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 40 - Chỉ tiêu SPT : N = 50 3.2. Các phương án kết cấu 3.2.1. Phương án 1 cầu tàu trên nền cọc khoan nhồi D1000 3.2.1.1. Xác định sức chịu tải của cọc a. Theo vật liệu Pvl = RbFb + RaFa Trong đó: - Rb : Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông cọc; Đối với bê tông đổ dưới nước hoặc dung dịch sét Rb =R/4.5 nhưng không lớn hơn 60kG/cm2 Đối với cọc đổ bê tông khoan trong lỗ khô Rb=R/4 nhưng không lớn hơn 70kG/cm2 - Fb : Diện tích bê tông; - Ra: Cường độ chịu nén của cốt thếp; Đối với thép nhỏ hơn Φ28, Ra=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2000kG/cm2 Đối với thép lớn hơn Φ28, Ra=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200kG/cm2 - Fa : Diện tích cốt thép dọc của cọc; b. Theo đất nền Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCXD 205:1998 Sức chịu tải cho phép của cọc:    1 0.2 3 SPT a P s s CP N A N L CL d    Trong đó: + Na: Chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc; + Ns: Chỉ số SPT của lớp cát bên thân cọc; + Ls : Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, m; + Lc : Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, cọc xuyên qua các lớp sét + Ap: Diện tích tiết diện mũi cọc. + : Hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc,  = 15 cho cọc khoan nhồi. + C: Lực dính không thoát nước của đất theo SPT. Vậy sức chịu tải của cọc : [P] = min ( Pvl , PSPT ) = PSPT =428 Tấn ( xem thêm phụ lục B)
  41. 41. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 41 3.2.1.2. Phương án kết cấu sơ bộ a. Hệ kết cấu bến Cầu tầu đài mềm hệ dầm bản trên nền cọc khoan nhồi D1000mm Hình 3.2 – Mặt các ngang bến phương án 1 Hình 3.3 – Mặt bằng một phân đoạn bến phương án 1 1:1.5 1:2 1:3
  42. 42. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 42 b. Phân đoạn bến Với chiều dài bến đã tính toán được : Lb = 295.08 (m) Chia chiều dài bến thành 5 phân đoạn, mỗi phân đoạn dài 59 (m). Khoảng cách khe lún giữa 2 phân đoạn kề nhau là 2cm. Trên mỗi phân đoạn bố trí các hàng cọc theo phương dọc bến với khoảng cách là 5m và theo phương ngang bến với khoảng cách là 5,25m ở chân cần trục cổng, 5m với các dầm ngang còn lại. Vậy trên mỗi phân đoạn bến bố trí 12 hàng cọc theo phương dọc bến và 6 hàng cọc theo phương ngang bến. c. Hệ dầm bản Kết cấu đài bến là hệ dầm bản BTCT. - Bản BTCT dày 30cm được thi công đổ tại chỗ bằng bêtông B25 - Dầm ngang và dầm dọc thường tiết diện 100 x150 (cm) kể cả bản. - Dầm dọc dưới chân cần trục tiết diện 120 x 180 cm kể cả bản. 3.2.1.3. Xác định chiều dài tính toán của cọc Theo phương pháp kinh nghiệm: Ltt = Lo + η.d Trong đó - Ltt : chiều dài tính toán của cọc - η : hệ số kinh nghiệm η = 5 – 7, lấy η = 7 - d: đường kính của cọc, d = 1m → d.η = 7 m - L0 : chiều dài tự do của cọc, là khoảng cách từ giao điểm của cọc và mái nghiêng của nền đến đỉnh cọc. Bảng 3.1- Chiều dài tính toán của cọc Hàng A Hàng B Hàng C Hàng D Hàng E Hàng F Lo,m 16.17 13.17 9.37 6.68 3.69 1 Ltt,m 23.17 20.17 16.37 13.68 10.69 8
  43. 43. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 43 3.2.2. Phương án 2 cầu tàu trên nền cọc lăng trụ BTCT 50 ×50cm 3.2.2.1. Xác định sức chịu tải của cọc a. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu. Pvl = RbFb + RaFa Trong đó: - Rb : Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông cọc; Fb : Diện tích bê tông; - Ra: Cường độ chịu nén của cốt thếp; - Fa : Diện tích cốt thép dọc của cọc; b. Sức chịu tải của cọc tính theo đất nền Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCXD 205:1998 Sức chịu tải cho phép của cọc:    1 0.2 3 SPT a P s s CP N A N L CL a    Trong đó: + Na: Chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc; + Ns: Chỉ số SPT của lớp cát bên thân cọc; + Ls : Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, m; + Lc : Chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, cọc xuyên qua các lớp sét + Ap: Diện tích tiết diện mũi cọc. + : Hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc,  = 15 cho cọc khoan nhồi. + C: Lực dính không thoát nước của đất theo SPT. Vậy sức chịu tải của cọc : [P] = min ( Pvl , PSPT ) =241 Tấn ( Xem thêm phụ luc B)
  44. 44. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 44 3.2.2.2. Phương án kết cấu sơ bộ a. Hệ kết cấu bến Cầu tầu đài mềm hệ dầm bản trên nền cọc lăng trụ BTCT 50×50cm. Hình 3.4 – Mặt cắt ngang bến phương án 2 Hình 3.5 - Mặt bằng một phân đoạn bến phương án 2 1:1.5 1:2 1:3
  45. 45. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 45 b. Phân đoạn bến Với chiều dài bến đã tính toán được : Lb = 300 (m) Chia chiều dài bến thành 5 phân đoạn, mỗi phân đoạn dài 60 (m). Khoảng cách khe lún giữa 2 phân đoạn kề nhau là 2cm. Trên mỗi phân đoạn bố trí các hàng cọc theo phương dọc bến và ngang bến với khoảng cách là 3.5m Vậy trên mỗi phân đoạn bến bố trí 17 hàng cọc theo phương dọc bến và 10 hàng cọc trong đó có 4 hàng cọc xiên theo phương ngang bến. c. Hệ dầm bản - Kết cấu đài bến là hệ dầm bản BTCT. - Bản BTCT dày 30cm được thi công đổ tại chỗ bằng bêtông B25 - Dầm ngang và dầm dọc thường tiết diện 100 ×150 (cm) kể cả bản. - Dầm dọc dưới chân cần trục tiết diện 120 ×180 cm kể cả bản. 3.2.2.3. Xác định chiều dài tính toán của cọc Theo phương pháp kinh nghiệm: Ltt = Lo + η.d Trong đó: - Ltt : chiều dài tính toán của cọc - η : hệ số kinh nghiệm η = 5 – 7, lấy η = 7 - d: đường kính của cọc, d = 0.8m → d.η = 5.6 m - L0 : chiều dài tự do của cọc, là khoảng cách từ giao điểm của cọc và mái nghiêng của nền đến đỉnh cọc. Bảng 3.2- Chiều dài tính toán của cọc Hàng A Hàng B Hàng C Hàng D Hàng E Hàng F Hàng G Hàng H Hàng K Hàng L Lo,m 17.82 15.18 14.36 11.32 12.38 7.99 7.47 5.51 3.62 1.7 Ltt,,m 21.32 18.68 17.86 14.82 15.88 11.49 10.97 9.01 7.12 5.2
  46. 46. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 46 3.3. Tải trọng tác dụng lên công trình 3.3.1. Tải trọng do tàu 3.3.1.1. Tải trọng neo tàu a. Lực do dòng chảy Qω= 0.59×An×vn 2 Nω= 0.59×Ad×vd 2 Trong đó: - Qω: Lực do dòng chảy hướng ngang tác dụng vào tàu - Nω: do dòng chảy hướng dọc tác dụng vào tàu - An: Diện tích chắn nước theo hướng ngang của tàu - Ad: Diện tích chắn nước theo hướng dọc của tàu - vn,vd: Thành phần ngang và dọc của tốc độ dòng chảy với tần suất bảo đảm 2% m/s. Bảng 3.3: Bảng tải trọng do tác động của dòng chảy Lực ngang tàu Đầy hàng T, m An, m2 Vn, m/s Qw, kN 12.4 3310.8 0.8 1250 Lực dọc tàu Đầy hàng T, m At, m2 vt, m/s Nw, kN 12.4 399.28 1.91 859 b. Lực do gió Wg = 73.6×10-5 ×Aq×Vq 2 ×ξ Wn = 73.6×10-5 ×An×Vn 2 ×ξ Trong đó - Aq, An: Diện tích cản gió theo hướng ngang và hướng dọc của tàu Aq = αq×L2 t ; An = αn×B2 Hệ số αq được xác định theo bảng 1- phụ lục 3 - 22TCN 222- 95 Tầu đầy hàng αq= 0.09 Tầu không hàng αq= 0.1 Hệ số αn được xác định theo bảng 2 – phụ lục 3 – 22TCN 222 – 95 Tầu đầy hàng αn= 1.2 Tầu không hàng αn= 1.3 - Vq,Vn: Thành phần vuông góc và dọc của thành tàu của tốc độ gió - ξ: Hệ số lấy theo bảng 26-22TCN 222-95.
  47. 47. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 47 Bảng 3.4 – Kết quả tính toán cho tàu đầy hàng αq αn Aq,m2 An,m2 vq, m/s vn,m/s ξ Wq,kN Wn,kN Phương ngang tàu 0.09 1.2 6416 25 0.5 1475.7 Phươn dọc tàu 0.09 1.2 1244.2 3.4 0.5 3.52 Bảng 3.5 - Kết quả tinh toán cho tàu không hàng αq αn Aq An vq vn ξ Wq Wn Phương ngang tàu 0.1 1.3 7128.9 25 0.5 1639.6 Phươn dọc tàu 0.1 1.3 1347.9 3.4 0.5 3.8175 Tải trọng tác dụng lên 1 bích neo - Tải trọng tác dụng do thành phần lực ngang, vuông góc với mép bến: Theo mục 5.11/22TCN222-95, Tải trọng kéo của các dây neo phải xác định bằng cách phân phối thành phần vuông góc với mép bến của lực Qtot (kN) cho các bích neo (hoặc vòng neo). Lực Qtot bao gồm cả lực do gió và do dòng chảy tác động lên một tàu tính toán. Lực neo S (kN) tác động lên một bích neo (hoặc vòng neo) không phụ thuộc vào số lượng tàu buộc dây neo vào bích neo đó và được xác định theo công thức: os os QtotS n c c     Trong đó - Qtot: tải trọng tổng cộng vuông góc với mép bến do gió và dòng chảy, xác định theo công thức Qtot = Wg + Qω - n: Số lượng bích neo làm việc, lấy theo bảng 31 -22TCN 222-95, ứng với trường hợp Ltmax = 250÷ 300 m chọn n= 8 - α, β : góc nghiêng của dây neo lấy theo bảng 32- 22TCN 222-95 . Các hình chiếu của tải trọng neo S được xác định theo công thức sau:
  48. 48. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 48 Sq = Q/n Sn = S.cosβ.cosα Sv =S.sinβ Bảng 3.6: Thành phần lực tác dụng vào 1 bích neo Qtot, kN α β n S, kN Sq, kN Sn, kN Sv, kN Phương ngang tàu 2889.81 30 20 8 768.82 361.23 625.663 262.95 Phương doc tàu 862.93 30 20 8 229.58 107.83 186.83 78.52 Như vậy, trường hợp lực tác dụng vào bích neo khi đầy hàng là lớn nhất. Chọn S = 768.8kN ≈ 77T để tính toán , chọn bích neo loại HW80 lực căng 80T, 3.3.1.2. Tải trọng va tàu a. Động năng va Theo mục 5.8/22TCN222-95 ta có: Khi tàu cập vào công trình bến cảng thì động năng va của tàu Eq (kJ) được xác định theo công thức : 2 . 2 D Eq    (kJ) Trong đó: - D: Lượng rẽ nước của tàu tính toán (Tấn). - ν : Thành phần vuông góc (với mặt trước công trình) của tốc độ cập tàu Theo bảng 29/22TCN222-95 ta có : với tàu biển D =67000 (Tấn) => ν =0.1 (m/s). - ψ : Hệ số, phụ thuộc kết cấu công trình bến và loại tàu. Nếu tàu không chứa hàng (tàu rỗng) hoặc tàu chỉ có nước đối trọng thì giá trị ψ giảm đi 15%. Theo bảng 30/22TCN222-95, tra với tàu biển cập vào bến bằng ống cọc đường kính lớn ta có  Khi tàu đầy hàng : ψ = 0,50.  Khi tàu chưa có hàng : ψ = 0,45 Sn  S  S v   q S  Đường mép bến
  49. 49. TRƯ VIỆ NGÔ 3.3 đậu thứ ƯỜNG ĐẠI H ỆN XÂY DỰN Ô VĂN PHÙN Đ Kh b. Chọn đ Chọn l - Vật - Phư - L= 2 - Năn - Phản - Độ b - Trọn c. Tải trọ - Ứng v - Thành xác địn Trong μ: H bê Vậy th 3.1.3. Tải Theo mụ u ở bến tựa ức: HỌC XÂY DỰ NG CÔNG TR NG - MS:549 Đầy hàng hông hàng đệm tàu loại đệm H liệu bằng c ương pháp t 2.8m; H = ng lượng bi n lực khi n biến dạng ng lượng: 1 ọng do va t ới đệm tàu h phấn song nh theo côn đó Hệ số ma s tông hoặc hành phần s trọng do tự ục 5.7/22T a trên bến d ỰNG RÌNH BIỂN 7.53 – LỚP 5 ψ 0. 0.4 HA 600H – cao su, hìn treo:Liên k 0.6m; rộng iến dạng : 1 nèn: 1020kN : 47.5% 1.25T tàu u đã chọn ta g song với ng thức sau sát phụ thu cao su thì song song Fn ựa tàu TCN 222 - dưới tác độ BẾN 53CB1 Bảng 3.7- ψ .5 45 – 2800L – C nh thang rỗ kết cứng g 1.2m 191kNm N a có trị số p mép bến F u: F uộc vào vậ μ = 0.5 với mép bế n = 0.5 ×10 95 ta có tả ộng của gió 1.1 Qtq l   TH N CẦU TÀU C Kết quả tí ν, m/s 0.1 0.1 CV3 có: ng phản lưc: F Fn của lực Fn = μ× Fa ật liệu lớp m ến do lực v 020 = 510 k i trọng phâ ó, dòng chả ( /tot kN m l d HIẾT KẾ KỸ CẢNG TỔNG ính toán D, T 67000 67000 Fa = 1020kN va khi tàu mặt của thi va gay lên. kN ân bố q (kN ảy và sóng )m THUẬT G HỢP THỊ V Eq 0 16 0 1 kN cập vào cô iết bị đệm N/m) do tàu được xác đ ẢI – VŨNG T Tra q, kJ 67.5 50 ông trình đ khi lớp m u đang neo định theo c TÀU ang 49 được ặt là o công
  50. 50. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 50 Trong đó: - Qtot: Tải trọng tổng cộng vuông góc với mép bến do gió và dòng chảy, xác định theo công thức Qtot = Wq+Qω - ld: Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu và công trình bến, khi chiều dài bến Lb ≥ l chiều dài đoạn thẳng thành tàu. l= aδ×Lt aδ : Hệ số xác định theo bảng 3 phụ lục 3 – 22TCN 222 – 95 Tàu đầy hàng aδ = 0.35 Tàu đầy hàng aδ = 0.32 Vậy l = 0.35×267= 93.45 chọn l = 93m 8601.76 1.1 92.5 / 93 q kN m   3.3.2. Tải trọng bản thân Tải trọng bê tông phần mở rộng ở dầm vòi voi: 6.5T 3.4. Tổ hợp tải trọng Các tổ hợp nguy hiểm cho tính toán sơ bộ Bảng 3.8 - Các tổ hợp tải tác dụng lên khung cầu tầu TH BT TT HH1 HH2 HH3 HH4 HH5 CT Neo Va Tựa 1 x x x x x 2 x x x x x 3 x x x x x 4 x x x x x 5 x x x x x 6 x x x x x 7 x x x x x 8 x x x x x 9 x x x x x 10 x x x x x 11 x x x x x 12 x x x x x
  51. 51. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 51 TH BT TT HH1 HH2 HH3 HH4 HH5 CT Neo Va Tựa 13 x x x x x 14 x x x x x 15 x x x x x 3.5. So sánh lựa chọn phương 3.5.1. Về địa chất công trình Phương án 1 (PA1) và phương án 2 (PA2) sử dụng kết cấu bến dạng cầu tàu rất phù hợp. Do móng cọc xuyên qua tầng địa chất yếu, vừa và trung bình, mũi cọc được đặt tại tầng đất chịu lực tốt. 3.5.2. Về kết cấu công trình PA1 rất thích hợp với bến nước sâu, tàu trọng tải lớn. Khả năng chịu lực do tàu tác động lên công trình rất tốt PA2 kết cấu cầu tàu không phù hợp lắm với các bến nước sâu, tàu trọng tải lớn. Khả năng chịu lực do tàu tác động lên công trình có giới hạn 3.5.3. Về điều kiện thi công PA1 là loại kết cấu đã áp dụng nhiều ở Việt Nam Phù hợp với khả năng và kinh nghiệm của các nhà thầu trong nước. Sử dụng các thiết bị thi công áp dụng nhiều ở Việt Nam. PA2 là loại công trình áp dụng nhiều ở Việt Nam: Do lớp cát hạt trung qua dày khi thi công thì khó đóng cọc đến độ sâu thiết kế. Nên đòi hỏi phương tiện thiết bị kỹ thuật thi công chuyên dụng không truyền thống ở Việt Nam để hạ mũi cọc đến độ sâu thiết kế. 3.5.4. Về khả năng cung cấp vật tư PA 1. cọc sử dụng là cọc khoan nhồi ,ở Việt Nam đã thi công rất tốt loại cọc này theo tiêu chuẩn của Nhật Bản, chất lượng khá tốt. PA 2 cọc sử dụng là cọc năng trụ BTCT, 3.5.5. Về giá thành công trình PA 1: Giá thành xây dựng thấp hơn PA 2: Giá thành xây dựng cao do phải dùng công nghệ để đưa mũi cọc đến độ sâu thiết kế 3.5.6. Về khả năng kiểm soát chất lượng công trình PA 1và PA2 đều dễ kiểm soát trong quá trình thi công, khả năng rủi ro tương đối thấp
  52. 52. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 52 Kết luận Với những chỉ tiêu so sánh trên đây, phương án 1 (cầu tàu trên nền cọc khoan nhồi) được chọn là phương án sử dụng để xây dựng công trình với nhiều ưu điểm hơn phương án 1 phù hợp với điều kiện địa chất công trình khu vực xây dựng, thuận tiện, thông dụng và dễ kiểm soát chất lượng trong quá trình thi công, đáp ứng với yêu cầu sử dụng và giá thành xây dựng thấp. 3.6. Tính toán sơ bộ các phương án đã chọn 3.6.1. Mô hình hóa Hình 3.5 – Mô hình hóa 1 phân đoạn bến 3D
  53. 53. TRƯ VIỆ NGÔ 3.6 xuấ ƯỜNG ĐẠI H ỆN XÂY DỰN Ô VĂN PHÙN 6.2. Giải b Sử dụng ất ra từ tổ h HỌC XÂY DỰ NG CÔNG TR NG - MS:549 bài toán g phần mềm hợp bao củ ỰNG RÌNH BIỂN 7.53 – LỚP 5 Hình Hình m Sap2000 ủa các tổ hợ BẾN 53CB1 3.6 - Theo 3.7 – Theo 0 để tính nộ ợp cơ bản n TH N CẦU TÀU C o mặt phẳng o mặt phẳn ội lực các c như trên có HIẾT KẾ KỸ CẢNG TỔNG g YOZ g XOZ cấu kiện cầ ó giá trị như THUẬT G HỢP THỊ V ầu tầu. Kết ư sau : ẢI – VŨNG T Tra quả nội lự TÀU ang 53 ực
  54. 54. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẾN CẦU TÀU CẢNG TỔNG HỢP THỊ VẢI – VŨNG TÀU NGÔ VĂN PHÙNG - MS:5497.53 – LỚP 53CB1 Trang 54 Bảng 3.9 - Kết quả nội lục các cấu kiện cầu tầu P V2 V3 T M2 M3 DCT Min -25.33 -179.21 -11.04 -37.97 -13.42 -194.92 Max 40.50 181.24 11.03 40.66 15.60 217.69 COC Min -431.82 -1.47 -24.11 -6.92 -287.58 -46.77 Max -12.83 11.94 69.81 0.04 270.92 48.74 DD Min -12.49 -57.16 -5.52 -21.10 -6.73 -87.37 Max 13.42 50.02 6.25 21.80 6.20 70.27 DN Min -98.62 -107.11 -4.47 -25.81 -9.11 -283.16 Max 33.74 81.41 12.55 22.45 16.02 113.54 F11 F22 F12 M11 M22 M12 BAN Min -72.71 -33.06 -3.89 -13.31 -9.64 -2.07 Max 86.65 23.34 26.50 5.44 3.64 2.06 Bảng 3.10 – Kết quả nội lục tiêu chuẩn các cấu kiện cầu tầu P V2 V3 T M2 M3 DCT Min -21.11 -150.77 -9.20 -31.84 -11.18 -164.07 Max 33.75 152.53 9.20 33.58 13.00 182.30 DD Min -10.41 -48.78 -4.60 -17.59 -5.61 -73.87 Max 11.18 42.80 5.21 18.16 5.16 59.11 DN Min -82.18 -90.29 -3.72 -21.46 -7.59 -236.66 Max 28.12 69.14 10.46 18.76 13.35 93.90 COC Min -369.59 -1.23 -20.10 -5.77 -239.56 -38.98 Max -14.56 9.95 58.17 0.03 225.77 40.62 F11 F22 F12 M11 M22 M12 BAN Min -60.59 -27.55 -3.24 -11.22 -8.12 -1.73 Max 72.21 19.45 22.08 4.58 3.07 1.73

×