Thiết kế cảng cá an hoà quảng nam

Phần III. thiết kế công trình 3.1 Giải pháp kết cấu xây dựng công trình. 36 3.2 Thiết kế kỹ thuật công trình bến phương án 1. 36 3.3 Giải bài toán phân phối lực ngang. 51 3.4 Giải cầu tàu theo phương pháp ANTONOV. 60 3.5 Tính toán cấu kiện. 3.6 Nguyên tắc tính toán. 3.3 Thiết kế sơ bộ phương án 2. PHần IV. thiết kế tổ chức thi công 4.1 Tính toán khối lượng thi công. 82 4.2 Tra định mức. 4.3 Trình tự các bước thi công chính. 86 4.3 Tính toán năng suất và thiết bị phục vụ cho thi công. 86 4.4 Các biện pháp kỹ thuật thi công chính. 96 4.5 Lập bảng tiến độ thi công. 99 4.6 Tính toán giá thành công trình. 100 4.7 An toàn lao động. 102 mở đầu Hiện nay nghành thuỷ sản nước ta phát triển mạnh với ưu thế chiều dài 3260km bờ biển cùng với nhiều loại hải sản quý có giá trị kinh tế cao. Việc khai thác hải sản ở nước ta chưa đạt hiệu quả cao, chúng ta chỉ đánh bắt ven bờ chứ chưa thể ra khơi xa và đánh bắt trong nhiều ngày. Bộ thuỷ sản có chủ trương mở rộng đội thuyền để đánh bắt xa bờ với các loại tàu thuyền lớn có công suất hơn so với các loại tàu thuyền cũ nhưng thực tế các bến cảng chúng ta thiết kế đã cũ cần phải xây dựng mới hoặc nâng cấp để có thể đón các loại thuyền này cập vào bốc dỡ hải sản. Đề tài được giao là : " Thiết kế cảng cá An Hoà , tỉnh Quảng Nam " . Với mục đích chú trọng tới việc phát triển kinh tế biển và khẳng định vai trò quan trọng của ngành thuỷ sản , coi đó là một thế mạnh của tỉnh . Cảng cá An Hoà được xây dựng xong còn thu hút hấp dẫn tầu thuyền của các nơi khác tới thực hiện hoạt động dịch vụ nghề cá . Đồ án bao gồm : + Thu thập và sử lý số liệu. + Thiết kế quy hoạch. + Thiết kế công trình. + Thiết kế tổ chức thi công. phần I. số liệu xuất phát Chương I. tài liệu xuất phát 1.1. Vị trí địa lý: Cảng cá An Hoà huyện Núi Thành tỉnh Quảng Nam nằm ở bờ hữu sông Trường Giang tại thôn 1 xã Tam Giang, cách cửa biển An Hoà khoảng 6 km. Vị trí xây dựng cảng cá An Hoà đã được UBND tỉnh Quảng Nam bố trí trong qui hoạch tổng thể khu kinh tế mở Chu Lai. Khu vực dự kiến xây dựng cảng cá có tọa độ địa lý như sau: 15o 29’ vĩ độ Bắc. 108o31’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp xã Tam Hải. Phía Nam giáp xã Tam Hiệp. Phía Đông giáp xã Tam Quang. Phía Tây giáp xã Tam Hoà. Diện tích khu đất của cảng dự kiến bố trí 2 ha. Khu nước của cảng 3,0 ha. Diện tích khu cơ khí sửa chữa tàu thuyền dự kiến 3 ha. Khu nước 3 ha. 1.2. Điều kiện tự nhiên: 1.2.1. Điều kiện địa hình và thuỷ địa hình: - Mặt bằng khu vực dự kiến xây dựng cảng là bãi sông. Chịu ảnh hưởng của thuỷ triều. Cao độ khu đất này là (-0,7) á (-0,9) m, khá bằng phẳng không có cây cối, không phải đền bù giải toả. Khi xây dựng phải san lấp tạo mặt bằng cho cảng. - Vị trí cảng tại thôn 1 xã Tam Giang cách quốc lộ 1A khoảng 4,5 km, đường cấp phối đất đỏ. - Đã có điện lưới quốc gia, mạng hạ thế 0,4 KV ngay vị trí xây dựng cảng. Có trạm biến thế khu vực công suất 100 KVA cách 2,5 km. + Khu nước của cảng rộng, sâu từ: (-3,5) á (-4,5) hệ nhà nước. + Luồng vào cảng sâu tối đa là: (-1,5) á (-8). Khu nước của cảng khi thuỷ triều trung bình đạt 3 á 4m nước, lại kín gió rất thuận tiện cho xây dựng cảng. 1.2.2. Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn công trình: - Lớp 1: Cát hạt nhỏ màu xám trắng và chiều dày có xu hướng mỏng dần khi xa bờ. - Lớp 2: Sét pha dẻo chảy, diện tích phân bố rộng, bề dày lớp biến đổi mạnh thay đổi từ 1,7á5,2 m. - Lớp 3: Sét pha nặng dẻo mềm. Diện tích phân bố rộng có chiều dày thay đổi từ 3,7 á 6,4m. - Lớp 4: Sét pha dẻo mềm có bề dày biến đổi mạnh từ: 2,0 á 4,5m. - Lớp 5: Sét pha nửa cứng đến cứng. Là sản phẩm phong hoá từ đá sét, bột kết. Diện tích phân bố rộng chiều dày lớn biến đổi từ: 5,2 á 8,0m. - Lớp 6: Sét pha nặng, lẫn hữu cơ ở trạng thái dẻo mềm. Diện tích phân bố rộng có bề dày không lớn biến đổi từ: 1,7 á 1,9m. - Lớp 7: Cát pha ở trạng thái cứng đôi chỗ còn cấu tạo cuả đá gốc, là sản phẩm phong hoá tại chỉ từ đá cát kết. Diện tích phân bố rộng khắp nằm trong phạm vi khảo sát mối khoan vào lớp này từ: 1,5 á 4,7m. Bảng1-1: cáC CHỉ TIÊU CƠ Lý của đất nền Các chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 Độ ẩm tự nhiên (W) % 24,8 42,8 36,3 35,4 23,6 33,7 16,4 Khối lượng thể tích tự nhiên (gW) g/cm3 1,74 1,78 1,81 1,93 1,82 1,96 Khối lượng thể tích khô (gK) g/cm3 1,22 1,31 1,34 1,56 1,36 1,68 Khối lượng riêng hạt (gS) g/cm3 2,7 2,7 2,69 2,7 2,7 2,7 Hệ số rỗng tự nhiên (e) 1,213 1,061 1,007 0,731 0,985 0,607 Độ rỗng (n) % 54,8 51,5 42,2 49,6 37,8 Độ bão hoà (G) % 95,3 92,4 94,6 87,2 92,4 72,9 Giới hạn chảy (WL) % 45,7 41,5 41,4 36,0 38,9 24,5 Giới hạn dẻo (WP) % 30,3 26,2 26,2 22,7 23,7 15,9 Góc nội ma sát (j) độ 6051’ 12049’ 14027’ 20046’ 13052’ 16000’ Lực dính đơn vị (C) Kg/cm2 0,068 0,148 0,14 0,26 0,184 0,33 Hệ số nén lún (a1 - 2) cm2/kg 0,092 0,06 0,063 0,028 0,058 0,016 áp lực tính toán quy ước (R0) Kg/cm2 0,53 1,08 1,12 2,24 1,3 2,19 Mô đun biến dạng (E1 - 2) Kg/cm2 29,8 42,6 39,5 153,3 46,7 282,5 1.2.3. Điều kiện khí tượng: - Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm của khu vực cảng từ 250C á 260C các tháng giữa mùa hè từ tháng 5 đến tháng 8 là những tháng nóng nhất. Nhiệt độ trung bình đạt 280C á 290C Nhiệt độ tối cao trung bình đạt 310C Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối đạt 40,50C Các tháng nóng nhất là vào mùa đông từ tháng 12 đến tháng 2. Nhiệt độ trung bình đạt 21,50C Nhiệt độ tối thấp trung bình đạt 190C á 200C Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối đạt 130C - Độ ẩm không khí: Nhìn chung độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm thay đổi không nhiều. Các tháng giữa mùa hè có độ ẩm thấp. Những tháng có độ ẩm cao từ tháng 10 đến tháng 2, thời kỳ này có nhiều mưa. + Độ ẩm trung bình năm là 80% á 85% + Độ ẩm tương đối cao nhất là 97% + Độ ẩm tương đối thấp nhất là 36% - Mưa: Khu vực Quảng Nam nằm trong vành đai mưa lớn toàn quốc. Mùa mưa thường đến muộn hơn các tỉnh phía Bắc, bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 11. Tại khu vực cảng tổng lượng mưa trung bình khoảng 2.300mm, xấp xỉ với lượng mưa trung bình của cả tỉnh. Trong năm, số ngày mưa từ 140 á 150 ngày. Từ tháng 9 đến tháng 12 là những tháng mưa nhiều. Lượng mưa lớn nhất đạt trên 400mm. Từ tháng 2 đến tháng 4 là những tháng có lượng mưa ít. Tổng lượng mưa chỉ từ 10 á 40mm. - Chế độ gió: Hướng gió ở Quảng Nam nói chung và tại khu vực cảng cá An Hoà nói riêng không những bị chi phối bởi điều kiện hoàn lưu khí quyển mà còn phụ thuộc vào điều kiện địa lý, địa hình. Hướng gió được thống kê bằng tần suất 8 hướng và số lần lặng gió trong 8 kỳ quan trắc đo đạc trong mỗi ngày vào các thời điểm (1, 7, 16, 19, 22, 4 và 10, 13 giờ trong ngày). + Tại khu vực cảng trong thời gian từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau gió hướng Đông bắc đến Bắc chiếm chủ yếu. Tốc độ gió trung bình đạt 4 á 5m/s. + Thời gian từ tháng 4 đến tháng 8 hướng gió thịnh hành là Đông - Đông Nam. Sau là Tây đến Tây Nam. Tốc độ trung bình đạt 4 á 6m/s. + Tần suất lặng gió trong các tháng chiếm 18 á 30%. Tháng 10 có tần suất lặng gió 40%. Bão ảnh hưởng tới khu vực Nam trung bộ đều có nguồn gốc phát sinh từ khu vực Tây Thái Bình Dương và Biển Đông. Bão ảnh hưởng tới khu vực này thể hiện qua tác động của gió mưa trong bão gây nên sóng lớn và nước dâng ở vùng ven biển và các cửa sông. Theo số liệu thống kê nhiều năm tại khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng, Quảng Ngãi là khu vực hàng năm chịu nhiều thiệt hại, có năm tới 4 á 5 cơn bão đi qua gây nhiều thiệt hại. Tốc độ gió lớn nhất trong bão đo được 40m/s. Tốc độ di chuyển của bão từ 15á20km/h. Bão thường tập trung chủ yếu vào các tháng 9 á 10. - Sương mù và tầm nhìn: Sương mù tại khu vực cảng chủ yếu là sương mù bức xạ gây ra do sự lạnh đi của bề mặt nước biển và lớp không khí sát nó. Sương mù làm giảm độ trong của khí quyển nên hạn chế tầm nhìn xa. Sương mù xuất hiện vào các buổi tối và ban đêm, đạt cường độ cực đại vào sáng sớm. Tại khu vực sương mù xuất hiện từ tháng 1 đến tháng 5. Chủ yếu vào các tháng 2, 3, 4. Trong tháng 3 và 4 là hai tháng sương mù xuất hiện nhiều nhất. Hàng năm, sương mù chiếm 9 á 10 ngày, nhiều nhất là 17 ngày. Từ tháng 6 đến tháng 10 hầu như không có sương mù xuất hiện. Do ảnh hưởng của sương mù làm cho tầm nhìn hạn chế. Trong năm có 3á4 ngày tầm nhìn xa <1km. Xảy ra vào tháng 3 và tháng 4 hàng năm. Trong năm có từ 343 á 345 ngày có tầm nhìn xa > 10km. Nhìn chung, gần như quanh năm khu vực này có tầm nhìn xa tương đối tốt. 1.2.4. Điều kiện thuỷ văn: + Chế độ dòng chảy: Dòng chảy chịu ảnh hưởng của thuỷ triều quanh năm, hầu hết các ngày trong năm có dòng chảy 2 chiều chỉ trừ những ngày lũ lớn. + Chế độ thuỷ triều: Khu vực cảng chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật. Triều không đều. Trong tháng hơn một nửa số ngày có chế độ nhật triều. Vào những ngày triều cường đạt từ 0,4 á 0,8m. Nói chung tại khu vực này có biên độ thuỷ triều tương đối thấp. Vùng cảng cá An Hoà ít nhiều còn phải chịu ảnh hưởng của nước lũ thượng nguồn đổ về cho nên biên độ mực nước hàng năm tương đối cao. + Mực nước: Dựa trên các tài liệu quan trắc mực nước tại trạm thuỷ văn Hội An từ năm 1976 á 1995 tính toán và vẽ được đường tần suất mực nước sau: - Đường tần suất mực nước đỉnh triều. - Đường tần suất mực nước chân triều. - Đường tần suất mực nước giờ. Từ mực nước ở Hội An ta lập ra phương trình tương quan tỉnh chuyển cho An Hoà theo hệ cao độ nhà nước. (Có bảng mực nước giờ kèm theo). Bảng1-2 Mực nước giờ tháng 4 năm 2000 (Hệ cao độ nhà nước- TTKTTV Quảng Nam) Đơn vị: cm ngàygiờ 9 10 11 12 13 14 15 26 17 18 19 20 21 22 1. 13 -10 -28 -42 -45 -54 -56 -39 1 -12 6 18 19 6 2. 16 2 -17 -33 -40 -52 -58 -45 -14 -12 -2 4 15 5 3. 17 8 -6 -24 -32 -44 -56 -48 -25 0 -11 -10 9 -1 4. 14 6 3 -16 -18 -36 -48 -44 -28 -9 -19 -15 -1 -3 5. 4 5 5 -6 -4 -26 -38 -26 -20 -14 -19 -18 -11 -5 6. 1 3 5 2 0 -15 -26 -16 -8 -14 -16 -15 -13 -1 7. -5 2 7 9 11 -6 -14 -4 5 8 -6 -11 -8 1 8. 2 5 8 11 13 3 1 4 22 4 3 2 1 9 9. 13 9 10 11 15 7 4 13 29 19 19 12 11 19 10. 21 18 15 15 15 5 3 14 34 30 26 18 19 21 11. 29 30 23 21 19 2 -2 11 31 38 28 24 21 22 12. 37 36 30 24 20 0 5 8 21 31 21 13 20 20 13. 31 39 31 33 24 -1 -9 -2 13 23 8 9 15 10 14. 26 32 32 34 26 2 -10 -6 6 18 3 -4 -3 -3 15. 11 11 26 33 29 6 -10 -7 -4 3 -14 -18 -20 -20 16. -5 -9 18 25 26 8 4 -6 -5 -10 -29 -23 -30 -30 17. -20 -16 1 17 21 -9 0 0 -2 -15 -34 -39 -42 -41 18. -36 -24 -12 9 18 7 5 11 6 -21 -34 -45 -48 -52 19. -46 -36 -28 -5 6 -5 6 21 17 -4 -28 -42 -54 -58 20. -54 -50 -42 -20 -5 -5 3 25 25 7 -13 -31 -49 -54 21. -52 -52 -52 -34 -19 -15 -3 31 31 17 0 -22 -37 -45 22. -44 -52 -58 -44 -31 -34 -5 36 36 25 12 -3 -25 -35 23. -35 -49 -55 -52 -42 -38 -19 31 31 27 23 4 -14 -25 24. -22 -39 -49 -50 -52 -47 -29 22 22 16 25 14 -4 -15 1.3. Đội tàu: + Phạm vi hấp dẫn của cảng cá An Hoà - Núi Thành là tàu thuyền đánh bắt của huyện Núi Thành, một phần tàu thuyền của các địa phương khác trong tỉnh và các tỉnh khác hoạt động thường xuyên tại ngư trường khu vực. + Phục vụ thường xuyên cho khoảng 1000 tàu thuyền các loại, bao gồm: - Tàu đánh bắt xa bờ >135 á 600cv 50 chiếc - Tàu đánh bắt tầm trung 60 á 135cv 250 chiếc - Tàu đánh bắt ven bờ < 60cv 700 chiếc + Số lượng tàu thuyền ra vào cảng: - Trung bình ngày 107 lượt chiếc - Ngày cao điểm 129 lượt chiếc + Lượng hải sản qua cảng: 20.000 T/năm - Bình quân ngày 55,50 T/ngày - Ngày cao điểm 66,60 T/ngày - Nước đá trung bình 56 T/ngày Cao điểm 67 T/ngày - Xăng dầu trung bình 28 T/ngày Cao điểm 33 T/ngày - Nước ngọt trung bình 171 m3/ngày Cao điểm 205 m3/ngày Đội tàu được phân thành: Bảng 1-3 Kích thước cơ bản của đội tàu đánh bắt STT Loại tàu Kích thước L x B x T(m) Lượng dãn nước (T) Chu kỳ khai thác Trọng tải các khoang Cá Dầu Nước 1. 600cv 32x8x3 330 14 59 24 17 2. 300cv 3. 250cv 23x6x2 132 14 20 10 7 4. 140cv 20x5x1,6 65 10 12 6 5 5. 90cv 16,7x4,2x1,2 36 8 10 4 3 6. 33cv 15x3,8x1 24,7 7 3 1 0,5 7. 20cv 11x3,5x0,8 8 á 12 3 1 á 2 0,5 0,5 8. Tàu vận tải 1310 (140cv) 31,6x6x1,96 226 100 9. 60cv 18x4,6x1,1 36 36 10 3 3 Dự kiến cảng được xây dựng gồm 2 khu bến: Khu bến A: Tàu tính toán là loại tàu 600cv Khu bến B: Tàu tính toán là loại tàu 140cv 1.4. Lượng hàng: Bảng 1-4 Dự kiến lượng hàng qua cảng STT Loại hàng Đơn vị Khối lượng Cả năm Trung bình ngày Ngày cao điểm 1. Hàng thuỷ hải sản T 26.000 72,2 86,6 2. Xăng dầu T 13.000 36,4 42,9 3. Nước đá T 26.000 72,2 86,6 4. Nước ngọt cấp cho tầu m3 31.800 106 127 5. Lương thực thực phẩm T 1.475 4,9 5,9 6. Ngư cụ +Hàng khác T 3.000 10 12 Tổng cộng 86.275 259,9 311,1 phần ii. thiết kế quy hoạch Chương II. Thiết kế quy hoạch 2.1 Phân chia khu bến: Dựa vào số lượng và mật độ thuyền về cảng ta phân chia khu bến ra làm 2 loại bến, gồm: - Bến A dành gồm những tầu từ 600cv đến 250cv có thể cập được - Bến B gồm những tầu nhỏ hơn 140 cv có thể cập được 2.2 Các đặc trưng cơ bản của bến: 2.2.1 Cao trình mặt bến (CTMB) CTMB = MNCTK + a (2-1) Trong đó: a: Độ vượt cao mép bến; a được lấy theo bảng V-5 giáo trình QHC CTMB được xác định theo 2 tiêu chuẩn: - Tiêu chuẩn chính: CTMB = MNTB(P50%) + 2,0 m = - 0,17 + 2 m = +1,83 m - Tiêu chuẩn kiểm tra: CTMB = MNCTK(P1%) + 1 m = 1,35 + 1 m = +2,35 Như vậy, ta chọn theo tiêu chuẩn kiểm tra: CTMB + 2,35 m. 2.2.2 Chiều dài bến Bảng2-1: thông số kỹ thuật của một số loại tàu chính STT Loại tàu Chiều dài(m) Chiều rộng(m) Mớn nước(m) 1. 600cv 32 8,0 3,8 2. 300cv 27 5,6 2,0 3. 250cv 23 6,0 2,0 4. 140cv 20 5,0 1,6 5. 90cv 16,7 4,2 1,2 6. 60cv 18 4,6 1,1 Vì tầu đánh cá có đặc điểm riêng khác với các loại tầu nghiệp vụ khác nên chúng có khả năng đậu vuông góc với mép bến, vì vậy chiều dài bến cũng được xác định theo công thức khác L = ồLi = ni . ( Lti + Δi ) (m) Trong đó: L : Tổng chiều dài bến (m) Li : Chiều dài bến cho loại tầu i (m) ni : Số tầu loại i về cảng trong 1 ngày (chiếc) T : Thời gian khai thác của cảng trong 1 ngày (giờ) Ti : Thời gian khai thác của tầu loại i trong ngày (giờ) Lti: Chiều dài tính toán của tầu loại i (m) Δi : Khoảng cách an toàn của tầu đậu trước bến (m) - Tầu đậu xiên so với mép bến Δi = ( 0,1 á 0,15 ) Lti - Tầu đậu song song với mép bến ( Lti + Δi ) = (1,2 á 1,3 ) B t Bảng 2-2 Tính toán chiều dài bến STT Đơn vị Tàu xa bờ 135 á 600 cv Tàu tầm trung <140 á 60 cv Tàu ven bờ < 60 cv 1. 2. 3. 4. 5. 6. - Cả năm - Trung bình ngày - Ngày cao điểm T Ti Lti - Lti + Δi (đậu xiên) - Lti + Δi (đậu dọc) -L (toàn bộ bến) Chuyển Chuyển Chuyển giờ giờ m m m m 750 3 4 12 3,0 32 36,8 10,4 27,6 4.500 16 19 12 2,5 20 23 6,5 91,04 17.500 88 106 12 2,0 18 20,7 5,98 365,7 2.2.3 Chiều sâu trước bến: - Độ sâu chạy tầu: Hct = T + Z1 + Z2 + Z3 + Z0 (TCKTCTGT - CB) Trong đó: T : Mớn nước của tầu tính toán Z1: Dự phòng chạy tầu tối thiểu đảm bảo cho chạy tầu, Z1 được lấy theo Bảng 3 TCKTCTGT - CB Z1 = 0,06 T (m) Z2: Dự phòng do sóng do cảng nằm sâu trong sông nên ảnh hưởng của sóng là không có Z2 = 0 Z3: Độ dự phòng về vận tốc, Z3 được xác định theo bảng 5 TCTKCB Z3 = 0,2 (m) tầu chạy với vận tốc 2,1 m/s(m) Z0: Dự phòng cho sự nghiêng lệch của tầu do xếp hàng hoá lên tầu không đều do hàng hoá bị xê dịch v.v... Z0 được xác định theo bảng 6 Z0 = 0,026 B Bảng 2-3 Tính toán chiều sâu trước bến Loại bến T Z1 Z2 Z3 Z0 Hct Bến loại A Bến loại B 3,8 1,6 0,25 0,1 0 0 0,2 0,2 0,20 0,13 4,45 1,95 - Độ sâu thiết kế: H0 = Hct + Z4 Z4: Độ dự phòng do sa bồi Z4 = 0,4 (m) H0: bến loại A = 4,45 + 0,4 = 4,85 (m) H0: bến loại B = 1,95 + 0,4 = 2,35 (m) 2.2.4 Cao trình đáy bến: CTĐB = MNTTKP98% - H0 Bến loại A : CTĐB = - 0,8 - 4,85 = -5,65 (m) Bến loại B : CTĐB = - 0,8 - 2,35 = - 3,15 (m) 2.2.5 Chiều rộng bến: - Bến loại A: B = m . H0 (Công thức 1 - 4 CTBC) Trong đó: m = cotga a: góc nghiêng của mái đất ổn định so với mặt nằm ngang. m = cotg 25004’ = 2,12 Ta tính được : Chiều rộng bến loại A là 12m Chiều rộng bến loại B là 8m 2.3. Lựa chọn thiết bị và hệ thống công nghệ bốc xếp hàng: Do đặc điểm của cảng là cảng cá nên việc bốc xếp thường là thủ công nhưng có thể sử dụng phương pháp cơ giới hoá đồng bộ với sơ đồ cơ giới hoá sau: Tầu - cần trục bánh lốp - xe nâng hàng - kho 2.3.1 Tính toán năng suất thiết bị bốc xếp: - Cần trục bánh lốp K-32 (QHC) Bảng: 2-4 Thông số kỹ thuật của cần trục bánh lốp K32 Chiều dài tay cần m 6,2 Tầm với Rmax m 5,5 Tầm với Rmin m 2,5 Sức nâng tương ứng với Rmax T 0,75 Sức nâng tương ứng với Rmin T 3,0 Tốc độ quay v 1,54 Tốc độ nâng v/ph 5,7 Kích thước LxBxH m 8,75x2,3x3,6 Trọng lượng T 7,3 Phương án tàu - bãi: P = (2 - 6 QHC) g : khối lượng của một lần cẩu (T) T : chu kỳ của cần cẩu (s) T = (2t1 + 2t2 + 2t3 ).e + t7 + t8 + t9 + t10 + t11 (S) (2 - 7 QHC) Trong đó : 2t1 : Thời gian nâng hàng và hạ thiết bị nâng lấy hàng với chiều cao Hn =4 (cm) 2t1 = + 4’’ (s) 2t2: Thời gian hạ hàng và nâng thiết bị lấy hàng với chiều cao Hh = 1,5 (m) 2t2 = + 4’’ (s) 2t3: Thời gian quay của cần cẩu khi có hàng và ngược lại. 2t3 = + 6’’ (s) e : Hệ số kể tới sự kết hợp động tác cuả người lái cần cẩu e = 0,9 t7 : Thời gian móc thiết bị lấy hàng có hàng t7 = 23 (s) t8 :Thời gian đặt thiết bị lấy hàng và tháo móc t8 = 60 (s) t9 : Thời gian khoá móc không hàng t9 = 23 (s) t10: Thời gian đặt và tháo móc không hàng t10 = 23 (s) t11: Thời gian thay đổi tay cần t11 =8 (s) - Năng suất thực tế: PTT = P. m1. m2. m3 M1: Hệ số sử dụng tải trọng m 1 = 0,85 M2: Hệ số điều kiện làm việc m2 = 0,7 M3: Hệ số sử dụng thời gian m3 = 0,8 - Năng suất ngày Png = PTT. T (T/ngày) t: Thời gian làm việc trong 1 ngày t =12h - Năng suất năm Pn =Png. 300 (T/năm) Trong đó 300 là số ngày làm việc của cảng trong 1 năm. Kết quả tính toán chu kỳ và năng suất xem bảng 2-6 Tính năng suất của xe nâng hàng. Bảng2-5: Thông số kỹ thuật của xe nâng hàng 4015 Sức nâng T 0,5 Chiều cao nâng m 2,0 Vận tốc nâng m/phút 10 Vận tốc di chuyển khi có hàng Km/giờ 9,0 Vận tốc di chuyển khi không hàng Km/giờ 12 Trọng lượng xe T 1,4 Kích thước xe LxH m 2,45x0,92 Năng suất kỹ thuật loại 4015 (QHC) P = T = 2t1+t2+t3+t4+t5 (s) (QHC) 2t1 = (Thời gian nâng và hạ bàn để hàng) (s) t2 = (Thời gian vận chuyển hàng) (s) t3 = (Thời gian di chuyển của xe không hàng) (s) t4: Thời gian xe nâng hàng lấy hàng (s) t5: Thời gian xe nâng hàng xếp hàng (s) Kết quả tính toán chu kỳ và năng suất xem bảng2-7 2.4. Tính toán số lượng bến Nb = = (bến) QTh = Qn : Lượng hàng trong năm của cảng (T) k : Hệ số không đồng đều về lượng hàng k = 1,25 (Bảng VI- 3 Giáo trình QHC) TTb : Số tháng khai thác của cảng trong năm tTb = 12 tháng Pth = (Khả năng thông qua của bến trong tháng) Dt : Trọng tải khoang cá của tàu tính toán kb : Hệ số bận bến kb = 0,65 tp : Thời gian công tác phụ của tàu tp = 0,5 giờ tbx : Thời gian bốc xếp hàng hoá tbx = (giờ) Mg = P1. X. lgd.ltg.lvm.lkt P1: Năng suất bốc xếp của thiết bị trước bến lgd = 0,85á0,9 Hệ số sử dụng máy ltg = 0,7 Hệ số sử dụng thời gian lvm = 0,95 Hệ số vướng mắc khi nâng và hạ hàng lkt = 0,85 Hệ số đầy hàng trong khoang tàu n = Kết quả tính toán số lượng bến xem bảng 2-8 và 2-9 Bảng 2-6:Tính toán chu kỳ và năng suất cần trục K-32 Cần trục Hn Hh e 2t1 2t2 2t3 t7 t8 t9 t10 t11 tck Pkt K-32 4,0 1,5 0,9 24 11,5 86 23 60 23 23 8 246,4 43,84 Bảng 2-7:Tính toán chu kỳ và năng suất xe nâng hàng 4015 Xe nâng hàng Hn Hh 2t1 t2 t2 t2 t2 t2 Pkt Png Pn n 4015 0,5 0,5 6 8 6 15 30 65 27,69 158,17 47451 2 Bảng 2-8: Khả năng cho phép của bến trong tháng Số thiết bị P1 lgđ lgđ lgđ lgđ Mg Tbx Tp Kb Kt Png Pn 1 20,87 0,9 0,7 0,95 0,85 10,62 2,5 0,5 0,65 0,85 291,5 8743,8 Bảng 2-9: Tính toán số lượng bến Qn (T) Kn m Qth(T) Pth(T) Số bến Chọn 26000 1,15 12 9346,5 8743,8 1,1 2 Chọn 1 bến cho tàu 600 cv có các kích thước cơ bản sau: L = 48 m B =12 m CTĐB +2,35 m CTĐB –5,65 m Chọn 1 bến cho tàu 140 cv có các kích thước cơ bản sau: L = 111 m B =8 m CTĐB +2,35 m CTĐB –3,15 m 2.5. Bố trí khu đất và khu nước Yêu cầu chung khi bố trí khu đất và khu nước: - Thuận tiện cho việc khai thác và sử dụng. - Thuận lợi khi liên hệ,vận chuyển trong nội bộ cảng và ngoài phạm vi cảng. - Đảm bảo vệ sinh công nghiệp. - Đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ. - Đảm bảo khả năng phát triển mở rộng trong tương lai. - Đảm bảo giá thành xây dựng thấp. 2.5.1 Vũng chờ đợi tàu W = ntv . wv ntv = Số tàu đồng thời chờ đợi trên vũng ntv= Qn : Lượng hàng bốc xếp trong 1 năm (T) k : Hệ số không đồng đều về lượng hàng k = 1,15 td : Thời gian đỗ của 1 tàu trên vũng (ngày) Tn : Thời gian khai thác của cảng (ngày) trong 1 năm Gt : Trọng tải 1 tàu đỗ trên vũng wv : Diện tích của 1 bến vũng cho 1 tàu - wv = (Bt+2DB)(Lt +l) (Tàu đậu vuông góc với mép bến) l : Khoảng cách đi lại của tàu giữa 2 bến vũng l= 3Bt Bt, Lt : Chiều rộng và chiều dài của tàu tính toán DB : Khoảng cách an toàn giữa 2 tàu đậu DB = 1,5 Bt ị wv = (8 + 2.1,5.8).(32 +3.8) = 1792 (m2) -Tàu đậu song song với mép bến wv = (Lt + 2d).(Bt + l) (m2) = (32 + 5.7,45).(8 + 3.8) = 2214 (m2) d chiều dài neo của tàu biển d = 5.H = 5.7,45 =37,25 (m) ntv==1,8 lấy 2 tàucùng đậu trên vũng Diện tích vũng W = 2.2214 = 4428 (m2) Tàu đậu dọc bến W = 2.1792 = 3584 (m2) Tàu đậu vuông góc với mép bến 2.5.2 Vũng bốc xếp và chạy tàu wv =Lb.B (m2) B = 2Bt + Bl + Bn+ DB (Tàu đậu song song với mép bến) B = Lt + Bl + Bn+ DB (Tàu đậu vuông góc với mép bến) Trong đó : Bt , Bl , Bn chiều rộng tàu hàng,tàu lai,tàu nạp. DB : Khoảng cách an toàn giữa các tàu. DB =1,5.Bt Lt : chiều dài của tàu tính toán B = 2. 8+1,5. 8 = 28 (m) (Tàu đậu song song với mép bến) B = 32+1,5. 8 = 44 (m) (Tàu đậu vuông góc với mép bến) 2.5.3 Vũng quay tàu Dqv = (3 á 4).Lt không cần tàu lai ị Dqv = 3,5.32 = 112 (m) 2.5.4 Chiều dài tối thiểu để tàu giảm dần tốc độ L =0,27.v03. (m) L : chiều dài từ thời điểm tàu bắt đầu hãm tốc độ vào cảng đến khi dừng hẳn (m) vo : Tốc độ tàu từ thời điểm bắt đầu hãm (m) Dt: Lượng thoát nước của tàu (t) N : Công suất của tàu tính toán (mã lực) Thường lấy L =(3 á 5).Lt L = 4.Lt=128 (m) 2.6 Tính toán luồng vào cảng: Để đảm bảo cho tàu có thể vào cập cảng thì điều kiện đặt ra là phải làm sao cho luồng lạch không gây cản chở cho tàu thuyền ra vào.Vì vậy ta phải chuẩn tắc luồng tàu. 2.6.1 Chiều rộng luồng,với luồng vào cảng là 2 chiều B = 2.Bhđ + 2C1+C + DB (m) (4-8 CTCSVB) Bhđ : Chiều rộng giải hoạt động của tàu thiết kế cho luồng tàu vào cảng sông (m) C1 : Độ dự phòng chiều rộng giữa 2 giải hoạt động của tàu và mái dốc kênh.C1= 0,5Bt C : Chiều rộng dự phòng giữa 2 giải hoạt động ngược chiều C = B (m) DB : Chiều rộng dự trữ tính tới sa bồi DB = 2.(h0 - hc).m0 =2.z4.m0 (m) m0 : mái dốc của luồng vàu thời điểm vừa kết thúc nạo vét cơ bản. m0=10 (m) h0 : chiều sâu phải đào có tính đến dự trữ sa bồi (m). hc : chiều sâu phải đào không tính đến dự trữ sa bồi (m). z4 : chiều sâu dự trữ do sa bồi (m). ị Chiều rộng luồng B = 2.30 + 8 + 8 + 2.0,4.10 = 84 (m) 2.6.2 Chiều sâu luồng Chiều sâu chạy tàu Hc=T +Szi =T + z0 + z1 + z2 + z3 T : mớn nước của tàu đầy hàng tính toán z0 : Dự phòng do độ lệch của tàu khi xếp hàng z0=.sina - z1 a : Góc lệch a = 40 (Tàu hàng khô) z1 : Chiều sâu dự phòng để đảm bảo lái tàu z1=0,06.T (Đất đã ổn định) z2 : Chiều sâu dự phòng do sóng z3 : Chiều sâu dự phòng tính đến sự thay đổi mớn nước z3=k.v v : vận tốc chạy tàu 4m/s = 14,4 km/giờ k : Hệ số phụ thuộc chiều dàitàu k=0,017 ị z3=0,017.14,4 = 0.25 (m) ị Hc=3,8 + 0,1 + 0,12 + 0,25 = 4,3 (m) Chiều sâu thiết kế H0 H0=Hct + z4 z4 : Độ sâu dự phòng do sa bồi ị H0 = 4,3 + 0,4 = 4,7 (m) 2.6.3 Mái dốc luồng Dựa vào đặc điểm địa chất tại khu vực với lớp đất trên mặt là vỏ sò lẫn bùn mà ta thiết kế mái dốc có m =10 2.6.4 Bán kính cong của luồng Để đảm bảo cho tàu di lại thuận tiện và an toàn, bán kính congtối thiểu: Rmin = (3,5á4,5).Lt (m) = 4,5.32 =144 (m) Cũng không nên vượt quá bán kính cong tối đa : Rmax = = 7992 (m) Bán kính cong thiết kế R=150 (m) 2.6.5 Báo hiệu hàng hải Báo hiệu 2 bên luồng. - Báo hiệu phía phải luồng.Mọi tàu thuyền được phép đi lại phía trái của báo hiệu.Các báo hiệu này là các phao có số hiệu là các số lẻ dấu hiệu ở đỉnh phao là hình nón màu xanh lục đơn chiếc chúng được đặt cách nhau 200 m. - Báo hiệu phía trái luồng.Mọi tàu thuyền được phép đi lại phía phải của báo hiệu.Các báo hiệu này là các phao có số hiệu là các số chẵn dấu hiệu ở đỉnh phao là hình nón màu xanh lục đơn chiếc chúng được đặt cách nhau 200 m. - Báo hiệu hướng đi an toàn có số hiệu của báo hiệu 0,1,2 . Được đặt ở trục luồng có dấu hiệu ở đỉnh là hình cầu màu đỏ đơn chiếc. Cách bố trí phao báo hiệu xem bản vẽ số 01 mặt bằng hiện trạng 2.7 Tính toán công trình phụ trợ 2.7.1 Đường nội bộ cảng : - Đường trước bến rộng 9 (m) Các trục đường còn lại là đường cấp 4 đồng bằng 2 làn xe,rộng 6 (m) 2.7.2 Công trình nhà xưởng Nhà tiếp nhận thuỷ sản Sức chứa của kho: Ek= Qnb : Lưọng hàng qua cảng trong năm của bến a : Hệ số qua kho a =1 k : Hệ số không đồng đèu về lượmg hàng k = 1,15 tk : Thời gian tồn kho 5 ngày đêm Tn : Thời gian khai thác của cảng trong năm 300 ngày ị Ek = = 498,33 (T) Diện tích kho tiếp nhận thuỷ sản Fk = (m2) q :Tải trọng cho phép tác dụng lên nền kho q=1,5 (t/m2) kf : Hệ số sử dụng kho hữu ích kf = 0,6 (QHC) Fk = = 553,7 (m2) Chọn diện tích nhà tiếp nhận thuỷ sản 500 (m2) LxB = 50x10 m Xưởng nước đá công suất 25 T/ngày với diện tích 270 (m2) Kho chứa đá 100 T công suất 26000 T/năm Ek = = 99,67 (T) Fk = = 110,7 (m2) LxB = 17x16 Lấy diện tích hành lang 22 (m2) Tổng diện tích = 22 + 110 + 270 = 402 (m2) - kho xăng dầu Nhu cầu cung ứng - trung bình 28 T/ngày - Ngày cao điểm 33 T/ngày Chọn 4 téc mỗi téc 25 m3 = 100m3 Sân chứa nhớt = 10T Diện tích 180m 2 - Cửa hàng ngư cụ, lương thực, thực phẩm cung cấp 10á15 T/ngày Ek = =130,33 T Fk = = 145m2 lấy diện tích kho là 150m2 - Nhà cảng tin cảng lấy 120m2 - Xưởng sơ chế và kho bảo quản đông lạnh + Xưởng sơ chế 2T/ngày + Kho bảo quản lạnh - 5oC sức chứa 30T. Kho bảo quản đông -25oC sức chứa 15T Tổng diện tích 460m2 - Nhà văn phòng quản lý diện tích 290m2, 2 tầng 2.8 Biên chế cảng 2.8.1 Công nhân chính Ach = F = 250 kíp/năm là số kíp làm việc trong 1 năm Qn =26000 T/năm là lượng hàng hải sản qua cảng k = 1,25 hệ số không đồng đều về lượng hàng Pc tiêu chuẩn bốc xếp Pc = 0,5 t/giờ . 8 giờ = 4 T/kíp-người ị Ach= = 33 (người) 2.8.2 Công nhân phụ lấy bằng 10% số công nhân chính bằng3 người 2.8.3 Công nhân lái máy 3 người 2.8.4 Công nhân kỹ thuật 20% tổng số công nhân (33 + 3 + 3). 20% = 8 (người) 2.8.5 Bộ phận gián tiếp - Ban giám đốc 2 người - phòng kế hoạch điều độ 3 người - Phòng kỹ thuật 2 người - Phòng tài vụ 2 người - Phòng nhân sự 3 người S 12 người Tổng cán bộ công nhân (12 + 6 + 3 + 33 + 3) = 57 (người) 2.9 Tính toán điện nước của cảng 2.9.1 Tính toán cấp nước Xác dịnh khối lượng nước tiêu thụ Q = (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8).a Q1 : Nước dùng cho công nhân cảng Q1 = Q1a + Q1b Q1a = m.q m : số công nhân cảng m =57 q :Tiêu chuẩn nước cho 1 người trong 1 kíp Q1a =57.25 =1425 (l) Q1b = a : Số kíp công tác a = 2 b : Số vòi tắm b = 57 vòi Q1b == 42750 (l) Q1 =1425 + 42750 = 44175 (l) Q2 = Q2a + Q2b Q2a = SN.(tc.qc + tđ.qđ) N : Công suất máy tàu N =600 cv tc,tđ: Thời gian chạy và đỗ tàu tc = 0,5 giờ tđ = 3,0 giờ qc ,qđ: Tiêu chuẩn nước cho mỗi 1000 mà lực của máy tầu khi chạy và đỗ. qc = 30 lít qđ = 20 lít ị Q2a = 300 (30. 0,5 + 20.3) = 22500 (1) Q2b = q. m. n Q : Tiêu chuẩn nước cho 1 người trên tàu từ 5 á 30 lít/người/ngày Lấy30 lít . m: số người trên tàu là 5 người n: Số tàu của cảng trong 1 ngày đêm 129 chiếc. => Q2b= 30.5.129 = 19350 (lít) Q3 = Sqi.mi qi :Tiêu chuẩn nước cho 1 người qi = 25 (lít) mi :Qui mô toà nhà mi =57 (người) Q3 = 25 . 57 = 14258 (lít) Q4: Nước cho làm đá 30000 (lít) Q5: Nước cấp cho xưởng sơ chế 26000 (lít) Q6: Nước rửa vệ sinh kho bãi (nước sông) - Nước rửa cầu tàu 15000 (lít) - Nước rửa nhà phân loại thuỷ sản 10000 (lít) - Nước rửa nhà sơ chế hải sản 5000 (lít) Tổng 30000 (lít) Q7: Nước cho xưởng sửa chữa 2000 (lít) Q8: Nước cho cây xanh 1000 (lít) Q = (44175 + 41850 + 1425 + 30000 + 26000 + 30000) = 173450 (lít). 2.9.2. Tính toán thoát nước : Khối lượng nước thải : Q = Q1 + Q2 + Q3 Q1: Nước thải do sinh hoạt Q2: Nước thải do tắm giửa Q3: Nước thải do sản xuất Q = 44175 + 30000 = 74175 (lít) - Hệ thống thoát nước thải là các ống cống đường kính f400mm được đặt ngầm. - Hệ thống thoát nước mặt gồm các cống đặt ở 2 bên đường có hố thu nước cho chảy vào đường cống ngầm. 2.9.3. Tính toán cấp điện : Công suất toàn phần: Smax= = (KVA) Trong đó : Pmax = Pctmax + Pkmax là công suất tác dụng cực đại của cảng (KVA). Qmax =Pmax.tgj là công suất phản tác dụng tổng cộng của cảng (KVA). Pctmax = 0 vì cần trục bánh lốp không sử dụng điện Pkmax: Phụ tải điện của các yếu tố khác Pkmax = SPqđik.kci (KW) Qmaxk = Pmaxk.tgjtb = SPqđik.kci. tgji Pqđ : Công suất qui định của yếu tố sử dụng điện loại i Kci : Hệ số nhu cầu phù hợp với yếu tố sử dụng điện loại i tgji tính từ hệ số công suất cosji của yếu tố dùng điện thứ i tương ứng kc = 0,24á0,25 => Pmaxk = (0,24á0,25). SPqđik (KW) Phụ tải điện cho chiếu sáng: Pmaxcs = Sk._.ci.Pqđics kci được tra từ phụ lục 9-3 QHC Pqđics được tra từ phụ lục 9-4 QHC Bảng 2-10: Các hạng mục sử dụng điện trong cảng Các yếu tố dòng điện Kc tgj Pqđik (KW) Pmaxk (KW) Qmaxk (KV) Điện cho sản xuất: Xưởng sản xuất nước đá 0,25 0,8 321,3 80,33 64,26 Kho nước đá 0,25 0,8 277,7 69,43 55,54 Trạm bơm 0,25 0,7 277,7 69,43 48,60 Phục vụ cho chiếu sáng: Kho 1 11,00 11,00 Căng tin 0,9 9,00 8,10 Trạm bơm 0,9 2,20 1,98 Trạm nạp nhiên liệu 0,8 0,60 0,48 Toà nhà lãnh đạo cảng 0,95 50,67 48,14 Trạm gác 1 0,14 0,14 Chiếu sáng cho 1000 m2 bến 1 1,00 1,00 Chiếu sáng cho 1000 m2 kho 1 0,65 0,65 Tổng cộng 290 168,4 Smax == 335,4 (KVA) Do nhu cầu của các thiết bị trên cảng cũng như phục vụ sinh hoạt và sản xuất dẫn đến ta phải đặt 1 trạm biến thế 300 KVA sử dụng điện lưới quốc gia Hệ thống đèn chiếu sáng gồm 13 đèn cao áp -Trước bến 6 đèn -Tại các nút giao thông đặt 2 đèn cao áp -1 đèn tại khu nhà trạm bơm Hệ thống cấp điện cho khu vực bến bố trí 2 tủ cầu dao 3 pha 200A á 250A gần khu vực mép bến. Ngoài ra còn phải dự trữ máy phát điện dự phòng 100KW. 2.10. An toàn giao thông trong cảng : Việc giao thông trong cảng phải đảm bảo thuận tiện và an toàn. Đường nội bộ cảng là đường cấp IV rộng 6 (m) độ dốc mặt đường là 1% dùng để tiêu thoát nước và có hố dùng để thu nước thải. Tại các nút giao thông ngã 3 và ngã 4 có đèn cao áp chiếu sáng. Phần III Thiết kế công trình 3.1 Giải pháp kết cấu xây dựng công trình : Với điều kiện địa chất Bảng3-1: Các Chỉ Tiêu Cơ Lý Của Đất Nền Các chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 Độ ẩm tự nhiên (W) % 24,8 42,8 36,3 35,4 23,6 33,7 16,4 Khối lượng thể tích tự nhiên (gW) g/cm3 1,74 1,78 1,81 1,93 1,82 1,96 Khối lượng thể tích khô (gK) g/cm3 1,22 1,31 1,34 1,56 1,36 1,68 Khối lượng riêng hạt (gS) g/cm3 2,7 2,7 2,69 2,7 2,7 2,7 Hệ số rỗng tự nhiên (e) 1,213 1,061 1,007 0,731 0,985 0,607 Độ rỗng (n) % 54,8 51,5 42,2 49,6 37,8 Độ bão hoà (G) % 95,3 92,4 94,6 87,2 92,4 72,9 Giới hạn chảy (WL) % 45,7 41,5 41,4 36,0 38,9 24,5 Giới hạn dẻo (WP) % 30,3 26,2 26,2 22,7 23,7 15,9 Góc nội ma sát (j) độ 6051’ 12049’ 14027’ 20046’ 13052’ 16000’ Lực dính đơn vị (C) Kg/cm2 0,068 0,148 0,14 0,26 0,184 0,33 Hệ số nén lún (a1 - 2) cm2/kg 0,092 0,06 0,063 0,028 0,058 0,016 áp lực tính toán quy ước (R0) Kg/cm2 0,53 1,08 1,12 2,24 1,3 2,19 Mô đun biến dạng (E1 - 2) Kg/cm2 29,8 42,6 39,5 153,3 46,7 282,5 Thì giải pháp xây dựng cảng không dùng bến trọng lực được mà chỉ có thể dùng bến cầu tàu hoặc bến tường cừ, ở đây ta đưa ra hai giải pháp kết cấu chính cho bến. Với phương án 1 là cầu tàu cọc bê tông cốt thép 35x35 cm thì có những ưu (nhược) điểm sau: Sức chịu tải của cọc nhỏ Dễ thi công khi đóng cọc Giá thành của cọc bê tông cốt thép thấp Khó bị xâm thực Sản xuất cọc ở trong nước Với phương án 2 là cầu tàu cọc ống thép f1000mm thì có những ưu (nhược) điểm sau: Sức chịu tải của cọc lớn Khó thi công khi đóng cọc Giá thành của cọc ống thép cao Dễ bị xâm thực Sản xuất cọc ở nước ngoài 3.2 Thiết kế kỹ thuật công trình bến phương án 1 3.2.1 Các kích thước cơ bản của bến (xem bản vẽ số - 04) Bảng3-2: Các thông số kỹ thuật của tàu Loại tàu Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Mớn nước (m) Lượng dãn nước (m) 600cv 32 8 3,8 330 300cv 27 5,6 2,0 140 Bảng3-3: Các đặc trưng tính toán của tàu STT Hạng mục Đơn vị Trạng thái 600cv 300cv Ngang Dọc Ngang Dọc 1 Diện tích cản gió m2 Đầy hàng 92,16 70,4 65,61 34,5 Không hàng 133,12 83,2 94,78 40,77 2 Diện tích cản nước m2 Đầy hàng 116,74 29,18 51,84 10,75 Không hàng 109,44 27,36 48,60 10,10 3.2.2 Tải trọng tính toán +Tàu tính toán 600cv + Cần trục bánh hơi 5 T + Tải trọng hàng hoá , thiết bị quy đổi 1.5 t/m2 * Gió + Tốc độ gió khai thác : cấp 7 , v = 17 m/s + Tốc độ bão : cấp 12 , v = 35 m/s * Dòng chảy + Tốc độ dòng chảy trong điều kiện khai thác v = 0,4 m/s + Tốc độ dòng chảy trong mùa lũ v = 2,0 m/s 3.2.3 Tải trọng do tàu tác dụng nên công trình + Tải trọng do gió tác dụng lên tàu Wq =73,6.10-5.Aq.Vq2.x Wn = 49.10-5.An.Vn2.x Trong đó : Wq . Wn : Thành phần ngang và dọc của lực gió ( KN ) Aq , An : Diện tích cản gió theo hướng ngang và dọc tàu (m2 ) Vq , Vn :Thành phần ngang và dọc của vận tốc gió tính toán ( m/s ) x : Hệ số phụ thuộc vào kích thước vật cản gió x = 1,0 Bảng 3-4: kết quả tính toán lực do gió tác dụng lên tàu Trường hợp tính Đơn vị Wq Wn Tàu 600cv Trường hợp khai thác: Đầy hàng KN 19,60 10,00 Không hàng KN 28,32 11,80 Trường hợp gió bão Đầy hàng KN 83,10 42,30 Không hàng KN 120,00 49,90 Tàu 300cv Trường hợp khai thác: Đầy hàng KN 15,65 5,50 Không hàng KN 22,60 6,50 Trường hợp gió bão Đầy hàng KN 59,10 20,70 Không hàng KN 85,50 24,50 + Tải trọng tác dụng do dòng chảy Qw = 0,59.Al.Vt2 Nw = 0,59.At.Vn2 Trong đó : Qw , Nw : Thành phần ngang và dọc của lực dòng chảy (KN ) Al , At : Diện tích cản nước theo hướng ngang và dọc tàu (m2) Vl , Vt : Thành phần ngang và dọc của vận tốc dòng chảy tính tính toán (m/s) Bảng3-5: kết quả tính toán lực do dòng chảy tác dụng lên tàu Trường hợp tính Đơn vị Qw Nw Tàu 600cv Trường hợp khai thác: Đầy hàng KN 11,02 2,75 Không hàng KN 10,33 2,60 Trường hợp lũ Đầy hàng KN 275,50 166,14 Không hàng KN 258,28 196,35 Tàu 300cv Trường hợp khai thác: Đầy hàng KN 4,90 1,00 Không hàng KN 4,60 0,95 Trường hợp lũ Đầy hàng KN 122,30 25,37 Không hàng KN 114,70 23,84 Tổng lực do gió và dòng chảy tác dụng lên tàu -Thành phần ngang : Q = Wq + Qw -Thành phần dọc : N = Wn + Nw Bảng 3-6: Kết quả tính toán lực do gió và dòng chảy tác dụng lên tàu Trường hợp tính Đơn vị Q N 600cv 300cv 600cv 300cv + Trường hợp khai thác - Đầy hàng T 3,06 2,06 1,28 0,65 - Không hàng T 3,07 2,72 1,44 0,75 + Trường hợp gió bão: - Đầy hàng T 35,86 18,14 20,84 8,14 - Không hàng T 37,83 20,02 24,63 9,62 3.2.6. Tải trọng tựa tàu q = 1,1. Q/Ld Trong đó : - q : Tải trọng tựa do tàu tác dụng lên công trình ( KN/m ) - Q : Thành phần ngang của tổng hợp lực do gió và dòng chảy tác dụng lên tàu ( KN/m ) Ld : Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu và công trình Bảng 3-7 : Kết quả tính toán lực tựa tàu Loại tàu Ld(m) Q(KN) q (KN/m) 600cv - Đầy hàng 21 358,6 18,9 - Không hàng 21 378,3 19,8 300cv - Đầy hàng 18 181,4 10,08 - Không hàng 18 200,2 11,12 S Sv 3.2.7 Tải trọng neo tàu Sn S = Trong đó : - S : lực căng của dây neo tác dụng nên một bích neo - Q : Thành phần ngang của hợp lực do gió và dòng chảy tác dụng nên tàu - n : Số bích neo chịu lực n = 2 - a : Góc nghiêng của dây neo so với phương dọc bến, a =30° - b : Góc nghiêng của dây neo so với mặt phẳng ngang Sq = Sn = S.cosa.cosb Sv = S.sinb Bảng 3-8 : Kết quả tính toán lực neo tàu Tàu tính toán Trường hợp tính S(KN) Sq(KN) Sn(KN) Sv(KN) 600cv Đầy hàng 381,6 179,3 310,5 130,5 Không hàng 493,8 189,2 327,6 317,4 300cv Đầy hàng 193,0 90,7 157,1 66,0 Không hàng 261,3 100,1 173,4 168,0 3.2.8 Tải trọng va tàu + Động năng va của tàu khi cập bến Eq = y . D.V2/2 Trong đó : -Eq : Động năng va của tàu ( kj ) - D : Lượng giãn nước của tàu tính toán ( T ) - V : Thành phần vuông góc với tuyến bến của tốc độ cập tàu V = 0,22 m/s - y : Hệ số phụ thuộc vào hình dạng kết cấu bến y = 0,55 đối với cầu tàu 60cv Eq = 0.62 kj + Đệm tàu chọn loại ống cao su ặ 300 treo bằng dây xích có năng lượng biến dạng tối đa Emax = 7 kj tương ứng với độ biến dạng fmax = 195 mm + Tải trọng va tàu - Thành phần vuông góc vớ tuyến bến của tải trọng va tàu ( Fq ) được tra từ biểu đồ quan hệ phản lực - Năng lượng - Biến dạng của loại đệm ống cao su ặ 300 - Thành phần song song với tuyến bến của tải trọng va tàu ( Fn ) được tính từ Fq theo biểu thức Fn = m. Fq với m = 0,5 Eq = F(ft) ft (mm) Fq = F(ft) Eq (kj) Fq (KN) Sơ đồ để tính tải trọng va tàu Bảng 3-9:tính toán tải trọng va tầu STT Loại tàu tính toán Eq (Kj) ft (mm) Fq (KN) 1 600cv 4,40 85 130 2 300cv Tổng hợp kết quả tính tải trọng lớn nhất do tàu tác dụng Bảng 3-10 : Tải trọng lớn nhất do tàu tác dụng lên công trình TT Hạng mục Đơn vị Loại tàu 600cv 300cv 1 Tải trọng tựa tàu T/m 1,98 1,01 2 Tải trọng neo tàu - lực căng dây neo S T 49,38 26,13 - Thành phần vuông góc với tuyến bến Sq T 18,92 10,01 - Thành phần song song với tuyến bến Sv T 32,76 17,34 - Thành phần thẳng đứng Sn T 31,74 16,80 3 Tải trọng va tàu - Thành phần vuông góc Fq T 13,00 - Thành phần song song Fn T 6,50 3.2.9. Tải trọng bản thân khung ngang cầu chính : Lớp phủ bê tông asphan dày 10cm : 0,1.2,2. = 0,22 (T/m2) Lớp bản bê tông cốt thép dày 20cm : 0,2..2,5 = 0,5 (T/m2) Dầm dọc : 0,6.0,8.2,5.3,0 = 3,6 (T) Dầm tựa tàu : 0,6.1,3.3,0.2,5 = 3,9 (T) Khối lượng bản tựa tàu : (T) Gờ chắn xe : (T) Dầm ngang : Phần mở rộng bụng dầm : 0,6.1,3. 2,5 = 1,95 (T/m) Phần không mở rộng bụng dầm : 0,6. 0,8. 2,5 = 1,2 (T/m) 3.2.10. Tải trọng bản thân khung dọc cầu chính: Lớp phủ bê tông asphan dày 10cm : 0,1.2,2. = 0,22 (T/m2) Lớp bản bê tông cốt thép dày 20cm : 0,2..2,5 = 0,5 (T/m2) Dầm dọc : 0,6. 0,8. 2,5 = 1,2 (T/m) Dầm ngang tựa tàu : 0,6.1,3.3,0.2,5 = 3,9 (T) Gờ chắn xe : (T) Dầm ngang : 0,6.0,8.2,5.3,0 = 3,6 (T) 3.2.11. Tải trọng bản thân khung ngang cầu dẫn: Lớp phủ bê tông asphan dày 10cm : 0,1.2,2. = 0,22 (T/m2) Lớp bản bê tông cốt thép dày 20cm : 0,2..2,5 = 0,5 (T/m2) Dầm ngang : 0,6. 0,8. 2,5 = 1,2 (T/m) Dầm dọc : 0,6.0,8.2,5.3,0 = 3,6 (T) Gờ chắn xe : (T) 3.2.12. Tải trọng bản thân khung dọc cầu dẫn: Lớp phủ bê tông asphan dày 10cm : 0,1.2,2. = 0,22 (T/m2) Lớp bản bê tông cốt thép dày 20cm : 0,2..2,5 = 0,5 (T/m2) Dầm dọc : 0,6. 0,8. 2,5 = 1,2 (T/m) Gờ chắn xe : (T) Dầm ngang : 0,6.0,8.2,5.3,0 = 3,6 (T) 3.2.11 Tổ hợp tải trọng Các trường hợp chất tải cho khung ngang cầu chính : Tải trọng bản thân Tải trọng hàng hoá Tải trọng cần trục và hàng hoá Tải trọng va và neo tầu Bảng 3-11: STT Tổ hợp Thành phần tổ hợp 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Tải trọng bản thân + hàng hoá (1+2) Tải trọng bản thân + cần trục và hàng hoá (1+3) Tải trọng bản thân + neo (1+ 4) Tải trọng bản thân + neo + cần trục và hàng hoá (1+4 +3) Tải trọng bản thân + neo + hàng hoá (1+4+2) Tải trọng bản thân Tải trọng hàng hoá Tải cần trục và hàng hoá Tải neo tàu Bảng 3-12: STT Tổ hợp Thành phần tổ hợp 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Tải trọng bản thân + hàng hoá (1+2) Tải trọng bản thân + cần trục và hàng hoá (1+3) Tải trọng bản thân + neo (1+ 4) Tải trọng bản thân + neo + cần trục và hàng hoá (1+4 +3) Tải trọng bản thân + neo + hàng hoá (1+4+2) Sơ đồ chất tải cho khung ngang cầu dẫn Sơ đồ chất tải cho khung dọc cầu dẫn 3.3 Giải bài toán phân phối lực ngang + Tìm toạ độ tâm đàn hồi: x0 = (m) y0 = (m) ++ A ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ + B + + + + + + + + + + + + + + + + ++ D C + + + + + + + + + + + + + + + 16 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Phản lực ngang đơn vị theo phương x và y của đầu cọc - Đối với cọc thẳng đứng Hx = Hy = - Đối với cọc chụm đôi Theo phương x Hx = Theo phương y Hy = Trong đó : Hx , Hy :Phản lực ngang đơn vị theo phương x và ycủa đầu cọc E : Mô đul đàn hồi của vậy liệu cọc E = 2,9 x 106 T/m J : Mô men quán tính của tiết diện cọc J = 1,25 x10-3 m4 L : Chiều dài tính toán cọc Khi thính cọc thẳng đứng và chụm đôi theo phương x L = l0 + 10.d với d là kích thước cạnh cọc Khi tính cọ chụm đôi theo phương y L = l0 + K1 , K2 : hệ số lún đàn hồi của cọc chụm đoi K = = l0 + F : Diện tích tiết diện cọc , F = 0,125 m2 L0 : Chiều dài tự do cọc h : Hệ số thực nghiệm , h = 500 m-1 R : Sức chịu tải của cọc a1 , a2 : Góc nghiêng so với phương đứng của 2 cọc chụm đôi tga=1/6 Bảng 3-12 : Phản lực ngang đơn Vị đầu cọc (Đơn vị : T.m) STT Hàng cọc lo l HX HY Ghi chú 1 A 6,45 9,95 162,2 932 chụm đôi 2 B 7,0 10,5 126,8 126,8 cọc đơn 3 C 7,0 10,5 126,8 126,8 cọc đơn 4 D 6,45 9,95 162,2 932 chụm đôi 1.1.4. Xác định lực ngang do tàu tác dụng lên khung phẳng Chuyển vị đầu cọc j = DX = D Y = Trong đó : j , DX, DY :Chuyển vị xoay chuyển vị thẳng theo phương x, y x, y : Toạ độ đầu cọc theo hệ trục toạ độ có gốc là tâm đàn hồi ồ T : Tổng hợp lực theo phương x ồ N : Tổng hợp lực theo phương y M : Mô men hợp lực đối với tâm đàn hồi c Ta có : ồHx i = 9 248 T ồ Hyi = 33881,6 T ồ Hxi.y, 2 + ồ Hyi.x, 2 = 6594091 T. m Toạ độ tâm đàn hồi x0 = 24 m y0 = 6 m Lực ngang phân bố trên các cọc Theo phương x : Pxi = Hxi.( DXi ± yi.j ) Theo phương y : Pyi = Hyi.( DYi ± xi.j ) Trong đó : Pxi , Pyi : Lực ngang được phân cho cọc thứ i theo phương x và y xi , yi : Toạ độ đầu cọc thứ i so với tâm đàn hồi 1.1.5. Các trường hợp tính toán Bảng 3-13: Kết quả tính toán tải trọng do tàu tác dụng lên công trình Trường hợp tính M (T.m) N (T) T (T) Dx (mm) Dy (mm) j (rad) 1 94,95 17,82 100,2 10830.10-6 530.10-6 14.10-6 2 202,41 33,02 41,18 4453.10-6 975.10-6 31.10-6 3 393,12 37,84 65,52 7085.10-6 1120.10-6 60.10-6 4 0 41,613 0 0 1230.10-6 0 Bảng 3-14 : Phân hhối lực cho khung ngang trường hợp 1 Số khung PA PB PC PD H HA HB HC HD Dy10-6 j.10-6 xi 1 0,20 0,030 0,030 0,20 0,46 932 126,8 126,8 932 530 14 -22,5 2 0,24 0,032 0,032 0,24 0,544 932 126,8 126,8 932 530 14 -19,5 3 0,28 0,038 0,038 0,28 0,636 932 126,8 126,8 932 530 14 -16,5 4 0,32 0,043 0,043 0,32 0,726 932 126,8 126,8 932 530 14 -13,5 5 0,36 0,048 0,048 0,36 0,816 932 126,8 126,8 932 530 14 -10,5 6 0,40 0,054 0,054 0,40 0,908 932 126,8 126,8 932 530 14 -7,5 7 0,44 0,059 0,059 0,44 0,998 932 126,8 126,8 932 530 14 -4,5 8 0,47 0,065 0,065 0,47 1,07 932 126,8 126,8 932 530 14 -1,5 9 0,51 0,070 0,070 0,51 1,160 932 126,8 126,8 932 530 14 1,5 10 0,55 0,075 0,075 0,55 1,250 932 126,8 126,8 932 530 14 4,5 11 0,59 0,081 0,081 0,59 1,342 932 126,8 126,8 932 530 14 7,5 12 0,63 0,086 0,086 0,63 1,432 932 126,8 126,8 932 530 14 10,5 13 0,67 0,091 0,091 0,67 1,522 932 126,8 126,8 932 530 14 13,5 14 0,71 0,096 0,096 0,71 1,612 932 126,8 126,8 932 530 14 16,5 15 0,75 0,102 0,102 0,75 1,704 932 126,8 126,8 932 530 14 19,5 16 0,79 0,107 0,107 0,79 1,794 932 126,8 126,8 932 530 14 22,5 Bảng 3-15 : Phân hhối lực cho khung dọc trường hợp 1 Số khung Trục 1á 16 SHxi Hxi Dx.10-6 j.10-6 yi 1,746 27,94 162,2 10830 14 -4,5 1,370 21,93 126,8 10830 14 -1,5 1,376 22,02 126,8 10830 14 1,5 1,768 28,27 162,2 10830 14 4,5 Bảng 3-16 : Phân hhối lực cho khung ngang trường hợp 2 Số khung PA PB PC PD H HA HB HC HD Dy10-6 j.10-6 xi 1 0,26 0,035 0,035 0,26 0,590 932 126,8 126,8 932 975 31 -22,5 2 0,35 0,047 0,047 0,35 0,794 932 126,8 126,8 932 975 31 -19,5 3 0,43 0,059 0,059 0,43 0,978 932 126,8 126,8 932 975 31 -16,5 4 0,52 0,071 0,071 0,52 1,182 932 126,8 126,8 932 975 31 -13,5 5 0,61 0,082 0,082 0,61 1,384 932 126,8 126,8 932 975 31 -10,5 6 0,69 0,094 0,094 0,69 1,568 932 126,8 126,8 932 975 31 -7,5 7 0,79 0,110 0,110 0,79 1,800 932 126,8 126,8 932 975 31 -4,5 8 0,87 0,118 0,118 0,87 1,976 932 126,8 126,8 932 975 31 -1,5 9 0,95 0,130 0,130 0,95 2,160 932 126,8 126,8 932 975 31 1,5 10 1,04 0,141 0,141 1,04 2,362 932 126,8 126,8 932 975 31 4,5 11 1,13 0,153 0,153 1,13 2,566 932 126,8 126,8 932 975 31 7,5 12 1,21 0,165 0,165 1,21 2,750 932 126,8 126,8 932 975 31 10,5 13 1,30 0,177 0,177 1,30 2,954 932 126,8 126,8 932 975 31 13,5 14 1,39 0,188 0,188 1,39 3,156 932 126,8 126,8 932 975 31 16,5 15 1,47 0,200 0,200 1,47 3,340 932 126,8 126,8 932 975 31 19,5 16 1,56 0,212 0,212 1,56 3,544 932 126,8 126,8 932 975 31 22,5 Bảng 3-17 : Phân hhối lực cho khung dọc trường hợp 2 Số khung Trục 1á 16 SHxi Hxi Dx.10-6 j.10-6 yi 0,6996 27,94 162,2 4453 31 -4,5 0,5590 21,93 126,8 4453 31 -1,5 0,5700 22,02 126,8 4453 31 1,5 0,7400 28,27 162,2 4453 31 4,5 Bảng 3-18 : Phân hhối lực cho khung ngang trường hợp 3 Số khung PA PB PC PD H HA HB HC HD Dy10-6 j.10-6 xi 1 -0,21 -0,029 -0,029 -0,21 -0,478 932 126,8 126,8 932 1120 60 -22,5 2 -0,05 -0,006 -0,006 -0,05 -0,112 932 126,8 126,8 932 1120 60 -19,5 3 0,12 0,016 0,016 0,12 0,272 932 126,8 126,8 932 1120 60 -16,5 4 0,29 0,039 0,039 0,29 0,658 932 126,8 126,8 932 1120 60 -13,5 5 0,46 0,062 0,062 0,46 1,044 932 126,8 126,8 932 1120 60 -10,5 6 0,62 0,085 0,085 0,62 1,410 932 126,8 126,8 932 1120 60 -7,5 7 0,79 0,108 0,108 0,79 1,796 932 126,8 126,8 932 1120 60 -4,5 8 0,96 0,131 0,131 0,96 2,182 932 126,8 126,8 932 1120 60 -1,5 9 1,13 0,153 0,153 1,13 2,566 932 126,8 126,8 932 1120 60 1,5 10 1,30 0,176 0,176 1,30 2,952 932 126,8 126,8 932 1120 60 4,5 11 1,46 0,199 0,199 1,46 3,318 932 126,8 126,8 932 1120 60 7,5 12 1,63 0,222 0,222 1,63 3,704 932 126,8 126,8 932 1120 60 10,5 13 1,80 0,245 0,245 1,80 4,090 932 126,8 126,8 932 1120 60 13,5 14 1,97 0,268 0,268 1,97 4,476 932 126,8 126,8 932 1120 60 16,5 15 2,13 0,290 0,290 2,13 4,840 932 126,8 126,8 932 1120 60 19,5 16 2,30 0,313 0,313 2,30 5,226 932 126,8 126,8 932 1120 60 22,5 Bảng 3-19 : Phân hhối lực cho khung dọc trường hợp 3 Số khung Trục 1á 16 SHxi Hxi Dx.10-6 j.10-6 yi 1,105 17,686 162,2 7085 60 -4,5 0,887 14,191 126,8 7085 60 -1,5 0,910 14,557 126,8 7085 60 1,5 1,193 19,088 162,2 7085 60 4,5 Bảng 3-20 : Phân hhối lực cho khung ngang trường hợp 4 Số khung PA PB PC PD H HA HB HC HD Dy10-6 j.10-6 xi 1 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -22,5 2 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -19,5 3 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -16,5 4 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -13,5 5 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -10,5 6 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -7,5 7 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -4,5 8 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 -1,5 9 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 1,5 10 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 4,5 11 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 7,5 12 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 10,5 13 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 13,5 14 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 16,5 15 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 19,5 16 1,15 0,156 0,156 1,15 2,612 932 126,8 126,8 932 1230 0 22,5 Giải cầu àu theo phương pháp Antonov: Chọn tổ hợp 1 để giải Độ cứng quy ước của các thanh: RAB = RBA = RBC = RCB = RCD = RDC = 2474,7 RAE = RAF = RDI = RDK = RBG = RCH = 34,5 Bảng 3-21:Giải cầu tàu theo phương pháp ANTONOV Thanh E(Kg/cm2) I(m4) l(m) R M(T.m) b g AE 2,9.105 1,251.10-3 10,5 34,5 0 1/2 0,014 AF 2,9.105 1,251.10-3 10,5 34,5 0 1/2 0,014 AB 2,9.105 25,6.10-3 3,0 2474,7 5,859 1/2 0,972 BA 2,9.105 25,6.10-3 3,0 2474,7 -5,859 1/2 0,497 BG 2,9.105 1,251.10-3 10,5 34,5 0 1/2 0,006 BC 2,9.105 25,6.10-3 3,0 2474,7 5,859 1/2 0,497 CB 2,9.105 25,6.10-3 3,0 2474,7 -5,859 1/2 0,497 CH 2,9.105 1,251.10-3 10,5 34,5 0 1/2 0,006 CD 2,9.105 25,6.10-3 3,0 2474,7 5,859 1/2 0,497 DC 2,9.105 25,6.10-3 3,0 2474,7 -5,859 1/2 0,972 DI 2,9.105 1,251.10-3 10,5 34,5 0 1/2 0,014 DK 2,9.105 1,251.10-3 10,5 34,5 0 1/2 0,014 Từ phụ lục ta tìm được nội lực lớn nhất Bảng 3-22: Nội lực lớn nhất trên các cấu kiện Hạng mục Mmax Mmin Qmax Qmin Nmax Nmin Khung dọc cầu chính 9,393 -24,19 16,11 -18,6 28,27 -38,31 Khung ngang cầu chính 5,731 -16,43 17,24 -17,24 5,226 26,50 Khung dọc cầu dẫn 3,347 -8,843 12,68 -12,78 0,4 -28,17 Khung ngang cầu dẫn 0,8564 -9,472 12,7 -12,7 0,017 -28,51 chương 3 tính kết cấu bê tông cốt thép 3.1. Số liệu xuất phát + BT mác 300 + Rnp = 135 kg/cm2 - Rk = 10 kg/cm2 - Eb = 290.103 kg/cm2 + Cốt thép thanh AII * Ra = 2700 kg/cm2 * Ran = 2700 kg/cm2 *Rã = 2150 kg/cm2 * Ea = 2,1.106 kg/cm2 + Cốt thép thanh AI * Ra = 2100 kg/cm2 * Ran = 2100 kg/cm2 *Rax = 1700 kg/cm2 * Ea = 2,1.106 kg/cm2 + Công trình bến cấp III kn = 1,15 + Hệ số vượt tải , n = 1,25 +Hệ số tổ hợp tải trọng cơ bản , nc = 1,00 +Nội lực tính toán của các cấu kiện , theo kết quả tính toán ở chương 2 3.2. Nguyên tắc tính toán 3.2.1. Tính toán cấu kiện BTCT theo trạng thái giới hạn I : Độ bền 3.2.1.1.Tính toán trên tiết diện thẳng góc + Cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật Chiều cao vùng BT chịu nén x là : x = h0 - ( h02-)1/2 Trong đó : mb : Hệ số làm việc của BT Cấu kiện có chiều cao sườn nhỏ hơn 60cm, mb = 1,0 Cấu kiện có chiều co sườn lớn hơn hoặc bằng 60cm, mb = 1,15 h0 : Chiều cao làm việc của tiết diện, h0 = h - a h : Chiều cao tiết diện tính toán a : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến cạnh gần nhất của tiết diện tính toán b : Chiều rộng của tiết diện tính toán M : Mô men tính toán tại tiết diện , M = n.M0 M0 : Là mô men trong cấu kiện + Nếu x< 2a, và x< xR : Tính toán với tiết diện đặt cốt đơn diện tích cốt thép chịu kéo Fa là Fa = mb.Rn p.b.x/ma.Ra Trong đó : a, : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu nén đến cạnh gần nhất của tiết diện tính toán x, xR : Chiều cao tương đối vùng chịu nén của BT ma : Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép Khi số thanh thép Ê 10 , ma = 1,1 Khi số thanh thép ³ 10 , ma = 1,15 + Nếu 2a <= x <= eR.h0 : Tính với tiết diện chịu cốt kép Khi biết Fa, x = h0 - ( h02 -2.( kn.nc.M - ma.Ran.Fa,.( h0 - a, ) / mb.Rnp.b ) Fa = ( mb.Rnp.x + ma.Ran.Fa, )/ma.Ra Nếu chưa biết Fa, bố trí thép đối xứng Fa, = Fa = kn.nc.M/ma.Ra.( h0 - a, ) + Nếu x>xR.h0 : Tăng kích thước tiết diện , hoặc tăng mác BT và tính lại 3.2.1.2. Tính toán trên tiét diện nghiêng + Kiểm tra điều kiện đảm bảo BT không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng kn.nc.Q Ê 0,25.mb.Rnp.b.h0 Trong đó : Q : là lực cắt tính toán Q = n.Q0 với Q0 là lực cắt của kết cấu Nếu không thoả mãn phải tăng tiết diện hoặc tăng mác BT Nếu thoả mãn thì tính kiểm tra điều kiện làm việc trên tiết diện nghiêng + Kiểm tra điều kiện BT đủ khả năng chịu cắt , không cần phải tính toán cốt ngang kn.nc.Q<= mb.k.Rk.b.h02/c với k = 0,5 + 2.x = 0,5 + 2.Ra.Fa/b.h0.Rnp c = h0/tgb tgb = 2/ (1+ M/Q.h0 ) và 0,5 Ê tgb Ê 1,5 Nếu không thoảmãn điều kiện trên , thì phải tính toán cấu kiện đặt cốt ngang bảng3-23:tính toán DầM NGANG CầU chính 600CV : Tiết diện bxh 60x80 STT Hạng mục tính toán Đơn vị Nội lực tại tiết diện tính toán M Q Nội lực của cấu kiện T.m 16,43 17,24 A Trạng thái giới hạn I: Độ bền I Tiết diện thẳng góc 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 2053750 2 Chiều cao tiết diện (h0) Cm 80 3 Chiều cao vùng nén (x) Cm 3,46 4 Diện tích thép tính toán (Fat) Cm2 10,85 5 Số lượng thanh thép. Đường kính mm 8f22 6 Diện tích thép chọn (Fa) Cm2 30,41 II Tiết diện nghiêng 1 Nội lực tính toán (Q) Kg 21550 2 kn.nc.Q Kg 24782,5 3 0,25.mb.Rnp.b.ho Kg 174656,3 4 mb.K.Rk.b.ho2 /C Kg 18630 5 qx với 4 đai d=8mm, u=20cm Kg/Cm 488,07 6 Qxb Kg 36492,58 B Trạng tháI giới hạn II: Khe nứt 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 2053750 2 Hàm lượng cốt thép % 0,0068 3 Z Cm 73,27 4 sa Kg/cm2 921,7 5 Đường kính thép (d) mm 22 6 Độ mở rộng khe nứt (an) mm 0,037 Bảng3-24:Tính toán DầM dọc CầU chính 600CV : Tiết diện bxh 60x80 STT Hạng mục tính toán Đơn vị Nội lực tại tiết diện tính toán M Q Nội lực của cấu kiện T. m 24,19 18,60 a Trạng thái giới hạn I: Độ bền I Tiết diện thẳng góc 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 3024000 2 Chiều cao tiết diện (h0) Cm 80 3 Chiều cao vùng nén (x) Cm 5,15 4 Diện tích thép tính toán (Fat) Cm2 16,15 5 Số lượng thanh thép. Đường kính 8f22 6 Diện tích thép chọn (Fa) Cm2 30,41 II Tiết diện nghiêng 1 Nội lực tính toán (Q) Kg 23250 2 kn.nc.Q Kg 26737,5 3 0,25.mb.Rnp.b.ho Kg 174565,3 4 mb.K.Rk.b.ho2 /C Kg 3727484,6 5 qx với 4 đai d=8mm, u=20cm Kg/Cm 488,07 6 Qxb Kg 26611,3 B Trạng tháI giới hạn II: Khe nứt 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 3024000 2 Hàm lượng cốt thép % 0,0068 3 Z Cm 72,425 4 sa Kg/cm2 1373,02 5 Đường kính thép (d) mm 22 6 Độ mở rộng khe nứt (an) mm 0,061 Bảng3-25:Tính toán DầM NGANG CầU dẫn 600CV : Tiết diện bxh 60x80 STT Hạng mục tính toán Đơn vị Nội lực tại tiết diện tính toán M Q Nội lực của cấu kiện T.m 9,472 12,7 a Trạng thái giới hạn I: Độ bền I Tiết diện thẳng góc 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 1184000 2 Chiều cao tiết diện (h0) Cm 80 3 Chiều cao vùng nén (x) Cm 1,975 4 Diện tích thép tính toán (Fat) Cm2 6,194 5 Số lượng thanh thép. Đường kính mm 8f22 6 Diện tích thép chọn (Fa) Cm2 30,41 II Tiết diện nghiêng 1 Nội lực tính toán (Q) Kg 15875 2 kn.nc.Q Kg 18256 3 0,25.mb.Rnp.b.ho Kg 174656,3 4 mb.K.Rk.b.ho2 /C Kg 36482,4 5 qx với 4 đai d=8mm, u=20cm Kg/Cm 488,07 6 Qxb Kg 72985,2 B Trạng tháI giới hạn II: Khe nứt 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 1184000 2 Hàm lượng cốt thép % 0,0051 3 Z Cm 74,013 4 sa Kg/cm2 701,33 5 Đường kính thép (d) mm 22 6 Độ mở rộng khe nứt (an) mm 0,0274 Bảng3-26:Tính toán DầM dọc CầU dẫn 600CV : Tiết diện bxh 60x80 STT Hạng mục tính toán Đơn vị Nội lực tại tiết diện tính toán M Q Nội lực của cấu kiện T. m 8,843 12,78 a Trạng thái giới hạn I: Độ bền I Tiết diện thẳng góc 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 1105375 2 Chiều cao tiết diện (h0) Cm 80 3 Chiều cao vùng nén (x) Cm 1,84 4 Diện tích thép tính toán (Fat) Cm2 5,771 5 Số lượng thanh thép. Đường kính mm 6f22 6 Diện tích thép chọn (Fa) Cm2 22,81 II Tiết diện nghiêng 1 Nội lực tính toán (Q) Kg 15975 2 kn.nc.Q Kg 18371,3 3 0,25.mb.Rnp.b.ho Kg 174656,3 4 mb.K.Rk.b.ho2 /C Kg 41681,3 5 qx với 4 đai d=8mm, u=20cm Kg/Cm 488,07 6 Qxb Kg 36492,58 B Trạng tháI giới hạn II: Khe nứt 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 1105375 2 Hàm lượng cốt thép % 0,0051 3 Z Cm 74,08 4 sa Kg/cm2 654,16 5 Đường kính thép (d) mm 22 6 Độ mở rộng khe nứt (an) mm 0,025 Tính toán bản tựa tàu Sơ đồ tính M= 13x1,2 =15,6 T.m Bảng3-27:Tính toán bản tựa tàu 600cv STT Hạng mục tính toán Đơn vị Nội lực tại tiết diện tính toán M Q Nội lực của cấu kiện T. m 15,6 13,0 a Trạng thái giới hạn I: Độ bền I Tiết diện thẳng góc 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 1950000 2 Chiều cao tiết diện (h0) Cm 40 3 Chiều cao vùng nén (x) Cm 7,732 4 Diện tích thép tính toán (Fat) Cm2 24,25 5 Số lượng thanh thép. Đường kính mm 8f22 6 Diện tích thép chọn (Fa) Cm2 30,41 II Tiết diện nghiêng 1 Nội lực tính toán (Q) Kg 16250 2 kn.nc.Q Kg 2312,5 3 0,25.mb.Rnp.b.ho Kg 174656,3 4 mb.K.Rk.b.ho2 /C Kg 8488,725 5 qx với 4 đai d=8mm, u=20cm Kg/Cm 488,07 6 Qxb Kg 34059,74 B Trạng tháI giới hạn II: Khe nứt 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 1950000 2 Hàm lượng cốt thép % 0,0068 3 Z Cm 31,134 4 sa Kg/cm2 1647,7 5 Đường kính thép (d) mm 22 6 Độ mở rộng khe nứt (an) mm 0,075 Tính toán tường chắn đất sau cầu chính: Sơ đồ tính s =(g.h + q).la la = 0,36 (Bảng 17 -tccb) s1 =( 1,8.1 + 1,5).0,36 =1,188 T/m2 s2 = ( 1,8.1 +0,8.1+1,5 ).0,36 = 1,476 T/m2 M = 2.(0,54.1.1,5 +0,5.0,648.1,33 +1,188.1.0,5 +0,288.0,33.0.5) =3,768 T.m Bảng3-28:Tính toán Tường chắn đất tiết diện 35.100cm STT Hạng mục tính toán Đơn vị Nội lực tại tiết diện tính toán M Nội lực của cấu kiện T. m 3,768 a Trạng thái giới hạn I: Độ bền I Tiết diện thẳng góc 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 471000 2 Chiều cao tiết diện (h0) Cm 35 3 Chiều cao vùng nén (x) Cm 0,59 4 Diện tích thép tính toán (Fat) Cm2 3,08 5 Số lượng thanh thép. Đường kính mm 6f18 6 Diện tích thép chọn (Fa) Cm2 6,79 B Trạng tháI giới hạn II: Khe nứt 1 Nội lực tính toán (M) Kg.cm 235500 2 Hàm lượng cốt thép % 0,0023 3 Z Cm 29,705 4 sa Kg/cm2 1167,6 5 Đường kính thép (d) mm 12 6 Độ mở rộng khe nứt (an) mm 0,042 Tính toán bản đáy theo phương pháp Govbunov-Pasadov Sơ đồ tính Tải trọng tính toán(cắt ra 1m để tính) -Tải trọng bản thân 1.0,25.2,5 = 0,625 T/m (0,25 +0,35).1,05.2,5 2 -Tải trọng đất 1,78.1,65.1 = 2,94 T/m -Tải trọng tường đứng = 1,24 T Mô men tại chân tường đứng : M = 0,563 T.m Dùng bảng tra của sách nền và móng : p.E0.a3.b 2.(1-m02).E1.J t = 3 2.E1.J.(1-m02) b’.E0 L = a = a/b b = b/L t :độ mảnh của dầm a,b nửa chiều rộng và chiều dài của dầm E0,m0 : Mô đun đàn hồi và hệ số poisson của đất nền E0 = 2,4 Kg/cm2 m0 = 0,3 E1 Mô ._.