Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Tải trọng do neo tàu được tính toán theo 22 TCN 222 – 95 Tải trọng và tác động (do

sóng và do tàu) lên cơng trình thủy.





Tải trọng neo do gió:



Thành phần lực gió tác động lên tàu theo phương ngang (Wq) và dọc (Wn):

Wq  73.6 �105 �Aq �vq2 �q (kN )

Wn  49 �105 �An �vn2 � n (kN )



Trong đó:

 An, Aq: diện tích cản gió theo phương dọc/ngang.

 vn=vq=20 m/s: vật tốc gió theo phương dọc/ngang







 q  1;  n  0.6



: hệ số phụ thuộc vào kích thước vng lớn nhất với mặt cản gió,

tra bảng 26 TCN 222-95



Trạng

thái



An



Aq



Đầy



44

0



194

0



q



Rỗng



vi



Tính toán

Wq  73.6 �105 �440 �202 �1  129.5( kN )



1

48

0



n



0.6



20



222

0



Wn  49 �10 5 �1940 �202 �0.6  228.1( kN )

Wq  73.6 �105 �480 �202 �1  141.3( kN )

Wn  49 �10 5 �2220 �20 2 �0.6  261.1( kN )



Bảng 3.2: Tính toán lực tác động do gió

b. Tải trọng neo do dòng chảy:

Thành phần ngang Qw do dòng chảy:



Qw  0.59 �Aq �vq2 ( kN )



N w  0.59 �An �vn (kN )

Thành phần dọc Nw do dòng chảy:

Trong đó :

- Ai : Diện tích chắn nước theo phương ngang

 Khi tàu đầy : Aq = Tđ.L = 6.8 x 140 = 952 m2.

 Khi tàu rỗng : Aq = Tr.L = 4.8 x 140 = 672 m2.

- At : Diện tích chắn nước theo phương dọc

 Khi tàu đầy : An = Tđ.B = 6.8 x 19.2 = 130.6 m2

 Khi tàu rỗng : An = Tr.B = 4.8 x 19.2 = 92.2 m2

- vq : vận tốc dòng chảy theo phương ngang : 0.5 m/s

- vn : vận tốc dòng chảy theo phương dọc : 1.8 m/s

2



Trạng thái



Phương



vq



Đầy



Ngang



0.5



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



vn



Aq

952



An



Qw



Nw



(kN)



(kN)



140.4



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Dọc

Ngang



Rỗng







130.

6



1.8

0.5



249.7



627



Dọc



1.8



92.5

92.2



176.3



Bảng 3.3: Tính toán lực tác động do dòng chảy

Tổng hợp tải trọng do neo tàu:



Tải trọng



Đầy (kN)



Rỗng (kN)



Phương ngang



Phương dọc



Phương ngang



Phương dọc



Gió



129.5



228.1



141.3



261.1



Dòng chảy



140.4



249.7



92.9



176.3



Tổng



269.9



477.8



234.2



437.4



Bảng 3.4: Tổng hợp tải trọng do neo tàu

Sv



Qtot

n �sin  �cos 



Sn







Lực tác dụng lên 1 bích neo :



S







S



Sq



Hình 3.1: Lực neo tàu theo các phương

Trong đó:

Tổng các lực tác dụng lên tàu tính tốn bao gồm lực gió và lực dòng chảy theo

phương vng góc với mạn tàu (T).

 Số lượng bích neo chịu lực, phụ thuộc vào chiều dài lớn nhất của tàu, tra bảng 31

22 TCN 222 – 95, chọn 4 bích neo.

 Góc nghiêng của dây neo, tra bảng 32 22 TCN 222-95.





Lực ngang



Số bích neo



Góc dây

neo



Lực dây neo tác dụng lên cơng trình



Trạng thái

Qtot (kN)

Hồng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



n



α



β



S (kN)



Sq (kN)



Sn (kN)



Vng

góc



Song

song



Sv

(kN)

Thẳng



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



đứng

Đầy hàng



447.8



4



30o



20o



238.3



112



194



81.5



Không hàng



437.4



4



30o



40o



285.5



109.4



189.4



183.5



Bảng 3.5: Tổng hợp tải trọng do neo tàu





Lựa chọn bích neo cho cơng trình



Chiều dài tàu LOA = 140 m  tối thiểu có 4 bích neo chịu lực.

Khoảng cách tối thiểu giữa các bích neo là ln = 25 m (tra bảng 31, 22 TCN 222 – 95).

Lực kéo dây trong trường hợp tàu không hàng là lớn nhất 285.5 (kN).

 Chọn loại bích neo có khả năng chịu tải là 30T. Chọn bích neo Tee Bollard loại 30T

của nhà sản xuất TRELLEBORG MARINE





c. Tải trọng va tàu:

Động năng va tàu:

Động năng va của tàu khi cập bến được xác định theo công thức:

D �v 2

Eq   �

( kJ )

2



Trong đó:

 Lượng rẽ nước của tàu tính tốn (T).

Thành phần vng góc với mặt trước cơng trình của tốc độ cập tàu (m/s), tra bảng

29, mục 5.8, 22 TCN 222 – 95.

 Hệ số, tra bảng 30, mục 5.8, 22 TCN 222 – 95.





D (T)



v (m/s)



Ψ



Eq (kJ)



13600



0.13



0.5



57.46



Bảng 3.6: Tính toán động năng va tàu





Lựa chọn đệm va tàu:

Dựa vào lực va tàu Eq = 57.46 kNm, tra theo Bridgestone – Marine Fender

Systems Catalogue:

Chọn đệm va SUC630H – RH có thơng số như sau:

 Năng lượng đệm va có thể chịu được: E = 62.5 kNm > Eq.

 Phản lực đệm theo phương ngang: R = 226 kN.

 Biến dạng lớn nhất của đệm: 52.5%.



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



 Chiều cao đệm: H = 0.63 m.





Lực va tàu:



Lực va tàu theo phương vng góc với tuyến bến là Fq

Lực va tàu theo phương song song với tuyến bến là Fn

Fn   �Fq



Trong đó:

Hệ số ma sát, phụ thuộc và vật liệu lớp mặt của thiết bị đệm.

(Khi lớp mặt là bê tông hoặc cao su:  = 0,5. Khi lớp mặt là gỗ:  = 0,4).

Để an toàn, theo khuyến cáo của Catalogue, giá trị lực va đã tính cần tăng thêm 10% (do

độ chính xác trong sản xuất, do chất lượng đệm không đồng nhất, do góc va theo phương

đứng của tàu khơng đúng hoàn toàn như thí nghiệm..).

R: phản lực của đệm va theo phương ngang.

Thành phần vng góc với mép bến Fq (kN) của lực va khi tàu cập vào cơng trình:

Fq  R �1.1  226 �1.1  248.6 (kN )



Thành phần song song với mép bến Fn (kN) của lực va khi tàu cập vào cơng trình:

Fn   �Fq  0.5 �248.6  124.3(kN )







Khoảng cách đệm va tàu:



Khoảng cách đệm tàu lớn nhất L (m), được tính toán theo Shibata Latest Catalogue,

trang 12, mục 7:

L  2 � r 2  (r  h) 2



Trong đó:

 Khoảng cách đệm tàu lớn nhất (m).





Bán kính cong mũi tàu (m).







Chiều cao đệm khi chịu năng lượng va tàu, h = 1 (m).



Hình 3.2: Mơ hình va tàu

Đối với tàu chở hàng tổng hợp tải trọng từ 500 DWT ÷ 50 000 DWT:

Chọn cung 10o:

log r  1.055  0.65 �log( DWT )



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



� L  2 � 35.12  (35.1  1)2  16.6 ( m)

� log r  1.055  0.65 �log(10000)  1.545

� r  35.1

Bố trí đệm va tàu: Bố trí đệm va tàu treo trên bản tựa tại vị trí đầu dầm ngang cứ 3 bước

dầm ngang thì có 1 đệm va tàu. Khoảng cách của đệm va tàu bố trí ngồi thực tế: 4×4 =

16 m < 16.6 m.



d. Tải trọng tựa tàu:

Tải trọng phân bố q (T/m) do tàu đang neo đậu ở bến tựa trên cơng trình dưới tác động

của gió, dòng chảy và sóng có chiều cao lớn hơn trị số chiều cao cho phép theo bảng 28,

22 TCN 222 – 95 được xác định theo cơng thức:

Q

q  1.1� tot

ld



Trong đó:





Qtot







Ld  128 m



: Lực ngang do tác động tổng hợp của gió, dòng chảy và sóng.

: Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu và cơng trình (m).



Trạng thái tàu



Qtot (kN)



Đầy hàng



447.8



Khơng hàng



437.4



ld (m)



q (kN/m)



128



Bảng 3.7: Tính toán tải trọng tựa tàu



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



3.5

10,77



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XN DŨNG



CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CHI TIẾT BẾN CẦU TÀU



4.1



MƠ HÌNH TÍNH TỐN



Sử dụng phần mềm SAP2000 để tính toán nội lực các phần tử trong bến cầu tàu. Mơ

hình tính tốn bến cầu tàu là mơ hình khung không gian với các kết cấu được mô tả như

sau:

 Kết cấu cọc và dầm được mô phỏng bằng những phần tử thanh.

 Kết cấu sàn được mô phỏng bằng phần tử shell (bản ngàm 4 cạnh)

 Liên kết dưới chân cọc là liên kết ngàm.

 Liên kết đầu cọc vào dầm được đặt mặc định (nút cứng).

Mơ hình tính toán của bến cầu tàu được thể hiện trong hình vẽ sau:



Hình 4.1: Mơ hình tính toán

4.2

KHAI BÁO TẢI TRỌNG

4.2.1 Tĩnh tải:



Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



SAP2000



THIẾT KẾ CẢNG CONTAINER 10.000DWT



GVHD: TS. VŨ XUÂN DŨNG



Tĩnh tải tác dụng lên bến cầu tàu bao gồm trọng lượng bản thân các cấu kiện dầm,

sàn, cọc. Tĩnh tải sẽ được khai báo tính toán tự động trong chương trình SAP 2000 với

đặc trưng là loại tải DEAD trong chương trình SAP 2000.

4.2.2 Hoạt tải

a. Tải trọng hàng hóa:

Tải hàng hóa tác dụng lên cơng trình bến là tải phân bố đều có độ lớn q = 4T/m2. Vì

tải hàng hóa là tải di động bất kỳ nên ta phải tính đến các trường hợp đặt hàng hóa có thể

gây nguy hiểm nhất cho cơng trình. Ta có các trường hợp sắp đặt hàng hóa có thể gây

nguy hiểm cho cơng trình như sau :

Trường hợp 1 : đặt phân bố đều khắp



Trường hợp 2 : đặt cách nhịp để nhịp đầu và cuối



Trường hơp 3 :đặt cách nhịp bỏ nhịp đầu và nhịp cuối



Trường hợp 4 :đặt 2 nhịp cách 1 nhip để nhịp đầu



Trường hợp 5 : đặt 2 nhịp cách 1 nhịp bỏ nhịp đầu



Trường hợp 6 : đặt kiểu caro theo các ô sàn cả hai phương ngang và dọc



b. Tải trọng cần trục:

Cần trục CK25 mỗi bên gồm có 8 bánh xe chạy trên ray cần trục di chuyển theo

phương dọc bến, áp lực lớn nhất lên mỗi bánh xe là 25T . Thông số kỹ thuật của cần trục

CK25 được cho trong bảng sau theo TCCS 04 – 2010 :

Đặc điểm kỹ thuật

Hoàng Đức Tuấn Anh – 1610041

Lý Đăng Khoa - 1611611



Thông số



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×