download
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

download

on

  • 164 views

 

Statistics

Views

Total Views
164
Views on SlideShare
164
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
2
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    download download Document Transcript

    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Më §ÇU KÕt cÊu cÇu tÇu lµ mét lo¹i kÕt cÊu cã rÊt nhiÒu -u ®iÓm, hiÖn nay lo¹i kÕt cÊu nµy ®ang ®-îc sö dông réng r·i ë rÊt nhiÒu n-íc trªn thÕ giíi . Nã thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt yÕu nh- ë viÖt nam, ®Æc biÖt nã cã kÕt cÊu nhÑ, dÔ thi c«ng, chÞu t¶i lín. Nh»m t×m hiÓu kÜ vÒ kÕt cÊu cÇu tÇu, ®Ó ph¸t huy nh÷ng -u ®iÓm vµ h¹n chÕ cña nã trong ®å ¸n m«n häc “ C¶ng BiÓn” nµy em xin tr×nh bµy lo¹i kÕt cÊu ”cÇu tµu cõ tr-íc”. Néi dung cña ®å ¸n gåm cã : Ch-¬ng 1: Sè liÖu ®Çu vµo Ch-¬ng 2: TÝnh to¸n c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n vµ ®Ò xuÊt gi¶i ph¸p kÕt cÊu Ch-¬ng 3: TÝnh to¸n t¶i träng t¸c ®éng lªn bÕn Ch-¬ng 4: Ph©n phèi lùc ngang vµ tæ hîp t¶i träng Ch-¬ng 5: Ph©n tÝch kÕt cÊu bÕn cÇu tµu Ch-¬ng 6: TÝnh to¸n c¸c cÊu kiÖn Ch-¬ng 7: TÝnh to¸n æn ®Þnh bÕn cÇu tµu cõ tr-íc Ch-¬ng 8: Thèng kª vËt liÖu vµ nªu ph-¬ng ph¸p thi c«ng Ch-¬ng 9: KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ Tµi liÖu tham kh¶o Phô lôc tÝnh to¸n Sinh viªn thùc hiÖn : NG¤ XU¢N THI£N NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 1
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ch-¬ng 1 : Sè LIÖU §ÇU VµO Më §ÇU 1.1. Lo¹i kÕt cÊu : CÇu tµu cõ tr-íc 1.2. Sè liÖu ®Þa chÊt B¶ng 1: Sè liÖu ®Þa chÊt TÝnh chÊt Líp h (m) Líp 2 Líp 3 0.70 1.70 12 1.8 4.0 0.50 1.75 16 2.56 - C¸t pha h¹t mÞn lÉn bïn sÐt SÐt pha mµu n©u hång dÎo mÒm SÐt pha dÎo cøng ®Õn nöa cøng Líp 1 §é sÖt B 3.0 M« t¶ líp ®Êt 0.30 1.86 17 3.86 C (t/m3) (®é) (T/m2) 1.3. B¶ng 2 : §Æc tr-ng khÝ t-îng thñy v¨n VËn tèc giã (m/s) VËn tèc ch¶y dßng Däc Ngang Däc 15 2.0 0.4 MNTB (m) (m) (m) Ngang 13 MNTTK (m) (m/s) MNCTK ChiÒu cao sãng +3.5 +0,5 +2,0 0,9 1.4. Sè liÖu tµu thiÕt kÕ B¶ng 1.3: §Æc tr-ng tµu thiÕt kÕ Träng t¶i (DWT) L-îng d·n Lt n-íc (m) (T) 10,000 14,200 142 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Bt T® To (m) (m) (m) 18,5 8,0 2,9 Page 2
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 1.5 T¶i träng hµng hãa thiÕt bÞ -CÊp t¶i träng : CÊp 1, q = 4 T/m2 -ThiÕt bÞ trªn bÕn: CÇn trôc b¸nh lèp,søc n©ng 35T,¸p lùc ch©n lín nhÊt Pmax = 30 T, « t« H30 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 3
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ch-¬ng 2: TÝnh to¸n c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n vµ gi¶I ph¸p kÕt cÊu 2.1. ChiÒu dµi bÕn C«ng thøc x¸c ®Þnh chiÒu dµi bÕn nh- sau: Lb = Lt + d Trong ®ã: Lt : ChÒu dµi tµu tÝnh to¸n, Lt = 142m d : kháang c¸ch dù phßng cho mét bÕn (Theo B¶ng 8 22TCN 207 - 92) Chän d =15 m Lb = 142+ 15 = 157(m). Chän chiÒu dµi bÕn lµm 5 ph©n ®o¹n gåm 4 ph©n ®o¹n dµi 32m vµ 1 ph©n ®o¹n dµi 29m 2.2. ChiÒu s©u tr-íc bÕn H0 = Hct + z4 Trong ®ã: Hct - ChiÒu s©u ch¹y tµu Hct = T + z0 + z1 + z2 + z3 (m) Trong ®ã: T - mín n-íc chë ®Çy hµng, T = 8.0 m Z0 - §é dù phßng do sù nghiªng lÖch tµu do xÕp hµng ho¸ lªn tµu kh«ng ®Òu vµ do hµng ho¸ xª dÞch Z1 - §é dù phßng ch¹y tµu tèi thiÓu tÝnh víi an toµn l¸i tµu Z2 - §é dù phßng do sãng = 0 Z3 - §é dù phßng vÒ tèc ®é tÝnh tíi sù thay ®æi mín n-íc cña tµu khi ch¹y so v¬I khi tµu neo ®Ëu khi n-íc tÜnh Z4 - §é dù phßng do xa båi. C¸c ®é dù phßng z0, z1, z2, z3, z4 ®-îc x¸c ®Þnh cô thÓ trong tiªu chuÈn thiÕt kÕ 22TCN 207- 92 Tra c¸c tiªu chuÈn ®ã ta ®-îc: Z0 = 0,026B = 0,026 x 18.5=0.481 m (b¶ng 6 22TCN 20792) Z1 = 0,06T = 0.06 x 8.0 = 0.48 m (b¶ng 3 22TCN 20792) Z2 = 0 (do sãng nhá) Víi v=2m/s suy ra Z3 = 0.2 m (b¶ng 5 22TCN 207-92) Z4 = 0.5 m ChiÒu s©u thiÕt kÕ lµ: H0 = 8.0 + 0.481 + 0.48 + 0.2 + 0.5 = 9.661 m 2.3. Cao tr×nh ®¸y bÕn CT§B = MNTTK - H0 CT§B = +0.5 - 9.661 = -9.161 m 2.4. X¸c ®Þnh cao tr×nh mÆt bÕn LÊy a = 1 m theo tiªu chuÈn kiÓm tra. CTMB = MNCTK + a NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 4
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN CTMB = +3.5 + 1 = +4.5 m LÊy a=2 theo tiªu chÈn chÝnh. CTMB = MNTB + a CTMB = +2.0 + 2 = +4.5 m Chän CTMB=+4.5 m 2.5. ChiÒu cao tr-íc bÕn H = CTMB - CT§B = +4.5 - (-9.161) = 13.661 m 2.6. ChiÒu réng bÕn: -CÇu tµu cõ tr-íc cã B=Ln víi Ln lµ chiÒu dµi thanh neo. -§èi víi cÇu tµu cõ tr-íc th× thanh neo chÝnh la b¶n dÇm cña bÕn cÇu tµu. VËy chän B=Ln= 21 m 2.7. Gi¶ ®Þnh kÕt cÊu BÕn x©y dùng ®Ó khai th¸c cã träng t¶i tµu lµ 10000 DWT nªn ta lùa chän bÕn liÒn bê. KÕt cÊu bÕn lµ bÕn cÇu tµu ®µi mÒm trªn nÒn cäc vu«ng BTCT kÝch th-íc 40 x 40 cm -Víi chiÒu dµi bÕn lµ 157 m -Toµn bé bÕn ®-îc chia lµm 4 ®o¹n:3 ®o¹n dµi 39m vs 1 do¹n dµi 40 m -C¸c khe lón lµ 50 mm *VËt liÖu phÝa sau t-êng cõ: -§æ mét líp c¸t h¹t th« sau t-êng cõ,cã c¸c th«ng sè ®Þa chÊt sau: =18.5 T/m3 . -V× lµ c¸t rêi nªn cã ®é dÝnh c=0,gãc ma s¸t =300 -NÒn ®Êt ®Ó tù nhiªn *Cäc: -Chän cäc bª t«ng cèt thÐp tiÕt diÖn 40cm x 40cm, bè trÝ cäc xiªn xen kÏ cäc ®øng, ®ãng xuèng líp 3. -Chän b-íc cäc theo ph-¬ng ngang lµ 4 m -Chän b-íc cäc theo ph-¬ng däc lµ 4 m * B¶n: -KÕt cÊu ®µi bÕn lµ hÖ b¶n dÇm BTCT dµy 30cm ®-îc thi c«ng ®æ t¹i chç b»ng bª t«ng m¸c 300 -DÇm ngang:bxh= 60x90 (cm) -DÇm däc : bxh=60x90 (cm) 2.10. MÆt b»ng tæng thÓ: H×nh NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 5
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ch-¬ng 3: tÝnh to¸n t¶i träng t¸c ®éng lªn bÕn 3.1. Giíi thiÖu kh¸i qu¸t vÒ t¶i träng lªn c«ng tr×nh §Ó ®i vµo thiÕt kÕ chi tiÕt kÕt cÊu bÕn ta cÇn ph¶i ph©n tÝch ®-îc nh÷ng lùc nµo t¸c dông lªn c«ng tr×nh. C¸c lùc t¸c dông lªn c«ng tr×nh gåm cã: - T¶i träng b¶n th©n kÕt cÊu - T¶i träng t¸c dông do tµu: lùc neo,cËp tµu - T¶i träng do hµng hãa vµ thiÕt bÞ trªn bÕn 3.2. T¶i träng b¶n th©n Gi¶ thiÕt tÝnh to¸n . bá qua träng l-îng cäc . xÐt 1 d¶i tÝnh to¸n cã bÒ réng b»ng b-íc cäc ph-¬ng däc 4 (m) - T¶I träng b¶n th©n cña b¶n: Qb¶n = k.h .b. bt qb¶n – träng l-îng b¶n th©n cña b¶n h – chiÒu cao cña b¶n b – bÒ réng d¶I tÝnh to¸n k – hÖ sè träng l-îng b¶n th©n qb¶n = 1,1.0,3.4 = 1,32 (T/m) - T¶I träng b¶n th©n do dÇm ngang: Trong ®ã: Trong ®ã: qdÇm ngang=a.t. . bt q dÇm ngang– t¶I träng b¶n th©n dÇm ngang a – bÒ réng dÇm ngang t – kho¶ng c¸ch tõ mÐp d-íi dÇm ngang ®Õn mÐp d-íi cña b¶n qdÇm ngang=0,6.(0,9- 0,3).2,5=0,9 (T/m) - T¶I träng b¶n th©n do dÇm däc: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 6
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN pdÇm däc=(b-a).a.t. bt=(4-0,6).0,6.(0,9-0,3).2,5=3,06 (T/m) -T¶I träng cña vßi voi quy vÒ t¶i träng tËp trung:pvßi voi=5 (T/m) 3.3. T¶i träng do tµu 3.3.1. Th«ng sè tÝnh to¸n a, DiÖn tÝch c¶n n-íc theo ph-¬ng ngang tÇu Al = T.L (m2) TÇu chë ®Çy hµng Al = 8,0.142 = 1136 (m2) TÇu kh«ng hµng: Al =2,9.142 = 411,8 (m2) b, DiÖn tÝch c¶n n-íc theo ph-¬ng däc tÇu At = T.B (m2) TÇu ®Çy hµng: At = 8,0.18,5 = 148 (m2) TÇu kh«ng hµng: At = 2,9.18,5 = 53,65 (m2) c, DiÖn tÝch c¶n giã cña tÇu Theo tiªu chuÈn: 22TCN 222-95 ta cã DiÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng ngang tÇu - TÇu ®Çy hµng: Wq= 1150 (m2) - TÇu kh«ng hµng: Wq= 1980 (m2) DiÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng däc tÇu TÇu ®Çy hµng: Wn = 310 (m2) TÇu kh«ng hµng: Wn = 410(m2) B¶ng 3.1. C¸c ®Æc tr-ng do giã - dßng ch¶y t¸c dông lªn tÇu st t YÕu tè §¬n vÞ Gi¸ trÞ 1 VËn tèc giã theo ph-¬ng ngang tÇu m/s 15 2 VËn tèc giã theo ph-¬ng däc tÇu m/s 13 3 DiÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng ngang khi tÇu ®Çy hµng m2 1150 4 DiÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng ngang khi tÇu kh«ng hµng m2 1980 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 7
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 5 DiÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng däc khi tÇu ®Çy hµng m2 310 6 DiÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng däc khi tÇu kh«ng hµng m2 410 7 VËn tèc dßng ch¶y theo ph-¬ng ngang tÇu m/s 0,4 8 VËn tèc dßng ch¶y theo ph-¬ng däc tÇu m/s 2,0 9 DiÖn tÝch c¶n n-íc theo ph-¬ng ngang khi tÇu ®Çy hµng m2 1136 10 DiÖn tÝch c¶n n-íc theo ph-¬ng ngang khi tÇu kh«ng hµng m2 411,8 11 DiÖn tÝch c¶n n-íc theo ph-¬ng däc khi tÇu ®Çy hµng m2 148 12 DiÖn tÝch c¶n n-íc theo ph-¬ng däc khi tÇu kh«ng hµng m2 53,65 3.3.2. TÝnh to¸n t¶i träng do tµu t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh a, Lùc do giã thæi Wq = 7,36 . 10-5 . Aq . v2q . (t) (h-íng vu«ng gãc tµu) Wn = 4,9 . 10-5 . An . v2n . (t) (h-íng song song tµu) Aq: diÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng vu«ng gãc víi thµnh tµu An : diÖn tÝch c¶n giã theo ph-¬ng song song víi thµnh tµu Tra phô lôc 4,22TCN 222-95 ta cã diÖn tÝch c¶n giã: B¶ng 3.2: DiÖn tÝch c¶n giã cña tµu §Çy hµng Kh«ng hµng Ngang tµu Aq (m2) 1150 1980 Däc tµu An (m2) 310 410 T.chÊt Ph-¬ng vq : vËn tèc giã theo h-íng vu«ng gãc tµu vq =15 (m/s) vn : vËn tèc giã theo h-íng song song tµu Vn = 13 (m/s) NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 8
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN : hÖ sè phô thuéc chiÒu dµi tµu (tra b¶ng 26, 22TCN 22295) , = 0,60 B¶ng 3.3: Lùc t¸c dông vµo tµu do giã thæi §Çy hµng T.chÊt Ph-¬ng Lùc (T) ngang tµu Wq Lùc däc tµu Wn (T) Kh«ng hµng 11,4 19,67 1,54 2,04 b, Lùc do dßng ch¶y Q = 0,059 . Al . vl 2 N (t) = 0,059 . At . vt2 (T) Trong ®ã : Al : diÖn tÝch ch¾n n-íc theo ph-¬ng ngang (m2). At : diÖn tÝch ch¾n n-íc theo ph-¬ng däc tÇu (m2). vl , vt: vËn tèc theo ph-¬ng ngang vµ däc thµnh tÇu vl = 0,4 m/s vt = 2,0 m/s B¶ng 3.4: Lùc t¸c dông vµo tµu do giã thæi §Çy hµng Kh«ng hµng Lùc ngang tµu Qw(T) 10,72 3,89 Lùc däc tµu Nw (T) 34,93 12,66 T.chÊt Ph-¬ng s s n sq NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 ® êng mÐ bÕ p n Page 9
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN c,Lùc neo tµu -Lùc neo ®-îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch ph©n phèi thµnh phÇn vu«ng gãc víi mÐp bÕn , tæng céng lùc do giã vµ do dßng ch¶y t¸c ®éng lªn tµu tÝnh to¸n cho c¸c bÝch neo lµm viÖc trªn bÕn . -Lùc neo S ( KN ) t¸c ®éng lªn mét bÝch neo kh«ng phô thuéc vµo sè l-îng tµu buéc d©y neo vµo bÝch neo ®ã vµ ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : S = Q n.Sin .Cos Trong ®ã : Q: Hîp lùc bao gåm t¸c dông cña giã vµ dßng ch¶y theo ph-¬ng ngang n : Sè bÝch neo lµm viÖc (n =4) tra b¶ng 31- 22TCN22295 , : Gãc nghiªng cña d©y neo lÊy theo b¶ng 32 (TCN222-95 ) - Khi tµu ®Çy hµng: = 30 , = 20 S= - 11, 4 10, 72 = 11,77 (T) 4Sin30.Cos20 Khi tÇu kh«ng hµng: S= = 30 , = 40 19, 67 3,89 = 15,38 (T) 4Sin30.Cos40 So s¸nh 2 kÕt qu¶ ta thÊy tµu đầy hàng cã lùc neo lín h¬n khi neo tµu kh«ng hµng, do ®ã ta chän S = 15,38 (T) ®Ó tÝnh to¸n . Chän lo¹i bÝch neo HW5 ®Ó neo tµu . H×nh chiÕu cña S lªn c¸c ph-¬ng vu«ng gãc víi mÐp bÕn Sq Sq = 19, 67 3,89 Q = = 5,89 (T) 4 n H×nh chiÕu cña S theo ph-¬ng song song víi mÐp bÕn Sn Sn = S.Cos .Cos = 15,38.Cos300.Cos400 =10,2(T) H×nh chiÕu lªn ph-¬ng th¼ng ®øng Sv Sv = S.Sin = 15,38.Sin400 = 9,89 (T) d,T¶i träng do tùa tµu NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 10
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN T¶i träng ph©n bè q (KN/m) do tµu ®ang neo ®Ëu ë bÕn tùa lªn c«ng tr×nh d-íi t¸c ®éng cña giã, dßng ch¶y ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: q = 1,1. Qt ld Trong ®ã: Qt - tæng lùc ngang t¸c ®éng cña giã, dßng ch¶y, (kN). ld - chiÒu dµi ®o¹n tiÕp xóc gi÷a tµu vµ c«ng tr×nh, (m), ld = 86m (ld ®-îc lÊy theo phô lôc 4, 22TCN 222-95 ) VËy ta cã: q = 1,1. =0,48 (T/m) e,T¶i träng va khi cËp bÕn §éng n¨ng cña tµu khi cËp lµ ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : E = . D. 2 . (kJ) 2 Trong ®ã : D = 14200 (T) : L-îng d·n n-íc cña tµu tÝnh to¸n : Thµnh phÇn vËn tèc vu«ng gãc cña tèc ®é cËp tµu.(LÊy theo b¶ng 29 cña tiªu chuÈn 22 TCN 22295) = 0,12 (m/s) : HÖ sè ®éng n¨ng . (LÊy theo b¶ng 30 cña 22 TCN 222-95) = 0,5 => E 14200.0,122 = 0,5 . 2 51,12(kJ ) =5,1(Tm) Chän thiÕt bÞ ®Öm tµu V 1000H,kho¶ng c¸ch c¸c b-íc ®Öm tµu lµ 4.0m ThiÕt bÞ ®Öm tµu cã nh÷ng ®Æc tr-ng c¬ häc sau: - VËt liÖu vµ h×nh d¹ng : cao su h×nh thang rçng - Ph-¬ng ph¸p treo : liªn kÕt cøng - ChiÒu dµi tiªu chuÈn : L = 3,0m - ChiÒu cao tiªu chuÈn : B = 1,0m Tra trong tiªu chuÈn 22TCN222-95 ta ®-îc lùc t¸c dông lªn c«ng tr×nh bÕn lµ : - Lùc va tµu Fq = 90kN=9,0T - Thµnh phÇn lùc va song song víi mÐp bÕn Fn= .Fq = 0,5.9,0 =4,5 (T) 3.4 T¶i träng do hµng ho¸ vµ thiÕt bÞ NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 11
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN -Theo bµi ra th× t¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh bÕn lµ t¶i träng cÊp I,q =4,0 T/m2 -ThiÕt bÞ trªn bÕn lµ: cÇn trôc b¸nh lèp,søc n©ng 35 TÊn,¸p lùc ch©n lín nhÊt P=30 TÊn;¤t« H30 -Tra sæ tay m¸y x©y dung ta chän c¸c lo¹i m¸y sau: B¶ng 5.T¶i träng thiÕt bÞ hµng hãa CÊp t¶i träng khai th¸c trªn bÕn T¶i träng do thiÕt bÞ vµ ph-¬ng tiÖn vËn t¶i ¤ Träng t¶i do hµng ho¸ (KN/m2) q1 q2 q3 H-30 I t« 40 60 100 Theo chiÒu réng bÕn t¶I träng ®-¬c ph©n bè c¸c vïng nhh×nh vÏ: q = 4T/m² 21 m 3.5.¸p lùc ®Êt lªn t-êng cõ: 2.5.1.X¸c ®Þnh hÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng vµ bÞ ®éng: HÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng: 2 0 ai=tg (45 - /2) HÖ sè ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng 2 0 pi=tg (45 + /2) B¶ng 6. x¸c ®Þnh hÖ s« ¸p lùc ®Êt: – Líp ®Êt lÊp Líp 1 Líp 2 Líp 3 (0 ) 30 12 16 17 ai 0,33 0.656 0,568 0,704 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 12
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 3 pi 1.525 1.761 1.42 3.5.2.X¸c ®Þnh biÓu ®å ¸p lùc ®Êt: TÝnh ¸p lùc ®Êt theo tr¹ng th¸i giíi h¹n,®-îc tÝnh nhsau: 3.5.2.1.¸p l-c ®Êt chñ ®éng: -X¸c ®Þnh hÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng: a=tg 2 (450- /2) -X¸c ®Þnh hÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng cã kÓ ®Õn lùc dÝnh: aci=2tg(45 -¸p lùc ®Êt chñ ®éng 0 - /2) tÝnh theo c«ng thøc sau: n i X( i .hi i 1 ) ac .ci i 1 Trong ®ã: - Träng l-îng riªng cña líp ®Êt ph©n tè. i hi - ChiÒu dµy líp ®Êt ph©n tè. c - Lùc dÝnh cña líp ®Êt ph©n tè. ac-HÖ sè thµnh phÇn ngang cña ¸p lùc ®Êt chñ ®éng do lùc dÝnh (tra b¶ng). -X¸c ®Þnh c¸c tung ®é ¸p lùc chñ ®éng: -Víi líp sau cõ lµ líp c¸t nªn gi¸ trÞ c¸c hÖ sè nh- sau: =300 i =1,85 (T/m3) c = 0 (T/m2) -KÕt qu¶ tÝnh ¸p lùc ®Êt chñ ®éng ®-îc m« t¶ trong b¶ng sau: B¶ng 7: ¸p lùc ®Êt chñ ®éng Cao STT tr×nh hi(m) 1 4,5 0 2 2,0 2,5 3 2,0 0 4 0,5 1.5 5 0,5 0 6 -9,16 9,66 i(T/m 3 0 1,85 1,85 1,85 0,85 0,85 ) i 30 30 30 30 30 30 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 i*hi(T/m 0 4,625 4,625 7,4 7,4 15,611 2 ) a 0 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 aci 0 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 Ci(T/m2) 0 0 0 0 0 0 2 pi(T/m ) 0 2.875 2,875 3,8 3,8 6,537 Page 13
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 7 8 9 10 11 12 -9,16 12,16 12,16 16,16 16,16 20,16 0 0,7 12 15,611 0,656 1,62 1,8 9,945 3 0,7 12 17,711 0,656 1,62 1,8 11,322 0 0,75 16 17,711 0.568 1,507 2,56 8,47 4 0,75 16 20,711 0,568 1,507 2,56 10,174 0 0,86 17 20,711 0,548 1,48 3,86 7,818 4 0,86 17 24,151 0,548 1,48 3,86 9,701 3.5.2.2.¸p l-c ®Êt bị ®éng: C«ng thøc x¸c ®Þnh: p= pi.( i.hi+q)+ pci.ci Trong ®ã: - pci=2.tg(45 0 + /2) ,,hi,q,ci nh- ë ¸p lùc ®Êt chñ ®éng. pi=tg 2 (450+ /2) -¸p lùc chñ ®éng ta chØ cÇn tÝnh tõ cao tr×nh ®¸y bÕn trë xuèng. KÕt qu¶ ®-îc thÓ hiÖn d-íi b¶ng sau: B¶ng 8.¸p lùc ®Êt bÞ ®éng STT 1 2 2 3 3 4 Cao tr×nh hi (m) ∑hi*Ɣi -9.16 12.16 12.16 16.16 16.16 20.16 0 3 0 2.1 2.46 2.46 1,8 1.8 1.52 1.52 12 12 0.7 0.7 0 2.1 2.65 2.56 1.76 16 0.75 10.48 4 5.1 2.65 2.56 1.76 16 0.75 15.76 0 5.1 2.51 3.86 1.82 17 0.86 18.97 4 8.54 2.51 3.86 1.82 17 0.86 25.23 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 pc C i p 0 2 i( ) T/m p T/m 0 7.62 Page 14
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 3.5.2.3.X¸c ®Þnh chiÒu s©u ch«n cõ b»ng ph-¬ng ph¸p ®å gi¶i Tõ b¶ng trªn ta x¸c ®Þnh ®-îc biÓu ®å ¸p lùc ®Êt lªn t-êng cõ: - Gi¶ sö chän chiÒu dµi cõ lµ 20m. - Chän mùc n-íc thÊp thiÕt kÕ lsmf mùc n-íc tÝnh to¸n ¸p lùc ®Êt lªn t-êng cõ. - KÕt qu¶ tÝnh to¸n ¸p lùc ®Êt lªn t-êng cõ ®-îc thÓ hiÓn ë b¶ng 7 vs8. - Gi¶I cõ b»ng ph-¬ng ph¸p ®å gi¶I ®-îc thÓ hiªn nhh×nh vÏ. C¸c b-íc c¬ b¶n cña ph-¬ng ph¸p ®å gi¶i: - x©y dùng biÓu ®å ¸p lùc ®Êt - quy ®æi ¸p lùc ®Êt vÒ lùc tËp trung - VÏ c¸c ®-êng song song víi c¸c ®-êng th¼ng nèi t©m O t-¬ng øng ë ®a gi¸c lùc  §a gi¸c d©y Tõ ®a gi¸c d©y vµ ®-êng nèi khÐp kÝn cña ®a gi¸c d©y ta x¸c ®Þnh ®-îc chiÒu s©u ch«n cõ tÝnh to¸n. Tp=t0 + t (1,1 1,2).t0 theo (22TCN207-92) Trong ®ã: t0-chiÒu s©u ch«n cõ tÝnh theo ®å gi¶I,tÝnh tõ mÆt ph¼ng ngang ®Õn giao ®iÓm cña ®-êng khÐp kÝn víi ®a gi¸c d©y. T0=10,631m Ta cã : tp= 1,1t0 = 1,1.10,631 = 11,69 m 11,7m Tæng chiÒu dµi cõ lµ: Lcõ = tp + H0 = 10,6 + 8,86 = 19,46 m. Chän chiÒu dµi cõ lµ 19,5m vËy ta tiÕn hµnh c¾t chiÒu dµi cõ chän ban ®Çu lµ 0,5m. H0:lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt ngang ®Õn ®iÓm neo cõ. Theo ph-¬ng ph¸p då gi¶I : - Momen lín nhÊt cña cõ lµ: Mcõ (max)= ymax. = 2,56.20=51,2 (T.m) ymax=y1=y2=2,56 (T) :tung ®é max cña ®a gi¸c d©y. = 20m :täa ®é c-c cña ®a gi¸c lùc. -Chän cõ larsesen IV cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau: + KÝch thíc:B= 420 mm ;h=220 mm +M«mem kh¸ng uèn tiÕt diÖn :W=4200 cm3 +ChiÒu dµy bông d=22 mm, chiÒu dµy thµnh t=14mm +Momen quan tinh cña tiÕt diÖn J=92400 cm4 +DiÖn tÝch tiÕt diÖn F=420cm2 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 15
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ch-¬ng 4: PH¢N PHèI LùC NGANG Vµ Tæ hîp t¶I träng 4.1. X¸c ®Þnh s¬ bé chiÒu dµi tÝnh to¸n cña cäc. S¬ ®å tÝnh to¸n chiÒu dµi cäc tÝnh to¸n s¬ bé. NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 16
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 1000 4910 3500 6660 3500 8410 3500 10160 3500 11196 3500 12702 13660 2500 ChiÒu dµi tÝnh to¸n cäc ®-îc x¸c ®Þnh nh- sau: Ltt=l0+ .d Trong ®ã: L0-chiÒu dµi tù do cña cäc -hÖ sè kinh nghiÖm ë ®©y ta chän: =7 §-êng kÝnh cña cäc d=0,4m b¶ng 9: sè liÖu x¸c ®Þnh chiÒu dµi tÝnh to¸n s¬ bé cña cäc nh- sau: Hµng cäc L0,(m) Ltt,(m) A 13,66 16,46 B 16,46 13,66 C1 12,54 15,34 C2 11,34 14,14 D 10,16 12,96 E 8,41 11,21 F 6,66 9,46 G 4,91 7,71 ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cõ lÊy t¹i ®iÓm cã momen lín nhÊt: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 17
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ltt cõ=8,0m 4.2. Gi¶I bµi to¸n ph©n phèi lùc ngang 4.2.1. X¸c ®Þnh ph¶n lùc ®¬n vÞ Hµng cäc xiªn trôc C : H Trong ®ã: 1 đứng 7,120 , 2: C iy Sin2 K1Cos 2 2 1 2 K 2Cos 2 1 Góc nghiêng của cọc so với phương thẳng = 1 2 = arctg (1/8 ) = - K1 , K2 : Hệ số lún đàn hồi được xác định theo công thức: K1 = lo1 / EF + 1/ η R K2 = lo1 / EF + 1/ η R E: Mô đun đàn hồi của vật liệu làm cọc F : Là tiết diện cọc η : hệ số, η =( 350 ÷500 )m-1 . Chọn η =400 m-1 lo : Chiều dài tự do của cọc ( m ) R : Sức chịu tải cho phép của cọc. => K1 = K2 12,54 1 = 5,01.10-5 6 2,9.10 .0,16 400.108,5 11,34 1 = = 4,75.10-6 6 2,9.10 .0,16 400.108,5 Sin2 (2.7,12 )/[5,01.10-5 .Cos2(7,12)+ 4,75.10-5 .Cos2(7,12)]=405,69 (T/m) H C iy H C ix = 12.EJ 12.EJ 12.2,9.106.0,00213 12.2,9.106.0,00213 + = + = 88,42 (T/m) (ltt1C )3 (ltt2C )3 12,543 11,343 0, 44 Với J = 12 21,333.10 4 ( m4 ) Ta coi cừ đóng vai trò như cọc,khi đó ta quy đổi EJcừ EJcọc EIcõ = [10x21.106x880.10-6(180.10-3)/2] = 16632 (T.m2) Với a là khoảng cách của 1 nhịp cọ theo phương dọc bến Hàng cọc đứng trục A: A A Hix = Hiy = 12.EJ 12.16632 = = 44,75(T/m) (ltt A )3 16, 463 Hàng cọc đứng trục B: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 18
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN B B Hix = Hiy = 12.EJ 12.2,9.106.21,3.10-4 = = 16,62(T/m) (ltt B )3 16,463 Hàng cọc đứng trục D: D D Hix = Hiy = 12.EJ 12.2,9.106.21,3.10-4 = = 34,05(T/m) (ltt D )3 12,963 Hàng cọc đứng trục E: E E Hiy =Hiy = 12.EJ 12.2,9.106.21,3.10-4 = =52,62(T/m) (ltt E )3 11, 213 Hàng cọc đứng trục F: F F Hiy =Hiy = 12.EJ 12.2,9.106.21,3.10-4 = =87,56(T/m) (ltt F )3 9, 463 Hàng cọc đứng trục G: G Hiy =Hiy G 12.EJ 12.2,9.106.21,3.10-4 = G 3= =161,73(T/m) (ltt ) 7, 713 b¶ng 10: Tæng ph¶n lùc do chuyÓn vÞ ngang ®¬n vÞ cña c¸c cäc theo ph-¬ng x,y Trôc A B C D E F G 44,75 16,62 88,42 34,05 52,62 87,56 161,73 H ix 44,75 16,62 405,69 34,05 52,62 87,56 161,73 H iy 4.2.2. X¸c ®Þnh täa ®é t©m ®µn håi xc = yc Hiy .x i 16,62.4,0 88, 42.8,0 34,05.12,0 52,62.16,0 87,56.20 161,73.24,0 18,0(m) 16,62 88, 42 34,05 52,62 87,56 161,73 Hiy H ix . yi H ix 16,62.2,5 88, 42.6,0 34,05.8,5 52,62.11,0 87,56.13,5 161,73.16 11,05(m) 16,62 88, 42 34,05 52,62 87,56 161,73 VËy vÞ trÝ t©m ®µn håi ë vÞ trÝ C(18,0;11,05) so víi hÖ trôc täa ®ä chän nh- h×nh vÏ: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 19
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Y Y X C(18;11,05) X O H×nh 4.1: S¬ ®å x¸c ®Þnh t©m ®µn håi 4.3. X¸c ®Þnh lùc ngang lªn ®Çu cäc 4.3.1. Ph©n bè lùc ngang cho lùc tùa tµu T¶i träng tùa tµu cã d¹ng ph©n bè ®Òu trªn ®o¹n chiÒu dµi tiÕp xóc gi÷a th©n tµu vµ bÕn. XÐt cho 1 ph©n ®o¹n bÕn th× t¶I träng tùa tµu cã d¹ng ph©n bè ®Òu toµn bé chiÒu dµi ph©n ®o¹n bÕn ®ã.Do ®ã ta tÝnh lùc tùa cña tµu lªn mét b-íc cäc . Lùc tùa theo ph-¬ng X=p Lùc tùa theo ph-¬ng Y =q.a= 0,48 .4=1,92 T/m Trong ®ã: - q – Lùc tùa tµu. - a – B-íc cäc theo ph-¬ng däc bÕn 4.3.2. Ph©n bè lùc ngang cho lùc neo Lùc neo tµu t¸c ®éng lªn tong ph©n ®o¹n cña cÇu tµu th«ng qua lùc c¨ng d©y neo.Thµnh phÇn lùc ngang cña d©y neo lµ:Sq vµ Sn ®· tÝnh to¸n ë trªn.Trong hai tr-êng hîp tµu ®Çy hµng vµ tµu kh«ng hµng th× tr-êng hîp tµu ®Çy hµng cã t¶I träng neo lín h¬n do ®ã lÊy t¶I träng neo ®Ó tÝnh to¸n. XÐt hai tr-êng hîp neo tµu sau: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 20
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Y X C(18;11,05) 10,2 T 10,2 T 5,89 T 5,89 T ChuyÓn lùc neo vÒ t©m ®µn håi: X=2.Sn=2.10,2=20,4 T Y=-2.Sq=-2.5,89=11,78T M0=-10,2.(11,05+1,5).2 – 5,89.18 + 5,89.6 =-326,7 T.m C¸c thµnh phÇn chuyÓn vÞ: M0 Hix .y 2 i Hiy .x y = 2,7.10-4(rad) Hix)= 4,19 x 10-3(m). = ( X / x 2 i = ( Y / Hiy) = -1,46x 10-3 (m). Lùc ngang ph©n bè theo c¶ 2 ph-¬ng ®-îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c biÓu thøc: Hix = Hix .( x Hiy = Hiy .( cho cäc bÊt k× thø I ± y i' . ). y ± x i' . ). Trong ®ã:xi,yi lµ täa ®é cña cäc thø I ®èi víi hÖ täa ®é míi cã gèc täa ®é ®Æt t¹i t©m ®µn håi C: B¶ng ph©n bè lùc neo tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph-¬ng X STT 1 2 3 4 HAix HBix HCix HDix HEix HFix HGix Tổng 0,33913 0,11922 0,55072 0,17990 0,22829 0,29713 0,39599 2,11041 8 4 4 3 2 5 6 1 0,33913 0,11922 0,55072 0,17990 0,22829 0,29713 0,39599 2,11041 8 4 4 3 2 5 6 1 0,33913 0,11922 0,55072 0,17990 0,22829 0,29713 0,39599 2,11041 8 4 4 3 2 5 6 1 0,33913 0,11922 0,55072 0,17990 0,22829 0,29713 0,39599 2,11041 8 4 4 3 2 5 6 1 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 21
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 5 6 7 8 9 10 0,33913 8 0,33913 8 0,33913 8 0,33913 8 0,33913 8 0,33913 8 0,11922 4 0,11922 4 0,11922 4 0,11922 4 0,11922 4 0,11922 4 0,55072 4 0,55072 4 0,55072 4 0,55072 4 0,55072 4 0,55072 4 0,17990 3 0,17990 3 0,17990 3 0,17990 3 0,17990 3 0,17990 3 0,22829 2 0,22829 2 0,22829 2 0,22829 2 0,22829 2 0,22829 2 Tổng Sai số = (21,104-20,4)/21,104 . 100%=3,34% 0,29713 5 0,29713 5 0,29713 5 0,29713 5 0,29713 5 0,29713 5 0,39599 6 0,39599 6 0,39599 6 0,39599 6 0,39599 6 0,39599 6 2,11041 1 2,11041 1 2,11041 1 2,11041 1 2,11041 1 2,11041 1 21,1041 1 B¶ng ph©n bè lùc neo tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph-¬ng Y STT HAiy HBiy HCiy HDiy 1 0,15215 0,056508 1,379346 2 0,10382 0,038558 0,941201 0,078996 3 0,05549 0,020609 0,503056 0,042222 4 0,00716 0,002659 0,06491 0,005448 0,04117 -0,01529 -0,37323 -0,03133 5 6 7 8 9 10 -0,0895 0,13783 0,18616 0,23449 0,28282 -0,03324 -0,81138 0,11577 -0,0681 -0,05119 -1,24953 -0,10487 -0,06914 -1,68767 -0,14165 -0,08709 -2,12582 -0,17842 -0,10504 -2,56396 -0,2152 Tổng HEiy HFiy HGiy Tổng 0,29770 0,54988 2,73026 0,178908 4 2 8 0,20313 0,37521 1,86300 0,122078 9 4 6 0,10857 0,20054 0,99574 0,065249 4 5 5 0,02587 0,12848 0,008419 0,01401 7 3 -0,04841 0,08056 0,14879 0,73878 -0,10524 0,17512 0,32346 1,60604 -0,16207 0,26968 0,49813 -2,4733 -0,2189 0,36425 -0,6728 3,34056 -0,27573 0,45881 0,84747 4,20782 -0,33256 0,55338 1,02213 5,07509 11,7241 Sai số = (11,7811,724)/11,78.100%=0,47% 4.3.2. Ph©n bè lùc ngang cho lùc va Ta cã t¶I träng va tµu bao gåm 2 thµnh phÇn ®· ®-îc tÝnh ë trªn lµ -Thµnh phÇn vu«ng gãc víi tuyÕn mÐp bÕn : Fq = 9 (T) NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 22
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN -Thµnh phÇn vsong song víi tuyÕn mÐp bÕn : Fn =4,5 (T) S¬ ®å ph©n phèi lùc va tµu lªn c¸c ®Çu cäc cña ph©n ®o¹n bÕn nh- trªn h×nh vÏ: Y X C(18;11,05) 4,5 T 10T ChuyÓn c¸c thµnh phÇn lùc vÒ t©m ®µn håi ta cã: X = Fn = -4,5T Y = Fq = 10T M0 = 4,5.(11,05 + 2,5) + 10.18= 240,975 T.m C¸c thµnh phÇn chuyÓn vÞ: M0 Hix .y x y = = 2 i X Hix Y Hix Hix .x i2 = 2,0 . 10-4(rad) = 9,26 . 10-4 (m) = 1,25.10-3 (m). Lùc ngang ph©n bè theo ca 2 ph-¬ng cho cäc bÊt k× thø I dduocj x¸c ®Þnh b»ng c¸c biÓu thøc: Hix = Hix .( x ± y i' . ). Hiy = Hiy .( y ± x i' . ). Trong ®ã: xi,yilµ täa ®é cäc thø I ®èi víi hÖ täa ®é míi cã gèc täa ®é ®Æt t¹i t©m ®µn håi C. B¶ng ph©n bè lùc va tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph-¬ng X STT 1 HAix HBix HCix HDix HEix HFix HGix 0,15376 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,0294 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Tổng - 0,468 Page 23
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 0,15376 1 0,05212 0,215391 0,059111 0,054514 Tổng Sai sô =(4,684,5)/4,68.100%=3,8% 2 0,0294 2 0,0294 2 0,0294 2 0,0294 2 0,0294 2 0,0294 2 0,0294 2 0,0294 2 0,0294 2 0,05887 0,05887 0,05887 0,05887 0,05887 0,05887 0,05887 0,05887 0,05887 0,05887 0,468 0,468 0,468 0,468 0,468 0,468 0,468 0,468 0,468 4,68 B¶ng ph©n bè lùc va tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph-¬ng Y STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 HAiy HBiy HCiy HDiy HEiy HFiy HGiy Tổng 0,10516 0,20576 0,38006 3 0,039057 0,953372 0,080018 0,123657 6 6 1,89 0,06936 0,13571 0,25068 3 0,025761 0,62882 0,052778 0,081561 8 2 1,24 0,03356 0,12129 3 0,012465 0,304268 0,025538 0,039465 0,06567 8 0,60 0,00224 -0,00083 -0,02028 -0,0017 -0,00263 0,00438 0,00809 -0,04 0,03804 -0,01413 -0,34484 -0,02894 -0,04473 0,07443 0,13747 -0,68 0,07384 -0,02742 -0,66939 -0,05618 -0,08682 0,14447 0,26685 -1,32 0,10964 -0,04072 -0,99394 -0,08342 -0,12892 0,21452 0,39624 -1,97 0,14544 -0,05402 -1,31849 -0,11066 -0,17102 0,28457 0,52562 -2,61 0,18124 -0,06731 -1,64304 -0,1379 -0,21311 0,35462 0,65501 -3,25 0,21704 -0,08061 -1,9676 -0,16514 -0,25521 0,42467 0,78439 -3,89 Tổng -10,04 Sai sô=(10,0410,0)/10,04.100%=0,398% NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 24
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 4.4. Tæng hîp lùc ngang t¸c dông lªn c¸c khung däc vµ khung ngang cña cÇu tµu Tæng lùc ngang t¸c dông lªn khung ngang vµ khung däc theo ph-¬ng x vs y Hàng cọc 1 Phương X Lực Lực neo va 2.1104 0.468 Phương Y Lực tựa 0 Tổng 2.578 Lực neo 2.7303 Lực neo 2.7303 Lực tựa 1.92 Tổng 7.381 2 2.1104 0.468 0 2.578 1.8630 1.8630 1.92 5.646 3 2.1104 0.468 0 2.578 0.9957 0.9957 1.92 3.911 4 2.1104 0.468 0 2.578 0.1285 1.92 2.177 5 2.1104 0.468 0 2.578 -0.7388 1.92 0.442 6 2.1104 0.468 0 2.578 -1.6060 1.92 -1.292 7 2.1104 0.468 0 2.578 -2.4733 1.92 -3.027 8 2.1104 0.468 0 2.578 -3.3406 1.92 -4.761 9 2.1104 0.468 0 2.578 -4.2078 1.92 -6.496 10 2.1104 0.468 0 2.578 0.1285 0.7388 1.6060 2.4733 3.3406 4.2078 5.0751 -5.0751 1.92 -8.230 KÕt luËn:khung sè 10 lµ khung nguy hiÓm nhÊt. 4.5. Tæ hîp t¶i träng 4.5.1. C¸c ph-¬ng ¸n t¶i träng T¶I träng t¸c dông lªn bÕn bao gåm: - T¶I träng th-êng xuyªn:T¶I träng b¶n th©n c«ng tr×nh vµ lùc neo cõ. - T¶I träng t¹m thêi dµi h¹n:T¶I träng hµng hãa vµ thiÕt bÞ c«ng nghÑ trªn bªn. - T¶I träng t¹m têi ng¾n h¹n:t¶I träng neo tµu,t¶I träng va tµu,t¶I träng tùa tµu. Tæ hîp t¶I träng bo gåm tæ hîp c¬ b¶n vµ t¶I träng ®Æc biÖt.Tuy nhiªn trong ph¹m vi ®å ¸n chØ xÐt ®Õn tæ îp t¶I träng c¬ b¶n. C¸c tæ hîp t¶I träng ®-îc tr×nh bµy trong b¶ng sau: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 25
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Tổ hợp 1 Tổ hợp 2 Tổ hợp 3 Tải trọng bản thân(bản, dầm dọc, dầm ngang,vòi voi) X X X Tải trọng hàng hoá, thiết bị công nghệ X X X Tải trọng do neo cừ X X X Tải trọng neo tàu X Các loại tải trọng X Tải trọng va tàu X Tải trọng tựa tàu 4.5.2. C¸c tæ hîp t¶I träng a) Tæ hîp 1 2500 Pvv = 5,0 T 3500 3500 3500 3500 3500 1000 Pdd= 3,06 T/m Phh= 4 T/m Qdn= 0,9 T/m Qb?n= 1,32 T/m Pneo tàu = 5,08 T b, Tæ hîp 2 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 26
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 2500 3500 3500 3500 3500 3500 1000 Pdd= 3,06 T/m Pvv = 5,0 T Phh= 4 T/m Qdn= 0,9 T/m Qb?n= 1,32 T/m Pva tàu = 3,89 T c, Tæ hîp 3 2500 Pvv = 5,0 T 3500 3500 3500 3500 3500 1000 Pdd= 3,06 T/m Phh= 4 T/m Qdn= 0,9 T/m Qb?n= 1,32 T/m Pt? a tàu = 1,92 T NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 27
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ch-¬ng 5 : PH¢N TÝCH KÕT CÊU 5.1. Tãm t¾t ph-¬ng ph¸p tÝnh Gi¶I theo ph-¬ng ph¸p Antonov: - Víi gi¶ thiÕt cäc ®Òu lµ cÊu kiÖn mÒm,chuyÓn vÞ ngang cña c¸c nót lµ nh- nhau.Atonov dùa vµo quy luËt ph©n bè momen, viÕt hÖ ph-¬ng tr×nh chÝnh t¾c cho mét s¬ ®å ph¶ng bÊt k× mµ hÖ c¬ b¶n.NÕu hÖ cã nót th× sÏ cã n=m+1 hÖ ph-¬ng tr×nh chÝnh t¾c cã n Èn s« 1 , 2 ,… m, n. 7 5 6 3 4 2 1 8 5.2. HÖ bÊt ph-¬ng tr×nh chÝnh t¾c HÖ ph-¬ng tr×nh gåm 8 Èn sè: 1 , 2 , 3 , 4 , c¸c chuyÓn vÞ th¼ng ®øng. 8 : Lµ chuyÓn ngang. HÖ ph-¬ng tr×nh chÝnh t¾c: 5 , + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + = 0 + + + + + + + = 0 + + + + + + + = 0 + + + + + + + :Lµ = 0 + 7 = 0 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 = 0 Page 28
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN + + + + + + + = 0 + + + + + + + = 0 PhÇn tö Mmax (Tm) Mmin (Tm) Qmax (T) Qmin (T) Nmax (T) Nmin (T) DÇm ngang 11,63 22,08 34,25 -28,49 -8,82 -37,17 cäc 13,29 12,85 -5,32 -5,32 -25,61 116,45 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 29
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ch-¬ng 6 : TÝNH TO¸N CÊU KIÖN CÇU TµU 6.1. Cäc 6.1.1. TÝnh to¸n chiÒu dµi cäc a. Søc chÞu t¶I cña cäc tÝnh theo ®Êt nÒn §-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Pđ Pgh Fs Trong ®ã:Fs =1,4 (víi cäc chÞu nÐn) Pgh = m.( 1.Ra.Fc + 2. ui. i.li) Trong ®ã: m:hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc,lÊy m=1. 1, 2HÖ s« ¶nh h-ëng cña ph-¬ng ph¸p h¹ cäc. ë ®©y dïng phuong ph¸p ®ãng Ðp cäc nªn lÊy: 1 = 2 = 1. Ri : Søc kh¸ng ®Çu mòi cña líp ®Êt thø I ngay mòi cäc. Fc,ui :DiÖn tÝch vµ chu vi tiÕt diÖn cäc, Fc = 0,16 (m2) , ui = 1,6(m). : C-êng ®é ma s¸t thµnh bªn cña líp ®Êt thø I víi bÒ mÆt xung quanh cäc.(dùa vµo ®é sÖt vµ chiÒu s©u ch«n cäc) i Gi¶ thiÕt cäc ®ãng vµo líp ®Êt 3.chiÒu s©u cäc chän lµ 22m,chia lµm 2 ®o¹n .Cao tr×nh mòi cäc lµ 19,4m.NhËn thÊy cäc mÐp bÕn cã chiÒu c¾m trong ®¸t lµ nhá nhÊt nªn ta dïng ta dïng ®Ó tÝnh to¸n søc chÞu t¶I cña cäc. ∑ ui. ili = 3.1,5.1,6+4.3.1,6+4,5.8.1,6 =84  Pgh = 1 x ( 1 x 0.16 x 600 + 1 x 84) = 180 P®= (Pgh/Fs) = 180/1,4 = 128,57 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 (T) (T) > Nmin = 116,45 T Page 30
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN b. TÝnh to¸n cäc trong qu¸ tr×nh thi c«ng. Cäc chiÒu dµi 22 m ,chia lµm 2 ®o¹n cäc mçi ®o¹n 12m Cäc trong qu¸ tr×n cÈu l¾p 1 mãc cÈu: p a S¬ ®å lµm viÖc cña cäc trong qu¸ tr×nh cÈu l¾p cã thÓ xem lµ dÇm ®¬n gi¶n cã gèi tùa t¹i ®iÓm mãc cÈu vµ ®iÓm tiÕp xóc víi mÆt ®Êt. q a m1 m1 §iÓm ®Æt mãc cÈu ®-îc x¸c ®Þnh sao cho momen d-¬ng lín nh¸t t¹i gi÷a nhÞp b»ng trÞ sè momen ©m t¹i gèi trong qu¸ tr×nh cÈu l¾p. a = 0,294.L =0,292.12=3,504 m T¶I träng t¸c dông lªn cäc lµ t¶I träng b¶n th©n cäc cã d¹ng ph©n bè ®Òu trªn chiÒu dµi ®o¹n cäc.Gi¸ trÞ t¶I träng nµy ®-îc x¸c ®Þnh nh- sau: q = n . . Fc = 1,5 . 2,5 . 0,42 = 0,6 (T/m). Khi ®ã momen lín nhÊt trªn chiÒu dµi ®o¹n cäc lµ: M1 = q. a 2 2 0, 6.3,504 2 2 3, 68 Tm Lùc c¾t lín nhÊt :Q1.max= q.a = 0,6 . 3,504 = 2,102 (T) Tr-êng hîp cÈu l¾p 2 mãc cÈu vµ vÉn chuyÓn cäc: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 31
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN p b b S¬ ®å lµm viÖc cña cäc trong qu¸ t×nh vËn chuyÓn cäc cã thÓ xem lµ dÇm ®¬n gi¶n cã gèi tùa t¹i 2 ®Çu ®iÓm mãc. q b m2 m2 §iªm ®Æt mãc cÈu ®-îc x¸c ®Þnh sao cho momen d-¬ng lín nhÊt t¹i gi÷a nhÞp b»ng trÞ s« momen ©m lín nhÊt t¹i gèi trong qu¸ tr×nh cÇu l¾p. b = 0.207xL = 0.207x12 = 2,484 (m). Khi momen lín nhÊ trªn chiÒu dµi cäc lµ : M2 = q. a 2 2 0, 6.2, 4842 2 1,85 T .m Lùc c¾t lín nhÊt : Q2.max = q.b =0,6.2,484 =1,49 (T). NhËn they M1 > M2 Néi lùc trong cäc t-¬ng øng víi tr-êng hîp cÈu l¾p 1 mãc cÈu nguy hiÓm h¬n,dïng gi¸ trÞ néi lùc nµy ®Ó tÝnh to¸n trong qu¸ tr×nh thi c«ng. Néi lùc tÝnh to¸n: Mmax = M1 = 3,68 (T.m) NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 32
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Qmax = Q1 = 2,102 (T) Néi lùc trong qu¸ tr×nh sö dông: Mmax Qmax = 13,19 (Tm) = 5,32 (T) LÊy néi lùc trong qu¸ tr×nh khai th¸c ®Ó tÝnh to¸n cèt thÐp. TÝnh to¸n cèt thÐp cho c¸c cÊu kiÖn Chän : Kn - hÖ sè ®¶m b¶o, kn =1,25 Nc – hÖ sè tæ hîp t¶I träng,víi tæ hîp c¬ b¶n nc= 1,0 Mb – hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña bª t«ng,mb = 1,15 Rs – c-êng ®é chÞu kÐo cña cèt thÐp , Rs = 2800 KG/cm2 Rb-c-êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng vµ cèt thÐp,Rb = 170 KG/cm2 6.1.2 TÝnh to¸n cèt thÐp cäc 6.1.2.1 TÝnh cèt thÐp däc - Cäc vu«ng cã kÝch th-íc 40 x 40 (cm) - Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cèt thÐp ®Õn mÐp tiÕt diÖn lµ : a = 5cm.  H0 =40-5=35cm Gi¶ thiÕt chiÒu dµy líp b¶o vÖ a0 = 5cm viÖc cña cäc: chiÒu cao lµm h0=40-5=35cm CÊu kiÖn chÕ t¹o tõ BTCT mac 350,cèt thÐp AII vµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc Ta cã: R = 0,65 ; =0,9 R = 0,414 = NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 = 0,17< = 0,414 Page 33
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ta cã : = 0,5. = 0,5. = 0,9 = 2(1-0,9) = 0,2 DiÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt lµ : = = = 18,69 (cm2) Chän 8 22 cho toµn bé tiÕt diÖn cäc: Fa=30.411 cm2 HÇm l-îng cèt thÐp : : = Fa bh0 30, 411 100% = 2,17 % > 40 35 min = 0.05% KiÓm tra sù h×nh thµnh vµ më réng vÕt nøt ChiÒu réng vÕt nøt aT vu«ng gãc víi trôc dÇm ®-îc x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn nh- sau: = k. .7. Trong ®ã: k: hÖ sè kÓ ®Õn tÝnh chÊt chÞu lùc cña cÊu kiÖn víi dÇm ngang chÞu uèn k=1 : hÖ sè kÓ ®Õn lo¹i cèt thÐp víi thÐp AII cã gê = 1 Cd: hÖ sè phô thuéc tÝnh chÊt t¸c dông t¶I träng, xem cÊu kiÖn chÞu t¸c ®éng l©u dµi,l©y Cd = 1,2 : øng suet trong cèt thÐp chÞu kÐo t¹i tiÕt diÖn xuÊt hiÖn khe nøt,®èi víi cÊu kiÖn chÞu uèn = a Z1 :c¸nh tay ®ßn cña néi ngÉu lùc t¹i tiÕt diÖn khe nøt = - = - bd:øng suet kÐo ban ®Çu trong cèt thÐp do tr-¬ng në bª t«ng, víi cÊu kiÖn n»m trªn kh« th× lÊy bd = 0 : hµm l-îng cèt thÐp trong tiÕt diÖn d: ®-êng kÝnh thanh thÐp (d=25mm) NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 34
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ea: m« ®un ®µn håi c¶u thÐp,Ea = 2,1.106 kG/cm2 Thay sè liÖu vµo ta cã: M = 13,19T.m; d=25mm ; Fa= 30,411 cm2 ; h0= 35cm ; =2,17%; = 0,3; Z1 = 35 – 0,3.35/2 =29,75 cm; 1457,9kG/cm² Tõ ®ã ta cã : =1.1,2.1. = 7(4-100.2,17 %) = = 0,05 mm < = 0,08mm Tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒ réng vÕt nøt. VËy chän 8 22 6.1.2.2 TÝnh to¸n cèt ®ai - KiÓm tra kh¶ nang chÞu c¾t cña bª t«ng: kn.nc.Q ≤ mb . Qb với Qb = 0,6.Rk.b.h0 Cèt thÐp däc ®-îc bè trÝ nh- trªn a = 5+ 1,8/2 =5,94 cm h0=40-5,9=34,1cm kn.nc.Q = 1.25 x 1 x 5,32 = 6,65 (T) mb . Qb 9,94 = 1.15 x 0.6 x 11 x 40 x 32,76 = 9945 KG = (T) kn.nc.Q < mb . Qb bª t«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t kh«ng cÇn tÝnh cèt ®ai. Do ®ã ®Æt cèt thep theo yªu cÇu cÊu t¹o : chän ®ai 8 ,kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt ®ai ®-îc x¸c ®Þnh nh- sau: Hcäc =400 mm < 450 mm a = min Chän a = 200 mm h 400 ;150 = ;150 = 150 2 2 cèt thÐp ®ai lµ : 8a200. 6.1.2.3 TÝnh to¸n cèt thÐp lµm mãc cÈu NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 35
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN ThÐp ding lµm mãc cÈu thuéc nhãm AI cã Ra= 2100 kG/cm2 Lùc kÐo trong tr-êng hîp cÈu l¾p : Fk=q.l q. l 2 Lùc kÐo trong mét nh¸nh lµ : Fk' Fk' Ra DiÖn tÝch cèt thÐp mãc cÈu : Fa Chän thÐp mãc cÈu 0,6.11 2 3,3 3,3 1,17 2800 T 20 cã Fa=3,14 cm2 6Ø25 cm 2 1 50 Ø8a200 400 300 6Ø22 Ø8a200 3 1 2 50 50 300 50 400 6.2. TÝnh b¶n sµn cÇu tµu §Ó tÝnh cèt thÐp cho b¶n,ta xÐt 1 d¶I b¶n cã bÒ réng 1m.D¶I b¶n ®-îc tÝnh nh- mét cÊu kiÖn chÞu uèn cã tiÕt diÖn h×nh chò nhËt víi bÒ réng 1m. 6.2.1 X¸c ®Þnh néi lùc cña b¶n NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 36
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN chän oo b¶n cã t¶I träng hµng hãa lín nhÊt ®Ó tÝnh to¸n: qn = 8 (T/m2) T¶I träng tÝnh to¸n cña b¶n : T¶I träng hµng hãa : qn= 1,3 . 8 = 10,4 T/m2 T¶I träng b¶n th©n b¶n: qb =1,05.(0,3.2,5) = 0,787 T/m2 T¶I träng t¸c dông lªn b¶n: q = qn + qb =10,4 + 0,787=11,187 T/m2 TÝnh to¸n theo s¬ ®å khíp deá.Ta cã: = = = 1,18 => Ti nh theo tr ng h p ba n kª 4 ca nh S¬ ®å tÝnh momen NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 37
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 1 2 L02 = 3,3 (m) M F M L01 = 2,8 (m) II M I I M1 M M2 M1 II E M M MI I M II M II 2 C¸c momen trong b¶n quan hÖ bëi biÓu thøc : = (*) Chän tû sè néi lùc gi÷a c¸c tiÕt diÖn: = 2 ; = 1,5; = 1,5; ; `Thay c¸c gias trÞ vµo biÓu thøc (*) ta cã: = (2. +1,5 +1,5 ).3,3+(2.0,5 +0,75 +0,75 ).2,8  51,89 = 23,5  = 2,21 (T.m) VËy M1= 2,21 T.m; M2= 1,11 T.m MI =M’I =3,32 T.m ; MII=MII’=1,67T.m BiÓu ®å tÝnh cèt thÐp b¶n: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 38
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 3,32 T.m 3,32 T.m 2,21 T 2,8 m 6.2.2. TÝnh to¸n cèt thÐp b¶n TÝnh to¸n theo tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt bÒ réng lµ 1m. Gi¶ thiÕt chiÒu dµy líp bª t«ng lµ 5cm chiÒu cao lµm viÖc cña b¶n lµ h0=30-5=25cm.BTCT mac 300,cèt thÐp sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc chÞu lùc AII vµ hÖ =0,9 ta cã: R=0,588; R=0,414 Theo ph-¬ng c¹nh ng¾n = = 0,039 < = 0,414 Tháa m·n vÒ ®iÒu kiÖn h¹n chÕ chiÒu cao vïng nÐn Ta cã: : 0,98 = 0,5. = 0,5. = 2(1-0,98) = 0,04 < DiÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt lµ : NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 = = 0,588 Page 39
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN = = = 6. (m²) = 6,05 cm² Chän 5 16 thÐp AII (Fa=10,05cm2) = 100 = 100 = 0,402 > = 0,05% tháa m·n ®iÒu kiÖn hµm l-îng cèt thÐp Kiêm tra s hinh thanh va m rông vêt n t: Chiêu rông vêt n t vuông goc v i truc dâm đinh theo tiêu chuân TCVN4116-85 như sau: k. .7. c xac = Trong đo: k: hê sô kê đên tinh chât chiu l c cua câu kiên v i dâm ngang chiu uôn k=1 : hê sô kê đên loai côt thep v i thep AII co g = 1 : hê sô phu thuôc tinh chât tac dung tai trong, xem câu kiên chiu tac đông lâu dai lây = 1,3 : ng suât trong côt thep chiu keo tai tiêt diên xuât hiên khe n t, đôi v i câu kiên chiu uôn = : la canh tay đon cua nôi ngâu l c tai tiêt diên co khe n t ( khoang cach t trong tâm côt thep chiu keo đên trong tâm vung nen) n = - = - : ng suât keo ban đâu trong côt thep do trương bê tông, v i câu kiên n m trên khô thi lây = 0 : ham l d: ng côt thep trong tiêt diên ng kinh thanh côt thep (d = 16 mm) : mô đun đan hôi cua thep; = 2,1. kG/cm² Thay cac sô liêu vao ta co: M = 3,32 T.m; d=16mm; Fa= 10,05cm²; =0,029; NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 = 25cm ; =0,4 %; Page 40
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN =25-0,029.25/2=24,63 cm; T = = 1337,4 kG/cm² đo ta co: =1.1,3.1. 7(4-100.0,4 %) = 0,078mm < = 0,08mm Thoa man vê điêu kiên bê rông vêt n t. Vây bô tri 16a200 đôi v i phia trên va phia d i ban Theo ph-¬ng c¹nh ng¾n 1,67 T.m 1,67 T.m 1,11 T 3,3 m = = 0,025 < = 0,414 Thoa man vê điêu kiên han chê chiêu cao vung nen Ta co: 0,987 = 0,5. = 0,5. = 2(1-0,987) = 0,026 < Diên tich côt thep cân thiêt la: = 3,02. (m²) = 3.02 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 = = = 0,588 = cm² Page 41
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Chon 4 16 thep AII ( = 100 = = 8,04 (cm² ) 100 = 0,32 điêu kiên ham l Kiêm tra s > = 0,05% thoa man ng côt thep hinh thanh va m rông vêt n t: Chiêu rông vêt n t vuông goc v i truc dâm đinh theo tiêu chuân TCVN4116-85 như sau: k. c xac = .7. Trong đo: k: hê sô kê đên tinh chât chiu l c cua câu kiên v i dâm ngang chiu uôn k=1 : hê sô kê đên loai côt thep v i thep AII co g = 1 : hê sô phu thuôc tinh chât tac dung tai trong, xem câu kiên chiu tac đông lâu dai lây = 1,3 : ng suât trong côt thep chiu keo tai tiêt diên xuât hiên khe n t, đôi v i câu kiên chiu uôn : la canh tay đ khe n ch t đ n n) = u l o = - = - : ng suât keo ban đâu trong côt thep do trương bê tông, v i câu kiên n m trên khô thi lây = 0 l d: ng côt thep trong tiêt diên ng kinh thanh côt thep (d = 16 mm) : mô đun đan hôi cua thep; = 2,1. kG/cm² liêu vao ta co: M = 1,67 T.m; d=16mm; Fa= 8,04 cm²; =0,026; =25-0,026.25/2=24,68 cm; NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 = = 25cm ; = =0,32 %; 841,62kG/cm² Page 42
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN T đo ta co: =1.1,3.1. 7(4-100.0,32 %) = 0,053 mm < = 0,08mm điêu kiên bê rông vêt n t. Vây bô tri 16a250 đôi v i phia trên va phia d Ø16a200 i ban Ø16a250 1 2 30 20 Ø16a250 1 60 60 350 6.1. Tính cấu kiện dầm Đôi v i dâm chê tao t bê tông mác 300 AII va hê sô điêu kiên lam viêc 0,9 nên ta co ; =0,414; hệ số = 0,9 ;Rb = 1,7 T c =0,65 - Cốt thép của dầm được tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN4116-85. - Sơ đồ tính : Dầm ngang khi tính toán được xem như dầm liên tục tục đặt trên các gối tựa là các cọc. Nội lực tính toán : NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 43
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Mmax(T.m) Mmin(T.m) 11,63 Qmax(T) 37,5 -34,77 Qmin(T) -28,25 a. Tính toán cốt thép chịu momen âm - Dầm ngang là cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật có kích thước bxh (60x90 cm) Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép tiết diện là : a= 5 (cm)  h0 = 90- 5 = 85 (cm) Theo tiêu chuân - : (I) Đê đam bao điêu kiên pha hoai deo thi: V i = r ( ) ; = r.(1-0,5 r ) ; Bê tông mác 300 , cốt thép nhóm AII , tra bảng 17 – tiêu chuẩn bê tông cốt thép thuỷ công 4116-85  r = r.(1-0,5 r ta được ) = 0,65.(1-0,5.0,65) = 0,438 t côt đơn chi = 0.65 r => = 0 t công th c (I) ta co: =  = = 0,051 > r = 0,438 (Thỏa mãn điều kiện) NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 44
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN T (I) : = = = 23,53 (cm2) ng côt thep: = 100% = 0,46 % > = 0,05% Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt : Chọn lại thép dọc: chọn 11ф25 ng côt thep: = 100% = 0,81 % > = 0,05% 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 . . a 0 Ea .7.(4 100 ). d (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. : Hệ số kể đến loại thép sử dụng , với cốt thép thanh AII có gờ lấy là 1 a : Ứng suất trong cốt thép chịu kéo không kể đến cường độ bê tông vùng chịu kéo của mặt cắt , NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 45
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN với cấu kiện chịu uốn thì a xác định theo công thức : a M Fa .Z , với Z là cánh tay đòn nội lực, lấy theo kết quả tính toán mặt cắt về độ bền , Z = h0 – .h0/2 Z = 85 – 0,07.85/2 = 82,02  a 0 = cm 34 ,77 10 5 786 ,95 kG / cm 2 53,9 82 ,02 =0 : Ứng suất kéo ban đầu trong cốt thép do sự trương nở của bê tông, với kết cấu khô Ea : Mô đun đàn hồi của thép , Ea = 2,1.106 (kG/cm2 ) : Hàm lượng cốt thép trong tiết diện , = 7,4.10-3 d : Đường kính cốt thép d = 25 mm Thay số ta được : at = 1 1.3 1 786,95 60 7 (4 100 0,81%) 2.1 10 25 mm = 0,05 < 0,08 mm Chọn 11ф 25 là hợp lý. b. Tính cốt thép khi dầm chịu momen dương chi t côt đơn => =0 t công th c (I) ta co: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 46
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN =  = 0,017 < = r = 0,438 (Thỏa mãn điều kiện) T (I) : = = 5,53 = (cm2) Chọn thép dọc: chọn 7ф22 ng côt thep: = 100% = 0,44% > = 0,05% Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt : Chọn thép dọc: chọn 7ф22 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 . . a = a 0 Ea .7.(4 100 ). d (mm) 11,63 10 5 533 ,06 kG / cm 2 26 ,6 82 ,02 Thay số ta được : at = 1 1.3 1 533,06 0 7 (4 100 0.44%) 2.1 10 6 22 mm = 0,039 < 0,08 mm Chọn 7ф22 là hợp lý. c. Tính toán cốt đai NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 47
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông : 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.Rb.b.h0 (k1=0.6 đối với dầm) Cốt thép dọc bố trí như trên a = 5 + 2,8/2 = 6,4 cm  h0 = 90 – 6,4 = 83.6 cm kn.nc.Q = 1,2 x 1 x 37,55 = 45,06 (T) mb . Qb = 1,15 x 0,6 x 170 x 0,6 x 0,836 = 58,84 (T) kn.nc.Q < mb . Qb  Bê tông đủ khả năng chịu cắt, không cần tính cốt đai. Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm : Theo “Kết cấu bê tông cốt thép” : Công thức kiểm tra : kn.nc.Q ≤ k0 .mb .Rn.b.h0 k0=0,35 : bê tông mác ≤ 400 k0 .mb . Rn.b.h0 = 0,35x1,15x170x0,6x0,836 = 34,32 (T) kn.nc.Q = 25,1 T ≤ k0 .mb . Rn.b.h0  Bê tông bụng dầm không bị phá hoại bởi ứng suất nén chính. NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 48
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Do đó ta đặt cốt đai theo yêu cầu cấu tạo : Chọn đai 10 , khoảng cách giữa các đai xác định như sau : hdầm = 900 mm > 450 mm a min  Đặt cốt thép đai : h ;500 3 1000 333,3 3 10 a 200. 11Ø25 1 300 Ø10a200 2Ø14 9000 5 4' 3 7Ø22 Ø10a200 2 Ø10a200 50 500 600 4 50 6.2. Tính toán vòi voi a. Tính toán cốt thép dọc : Do dầm voi voi có tiết diện thay đổi theo chiều dài nên gần đúng ta tiến hành tính toán cho tiết diện trung bình b x h = 100x65cm. Giả thiết : abv = 5cm. Suy ra : h0 = h – abv = 65 – 5 = 60 cm. = NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 = 0,006 < = 0,414 Page 49
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN : = 0,5. = 0,5. = 0,996 = 2(1-0,996) = 0,008 Diên tich côt thep cân thiêt la: = = = 2,78 (cm2) Dự định chọn 7ф16 có Fa = 14,07 Hàm lượng cốt thép : = Fa bh0 (cm2) 14,07 100 % = 100 60 0.23 % > = min 0.05% b. Tính toán cốt đai : Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông : Theo TCVN4116-85 , điều kiện để không phải tính cốt thép ngang là : kn.nc.Q ≤ mb . Qb với Qb = 0,6.Rk.b.h0 Cốt thép dọc bố trí như trên  abv = 5+1,6/2 = 5,8 cm  h0 = 60- 5,8= 54,2 cm kn.nc.Q = 1.25 x 1 x 2,49 = 3,11 mb . Qb (T) = 1.15 x 0.6 x 17 x 100 x 54,2 = 63576 ( K)G = 63.57(T) kn.nc.Q < mb . Qb  Bê tông đủ khả năng chịu cắt, không cần tính cốt đai. Do đó ta đặt cốt đai theo yêu cầu cấu tạo : Chọn đai 10 , khoảng cách giữa các đai xác định như sau : h = 650 mm > 450 mm  Cốt thép đai là : NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 10 a 150. Page 50
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 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 . . a = a 0 Ea (mm) .7.(4 100 ). d 3,73 10 5 489 ,1 kG / cm 2 14 ,07 54 ,2 at = 1 1.2 1 489,1 0 7 (4 100 0.23%) 2.1 106 Thay số ta được : 16 mm = 0,029 < 0,08 mm Chọn 7ф16 là hợp lý. 3' 4Ø22 9 Ø10a200 4 900 Ø10a100 7Ø16 7Ø16 III III 7 6 7Ø22 9 THÉP Ð? U C? C Ø10a150 8 600 6.3. Thép liên kết cừ Chọn 3ф20 hàn vào lòng máng của 1 cừ larssen rồi ngàm sâu vào dầm dọc để tăng liên kết giữa cừ và dầm dọc. NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 51
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Bảng thống kê bố trí cốt thép cho các cấu kiện Dâm Dâm voi voi cm² cm² 11,63 9,29 7ф22=26,6 34,77 Câu kiên M T.m 28,38 11 ф 25=53,9 3,73 2,78 7 ф 16=14,07 NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 bô tri Page 52
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN CHƢƠNG 7: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BẾN CẦU TÀU CỪ TRƢỚC 7.1. Tóm tắt các vấn đề tính toán và kiểm tra ổn định chung của cầu tàu cừ trƣớc Cũng như các loại công trình bến khác, bến được kiểm tra ổn định sâu theo 1 trong 2 phương pháp : Phương pháp trượt cung tròn và mặt trượt gẫy khúc. Đối với cầu tàu cừ trước thế ổn định được tạo bởi ma sát giữa các cọc với đất và trong thành phần gây tạo thế ổn định bao giờ có lực cắt của cọc. Tính thế ổn định trượt sâu theo phương pháp trượt cung tròn. Công thức kiểm tra: kn.nc.n.mđ.Mtr < m.Mg Trong đó: kn : Hệ số tin cậy phụ thuộc vào cấp công trình. Đối với công trình cấp I : kn = 1,25 nc : Hệ số tổ hợp tải trọng, với tải trọng cơ bản, nc = 1 mđ :Hệ số điều kện làm việc bổ sung phụ thuộc vào đặc điểm khi tính trượt cung tròn theo bài toán phẳng mđ = 0,8 m: hệ số điều kiện làm việc m = 1,15 n: hệ số vượt tải n = 1,25 Mg Tổng mô men giữ ( tổng mô men của các lực chống trượt ) Mg = [ ∑gi.cos i.tg i + ∑ci. li + ∑Qci ] Mtr : Tổng mô men của các lực gây trượt : Mtr = R.∑gi. sin i ci : Lực dính của đất nền nằm ở đáy cung trượt của dải thứ i. Qi : Lực chống cắt của cấu kiện bị cắt qua NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 53
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN li : Lực chống cắt của dải thứ i. : Góc nghiêng của bán kính trượt qua điểm giữa đáy của dải thứ i. i Ta đưa công thức kiểm tra về dạng sau: kn < mMg./(Mtr.nc.mđ) Đặt kn* = m.Mg./(Mtr.nc.mđ) Tính kn* cho một số cung trượt khác nhau và so sánh để chọn ra kn*min để so sánh mức độ ổn định của công trình. 7.2. Xác định lực cắt dọc Xác định lực cắt dọc theo điều 13.20.TCN.222-92: Qi = (4Mc)/(tz.L) Trong đó: L: Khoảng cách cọc theo tuyến mép bến , L = 3,65 m Mc: Mô men uốn của cọc khi cọc bị cắt. p MC = P , a : Áp lực bị động và a 8 lc . tZ2 chủ động tại cung trượt thứ i ; tz : Nửa chiều dài đoạn cọc bị uốn giữa 2 mặt phẳng ngàm ; lc : Chiều dài đoạn thẳng mà trong phạm vi đó áp lực chủ động và áp lực bị động của đất của đất truyền lên cọc. lc = L lc = 3dc khi L 3d khi L > 3d dc : đường kính cọc. Nhận thấy L=3,65m >1,2m lc = 3.0,4 = 1,2 m. tz = ( 1 1,25 1 ) .tn 1,5 tn :Khoảng cách từ mặt trượt đến chân cọc. p : áp lực bị động của đất : NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 p = tc .hi. a + c. ac Page 54
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN : áp lực chủ động của đất : a a tc = .hi. a - c. ac c: lực dính của đất. Lực cắt cọc được tính cùng với kiểm tra ổn định trượt sâu của đất. 7.3. Xác định vị trí tâm trƣợt nguy hiểm t H Xét tỷ số: = 7,9 0, 65 < 1 12,1 Theo bảng 4.7 trang 68 sách Thiết Kế CTBC ta có Do đó ta có thể lấy : x = ( 0,5 ÷ 0,58 ) và y = ( 0,58 ÷ 0,65 ) Lấy toạ độ tâm ban đầu O1 có : x1 = 12,1 .0,5=6,05 m ; y1 = 12,1.0,58 = 7,02 m ; Sau đó tính thêm 2 điểm tiếp theo O2(6,53 ; 7,6) và O3(7,02 ; 7,8) +Tính lực cắt dọc đối với tâm O1 tz=tn/1,25=4,5/1,25= 3,6 p a = tc = Mc = tc p .hi. .hi. a 8 p a = 0,75.7,9.1,698= 10,063T/m2 = 0,75.7,9.0,588 = 3,4886 T/m2 lc . tz2 = (10, 063 3, 4886).1, 2.3, 6 2 = 12,78( Tm ) 8 Qi = (4Mc)/(tz.L) =4.12,78 /(3,6.3,65)= 3,89 T Mà số cọc mà cung trượt cắt qua là 6 cọc => 6.3,89 = 23,34 (T) Qci = Tương tự tính được lực cắt cọc trong trường hợp tâm O2 và O3 Tâm O2 Qci = 23,45 (T) Tâm O3 Qci = 23,55 (T) 7.4. Kiểm tra ổn định trƣợt sâu Kiểm tra ổn định trượt sâu theo công thức Nc.n.Mtr.mđ < + m .Mg kn Kiểm tra ổn định tâm trượt O1: NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 55
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Ta có: O1 (6,05 ; 7,02) R= 28,32 (m) Y O1 R1 = 28,32 m X CTMB+2.5 10 MNTTK-1.2 9 8 7 Cõ thÐp Larssen IV m= 2.5 6 5 -11 4 1:7 -12 1:7 c t ®b -9.6 -13 3 -10 -9 -8 -7 2 -6 -5 -4 -3 1 -2 -1 0 Hình 7.1.Kiểm tra ổn định cung tròn tâm O1 với R1 = 28,32m - Tính K1 K1 = + 1,15.(391 560,16) 1, 25.1, 25.0,8.281,9 3, 47 1 Kiểm tra ổn định tâm trượt O2: Ta có: O2 (6,53 ; 7,6) NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 R= 29 (m) Page 56
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Y O2 R 2 = 29 m X CTMB+2.5 10 MNTTK-1.2 9 8 7 Cõ thÐp Larssen IV m= 2.5 6 5 -11 4 1:7 -12 1:7 c t ®b -9.6 -13 3 -10 -9 -8 -7 2 -6 -5 -4 -3 1 -2 -1 0 Hình 7.2.Kiểm tra ổn định cung tròn tâm O2 với R2 = 29m - Tính K2 K2 = + 1,15.(402, 643 560,16) 1, 25.1, 25.0,8.260, 774 3,397 1 Kiểm tra ổn định tâm trượt O3: Ta có: O3 (7,02 ; 7,8) NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 R= 29,31 (m) Page 57
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Y O3 R 3 = 29,31 m X CTMB+2.5 10 MNTTK-1.2 9 8 7 Cõ thÐp Larssen IV m= 2.5 6 5 -11 4 1:7 -12 1:7 c t ®b -9.6 -13 3 -10 -9 -8 -7 2 -6 -5 -4 -3 1 -2 -1 0 Hình 7.3.Kiểm tra ổn định cung tròn tâm O3 với R3 = 29,31m - Tính K3 K3 = Kết luận sâu. 1,15.(395,567 560,16) 1, 25.1, 25.0,8.252,172 : 3, 487 1 Cầu tầu cừ trước đã thỏa mãn về ổn định trượt NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 58
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN CHƢƠNG 8: THỐNG KÊ VẬT LIỆU VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG 8.1 Thống kê vật liệu chính cho 1 phân đoạn bến. NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 59
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN B? NG TH? NG KÊ C? T THÉP TÊN C.KI? N S? HI? U HÌNH D? NG-KÍCH THU? C 11000 1 C? C 11000 840 9240 27572 700 8960 6272 2477,44 Ø20 1940 280 543,2 1339,6 320 Ø8 5040 21168 8361,36 750 280 210 1165,11 Ø8 3500 280 980 387,1 Ø8 1080 19320 20865,6 8241,9 60 160 320 7 4200 Ø30 750 6 360x360x10 8 1 21000 2 21000 3 21000 5040 440 9240 35601,65 21000 440 9240 27572,05 Ø14 21000 120 2520 3043,9 2720 1200 33264 20523 730 1200 876 540,5 500 225 60 Ø10 820 600 492 303,5 Ø16 2300 280 644 1016 Ø16 3100 280 868 1369,4 Ø10 3320 4200 13944 8603,4 Ø10 820 840 6888 4249,9 800 Ø10 800 5 60 500 21000 Ø22 60 Ø10 800 225 Ø25 800 4' T? NG S? LU? NG (Kg) 200 4 4 T? NG CHI? U DÀI (m) Ø22 70 70 150 150 250 250 5 D? M NGANG S? LU? NG Ø8 400 3 CHI? U DÀI 1 THANH (mm) 60 320 2 ÐU? NG KÍNH (mm) 700 8 700 900 60 9 C? 900 700 60 45800 2 50 Ø16 45800 7200 329760 52034,7 20900 1 3 60 700 2900 7 B? N 200 2100 6 VÒI VOI 200 60 Ø16 20900 80 1672 2683 Ø8 350 1000 350 138,2 Ø18 1500 1200 1800 9065,3 250 50 1500 8.2. Phƣơng pháp thi công. – Cọc bê tông cốt thép được đúc sắn. – Hạ cọc bằng phương pháp đóng, và hạ xuống độ sâu 19,9m, xuống lớp đất thứ 3. – Kết cấu dầm bản đổ toàn khối tại chỗ. – Dầm vòi voi là cấu kiện lắp ghép. – Cừ thép được đóng xuống độ sâu -17,5 m. hàn thép vào đầu cừ để liên kết cừ vào dầm dọc. NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 60
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN CHƢƠNG 9: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 9.1. Kết luận NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 61
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN Công trình bến cầu tầu phù hợp với khu vực xây dựng có nền đất yếu ,dễ đóng cọc. Ngoài ra bến cầu tàu kết hợp với hàng cừ sau làm tăng ổn định chung cho công trình bến.tuy nhiên thi công cừ chôn sâu xuống đất gặp nhiều khó khăn và tốn nhiều thời gian. 9.2. Kiến nghị Trong quá trình hoàn thành đồ án không tránh khỏi có những sai sót,vì thế em kính mong các Thầy cô tạo điều kiện giúp đỡ em có thể nắm kiến thức để có thể áp dụng vào thực tế. TÀI LIỆU THAM KHẢO – Công trình bến cảng – Phạm Văn Giáp,Nguyễn Hữu – – – – – Đẩu, Nguyễn Ngọc Huệ. NXB xây dựng,1998. Kết cấu bến cảng trên nền đất yếu – Phạm Văn Giáp, Nguyễn Mạnh Tiến.1991. 22 – TCN – 207 – 92. Công trình bến cảng biển. Hà Nội – 1992. 22 – TCN – 222 – 95. Tải trọng và tác động lên công trình thủy. Hà Nội – 1995. 22 – TCN – 219 – 94. Công trình bến cảng sông. Hà Nội – 1994. TCVN – 4116 – 85. Thiết kế bê tông và BTCT công trình thủy công. Hà Nội – 1985. Kêt câu bê tông côt thep – GS.TS Ngô Thê Phong, GS.TS.Nguyên Đinh Công, PGS.TS.Phan Quang Minh NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 62
    • ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 63