Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ BẾN & GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ BẾN & GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU

Tải bản đầy đủ - 0trang

THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



6



z4



7



H ct



lệch trong quá trình

bốc xếp hàng hóa

Dự phòng cho sa bồi

và độ mặn T

Chiều sâu chạy tàu



8



Hb



Cao trình đáy bến



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



vt  5( M / h)  2.6 (m / s)



22TCN207-92

M: hải lý



� z3  0.25



0.4



Theo đề - nhóm 16



H ct  1.2T  1.2 �6.8  8.16



Theo đề



� H b  8.16  0.4  8.56



Chọn:



Theo (1) : H b  8.22



Hb  9



Bảng 2.1: Xác đinh chiều sâu tính toán



2.1.3 Cao trình đáy bến:

Theo 22 TCN 207 – 92, cao trình đáy bến được xác định theo cơng thức:

�CTDB  �MNTTK  H 0  1.4  9  10.4 (m)



2.1.4 Chiều cao trước bến:

H c  �CTMB  �CTDB  2.5  (10.4)  12.9 (m)



→ Cấp cơng trình: III - căn cứ theo mục 2.3 Tiêu Chuẩn Ngành 22 TCN 207 – 92.

2.1.5 Tổng hợp cao độ cơ bản của bến:

CTMB (m)



CTĐB (m)



Chiều cao

trước bến



Cấp cơng trình



Hệ tọa độ



+2.5



-10.4



-10.4



III



Hòn Dấu



Bảng 2.2: Tổng hợp cao độ của bến

2.2



CHIỀU DÀI VÀ CHIỀU RỘNG BẾN:

Kích thước

Chiều dài

Chiều rộng



Công thức



Chọn



Lb  1.1�Lmax  1.1�140  154 ( m)



Lb  160 (m)



Bb  m �H c  2 �12.9  25.8(m)



Bb  28(m)



Bảng 2.3: Tính toán kích thước bến

2.3



GIẢ ĐỊNH LOẠI KẾT CẤU BẾN:



Để có thể đề xuất các phương án hợp lý, cần phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến

việc áp dụng diểu kiểu kết cấu cơng trình bến:

 Điều kiện tự nhiên nơi xây dựng

 Điều kiện thi cơng

Hồng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT







1.

2.



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Điều kiện vật tư

Điều kiện kinh tế

Tính toán sơ bộ phương án 1.

Tính toán sơ bộ phương án 2.

Các thông số địa chất cơ bản của nhóm



Lớp

đất

1

2

3

4

5



Cao độ

đáy

(m)

-22

-25

-28

-31



Loại đất



Trạng thái



Chiều

dày

(m)



Bùn sét

Á sét

Á sét

Cát

Sét



Chảy

Dẻo cứng

Dẻo

Chặt vừa

Nửa cứng



22

3

3

3

-



w

c

3

(g/cm ) (kG/cm2)

1.33

1.9

1.99

1.96

1.83



0.05

0.28

0.087

0.033

0.76





(độ)

2o49'

15o24'

21o26'

28o44'

31o



Bảng 2.4: Tổng hợp địa chất cơ bản

 Vật liệu sử dụng

 Cọc các loại, cừ các loại được sử dụng rộng rãi, phổ biến và đa dạng về chủng

loại, hình dạng.

 Nếu sử dụng bến trọng lực cần chế tạo các chi tiết đặc biệt, khả năng cao phải

nhập từ ngước ngoài.

 Hiện nay hầu hết các nhà thầu thi cơng đều có hợp đồng với các nhà máy sản xuất

cấu kiện hàng loạt dùng cho cả cơng trình trên (hoặc những bộ phận đảm nhận của

nhà thầu đó).

 Yêu cầu dành cho nhà sản xuất: uy tín, đáp ứng đúng và chính xác các thông số kỹ

thuật bên thiết kế yêu cầu và tối ưu về phương án vận chuyển cấu kiện đến công

trường.

 Nếu các phương án trên khơng khả thi thì nên cân nhắc việc xây dựng tạm một

nhà máy sản xuất các cấu kiện.

→ Ưu tiên phương án tường cừ, cầu tàu.

 Phương án thi công.

 Kết cấu bến cầu tàu trên nền cọc và tường cừ là hai phương án mà các nhà thầu thi

cơng ở Việt Nam có nhiều kinh nghiệm nhất. Vì trong thực tế, đây là hai dạng kết

cấu dễ thi cơng nhất.

 Kết cấu bến trọng lực đòi hỏi nhiều năng lực như là khả năng thi công dưới nước,

cần các thiết bị chuyên dụng như cần trục nổi sức nâng cực kì lớn để phục vụ

trong cơng tác hạ các phân đoạn thùng.

 Địa hình & địa chất

 Địa hình

 Khơng rõ về chiều rộng sơng, nhưng dựa vào mặt cắt địa hình khu vực xây dựng

đề bài cho thì dự đốn chiều rộng sơng tại nơi xây dựng có thể lên đến 250 –

300m. Chiều sâu tự nhiên sâu nhất là 16m.

Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XN DŨNG



 Cao trình đáy bến là -10.4m có hai sự lựa chọn: gần bờ (nạo vét) hoặc xa bờ (cầu

dẫn).

 Địa chất:

Lớp 1, 2 và 3 gồm bùn và á sét (sét pha cát) trạng thái tốt nhất cũng chỉ đạt mức

dẻo cứng. Từ lớp thứ 4 (-31m) trở đi đạt trạng thái chặt. Tổng quan ta có thể thấy

địa chất nơi đây chỉ đạt mức trung bình. Phương án xây dựng bến trên nền cọc với

chiều sâu đóng cọc khá lớn

2.4

Tính tốn sơ bộ phương án 1: Bến tường cừ.

2.4.1 Áp lực đất chủ động và bị động:

ÁP LỰC ĐẤT CHỦ ĐỘNG THEO COULOMN

Lớp

1

1'

2

3

4

5



Vị

trí



Cao độ

thực



trên

dưới

trên

dưới

trên

dưới

trên

dưới

trên

dưới

trên

dưới



2.5

0.4

0.4

-22

-22

-25

-25

-28

-28

-31

-31

-32.5



Cao



độ quy

(độ)

ước

0

2.82

2.1

2.82

2.1

2.82

24.5

2.82

24.5

15.4

27.5

15.4

27.5 21.43

30.5 21.43

30.5

28.7

33.5

28.7

33.5

31

35

31



Ka





(kN/m3)



0.906

0.906

0.906

0.906

0.580

0.580

0.465

0.465

0.351

0.351

0.320

0.320



13.3

13.3

13.3

13.3

19

19

19.9

19.9

19.6

19.6

18.3

18.3



 đẩy

q

c

nổi

(kN/m2) (kN/m2)

(kN/m3)

3.3

40

5

3.3

40

5

3.3

78.57

5

3.3

73.25

5

9

149.85

28

9

137.6

28

9.9

176.85

8.7

9.9

164.6

8.7

9.6

206.55

3.3

9.6

194.3

3.3

8.3

235.35

76

8.3

223.1

76



Pa

26.73

61.68

61.68

352.15

314.45

340.42

324.71

346.76

278.53

294.88

185.57

190.44



Bảng 2.5: Áp lực đất chủ động

ÁP LỰC ĐẤT BỊ ĐỘNG THEO COULOMN

Lớp

1

2

3

4

5



Vị

trí



Cao độ

thực



Cao độ

quy ước



trên

dưới

trên

dưới

trên

dưới

trên

dưới

trên

dưới



-10.4

-22

-22

-25

-25

-28

-28

-31

-31

-32.5



0

11.6

11.6

14.6

14.6

17.6

17.6

20.6

20.6

22.1



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611





(độ)



Kb



2.82

2.82

15.4

15.4

21.43

21.43

28.7

28.7

31

31



1.103

1.103

1.723

1.723

2.151

2.151

2.848

2.848

3.124

3.124



 đẩy

q

c

nổi

(kN/m2) (kN/m2)

(kN/m3)

3.3

3.3

9

9

9.9

9.9

9.6

9.6

8.3

8.3



0

0

38.28

38.28

65.28

65.28

94.98

94.98

123.78

123.78



0

5

28

28

8.7

8.7

3.3

3.3

76

76



Pp

0.00

52.75

139.47

186.00

165.97

229.86

281.62

363.64

655.35

694.25



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Bảng 2.5: Áp lực đất bị động



2.4.1.1 Áp lực thủy tĩnh:

Giả sử trường hợp nguy hiểm nhất là chênh cao giữa mực nước trong và ngoài tường

cừ là cao nhất, tương ứng với trường hợp nước bên trong tường đầy ngang CTMB (do

mưa lớn, sự cố đường ống,...) và mực nước ngay lúc đó là mực nước thấp nhất trong thiết

kế.

ÁP LỰC THỦY TĨNH

Ngoài

Trong

Tổng

Cao độ

2.5

0.0

0

-1.4

0.0

-35

336.0

375

39.0



Bảng 2.6: Áp lực thủy tĩnh

2.4.2 Giải bài toán tường cừ theo phương pháp giải đồ:

a.

Biểu đồ áp lực tổng (chủ động + bị động + thủy tĩnh):



Hình 2.2: Mặt cắt ngang địa hình xây dựng



Hình 2.3: Áp lực đất tổng hợp

b.



Xây dựng đa giác lực và đa giác dây:



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XN DŨNG



Hình 2.4: Biểu đờ đa giác lực



Hình 2.5: Tình chiều sâu chơn cừ

2.4.3



Kết luận:



Sau khi giải bài toán tường cừ với điều kiện địa chất trên đến chiều dài cừ lên đến

40m vẫn chưa thỏa nên ta dừng lại việc lựa chọn phương án tường cừ và chuyển qua

phương án bến cầu tàu. Vì chiều dài tường cừ trên quá dài và không phù hợp khi so với

thực tiễn thiết kế và thi công.

2.5 Tính tốn sơ bộ phương án 2: Bến cầu tàu nền cọc.

2.5.1 Lựa chọn cấu kiện ban đầu:

Cấu kiện

Bản sàn



Thông số

Bề dày: hs = 0.4 m, bt = 25 kN/m3

Diện tích sàn: S = 28 �40 = 1120 m2



Dầm ngang (10 dầm)



Kích thước tiết diện b �h = 1000 �1200 mm



Dầm dọc (4 dầm)



Kích thước tiết diện b �h = 1000 �1200 mm



Dầm dọc cần trục (2 dầm)



Kích thước tiết diện b �h = 1000 �1400 mm



Hệ cọc



Loại cọc



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



Cọc bê tông cốt thép, ứng suất trước

Bê tơng B60 - M800, có Rb=33 Mpa; Rbt=43

Mpa; E=37000 Mpa



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



Kích thước tiết diện

Chiều dài cọc



Mác bê tông B25 – M350



D600, t = 110 mm

35 m gồm 03 đoạn 9m và 01 đoạn 8m.



Cọc ngàm vào dầm

Bố trí bước cọc



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



5 cm

Xem hình vẽ

Rb = 11.5 Mpa; Rbt=15 Mpa; E=30000 Mpa



Bảng 2.6: Thông số cơ bản cấu kiện sử dụng

2.5.2 Sức chịu tải của cọc:

a. Theo chỉ tiêu vật liệu:

Rvl   �( As �Rs  Ab �Rb ) ( kN )



Trong đó:





  0.8 � 



L0 35  12.9



 73.7

r

0.3

- hệ số uốn dọc của cọc, phụ thuộc vào độ mãnh



của cọc.







As 



0.00712

�14  1.76 �104 m 2 ; Rs  280000 kN

4



Ab 



0.62

�  0.283 m2 ; Rb  37000 kN

4



� Rvl  0.8 �(1.76 �10 4 �280000  0.283 �37000)  8416.224 kN �841.6 (T )



b. Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:



Rc ,u  m �(mR �q p �Ap  U ��m f �f i �li )



Trong đó:

 m = 1 – hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất

q p  712.9 (T / m 2 )



– sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc, phụ thuộc:

 Độ sâu hạ mũi cọc: 35 – 12.9 = 22.1 m

 Đất dưới mũi cọc: sét – nửa cứng, IL=0.17

 mR, mf – hệ số điều kiện làm việc của đất nền dưới mũi cọc, xung quanh cọc sử

dụng phương pháp đóng, đến lớp thứ 3 và lớp thứ 4 kết hợp khoan dẫn (sức

chống tính toán sẽ giảm đi 50%). mR = 1; mf = 1

 U   �d   �0.6  1.885(m) – chu vi ngoài của tiết diện ngang của cọc





Ap 



 �d 2  �0.62



 0.283( m2 )

4

4

– diện tích chống của cọc trên đất





 li – chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hơng cọc (m)

Hồng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



 fi – sức chống tính toán của lớp đất thứ i của nền lên mặt hông cọc theo TCVN

10304 trang 25

Lớp

1

2

3

4

5



fi

T/m2

0.574

2.7

2.5

4.8

3.5



IL

1.38

0.38

0.4

chặt

0.17



li

m

9

3

3

3

1



�f �l �m

i



i



mf

1

1

0.5

0.5

1



f



f i �li �m f



5.166

8.1

3.75

7.2

3.5

22.55 T/m



Bảng 2.7: Tính toán sức khán hông của cọc

� Rc,u  712.9 �0.283  1.885 �22.55  244.3(T )



� Rtt 



Rc ,u

k







244.3

 174.5(T )

1.4



k - hệ số tin cậy của đất được lấy theo 7.1.12 TCVN 10304 – 2014

So sánh: Rtt  174.5 T  Rvl  841.6 T . Vậy ta sử dụng Rtt  174.5(T ) để đại diện cho cọc bê

tông đã chọn trên.

2.5.3 Tổng tải trọng đứng lên một phân đoạn bến:

a. Bản thân cấu kiện:





Bản sàn dày :



Qsan =b �hs � bt  4 �0.4 �2.5  4(T / 4m)



Trong đó:

b = 4 ( m): khoảng cắt tính toán, tức là với mỗi dãy rộng 4m, tổng cộng có 10

dãy trên 1 phân đoạn.

hs = 0.4 (m): chiều cao bản

bt= 2.5 T/m3: khối lượng riêng bê tông







Q =b �h � bt  1 �(1.2  0.4) �2.5  2 (T / m)

Dầm ngang & dầm dọc: dam

Q =b �h � bt  1�(1.4  0.4) �2.5  2.5(T / m)

Dầm Cần Trục: dam



Cấu kiện



Số lượng



Tổng tải trọng



Bản sàn



40

�28  280 (m 2 )

4



1120 T



Dầm ngang



10 dầm x 28m



560 T



Dầm dọc



4 dầm x 40m



320 T



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Dầm dọc CT



2 dầm x 40



Tổng trọng lượng cấu kiện



200 T

Gck=2200 T



Bảng 2.8: Tính toán tải trọng đứng lên một phân đoạn

G

 qhh �Lhh �Bhh �nc  4 �40 �20.75 �1.2  3984 (T )

b. Hàng hóa: hang

c. Thiết bị bốc xếp: cần cẩu trục C25: Gtb = 100 T (tra theo TCCS 04 – 2010 - CCHVN).



� �G  Gbt  Ghang  Gtb  2200  3984  100  6284 (T )



2.5.4 Số lượng cọc cho một phân đoạn bến:

Nc 



�G �n  6284 �1.5 �54

Ptt



174.5



Trong đó: n là hệ số đảm bảo sơ bộ cho cả lực ngang tác dụng lên cọc.

Vậy số cọc đã chọn là 60 đã hợp lý.



2.5.5 Kiểm tra ổn định mái dốc sau nạo vét cho bến cầu tàu:

Do địa chất của lớp thứ nhất là đất yếu nên lựa chọn sơ bộ m=5.

Đầu tiên lựa chọn một mái dốc có các thơng số tương tự như đã chọn như sau.



Hình 2.6: Mái dốc nạo vét m=5

Áp dụng bài toán Cơ Học Đất kiểm tra ổn định của mái dốc.

3

o

o

Với   3.3(kN / m ),  8 ,  11 , R  71.3



Hệ số an toàn ổn định về trượt được xác định theo công thức W. Fellénuix như sau:

Fs =



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



�M

�M



ct

gt







c �L  Wi �cos  i �tan 

Wi �sin  i



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Trong đó:





c  5.5 kN / m 2 : lực dính tại lớp đất đang xét







76

L  R �  71.3 �

 94.6 m

180

: chiều dài cung trượt







Wi  Fi �



: trọng lượng mãnh thứ i

Wi �cos  i



Wi �sin  i



Fi



Wi



60.1



198.5



196.5



27.6



153.8



507.4



502.5



70.6



210.5



694.7



687.9



96.7



282.1



930.9



921.9



129.6



330.0



1088.9



1078.3



151.6



368.1



1214.8



1202.9



169.1



397.8



1312.6



1299.8



182.7



419.7



1385.1



1371.7



192.8



434.4



1433.5



1419.5



199.5



442.4



1459.8



1445.5



203.2



441.7



1457.7



1443.5



202.9



433.7



1431.1



1417.2



199.2



416.6



1374.6



1361.3



191.4



388.6



1282.5



1270.0



178.5



346.6



1143.8



1132.7



159.2



272.7



899.8



891.0



125.3



128.3



423.2



419.1



58.9



18061.4



2538.9



Bảng 2.8: Tính toán ổn định trượt cung tròn

5.5 �94.6  18061.4 �tan11o

� Fs = 

�1.58  1.2

2538.9

Hồng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Kết luận: với mái dốc m=5 thì khối đất đạt ổn định trượt.

2.5.6 Tính toán chiều dài chịu uốn và chiều dài chịu nén của cọc:

a. Xác định chiều dài chịu uốn của cọc:

Theo TCVN 10304 – 2014, khi tính toán cọc theo độ bền của vật liệu, cọc được xem

như là một ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy một khoảng L u xác định theo

công thức:

Lu  L0   �d

Trong đó:

 L0 – chiều dài cọc từ đáy đài đến mặt đất tính toán.

 d = 0.6 – đường kính ngoài của cọc

   5 �10 - hệ số phụ thuộc vào đất nền, do địa chất yếu nên chọn   10

b. Xác định chiều dài chịu nén của cọc:

Chiều dài chịu nén của cọc được xác định theo công thức:

Lnen  Lo  7 �10 3



EF

P







Lo







E  3.75 �106 T / m 2 - modun đàn hồi của vật liệu cọc.







F  (0.32  0.19 2 ) �  0.169 ( m 2 ) - diện tích mặt cắt ngang của cọc.







P(kN ) - sức chịu tải của cọc theo đất nền.



- chiều dài tự do của cọc.



Kết quả tính tốn:

Hàng cọc



Lo







P (kN )



Lu



Lnen



Lu / Ln



A



12.065



10



2443



18.065



30.224



0.60



B



9.905



10



2443



15.905



28.064



0.57



C



7.94



10



2443



13.94



26.099



0.53



D



5.97



10



2443



11.97



24.129



0.50



E



4.2



10



2443



10.2



22.359



0.46



F



2.435



10



2443



8.435



20.594



0.41



Bảng 2.9: Tính toán chiều dài chịu uốn & chịu nén của cọc



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

3.1 NHẬN XÉT:

Phân tích tải trọng tác dụng lên bến là công đoạn quan trọng nhất trong thiết kế cơng

trình. Cơng trình ổn định hay khơng phụ thuộc vào việc phân tích đúng hay sai tải trọng

tính tốn. Tải trọng tác dụng lên cơng trình bến bao gồm:

 Tải trọng thường xuyên: bản thân cấu kiện bến, thiết bị công nghệ đặt trên bến

 Tải trọng tạm thời lâu dài: máy móc xếp di động, phương tiện vận chuyển ra vào,

áp lực thủy tĩnh do chênh cao nước ngầm

 Tải trọng tác động tạm thời và nhanh: sóng, tàu (neo, va,...), động đất, sóng thần

3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẾN:

3.2.1 Tải trọng bản thân lên một phân đoạn:

Cấu kiện

Bản sàn



Số lượng



Tổng tải trọng



40

�28  280 (m 2 )

4



1120 T



Dầm ngang

10 dầm x 28m

Dầm dọc

4 dầm x 40m

Dầm dọc CT

2 dầm x 40

Tổng trọng lượng cấu kiện



560 T

320 T

200 T

Gck=2200 T



Bảng 3.1: Tính toán tải trọng đứng lên một phân đoạn

3.2.2 Tải trọng thiết bị và hàng hóa:

a. Hàng hóa:



b. Thiết bị:

Tải trọng dưới bánh xe cần trục phụ thuộc vào mỗi vị trí làm việc, tải trọng lớn nhất

lên một bánh xe trong điều kiện khai thác là 25 T. Cần trục CK25 mỗi chân gồm có 4

bánh xe, chạy trên ray cần trục di chuyển theo phương dọc bến.

3.2.3 Các tải trọng do tàu gây ra:

a. Tải trọng neo tàu:

Tải trọng do neo tàu gồm các thành phần: Tải trọng do gió và tải trọng do dòng chảy.

Hồng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ BẾN & GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×