download

919 views
780 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
919
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
17
Actions
Shares
0
Downloads
22
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

download

  1. 1. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST I. SỐ LIỆU ĐẦU VÀO Kết cấu công trình bến : Cầu tàu đài mềm hệ dầm bản trên nền cọc bê tông cốt thép ứng suất trước. 1. Loại tàu thiết kế : Tàu chở quặng Kích thước, m Lượng rẽ nước 1000T Trọng tải 1000T 15 10 Chiều dài Lớn nhất Ltmax Bề rộng 130 Chiều cao mạn 18,5 Giữa hai đường vuông góc Lw 144 Mớn nước 10,5 Chiều dài đoạn thẳng tàu đầy hàng không hàng đầy hàng không hàng 8 2,9 68 54 Diện tích cản gió, m2 Ngang tàu, Aq Độ sâu trước bến, m Dọc tàu, An đầy hàng không hàng đầy hàng không hàng 1810 3240 610 810 10,9 2. Tải trọng hàng hóa, phương tiện, thiết bị . Sơ đồ 2.8.a – Trang 41 - Sách Công trình bến cảng. Theo chiều rộng bến tải trọng được phân thành các vùng sau : q3= 6 T/m2 825 D q2= 4 T/m2 600 200 C q1= 3 T/m2 200 650 B 0.5q1= 1.5 T/m2 200 200 A 1 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  2. 2. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Hình1: Sơ đồ tải trọng khai thác - Dựa vào các số liệu về cao trình bến sẽ được trình bày ở mục II.1 sau đây : Thiết kế tải trọng Cấp II. Cấp tải trọng khai thác trên bến II Tải trọng do thiết bị và phương tiện vận tải Cần cẩu Đoàn tàu Ô tô cổng KN/m K - 250 140 H - 300 Tải trọng do hàng hóa KN/m2 q1 q2 q3 30 40 60 3. Số liệu địa chất. - Lớp 1 : Bùn sét: Chiều dày h1 = 8 m; ϕ1 = 4o ; γ 1 =1,62 (T/m3); c = 0,2 (T/m3) - Lớp 2 : Sét cát dẻo mềm: h2 = 7 m; ϕ2 = 11o ; γ 2 = 1,81(T/m3); c = 2,1 (T/m2); - Lớp 3 : Cát pha dẻo cứng: h3 = ∞ m; ϕ3 =25 o ; γ 3 = 1,8(T/m3); c = 0,5 (T/m2); 4. Số liệu khí tượng,thủy văn. 4.1. Số liệu về mực nước . - Mực nước cao thiết kế MNCTK = 5,2 (m) - Mực nước thấp thiết kế MNTTK = 2,5 (m) - Mực nước thấp thiết kế MNTB = 3,6 (m) 4.2. Số liệu về gió . - Tốc độ gió theo phương dọc tàu : Vgdt = 4 (m/s) - Tốc độ gió theo phương ngang tàu : Vgnt =16 (m/s) 4.3. Số liệu về dòng chảy . - Tốc độ dòng chảy theo phương dọc tàu : Vdcdt = 0,9 (m/s) - Tốc độ dòng chảy theo phương ngang tàu : Vdcnt = 0,4 (m/s) II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 1. Xác định các cao trình bến 1.1. Cao trình mặt bến 2 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  3. 3. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Cao trinh mặt bến được xác định theo hai trường hợp như sau : - Theo tiêu chuẩn chính : ∇ CTMB = MNTB + a = 3,6 + 2 = 5,6 (m) - Theo tiêu chuẩn kiểm tra : ∇ CTMB = MNCTK + a = 5,2 + 1 = 6,2 (m) Lấy giá trị lớn nhất ∇ CTMB= 6,2 m 1.2. Chiều sâu trước bến H0 = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 (m). Trong đó : T - Mớn nước khi tàu chở đầy hàng. Z0- Mức nước dự trữ cho sự nghiêng lệch tàu do xếp hàng hoá lên tàu không đều và do hàng hoá bị xê dịch. Z1 - Độ dự phòng chạy tàu tối thiểu tính với an toàn lái tàu. Z2 - Độ dự trữ do sóng, theo bài ra trước bến không có sóng. Z3 - Độ dự phòng về tốc độ tính tới sự thay đổi mớn nước của tàu khi chạy so với mớn nước của tàu neo đậu khi nước tĩnh. Z4 - Độ dự phòng cho sa bồi. Xác định các độ dự phòng Z0, Z1, Z2, Z3, Z4. (Theo tiêu chuẩn 22-TCN-207-92) Với tàu chở quặng ta có: Z0 = 0,026 x Bt = 0,026 x 18,5 = 0,481 (m). (theo bảng 6-tiêu chuẩn 22-TCN-207-92) Z1 = 0,07 x T = 0,07 x 8 = 0,56 (m). (theo bảng 3-tiêu chuẩn 22-TCN-207-92) Z2 = 0 (trong bể cảng không có sóng) Z3 = 0,15 (m). (theo bảng 5-tiêu chuẩn 22-TCN-207-92) Z4 = 0,4 (m). Vậy ta có độ sâu nước trước bến là: H0 = 8+ 0,481+ 0,56 + 0,15+0,4 = 9,531 (m). Làm tròn 9,6 m. So sánh H0 = 9,6 m > Hdh = 8,25 m (bảng 1-6 tr 23 sách Công trình bến cảng) 1.3. Cao trình đáy bến. ∇CTĐB = ∇MNTTK - H0 = 2,5– 9,6 = - 7,1 (m). 1.4. Chiều cao trước bến. H = ∇CTMB - ∇CTĐB = 6,2- (- 7,1) = 13,3 (m). 3 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  4. 4. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 2. Xác định chiều dài bến Chiều dài tuyến bến được xác định phụ thuộc vào chiều dài tàu L t và khoảng cách dự phòng d theo công thức: Lb = Lt + d Trong đó d được lấy theo bảng 1-3 sách Công trình bến cảng Với Ltmax = 144 (m) ta có : d = 15 m. Lb = 144 + 15= 159 (m). Chọn Lb =160 (m) 3. Xác định chiều rộng bến Chiều rộng bến cầu tàu (có kể đến chiều cao tường chắn đất) dọc bờ được xác theo công thức sau: B = m.H H - Chiều cao bến. m - Độ dốc ổn định của mái đất dưới gầm cầu tàu. Mái đất được gia cố bằng lớp đệm đá có chiều dày 1m độ dốc m = 2,5 => B = m.H = 13,3x2,5 = 33,25 (m). Chọn B = 29,5 m. 4. Lựa chọn kết cấu bến 4.3. Hệ kết cấu bến : Bến cầu tàu liền bờ có kết cấu đài mềm trên nền cọc bê tông ứng suất trước. 4.4. Phân đoạn bến : - Với Lb = 160 m, chia bến thành 4 phân đoạn, mỗi phân đoạn dài Lfd= 40 m. - Các khe lún có bề rộng 2 cm 4.5. Cọc : - Theo tiêu chuẩn TCVN 7888 - 2008 chọn cọc ống bê tông cốt thép ứng suất trước tiết diện tròn đường kính d = 80 cm,chiều dày thành cọc σ = 12 cm đóng thẳng đứng xuống lớp 3 khoảng 15 m - Chọn bước cọc theo phương ngang 5,25 (m). - Chọn bước cọc theo phương dọc 4,5 (m). 4.6. Bản : Bản bê tông cốt thép dày 30cm. 4.7. Dầm : - Dầm ngang và dầm dọc không dưới chân cần trục có kể cả chiều dày bản sàn bê tông cốt thép : b x h = 100 cm x 150 cm. 4 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  5. 5. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST - Dầm dọc dưới chân cần trục có kể cả chiều dày bản sàn: b x h = 100 cm x 170 cm. 4.8. Giả định tường chắn đất : - Tường chắn cao 2,5 m, rộng 2 m - Khe giữa tường chắn và bản rộng 5 cm III. XÁC ĐỊNH CÁC LOẠI TẢI TRỌNG – TỔ HỢP TẢI TRỌNG 1. Tải trọng gió tác dụng lên tàu Theo 22 TCN 222 – 95 (trang 520): - Thành phần lực dọc: 2 Wdoc = 49.0 x10 −5 xAdoc xVdoc xξdoc - Thành phần lực ngang: 2 Wngang = 73.6 x10 −5 xAngang xVngang xξngang Trong đó: Vdoc = 4 (m/s). Vngang = 16 (m/s). Angang, Adoc - Diện tích cản gió theo phương ngang tàu và phương dọc tàu. Vngang, Vdoc - Vận tốc gió theo phương ngang tàu và phương dọc tàu. ξngang ,ξdoc - Hệ số lấy theo bảng 2-6 Sách Công trình bến cảng : Adoc Angang (m2) (m2) Đầy hàng 310 Không hàng 410 Trường hợp 2. Vdoc Vngang Wdoc, Wngang (m/s) (m/s) (KN) (KN) 0,58 4 4 16 2,4304 126,5402 0,58 4 4 16 3,2144 217,8692 ξdoc ξngang 1150 1,0 1980 1,0 Tải trọng dòng chảy tác dụng lên tàu Theo 22 TCN 222 - 95 (trang 521): Thành phần ngang Qω và thành phần dọc Nω của tải trọng do dòng chảy tác động lên tàu được xác định theo công thức: Qω = 0,59x A ngang x Vdoc 2 Nω = 0,59x A ngang x Vngang 2 5 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  6. 6. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Trong đó : Angang, Adoc - Diện tích chắn nước theo hướng ngang và dọc tàu (m2). Vngang, Vdoc - Vận tốc dòng chảy theo hướng ngang và dọc tàu (m/s). Ta có : Vngang = 0,4 (m/s); Vdoc = 0,9 (m/s). Angang = T x Bt Adoc = T x Lw Trường hợp (m2) (m2) Adoc Angang Vngang Vdoc Nω Qω (m2) (m2) (m/s) (m/s) (KN) (KN) Đầy hàng 1040 148 0,4 0,9 98,176 70,73 Không hàng 377 53.65 0,4 0,9 35,59 25,64 3. Tải trọng neo tàu Tải trọng tác dụng lên công trình do lực kéo của dây neo. Xác định theo mục 5.11 [Tr.525 - 22TCN222-95]. Lực neo S (KN) tác dụng lên một bích neo được xác định theo công thức sau : S= Qt n.sinα .cos β Trong đó : n - Số lượng bích neo chịu lực, chọn n = 4 (Lt = 144m< 150 m). α , β - Góc nghiêng của dây neo (xem hình dưới đây), được lấy theo bảng 32 [Tr.526- 22TCN222-95] Qt = Wngang + Qω- Tải trọng ngang do gió, dòng chảy tác động lên tàu. Ta xét bích neo đặt tại vị trí mép bến. 6 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  7. 7. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST β α Hình2: Sơ đồ tính toán lực neo Lực tác dụng lên công trình theo 2 phương: Phương vuông góc S q , phương song với mép Sn bến, và thẳng đứng được xác định theo công thức sau: Sq = Qt n Sn = S.cos α .cos β Sv = S.sin β Ta có bảng tính toán sau: Trường hợp α β Đầy hàng 30 20 Không hàng 30 40 n 4 Qt , (KN) S, (KN) Sq, (KN) Sn, (KN) Sv, (KN) 197,27 104,97 49,32 85,424 35,902 243,51 158,94 60,8775 105,443 102,165 Từ bảng tải trọng trên ta xác định được các đặc điểm cấu tạo của bích neo theo bảng 11-2 [Tr.354 - Công trình bến cảng]. Chọn loại bích neo HW20 có các kích thước và sơ đồ liên kết được thể hiện trong bản vẽ. Loại A B C D E F G H bích Số hiệu (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Bulông HW20 4. 598 838 838 635 305 456 305 64 7 Lực căng (T) 20 Tải trọng tựa tàu - Tải trọng phân bố q do tàu đang neo đậu ở bến tựa lên công trình dưới tác dụng của sóng, gió, dòng chảy được xác định theo công thức sau : 7 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  8. 8. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST q = 1,1. W + Qω Qt =1,1 ngang Ltx Ltx Ltx - Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu với công trình. Trường hợp Ltx q, (KN/m) Đầy hàng 197,27 68 2,9 Không hàng 5. Qt , (KN) 243,51 54 4,5 Tải trọng va tàu Động năng của tàu được xác định theo công thức sau : D.V 2 Eq = ψ . 2 Trong đó : D - Lượng rẽ nước của tàu D = 15000 (T) V - Thành phần vuông góc với mép bến của tốc độ tàu cập lấy theo bảng 29 [1 - Tr.523]; V = 0,12 (m/s) ψ - Hệ số lấy theo bảng 30 (22TCN222-95, Tr.523) với bến liền bờ trên nền cọc có: Trạng thái d 0,55 59,4 Không hàng q Eq , (kJ) Đầy hàng Ta có: ψ 0,47 50,76 b E =E +E Ed - Năng lượng biến dạng của đệm Eb - Năng lượng biến dạng của bến: Eb = 12nEJ 1 Eq l Với K = 2 l3 2K EI – Độ cứng của cọc n = 54 Số lượng cọc của bến. l = 17,8 m Chiều dài tính toán của cọc 8 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  9. 9. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Cọc bê tông ứng suất trước có môđun đàn hồi E= 3,6*107 ( kN ) m2 Mô men quán tính J= π [d 4 − (d − σ ) 4 ] = 9,6*10-3 (m4) 64 E b = 3,35 *10-7 (kJ) Suy ra: d q b q E = E - E ≈ E = 59,4 (kJ) - Chọn loại đệm: Δ1000 Tra biểu đồ [Tr.567 - 22TCN222-95] + Vật liệu và hình dạng : Ống cao su + Phương pháp treo : Treo bằng dây xích hoặc cáp + Chiều dài đệm : 2,5 (m). + Chiều cao điệm : 0,8 (m). + Trị số biến dạng giới hạn x = 50 cm + Phản lực Fq = 270 (KN). Số lượng đệm tàu trên một phân đoạn là 5 chiếc. Thiết bị đệm tàu bằng cao su µ = 0,5 → Thành phần lực song song với mép bến Fn = µ.Fq = 0,5x270 = 135 (KN). 6. Tải trọng thiết bị , hàng hóa. Thiết kế tải trọng Cấp II. Cấp tải trọng khai thác trên bến II - Tải trọng do thiết bị và phương tiện vận tải Cần cẩu Đoàn tàu Ô tô cổng T/m K - 250 14 H - 300 Tải trọng do hàng hóa (T/m2) q1 q2 q3 3 4 6 Tính toán với một dải bến có bề rộng 4,5 m ta có : q1 = 3 x 4,5 = 13,5 (T/m) q2 = 4 x 4,5 = 18 (T/m) q3 = 6 x 4,5 = 27 (T/m) - Tải do cần cẩu K250:Tải trọng do cần cẩu tác dụng lên cầu tàu có dạng tập trung đặt tại chân của cần cẩu. áp lực được cho mỗi chân lần lượt là : 100 (T) ,60 (T) 9 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  10. 10. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST q3= 6 T/m2 825 q2= 4 T/m2 600 200 q1= 3 T/m2 200 C D 650 0.5q1= 1.5 T/m2 200 B 200 A Hình3: Sơ đồ tải trọng khai thác 7. Tải trọng bản thân Bao gồm trọng lượng của bản, dầm ngang, dầm dọc. Để tính toán nội lực của bến ta cắt một dải bản song song với dầm ngang có chiều rộng bằng khoảng cách giữa hai hàng cọc. - Tải trọng bản: Ta có tải trọng bản thân do bản là tải trọng phân bố được xác định: qbản = b x h x γbt Trong đó: qbản - Tải trọng bản thân của bản b - Bề rộng dải bản tính toán lấy bằng nhịp dầm h - Chiều cao bản. γbt- Khối lượng riêng của bêtông. Vậy ta có: qbản = 4,5x 0,3 x 2,5 = 3,375 (T/m2). - Tải trọng dầm ngang: Tải trọng bản thân của dầm ngang là tải trọng phân bố được tính như sau: qdầm ngang = a x t x γbt Trong đó: qdầm ngang - Tải trọng bản thân của dầm ngang. a - Bề rộng dầm ngang. t - Chiều cao dầm không kể bản. Thay các giá trị vào ta có: - Tải trọng dầm dọc : qdầm ngang = 1 x 1,2 x 2,5 = 3 (T/m). Pdầm dọc = a x t x γbt Các ký hiệu như trên, thay các giá trị ta có: 10 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  11. 11. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST + Dầm dưới chân cần trục : Pdầm dọc = 1 x 1,4 x 2,5 = 3,5 (T/m). + Dầm không dưới chân cần trục : Pdầm dọc = 1 x 1,2 x 2,5 = 3 (T/m). - Tải trọng của dầm vòi voi. Tải trọng của dầm vòi voi được tính một cách tương đối và quy về thành tải trọng tập trung tại đầu dầm : Pvòi voi = 12 (T). 8. Đưa về bài toán khung phẳng cầu tầu 8.1. Xác định tâm đàn hồi - Xác định sơ bộ chiều dài tính toán của cọc và chiều dài tự do của cọc: 2950 500 500 500 525 525 275 La Lb Lc Ld Le Lf 125 Hình4: Sơ đồ tính toán chiều dài cọc. Chiều dài tính toán của cọc xác định theo phương pháp kinh nghiệm : ltt = l0 + η.d l0 - chiều dài tự do của cọc. η - Hệ số kinh nghiệm được lấy trong khoảng từ (5 ÷ 7), trong đồ án chọn η = 6. d - Đường kính cọc, d = 0,8 m Ta có bảng số liệu tính toán chiều dài cọc dưới bảng sau: Hàng cọc Lo (m) Ltt (m) 11 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  12. 12. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST A 17,8 B 10,6 15,6 C 8,55 13,55 D 6,54 11,54 E 4,54 9,54 F - 12,8 2,95 7,95 Xác định toạ độ tâm đàn hồi: F 500 125 y1 500 E x1 C (XC;YC) 500 2950 D C 525 y 525 B 0 A x Sn Sq 200 275 Sn Sq 1 2 450 450 450 450 3 4 450 450 4000 5 6 450 450 7 8 200 9 Hình5: Mặt bằng một phân đoạn bến Gọi toạ độ tâm đàn hồi là C( xC, yC). Toạ độ tâm đàn hồi được tính theo công thức : xC = ∑H .x ∑H iy i iy ; yC = ∑ H .y ∑H iy i ix Trong đó : 12 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  13. 13. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST ∑H ix ; ∑H iy - là tổng phản lực do chuyển vị ngang đơn vị của các cọc theo phương x và phương y. xi , yi - Toạ độ đầu cọc thứ i đối với gốc toạ độ ban đầu. ∑H ix .yi , ∑H iy . xi - Mô men tổng cộng của các phản lực ứng với trục x và trục y. Với giả thiết cọc đều ngàm chặt trong đất và ở đầu cọc thì phản lực ngang Hix và Hiy của cọc đơn được xác định như lực cắt Q gây ra do các chuyển vị đơn vị theo các công thức của cơ học kết cấu : 12EJ H ix = H iy = Q = l 3 i - Mô men quán tính của cọc : π [d 4 − (d − σ ) 4 ] J= = 9,6*10-3 (m4) 64 F= 1 π[d2 - (d-σ) 2] = 0,1394 (m2). 4 - Diện tích tiết diện cọc : - Cọc bê tông cốt thép mác 500, ta có : E = 3,6*107 (kN/m2) => EJ = 3,6x106x9,6x10-3 = 34598 (Tm2). Từ các công thức đó ta có bảng tổng phản lực các đầu cọc như sau: ` A B C D E F Tổng Hix(KN) 662.549 984.248 1501.97 2431.43 4303.61 7436.64 17320.4 Hiy (KN) 662.549 984.248 1501.97 2431.43 4303.61 7436.64 17320.4 Hix.iy(KNm) 0 5167.302 15770.66 37687.09 88224.06 189634.4 336483.5 Hiy.ix(KNm) 11925.891 17716.463 27035.409 43765.652 77465.032 133859.57 311768.02 Do đó toạ độ tâm đàn hồi C (XC ;YC) là : XC = 18 (m). Y C = 19,427 (m). 8.2. Xác định lực ngang lên đầu cọc. Xét một số trường hợp cầu tàu chịu tác dụng của các tải trọng tác dụng theo phương ngang và chọn ra trường hợp nguy hiểm nhất để tính toán. - Cầu tàu chịu lực neo tàu. 13 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  14. 14. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Lực neo tàu tác động lên từng phân đoạn của cầu tàu thông qua lực căng dây neo. Thành phần lực ngang của dây neo này là: S q và Sn đã tính toán ở trên. Trong hai trường hợp tàu đầy hàng và không hàng thì trường hợp tàu không hàng có tải trọng neo lớn hơn do đó lấy tải trọng neo trong trường hợp này để tính toán. Chuyển lực neo về tâm đàn hồi : ΣX = -2.Sn = -21,0886 (T). ΣY = -2.Sq = -12,1755 (T). Mo = 267,34 (Tm). Các thành phần chuyển vị : φ= M0 = 1,74 x 10-5 (rad) Hix .y + ∑ Hiy .x i2 ∑ 2 i Δx = ∑X ∑H = -12,18 x 10-4 (m) ix Δy = ∑Y ∑H = -7 x 10-4(m). iy Lực ngang phân bố theo cả 2 phương cho cọc bất kì thứ i được xác định bằng các biểu thức : Hix = H ix .(Δx ± yi' .φ). Hiy = Hiy .(Δy ± x i' .φ). Trong đó x i' , yi' là tọa độ của cọc thứ i đối với hệ tọa độ mới có gốc tọa độ đặt tại tâm đàn hồi C. Từ đó ta có kết quả phân bố lực neo lên các khung ngang và khung dọc như sau : + Theo phương x : Khung dọc Khung ngang 1 2 3 4 A B C D E F Tổng -0.1145 -0.1145 -0.1145 -0.1145 -0.16 -0.16 -0.16 -0.16 -0.229 -0.229 -0.229 -0.229 -0.3474 -0.3474 -0.3474 -0.3474 -0.573 -0.573 -0.573 -0.573 -0.919 -0.919 -0.919 -0.919 -2.343 -2.343 -2.343 -2.343 14 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  15. 15. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 5 6 7 8 9 -0.1145 -0.1145 -0.1145 -0.1145 -0.1145 + - -0.229 -0.229 -0.229 -0.229 -0.229 -0.3474 -0.3474 -0.3474 -0.3474 -0.3474 -0.573 -0.573 -0.573 -0.573 -0.573 -0.919 -0.919 -0.919 -0.919 -0.919 -2.343 -2.343 -2.343 -2.343 -2.343 Theo phương y : Khung dọc A Khung ngang 1 -0.0748 2 -0.069 3 -0.0633 4 -0.0575 5 -0.0517 6 -0.046 7 -0.0402 8 -0.0345 9 -0.0287 Cầu tàu chịu lực va tàu : -0.16 -0.16 -0.16 -0.16 -0.16 B C D E F Tổng -0.111 -0.103 -0.094 -0.085 -0.077 -0.068 -0.06 -0.051 -0.043 -0.17 -0.156 -0.143 -0.13 -0.117 -0.104 -0.091 -0.078 -0.065 -0.274 -0.253 -0.232 -0.211 -0.19 -0.169 -0.148 -0.126 -0.105 -0.486 -0.448 -0.411 -0.374 -0.336 -0.299 -0.261 -0.224 -0.186 -0.84 -0.775 -0.71 -0.646 -0.581 -0.516 -0.452 -0.387 -0.322 -1.955 -1.805 -1.654 -1.503 -1.353 -1.202 -1.052 -0.901 -0.75 Ta có tải trọng va tàu bao gồm 2 thành phần đã tính được ở trên là : + Thành phần vuông góc với tuyến mép bến: Fq = 18,5 (T). + Thành phần song song với tuyến mép bến: Fn = 9,25 (T). Từ đó ta có kết quả phân bố lực va tàu lên các khung ngang và khung dọc như sau: + Theo phương x : Khung doc Khung ngang 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F Tổng -0.127 -0.127 -0.127 -0.127 -0.127 -0.127 -0.127 -0.127 -0.161 -0.161 -0.161 -0.161 -0.161 -0.161 -0.161 -0.161 -0.203 -0.203 -0.203 -0.203 -0.203 -0.203 -0.203 -0.203 -0.2622 -0.2622 -0.2622 -0.2622 -0.2622 -0.2622 -0.2622 -0.2622 -0.348 -0.348 -0.348 -0.348 -0.348 -0.348 -0.348 -0.348 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 15 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  16. 16. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST + 9 -0.127 Theo phương y : -0.161 - Khung doc A Khung ngang 1 0.05025 2 0.06638 3 0.0825 4 0.09863 5 0.11476 6 0.13088 7 0.14701 8 0.16314 9 0.17926 Cầu tàu chịu lực tựa tàu: -0.203 -0.2622 -0.348 -0.4 -1.5 B C D E F Tổng 0.0747 0.0986 0.1226 0.1465 0.1705 0.1944 0.2184 0.2423 0.2663 0.1139 0.1505 0.187 0.2236 0.2601 0.2967 0.3333 0.3698 0.4064 0.1844 0.2436 0.3028 0.362 0.4211 0.4803 0.5395 0.5987 0.6579 0.3264 0.4312 0.5359 0.6407 0.7454 0.8502 0.9549 1.0597 1.1644 0.564 0.7451 0.9261 1.1071 1.2881 1.4691 1.6501 1.8311 2.0121 1.3137 1.7353 2.1568 2.5784 3 3.4216 3.8432 4.2647 4.6863 Ta có kết quả phân bố lực tựa tàu lên các khung ngang và khung dọc như sau: + Theo phương y : - Khung dọc A B C D E F Khung ngang 1 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 2 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 3 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 4 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 5 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 6 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 7 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 8 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 9 0.0765 0.1137 0.1734 0.2808 0.4969 0.8587 Tổng lực phân bố trên các đầu cọc tác dụng theo khung ngang và dọc: Tổng 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Theo Lực Khung ngang 1 2 3 4 5 6 ph ương x Theo phương y Lực neo Lực va Lực tựa Lực neo Lực va Lực tựa -2.3432 -2.3432 -2.3432 -2.3432 -2.3432 -2.3432 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.3137 1.7353 2.1568 2.5784 3 3.4216 2.0000 2.0000 2.0000 2.0000 2.0000 2.0000 -1.9553 -1.8047 -1.6541 -1.5035 -1.3528 -1.2022 16 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  17. 17. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 7 8 9 -2.3432 -2.3432 -2.3432 -1.5 -1.5 -1.5 0.0000 0.0000 0.0000 -1.0516 -0.9010 -0.7504 3.8432 4.2647 4.6863 2.0000 2.0000 2.0000 Kết luận : Khung số 1là khung ngang nguy hiểm nhất với trường hợp neo tàu, khung số 9 là khung ngang nguy hiểm nhất trong trường hợp va tàu 9. Tổ hợp tải trọng. Các tổ hợp tải được trình bày trong bảng sau: Các loại tổ Tải trọng Tải trọng hợp bản thân hàng hóa Tải trọng cần trục Tổ hợp 1 x x Tổ hợp 2 x x x Tổ hợp 4 X x x Tổ hợp 5 X x x Tổ hợp 6 x x Tải trọng va tàu x Tổ hợp 3 Tải trọng neo tàu x Tải trọng tựa tàu x x x x x x Lấy biểu đồ bao của 6 tổ hợp trên - Sơ đồ các trường hợp tải: + Tải trọng bản thân: Bản + Dầm ngang + Dầm dọc + Vòi voi 17 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  18. 18. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 125 500 Pdd= 13.5 T 2950 500 500 Pdd= 13.5 T Pdd= 13.5 T 525 Pdd= 15.75 T 525 Pdd= 13.5 T 275 Pdd= 15.75 T Pvv= 12 T Gdn= 3 T/m Gb= 3.375 T/m + Tải trọng hàng hóa 125 500 2950 500 500 825 600 27 T/m 200 18 T/m 525 200 525 650 13.5 T/m 275 200 200 75 6.75 T/m 18 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  19. 19. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST + cần cẩu trục 125 500 500 2950 500 525 525 275 Pct= 100 T Pct= 60 T + 125 Tải trọng neo tàu 500 500 2950 500 525 525 275 Sq= 1.955 T 19 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  20. 20. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST + Tải trọng va tàu: 125 500 500 2950 500 525 525 275 Py,va= 4.686 T + Tải trọng tựa tàu 125 500 500 2950 500 525 525 275 Py,tua= 2 T - Sơ đồ các tổ hợp tải : + Tải trọng bản thân, Tải trọng hàng hoá, Tải trọng neo tàu 20 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  21. 21. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 125 500 825 600 27 T/m Pdd= 13.5 T 2950 500 500 Pdd= 13.5 T 200 525 200 18 T/m Pdd= 13.5 T 525 650 13.5 T/m Pdd= 15.75 T Pdd= 13.5 T 275 200 200 75 6.75 T/m Pdd= 15.75 T Pvv= 12 T Gdn= 3 T/m Gb= 3.375 T/m Sq= 1.955 T + Tải trọng bản thân, Tải trọng hàng hoá, Tải trọng va tàu 21 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  22. 22. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 125 500 825 600 27 T/m Pdd= 13.5 T 2950 500 500 Pdd= 13.5 T 200 525 200 18 T/m Pdd= 13.5 T 525 650 13.5 T/m Pdd= 15.75 T Pdd= 13.5 T 275 200 200 75 6.75 T/m Pdd= 15.75 T Pvv= 12 T Gdn= 3 T/m Gb= 3.375 T/m Py,va= 4.686 T + Tải trọng bản thân, Tải trọng hàng hoá, Tải trọng tựa tàu 22 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  23. 23. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 125 500 825 600 27 T/m Pdd= 13.5 T 2950 500 500 Pdd= 13.5 T 525 200 200 18 T/m Pdd= 13.5 T 525 650 13.5 T/m Pdd= 15.75 T Pdd= 13.5 T 275 200 200 75 6.75 T/m Pdd= 15.75 T Pvv= 12 T Gdn= 3 T/m Gb= 3.375 T/m Py,tua= 2 T + Tải trọng bản thân, Tải trọng hàng hoá, Tải trọng cầu trục, Tải trọng neo tàu 23 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  24. 24. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 125 500 500 825 600 27 T/m Pdd= 13.5 T 2950 500 Pdd= 13.5 T 200 18 T/m Pdd= 13.5 T 525 200 Pct = 60 T Pdd= 15.75 T 525 650 275 200 200 75 Pct= 100 T 13.5 T/m Pdd= 13.5 T 6.75 T/m Pdd= 15.75 T Pvv= 12 T Gdn= 3 T/m Gb= 3.375 T/m Sq= 1.955 T + Tải trọng bản thân, Tải trọng hàng hoá, Tải trọng cầu trục, Tải trọng va tàu 24 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  25. 25. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 125 500 825 600 27 T/m Pdd= 13.5 T 2950 500 500 Pdd= 13.5 T 200 18 T/m Pdd= 13.5 T 525 200 Pct= 60 T Pdd= 15.75 T 525 650 275 200 200 75 Pct= 100 T 13.5 T/m Pdd= 13.5 T 6.75 T/m Pdd= 15.75 T Pvv= 12 T Gdn= 3 T/m Gb= 3.375 T/m Py,va= 4.686 T + Tải trọng bản thân, Tải trọng hàng hoá, Tải trọng cầu trục, Tải trọng tựa tàu 25 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  26. 26. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 125 500 825 600 27 T/m Pdd= 13.5 T 2950 500 500 Pdd= 13.5 T 525 200 200 18 T/m Pdd= 13.5 T Pct= 60 T Pdd= 15.75 T 525 650 275 200 200 75 Pct= 100 T 13.5 T/m Pdd= 13.5 T 6.75 T/m Pdd= 15.75 T Pvv= 12 T Gdn= 3 T/m Gb= 3.375 T/m P y,tua IV. GIẢI CẦU TÀU 1. =2T Giải nội lực trong khung ngang cầu tầu 26 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  27. 27. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST - Hệ phương trình chính tắc theo phương pháp Antonov : Sơ đồ kết cấu khung ngang gồm 6 nút: 12 13 11 10 1 2 3 9 4 8 5 7 6 Hệ phương trình gồm 13 ẩn số: δ1 ; δ2 ; δ3 ; δ4 ; δ5 ; δ6 : Chuyển vị xoay tại các nút . δ7 ; δ8 ; δ9 ; δ10 ; δ11 ; δ12 : Chuyển vị đứng tại các nút . δ13 : 1 chuyển vị theo phương ngang Hệ phương trình chính tắc : r1.1δ1 + r1.2δ2 + r1.3δ3 + r1.4δ4 + r1.5δ5 + r1.6δ6 + r1.7δ7 + r1.8δ8 + r1.9δ9 + r1.10δ10 + r1.11δ11 + r1.12δ12 + r1.13δ13 + r1 =0 r2.1δ1 + r2.2δ2 + r2.3δ3 + r2.4δ4 + r2.5δ5 + r2.6δ6 + r2.7δ7 + r2.8δ8 + r2.9δ9 + r2.10δ10 + r2.11δ11 + r2.12δ12 + r2.13δ13 + r2 =0 r3.1δ1 + r3.2δ2 + r3.3δ3 + r3.4δ4 + r3.5δ5 + r3.6δ6 + r3.7δ7 + r3.8δ8 + r3.9δ9 + r3.10δ10 + r3.11δ11 + r3.12δ12 + r3.13δ13 + r3 =0 r4.1δ1 + r4.2δ2 + r4.3δ3 + r4.4δ4 + r4.5δ5 + r4.6δ6 + r4.7δ7 + r4.8δ8 + r4.9δ9 + r4.10δ10 + r4.11δ11 + r4.12δ12 + r4.13δ13 + r4 =0 r5.1δ1 + r5.2δ2 + r5.3δ3 + r5.4δ4 + r5.5δ5 + r5.6δ6 + r5.7δ7 + r5.8δ8 + r5.9δ9 + r5.10δ10 + r5.11δ11 + r5.12δ12 + r5.13δ13 + r5 =0 r6.1δ1 + r6.2δ2 + r6.3δ3 + r6.4δ4 + r6.5δ5 + r6.6δ6 + r6.7δ7 + r6.8δ8 + r6.9δ9 + r6.10δ10 + r6.11δ11 + r6.12δ12 + r6.13δ13 + r6 =0 r7.1δ1 + r7.2δ2 + r7.3δ3 + r7.4δ4 + r7.δ5 + r7.6δ6 + r7.7δ7 + r7.8δ8 + r7.9δ9 + r7.10δ10 + r7.11δ11 + r7.12δ12 + r7.13δ13 + r7 =0 27 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  28. 28. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST r8.1δ1 + r8.2δ2 + r8.3δ3 + r8.4δ4 + r8.5δ5 + r8.6δ6 + r8.7δ7 + r8.8δ8 + r8.9δ9 + r8.10δ10 + r8.11δ11 + r8.12δ12 + r8.13δ13 + r8 =0 r9.1δ1 + r9.2δ2 + r9.3δ3 + r9.4δ4 + r9.5δ5 + r9.6δ6 + r9.7δ7 + r9.8δ8 + r9.9δ9 + r9.10δ10 + r9.11δ11 + r9.12δ12 + r9.13δ13 + r9 =0 r10.1δ1 + r10.2δ2 + r10.3δ3 + r10.4δ4 + r10.5δ5 + r10.6δ6 + r10.7δ7 + r10.8δ8 + r10.9δ9 + r10.10δ10 + r10.11δ11 + r10.12δ12 + r10.13δ13 +r10 =0 r11.1δ1+ r11.2δ2 +r11.3δ3 + r11.4δ4 + r11.5δ5 + r11.6δ6+ r11.7δ7 + r11.8δ8 + r11.9δ9 + r11.10δ10 + r11.11δ11 + r11.12δ12 + r11.13δ13 + r11 = 0 r12.1δ1 + r12.2δ2 + r12.3δ3 + r12.4δ4 + r12.5δ5 + r12.6δ6 + r12.7δ7 + r9.8δ8 + r12.9δ9 + r12.10δ10 + r12.11δ11 + r12.12δ12 + r12.13δ13 + r12 =0 r13.1δ1 + r13.2δ2 + r13.3δ3 + r13.4δ4 + r13.5δ5 + r13.6δ6 + r13.7δ7 + r13.8δ8 + r13.9δ9 + r13.10δ10 + r13.11δ11 + r13.12δ12 + r13.13δ13 +r13 =0 - Sử dụng phần mềm SAP200 để giải nội lực: Biểu đồ và số được thể hiện ở phụ lục - Thống kê kết quả cực trị của dầm ngang và cọc M (Tm) Q (T) N (T) Phần tử Max Min Max Min Max Min Dầm 64,72 82,43 80,23 34,67 4,69 0,42 Cọc 10,52 -3,86 0,84 0,1 178,18 128,57 - Kiểm tra sức chịu tải của cọc Sức chịu tải của cọc tính theo đất nền được xác định theo công thức : Pd = Fgh Fs Fs = 1,6 ÷ 2,0 ( với cọc chịu nén ) , ta chọn là 1,6 Pgh = m.(α1.qi.Fc + α2Σui.τi.li) Trong đó: m: Hệ số điều kiện làm việc, lấy m = 1. 28 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  29. 29. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST α1, α2: Hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc. Ở đây dùng phương pháp đóng ép cọc nên lấy α1 = α2 = 1. Ri : Sức kháng đầu mũi của lớp đất thứ i ngay mũi cọc. Fc,ui :Diện tích mũi cọc và chu vi tiết diện cọc. Fc = 0,5024 (m2) , ui = 2,512 (m). τi : Cường độ ma sát thành bên của lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc. Tính toán sức chịu tải của cọc từ chiều sâu ngàm giả định, cọc đóng vào lớp đất 3. Chiều dài cọc chọn là 42 m, chia làm 2 đoạn, cao trình mũi cọc là -37 m. Cọc mép bến có chiều sâu cắm trong đất là nhỏ nhất nên ta dùng để tính toán sức chịu tải của cọc Đặc trưng của các lớp đất : Lớp đất ϕ γ Chiều dày c Trạng thái 2 (m) (T/m ) (°) (T/m ) 1 8 1,62 4 0,2 Bùn sét 2 7 1,81 11 2,1 Sét cát dẻo mềm 3 ∞ 1,8 25 0,5 Cát pha dẻo cứng 3 Kết quả tính toán sức chịu tải cho trong bảng sau : Lớp đất Loại đất li (m) τi (T/m2) ui.τi.li (T) 2 Sét cát dẻo mềm 5 4,5 56,52 3 Cát pha dẻo cứng 19,5 5 244,92 ∑uτ l i i i = 56,52+244,92 = 301,44 (T) Cọc cắm vào lớp 3 ở độ sâu -19,5m nên ta có Ri = qciFc = 15x0,5024 = 7,536 (T)  Pgh = 301,44+7,536 = 308,976 (T) Pd = Pgh Fs ≈ 193,11 (T) > Nmax = 178,18 (T) . 29 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  30. 30. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST  Chiều dài cọc chọn là 42 m đảm bảo sức chịu tải của cọc. - Xác định nội lực trong trường hợp thi công cẩu lắp: Cọc có chiều dài 42 m, chia làm 2 đoạn cọc, mỗi đoạn dài 21 m + Cọc trong quá trình cẩu lắp 1 móc cẩu: p a Sơ đồ làm việc của cọc trong quá trình cẩu lắp có thể xem là dầm đơn giản có gối tựa tại điểm móc cẩu và điểm tiếp xúc với đất. q a m1 m1 Điểm đặt móc cẩu được xác định sao cho mômen dương lớn nhất tại giữa nhịp bằng trị số mômen âm lớn nhất tại gối trong quá trình cẩu lắp.Theo giáo trình Nền và Móng của tác giả Lê Đức Thắng thì: a = 0,294xL = 0,294x21 = 6,174 (m). Tải trọng tác dụng lên cọc là tải trọng bản thân cọc có dạng phân bố đều trên chiều dài đoạn cọc.Giá trị tải trọng này được xác định như sau: q = n γ Fc = 1,5 x 2,5 x 0,1395 = 0,523 (T/m). Khi đó mômen lớn nhất trên chiều dài cọc là: M1 = qa 2 = 9,968 (T.m) 2 Lực cắt lớn nhất: Q1.max = q.a = 0,523 x 6,174 = 3,23 (T) 30 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  31. 31. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST + Trường hợp cẩu lắp 2 móc cẩu và vận chuyển cọc: p b b Sơ đồ làm việc của cọc trong quá trình vận chuyển cọc có thể xem là dầm đơn giản có gối tựa tại 2 điểm móc cẩu. q b m2 m2 Điểm đặt móc cẩu được xác định sao cho mômen dương lớn nhất tại giữa nhịp bằng trị số mômen âm lớn nhất tại gối trong quá trình cẩu lắp.Theo giáo trình Nền và Móng của tác giả Lê Đức Thắng thì: b = 0,207xL = 0,207x21 = 4,347 (m). Khi đó mômen lớn nhất trên chiều dài cọc là: M2 = qb 2 = 4,94 (T.m) 2 Lực cắt lớn nhất: Q2.max = q.b = 0,523 x 4,347 = 2,273 (T). Nhận thấy : M1 > M2 → Nội lực trong cọc tương ứng với trường hợp cẩu lắp 1 móc cẩu nguy hiểm hơn, dùng giá trị nội lực này để tính toán cọc trong giai đoạn thi công. Mmax = M1 = 9,968 (Tm) Qmax = Q1 = 3,23 (T) 2. Giải nội lực bản sàn cầu tàu : Chọn ô bản chịu tải trọng hàng hóa lớn nhất để tính toán, qh = 6 (T/m2). 31 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  32. 32. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST - Tải trọng tính bản : + Tải trọng hàng hóa : + Tải trọng bản thân bản : qb = 1,05(0,3x2,5) = 0,7875 T/m2. + Tải trọng tác dụng lên bản : q = qh + qb = 7,8 + 0,7875 = 8,5875 T/m2. qh = 6 x 1,3 = 7,8 T/m2 Sơ đồ tính bản : Tỷ số - l02 l2 − bd 5 − 0,8 = = = 1,135  ta tính bản theo sơ đồ khớp dẻo bản kê 4 cạnh. l01 l1 − bd 4.5 − 0,8 Sơ đồ tính mômen : Tính toán bản kê 4 cạnh theo sơ đồ khớp dẻo. Giả thiết cốt thép đặt đều theo phương l 1, l2 và các mép biên đều xuất hiện khớp dẻo.Cân bằng công khả dĩ của ngoại lực và nội lực ta được biểu thức : 32 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  33. 33. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST q 2 l01 (3l02 − l01 ) = (2M 1 + M I + M 'I )l02 + (2M 2 + M II + M 'II )l01 12 1 2 L02 = 5 (m) M F L01 = 4,5 (m) M M I M 1 II M 2 M M I II M M II E M I 1 MI M II 2 Chọn tỷ số nội lực giữa các tiết diện: M2 M M' M' M = 0,7 ; I = 1,5; I = 1,5; II = 1,5; II = 1,5 M1 M1 M2 M2 M1 Thay các giá trị vào ta có : 8,5875.3,7 2 x(3 x 4, 2 − 3,7) = 5 xM 1 x 4, 2 + 5 x0,7 xM 1 x3,7 = 33,95M 1 12 33 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  34. 34. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Do đó : M1 ≈ 2,57 T.m ; M2 = 1,799 T.m MI = 3,855 T.m ; MII = 3,238 T.m M’I = 3,855 T.m ; M 'II = 3,238 T.m Biểu đồ để tính cốt thép cho bản : 3,855 Tm 3,855 Tm 2,57Tm 4,2 m 3. Tính toán nội lưc dầm vòi voi Dầm vòi voi chịu tác dụng của lực va tàu và tựa tàu.Phần trên của dầm vòi voi liên kết với dầm ngang, truyền tải trọng vào dầm ngang và chủ yếu là lực nén nên không cần tính toán mà chỉ tính toán với phần dầm bên dưới như dầm côngxon chịu uốn dưới tác 110 dụng của lực tựa tàu và lực va tàu. F 3.1. - Trường hợp chịu lực tựa tàu : Lực tác dụng lên dầm trong trường hợp tựa là : F = 4,5 T 34 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  35. 35. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST - Thiên về an toàn ta xem như lực này đặt tại đầu dầm, khi đó mô men tại mép ngàm là : M = 4,5 x 1,1 = 4,95 ( Tm ) 3.2. Trường hợp chịu lực va tàu : Lực tác dụng lên dầm là : F = 27 T Thiên về an toàn ta xem như lực này đặt tài mép dầm , khi đó mô men tại mép ngàm là : M = 27 x 1,1 = 29,7 (Tm) Nhận thấy dầm vòi voi chịu mômen trong trường hợp va tàu nguy hiểm hơn trường hợp tựa tàu. Do đó dùng giá trị M = 29,7 (Tm ) và Q = F = 27 ( T ) để tính cốt thép cho dầm vòi voi 4. Kiểm tra ổn định tổng thể 4.1. Xác định các tâm trượt. Giả thiết khối đất phía dưới kết cấu bến trượt theo dạng cung tròn tâm O. Chia khối đất trượt thành các khối phẳng nhỏ bằng các mặt phẳng thẳng đứng 4.2. Phương pháp tính ổn định. Ổ định cầu tàu được đánh giá bằng điều kiện : k = ∑R ∑R g ≥ [k] tr Trong đó : ΣRg : Tổng các lực kháng trượt. ΣRtr : Tổng các lực gây trượt. k : Hệ số ổn định trượt. Thành phần gây trượt : Rtr = Rtd + Rtp . Trong đó: Rtd : Thành phần trượt do khối đất gây ra. Rtp : Thành phần trượt do cọc gây ra. Ở đây tính trượt theo phương pháp mặt trượt cung tròn nên R g và Rtr là các Mômen.Ta có điều kiện : k= ∑M ∑M g tr = ne .n.nd 1.1,25.1,15 = 1,25 = 1,15 m n : hệ số vượt tải n=1,25 với cảng biển ne : hệ số tổ hợp tải trọng ne =1 với tổ hợp cơ bản nd : hệ số điều kiện làm việc mômen trượt nd =1,15 35 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  36. 36. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST m : hệ số điều kiện làm việc mômen giữ m =1,15 Với tâm trượt nguy hiểm nhất ta có : Mtr = R.(Σgi.sinαi + Σwi.zi) Mg = R. [(Σgi.cosαi .tgϕi ) + ΣCi.li + ΣQ] Trong đó : R : Bán kính cung trượt. gi : Tổng trọng lượng của lớp đất thứ i và các cấu kiện công trình trong phạm vi đó. αi : Góc nghiêng với đường nằm ngang của đường tiếp tuyến với cung trượt ở giao điểm cung trượt và đường tác dụng lực gi: αi = arcsin ri R ri : Khoảng cách theo đường nằm ngang từ tâm quay O1 đến đường tác dụng của lực gi. ϕi , Ci : Góc nội ma sát và lực dính của lớp đất thứ i. li : Chiều dài đoạn cung ở đáy cột thứ i . wi = 0 : Áp lực thuỷ động tăng thêm . zi : Khoảng cách của tâm cung trượt đến đường tác dụng gi . Qci : Lực kháng trượt của cọc thứ i: Qci = Với l = 5 m; t z = 4.M c t z .l tn Với : tn - Khoảng cách từ mặt trượt tới chân cọc. 1,25 Mc : Mômen uốn của cọc dưới mặt trượt: M c = (σ p -σ a ).lc .t z 2 8 lc : Chiều dài đoạn thẳng mà trong phạm vi đó áp lực chủ động và áp lực bị động của đất truyền lên cọc: lc = L khi L ≤ 3d ; lc =3 d c khi L>3d Với d c là đường kính cọc ⇒ lc =3.0,8=2,4 (m) σp , σa : Áp lực bị động và áp lực chủ động của lớp đất, được xác định theo công thức sau : σ a = ∑ γ tc .h i .λ a ; σp = ∑γ tc .h i .λ p γ tc : khối lượng thể tích của đất ở trạng thái tự nhiêu hi : chiều dày lớp đất thứ i λa , λ p : hệ số thành phần áp lực ngang của áp lực chủ động và áp lực bị động, phụ thuộc góc ma sát trong của đất 4.3. Xác định tâm trượt nguy hiểm 36 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  37. 37. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Xét tỉ số t 30, 2 = = 2,27 >1 H 13,3 X Y = 0,41 , = 0,53 H H ⇒ Lấy tọa độ ban đầu O1 có ⇒ Tọa độ tâm ban đầu O1 ( x;y) = (5,453; 7,049) Sau đó ta tính thêm 2 điểm O2 (5,453; 5) , O3 ( 7; 7,049) Chia lớp phân tố như hình vẽ . Ta tính ổn định cho 3 tâm trượt O1, O2, O3: a) Kiểm tra ổn định cho tâm trượt O1( 5,453 m ; 7,049 m ) R1=50,91 (m) y O1 O3 O O2 x 1 m= R 2 .5 2 3 4 5 Tổng mômen gây trượt : Tổng mômen giữ : K= 17 6 7 8 18 19 9 10 11 12 13 14 15 16 Mt = 33846 (Tm) Mg = 117246 (Tm ) Mg = 3,46 > Kmin = 1,25 Mt Vậy đảm bảo điều kiên ổn định b) Kiểm tra ổn định trượt với tâm O2 ( 5,453 m; 5 m ) , R= 48,793 m 37 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  38. 38. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST y O1 O O3 O2 x 1 m= R 2 .5 2 3 4 5 17 6 Tổng mômen gây trượt: Tổng mômen giữ: K= 7 8 18 19 9 10 11 12 13 14 15 16 Mt = 33846 ( Tm ) Mg = 112122 ( Tm) Mt 112122 = = 3,31 > Kmin = 1,25 Mg 33846 Vậy đảm bảo điều kiên ổn định c) Kiểm tra ổn định trượt với tâm O3 ( 7; 7,049) có bán kính R= 51,189 m y O1 O3 O O2 x R 1 m= 2.5 2 3 4 5 17 6 7 8 18 19 9 10 11 12 13 14 15 16 Tổng mômen gây trượt: Mt = 41002,3 ( Tm ) Tổng mômen giữ: Mg = 119535,6 ( Tm) Mt 119535,6 K= = = 2,9 > Kmin = 1,25 Mg 41002,3 38 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  39. 39. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Vậy đảm bảo điều kiên ổn định Bảng tính chi tiết ổn định tâm O1, O2, O3 được thể hiện trong phụ lục C V. 1. TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN CẦU TÀU Các đặc trưng vật liệu : Cốt thép nhóm AII : Ra = 2800 kG/cm2 Cốt thép nhóm AI : Rk = 1750 kG/cm2 Bê tông mác 300 : Rn = 130 kG/cm2 ; Rk = 10 kG/cm2 Hệ số γ = 0,9 . 2. Tính cốt thép: 2.1. Tính cốt thép dọc Theo tiêu chuẩn TCVN4116-85, đối với cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật được tính theo công thức : kn .nc .M ≤ mb .Rn .b.x.(h0 − 0,5.x) + ma .Ra.n .F 'a .(h0 − a ')  ma .Fa .Ra − ma .Ra.n .F 'a = mb .Rn .b.x Trong đó : kn – hệ số bảo đảm, với công trình cấp II , kn = 1,25 nc – hệ số tổ hợp tải trọng, với tổ hợp cơ bản nc = 1,0 mb – hệ số điều kiện làm việc của bê tông , mb = 1,15 ma – hệ số điều kiện làm việc của cốt thép , ma = 1,1 Rn, Ra.n – Cường độ chịu nén của bê tông và cốt thép , Rn = 175 KG/cm2 Ra – cường độ chịu kéo của cốt thép: Ra = Ra.n = 2800 KG/cm2 Để đảm bảo điều kiện phá hoại dẻo  α m ≤ α r (ξ ≤ ξr ) Với αm = ξ.(1-0,5. ξ) ; ξ = x/h0 ; αr = ξr.(1-0,5ξr ) 39 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  40. 40. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Bê tông M300 , cốt thép nhóm AII , tra bảng 17 – tiêu chuẩn bê tông cốt thép thuỷ công 4116-85 ta được ξr = 0.6.  αr = 0.6x(1-0.5 x 0.6) = 0.42 Giả thiết đặt cốt thép đơn Fa ,  F’a = 0.Từ công thức (1) ta có : αm = Fa = Hàm lượng cốt thép: µ = 2.2. kn .nc .M mb .Rn .b.h02 kn .nc .M ma .Ra .h0 .(1 − 0.5.ξ ) Fa x100% > µ min = 0.05% bho Tính toán cốt đai, không bó trí cốt xiên Theo “Kết cấu bê tông cốt thép”, điều kiện để không phải tính cốt thép ngang là : kn.nc.Q ≤ mb . Qb với Qb = k1.Rk.b.h0 Nếu kn.nc.Q < mb . Qb Bê tông đủ khả năng chị cắt, cốt đai bố trí theo cấu tạo. Nếu kn.nc.Q > mb . Qb Bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai. Điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt: Qmax < Qbi +Qsw Qbi – Lực kháng cắt của bê tông trên tiết diện nghiêng có hình chiếu Ci Qbi = Mb/ Ci và Mb = 2Rbtbho2 Ci – Hình chiếu trên tiết diện nghiêng: Ci = l- 0,5bc < ϕb 2 ho ϕb 3 Qsw – Lực cắt do cốt đai chịu được trên vết nứt nghiêng có hình chiếu Co ( Với Co= 2ho) Qsw = qswCo 40 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  41. 41. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Tính giá trị qsw theo các hệ số χ = Nếu χ < χ 01 = Nếu χ 01 = Q − Qbi Qbi Qb Co Q χ 01 Lực phân bố cốt đai phải chịu được: qsw = Qb1 2ho Co χ 01 + 1 Qb Co C Q − Qbi < χ < i Lực phân bố cốt đai phải chịu được: qsw = Qb1 2ho Co Co Khoảng cách giữa các lớp cốt đai: + Theo tính toán: stt = Rsw Asw qsw (Với Asw là diện tích một lớp cốt đai) Theo câu tạo: Với dầm h> 45 cm Thì: sct ≤ min (h/3; 50) + Với dầm h ≤ 45 cm Thì: sct ≤ min (h/2; 150) Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai: smax + ϕb 4 Rbt bho2 = Qmax Vậy khoảng cách các đai cần bố trí s = min ( stt; sct; smax ) 2.3. Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt : Theo tiêu chuẩn 4116 – 85, chiều rộng vết nứt aT vuông góc với trục dọc dầm được xác định theo công thức sau : aT = k.C g .η . σa −σ0 .7.(4 − 100 µ ). d Ea (mm) Trong đó : + k : Hệ số kể đến tính chất chịu lực của cấu kiện, với cấu kiện chịu uốn k = 1 + Cg : Hệ số xét đến tính chất của tải trọng tác dụng , với tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời là 1,2. + η : Hệ số kể đến loại thép sử dụng , với cốt thép thanh AII có gờ lấy là 1 + σa : Ứng suất trong cốt thép chịu kéo không kể đến cường độ bê tông vùng chịu kéo của mặt cắt , với cấu kiện chịu uốn thì σa xác định theo công thức : σ a = M Fa . Z 41 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  42. 42. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Z là cánh tay đòn nội lực, theo kết quả tính toán mặt cắt về độ bền: Z = h0 – x/2 x là chiều cao vùng nén của bê tông. Gần đúng có thể lấy: x = ξ . h0 + σ0 : Ứng suất kéo ban đầu trong cốt thép do sự trương nở của bê tông, với kết cấu khô σ0 = 0 + Ea : Mô đun đàn hồi của thép: Ea = 2,1x106 (kG/cm2 ) + µ : Hàm lượng cốt thép trong tiết diện: µ = + d : Đường kính cốt thép Fa x100% bho  Thỏa mãn độ nứt cho phép khi: aT < 0,08 mm - Ta có bảng tính toán sau: + Cốt thép dọc M Cấu kiện Dầm ngang Dầm dọc chân CT Dầm dọc thường Dầm vòi voi Bản (xét dải bản 1m) + (Tm) 82,43 64,72 134.7 141.44 91,22 40,57 29,7 3,855 αm 0,025 0,0196 0,031 0,033 0,0277 0,0123 0,046 0,045 Fa Fa bố trí μ (cm2) (cm2) (%) 23,75 12Ф25 = 58,91 0,41 18,7 10Ф25 = 49,09 0,34 34,08 14Ф25=68,726 0,421 35,8 14Ф25=68,726 0,421 26,25 12Ф25 = 58,91 0,43 11,59 8Ф22= 30,4 0,212 22,78 10Ф25 = 49,09 0,7 6,41 7Ф16 = 14,077 0,56 aT (mm) 0,0736 0,071 0,075 0,0798 0,0775 0,0735 0,0735 0,0696 Cốt thép đai Q Cấu kiện Dầm ngang Dầm dọc chân CT Dầm dọc thường knncQ mbQb Bố trí cốt đai (T) 80,23 125,5 107,46 (T) 100,29 156,88 134,325 (T) 100,64 115 100,64 Ф8a20 cm Ф8a20 cm Ф8a20 cm 42 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  43. 43. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Dầm vòi voi 27 33,75 43,47 Ф8a20 cm VI. THỐNG KÊ VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG 1. Thống kê cấu kiện BẢNG THỐNG KÊ CẤU KIỆN Stt Tên cấu kiện Vật liệu Kích thước Lxbxh hoặc LxDxt(m) SL cấu kiện phân đoạn 1 SL cấu kiện toàn bến 1 Dầm ngang Btct M300# 29,5x1x1,5 9 9x4 = 36 2 Dầm dọc thường Btct M300# 40x1x1,5 4 4x4 = 16 3 Dầm dọc dưới chân cần trục Btct M300# 40x1x1,7 2 2x4 = 8 4 Cọc ống Btct ưst M500# 42x0,8x0,12 54 54x4 = 216 5 Vòi coi Btct M300# 9 9x4 = 36 6 Đệm tàu Δ1000 5 2x5+2x4 =18 7 Bích neo HW 20 2 2x4 = 8 2. Thống kê vật liệu chính. - Thống kê khối lượng bê tông Cấu kiện Một cấu kiện (m3) Một phân đoạn (m3) Toàn bến (m3) Cọc 5,856 316,224 1264,9 Liên kết cọc - dầm 0.5 27 108 43 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  44. 44. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST Dầm ngang 35,4 318,6 1274,4 Dầm dọc thường 48 192 768 Dầm dọc dưới chân cần trục 56 112 448 Bản 354 1416 Vòi voi và dầm tụa tàu 33,5 134 Tường chắn 94 376 Tổng 1447 5788 - Thống kê thép + Khối lượng thép một phân đoạn: 108,178 T + Khối lượng thép toàn bến: 432,712 T Bảng thống kê chi tiết được thể hiện trong bản vẽ 3. Phương pháp thi công. + Cọc ống bê tông cốt thép ứng suất trước: Cọc đường kính D =800 mm M500#, cốt thép căng trước được thi công trong nhà máy với phương pháp quay ly tâm. + Hạ cọc bằng phương pháp đóng kết hợp khoan mồi, tổng chiều dài cọc 42m chia làm hai đoạn, mỗi đoạn dài 21m được hạ vào đất thứ 3 một đoạn 19,5m. + Kết cấu dầm, bản, dầm tựa tàu và vòi voi đổ toàn khối thi công tại chỗ. VII. PHỤ LỤC Phụ lục A : Bảng tính toán ổn định γ1= 1,8 T/m3 ; γ2= 1,62 T/m3 ; γ3= 1,81 T/m3 ; γ4= 1,8 T/m3 - Tâm trượt O1( 5,453 m; 7,049 m ); R1=50,91 (m) Khoảng chia 1 2 S1 S2 S3 27.1 20.3 17.38 35.9 47.4 35 S4 0 0 Pphân bố 6 6 Pcọc 0 0 bdải chia 5 5 gi 143.039 234.763 44 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  45. 45. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 26.9 29 26.8 23.1 19.3 15.6 11.8 9.52 0 0 0 0 0 0 0 0 0 41.3 35 28.8 22.5 16.3 10 0 0 15.5 17 17 17 17 17 17 17 22 tz lc tn F 0 E 1.03 D 2.73 C 4.97 B 7.91 A 11.7 r 48.016 43.016 38.016 33.016 28.016 0 0.82 7 2.18 6 3.97 5 6.32 6 9.37 5 tgφ 0.069927 0.19438 0.466308 0.466308 0.466308 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 24.6 15.25 39.97 58.74 73.24 84.26 92.26 97.54 100.3 100.5 98.31 93.57 86.15 75.78 62 42.25 21.13 0 6 12.38 10.38 10.38 9.875 9.375 6.375 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15.6 15.6 15.6 15.6 15.6 15.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 hi sa sp Mc Qc 0 29.5 29.7 88.9 0 236.16 321.774 331.421 340.655 341.107 336.132 307.637 260.972 269.38 267.848 259.316 245.96 227.294 202.49 166.94 128.924 80.1012 0 2.4 30.5 30.7 91.9 12.6 15.18 2.4 31.2 31.4 94 89.7 41.02 2.4 30.8 31 92.7 293 73.59 2.4 30 30.2 90.4 114.2 2.4 28.3 28.4 85.1 722 149 3 ci 0.2 2.1 0.5 0.5 0.5 li 11 9.4 7.52 6.57 5.99 gcosα*tgφ+cli 5.52569987 44.1431729 77.0075772 117.498657 132.032157 159.2 Qc 0 0 0 0 15.182 gsinα 134.908 198.361 176.348 208.676 182.382 45 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  46. 46. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 23.016 18.016 13.016 8.016 3.016 -1.984 -6.984 -11.984 -16.984 -21.984 -26.984 -31.984 -36.984 -41.984 - 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.19438 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.1 5.61 5.35 5.17 5.08 4.99 5 5.05 5.14 5.3 5.5 5.9 6.43 7.28 10.1 Tổng 144.492014 151.440476 154.117452 144.203089 123.972508 128.020441 126.242734 120.095106 110.773971 98.3487134 83.0157034 63.7778752 44.9533846 30.1195445 1899.78028 41.022 73.59 114.2 159.23 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 403.22 154.007 120.711 85.9377 48.4388 15.4605 -10.498 -36.744 -61.042 -82.054 -98.15 -107.33 -104.88 -93.658 -66.057 664.82 Tâm O2 ( 5,453 m; 5 m ); R= 48,793 m Khoảng chia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 bdải S1 27.053 35.93 26.937 29.03 26.8 23.055 19.3 15.55 11.8 9.52 0 0 0 0 0 S2 20.3 47.37 41.28 35.03 28.78 22.53 16.28 10.03 0 0 15.49 17 17 17 17 S3 17.38 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 S4 0 0 15.25 39.97 58.74 73.24 84.26 92.26 97.54 100.3 100.5 98.31 93.57 86.15 75.78 Pphân bố 6 6 6 12.4 10.4 10.4 9.88 9.38 6.38 0 0 0 0 0 0 Pcọc 0 0 0 15.6 15.6 15.6 15.6 15.6 15.6 0 0 0 0 0 0 chia 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 gi 143.04 234.76 236.16 321.77 331.42 340.65 341.11 336.13 307.64 260.97 269.38 267.85 259.32 245.96 227.29 46 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  47. 47. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 16 17 18 19 0 0 0 0 tn tz F 0 E 1.078 D 2.855 C 5.21 B 8.32 A 12.39 r 48.016 43.016 38.016 33.016 28.016 23.016 18.016 13.016 8.016 3.016 -1.984 -6.984 -11.984 -16.984 -21.984 -26.984 -31.984 17 17 17 21.96 lc 0 0.86 2 2.28 4 4.16 8 6.65 6 9.91 2 tgφ 0.069927 0.19438 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 35 35 35 24.6 62 42.25 21.13 0 hi 0 29.533 2.4 30.542 2.4 31.235 2.4 30.807 2.4 30.043 2.4 28.265 ci 0.2 2.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 li 11.007 9.398 7.523 6.568 5.987 5.605 5.345 5.172 5.078 4.986 5.004 5.048 5.144 5.303 5.502 5.895 6.426 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 5 202.49 166.94 128.92 80.101 sa sp Mc Qc 29.71 4 88.9 0 0 30.72 9 91.9 13.65 15.8 31.42 6 94 97.91 42.9 30.99 6 92.7 321.6 77.2 30.22 7 90.4 799.8 120 28.43 8 85.1 1669 168 gcosα*tgφ+cli 3.97930952 41.2744734 72.7939128 113.762607 129.523061 142.869204 150.493378 153.646942 144.043354 123.95354 128.011978 126.137499 119.789102 110.172068 97.3724025 81.6167821 62.0012097 Q 0 0 0 0 15.82758 42.86925 77.15879 120.1614 168.3521 0 0 0 0 0 0 0 0 gsinα 140.7614 206.9679 183.9991 217.7295 190.2953 160.6892 125.9479 89.66632 50.54041 16.13124 -10.9534 -38.3385 -63.6903 -85.6144 -102.409 -111.983 -109.43 47 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  48. 48. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST -36.984 -41.984 - 0.466308 0.19438 0.5 2.1 7.279 10.149 Tổng 42.8534676 29.246373 1873.54066 0 0 424.3691 -97.7215 -68.9232 693.6652 Tâm O3 ( 7; 7,049); R= 51,189 m Khoảng chia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 F E D C B A bdải S1 27.05 35.93 26.94 29.03 26.8 23.06 19.3 15.55 11.8 9.52 0 0 0 0 0 0 0 0 0 tn tz 0 0 1.19 0.952 3.06 2.448 5.5 4.4 8.66 6.928 12.8 10.2 S2 20.3 47.37 41.28 35.03 28.78 22.53 16.28 10.03 0 0 15.49 17 17 17 17 17 17 17 21.96 lc 0 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 S3 17.38 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 24.6 hi 29.533 30.542 31.235 30.807 30.043 28.265 S4 0 0 15.25 39.97 58.74 73.24 84.26 92.26 97.54 100.27 100.52 98.31 93.57 86.15 75.78 62 42.25 21.13 0 Pphân bố 6 6 6 12.375 10.375 10.375 9.875 9.375 6.375 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 sa 29.71401 30.72919 31.42644 30.99581 30.22713 28.43823 Pcọc 0 0 0 15.6 15.6 15.6 15.6 15.6 15.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 sp 88.86943 91.90567 93.99102 92.7031 90.4041 85.05382 chia 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Mc 0 16.63 112.5 358.4 866.5 1767 gi 143.039 234.763 236.16 321.774 331.421 340.655 341.107 336.132 307.637 260.972 269.38 267.848 259.316 245.96 227.294 202.49 166.94 128.924 80.1012 Qc 0 17.472 45.947 81.454 125.07 173.24 48 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  49. 49. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST r 49.538 44.538 39.538 34.538 29.538 24.538 19.538 14.538 9.538 4.538 -0.462 -5.462 -10.462 -15.462 -20.462 -25.462 -30.462 -35.462 -40.462 tgφ 0.069927 0.19438 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.466308 0.19438 ci 0.2 2.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.1 li 11.007 9.398 7.523 6.568 5.987 5.605 5.345 5.172 5.078 4.986 5.004 5.048 5.144 5.303 5.502 5.895 6.426 7.279 10.149 Tổng gcosα*tgφ+cli 4.72121491 42.2298011 73.7058256 114.029295 129.212225 142.211975 149.691127 152.872533 143.480244 123.707096 128.110747 126.710519 120.940594 111.987202 99.9037464 84.8605258 65.7742315 46.9945216 30.8501329 1891.99356 Q 0 0 0 0 17.472 45.94743 81.45362 125.0718 173.2437 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 443.1886 gsinα 138.4258 204.2605 182.4084 217.1056 191.2423 163.2965 130.1948 95.4635 57.32172 23.13565 -2.43125 -28.5801 -52.999 -74.294 -90.8572 -100.721 -99.3441 -89.3142 -63.3155 800.9985 Phụ lục B : Biểu đồ bao nội lực các cấu kiện MỤC LỤC trang I. SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 49 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  50. 50. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 1. Số liệu tàu thiết kế ….………….………………………………......1 2. Tải trọng hàng hóa, phương tiện, thiết bị………………..………......2 3. Số liệu địa chất công trình……………..………………..………...…2 4. Số liệu khí tượng, hải văn………………..………………...……...…2 II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 1. Xác định các cao trình bến………………………………………......2 2. Xác định chiều dài bến…………………...……………..……….......4 3. Xác định chiều rộng bến …..…………..………………..…………..4 4. Lựa chọn kết cấu bến…..………………...………………...…….......4 III. XÁC ĐỊNH CÁC LOẠI TẢI TRỌNG 1. Tải trọng gió………………………………………………………....5 2. Tải trọng dòng chảy….……………………………………………...5 3. Tải trọng neo tàu..……………………………………………...........6 4. Tải trọng tựa tàu.………………………………………………….…7 5. Tải trọng va tàu.…………………………………………………......8 6. Tải trọng thiết bị…………………………………………………….9 7. Tải trọng bản thân…………………………………………………...9 8. Đưa về bài toán khung phẳng cầu tàu..…………………..………...10 9. Tổ hợp tải trọng..…………………………………………………...17 IV. GIẢI CẦU TÀU 1. Giải nội lực khung ngang cầu tàu..………………………………... 26 2. Giải nội lực bản sàn………………………………………………...30 3. Tính nội lực vòi voi………………………………………………...32 4. Kiểm tra ổn định tổng thể.……………………………………….…33 V. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CẦU TÀU 1. Các đặc trưng vật liệu………………………………………………37 50 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1
  51. 51. ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẢNG BIỂN BẾN CẦU TÀU ĐÀI MỀM HỆ DẦM BẢN TRÊN NỀN CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ƯST 2. Tính toán cốt thép………………………………………………......37 VI. THỐNG KÊ VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG 1. Thống kê cấu kiện ………………………………………………….41 2. Thống vật liệu ………………..…………………………………….41 3. Phương pháp thi công………………………………………………42 VII. PHỤ LỤC 51 TRẦN VĂN HOÀN – MSSV : 648953 – LỚP : 53CB1

×