Your SlideShare is downloading. ×
Datn thuyet minh - thiet ke ctb dang bk bang thep
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Introducing the official SlideShare app

Stunning, full-screen experience for iPhone and Android

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Datn thuyet minh - thiet ke ctb dang bk bang thep

955
views

Published on

Datn thuyet minh - thiet ke ctb dang bk bang thep

Datn thuyet minh - thiet ke ctb dang bk bang thep


0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
955
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
71
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN .......................................................................... Error! Bookmark not defined.LỜI CẢM ƠN................................................................................ Error! Bookmark not defined.MỤC LỤC ....................................................................................................................................... 1CÁC KHÁI NIỆM, KÝ HIỆU DÙNG TRONG ĐỒ ÁN ............................................................... 7CHƯƠNG I ..................................................................................................................................... 8KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG TRÌNH BIỂN ......................................................................... 8I.1. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG TRÌNH BIỂN TRÊN THẾ GIỚI ..................................... 8I.1.1 Công trình biển bằng thép ....................................................................................................... 8I.1.2. Công trình biển bê tông cốt thép ............................................................................................ 9I.1.3. Công trình biển nổi............................................................................................................... 10I.1.4. Công trình biển mềm ............................................................................................................ 10I.1.5. Dàn khoan tự nâng (Jackup)................................................................................................. 10I.1.6. Đường ống ngầm .................................................................................................................. 10I.2. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG TRÌNH BIỂN VIỆT NAM............................................. 11I.2.1. Hoạt động thăm dò và khai thác dầu khí tại Việt Nam ........................................................ 11I.2.2. Công nghệ thu gom và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ ................................................... 11I.2.2.1. Tổng quan về mỏ Bạch Hổ................................................................................................ 11I.2.2.2. Các công trình của VSP .................................................................................................... 11CHƯƠNG II .................................................................................................................................. 15SỐ LIỆU PHỤC VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ............................................................................ 15II.1. VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BK-10 ........................................................................ 15II.1.1. Vị trí xây dựng .................................................................................................................... 15II.1.2. Độ sâu nước tại vị trí xây dựng công trình ......................................................................... 15II.2. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TẠI KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ...................... 15II.2.1. Gió ...................................................................................................................................... 16II.2.2. Sóng .................................................................................................................................... 17II.2.3. Dòng chảy ........................................................................................................................... 18II.2.4. Thủy triều ............................................................................................................................ 19II.2.5. Sinh vật biển ....................................................................................................................... 19II.3. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH .................................... 20II.3.1. Đặc điểm chung khu vực mỏ Bạch Hổ ............................................................................... 20II.3.2. Số liệu địa chất dùng cho thiết kế dàn BK10 (Hố khoan 745) ........................................... 20II.4. VẬT LIỆU SỬ DỤNG .......................................................................................................... 21II.5. PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG..................................................................... 23II.5.1. Điều kiện thời tiết ............................................................................................................... 23II.5.2. Điều kiện về trang thiết bị, công nghệ phục vụ thi công .................................................... 23CHƯƠNG III ................................................................................................................................. 26MÔ TẢ CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC TIÊU CHUẨN QUY PHẠM ĐƯỢC ÁP DỤNGTRONG THIẾT KẾ ...................................................................................................................... 26III.1. MÔ TẢ CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH .................................................................................. 26III.1.1. Chức năng công trình ........................................................................................................ 26III.1.2. Mô tả công trình ................................................................................................................ 26III.1.2.1. Kết cấu chân đế .............................................................................................................. 26 Trang 1
  • 2. III.1.2.2. Móng cọc ........................................................................................................................ 26III.1.2.3. Sàn chịu lực .................................................................................................................... 27III.1.2.4. Cấu trúc thượng tầng ...................................................................................................... 27III.1.2.5. Sơ đồ tổng thể ................................................................................................................. 28III.2. CÁC TIÊU CHUẨN QUY PHẠM ÁP DỤNG TRONG THIẾT KẾ .................................. 28III.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế API RP 2A – WSD ............................................................................ 28III.2.2. Quy phạm DnV.................................................................................................................. 29III.2.3. Tiêu chuẩn hàn AWS (American welding society) ........................................................... 29CHƯƠNG IV................................................................................................................................. 30XÂY DỰNG - PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU .................................. 30IV.1. CƠ SỞ XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁN .......................................................................... 30IV.1.1. Đặt vấn đề.......................................................................................................................... 30IV.1.2. Bài toán thiết kế phương án............................................................................................... 30IV.1.2.1. Các vấn đề tối ưu trong thiết kế công trình .................................................................... 30IV.1.2.2. Những phương pháp thiết kế hiện đang được áp dụng thực tế ...................................... 31IV.1.3. Cơ sở xây dựng các phương án ......................................................................................... 32IV.1.3.1. Theo nhiệm vụ của đồ án thiết kế .................................................................................. 32IV.1.3.2. Phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật công nghệ ................................................................. 32IV.1.3.3. Phù hợp với khả năng tính toán kiểm tra của chương trình ........................................... 32IV.1.3.4. Phù hợp với khả năng thi công của VSP ........................................................................ 32IV.1.3.5. Phù hợp với khả năng kinh tế ......................................................................................... 32IV.2. CÁC LỰA CHỌN BAN ĐẦU ............................................................................................. 32IV.2.1. Lựa chọn hướng đặt công trình ......................................................................................... 32IV.2.2. Xác định chiều cao chân đế ............................................................................................... 33IV.2.3. Chiều cao của mặt ngang đầu tiên ( D1 ) ........................................................................... 34IV.2.4. Cao độ đỉnh khối chân đế .................................................................................................. 34IV.2.5. Cao độ cắt cọc ................................................................................................................... 34IV.2.6. Hình dạng KCĐ và kích thước các cấu kiện ..................................................................... 35IV.3. CÁC YẾU TỐ QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ................................................. 35IV.3.1. Kích thước đỉnh của khối chân đế ..................................................................................... 36IV.3.2. Độ nghiêng của các ống chính .......................................................................................... 36IV.3.3. Lựa chọn số lượng và vị trí mặt ngang.............................................................................. 37IV.3.4. Hệ thống thanh giằng xiên ................................................................................................ 38IV.3.5. Đề xuất phương án thiết kế ............................................................................................... 40IV.3.5.1. Phương án 1 .................................................................................................................... 40IV.3.5.2. Phương án 2 .................................................................................................................... 41IV.4. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG .......................................................................... 42IV.4.1. Phân tích hai phương án trên ............................................................................................. 42IV.4.2. So sánh và lựa chọn phương án ......................................................................................... 42IV.4.2.1. Khả năng chịu lực của kết cấu (Tính kỹ thuật ): ............................................................ 42IV.4.2.2. Tính kinh tế của hai phương án ...................................................................................... 43IV.4.2.3. Khả năng thi công........................................................................................................... 43IV.4.2.4. Lựa chọn phương án thiết kế .......................................................................................... 43IV.5. KIỂM TRA KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC PHẦN TỬ ................................................. 43 Trang 2
  • 3. CHƯƠNG V .................................................................................................................................. 46TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG .............................................................. 46V.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG ................................................................................................. 46V.1.1. Phương pháp luận trong thiết kế công trình biển................................................................ 46V.1.2. Xác định các hệ số CD, Cm .................................................................................................. 46V.1.3. Mô hình làm việc giữa cọc và ống chính ............................................................................ 47V.1.4. Liên kết giữa các cấu kiện ống ........................................................................................... 47V.1.4.1. Các thông số hình học của nút đơn giản .......................................................................... 47V.1.4.2. Phân loại nút đơn giản và phức tạp trong kết cấu ............................................................ 48V.1.5. Phương pháp phần tử hữu hạn và chương trình SESAM ................................................... 50V.1.5.1. Phương pháp phần tử hữu hạn ......................................................................................... 50V.1.5.2. Giới thiệu về bộ chương trình SESAM ........................................................................... 51V.1.5.3. Mô hình hoá kết cấu dàn BK10 bằng chương trình DnV - SESAM ............................... 55V.1.5.3.1. Mô hình hoá kết cấu bằng các siêu phần tử .................................................................. 55V.1.5.3.2. Mô hình hoá KCĐ ........................................................................................................ 55V.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN ............................................................................... 56V.2.1. Tải trọng thường xuyên ...................................................................................................... 56V.2.1.1. Tải trọng bản thân ............................................................................................................ 56V.2.2. Hoạt tải ............................................................................................................................... 58V.2.3. Tải trọng môi trường........................................................................................................... 59V.2.3.1. Tải trọng gió .................................................................................................................... 59V.2.3.2. Tải trọng sóng và dòng chảy ............................................................................................ 63V.2.3.2.1. Mô hình tính tải trọng sóng và dòng chảy theo công thức Morison ............................. 63V.2.3.2.3. Xác định vận tốc dòng chảy ......................................................................................... 68V.2.3.2.4. Tải trọng sóng và dòng chảy theo các hướng tính toán ................................................ 69V.2.4. Tải trọng hà bám ................................................................................................................. 69V.3. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG ......................................... 70V.3.1. Các trường hợp tải trọng ..................................................................................................... 70V.3.2. Tổ hợp tải trọng cho Siêu phần tử số 31 ............................................................................. 71V.3.3. Kết quả tính toán tải trọng môi trường cho Siêu phần tử số 31 .......................................... 72CHƯƠNG VI................................................................................................................................. 73TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU THEO CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG .............................. 73VI.1. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH TĨNH KẾT CẤU ..................................................................... 73VI.2. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CÔNG TRÌNH................................................................ 74VI.2.1. Phương trình cơ bản của bài toán động lực học ................................................................ 74VI.2.2. Giải phương trình động lực học tổng quát ........................................................................ 75VI.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG RIÊNG .................................................................. 76CHƯƠNG VII ............................................................................................................................... 77TÍNH TOÁN KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA KẾT CẤU THEO CÁC TỔ HỢP TẢITRỌNG ......................................................................................................................................... 77VII.1. TÍNH TOÁN KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CÁC PHẦN TỬ ................... 77VII.1.1. Những phần tử chịu kéo dọc trục ..................................................................................... 77VII.1.2. Những phần tử chịu nén dọc trục ..................................................................................... 77VII.1.2.1. Ổn định tổng thể............................................................................................................ 77 Trang 3
  • 4. VII.1.2.2. Ổn định cục bộ .............................................................................................................. 78VII.1.3. Phần tử chịu uốn .............................................................................................................. 78VII.1.4. Phần tử chiu cắt ................................................................................................................ 79VII.1.4.1. Phần tử chịu cắt dầm ..................................................................................................... 79VII.1.4.2. Phần tử chịu cắt do xoắn ............................................................................................... 79VII.1.5. Phần tử chịu áp lực thuỷ tĩnh ........................................................................................... 79VII.1.5.1. Áp suất thuỷ tĩnh thiết kế: ............................................................................................. 80VII.1.5.2. Ứng suất vòng gây mất ổn định trong miền đàn hồi ..................................................... 80VII.1.5.3. Ứng suất vòng tới hạn gây mất ổn định ........................................................................ 81VII.1.6. Tổ hợp ứng suất cho các phần tử ống .............................................................................. 81VII.1.6.1. Phần tử chịu nén uốn đồng thời .................................................................................... 81VII.1.6.2. Phần tử chịu kéo uốn đồng thời .................................................................................... 82VII.1.6.3. Phần tử chịu kéo dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời .............................................. 82VII.1.6.4. Phần tử chịu nén dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời .............................................. 83VII.2. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LIÊN KẾT TẠI NÚT ................................................................ 83VII.2.1. Điều kiện liên kết tại đầu các thanh chịu kéo và nén ....................................................... 83VII.2.2. Đối với nút đơn giản ........................................................................................................ 84VII.2.2.1. Kiểm tra chọc thủng nút ................................................................................................ 84VII.2.2.2. Tải trọng danh nghĩa cho phép trong ống nhánh .......................................................... 86VII.2.3. Đối với nút phức tạp ........................................................................................................ 87VII.2.4. Kết quả kiểm tra ............................................................................................................... 88VII.2.4.1. Kết quả kiểm tra bền ..................................................................................................... 88VII.2.4.2. Kết quả kiểm tra ổn định ............................................................................................... 88VII.2.4.3. Kết quả kiểm tra chọc thủng nút ................................................................................... 88VII.2.4.4. Kết quả kiểm tra chịu lực dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời................................. 88CHƯƠNG VIII .............................................................................................................................. 91TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG ........................................................................................ 91VIII.1. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ............................................................................................... 91VIII.1.1. Các mô hình tính toán được sử dụng để tính toán kết cấu chân đế ................................ 91VIII.1.1.1. Mô hình ngàm giả định ................................................................................................ 91VIII.1.1.2. Mô hình cọc tương đương ........................................................................................... 91VIII.1.1.3. Mô hình làm việc đồng thời......................................................................................... 92VIII.1.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo tiêu chuẩn API ........................................................ 92VIII.1.2.1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 92VIII.1.2.2. Bài toán cọc chịu kéo nén dọc trục. ............................................................................. 93VIII.1.2.3. Bài toán cọc chịu tải trọng ngang ................................................................................ 95VIII.2. TÍNH TOÁN CỌC VÀ ĐẤT NỀN LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI ........................................ 96VIII.2.1. Xác định độ cứng của các lò xo của phần tử trên thân cọc............................................. 98VIII.2.2. Xây dựng các đường cong quan hệ giữa nội lực và biến dạng ....................................... 99VIII.2.2.1. Đường cong quan hệ t - z............................................................................................. 99VIII.2.2.2. Đường cong quan hệ P - y ......................................................................................... 100VIII.2.2.3. Đường cong quan hệ Q - Z ........................................................................................ 101VIII.2.3. Kiểm tra ứng suất của cọc ............................................................................................ 102VIII.3. TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ............................................................................ 102 Trang 4
  • 5. VIII.3.1. Tính toán khả năng chịu tải và hệ số an toàn của cọc................................................... 102VIII.3.2. Tính toán kiểm tra bền cọc ........................................................................................... 103CHƯƠNG IX............................................................................................................................... 104THIẾT KẾ CHI TIẾT .................................................................................................................. 104IX.1. Đặt vấn đề........................................................................................................................... 104IX.2. Thiết kế chi tiết nút............................................................................................................. 104IX.3. Thiết kế liên kết giữa cọc-ống chính, côn chuyển tiếp ....................................................... 104IX.4. Thiết kế đường bơm trám xi măng ..................................................................................... 104IX.5. Thiết kế Paker..................................................................................................................... 105IX.6. Thiết kế giá cập tầu ............................................................................................................ 105IX.7. Thiết kế sàn chống lún ....................................................................................................... 105IX.8. Thiết kế chi tiết cọc ............................................................................................................ 106CHƯƠNG X ................................................................................................................................ 107THIẾT KẾ CHỐNG ĂN MÒN ................................................................................................... 107X.1. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH.......................................... 107X.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG ĂN MÒN........................................................................ 108X.2.1. Biện pháp sơn phủ ............................................................................................................ 108X.2.2. Thiết kế chống ăn mòn bằng Protector ............................................................................. 110CHƯƠNG XI............................................................................................................................... 113QUY TRÌNH THI CÔNG KHỐI CHÂN ĐẾ.............................................................................. 113XI.1. QUY TRÌNH THI CÔNG KHỐI CHÂN ĐẾ TRÊN BÃI LẮP RÁP ................................ 113XI.1.1. Phương án thi công .......................................................................................................... 113XI.1.2. Công tác chuẩn bị ............................................................................................................ 113XI.1.2.1. Chuẩn bị bãi lắp ráp...................................................................................................... 113XI.1.2.2. Chuẩn bị các thiết bị phục vụ thi công ......................................................................... 114XI.1.2.3. Chuẩn bị vật tư ............................................................................................................. 114XI.1.2.4. Chuẩn bị nhân lực......................................................................................................... 115XI.1.3. Quy trình thi công khối chân đế trên bãi lắp ráp ............................................................. 115XI.1.3. Các bài toán cơ bản khi thi công trên bãi lắp ráp ............................................................ 120XI.1.3.1. Bài toán xác định vị trí móc cẩu ................................................................................... 121XI.1.3.2. Bài toán chọn cáp và cẩu cho quá trình quay lật Panel ................................................ 122XI.2. QUY TRÌNH THI CÔNG KHỐI CHÂN ĐẾ NGOÀI BIỂN ............................................ 124XI.2.1. Công tác chuẩn bị ............................................................................................................ 124XI.2.2. Quy trình hạ thuỷ khối chân đế ....................................................................................... 125XI.2.2.1. Công tác chuẩn bị ......................................................................................................... 125XI.2.2.2. Thi công hạ thuỷ ........................................................................................................... 125XI.2.3. Vận chuyển khối chân đế ra vị trí xây dựng.................................................................... 126XI.2.4. Đánh chìm khối chân đế tại vị trí xây dựng .................................................................... 127XI.2.4.1. Công tác chuẩn bị ......................................................................................................... 127XI.2.4.2. Các giai đoạn đánh chìm .............................................................................................. 127XI.2.5. Thi công đóng cọc, bơm trám xi măng, cẩu lắp thượng tầng và hoàn thiện KCĐ .......... 130XI.2.5.1. Thi công đóng cọc ........................................................................................................ 130XI.2.5.2. Bơm trám xi măng ........................................................................................................ 131XI.2.5.3. Cẩu lắp modul thượng tầng .......................................................................................... 131 Trang 5
  • 6. XI.2.5.4. Lắp giá cập tàu ............................................................................................................. 132XI.2.5.5. Công tác hoàn thiện, vận hành chạy thử và bàn giao công trình .................................. 132XI.3. TIẾN ĐỘ THI CÔNG ........................................................................................................ 132XI.3.1. Vật tư sử dụng trong chế tạo láp ráp KCĐ ...................................................................... 133XI.3.1.1. Khối lượng vật liệu thép ống cần thiết ......................................................................... 133XI.3.1.2. Các phương tiện phục vụ thi công ................................................................................ 134XI.3.2. Tổ chức xây dựng, tiến độ thi công ................................................................................. 134XI.3.2.1. Tổ chức nhân lực thi công trên bờ................................................................................ 134XI.3.2.2. Tổ chức nhân lực thi công trên biển ............................................................................. 136CHƯƠNG XII ............................................................................................................................. 138QUY TRÌNH ĐẢM BẢO AN TOÀN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ............................... 138XII.1. AN TOÀN LAO ĐỘNG ................................................................................................... 138XII.2. BIỆN PHÁP THỰC HIỆN ............................................................................................... 138XII.3. TRÁCH NHIỆM CÁC BÊN LIÊN QUAN ...................................................................... 139XII.3.1. Trách nhiệm của xí nghiệp Liên doanh:......................................................................... 139XII.3.2. Trách nhiệm của người phụ trách công trình. ................................................................ 140XII.3.3. Trách nhiệm của người lao động. .................................................................................. 141TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................... 142DANH MỤC CÁC BẢN VẼ ...................................................................................................... 143 Trang 6
  • 7. CÁC KHÁI NIỆM, KÝ HIỆU DÙNG TRONG ĐỒ ÁNMSF - Module Support FrameMSL - Mean Sea LevelMSP - МОРСКАЯ СТАЦИОНАРНАЯ ПЛАТФОРМАBK - БЛОК КОНДУКТОРCTP - Central Technology PlaformVSP - Xí nghiệp liên doanh dầu khí VietSovPetroCPP - Central Processing PlaformWIP - Water Injection PlatformLQ - Living QuatersUBN - Trạm rót dầu không bếnN - Hướng BắcS - Hướng NamE - Hướng ĐôngW - Hướng TâyNE - Hướng Đông BắcSE - Hướng Đông NamSW - Hướng Tây NamNW - Hướng Tây BắcW.P - Điểm chuyển tiếp giữa cọc và module chịu lực (Working Point)API - American Petrolium InstituteAISC - American Institute of Steel ConstructionANSI - American National Standards InstituteAWS - American Welding SocietyDnV - Det Norske Veritas Trang 7
  • 8. CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG TRÌNH BIỂNI.1. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG TRÌNH BIỂN TRÊN THẾ GIỚI - Cùng với sự phát triển ngày càng tăng của nhiều ngành công nghiệp, ngành dầu khí phát triển để đáp ứng nhu cầu về nhiên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác. Trong khi lượng dầu mỏ trên đất liền đang dần cạn kiệt thì đại dương có diện tích chiếm tới 70% diện tích toàn cầu, có chứa những mỏ dầu lớn, do đó các công trình khai thác dầu khí biển lần lượt được nghiên cứu và xây dựng ở rất nhiều nơi trên thế giới. - Công trình biển phục vụ cho khai thác dầu khí đầu tiên trên thế giới được xây dựng vào năm 1940 tại vùng vịnh Mexico đạt độ sâu nước 36m. Hai mươi năm sau đã xuất hiện những công trình biển ở độ sâu 50m sử dụng dạng kết cấu khung thép. Từ đó đến nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật và các phương pháp tính toán, thì các công trình biển đã được xây dựng tại những độ sâu nước lớn hơn và đa dạng hơn cả về mặt kết cấu, vật liệu.I.1.1 Công trình biển bằng thép - +) Đây là loại công trình biển được xây dựng phổ biến nhất thế giới hiện nay. Loại công trình này thường được sử dụng cho khoan thăm dò, khai thác và xử lý dầu khí trên biển. - +) Công trình được xây dựng bằng thép ống đặc biệt, kết cấu dạng khung và được cố định bằng hệ thống cọc. - +) Công nghệ xây dựng các loại kết cấu dạng này đã được phát triển trong một quá trình lâu dài hiện đã xây dựng được những công trình có độ sâu nước trên 400m. Hiện nay trên thế giới có gần 6000 công trình biển cố định bằng thép trong đó 80% được xây dựng tại vịnh Mexico và vùng Biển Bắc nơi có điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất. - +) Dàn khoan biển bằng thép có độ sâu lớn nhất là dàn Bullwinkle được xây dựng tại vịnh Mexico với độ sâu nước 492m nặng 56.000 tấn. - Ưu điểm: - Công trình có độ bền cơ học cao, giảm được tác dụng của môi trường. - Yêu cầu chế tạo cao khe nên chất lượng sản phẩm tốt, độ tin cậy cao. - Chế tạo và thi công tương đối thuận tiện so với công trình biển bê tông cốt thép. - Công trình biển bằng thép thường thích hợp cho vùng có độ sâu nước nhỏ hơn 200m. - Công trình biển bằng thép là loại công trình truyền thống đòi hỏi đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân có bề dày kinh nghiệm trong thiết kế chế tạo và dựng lắp. Trang 8
  • 9. - Nhược điểm: - Không tận dụng được nguồn vật liệu địa phương. - Việc thi công trải qua hai giai đoạn nên thời gian kéo dài, giá thành cao, độ rủi ro tăng. - Khi hạ thuỷ và đánh chìm đòi hỏi độ chính xác cao, cần có các thiết bị chuyên dụng. - Trong quá trình sử dụng thép bị ăn mòn, chi phí cho công tác bảo dưỡng và chống ăn mòn cao.I.1.2. Công trình biển bê tông cốt thép - Công trình biển dạng kết cấu bê tông cốt thép đầu tiên trên thế giới được thiết kế bởi công ty Doris, xây dựng năm 1973 tại mỏ Ekofish (Biển Bắc). Cho đến nay trên thế giới đã có khoảng 30 dàn trọng lực bê tông, phần lớn được xây dựng tại Biển Bắc. - Giới thiệu một số công trình biển trọng lực tiêu biểu: - + Sleipner A condeep: Công trình xây dựng tại Nauy với độ sâu nước là 83m khởi công đầu năm 1991 và đưa vào sử dụng tháng 7 năm 1993. - + Draugen Condeep: Công trình này do liên doanh Nauy và Mỹ hợp tác, đó là công trình bê tông 1 trụ đầu tiên trên thế giới với độ sâu nước là 252m khởi công tháng 7 năm 1990 và đưa vào sử dụng tháng 5 năm 1993. - + Troll Condeep: Công trình biển trọng lực có độ sâu nước lớn nhất thế giới với độ sâu nước là 303m, tổng chiều cao công trình là 370m khởi công 7-1990 và đưa vào sử dụng 5-1995. Ngoài ra còn một số dàn được xây ở các độ sâu nước từ 80  150m hầu hết được xây dựng tại Nauy, Hà Lan, Thuỵ Điển... - Ưu điểm: - Sử dụng được nhân lực và vật liệu địa phương. - Nếu có nhu cầu về bể chứa thì giải pháp bê tông rẻ hơn so với kết cấu jacket vì có thể tận dụng khoang rỗng của đế móng làm bể chứa. - Khả năng chống ăn mòn trong môi trường biển khá cao, cao hơn công trình biển bằng thép nên chi phí duy tu, bảo dưỡng thấp. - Nhược điểm: - Yêu cầu về công nghệ chế tạo và thi công cao, cần có những thiết bị thi công chuyên dụng như ụ khô hay đốc nổi lên chi phí xây dựng ban đầu cho công trình lớn chỉ phù hợp khi có chiến lựơc phát triển lâu dài. - Yêu cầu phải có những vùng biển đủ sâu ở gần bờ để phục vụ thi công lai dắt. Trang 9
  • 10. I.1.3. Công trình biển nổi - Là loại công trình được phát triển trong nhưng năm gần đây nhằm mục đích khai thác những mỏ nhỏ, độ sâu nước lớn, không kinh tế nếu xây dựng những công trình biển cố định. Loại công trình này có thể vừa khoan thăm dò, khoan khai thác và có thể sử dụng ở các độ sâu nước khác nhau. - Một số loại kết cấu nổi điển hình được sử dụng làm các phương tiện khoan thăm dò, khai thác và người ở hiện nay: - Công trình khai thác/bể chứa nổi và hệ thống một điểm neo. - Công trình bán chìm. - Công trình nổi neo đứng. - Hệ thống nổi NOMAD.I.1.4. Công trình biển mềm - Là loại công trình cho phép kết cấu chuyển động để giảm tác dụng của tải trọng sóng và dòng chảy. - Một số loại công trình điển hình như sau: - Trụ một khớp. - Trụ có dây neo. - Trụ mềm. - Công trình biển mềm phát huy được hiệu quả tốt tại những vùng nước sâu.I.1.5. Dàn khoan tự nâng (Jackup) Là loại công trình có khả năng tự di chuyển được, có thể dùng để khoan thăm dòcác mỏ mới, đồng thời cũng có thể dùng để khoan khai thác cho những công trình khôngcó thiết bị khoan như BK.I.1.6. Đường ống ngầm Đây là phương tiện được sử dụng để vận chuyển dầu thô và các sản phẩm dầu khí.Độ sâu đặt ống có thể lên tới 500ft (Biển Bắc). Cùng với sự phát triển về độ sâu thìđường kính ống cũng được tăng lên rất nhiều. - Kỹ thuật đường ống mềm đã ra đời khắc phục được những khó khăn trong nối ống ở những vùng nước sâu, tại các điểm nối giữa ống đứng và ống ngang. Ngày nay đường ống mềm đã được sử dụng phổ biến để vận chuyển nhiên liệu dầu, khí lỏng có áp ở những vùng nước sâu. Các tính chất đặc biệt của đường ống mềm là có khả năng thích hợp với các chuyển vị tương đối lớn mà không gây ra ứng suất cục bộ ảnh hưởng tới độ bền kết cấu công trình. Trang 10
  • 11. I.2. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG TRÌNH BIỂN VIỆT NAMI.2.1. Hoạt động thăm dò và khai thác dầu khí tại Việt Nam - Hoạt động khai thác dầu khí ở nước ta chủ yếu do tổng công ty dầu khí Việt Nam thực hiện. Tổng công ty dầu khí Việt Nam được thành lập từ năm 1975 để triển khai mọi hoạt động về thương mại dầu khí trên lãnh thổ Việt Nam. Việc thăm dò địa vật lý bắt đầu được tiến hành từ năm 1974 cho tới nay đã thực hiện được hàng trăm giếng khoan thăm dò. Dẫn đầu trong hoạt động của Petrovietnam là XNLD Vietsovpetro - Năm 1999 xí nghiệp liên doanh dầu khí VIETSOVPETRO đã khai thác được 8,2 triệu tấn dầu thô. Trong những năm tiếp theo nhu cầu khai thác sản phẩm dầu khí ngày một tăng cao, do vậy xu hướng mở rộng mỏ và mở rộng quy mô thăm dò ra các vùng biển sâu là một xu hướng tất yếu. Trong khi nhu cầu dầu khí tăng nhanh đặc biệt là khí để phục vụ cho hoạt động của các nhà máy như điện, đạm tại Phú Mỹ Bà Ria-Vũng Tàu, các khu công nghiệp mới và nhu cầu sinh hoạt của nhân dân. Tổng công ty dầu khí Việt Nam đã xây dựng một hệ thống đường ống để vận chuyển khí từ Bạch Hổ vào Dinh Cố. Sau đó xây dựng hệ thống đường ống dẫn khí từ mỏ Nam Côn Sơn vào bờ. Hiện nay đang tiếp tục thi công cụm công nghiệp Khí- Điện-Đạm Cà Mau có quy mô rất lớn. - Trong những năm gần đây VSP có sản lượng khai thác khoảng 33 ngàn tấn dầu/ngày đêm và đã khai thác được trên 150 triệu tấn dầu thô, đưa trên gần 1,9 tỷ m3 khí vào bờ trong năm 2004, tính đến nay VSP đã đưa được 13,2 tỷ m3 khí vào bờ, gom từ các mỏ Bạch Hổ, Rạng Đông, trong vòng 5 năm qua VSP đã thu về ngân sách khoảng 1,6  1,9 tỷ USD/năm cho chính phủ Việt Nam, chiếm từ 16  19% tổng thu ngân sách của nhà nước. Để đạt được điều đó VSP đã cho tiến hành xây dựng rất nhiều công trình phục vụ cho công tác khoan thăm dò và khai thác dầu khí.I.2.2. Công nghệ thu gom và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch HổI.2.2.1. Tổng quan về mỏ Bạch Hổ - Mỏ Bạch Hổ là mỏ lớn nhất của Việt Nam, nằm ở phía nam thềm lục địa Việt Nam, cách thành phố Vũng Tàu khoảng 120 Km về phía đông nam do Xí nghiệp liên doanh VietsovPetro khai thác. Tháng 6 năm 1986 dòng dầu khí đầu tiên đã được khai thác tại mỏ Bạch Hổ, sau gần 20 năm khai thác trữ lượng của mỏ đã giảm đi nhiều và hiện nay đã chuyển sang giai đoạn khai thác thứ cấp.I.2.2.2. Các công trình của VSP - Để phục vụ cho công tác thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ, Xí nghiệp liên doanh dầu khí VietsovPetro đã xây dựng ở đây một hệ thống các công trình bao Trang 11
  • 12. gồm: Dàn công nghệ trung tâm CTP, dàn khoan cố định MSP, dàn nhẹ BK, trạm rót dầu không bến UBN và các tuyến đường ống nội mỏ. - Các công trình hiện có tại VSP: - 10 Dàn MSP. - 2 Tổ hợp công nghệ trung tâm. - 2 Dàn giữ áp suất vỉa. - 2 Dàn nén khí. - 4 Trạm rót dầu không bến. - 9 Dàn nhẹ BK. - 260 km đường ống ngầm. - Hiện đang xây dựng và sẽ xây dựng: - 1 Dàn MSP. - 3 Dàn khai thác BK có dàn nhà ở kèm theo.I.2.2.2.1. Dàn công nghệ trung tâm CTP - Chức năng chính của dàn CTP là: - Thu gom, tách lọc các sản phẩm từ các giếng của các dàn nhẹ BK, các dàn MSP ở vòm trung tâm và vòm nam của mỏ Bạch Hổ. - Xử lý dầu thô thành dầu thương phẩm và bơm đến các trạm rót dầu không bến UBN1, UBN2, UBN3, UBN4. - Xử lý nước thải theo tiêu chuẩn quốc tế và thải chúng xuống biển. - Xử lý sơ bộ khí đồng hành và đưa chúng vào các trạm nén khí.I.2.2.2.2. Dàn khoan cố định MSP - Dàn MSP có thể khoan khai thác, xử lý các sản phẩm dầu và khí đồng hành. Mức độ xử lý tuỳ thuộc vào hệ thống thiết bị công nghệ bố trí trên từng dàn. - Về mặt cấu tạo dàn khoan gồm có phần móng, KCĐ và phần kết cấu thượng tầng (MSF). Khối lượng thượng tầng nặng hơn 4000 tấn được đỡ bởi hai KCĐ mỗi khối nặng hơn 1200 tấn. Trên thượng tầng của dàn MSP có tổ hợp khoan khai thác, năng lượng và nhà ở.I.2.2.2.3. Dàn nhẹ BK - Dàn nhẹ BK là kiểu dàn không tự khoan, công tác khoan sẽ do các dàn tự nâng thực hiện. Các sản phẩm dầu khí sau khi được khai thác và xử lý sơ bộ sẽ được vận Trang 12
  • 13. chuyển đến dàn công nghệ trung tâm, bằng hệ thống đường ống ngầm. Dàn BK có quy mô nhỏ nên vốn đầu tư ít và thời gian xây dựng nhanh, khối lượng thượng tầng nhỏ và đơn giản nên có thể sản xuất được trong nước. Thượng tầng của dàn BK thường có: sân bay trực thăng, các thiết bị công nghệ, máy phát điện.I.2.2.2.4. Dàn bơm nước ép vỉa - Dàn bơm nước ép vỉa có nhiệm vụ là duy trì áp suất mỏ và tăng hiệu quả thu gom dầu khí bằng phương pháp bơm nước. Dàn bơm nước ép vỉa được xếp vào loại dàn nặng có một chân đế và 4 modul trên thượng tầng. Nước biển được xử lý qua hệ thống lọc vật lý và hoá chất sau đó được bơm với áp lực cao tới các dàn thông qua hệ thống đường ống ngầm.I.2.2.2.5. Dàn nén khí trung tâm CCP - Dàn nén khí có nhiệm vụ tiếp nhận khí đồng hành (khí thấp áp) được chuyển đến từ các dàn cố định và dàn BK. Sau đó khí sẽ được nén tới áp suất cao phục vụ cho công tác khai thác (khí gaslift, khí động cơ) và đưa vào bờ. - Sơ đồ công nghệ của dàn nén khí trung tâm: - Đo lượng khí trước khi nén. - Nén khí giữa hai cấp với việc làm nguội và xử lý khí giữa hai cấp. - Sấy khô khí. - Đo riêng lượng khí đưa vào bờ và lượng khí dẫn tới hệ thống Gaslift.I.2.2.2.6. Dàn khoan tự nâng - Dàn tự nâng (Jack-up) mang tên Tam Đảo và Cửu Long được mua của Singapore. Hai dàn này đều là dạng dàn 3 chân, có nhiệm vụ khoan thăm dò và khoan khai thác tại các dàn BK.II.2.2.2.7. Trạm rót dầu không bến UBN - Sơ đồ công nghệ của trạm rót dầu không bến gồm có: Hệ thống van áp lực, hệ thống tín hiệu báo sự cố và phòng chống cháy đảm bảo vận hành hữu hiệu hệ thống tiếp nhận dầu. - Các trạm rót dầu không bến của VSP gồm có: - Trạm rót dầu không bến Ba Vì (UBN1) có khả năng tiếp nhận 10000 tấn/ ngàyđêm. - Trạm rót dầu không bến Chí Linh (UBN2) với công suất tiếp nhận 15000 tấn/ngàyđêm. - Trạm rót dầu không bến Chi Lăng sử dụng cho mỏ Rồng với công suất suất tiếpnhận 15000 tấn/ngày đêm. Trang 13
  • 14. - Trạm rót dầu Vietsovpetro1 (UBN4) vừa mới được xây dựng tại mỏ Bạch Hổ cókhả năng tiếp nhận 30000 tấn dầu/ ngày đêm.I.2.2.2.8. Hệ thống đường ống ngầm - Hệ thống đường ống ngầm: Mỏ Bạch Hổ có hệ thống đường ống ngầm đa dạng phục vụ cho công tác vận chuyển dầu thô, khí đồng hành vào bờ và hệ thống ống dẫn nước ép vỉa. - Hiện VSP đã xây dựng được 260Km đường ống ngầm gồm có: - 20 đường ống dẫn dầu - 10 đường ống dẫn khí - 18 đường ống dẫn Gaslift - 11 đường ống dẫn hỗn hợp dầu và khí . - Một số đường ống khác. Trang 14
  • 15. CHƯƠNG II SỐ LIỆU PHỤC VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾII.1. VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BK-10II.1.1. Vị trí xây dựng - Dàn BK10 thuộc cụm BK1/BK10, được xây dựng phía vòm Nam mỏ Bạch Hổ, cách TP Vũng Tàu 120km về phía Đông Nam. Các dàn thuộc cụm (BK1-BK10-LQ) được nối nhau bởi cầu dẫn. -II.1.2. Độ sâu nước tại vị trí xây dựng công trình - Công trình được thiết kế xây dựng tại vị trí có độ sâu nước 50 mII.2. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TẠI KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH - Điều kiện môi trường được lấy từ báo cáo: “Bach Ho - Rong Field’s Environmental Extreme Conditions” - là kết quả nghiên cứu đo đạc của trung tâm khí tượng hải văn biển cho khu vực vùng mỏ Rồng và Bạch Hổ. Trang 15
  • 16. II.2.1. Gió - Khu vực xây dựng công trình là khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa. Gió mùa Đông Bắc (vào mùa đông), gió mùa Tây Nam (mùa hè). Gió mùa Đông Bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 hàng năm, trong khoảng thời gian này gió thổi ổn định, có tốc độ mạnh và thịnh hành trong suốt mùa. Gió mùa chuyển tiếp ( kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm), gió thổi không ổn định theo các hướng. Tốc độ gió được đo ở độ cao tiêu chuẩn 10m so với mực nước trung bình (MSL) với các tần suất xẩy ra lần lượt là: 100, 50, 25, 10, 5, 1 năm. Với các thông số đo như sau:- Tốc độ gió được đo ở 8 hướng: Hướng Bắc (N) Hướng Đông Bắc (NE) Hướng Đông (E) Hướng Đông Nam (SE) Hướng Nam (S) Hướng Tây Nam (SW) Hướng Tây (W) Hướng Tây Bắc (NW)- Tốc độ gió ở các hướng khác được tính bằng cách nội suy tuyến tính từ các hướng lân cận.- Tốc độ gió trung bình được đo ở các mốc thời gian trong: 3 giây, 1 phút và 2 phút. Bảng 2.1: Tốc độ gió trung bình trong khoảng thời gian 2 phút (m/s)Tần suất Hướng gió (năm) N NE E SE S SW W NW 100 38.4 49.4 30 20.8 22 35.7 34.2 33.5 50 36.2 45 29.1 19.2 21.4 33.4 32.7 31.8 25 34.2 40.6 27.4 18.2 20.4 31.5 30.4 29.2 10 30.6 37.5 26.3 16.8 19.2 28.2 27.5 26.5 5 28.5 34.6 25.2 15.5 18.4 26.2 25.2 21.3 1 23 26 22 12.7 16 21 20 18 Bảng 2.2: Tốc độ gió trung bình trong khoảng thời gian 1 phút (m/s)Tần suất Hướng gió (năm) N NE E SE S SW W NW 100 39.7 50.9 31 21.4 22.7 36.9 35.3 34.6 50 37.4 46.5 30.1 19.8 22.1 34.5 33.4 32.8 25 35.3 41.9 28.3 18.8 21.1 32.5 34.1 30.2 10 31.6 38.7 27.2 17.4 19.8 29.1 28.4 27.4 Trang 16
  • 17. Tần suất Hướng gió (năm) N NE E SE S SW W NW 5 29.4 35.7 26 16 19 27.1 26 22 1 23.8 26.4 22.7 13.1 16.5 21.7 20.7 18.6 Bảng 2.3: Tốc độ gió trung bình trong khoảng thời gian 3 giây (m/s)Tần suất Hướng (năm) N NE E SE S SW W NW 100 44.7 57.4 34.9 24.2 25.6 41.6 39.8 39 50 42.1 52.4 33.9 22.3 24.9 38.9 18.1 37 25 39.8 47.3 31.9 21.2 23.7 36.7 35.4 34 10 35.6 43.7 30.6 19.6 22.4 32.8 32 30.8 5 33.2 40.3 29.3 18 21.4 30.5 29.3 24.8 1 26.8 30.3 25.5 14.8 16.6 24.4 23.3 21 - Tải trọng gió tính toán cho cả công trình được tính với tốc độ gió trung bình trong khoảng thời gian 1 phút với chu kỳ lặp 100 năm.II.2.2. Sóng - Chế độ sóng tại khu vực xây dựng công trình phụ thuộc chủ yếu vào chế độ gió thổi. Trong thời kì gió mùa Đông Bắc biển có sóng mạnh và liên tục, thường có gió xoáy và bão. Bão thường tập trung từ tháng 6 đến tháng 10, do vậy chế độ sóng rất rõ rệt. Trong thời kì có gió mùa Đông Bắc (từ tháng 11 đến tháng 3) sóng theo hướng Đông Bắc, độ cao cực đại của sóng đáng kể hướng Đông Bắc có thể đạt 6.5 m và có thể lớn hơn. Trong thời kì gió mùa Tây Nam, sóng theo hướng Tây Nam có độ cao cực đại sóng đáng kể chỉ trong tháng 8, có thể vượt qua 6.0 m. Chế độ sóng được mô tả bởi hai thông số chính là chiều cao sóng và chu kỳ sóng với các thông số sau: - Các thông số sóng được đo ở 8 hướng: N, NE, E, SE, S, SW, W, NW. - Các thông số sóng ở các hướng khác được tính bằng cách nội suy tuyến tính từ các hướng lân cận. - Các thông số sóng được thống kê với các tần suất xuất hiện là: 100, 50, 25, 5, 1 năm Bảng 2.4: Các thông số sóng theo các tần suất khác nhauTần suất Hướng N NE E SE S SW W NW (năm) % 0.7 45.7 8.8 1.8 3.2 27.4 12.1 0.6 Hmax(m) 10.8 16.4 9.9 6.2 8.6 13.1 9.3 7.4 100 T (s) 10.3 14.3 11.6 19.8 12.4 12.5 12.0 12.3 Trang 17
  • 18. Tần suất Hướng N NE E SE S SW W NW (năm) % 0.7 45.7 8.8 1.8 3.2 27.4 12.1 0.6 Hmax(m) 9.7 15.6 9.2 5.6 8.0 12.4 8.8 6.9 50 T (s) 10.0 14.1 11.5 10.5 12.1 12.4 11.9 8.5 Hmax(m) 8.8 14.7 8.7 5.2 7.7 11.9 8.5 6.5 25 T (s) 9.9 14.0 11.4 10.2 11.8 12.3 11.8 11.7 Hmax(m) 5.6 13.7 6.8 3.8 6.2 9.7 7.1 4.8 5 T (s) 9.4 13.9 11.0 9.4 10.6 12.1 11.6 11.0 Hmax(m) 2.6 11.8 4.8 2.4 4.6 7.3 5.8 3.0 1 T (s) 9.1 13.3 10.5 9.1 9.2 11.7 11.3 9.9II.2.3. Dòng chảy - Chế độ dòng chảy trong khu vực được hình thành do ảnh hưởng của chế độ gió mùa và chế độ thuỷ triều của hoàn lưu nước biển Đông. - Dòng chảy bao gồm: chế độ dòng chảy mặt và chế độ dòng chảy đáy. Vận tốc dòng chảy được xác định như sau: - +) Vận tốc dòng chảy mặt được đo cách mực nước trung bình là 5m. - +) Vận tốc dòng chảy đáy được đo cách đáy là 5m. - Các vận tốc dòng chảy trung gian được tính bằng cách nội suy tuyến tính dòng chảy mặt và dòng chảy đáy. - Vận tốc dòng chảy được thống kê với các tần suất xuất hiện là 100, 1 năm.II.2.3.1. Vận tốc dòng chảy mặt Bảng 2.5: Vận tốc dòng chảy mặt với tần suất 100 năm theo các hướng sóng Hướng sóng Thông số N NE E SE S SW W NWVận tốc (cm/s) 93 137 100 173 224 181 178 121 Góc lệch so 240 242 277 41 68 79 78 134với hướng Bắc Bảng 2.6: Vận tốc dòng chảy mặt với tần suất 1 năm theo các hướng sóng Hướng sóng Thông số N NE E SE S SW W NWVận tốc (cm/s) 80 102 83 135 128 148 142 89 Trang 18
  • 19. Hướng sóng Thông số N NE E SE S SW W NW Góc lệch so 240 242 277 41 68 79 78 134với hướng BắcII.2.3.2. Vận tốc dòng chảy đáy Bảng 2.7: Vận tốc dòng chảy đáy với tần suất 100 năm theo các hướng sóng Hướng sóng Thông số N NE E SE S SW W NW Vận tốc 68 119 126 109 82 137 119 97 (cm/s)Góc lệch sovới hướng 2 300 60 295 329 53 329 197 Bắc Bảng 2.8: Vận tốc dòng chảy đáy với tần suất 1 năm theo các hướng sóng Hướng sóng Thông số N NE E SE S SW W NWVận tốc (cm/s) 58 69 96 85 67 97 96 77Góc lệch so với 2 300 60 295 329 53 329 197 hướng BắcII.2.4. Thủy triều - Trong khu vực mỏ Bạch Hổ, đặc trưng dao động mực nước là bán nhật triều không đều. Mực nước trung bình tháng phân bố không đều trong năm, các tháng mùa đông mực nước dâng lên 23.4 (cm), còn trong mùa hè mực nước hạ xuống 14.5 (cm) so với mực nước trung bình hàng năm. Biên độ dao động triều được tính toán lên xuống so với mực nước trung bình (MSL). - Biên độ triều cao nhất so với MSL: + 1.03 m - Biên độ triều thấp nhất so với MSL: - 1.62 m - Nước dâng do gió bão so với MSL: + 0.87 m - Biên độ triều xuống do gió so với MSL: - 0.68 mII.2.5. Sinh vật biển - Sự phát triển của sinh vật biển (hà) được lấy trung bình theo các báo cáo khảo sát cho vùng mỏ Bạch Hổ năm 1997, tại các cao độ sau: Trang 19
  • 20. Chiều dày Cao độ (m) (mm) Từ cao độ () 0.000 đến cao độ (-) 4.000 80 Từ cao độ (-) 4.000 đến cao độ (-) 8.000 87 Từ cao độ (-) 8.000 đến cao độ (-) 10.000 100 Từ cao độ (-) 10.000 đến đáy biển 70II.3. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNHII.3.1. Đặc điểm chung khu vực mỏ Bạch Hổ Trên cơ sở kết quả khảo sát địa chất phục vụ quá trình thiết kế và xây dựng cáccông trình biển trên hai khu mỏ Bạch Hổ và Rồng. Chúng ta có thể đưa ra một số nhậnđịnh chung về điều kiện địa chất công trình trên khu mỏ như sau: - Trên bề mặt đáy biển thường có một lớp trầm tích lắng đọng có thành phần hỗnhợp, ở dạng bùn nhão kết hợp với sạn sỏi. Chiều dày lớp này thường là 0.51.0 m, đặctính cơ lý không ổn định. - Nền đất trên toàn bộ khu mỏ là tương đối giống nhau, gồm khá nhiều lớp, chiềudày các lớp đất không lớn (ít có lớp đất nào dày hơn 10m). Chiều dày trung bình của cáclớp đất trong khoảng 4.5 đến 5m. - Số các lớp đất sét chiếm ưu thế, ứng suất cắt của các lớp đất này phổ biến trongkhoảng 50 đến 220KN/m2. - Các lớp cát xuất hiện rải rác, xen kẽ giữa các lớp sét, thường có góc nội ma sáttrong khoảng từ 180 đến 350. - Chưa thấy sự xuất hiện của các lớp sỏi và tầng đá trong khoảng độ sâu đến 100m.II.3.2. Số liệu địa chất dùng cho thiết kế dàn BK10 (Hố khoan 745) Bảng 2.9: Số liệu địa chất dùng cho thiết kế dàn BK10 Ứng suất cắt Số Tỷ trọng Góc nội không thoát nước Độ rỗng lớp Độ sâu (m) Loại đất ngập nước ma sát  Su (KPa) 50 đất (KN/m3) (độ) Mặt Đáy 1a 0.0 - 0.5 Cát 7.3 18 2 0.5 - 3.2 Sét 7.9 6 22 0.012 3 3.2 - 6.0 Sét 9.8 100 117 0.022 4 6.0 - 8.0 Cát 9.2 25 5 8.0 - 14.0 Sét 9.1 80 100 0.023 6 14.0 - 22.0 Sét 8.9 100 100 0.023 7 22.0 - 24.5 Sét 9.0 59 72 0.046 8 24.5 - 34.0 Cát 10.4 35 9 34.0 - 40.0 Sét 10.0 190 190 0.024 Trang 20
  • 21. Ứng suất cắt Số Tỷ trọng Góc nội không thoát nước Độ rỗng lớp Độ sâu (m) Loại đất ngập nước ma sát  Su (KPa) 50 đất (KN/m3) (độ) Mặt Đáy10 40.0 - 47.0 Sét 9.8 70 127 0.03811 47.0 - 49.5 Cát 9.5 2712 49.5 - 57.5 Sét 10.0 120 190 0.03913 57.5 - 63.0 Sét 8.5 86 86 0.03014 63.0 - 69.0 Bùn 7.1 154 154 0.02615 69.0 - 73.5 Sét 8.6 104 104 0.04316a 73.5 - 76.2 Cát 9.0 2616 76.2 - 78.0 Sét 11.6 192 192 0.03617 78.0 - 80.1 Cát 11.4 36II.4. VẬT LIỆU SỬ DỤNG Các loại vật liệu sử dụng trong thiết kế công trình biển được lấy theo các tiêu chuẩnthiết kế API, AISC: Bảng 2.10: Các loại vật liệu sử dụng trong thiết kế Cường độ đàn Cường độ chảy dẻo Ký hiệu Loại vật liệu Mác vật liệu hồi (Fv,Mpa) (UTS, MPa) ThÐp èng  1392 x 50,0 X52 360 455 API ThÐp èng  1352 x 30,0 X52 360 455 API ThÐp èng  1330 x 19,0 X52 360 455 API ThÐp èng  1219 x 65 X52 360 455 API ThÐp èng  1219 x 40 X52 360 455 API ThÐp èng  1219 x 30 X52 360 455 API ThÐp èng  813x35,0 X52 360 455 API ThÐp èng  813x25,4 X52 360 455 API ThÐp èng  813x20,6 X52 360 455 API ThÐp èng  762x35,0 X52 360 455 API ThÐp èng  762x25,4 X52 360 455 API ThÐp èng  762x20,6 X52 360 455 API Trang 21
  • 22. Cường độ đàn Cường độ chảy dẻo Ký hiệu Loại vật liệu Mác vật liệu hồi (Fv,Mpa) (UTS, MPa) ThÐp èng  762x30,2 X52 360 455 API ThÐp èng  762x22,2 X52 360 455 API ThÐp èng 711 x 25,4 X52 360 455 API ThÐp èng 711 x 20,6 X52 360 455 API ThÐp èng 711 x 16,0 X52 360 455 API ThÐp èng  660x28,6 X52 360 455 API ThÐp èng 660 x 20,6 X52 360 455 API ThÐp èng 660 x 17,5 X52 360 455 API ThÐp èng 610 x 30,2 X52 360 455 API ThÐp èng 610 x 25.4 X52 360 455 API ThÐp èng 610 x 17,5 X52 360 455 API ThÐp èng 508 x 25.4 X52 360 455 API ThÐp èng 508 x 20,6 X52 360 455 API ThÐp èng 508 x 14,3 X52 360 455 API ThÐp èng 457 x 25,4 X52 360 455 API ThÐp èng 457 x 19,1 X52 360 455 API ThÐp èng 457 x 14.3 X52 360 455 API ThÐp èng 406 x 25.4 X52 360 455 API ThÐp èng  406x 19,1 X52 360 455 API ThÐp èng 406 x 17,5 X52 360 455 API ThÐp èng 406 x 14,3 X52 360 455 API ThÐp èng 355,6 x 15,9 X52 360 455 API ThÐp èng 323,9 x 15,9 X52 360 455 API 273 x 18,3 ThÐp èng X52 360 455 Trang 22
  • 23. Cường độ đàn Cường độ chảy dẻo Ký hiệu Loại vật liệu Mác vật liệu hồi (Fv,Mpa) (UTS, MPa) API ThÐp èng  273 x 12.7 X52 360 455 API ThÐp èng  219 x 10,3 X52 360 455 API W 12x28 ASTM A36 Gr. 50 250 450 W 18x76 ASTM A572 Gr. 50 345 450II.5. PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNGII.5.1. Điều kiện thời tiết - Công trình được thi công trong điều kiện thời tiết như sau : - Chiều cao sóng không vượt quá 1.2m/s - Tốc độ gió không quá 10m/sII.5.2. Điều kiện về trang thiết bị, công nghệ phục vụ thi công - Công trình được thi công tại cảng dịch vụ dầu khí của Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro, có các đặc điểm như sau : - Bãi lắp ráp: VSP có bãi lắp ráp với diện tích 210000m2 bao gồm diện tích bãi trống và khu vực nhà xưởng. Diện tích đường đi và khu vực thao tác hoạt động là 18000m2. Bãi lắp ráp được xây dựng với thiết kế cường độ áp lực nền chịu được 6 KG/cm2. - Đường trượt : Trên bãi lắp ráp có bố trí hai hệ thống đường trượt. - +) Đường trượt số 0 dài 183m, gồm 3 ray trượt khoảng cách giữa các ray là 16 và 20m có áp lực chịu tải là 100T/m dài. - +) Đường trượt số 1 dài 216m, gồm 2 ray trượt khoảng cách giữa các ray là 16m có áp lực chịu tải là 100T/m dài. - Đây là hai đường trượt chuyên dụng để trượt khối chân đế lên hai hệ ponton hoặc Xà lan chuyên dụng. - Phía dưới nền đất được gia cố bằng cọc bê tông cốt thép, tiếp theo là lớp bê tông cốt thép có cường độ cao. - Phía trên mặt đường trượt có lát hai tấm thép dày 12mm, để tăng khả năng ép mặt, giảm ma sát giữa đường trượt và máng trượt khi thi công. - Các cọc có kích thước 40x40 (cm) dài 20m được đóng trên suất chiều dài đường trượt với khoảng cách giữa các cọc là 1,2 m. Trang 23
  • 24. - Trên đường trượt có bố trí các máng trượt để đỡ và trượt khối chân đế (KCĐ) ramép cảng khi thi công hạ thuỷ từ trên bãi lắp ráp xuống các phương tiện vậnchuyển.- Bến cảng:- Ngoài ra trên bãi lắp ráp còn có hệ thống ống dẫn nước cứu hoả, nước sinh hoạt,hệ thống đường dây điện và hệ thống đường giao thông.- Trên bãi lắp ráp còn có 10 trạm biến áp để cung cấp điện cho các thiết bị hàn ở 60đơn vị hàn, công suất trung bình của trạm là gần 6854KVA. Để phục vụ cho thicông vào ban đêm trên bãi lắp ráp có 6 cột đèn pha cao 21m với 12 đèn loại TBC-45, trên mỗi cột lắp 2 đèn pha, trong mỗi đèn pha có 3 bóng 1000W.- Nhu cầu về điện của bãi lắp ráp có thể được cung cấp 8,4MA. Nhu cầu về nướcđược cung cấp đầy đủ từ các nhà máy nước của thành phố. Bảng 2.11: Phương tiện thi công của VSP Stt Tên gọi Số Lượng Cẩu bánh xích DEMAG (sức nâng 140 ¸ 1 13 400T) 2 Cẩu bánh lốp ( Sức nâng 3 ¸ 90T) 20 3 Ô tô vận tải (trọng tải 2 ¸ 10T) 73 4 Xe bốc xếp tự động (1 ¸ 5T) 20 Thiết bị hàn: 144 5 Hàn trên bờ 90 Hàn ngoài biển 54 Búa đóng cọc chuyên dụng: 7 6 - Loại MRBS: 1800 4 - Loại MRBS: 3000 3 7 Cẩu nổi Trường Sa (600T) 1 8 Cẩu nổi Hoàng Sa (1200T) 1 Tầu kéo và dịch vụ: Sao Mai 3 Lam Sơn 1 Vũng Tàu 1 Long sơn 1 Kỳ Vân 2 9 Phú Quý 1 Long Hải 1 Hải Sơn 1 Bến Đình 1 Côn Đảo 1 NEFTEGAS 56 1 Trang 24
  • 25. Stt Tên gọi Số Lượng NEFTEGAS 60 210 Hệ Ponton 2 Trang 25
  • 26. CHƯƠNG IIIMÔ TẢ CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC TIÊU CHUẨN QUY PHẠM ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG THIẾT KẾIII.1. MÔ TẢ CHUNG VỀ CÔNG TRÌNHIII.1.1. Chức năng công trình - Dàn BK10 được thiết kế cho mục đích khai thác dầu khí với sự trợ giúp của dàn khoan tự nâng . - Thu nhận và phân loại các sản phẩm dầu trong đo lường và vận chuyển. - Đo sản lượng dầu cung cấp của giếng khoan. - Tách sơ bộ sản phẩm khí và nước phun lên từ giếng khoan. - Tập trung và tận dụng các phế phẩm. - Tự động ngắt giếng trong điều kiện khẩn cấp (động đất, hoả hoạn, bão lớn...). - Kiểm tra việc sửa chữa ngầm chủ yếu với sự trợ giúp của dàn khoan tự nâng. - Dập giếng với phương tiện nổi qua các đường ống công nghệ. - Số lượng giếng khoan:12 giếng(09 giếng khai thác, 03 giếng bơm nước ép vỉa). - Chế độ làm việc liên tục 24 giờ, không có chỗ ở thường xuyên cho người. Theo định kỳ dàn sẽ được kiểm tra để duy tu và bảo quản. - Nước ngọt và dầu diezen được cung cấp từ tàu.III.1.2. Mô tả công trìnhIII.1.2.1. Kết cấu chân đế - Là bộ phận chịu lực quan trọng nhất của công trình, được cấu tạo từ tổ hợp các thanh thép ống gồm ống chính và ống nhánh làm nhiệm vụ truyền tải trọng từ kết cấu phần trên xuống móng của công trình. - Một trong 4 mặt bên của chân đế là mặt thẳng đứng để đảm bảo cho dàn tự nâng khi cập vào để thực hiện khoan khai thác được đảm bảo an toàn. - Kích thước chân đế được tính toán cụ thể trong phần sau.III.1.2.2. Móng cọc - Đường kính, chiều dài và số lượng cọc phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên kết cấu, khả năng chịu tải của nền đất và giải pháp thi công công trình. - Hệ thống móng cọc được tạo bởi các ống có đường kính là 1219mm. Trang 26
  • 27. - Các cọc sẽ được đóng xuống độ sâu thiết kế qua ống chính của chân đế, giữa ống chính và cọc được bơm trám bằng dung dịch xi măng.III.1.2.3. Sàn chịu lực - Là bộ phận trung gian giữa thượng tầng và kết cấu chân đế. Làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng từ khối thượng tầng xuống chân đế. Sàn chịu lực thường được chế tạo từ các dầm thép hình hoặc các dầm thép tổ hợp.III.1.2.4. Cấu trúc thượng tầng - Là tổ hợp kiến trúc xây dựng dân dụng và công nghiệp đảm bảo các hoạt động của công trình ở xa bờ. Được bố trí theo kiến trúc modul, quy hoạch hợp lý và liên hợp giữa các hạng mục của công trình và thiết bị. Quy hoạch thượng tầng đảm bảo tính an toàn cao về cháy nổ và cứu sinh. - Các block của dàn BK10: - Khối block công nghệ. - Khối block phụ trợ. - Sân bay trực thăng. - Cần đốt để đốt khí thải - Khối Block công nghệ: là những kết cấu không gian hình lăng trụ. - Tại sàn chính đặt các thiết bị công nghệ cơ bản. - Tại sàn trên đặt các khối Block phụ trợ, trong đó bố trí các phòng máy năng lượng, máy biến áp, thiết bị phân phối, phòng ở tạm thời cho người. Trang 27
  • 28. III.1.2.5. Sơ đồ tổng thể A BIII.2. CÁC TIÊU CHUẨN QUY PHẠM ÁP DỤNG TRONG THIẾT KẾIII.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế API RP 2A – WSD - Tiêu chuẩn API là tiêu chuẩn do hiệp hội dầu mỏ Mỹ ấn bản cho thiết kế công trình biển có tên là: ’’Recommended Pratice for planning, Design and contructing Fixed offshore platform’’. Tiêu chuẩn này được dùng khá phổ biến trong thiết kế các công trình biển cố định bằng thép trên thế giới và ở Việt Nam nó là tiêu chuẩn chính được dùng cho công tác phân tích thiết kế. - Nội dung: API RP 2A WSD là tiêu chuẩn thiết kế theo trạng thái ứng suất cho phép, bao gồm các phần: - Phần 1: Lập kế hoạch dự án - Phần 2: Tiêu chuẩn và quy trình thiết kế - Phần 3: Thiết kế các cấu kiện thép - Phần 4: Mô tả các liên kết - Phần 5: Tính toán mỏi Trang 28
  • 29. - Phần 6: Thiết kế và tính toán nền móng - Phần 7: Hệ thống các thành phần kết cấu - Phần 8: Vật liệu - Phần 9: Các bản vẽ và bản kê khai chi tiết - Phần 10: Qui trình hàn - Phần 11: Qui trình xây lắp chế tạo - Phần 12: Qui trình thi công - Phần 13: Qui trình kiểm tra - Phần 14: Qui trình khảo sát - Phần 15: Tái sử dụng - Phần 16: Các kết cấu nhỏIII.2.2. Quy phạm DnV - DNV là quy phạm do cục đăng kiểm Nauy ấn bản có tên là: Rules for the Design contruction and inspection of offshore structures. - Theo qui phạm này: Công tác thiết kế một công trình biển bao gồm 5 giai đoạn: - +) Giai đoạn 1: Xây dựng chế tạo. - Tiến hành xây dựng chế tạo các kết cấu trên bờ và kết cấu gần biển (trên biển) - +) Giai đoạn 2: Vận chuyển. - Giai đoạn này bao gồm vận chuyển kết cấu hoặc từng bộ phận kết cấu từ bờ biển ra biển hoặc từ bờ tới sà lan vận chuyển và neo trong vùng nước được bảo vệ. - +) Giai đoạn 3: Lắp đặt. - Giai đoạn này gồm lắp đặt và hoàn thiện công trình tại vị trí xây dựng . - +) Giai đoạn 4: Khai thác. - Giai đoạn này được tính từ lúc đưa công trình vào hoạt động cho đến khi thanh lí hoặc di chuyển vị trí. - +) Giai đoạn 5: Phục hồi và sửa chữa. - Giai đoạn này gồm khôi phục lại hoặc dời chỗ công trình.III.2.3. Tiêu chuẩn hàn AWS (American welding society) - Đây là tiêu chuẩn cho phép thiết kế, thực hiện và kiểm tra đường hàn đối với các loại thép, các tiêu chuẩn về góc hàn, bề rộng đường hàn, bề dày đường hàn, cường độ mối hàn..., đều được phân tích rõ. Trang 29
  • 30. CHƯƠNG IV XÂY DỰNG - PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤUIV.1. CƠ SỞ XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁNIV.1.1. Đặt vấn đề - Đối với các công trình biển, do các công trình có vị trí ở ngoài biển, chịu tác động của môi trường khắc nghiệt, các điều kiện khác cũng không giống như trên đất liền nên đặc điểm riêng nổi bật là giá thành công trình lớn. Do vậy, đối với mỗi công trình việc đưa ra các giải pháp thiết kế sao cho phù hợp với các yêu cầu về chức năng và nhiệm vụ là một bài toán phức tạp, đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm và công cụ tính toán mạnh. Việc lựa chọn một phương án tối ưu có tính quyết định đến chất lượng và giá thành của công trình sau này. Phương án được chọn phải thoã mãn 3 yêu cầu sau: - +) Tính kỹ thuật: Các yêu cầu về công năng của công trình, thường do chủ đầu tư quy định - +) Tính khả thi: Phương án được chọn phải đảm bảo thi công được. - +) Tính kinh tế: Phương án được chọn phải có giá thành hợp lý, khi đi vào thi công và vận hành phải đạt hiệu quả cao nhất. - Chính vì vậy việc xây dựng và lựa chọn các phương án thiết kế là giai đoạn quan trọng nhất trong thiết kế công trình, mỗi một phương án đưa ra là cả một quá trình tích luỹ lớn về kiến thức và kinh nghiệm thiết kế. Việc thiết kế phương án tối ưu đòi hỏi nhiều lần tính lặp kết hợp với kinh nghiệm thiết kế dày dặn.IV.1.2. Bài toán thiết kế phương ánIV.1.2.1. Các vấn đề tối ưu trong thiết kế công trình - Như đã nêu trong phần đặt vấn đề, phương án được chọn phải thoã mãn tối ưu về kỹ thuật, khả thi và kinh tế. Đó là bài toán tối ưu đa mục tiêu. - +) Tối ưu hoá kết cấu - Trong thiết kế kết cấu có rất nhiều vấn đề cần tối ưu, là những bài toán rất phức tạp hiện đang được nghiên cứu và phát triển ở nhiều cơ quan nghiên cứu kết cấu công trình. - Các lĩnh vực tối ưu hoá kết cấu: - Tối ưu hoá hình học: Tính toán lựa chọn số lượng, vị trí các phần tử kết cấu sao cho tối ưu về trọng lượng và hợp lý về chịu lực. - Tối ưu hoá tiết diện: Tiết diện của các phần tử phải phù hợp với khả năng chịu lực. - Tối ưu hoá tải trọng: Kết cấu được chọn chịu tải trọng bé nhất và ít chịu ảnh hưởng của môi trường. Trang 30
  • 31. - Tối ưu hoá liên kết: Các liên kết của kết cấu phải đảm bảo được tính chất chịu lực cũng như tính siêu tĩnh của kết cấu, đảm bảo thuận lợi cho quá trình thi công, … +) Tối ưu hoá trong thi công công trình - Thi công công trình biển là rất phức tạp bởi điều kiện thi công phức tạp, tính rủi ro cao. Do vậy, ảnh hưởng rất lớn đến giá thành công trình nên tối ưu trong thi công chỉ dừng lại ở kinh nghiệm và những xu hướng thi công đã được thực tế kiểm nghiệm là đúng đắn: - Sử dụng những liên kết đơn giản, và ít nút trong kết cấu. Điều đó cho phép giảm thiểu thời gian thi công chế tạo và tránh được sự tập trung ứng suất. - Sử dụng cọc và ống chính có đường kính lớn, điều đó cho phép giảm thời gian đóng cọc (chiều dài cọc giảm, không cần sử dụng cọc váy) và do vậy rút ngắn thời gian thi công trên biển +) Khả năng mô phỏng của người thiết kế - Xây dựng phương án thiết kế công trình biển đã được đơn giản khi mô phỏng, bởi lẽ trong quá trình thiết kế, để đơn giản người thiết kế đã giản ước nhiều yếu tố trong khi điều kiện tải trọng và kết cấu là rất phức tạp và có nhiều yếu tố chưa được xét hết. +) Khả năng của chương trình tính toán và lý thuyết toán học - Lý thuyết tối ưu là một lĩnh vực toán học mới, được bắt đầu từ sự ra đời của phương pháp đơn hình vào năm 1947 do Dantzig khởi nguyên. Cho đến nay đã có những thành tựu to lớn về lý thuyết cũng như ứng dụng, song trong lĩnh vực kết cấu mới chỉ dừng lại ở những bài toán nhỏ (kết cấu chịu tải trọng tĩnh dạng tấm, conson hoặc khung phẳng…). Bên cạnh đó các chương trình tính toán mặc dầu có những bước đột phá nhưng chưa đủ để giải quyết bài toán tối ưu hoá đa mục tiêu và nhiều thông số trong thiết kế công trình biển.IV.1.2.2. Những phương pháp thiết kế hiện đang được áp dụng thực tế Từ những phân tích ở trên hiện nay có 2 phương pháp chính trong thiết kế côngtrình: +) Phương pháp bài toán ngược (bài toán thiết kế) - Từ những yêu cầu thiết kế, người thiết kế sử dụng các quan hệ toán học để thiết lập bài toán tối ưu sau đó dùng lý thuyết tối ưu để tìm ra các thông số thiết kế. Phương pháp này chỉ áp dụng cho những bài toán cỡ nhỏ và khó có thể áp dụng cho thiết kế phương án kết cấu khối chân đế. +) Phương pháp bài toán thuận (bài toán kiểm tra) Trang 31
  • 32. - Từ những yêu cầu thiết kế người thiết kế đưa ra những phương án thiết kế sau đó tính toán kiểm tra, phân tích để chọn ra phương án tốt nhất. Phương pháp thiết kế này đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm và chương trình tính toán kiểm tra. Phương pháp thiết kế này rất phù hợp với điều kiện thiết kế tại Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro.IV.1.3. Cơ sở xây dựng các phương ánIV.1.3.1. Theo nhiệm vụ của đồ án thiết kế - Thiết kế khối chân đế dàn đầu giếng BK-10 thuộc tổ hợp BK10/BK1 – LQ.IV.1.3.2. Phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật công nghệ - Diện tích mặt bằng yêu cầu của sàn thượng tầng: 15m x 15 m - Đáp ứng sơ đồ bố trí các Block-Module và các thiết bị, vật tư trên thượng tầng - Điều kiện địa hình, địa chất tại khu vực xây dựng công trình - Đảm bảo chiều cao sóng thiết kế không chạm vào sàn công tácIV.1.3.3. Phù hợp với khả năng tính toán kiểm tra của chương trình - Hiện nay với khả năng của chương trình tính toán kết cấu công trình biển thì các chương trình như SESAM, StruCAD 3D*, SAP2000 Advance... cho phép tính toán, kiểm tra những sơ đồ kết cấu phức tạp. Vì vậy việc lựa chọn kết cấu phụ thuộc rất ít vào yếu tố này.IV.1.3.4. Phù hợp với khả năng thi công của VSP - Phương án thiết kế được chọn phải đảm bảo tính khả thi trong thi công, sao cho phù hợp với trình độ và khả năng thi công của VSP, tận dụng được các thiết bị thi công hiện có trong nước, hạn chế tối đa việc thuê, mua thêm các thiết bị thi công của nước ngoài.IV.1.3.5. Phù hợp với khả năng kinh tế - Phương án được chọn ngoài thoả mãn các điều kiện trên, thì nó còn phải có giá thành xây dựng hợp lí, phù hợp khả năng tài chính của chủ đầu tư, sao cho khi đưa công trình vào hoạt động khai thác đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất, đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu kĩ thuật và công nghệ.IV.2. CÁC LỰA CHỌN BAN ĐẦUIV.2.1. Lựa chọn hướng đặt công trình - Hướng đặt công trình được xác định theo các cơ sở sau: - Đảm bảo về yêu cầu sơ đồ bố trí công nghệ, liên kết các dàn khác trong cụm BK10/BK1 và các dàn trong mỏ. Trang 32
  • 33. - Hướng đặt công trình sao cho tối ưu về tải trọng tác dụng lên công trình cũng như khả năng chịu lực của kết cấu. - Thuận lợi cho việc bố trí giá cập tầu để giảm tối đa tải trọng do môi trường tác động khi cập tầu hoặc tác động trực tiếp lên giá cập tầu. - Phù hợp với khả năng đáp, đỗ máy bay trực thăng. - Theo yêu cầu vị trí xây dựng công trình thì dàn BK 10 có hướng đặt như hình vẽ sau: -IV.2.2. Xác định chiều cao chân đế - Chiều cao khối chân đế được chọn sao cho công trình đảm bảo sóng không đánh tới thượng tầng trong điều kiện cực hạn cũng như trong điều kiện hoạt động bình thường. - Khoảng cách từ mép dưới của hệ thống sàn công tác (tức mép dưới của phần thượng tầng) tới mực nước trung bình MSL là: - H1 = d1 + d2 + Ho + 0 - Trong đó: - d1: Chiều cao nước dâng do gió - d2: Chiều cao nước dâng do triều - : Hệ số được lấy dựa theo lí thuyết sóng tính toán, với lí thuyết sóng Stokes,  = 0,6  0,75 Trang 33
  • 34. - Ho: Chiều cao sóng tính toán được lấy theo điều kiện thiết kế cực đại. - 0: Độ tĩnh không của công trình, là khoảng cách từ đỉnh sóng cao nhất tới mép dưới của kết cấu sàn thượng tầng. 0  5 feet  1.524 m (Theo API - 2.3.4.g)  Chọn 0 = 1.62 m - Tại khu vực mỏ Bạch Hổ các thông số trên có giá trị như sau: Thông số Giá trị tính toán d1 0.87 m d2 1.03 m  0.7 Ho 16.4 m - Dựa vào bảng số liệu sóng thiết kế, lấy chiều cao sóng thiết kế lớn nhất Hmax = 16.4 m. Do đó ta có - H = 0.7 x 16.4 = 11.48 m - H1 = 1.03 + 0.87 + 11.48 + 1.62 = 15 mIV.2.3. Chiều cao của mặt ngang đầu tiên ( D1 ) - Do sử dụng mặt ngang đầu tiên D1 làm sàn công tác khi thi công nên mặt ngang đầu tiên D1 phải nằm trên đỉnh sóng khi thi công (Htc = 2.5 m) một khoảng 1 m nên chiều cao của mặt ngang đầu tiên xác định theo công thức : H2 = d1 + Htc + 1 = 1.03 + 2.5 + 1 = 4.53 m  Chọn H2 = 5.0 mIV.2.4. Cao độ đỉnh khối chân đế - Theo tiêu chuẩn API RP2A WSD về điều kiện liên kết nút (Section 4 - 4.3.1) thì khoảng cách từ mép ngoài của ống nhánh đến mép của vách gia cường tối thiểu là 12” (305 mm) và D/4. Với các thông số như trên thì đường kính ống chính trong vùng biến động nước dự định sẽ là 1330 mm  D/4 = 332.5 mm. Để đảm bảo khoảng cách liên kết và khoảng cách lặp đặt chi tiết nối (bút chì) ta chọn khoảng cách từ đỉnh KCĐ đến vách ngang D1 là 1000 mm. - Như vậy cao độ đỉnh KCĐ là : - H3 = H2 + 1 = 5.0 + 1.0 = 6.0 mIV.2.5. Cao độ cắt cọc - Theo tiêu chuẩn API RP2A WSD (Section 6 - 6.11) vị trí cắt cọc được xác định nhô ra khỏi đầu trên ống chính khoảng 0.5  1.5 m (2  5 ft). Dựa vào yêu cầu phương pháp thi công dự kiến, vị trí cắt cọc được xác định nhô ra khỏi đầu trên ống Trang 34
  • 35. chính khoảng 1 m. Do độ dốc ống chính nhỏ nên ta lấy cao độ cắt cọc cách mép trên ống chính là 1 m. - Như vậy cao độ cắt cọc là : - H4 = H3 + 1 = 6.0 + 1.0 = 7.0 m - Công trình được chia thành ba phần: - Phần khối chân đế có chiều cao từ cao trình (-) 50.000m đến (+) 6.000m. Chiều cao tổng cộng của khối chân đế là 56 m - Từ (+) 6.000m đến (+) 7.500m là phần chuyển tiếp. Điểm chuyển tiếp ở cao độ (+) 7.500m - Từ (+) 7.500m đến (+) 15.000 m là phần hệ khung sàn chịu lực.IV.2.6. Hình dạng KCĐ và kích thước các cấu kiện - Hình dạng KCĐ có dạng hình tháp loại 4 ống chính (chóp cụt chữ nhật có kích thước đỉnh 15m x 15m). Kích thước các cấu kiện được chọn theo quy định về độ mảnh (xem phần dưới) - Kích thước ống chính và cọc : - Kích thước ống chính là: 1330x19 (mm). - Tại khu vực dao động mực nước tăng chiều dày để chống ăn mòn kích thước của ống chính là: 1352x30 (mm). - Tại vị trí các nút của ống chính sử dụng các đoạn ống gia cường (ống Can) 1392x50 (mm). - Kích thước cọc: - Các đoạn cọc có tiết diện: 1219 x 30 (mm). - Đoạn cọc tăng cường tại đáy biển là: 1219 x 65 (mm) (Chịu mô men uốn lớn) - Các đoạn cọc chuyển tiếp: 1219 x 40 (mm). - Để tăng khả năng làm việc đồng thời giữa cọc và ống chính thì khoảng hở giữa cọc và ống chính được bơm trám xi măng, với cường độ tối thiểu của vữa xi măng là 30Mpa (sau 28 ngày) chiều dày của lớp xi măng bơm trám là 36,5mm.IV.3. CÁC YẾU TỐ QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ - Phương án thiết kế được chọn trong phạm vi của đồ án phải đảm bảo tối ưu về thi công cũng như về kết cấu chịu lực và giá thành công trình sau này. Các yếu tố được xem xét ở đây nằm trong một trong số các vấn đề tối ưu: Tối ưu hình học, tối ưu tiết diện, tối ưu liên kết, tối ưu thi công… Trang 35
  • 36. IV.3.1. Kích thước đỉnh của khối chân đế - Kích thước đỉnh khối chân đế phải đủ rộng để đỡ khối thượng tầng, đảm bảo diện tích bố trí các thiết bị và vận hành. Đồng thời kích thước của đỉnh khối chân đế phải phù hợp với các điều kiện thi công đã lựa chọn. Trong thiết kế công trình BK10 này, kích thước đỉnh của khối chân đế được chọn là: 15m x 15 m.IV.3.2. Độ nghiêng của các ống chính - Độ nghiêng của các ống chính ảnh hưởng đến nhiều yếu tố khi thiết kế và thi công công trình. Tăng độ nghiêng thu được những ưu điểm: - Lực cắt trong cọc giảm - Độ sâu cọc giảm - Do tăng diện tích móng KCĐ góp phần giảm tải dọc trục trong cọc - Tăng tính ổn định trong quá trình thi công - Bên cạnh đó có những nhược điểm sau: - Tăng khối lượng vật liệu làm KCĐ - Gây khó khăn cho quá trình thi công, về phương tiện thi công - Các phần tử phải dài hơn, tăng độ mảnh, dễ mất ổn định hơn và làm tăng tải trọng sóng do tăng diện tích phần tử KCĐ - Các đoạn cọc phải ngắn để chịu được mô men uốn gây ra do búa dẫn đến số lần nối cọc nhiều hơn… - Ngoài ra độ nghiêng của ống chính còn phụ thuộc vào độ xuyên âm và xuyên dương của búa đóng cọc. Việc lựa chọn búa đóng cọc phải chọn sao cho phù hợp với quá trình đóng cọc. Trên cơ sở tính toán sơ bộ, khả năng thiết bị đóng cọc hiện có và tham khảo các công trình được thi công trước đây, chọn độ nghiêng các mặt bên nằm trong khoảng 1/8  1/12. Từ các yêu cầu trên ta chọn độ nghiêng các mặt đứng và ống chính như sau: Trang 36
  • 37. - - +) Mặt đứng trục 1 thẳng đứng đảm bảo cho tàu khoan có thể cập - +) Mặt đứng trục 2 nghiêng 1/8 - +) Trên mặt đứng trục A, B chọn độ nghiêng của trục A1 và B1 là 1/10 - Từ các quan hệ hình học ta có thể tính được độ nghiêng của trục A2 và B2 là 1/6.25IV.3.3. Lựa chọn số lượng và vị trí mặt ngang - Tác dụng của các mặt ngang: - Đỡ và giữ ổn định cho hệ thống Conductor, Caisson - Tăng độ cứng tổng thể cho công trình. - Đảm bảo độ cứng chống xoắn khi chịu các tải trọng ngang. - Đảm bảo tính toàn vẹn của kết cấu trong quá trình chế tạo và lắp dựng. - Các mặt ngang được bố trí sao cho số lượng các thanh nhánh phía trên là ít nhất, làm giảm diện cản sóng. Khoảng cách giữa các mặt ngang được chọn sao cho khả năng chịu lực và phân bố lực hợp lí nhất. Đảm bảo độ mảnh cho phép của các phần tử trong khoảng 60  80 và tỉ số D/t vào khoảng 20  60 (Đường kính ngoài so với bề dày). Đảm bảo các yêu cầu cấu tạo của các thanh xiên trên mỗi mặt đứng, góc giữa thanh xiên và ống chính từ 30o  60o. Trong mặt ngang các thanh nhánh được bố trí sao cho các góc giữa các thanh nhánh là 450  550 (Tài liệu công trình biển nước sâu). Trang 37
  • 38. - Căn cứ vào các điều kiện trên ta lựa chọn sơ bộ là 4 vách ngang ở các cao độ như sau: - Diafragma 1 ở vị trí có cao trình là (+) 5.000 (m). - Diafragma 2 ở vị trí có cao trình là (-) 14.000 (m). - Diafragma 3 ở vị trí có cao trình là (-) 33.000 (m). - Diafragma 4 ở vị trí có cao trình là (-) 49.500 (m). - Cao độ đáy mặt sàn chống lún MUDMAT ở cao trình (-) 50 (m).IV.3.4. Hệ thống thanh giằng xiên - Khối chân đế được tạo bởi hệ thống các thanh giằng xiên liên kết với ống chính tạo thành một hệ thống không gian tổng thể. Các thanh giằng xiên được thiết kế với các đặc tính sau: - Phân bố đều lực tác dụng lên các ống chính giảm sự chênh lệch lực tác dụng lên các ống chính (tại nút phần tử). - Chịu tải trọng theo phương ngang. - Làm hợp lý hoá sự làm việc của nút. - Tăng độ cứng tổng thể cho công trình, giúp cho công trình ổn định chống được các loại tải trọng động mang yếu tố ngẫu nhiên. - Tăng tính siêu tĩnh cho kết cấu, hạn chế được sự phá huỷ luỹ tiến cho kết cấu. - Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn hình dạng các thanh giằng xiên: - Khả năng chịu lực và phân bố nội lực trong từng phần tử. - Các yêu cầu về cấu tạo hình học. - Khả năng và trình độ thi công. - Đảm bảo các điều kiện bền và ổn định trong suốt quá trình thi công chế tạo và lắp dựng KCĐ. - Hệ thống thanh giằng xiên bao gồm: - Các thanh giằng xiên theo phương đứng (Trên các Panel). - Các thanh giằng xiên theo phương ngang (Trên các Diafragma). - Đối với kết cấu Jacket thường có các kiểu thanh giằng chéo đơn, kiểu chữ X và kiểu chữ K như ( hình vẽ 4.3) dưới đây. Trang 38
  • 39. -- a. Giằng chéo đơn:- Loại này có cấu tạo đơn giản ít mối hàn, thường được áp dụng với những dàn nhỏ.Đối với dàn lớn chiều dài lớn không thoả mãn điều kiện về độ mảnh. Bậc siêu tĩnhloại này nhỏ do đó rất dễ xảy ra phá huỷ luỹ tiến.b. Giằng chéo chữ X:- Đường kính thanh chéo nhỏ hơn so với loại thanh giằng chéo đơn, các ống can tạiống chính có thể nhỏ đi, bậc siêu tĩnh tăng lên làm chậm quá trình phá huỷ luỹ tiến.Tuy nhiên khối lượng của kết cấu có thể tăng lên, lực sóng tác dụng lên kết cấu lớnhơn. Kiểu này cũng làm tăng số lượng mối hàn do đó làm tăng thời gian và giáthành thi công.c. Giằng chéo chữ K:- Kiểu này thường phù hợp với khoảng cách ngắn giữa các vách ngang chịu tảitrọng đứng lớn. Trong trường hợp này đường kính các ống chống ngang phải bằngđường kính các thanh chống xiên. Tại vị trí nút phải có cấu tạo gia cường cho thanhngang. Momen uốn do độ lệch tâm tại nút K phải được xem xét trong tính toán.Kiểu này hiện nay ít được dùng do ứng suất tập trung lớn, dễ phá huỷ nút do mỏi+) Các dạng thanh giằng theo phương ngang:- Các mặt ngang có cấu tạo thích hợp làm nhiệm vụ chống xoắn cho công trình, đỡhệ thống Conductor (ống dẫn), và làm tăng độ cứng cho công trình. Tuy nhiên cácmặt ngang là một trong những nguyên nhân làm tăng tải trọng sóng lên công trình.Vì vậy các mặt ngang phải được thiết kế sao cho hợp lý nhất về mặt hình học cũngnhư kết cấu.- Một số dạng kết cấu điển hình được thể hiện trong ( hình 4.4) dưới đây: Trang 39
  • 40. IV.3.5. Đề xuất phương án thiết kế - Dựa vào những phân tích trên cùng việc tham khảo các thiết kế đã có ta sơ bộ đưa ra hai phương án kết cấu cho dàn nhẹ BK như sau:IV.3.5.1. Phương án 1 - Sử dụng các thanh giằng đơn, các ống thép có đường kính lớn nhằm làm tăng độ bền và ổn định của phần tử. - Ưu điểm của phương án này là thi công nhanh và chịu tải trọng nhỏ. Tuy nhiên các thanh giằng dễ mất ổn định, bậc siêu tĩnh thấp nên dễ xảy ra quá trình phá huỷ luỹ tiến . - Sơ đồ hình học các mặt đứng phương án 1 như hình vẽ 4.5 sau: - - Sơ đồ hình học các mặt ngang như hình vẽ 4.6 sau: Trang 40
  • 41. -IV.3.5.2. Phương án 2 - Sử dụng các thanh giằng chéo dạng chữ X, đường kính nhỏ hơn so với dạng thanh giằng đơn. - Ưu điểm của phương án này là tính ổn định của công trình cao. Tuy nhiên tải trọng tác dụng lên công trình là lớn và thời gian thi công lâu hơn. - Do yêu cầu về công nghệ ta thiết kế các mặt ngang như phương án 1. - Sơ đồ hình học các mặt đứng phương án 2 như hình vẽ 4.7 sau: - Trang 41
  • 42. IV.4. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNGIV.4.1. Phân tích hai phương án trên - Trong phạm vi đồ án do thời gian có hạn nên các phân tích sau chỉ dựa trên những đánh giá sơ bộ và theo kinh nghiệm thiết kế các dàn đã được xây dựng ở VSP, với những nhận xét sau đây. - +) Phương án 1: - Sử dụng các nút đơn giản, các nút làm việc hợp lý nên ứng suất tập trung không lớn, dễ tính toán phân tích kiểm tra. Nhưng có nhược điểm là bậc siêu tĩnh nhỏ dễ xảy ra phá huỷ luỹ tiến. - Tại vùng sóng tác động diện cản sóng nhỏ lên lực tác động lên công trình không lớn. - Kết cấu đơn giản, phù hợp xu hướng phát triển CTB trên thế giới. - Bố trí các nút đơn giản giúp cho quá trình thi công được thuận lợi. - Chi phí vật liệu và nhân công giảm. - +) Phương án 2: - Việc sử dụng nút chữ X như trên làm tăng độ cứng cho các Panel, tăng khả năng chịu lực và độ cứng cho công trình, thuận lợi cho quá trình quay lật panel. - Chiều dài tính toán các phần tử nhỏ tiết diện thanh nhỏ nhưng số lượng mối hàn lớn hơn phương án 1 rất nhiều - Các nút cấu tạo phức tạp do đó việc thi công và gia cường các nút phức tạp. - Diện cản sóng lớn dẫn đến tải trọng tác động lên công trình lớn khối lượng vật liệu lớn, tăng khối lượng công việc chế tạo, khảo sát, tăng chi phí.IV.4.2. So sánh và lựa chọn phương án - Trên cơ sở phân tích ở trên cùng việc tham khảo các tài liệu thiết kế ở khu vực mỏ Bạch Hổ ta có nhận xét về hai phương án như sau:IV.4.2.1. Khả năng chịu lực của kết cấu (Tính kỹ thuật ): - +) Phương án 1: Việc sử dụng các thanh giằng chéo đơn phù hợp cho các dàn nhẹ (dàn BK, dàn nhà ở...), và tải trọng môi trường tác động lên công trình là nhỏ(do diện cản sóng nhỏ ). - +) Phương án 2: Sử dụng các thanh giằng chéo đối xứng kiểu chữ X thường dùng cho các kết cấu dàn nặng (công trình biển nước sâu ), khả năng chịu tải trọng đứng Trang 42
  • 43. tốt, độ cứng tổng thể cao. Nhược điểm là làm tăng khối lượng kết cấu, tải trọng môi trường tác động lớn đồng thời số lượng các nút gia cường cũng tăng.IV.4.2.2. Tính kinh tế của hai phương án - Phương án 2 có thời gian thi công kéo dài hơn, mặt khác khối lượng kết cấu theo phương án 2 là lớn hơn. - Số nút và số phần tử lớn, chi phí vật liệu, chế tạo và khảo sát sau khi vận hành lớn. Như vậy rõ ràng kinh phí xây dựng theo phương án 2 là cao hơn.IV.4.2.3. Khả năng thi công - Hai phương án đều có thể phù hợp với khả năng thi công của VSP. Phương án 2 thi công phức tạp hơn do việc sử dụng nhiều nút gia cường hơn. - Về thời gian thi công thì do phương án 2 sử dụng hệ thống thanh giằng chéo, nên số lượng công việc tăng, do đó thời gian thi công kéo dài hơn so với phương án 1.IV.4.2.4. Lựa chọn phương án thiết kế Tuy phương án 1 có một số nhược điểm nhưng với trình độ thi công hiện nay, kếtcấu vẫn sẽ đảm bảo về chất lượng. Các nhược điểm hoàn toàn có thể khắc phục được, đặcbiệt là về chất lượng đường hàn. Từ các nhận xét so sánh ở trên ta thấy rằng phương án 1 là hợp lý hơn do vậy ở đâyta lựa chọn phương án 1 làm phương án để thiết kế cho dàn BK10.IV.5. KIỂM TRA KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC PHẦN TỬ - Tiết diện của các phần tử thanh được chọn theo độ mảnh cho phép của các thanh:     L - Với:  k J F - Trong đó: - L: Chiều dài hình học của thanh - k: Hệ số giảm chiều dài tính toán, phụ thuộc vào các liên kết ở hai đầu thanh. Với các ống chính k = 1.0, ống xiên và ngang k = 0.8, 0.9 - J: Mômen quán tính mặt cắt ngang của thanh, đối với thanh có tiết diện tròn.  - J .( D 4  d 4 ) 64 - F: Diện tích mặt cắt ngang của thanh: Trang 43
  • 44.  - F (D 2  d 2 ) 4 - D: Đường kính ngoài của thanh - d: Đường kính trong của thanh d  D  2t , với t là bề dày của thanh -   : Độ mảnh cho phép của phần tử thanh, theo kinh nghiệm thiết kế   =60  80. - Khi chọn sơ bộ kích thước các phần tử thanh giằng, để cho đơn giản hơn ta có thể dùng công thức sau đây (đã được biến đổi từ công thức trên): 2 2kL - D   - Bề dày của các phần tử được xác định theo quy phạm thiết kế dựa theo tỉ số: D  20  60 . t - Riêng đối với đường kính ống chính có thể lấy D/t > 60 do chưa kể đến cọc và vữa xi măng bơm trám. - Các đường kính của các ống ngang, xiên nói chung không được vượt quá đường kính của các ống đứng. Ở trong cùng một kết cấu chân đế thì các ống có cùng tính chất làm việc thì nên chọn một loại tiết diện. Việc lựa chọn tiết diện các phần từ còn được chọn theo kinh nghiệm và các tài liệu thiết kế tương tự, kết hợp với tính toán kiểm tra. - Dưới đây là bảng tính toán kiểm tra tiết diện thanh - Bảng 4.1: Bảng tính toán kiểm tra tiết diện thanhThứ D t J F R Lmin Lmax D/t tự (m) (m) (m4) (m2) (m) (m) (m) 1 1.392 0.05 0.04744 0.2107 0.4745 28.47 42.732 27.84 2 1.352 0.03 0.02718 0.1245 0.4672 28.033 42.043 45.067 3 1.33 0.019 0.01679 0.0782 0.4633 27.796 42.077 70 4 1.219 0.065 0.03928 0.2355 0.4084 24.503 41.720 18.754 5 1.219 0.04 0.02573 0.1481 0.4168 25.009 36.778 30.475 6 1.219 0.03 0.01978 0.112 0.4202 25.214 37.537 40.633 7 0.813 0.035 0.00647 0.0855 0.2752 20.638 37.846 23.229 8 0.813 0.0254 0.00487 0.0628 0.2784 20.882 37.989 32.008 9 0.813 0.0206 0.00402 0.0513 0.2801 21.005 24.781 39.466 10 0.762 0.035 0.00528 0.0799 0.2572 19.288 25.074 21.771 11 0.762 0.0254 0.00398 0.0587 0.2604 19.531 25.223 30 Trang 44
  • 45. Thứ D t J F R Lmin Lmax D/t tự (m) (m) (m4) (m2) (m) (m) (m) 12 0.762 0.0206 0.00329 0.048 0.2621 19.654 23.160 36.99 13 0.762 0.0302 0.00465 0.0694 0.2588 19.409 23.452 25.232 14 0.762 0.0222 0.00353 0.0516 0.2615 19.613 23.600 34.324 15 0.711 0.0254 0.00321 0.0547 0.2424 18.181 21.733 27.992 16 0.711 0.0206 0.00266 0.0447 0.244 18.303 21.831 34.515 17 0.711 0.016 0.00211 0.0349 0.2456 18.422 21.929 44.438 18 0.66 0.0286 0.00283 0.0567 0.2233 16.749 21.978 23.077 19 0.66 0.0206 0.00211 0.0414 0.226 16.953 22.121 32.039 20 0.66 0.0175 0.00182 0.0353 0.2271 17.032 20.112 37.714 21 0.61 0.0302 0.00231 0.055 0.2051 15.385 20.209 20.199 22 0.61 0.0254 0.00199 0.0466 0.2068 15.506 20.356 24.016 23 0.61 0.0175 0.00143 0.0326 0.2094 15.708 20.452 34.857 24 0.508 0.0254 0.00112 0.0385 0.1708 12.806 20.501 20 25 0.508 0.0206 0.00094 0.0315 0.1724 12.927 18.619 24.66 26 0.508 0.0143 0.00068 0.0222 0.1745 13.088 18.861 35.524 27 0.457 0.0254 0.0008 0.0344 0.1528 11.457 15.377 17.992 28 0.457 0.0191 0.00063 0.0263 0.1549 11.615 15.474 23.927 29 0.457 0.0143 0.00049 0.0199 0.1565 11.737 15.523 31.958 30 0.406 0.0254 0.00055 0.0304 0.1348 10.108 15.569 15.984 31 0.406 0.0191 0.00043 0.0232 0.1369 10.265 15.618 21.257 32 0.406 0.0175 0.0004 0.0213 0.1374 10.306 15.716 23.2 33 0.406 0.0143 0.00034 0.0176 0.1385 10.387 13.757 28.392 34 0.3556 0.0159 0.00024 0.017 0.1202 9.012 13.902 22.365 35 0.3239 0.0159 0.00018 0.0154 0.109 8.173 13.947 20.371 36 0.273 0.0183 0.00012 0.0146 0.0902 5.412 7.126 14.918 37 0.273 0.0127 0.00009 0.0104 0.0921 5.526 7.368 21.496 38 0.219 0.0103 0.00004 0.0067 0.0738 4.428 5.904 21.262 - Như vậy căn cứ vào bảng thì các tiết diện lựa chọn như vậy là hợp lý theo điều kiện về độ mảnh. Việc tính toán kiểm tra cụ thể sẽ được điều chỉnh sau. Trang 45
  • 46. CHƯƠNG V TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNGV.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNGV.1.1. Phương pháp luận trong thiết kế công trình biển - Công trình được thiết kế theo tiêu chuẩn API WSD, theo tiêu chuẩn này công trình được thiết kế theo phương pháp ứng suất cho phép. Theo phương pháp này tiêu chuẩn đánh giá an toàn kết cấu là ứng suất làm việc được xác định bởi tính toán thiết kế không được vượt quá ứng suất cho phép. Ứng suất cho phép được xác định theo độ bền của vật liệu và có kể đến độ an toàn dự trữ thông qua hệ số an toàn. - Biểu thức toán học của phương pháp này là:  Max      R f - Trong đó: - - max: Ứng suất thực lớn nhất trong phần tử đối với tổ hợp tải trọng tính toán, N/m2. - - [] : Ứng suất cho phép trong phần tử đối với tổ hợp tải trọng tính toán, N/m2. - - R : Ứng suất chảy dẻo của vật liệu, N/m2. - - f : Hệ số kể đến điều kiện làm việc.V.1.2. Xác định các hệ số CD, Cm - Đây là các hệ số trong phương trình tính tải trọng thuỷ động của Morrison. - Theo khuyến nghị của tiêu chuẩn API, trong phân tích bài toán tĩnh ta lấy các hệ số CD và Cm như sau: Bảng 5.1: Bảng xác định hệ số CD, Cm Điều kiện CD Cm Vùng trên MSL, không hà bám, không Protector 0.65 1.6 Vùng ngập nước, có hà bám, có Protector 1.05 1.2 - Đối với sàn công tác tại cao trình (+) 5.000m, trong tính toán tải trọng sóng thì hệ số CD, Cm được tính toán quy đổi theo phương trình sau: - CD x  (Da x La) = Cdeq x Dm x Lm - Cm x (Da^2 x La) = Cmeq x Dm^2 x Lm - Trong đó: - Da, La: Đường kính và chiều dài của phần tử Trang 46
  • 47. - CD=0.65, Cm=1.6 lấy theo tiêu chuẩn API RP 2A 20th - Kết quả lấy từ Môdul WAJAC: Cdeq = 0.906; Cmeq = 1.809V.1.3. Mô hình làm việc giữa cọc và ống chính - Đặc trưng hình học của phần tử ống chính và cọc bao gồm: ống chính, xi măng bơm trám, cọc được mô tả trong ( hình vẽ 5.1) dưới đây. - - Sự làm việc giữa cọc và ống chính sẽ được khai báo cụ thể nhờ chương trình tính SESAM, trong đó các phần tử kết cấu lệ thuộc về chuyển vị tại các nút trên các mặt ngang.V.1.4. Liên kết giữa các cấu kiện ống - Các phần tử thép ống liên kết với nhau bằng liên kết hàn, các liên kết đó được gọi là nút. Theo tiêu chuẩn API nút tuân thủ theo cách phân chia và yêu cầu cấu tạo như sau:V.1.4.1. Các thông số hình học của nút đơn giản - Nút đơn giản là loại liên kết giữa một thanh chủ với một hay một số thanh giằng và phải thoả mãn các điều kiện sau: - Tại đó không có liên kết nối chồng giữa các thanh giằng và ống chính. - Các thanh giằng và ống chính không mở rộng đường kính. - Không có bản chắn hoặc tấm gia cường. - +) Các thông số hình học của nút đơn giản như sau: - : Góc hợp bởi giữa ống chủ và các ống nhánh, độ. - g: Khoảng cách tối thiểu giữa mép trong các ống nhánh Trang 47
  • 48. - t: Chiều dày của ống nhánh, mm. - T: Chiều dày của ống chủ, mm. - d: Đường kính ngoài của ống nhánh khảo sát, mm. - D: Đường kính ngoài của ống chủ, mm. +) Cấu tạo của các nút ống được lấy theo tiêu chuẩn API và được thể hiện tronghình vẽ 5.2 )sau: HÌNH 5.2: CẤU TẠO NÚT Nếu tăng thêm chiều dày của ống chủ tại chỗ nối hoặc dùng thép đặc biệt, thì phạmvi mở rộng ra hai bên kể từ mép của ống giằng một khoảng tối thiểu là D/4 hoặc là305mm (12"). Nếu tăng thêm chiều dày của ống giằng hoặc là dùng thép đặc biệt tại khu vực nút,thì phải kéo dài thêm một đoạn tối thiểu là d hoặc là 610mm (24"). Các liên kết đồng quy theo danh nghĩa, có thể sai lệch nhau một đoạn tối đa là D/4 (tính theo giao điểm đường trục của ống giằng với đường trục của ống chủ). Độ hở tối thiểu giữa mép các ống nhánh liền kề ở một nút là 51mm (2"). Quy định về nút xem thêm bản vẽ ĐATN - BK10 - 05, 06V.1.4.2. Phân loại nút đơn giản và phức tạp trong kết cấu - Việc phân loại nút có ý nghĩa rất quan trọng trong tính toán thiết kế và thi công công trình biển. Vì các loại nút khác nhau có khả năng chịu lực khác nhau và tính Trang 48
  • 49. mỏi trong quá trình sử dụng sau này khác nhau. Do đó việc phân loại nút có ý nghĩa rất quan trọng trong tính toán thiết kế, thi công và duy tu bảo dưỡng công trình sau này. - Phân loại nút chúng ta dựa vào hai yếu tố chính sau đây: - Phụ thuộc vào sơ đồ hình học của nút trong kết cấu. - Phụ thuộc vào tính chất làm việc của nút. - Theo tiêu chuẩn API chúng ta có thể phân ra một số loại nút dựa theo sơ đồ hình học và tính chất làm việc của chúng như sau: - +) Đối với nút đơn giản: - HÌNH 5.3: SƠ ĐỒ HÌNH HỌC MỘT SỐ NÚT ĐƠN GIẢN +) Đối với một số loại nút phức tạp cơ bản: Nút ghép chồng: Trong nút này có một phần tải trọng truyền trực tiếp từ thanh giằngnày sang thanh giằng kia qua mối hàn ghép chồng liên kết giữa các thanh. Các nút có nhiều thanh giằng quy tụ: Loại liên kết này có nhiều ống nhánh, ốngchéo quy tụ ở các mặt phẳng khác nhau có thể chồng lấn lên nhau để quy tụ tại nút nhưdạng điển hình được thể hiện trong (hình vẽ 5.4) dưới đây. - Hình 5.4a: là loại nút mà thanh giằng chính có chiều dày lớn hơn các thanh giằngphụ và được hàn trực tiếp lên ống chủ còn các thanh giằng phụ được liên kết chồng lênnhau. - Dạng liên kết có ống chủ mở rộng đường kính tại vị trí nút (hình 5.4b). - Liên kết nút cầu (hình 5.4c). - Liên kết các thanh giằng phụ được đặt cách xa nhau để tránh có quá nhiều thanhđược liên kết tại nút (hình 5.4d). Trang 49
  • 50. HÌNH 5.4: SƠ ĐỒ HÌNH HỌC MỘT SỐ NÚT PHỨC TẠPV.1.5. Phương pháp phần tử hữu hạn và chương trình SESAMV.1.5.1. Phương pháp phần tử hữu hạn - Trong phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH), vật thể thực liên tục đựơc thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kích thước càng nhỏ thì càng chính xác với mô hình thực của kết cấu. Chúng được nối với nhau ở một số điểm quy định được gọi là nút. Do hình dạng đơn giản và kích thước bé nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở quy luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực. - Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử, được xác định và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng hoặc ma trận độ mềm của phần tử. Ma trận độ cứng và ma trận độ mềm của cả kết cấu công trình được xác định từ các ma trận này. Các tác động ngoài gây ra nội lực và chuyển vị của kết cấu được quy đổi thành lực tập trung đặt tại các nút của kết cấu và được mô tả trong ma trận tải trọng nút tương đương. - Các ẩn số cần tìm là các chuyển vị (hoặc nội lực) tại các điểm nút và được xác định thông qua phương trình sau. K.X  P Trang 50
  • 51. - Trong đó: - K: Ma trận độ cứng của kết cấu - X: Ma trận chuyển vị của kết cấu - P: Ma trận tải trọng của kết cấu - +) Điều kiện tồn tại nghiệm của hệ phương trình này thường được mô tả qua các điều kiện liên kết của kết cấu, gọi là điều kiện biên. - +) Sau khi giải hệ phương trình này ta tìm được các ẩn số nội lực, chuyển vị, ứng suất của các phần tử. - +) Thuật toán tổng quát của phương pháp PTHH gồm các bước sau: - Rời rạc hoá kết cấu thực thành một lưới các phần tử chọn trước phù hợp với đặc trưng hình học của kết cấu và yêu cầu chính xác của bài toán. - Xác định các ma trận cơ bản cho từng phần tử (ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút, ma trận chuyển vị...) theo hệ trục toạ độ riêng của phần tử. - Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo hệ trục tọa độ chung của kết cấu ( hệ trục tọa độ tổng thể). - Áp dụng các điều kiện biên vào ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến của nó. - Giải hệ phương trình để xác định ma trận chuyển vị nút của kết cấu. - Từ chuyển vị nút tìm được, xác định nội lực cho từng phần tử. - Vẽ biểu đồ nội lực của kết cấu.V.1.5.2. Giới thiệu về bộ chương trình SESAM - Chương trình SESAM là một phần mềm do hãng đăng kiểm DnV (Nauy) phát hành và giữ bản quyền thương mại. Chương trình SESAM có cấu trúc modul, mỗi modul làm nhiệm vụ riêng biệt, đầu ra của modul này là đầu vào của modul khác. Chương trình SESAM là một bộ chương trình tổng hợp chuyên dụng để tính toán thiết kế công trình biển. Trong đó phần tính toán phân tích kết cấu sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn và công nghệ siêu phần tử. Chương trình SESAM cung cấp đầy đủ tính năng phục vụ cho thiết kế công trình biển, từ mô hình hoá kết cấu, tính toán tải trọng .., cho đến việc thiết kế kiểm tra kết cấu theo các tiêu chuẩn xây dựng công trình biển như tiêu chuẩn API, DnV, Eurocode...V.1.5.2.1. Các giả thiết dùng trong tính toán - Vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi và tuân theo định luật Hookes. Trang 51
  • 52. - Chuyển vị của kết cấu là nhỏ. - Tính chất hình học, đặc trưng vật liệu của các phần tử trong kết cấu không thay đổi trong quá trình tính toán.V.1.5.2.2. Công nghệ siêu phần tử - Để loại bỏ những sai sót trong quá trình nhập dữ liệu, tăng tốc độ tính toán cho máy tính, giảm yêu cầu bộ nhớ phần cứng, tăng độ chính xác cho phương pháp tính, chương trình SESAM hỗ trợ người dùng một tính năng mới chia kết cấu thành các modul được gọi là các siêu phần tử. - Một siêu phần tử được xác định thông qua: - Các phần tử kết cấu con. - Điều kiện biên đối với các phần tử khác. - Tải trọng tác động.V.1.5.2.3. Cấu trúc chương trình SESAM - Chương trình SESAM gồm có 26 modul phục vụ cho việc tính toán kết cấu công trình biển. - Sơ đồ cấu trúc của chương trình SESAM được thể hiện trong hình vẽ sau: Trang 52
  • 53. Trang 53
  • 54. V.1.5.2.4. Các Modul chủ yếu dùng thiết kế KCĐ Module 1: PREFRAME - Dữ liệu đầu vào bao gồm: - Dữ liệu nút cho các phần tử - Loại vật liệu sử dụng cho các phần tử - Điều kiện liên kết giữa các SEL, tọa độ các liên kết theo trục tọa độ tổng thể - Các điều kiện biên - Dữ liệu tải trọng thông thường - Tính chất về kết cấu của phần tử (kết cấu hoặc phi kết cấu) - Dữ liệu đầu ra là mô hình tính kết cấu của các SEL - (Xem Phụ lục I) Module 2: PRESEL - Dữ liệu đầu vào bao gồm: - Kết quả của modul 1 - Sơ đồ tổ hợp SEL, điều kiện biên - Mô tả các bước tổ hợp tải trọng và các hệ số tổ hợp - Dữ liệu ra là mô hình tính kết cấu tổng thể. Modul 3: WAJAC - Dữ liệu đầu vào bao gồm: - Kết quả của modul 2 - Dữ liệu về điều kiện sóng, gió, dòng chảy - Dữ liệu đầu ra là tải trọng sóng, gió, dòng chảy được quy về nút phù hợp với bài toán phần tử hữu hạn. Modul 4: SESTRA (Linear Structural Analysis). - Dữ liệu đầu vào bao gồm: - Kết quả của modul 2,3 - Dữ liệu điều khiển - Dữ liệu ra là các dạng dao động riêng, tần số dao động riêng và nội lực trong các phần tử Trang 54
  • 55. Modul 5: FRAMEWORK (Frame Code Check). - Dữ liệu đầu vào bao gồm: - Kết quả modul 3,4 - Dữ liệu điều khiển - Dữ liệu ra là các usage factor (hệ số sử dụng) cho từng phần tử, theo từng bài toán Modul 6: SPLICE (Structure-pile-soil-Interaction). - Dữ liệu đầu vào bao gồm: - Kết quả của modul 4 (nội lực tại đầu cọc) - Dữ liệu về điều kiện địa chất, kết cấu cọc - Dữ liệu ra là nội lực, ứng suất, chuyển vị của các phần tử trong cọc, khả năng chịu tải của cọc…V.1.5.3. Mô hình hoá kết cấu dàn BK10 bằng chương trình DnV - SESAMV.1.5.3.1. Mô hình hoá kết cấu bằng các siêu phần tử - - Siêu phần tử N01 là Khối chân đế - - Siêu phần tử N02 là các ống dẫn, ống nước thải - - Siêu phần tử N03 là giá cập tàu - - Siêu phần tử N04 là cọc của Khối chân đế - - Siêu phần tử N05 là Sàn phụ - - Siêu phần tử N06 là Thượng tầng - - Siêu phần tử ở mức cao nhất cho phân tích tĩnh là N031V.1.5.3.2. Mô hình hoá KCĐ - Trong phân tích tĩnh, chiều dày lớp ăn mòn cho phép 6mm được tăng thêm cho các phần tử ở vùng dao động mực nuớc - Khoảng hở giữa các ống nhánh và độ lệch tâm giữa ống nhánh và ống chủ được khai báo trong Modul SESAM - FREFRAM. - Cọc trong ống chính được mô hình hoá cụ thể trong chương trình, ta không cần phải tính toán tiết diện quy đổi. - Các hình vẽ mô hình hoá kết cấu xem Phụ lục I Trang 55
  • 56. V.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN - Tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm nhiều loại, tuỳ theo từng bài toán cụ thể mà chúng ta có các tổ hợp cụ thể. - Các tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm :V.2.1. Tải trọng thường xuyên - Tải trọng thường xuyên là tải trọng không biến đổi về độ lớn, điểm đặt và phương trong khoảng thời gian đang xét, ví dụ: - - Trọng lượng bản thân kết cấu - - Khối lượng các vật liệu dằn và thiết bị thường xuyên - - Áp lực thuỷ tĩnh ngoài thường xuyên...V.2.1.1. Tải trọng bản thân - Là sức nặng của kết cấu chân đế, thiết bị, các kết cấu phụ trợ khác. Các kết cấu trên không thay đổi, không di chuyển trong suốt thời gian sử dụng công trình. - Tải trọng bản thân bao gồm: - Tải trọng phần dàn (gồm cả phần khung nối) trong không khí kể cả vật liệu dằn, xi măng bơm trám. - Tải trọng thiết bị, kết cấu phụ trên dàn. - Phần tải trọng bản thân khối chân đế và khung chịu lực do chương trình SESAM tự tính và đưa vào các bước tính toán sau này. Kết quả cụ thể được trình bày trong phụ lục của đồ án này. (Phụ lục số I). - Kết quả tổng hợp theo bảng sau: Số TT Mô tả Tải trọng bản thân (T) 1 Chân đế 546 2 Ống dẫn 241.52 3 Giá cập tàu 58.34 4 Cọc trong ống chính 221.78 5 Sàn phụ 74.84 6 Thượng tầng 150.59 Tổng cộng 1293.07V.2.1.1.1. Trọng lượng các thiết bị cố định trên dàn - Trọng lượng các thiết bị thường xuyên trên dàn gồm có: - Trọng lượng của các Block – Module trên dàn. - Trọng lượng của xuồng cứu sinh. Trang 56
  • 57. - Tải trọng bản thân thượng tầng (gồm các Module công nghệ) được cung cấp bởi nhà sản xuất - Tổng tĩnh tải từ thượng tầng và sàn chịu lực là 329 (T), cụ thể như sau:. Mô tả Tải trọng Tổng(T) SK-7 (Wellhead inspection Equip. 3.1 Sàn Thượng CR-10 (Crane KCG 12520) 30.0 63.1 Flare boom 30.0 IM10-1000 (Inlet manifold skid) 22.0 KM10-1001A (Kill manifold skid) 1.4 KM10-1001B (Kill manifold skid) 1.6 SK-1 (Test block skid) 3.0 SK-2 (Chemical pumps skid for gas lift) 1.8 Sàn chính SK-3 (Gas lift manifold skid) 18.0 SK-4 (Production separator skid) 70.0 SK-6 (vent scrubber skid) 29.0 PA-10 (process Tie-in area) 8.0 205.1 BL-1 (Life raft overboard: 2x0.15) 0.3 Piping component 50.0 Sàn công SK-8 (Chemical vessel for gas lift) 14.0 17.0 nghệ BL-2 (Wellhead junction box 2x1.5) 3.0 SK-5 (Drainage skid) 16.0 Fuel oil store tank 25.0 Sàn chịu lực 43.8 Fuel oil bumps 0.3 Air reserve 2.5V.2.1.1.2. Áp lực thuỷ tĩnh - Áp lực thuỷ tĩnh thay đổi theo khoảng cách từ điểm cần tính đến đáy biển. - Công thức tính áp lực thuỷ tĩnh là: - p  g    d  z  - Trong đó: - P : Áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên bề mặt phần tử, N/m2. - : Khối lượng riêng của nước biển,  = 1025 Kg/m3. - g : Gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2. - d : Độ sâu nước, m. - z : Khoảng cách tính từ đáy biển theo phương đứng, m. - Tải trọng này do chương trình SESAM tự động tính toán khi mô tả Trang 57
  • 58. V.2.1.1.3. Lực đẩy nổi - + Lực đẩy nổi chỉ được tính toán cho những phần tử kết cấu ngập trong nước. - + Lực đẩy nổi được tính bằng trọng lượng của khối chất lỏng bị choán chỗ, có hướng thẳng đứng từ dưới lên trên. - + Công thức tính toán là: - q  ρ  g  V dn - Trong đó: - qdn : Lực đẩy nổi tác dụng lên vật thể, N. - γ : Khối lượng riêng của nước biển, p =1025Kg/m3. - g : Gia tốc trọng trường, g = 9.81m/s2. - V : Thể tích choán nước của phần tử, m3. - +) Đối với phần tử có chứa nước bên trong: - V  π  (D  t)  t  l - +) Đối với phần tử không chứa nước bên trong. D2 - V   l 4 - D : Đường kính ngoài của ống, m. - t : Bề dày thành ống, m. - l : Chiều dài phần tử, m. - Tải trọng này do chương trình SESAM tự động tính toán khi mô tả.V.2.2. Hoạt tải - Tải xuất hiện trong quá trình sử dụng vận hành công trình, bao gồm: - Trọng lượng của thiết bị khoan và các thiết bị công nghệ có thể thêm vào hoặc dỡ đi khỏi dàn . - Trọng lượng của khu vực làm việc, các thiết bị bảo hộ, cứu hộ và các thiết bị tiện ích có thể thêm vào hoặc bỏ đi khỏi dàn. - Trọng lượng của chất lỏng trong các bồn chứa - Lực sinh ra trong quá trình hoạt động công nghệ như: khoan, neo tàu, vận chuyển vật liệu. - Lực sinh ra trong quá trình vận hành cẩu ở trên dàn - Với dàn BK 10 thì hoạt tải bao gồm : - Tải trọng tác dụng lên sàn chịu lực - Tải truyền xuống do hoạt động của cẩu (8 hướng ) Trang 58
  • 59. Vị trí Diện tích (m2) Tải phân bố (N/m2) Tổng (T) Sàn thượng 310 250 77.5 Sàn chính 350 250 87.5 Sàn công nghệ 32.5 250 8.125 Sàn phụ 75 250 18.75 Tổng 191.875V.2.3. Tải trọng môi trườngV.2.3.1. Tải trọng gióV.2.3.1.1. Mô hình và công thức tính toán tải trọng gió - Vận tốc gió và áp lực gió được phân tích thành hai thành phần, gồm thành phần trung bình và thành phần mạch động. Tuy tác động của tải trọng gió mang tính ngẫu nhiên nhưng vì tải trọng gió chỉ chiếm từ 5 – 15% tổng tải trọng ngang tác dụng lên công trình. Vì vậy có thể bỏ qua thành phần mạch động của gió và coi tác động của gió lên công trình là tựa tĩnh khi tính toán lực gió tác động lên kết cấu công trình. - Theo tiêu chuẩn API RP-2A, thì tải trọng gió trong tính toán phụ thuộc vào tốc độ gió trung bình trong 1 phút ở độ cao 10m trên mực nước biển trung bình. - + Công thức tính toán tải trọng gió: 2 F  0.609899  Vz  Cs  A (5.1) (Công thức này đã được biến đổi từ công thức ban đầu: F  (  / 2) * V 2 Cs * A ). Trong đó: F: Lực gió tính toán (N) CS: Hệ số phụ thuộc hình dạng kết cấu Kết cấu CS Dạng dầm 1.5 Trụ tròn 0.5 Dạng sàn 1.0 A: Diện tích chắn gió của vật thể theo phương vuông góc hướng gió (m2) V(z,t): Vận tốc gió tính toán(trong 1 phút) tại cao độ trọng tâm của mặt chắn gió, được xác định qua vận tốc gió tại độ cao tiêu chuẩn z = 10(m) so với mực nước tĩnh (MSL), (m/s) V ( z , t )  V z  1  0.41 I u ( z )  Ln( t ) , t=60s và to=3600s   t0   Vz: là vận tốc tính trong 1 giờ tại độ cao Z so với MSL, theo công thức sau: Trang 59
  • 60. V z  Vo  1  C  ln( z / 10) (5.2) Trong công thức (5.2) V0 là vận tốc tại cao độ 10m so với MSL, được quy đổi từ vận tốc trung bình được tính theo 1 phút, theo CT: (DnV 89) V60 0.922  , (V60’ = Vo) V1 1.099 Hệ số C được tính theo công thức : C  5.73 * 10 2 * (1  0.0457 * Vo )1 / 2 (5.3) Hệ số Iu(z) được tính theo công thức sau: I u ( z )  0.06 * 1  0.0131*V0 * ( Z / 10) 0.22 Tải trọng gió tác động lên công trình chủ yếu là phần thượng tầng.V.2.3.1.2. Tải trọng gió tác dụng lên công trình - Tải trọng gió và tải trọng sóng có hướng trùng nhau và thường thay đổi. Do đó chúng ta cần phải tính tải trọng gió theo các hướng khác nhau tác dụng vào công trình. - Tải trọng gió được chia ra làm hai khối là: - Khối thượng tầng. - Khối khung nối và chân đế. - a. Tải trọng gió tác dụng lên khối thượng tầng - Khối thượng tầng gồm các Block-Module công nghệ và cẩu. Tải trọng bản thân và tải trọng gió của khối thượng tầng được truyền xuống khung chịu lực thông qua các gối. Các số liệu tải trọng phần thượng tầng được cung cấp bởi nhà sản xuất. - Mô hình tính toán tải trọng gió lên thượng tầng như sau : Trang 60
  • 61. ----- Trang 61
  • 62. - Kết quả tính toán tải trọng gió lên TT được thể hiện trong các bảng tính sau : Bảng 5.3: Các thông số tính lực gió Chu kỳ lặp 100 năm V(m/s) tính Z Vz V(z,t)Hướng V0(m/s) C Iu(z) trong (m) (m/s) (m/s) 1 phút NE 50.9 42.702275 0.09844 20.55 0.0798528 45.73006259 51.9 N 39.7 33.306096 0.091 20.55 0.07354968 35.48911477 39.9 NW 34.6 29.02748 0.0874 20.55 0.07067951 30.85482028 34.5 W 35.3 29.614741 0.0879 20.55 0.07107346 31.48977273 35.2 SW 36.9 30.957052 0.08904 20.55 0.0719739 32.94245184 36.9 S 22.7 19.04404 0.07836 20.55 0.06398245 20.118944 22.3 SE 21.4 17.953412 0.07731 20.55 0.06325084 18.95316435 21 E 31 26.007279 0.08477 20.55 0.06865351 27.5951858 30.8 Chu kỳ lặp 1 năm NE 26.9 22.567607 0.08167 20.55 0.06634612 23.89509385 26.6 N 23.8 19.966879 0.07924 20.55 0.06460151 21.10650625 23.4 NW 18.6 15.604368 0.075 20.55 0.06167506 16.44730145 18.2 W 20.7 17.366151 0.07674 20.55 0.0628569 18.32604632 20.3 SW 21.7 18.205096 0.07756 20.55 0.06341968 19.22206042 21.3 S 16.5 13.842584 0.07321 20.55 0.06049323 14.57256483 16.1 SE 13.1 10.990173 0.07023 20.55 0.05857978 11.54611456 12.7 E 22.7 19.04404 0.07836 20.55 0.06398245 20.118944 22.3 - Bảng 5.4: Kết quả lực gió lên TT Chu kỳ lặp 100 năm Góc Góc tạo tạo A F Fx FyHướng Cs với với (m2) (N) (N) (N) trục x trục y (độ) (độ) NE 1 78 12 251.766 412972 -85862 -403948 N 1 123 33 276.867 268436 146201 -225129 NW 1 168 78 209.018 151871 148552 -31576 W 1 -147 123 260.549 197418 165568 107521 SW 1 -102 168 251.766 209334 43523 204759 S 1 -57 -147 276.867 83821.2 -45652 70298.4 SE 1 -12 -102 209.018 56034.4 -54810 11650.2 E 1 33 -57 260.549 150507 -126225 -81972 Chu kỳ lặp 1 năm NE 1 78 12 251.766 108291 -22515 -105925 Trang 62
  • 63. N 1 123 33 276.867 92425.3 50338.4 -77514 NW 1 168 78 209.018 41995.4 41077.7 -8731.3 W 1 -147 123 260.549 65225.1 54702.4 35524.1 SW 1 -102 168 251.766 69458.8 14441.3 67941 S 1 -57 -147 276.867 43512 -23698 36492.2 SE 1 -12 -102 209.018 20501.4 -20053 4262.49 E 1 33 -57 260.549 78880.7 -66155 -42962 - Ở đây Z là cao độ so với mực nước lặng. Lực F đặt tại trọng tâm khối tính toán. - b. Phần khung nối và khối chân đế - Tải trọng gió trong phần này được chương trình SESAM tự động tính toán theo các hướng cùng với tải trọng sóng và dòng chảy.V.2.3.2. Tải trọng sóng và dòng chảyV.2.3.2.1. Mô hình tính tải trọng sóng và dòng chảy theo công thức Morison - Tác động của dòng chảy lên công trình phụ thuộc vào vận tốc của nó. Vận tốc dòng chảy trong thực tế tính toán được xem là đại lượng không thay đổi theo thời gian. Vì vậy khi chỉ có tác động của dòng chảy (không kể sóng) thì tải trọng do dòng chảy gây ra được coi là tựa tĩnh. Khi tính đồng thời tác động của sóng và dòng chảy, thì ảnh hưởng của dòng chảy được bổ xung vào vận tốc chuyển động của nước do sóng gây nên. Vì tải trọng sóng và dòng chảy có thành phần bình phương vận tốc, cho nên nó gây ra ảnh hưởng đáng kể tới giá trị của tải trọng sóng. Tác động của sóng lên công trình biển mang tính chất động và trội tuyệt đối trong tổng tải trọng ngang tác dụng lên khối chân đế. - Tuỳ theo tính chất của lực sóng tác dụng mà các phần tử của kết cấu ngoài biển, được chia thành vật thể mảnh và vật thể có kích thước lớn. Đối với vật thể mảnh thì lực quán tính và lực cản sóng là đáng kể, còn đối với vật thể lớn thì ảnh hưởng của nhiễu xạ đóng vai trò quyết định. Đối với các phần tử kết cấu thép của khối chân đế được coi là những vật thể mảnh nói chung khi thoả mãn điều kiện : D/L < 0.2, trong đó D là đường kính của phần tử và L là chiều dài sóng. Khi đó có thể áp dụng công thức Morison để tính toán. - + Tải trọng do sóng và dòng chảy được tính toán dựa theo phương trình Morison, với các giả thiết : - Đây là loại kết cấu có kích thước phần tử nhỏ so với chiều dài sóng. - Bỏ qua sự biến dạng hính dáng của sóng khi tương tác với phần tử. - + Công thức tính toán tải trọng sóng: Trang 63
  • 64. w w - F  FD  FI  C A Vx Vx  C m V.a x D 2g g - Trong đó: - w : Khối lượng riêng của nước biển, w = 1025Kg/m3. - g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2. - A : Diện tích mặt cắt ngang của phần tử kết cấu, m2. - V : Thể tích choán nước của phần tử trên một đơn vị chiều dài, m2. - CD: Hệ số cản vận tốc phụ thuộc vào bề mặt của phần tử. - Cm: Hệ số nước kèm. - D : Đường kính ngoài của phần tử có kể đến hà bám, m. - Vx: Thành phần vector vận tốc chiếu lên phương vuông góc với trục của phần tử (m/s). - Vx = Vxsóng + Vxd/c (m/s) - ax : Thành phần gia tốc chiếu lên phương vuông góc với trục của phần tử và bỏ qua thành phần gia tốc của dòng chảy.V.2.3.2.2. Xác định vận tốc, gia tốc sóng theo lý thuyết sóng Stokes bậc 5 - +) Trong phạm vi đồ án này ta sử dụng mô hình sóng tiền định để xác định profile bề mặt sóng, vận tốc, gia tốc… - +) Đối với sóng tiền định, quan hệ giữa chiều dài và tần số sóng xác định như sau: 2 k L 2 -  T  2  g .k .thk .d  - Trong đó: - k: Số sóng. - L: Chiều dài sóng, m. - : Tần số sóng, rad/s. - d: Độ sâu nước, m. - + Chiều dài sóng L được xác định theo chương trình tính lặp. - + Lập các tỷ số H/L và d/L , sử dụng “biểu đồ áp dụng lý thuyết sóng” để tìm lý thuyết sóng phù hợp. - + Khi sử dụng chương trình tính SESAM, chương trình có thể tự động xác định lý thuyết sóng phù hợp để tính toán. Trang 64
  • 65. - Tuy nhiên với đặc trưng độ sâu nước và chiều cao sóng ở mỏ Bạch Hổ, ở đâyngười thiêt kế đã chỉ định cho chương trình tính toán theo song Stockes bậc 5- + Theo lý thuyết sóng Stokes bậc 5, khi sóng có chiều cao H, số sóng k và tần sốvòng  lan truyền theo chiều dương của trục x, thì độ dâng bề mặt chất lỏng so vớimực nước tĩnh có thể biểu diễn dưới dạng sau:  5 - = 1/k  Fn.Cosnkx  t  .  n 1 - Trong đó:- F1=a- F2= a2F22+a4F24- F3= a3F33+a5F35- F4= a4F44- F5= a5F55 2d- + Các thông số hình dáng của sóng F22, F24…., phụ thuộc vào tỷ số kd = và Lthông số chiều cao sóng quan hệ với nhau thông qua biểu thức sau.- k.H=2[a+a3F33+a5(F35+F55)]- + Các thông số F22, F24, F33, F35, F44 được xác định phụ thuộc vào tỷ số (d/L), tratheo bảng sau: Bảng 5.5 : Giá trị các thông số profil sóng Stockes bậc 5 d/L F22 F24 F33 F35 F44 F55 3.89 - 13.0 - 44.9 163.0.10 2 28.61 9 138.6 9 8 1.53 2.38 4.14 7.930.15 9 1.344 1 6.935 7 5 0.92 0.99 1.25 1.730.20 7 1.398 6 3.679 9 4 0.69 0.63 0.67 0.790.25 9 1.064 0 2.244 6 7 0.59 0.49 0.48 0.520.30 9 0.893 5 1.685 4 5 0.55 0.43 0.40 0.420.35 1 0.804 5 1.438 7 0 0.52 0.41 0.37 0.370.40 7 0.759 0 1.330 1 3 0.50 0.38 0.34 0.330.50 7 0.722 4 1.230 4 9 Trang 65
  • 66. 0.50 0.37 0.33 0.320.60 2 0.712 7 1.205 7 9- + Xác định tần số vòng của sóng:- 2= g.k.(1+a2C1+a4C2).th(kd).- + Vận tốc lan truyền sóng được xác định thông qua biểu thức sau:- C = [(g/k)(1 + a2C1 + a4C2).th(kd)]1/2- + Trong đó các hệ số C1, C2 là các thông số tần số của sóng giá trị của các thôngsố này, phụ thuộc vào tỷ số d/L và được tra trong bảng sau:- Bảng 5.6 : Giá trị thông số tần số và vận tốc lan truyền sóng Stockes bậc 5d/L C1 C2 C3 C40.10 8.791 383.700 -0.310 -0.0600.15 2.646 19.820 -1.550 0.2570.20 1.549 5.044 -0.082 0.0770.25 1.229 2.568 -0.043 0.0280.30 1.107 1.833 -0.023 0.0100.35 1.055 1.532 -0.012 0.0040.40 1.027 1.393 -0.007 0.0020.50 1.080 1.283 -0.001 0.0000.60 1.002 1.240 -0.001 0.000- + Các thành phần vận tốc sóng theo phương ngang Vx và phương thẳng đứng Vzcủa phần tử chất lỏng có toạ độ (x, z) gây lên bởi sự lan truyền sóng bề mặt trongvùng có độ sâu nước d. Được xác định thông qua biểu thức sau:  5 ch(nkz )- Vx= k Gn 1 n sh(nkd ) . cos n(kx  t ).  5 sh(nkz )- Vz= k Gn 1 n sh(nkd ) . sin n(kx  t ).Trong đó:- G1= a.G11+a3G13+a5G15- G2= 2(a2G22+a4G24)- G3= 3(a3G33+a5G35)- G4=4a4G44- G5= 5a5G55 Trang 66
  • 67. - + Các thông số G11, G12, G13…là các thông số sóng phụ thuộc vào tỷ số d/L, tra theo bảng sau: Bảng 5.7 : Giá trị các thông số vận tốc Stockes bậc 5 d/L G11 G13 G15 G22 G24 G33 G35 G44 G550.10 1.000 -7.394 -12.730 2.996 -48.140 5.942 -121.700 7.671 0.8920.15 1.000 -2.320 -4.864 0.860 -0.907 0.310 2.843 -0.167 -0.2570.20 1.000 -1.263 -2.266 0.326 0.680 -0.017 1.093 -0.044 0.0060.25 1.000 -0.911 -1.415 0.154 0.673 -0.030 0.440 -0.005 0.0050.30 1.000 -0.765 1.077 0.076 0.601 -0.020 0.231 0.002 0.0010.35 1.000 -0.696 -0.925 0.038 0.556 -0.012 0.152 0.002 0.0000.40 1.000 -0.662 -0.850 0.020 0.528 -0.006 0.117 0.001 0.0000.50 1.000 -0.635 -0.790 0.006 0.503 -0.002 0.092 0.000 0.0000.60 1.000 -0.628 -0.777 0.002 0.502 -0.001 0.086 0.000 0.000 - + Xác định gia tốc chuyển động sóng theo các công thức dưới đây: kc 2 5 - ax = 2 R n 1 n sin n(kx  t ). kc 2 5 - az =  2 S n 1 n . cos n(kx  t ). - + Trong đó các giá trị Rn, Sn là các thông số được xác định theo các công thức sau: - R1  2U 1  U 1U 2  U 2U 3  V1V2  V2V3 - R2  4U 2  U 1 2  V1 2  2U 1U 3  2V1V3 - R3  6U 3  3U 1U 2  3V1V2  3U 1U 4  3V1V4 - R4  8U 4  2U 2  2V2  4U 1U 3  4V1V3 - R5  10U 5  5U 1U 4  5U 2U 3  5V1V4  V2V3 - Và - S O  2U 1V1 - S1  2V1  3U 1U 2  3U 2V1  5U 2U 3  5U 3V2 - S 2  4V2  4U 1V3  4U 3V1 - S 3  6V3  U 1V2  U 2V1  5U 2V4  5U 4V1 - S 4  8V4  2U 1V3  2U 3V1  4U 2V2 - S 5  10V5  3U 1V4  3U 4V1  U 2V3  U 3V2 - Với: Trang 67
  • 68. chnkz U n  Gn . shnkd shnkz Vn  G n . shnkdV.2.3.2.3. Xác định vận tốc dòng chảy - +) Dòng chảy được xác định dựa trên những giả thiết sau: - Coi phương của vận tốc dòng chảy là phương ngang, dòng chảy là đều và ổn định. - Bỏ qua ảnh hưởng của công trình đến chuyển động của dòng chảy. - Coi hướng vận tốc của dòng chảy đáy và dòng chảy mặt là đều nhau. - +) Dòng chảy được tạo bởi do hai chuyển động chủ yếu gây ra, đó là dòng chảy do triều và do gió. Chính vì vậy vận tốc dòng chảy tại độ sâu z được xác định thông qua biểu thức sau: V(z,t)=Vdg + Vdt - Trong đó: - vdg(z): Vận tốc dòng chảy do gió tại độ sâu z tính từ mực nước tĩnh, có chiều dương hướng lên và được xác định thông qua biểu thức sau: do  z - v dg ( z )  v dg (0) Nếu z  0, d o  d0 - v dg ( z )  0 Nếu z  do do: Chiều sâu tới hạn thường lấy d0= 50 (m), Ở độ sâu dưới d0 coi như gió khônggây ra dòng chảy. +) Coi vận tốc dòng chảy do triều thay đổi theo chiều sâu và được xác định thôngqua biểu thức sau: 1/ 7 d z - v dt ( z )  v dt (0)    ,z<0  d  - Trong đó: - vdt(0): Vận tốc dòng chảy do triều ở mực nước lặng, m/s. - d: Chiều sâu nước biển, m. - +) Do số liệu quan trắc thu được là tổng hợp của hai thành phần vận tốc dòng chảy do gió và do triều. Xác định được vận tốc dòng chảy mặt và dòng chảy đáy. Chính Trang 68
  • 69. vì vậy vận tốc dòng chảy tại độ sâu z được xác định theo quy luật tuyến tính và thông qua biểu thức sau:  v  vd  - v dc ( z )  v d   m  z  d  - Trong đó: vm: Vận tốc dòng chảy mặt, m/s. vd: Vận tốc dòng chảy đáy, m/s. D: Độ sâu nước biển trung bình, m. Z: Độ sâu tính toán có gốc toạ độ tại đáy biển và chiều dương hướng lên, m.V.2.3.2.4. Tải trọng sóng và dòng chảy theo các hướng tính toán - Tải trọng sóng và dòng chảy tác dụng lên công trình được tính toán bởi chương trình SESAM, cho 8 hướng: Bắc, Đông Bắc, Đông, Đông Nam, Nam, Tây Nam, Tây, Tây Bắc. - Thực tế tính toán với dàn BK10, tải trọng ngang do sóng lớn nhất ứng với mực nước LAT. Vì vậy sử dụng kết quả này để tính toán kiểm tra kết cấu. - Kết quả xem trong Phụ lục III.V.2.4. Tải trọng hà bám - Công trình đặt trong môi trường nước biển, nơi có sự phát triển của các loài sinh vật đặc biệt là hà bám. Hà bám vào các phần tử của công trình không những làm tăng khối lượng của công trình mà còn làm tăng tải trọng sóng và dòng chảy tác dụng lên công trình do đường kính và độ nhám của các phần tử tăng thêm. - + Trọng lượng hà bám vào công trình được xác định theo công thức: - P   .( D  t ). t . h - Trong đó: - P: Tải trọng phân bố theo chiều dài phần tử, N/m - D: Đường kính ống, m - t: Chiều dày hà bám, m - h: Khối lượng riêng của hà bám, h = 1600, Kg/m3. - + Trong chương trình SESAM, tải trọng do hà bám được tự động xác định bằng cách đưa bề dày hà bám vào các phần tử theo các độ sâu nước khác nhau.(Xem mục II.2.5) Trang 69
  • 70. V.3. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNGV.3.1. Các trường hợp tải trọng - Mô tả các Siêu phần tử và các trường hợp tải trọng tác dụng lên Siêu phần tửSiêu phần Trường hợp tải Mô tả tử trọng 1 Trọng lượng bản thân kết cấu 1,2,3 Chân đế 20 Tải trọng đẩy nổi Ống dẫn Tải trọng sóng-dòng chảy - gió-đẩy nổi trong điều kiện Giá cập 21-28 bão 100 năm từ hướng Đông Bắc -Đông tàu Tải trọng sóng-dòng chảy - gió-đẩy nổi trong điều kiện 29-36 bão 1 năm từ hướng Đông Bắc -Đông 4 Trọng lượng bản thân kết cấu gồm cả bê tông bơmCọc trong 1 trámống chính 1 Trọng lượng bản thân kết cấu 2 Hoạt tải lên sàn phụ 3 Tĩnh tải 5 20 Tải trọng đẩy nổi Sàn phụ Tải trọng sóng-dòng chảy - gió-đẩy nổi trong điều kiện 21-28 bão 100 năm từ hướng Đông Bắc -Đông Tải trọng sóng-dòng chảy - gió-đẩy nổi trong điều kiện 29-36 bão 1 năm từ hướng Đông Bắc -Đông 1 Trọng lượng bản thân kết cấu 2 Hoạt tải lên thượng tầng 3 Tĩnh tải 6 Tải trọng gió trong điều kiện bão 100 năm từ hướng Thượng 4-11 Đông Bắc -Đông tầng Tải trọng gió trong điều kiện bão 1 năm từ hướng 12-19 Đông Bắc -Đông 20-27 Phản lực cần cẩu lên thuợng tầng, hướng từ 1-8 21 Tải trọng bản thân của KCĐ, ống dẫn, Giá cập Chân đế 1 tàu, cọc trong ống chính, sàn phụ và thượng tầng Giá cập tầu 2 Hoạt tải Ống dẫn 3 Tĩnh tảiCọc trong 4 Tải trọng đẩy nổiống chính Tải trọng gió trong điều kiện bão 100 năm từ hướng Sàn phụ 5-12 Đông Bắc -Đông Thượng Tải trọng gió trong điều kiện bão 1 năm từ hướng tầng 13-20 Đông Bắc -Đông(dùng chophân tích 21-28 Phản lực cần cẩu lên thuợng tầng, hướng từ 1-8 tĩnh) Trang 70
  • 71. Trọng lượng bản thân +tĩnh tải +hoạt tải nhỏ nhất+ tải 1 trọng gió+tải trọng sóng, dòng chảy, đẩy nổi trong điều kiện bão 100 năm theo hướng Đông Bắc 2 Bắc 3 Tây Bắc 4 Tây 31 5 Tây Nam Chân đế 6 Nam Giá cập 7 Đông Nam tầu 8 ĐôngCọc trong Trọng lượng bản thân +tĩnh tải +hoạt tải lớn nhất+ tảiống chính 9 trọng gió, dòng chảy, đẩy nổi trong điều kiện bão 1năm Sàn phụ theo hướng Đông Bắc Thượng 10 Bắc tầng 11 Tây Bắc(dùng cho 12 Tâyphân tích 13 Tây Nam tĩnh) 14 Nam 15 Đông Nam 16 Đông Trọng lượng bản thân +tĩnh tải +hoạt tải lớn nhất+ tải 17-24 đẩy nổi+tải trọng cần cẩu hướng từ 1-8V.3.2. Tổ hợp tải trọng cho Siêu phần tử số 31 - Các trường hợp tải và hệ số tổ hợp tải trọng cho Siêu phần tử số 31Mô tả truờng hợp Siêu phần tử số 31 tải trọng THTT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 TT bản thân 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 Hoạt tải 2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 Tĩnh tải 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 TT đẩy nổi 4 1 1 1 1 1 1 1 1Bão NE 100 năm 5 1.05 Bão N 100năm 6 1.05Bão NW 100năm 7 1.05Bão W 100 năm 8 1.05Bão SW 100 năm 9 1.05Bão S 100 năm 10 1.05BãoSE 100 năm 11 1.05Bão E 100 năm 12 1.05 Bão NE 1 năm 13 1.05 Bão N 1 năm 14 1.05Bão NW 1 năm 15 1.05 Bão W 1 năm 16 1.05Bão SW 1 năm 17 1.05 Trang 71
  • 72. Bão S 1 năm 18 1.05 BãoSE 1 năm 19 1.05 Bão E 1 năm 20 1.05Cẩu hướng NE 21 1.05 Cẩu hướng N 22 1.05Cẩu hướng NW 23 1.05 Cẩu hướng W 24 1.05Cẩu hướng SW 25 1.05 Cẩu hướng S 26 1.05Cẩu hướng SE 27 1.05 Cẩu hướng E 28 1.05V.3.3. Kết quả tính toán tải trọng môi trường cho Siêu phần tử số 31 - Tải trọng môi trường lớn nhất tương ứng với mức triều thấp nhất LAT - Kết quả cụ thể xem trong phụ lục III. - Dưới đây là bảng tóm tắt kết quả lấy từ Modul WAJAC Tổng tải trọng Hướng sóng Lực cắt Mômen lật (N) (Nm) Điều kiện bão 100 năm (Sóng + Gió + Dòng chảy) Đông Bắc 1.16E+07 4.45E+08 Bắc 3.25E+06 1.32E+08 Tây Bắc 3.46E+06 9.30E+07 Tây 4.27E+06 1.43E+08 Tây Nam 9.50E+06 3.15E+08 Nam 3.83E+06 1.40E+08 Đông Nam 2.05E+06 9.15E+07 Nam 3.06E+06 1.55E+08 Điều kiện bão 1 năm (Sóng + Gió + Dòng chảy) Đông Bắc 5.19E+06 1.97E+08 Bắc 4.68E+05 3.05E+07 Tây Bắc 9.06E+05 9.09E+06 Tây 1.90E+06 5.21E+07 Tây Nam 3.45E+06 1.03E+08 Nam 1.16E+06 5.51E+07 Đông Nam 6.17E+05 4.55E+07 Nam 9.78E+05 6.84E+07 Trang 72
  • 73. CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU THEO CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNGVI.1. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH TĨNH KẾT CẤU - Đối với kết cấu chân đế có chu kỳ dao động riêng nhỏ hơn 3s thì ảnh hưởng của thành phần lực quán tính là không đáng kể và có thể bỏ qua khi tính toán. Sự phân tích này thường được sử dụng trong tính toán sơ bộ, cũng có thể sử dụng để tính toán công trình tương đối cứng và không cao khi đó ta có bài toán tựa tĩnh. - Bài toán tựa tĩnh là bài toán mà vế trái không kể đến ảnh hưởng của lực quán tính, vế phải là véctơ tải trọng được coi là tải trọng tựa tĩnh. Do đó phương trình cân bằng của bài toán tựa tĩnh được viết gọn như sau: - K.X  R (6.1) - Trong đó: - K: Ma trận độ cứng của kết cấu - X: Ma trận chuyển vị của kết cấu - R: Vectơ tải trọng dược coi là tựa tĩnh - + Bằng cách giải phương trình (6.1) ta tìm được nội lực tĩnh của hệ (NLt), ảnh hưởng động của hệ được kể đến thông qua hệ số Kđ trong biểu thức xác định nội lực động NLđ: - NLđ = NLt x kđ - Kđ : Xác định theo biểu thức sau: 1 Kd  2 2   2     1  ( )   (2 )  ( )   1   1 1  - Trong đó: -  : Tần số dao động riêng của sóng, rad/s. - 1 : Tần số dao động riêng ứng với dao động riêng thứ nhất, 1 xác định theo biểu thức sau: 2 - 1  T1 - T1 : Chu kỳ dao động riêng ứng với dao động riêng thứ nhất, s. -  : Hệ số cản của môi trường. Trang 73
  • 74. - Các bước tính toán trên được tự động hoá trong chương trình SESAM.VI.2. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CÔNG TRÌNH - Đối với các công trình có tần số dao động riêng gần với tần số dao động của tải trọng sóng ( T0 > 3s). Trong những điều kiện này cần phải kiểm tra động đối với công trình sau khi đã được tính toán với bài toán tĩnh, để đánh giá khả năng làm tăng ứng suất do đặc điểm động của tác động bên ngoài. Phương pháp luận để giải bài toán động lực học công trình có thể giải theo một trong 3 cách sau: - Phương pháp phân tích “mode” ( phương pháp chồng nghiệm). - Phương pháp giải theo miền thời gian. - Phương pháp giải theo miền tần số.VI.2.1. Phương trình cơ bản của bài toán động lực học - Phương trình chuyển động của hệ, sau khi đã thực hiện rời rạc hoá sơ đồ kết cấu, có dạng dao động tổng quát của hệ nhiều bậc tự do như sau: -   MU  CU  KU  F(t) - Trong đó: - M: Ma trận khối lượng của kết cấu đã được quy về nút - C: Ma trận cản nhớt do ma sát trong - K: Ma trận độ cứng của kết cấu - U: Vectơ chuyển vị nút của kết cấu - F(t): vectơ tải trọng sóng - +) Việc xây dựng mô hình của bài toán động lực học có thể thực hiện dưới các dạng khác nhau, tuỳ theo sự mô tả tải trọng sóng Ft dưới một trong các dạng sau: - Ft : Lực sóng là tựa tĩnh, tương ứng với bài toán tĩnh. - Ft : Lực sóng là động tiền định, tương ứng với bài toán động tiền định. - Ft : Lực sóng là động ngẫu nhiên, tương ứng với bài toán động ngẫu nhiên. - +) Theo công thức Morison mở rộng (có xét đến ảnh hưởng của chuyển động tương đối của kết cấu) có thể tìm được tải trọng sóng Fi tác dụng nên nút thứ i như sau: 1 - Fi   .C .D v xi  ui (v xi  ui )   . A.v xi   .Cm . A(v xi  ui )      2 d - Trong đó: Trang 74
  • 75. : Mật độ nước biển, Kg/m3. Cd, Cm: Hệ số cản vận tốc và hệ số nước kèm. u, u : Vận tốc và gia tốc chuyển động của nước   - + Để thuận tiện cho tính toán ta biến đổi phương trình trên về dạng phương trình sau: -   M *U  C *U  K *U  F * (t ) - Trong đó: - M*: Ma trận khối lượng dạng đường chéo. -   M *  mi* ; m *  mi   .C mVi i - C*: Ma trận cản nhớt dạng đường chéo. -   C *  ci* ; ci*  ci   .C d . Ai .v xi ˆ - K*  K -   F * (t )  Foi (t ) .VI.2.2. Giải phương trình động lực học tổng quátVI.2.2.1. Phương pháp phân tích theo các dạng dao động riêng - Phương pháp phân tích theo các dạng dao động riêng (phương pháp chồng mode), là phương pháp đưa bài toán xuất phát n bậc tự do về m bài toán một bậc tự do dựa trên tính trực giao của các dạng dao động riêng (trong đó m là số dạng dao động riêng ban đầu có ý nghĩa). - Phương pháp chồng mode chỉ áp dụng với hệ tuyến tính.VI.2.2.2. Phương pháp giải theo miền tần số - Phương pháp giải theo miền tần số dùng phép biến đổi toán học (biến đổi Fourier để loại trừ biến thời gian ra khỏi phương trình xuất phát) và xuất hiện biến mới là tần số  , sau đó giải bài toán với biến mới và cuối cùng nhờ phép biến đổi Fourier ta được nghiệm của bài toán theo biến thời gian. Phương pháp giải theo miền tần số cũng chỉ giải được đối với hệ tuyến tính.VI.2.2.3. Phương pháp giải trên miền thời gian - Phương pháp giải trên miền thời gian (còn gọi là phương pháp tích phân theo bước thời gian) là phương pháp số để tích phân trực tiếp theo biến thời gian với phương trình vi phân của bài toán động trong đó biến thời gian t được phân tích thành từng bước thời gian đều nhau t với thuật toán tổng quát như sau: Trang 75
  • 76. - Chuyển phương trình vi phân xuất phát với biến liên tục t về hệ phương trình sai phân với biến thời gian t đã được rời rạc hoá 0, t , 2t ....t trong đó t là khoảng thời gian cần quan sát đối với các phản ứng động của hệ. - Giải phương trình sai phân theo phương pháp truy hồi. - Thuật toán truy hồi đòi hỏi phải giả thiết các điều kiện ban đầu về chuyển vị u0, vận tốc u0 , gia tốc u0 .   - Có nhiều dạng khác nhau của phương pháp tích phân theo miền thời gian tuy nhiên ba dạng sau là phổ biến nhất: - Phương pháp sai phân trung tâm. - Phương pháp Winson-  . - Phương pháp Newmark.VI.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG RIÊNG - Tính toán DDR được thực hiện nhờ Modul Sestra - SESAM, kết quả tính toán cho 10 dạng DDR đầu tiên như sau: f T TT (Hz) (s) 1 0.741 1.34863 2 0.752 1.32975 3 1.175 0.85109 4 1.634 0.61201 5 1.724 0.58005 6 2.172 0.46043 7 2.653 0.37698 8 2.879 0.34733 9 3.065 0.32629 10 3.337 0.29971 - Dạng DDR đầu tiên có chu kỳ dao động là 1.35 s, không vượt quá 3s, như vậy ta có thể phân tích kết cấu theo quan điểm tựa tĩnh. Trang 76
  • 77. CHƯƠNG VII TÍNH TOÁN KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA KẾT CẤU THEO CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNGVII.1. TÍNH TOÁN KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CÁC PHẦN TỬVII.1.1. Những phần tử chịu kéo dọc trục - Ứng suất cho phép Ft trong các phần tử chịu kéo dọc trục tính theo công thức sau: - Ft  0.6 Fy - Trong đó: - Fy: Cường độ đàn hồi của vật liệu, N/m2.VII.1.2. Những phần tử chịu nén dọc trụcVII.1.2.1. Ổn định tổng thể - Những phần tử chịu nén dọc trục được tính theo điều kiện ổn định tổng thể. Khi đó ứng suất nén dọc trục cho phép Fa trong các phần tử được xác định theo các công thức trong tiêu chuẩn AISC cho các phần tử có tỉ số D/t  60.  Kl  1  r   FY  2C c2    Kl - Fa  Với  Cc 5      3 Kl r  Kl r 3 r 3 8C c 8C c3 12 2 E Kl Fa   Cc -   23 Kl r Với r 1/ 2  2 2 E  - Cc     Fy    - Trong đó: - E: Module đàn hồi, N/m2. - K: Hệ số chiều dài tính toán. - l: Chiều dài phần tử, m. - r: Bán kính quán tính của tiết diện, m. - + Đối với những phần tử có D/t >60, thì Fa được lấy bằng giá trị nhỏ nhất của 2 ứng suất cục bộ cho phép Fxe, Fxc. Trang 77
  • 78. VII.1.2.2. Ổn định cục bộ - Điều kiện này được kiểm tra với các phân tử có 60 < D/t < 300 và có chiều dày t >6mm. Các phần tử dạng trên gặp chủ yếu trong đồ án này.VII.1.2.2.1. Ứng suất cục bộ gây mất ổn định trong miền đàn hồi (Fxe) - +) Ứng suất này được xác định theo công thức sau: t - Fxe  2C.E. D - Trong đó: - Fxe: Ứng suất gây mất ổn định cục bộ, N/m2 - C: Hệ số mất ổn định tới hạn trong giai đoạn đàn hồi. - D: Đường kính ngoài của phần tử, m. - t: Bề dày của phần tử, m. - E: Module đàn hồi của vật liệu, N/m2. - +) Theo lý thuyết C = 0.6 tuy nhiên do ảnh hưởng của sai số hình học ban đầu và giới hạn sai số của tiêu chuẩn API Spec.2B thì giái trị C trong tính toán được lấy C = 0.3.VII.1.2.2.2. Ứng suất cục bộ gây mất ổn định ngoài miền đàn hồi (Fxc) - Ứng suất này được xác định theo công thức:  D  1/ 4 - Fxc  Fy  1.64  0.23    Fxe    t    - Fxc  Fy khi D/t  60VII.1.3. Phần tử chịu uốn - Ứng suất cho phép trong các phần tử chịu uốn Fb được xác định theo công thức: D 10,340 - Fb  0.75 Fy Khi  t Fy  F y .D  10,340 D 20,680 - Fb  0.84  1.74   Fy Khi    E.t  Fy t Fy  Fy .D  20,680 D - Fb  0.72  0.58   Fy Khi   300   Et   Fy t Trang 78
  • 79. VII.1.4. Phần tử chiu cắtVII.1.4.1. Phần tử chịu cắt dầm - Ứng suất cắt dầm lớn nhất cho kết cấu trụ được xác định theo công thức sau: V - fv  0.5 A - Trong đó: - fv: Ứng suất tiếp lớn nhất do lực cắt gây ra, N/m2. - V: Lực cắt ngang, N - A: Diện tích mặt cắt ngang của phần tử, m2 - Ứng suất cho phép lớn nhất do lực cắt gây ra Fv được xác định theo công thức: - Fv  0.4 FyVII.1.4.2. Phần tử chịu cắt do xoắn + Ứng suất lớn nhất do momen xoắn gây ra được xác định theo công thức: M t .D / 2 f vt  Ip Trong đó: fvt: ứng suất lớn nhất do momen xoắn gây ra, N/m2. Mt: Momen xoắn lớn nhất, N.m. IP: Momen quán tính cực m4. - + Ứng suất cắt cho phép do xoắn gây ra Fvt được xác định từ công thức: Fvt  0.4 FyVII.1.5. Phần tử chịu áp lực thuỷ tĩnh - Đối với những phần tử ống thoả mãn tiêu chuẩn API Spec 2B không có sai số thì ứng suất vòng fh không kể thêm ứng suất vòng gây mất ổn định tới hạn phải thoả mãn: Fhc fh  SFh - P.D f  2t - Trong đó: Trang 79
  • 80. Fhc: Ứng suất vòng tới hạn gây mất ổn định, N/m2. fh: Ứng suất vòng gây ra do áp lực thuỷ tĩnh, N/m2. P: ¸p lực thuỷ tĩnh, N/m2. SFh: Hệ số an toàn chống lại sự phá hoại do áp lực thuỷ tĩnh.VII.1.5.1. Áp suất thuỷ tĩnh thiết kế: - Áp suất thuỷ tĩnh thiết kế p = γHz được tính toán thông qua chiều cao cột nước Hz như sau: H w  coshk (d  z )  - Hz    2  cosh kh  - Trong đó: - z: độ sâu vị trí kiểm tra, m - Hw: Chiều cao sóng, m 2 -k= với L là chiều dài sóng, m-1 L - d: độ sâu nước, m - γ: Trọng lượng riêng của nước biển, 0.01005 MN/m3.VII.1.5.2. Ứng suất vòng gây mất ổn định trong miền đàn hồi - Ứng suất vòng gây mất ổn định trong miền đàn hồi được xác định dựa theo quan hệ tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng theo công thức sau: t - Fhe  2C h .E. D - Trong đó hệ số ứng suất vòng gây mất ổn định tới hạn Ch bao gồm có kể đến sự sai số hình học ban đầu cùng với sai số giới hạn của tiêu chuẩn API Spec 2B được xác định như sau: t D - C h  0.44 Với M  1.6 D t t 0.21D / t  3 D D - C h  0.44  Với 0.825  M  1.6 D M4 t t 0.736 D - Ch  Với 3.5  M  0.825 M  0.636 t 0.755 - Ch  Với 1.5  M  3.5 M  0.559 - C h  0.8 Với M  1.5 - + Thông số hình học M được xác định theo công thức: Trang 80
  • 81. 1/ 2 L  2D  - M   D t  - + Với L là chiều dài phần tử giữa hai đoạn gia cường hoặc giữa hai đầu của phần tử, m.VII.1.5.3. Ứng suất vòng tới hạn gây mất ổn định - Giới hạn chảy của vật liệu quan hệ với ứng suất vòng gây mất ổn định được xác định cho phần tử làm việc trong miền đàn hồi và ngoài miền đàn hồi. - + Ứng suất vòng tới hạn gây mất ổn định được xác định theo công thức: - Trong miền đàn hồi: - Fhc  Fhe Khi Fhe  0.55Fy - Ngoài miền đàn hồi: - Fhc  0.45Fy  0.18Fhe Khi 0.55Fy  Fhe  1.6 Fy 1.31Fy - Fhc  Khi 1.6 Fy  Fhe  6.2 Fy  Fy  1.15   F    he  - Fhc  Fy Khi Fhe  6.2 FyVII.1.6. Tổ hợp ứng suất cho các phần tử ống - Các phần tử ống chịu tác dụng đồng thời của nhiều tác nhân nói trên và gặp chủ yếu trong đồ án này. Các loại ứng suất được tổ hợp một cách thích hợp và phải thoả mãn các điều kiện thích hợp cụ thể như sau:VII.1.6.1. Phần tử chịu nén uốn đồng thời - Những phần tử chịu nén uốn đồng thời thì tất cả các điểm trên chiều dài phần tử phải thoả mãn điều kiện sau: f a C m  f bx  f by 2 2   1 .0 Fa  fa  1     Fb  F e  fa f bx  f by 2 2 -   1 .0 0 . 6 Fa Fb fa - Khi  0.15 , thì công thức sau có thể thay thế hai công thức trên: Fa Trang 81
  • 82. fa f bx  f by 2 2 -   1 .0 Fb Fb - Trong đó: fa: Ứng suất nén dọc trục tính toán, N/m2 Fa: Ứng suất nén dọc trục cho phép, N/m2. Fb: Ứng suất uốn cho phép, N/m2. fbx, fby : Ứng suất nén do uốn riêng rẽ theo các trục y và z, N/m2.VII.1.6.2. Phần tử chịu kéo uốn đồng thời Các phần tử chịu kéo uốn đồng thời phải thoả mãn các điều kiện sau: fa f bx  f by 2 2   1.0 0.6 Fy Fb Trong đó: fbx, fby: Ứng suất tính toán theo phương x và y, N/m2.VII.1.6.3. Phần tử chịu kéo dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời - Phương trình quan hệ phải thoả mãn: - A 2  B 2  2 A B  1.0 - Ở đây: f a  f b  0.5 f h - A SFx  fy fh - B SFh  Fhc - Trong đó: : Hệ số poatxong,  = 0.3. Fy: Cường độ đàn hồi của vật liệu, N/m2. fa: Giá trị tuyệt đối của ứng suất dọc trục, N/m2. fh : Giá trị tuyệt đối của ứng suất nén vòng, N/m2. Fhc: Ứng suất vòng tới hạn, N/m2. SFx: Hệ số an toàn kéo dọc trục SFh: Hệ số an toàn do ứng suất nén vòng. Trang 82
  • 83. - + SFx, SFh được lấy theo mục 3.35 API trang 44VII.1.6.4. Phần tử chịu nén dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời - + Phương trình quan hệ phải thoả mãn điều kiện sau: f a  0.5 f h  SFx   f b SFb   1.0 Fxc Fy - fh SFh   1.0 Fhe - + Khi fx > 0.5 Fha ta phải kiểm tra theo công thức sau: 2 f x  0.5 Fha  f h  -    1.0 Faa  0.5 Fha  Fha    Fxe Faa  SFx - Fhc Fha  SFh - f x  f a  f b  0.5 f h : được tính với tổ hợp ứng suất nén lớn nhất. - Nếu f b  f a  0.5hh thì cả hai phương trình đều phải thoả mãn.VII.2. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LIÊN KẾT TẠI NÚTVII.2.1. Điều kiện liên kết tại đầu các thanh chịu kéo và nén - Mối nối tại đầu những phần tử chịu kéo và chịu nén phải được kiểm tra bền theo tải trọng thiết kế. Nhưng không được lấy nhỏ hơn 50% độ bền thực của phần tử. Độ bền thực của các phần tử là tải trọng kéo hoặc nén gây mất ổn định cho phần tử. - Điều kiện liên kết chịu kéo và chịu nén tại các nút phần tử thoả mãn các điều kiện sau: Fyb ( . sin  ) -  1 .0 1,5 Fyc (11  )  - Trong đó: - Fyc: Cường độ đàn hồi của thanh chủ tại nút, N/m2. - Fyb: Cường độ đàn hồi của thanh giằng tại nút, N/m2. - , , , : Là các thông số hình học. - Trang 83
  • 84. VII.2.2. Đối với nút đơn giản Các thông số hình học của nút đơn giản được thể hiện trong (hình vẽ 7.1) dưới đây fb fa t =T d =D d D  = 2T t T a g D - H× 7.1: C¸ c th«ng sè h× häc nót ® gi¶n nh nh ¬nVII.2.2.1. Kiểm tra chọc thủng nút - + Ứng suất gây chọc thủng nút được xác định theo công thức: - V p    f  sin  - Trong đó: f: Ứng suất dọc trục, ứng suất trong mặt phẳng hoặc ngoài mặt phẳng làm việc trong ống nhánh. - +) Ứng suất chọc thủng cho phép trong ống chủ phải nhỏ hơn lực cắt cho phép theo tiêu chuẩn AISC hoặc theo công thức: Fy - V Pa  Qq  Q f 0.6 - +) Chú ý rằng VPa phải là giá trị độc lập cho từng tải trọng trong ống nhánh. Qq , Q f là hệ số sử dụng: - Trong đó: - Qq : là hệ số kể đến loại tải trọng và thông số hình học được xác định trong bảng 7.1 - Trang 84
  • 85. - Bảng 7.1 Hệ số sử dụng Qq Loại tải trọng trong ống nhánhLoại nút và dạng hình học Trong mặt Ngoài mặt Kéo dọc trục Nén dọc trục phẳng uốn phẳng uốn Chồng 1.8 K Khoảng (1.10+0.20/β)Qg cách T&Y (1.10 + 0.20/β) Không có (1.10 + (0.75 + (3.72+0.67/β) (1.37+0.67/β)Q Diafragm 0.20/β) 0.20/β)QβMặtcắt Với 1.10 + 0.20/β Diafragms Trong đó: 0.3 Q  Với  > 0.6  1  0.833  Q  1.0 Với   0.6 g Q g  1.8  0.1 Với   20 T g Q g  1.8  4 Với  > 2 T - Trong mọi trường hợp  không được lấy nhỏ hơn 1.0. - +) Qf : Là hệ số kể đến sự tham gia của ứng suất dọc trục danh nghĩa trong ống chính - Giá trị của Qf được tính theo công thức sau: - Q f  1.0  A2 - Trong đó: -  = 0.03 đối với ứng suất dọc trục trong ống nhánh. -  = 0.045 đối với ứng suất uốn trong mặt phẳng ống nhánh. -  = 0.021 đối với ứng suất uốn ngoài mặt phẳng ống nhánh Trang 85
  • 86. f AX  f IOP  f OPB 2 2 2 - A 0.6 Fy - f AX , f IPB , f OPB : Các ứng suất do lực dọc trục, mômen uốn trong và ngoài mặt phẳng của ống chính. - Q f  1.0 cho tất cả ứng suất trong ống chủ chịu kéo. - +) Đối với tổ hợp của ứng suất dọc trục và ứng suất uốn trong ống nhánh phải thoả mãn các điều kiện sau: 2 2  VP  V   V   P      1.0  Pa  IPB  VPa  OPB - 2 2 VP V    2  arcsin  P    VP   1.0 VPa  V  V  AX  pa  IPB  Pa  OPBVII.2.2.2. Tải trọng danh nghĩa cho phép trong ống nhánh - Khả năng cho phép theo điều kiện tải trọng danh nghĩa trong ống nhánh: FycT 2 Pa  Qu .Q f 1.7 sin  - FycT 2 M a  Qu Q f (0.8d ) 1.7 sin  Trong đó: Pa: Lực dọc trục cho phép trong ống nhánh, N Ma: Mômen cho phép trong ống nhánh, Nm Qu: Hệ số cường độ giới hạn, giá trị này thay đổi theo dạng nút và loại tải trọng, chi tiết được trình bày trong bảng 7.2 Bảng 7.2 Giá trị Qu Loại tải trọng trong ống nhánhLoại nút và dạng hình học Kéo Trong mặt Ngoài mặt Nén dọc trục dọc trục phẳng uốn phẳng uốn K (3.4+19)Q T&K (3.4+19) (3.4+19) (3.4+7)Q Mặt Khôngcó 3.4+19 (3.4+13)Q cắt Diaphragms Trang 86
  • 87. Có Diafragms (3.4+19b) - Đối với tổ hợp tải trọng dọc trục và momen uốn trong ống nhánh, phải thoả mãn các điều kiện sau: 2 2  M   M   M        1.0  a  IPB  M a  OPB - 2 P 2  M   M  2  arcsin  M       Pa   a  IPB  M a  OPBVII.2.3. Đối với nút phức tạp - Đối với các loại nút phức tạp thì momen trong các ống nhánh là không đáng kể, lực dọc trục truyền từ ống nhánh này sang ống nhánh khác thông qua mối hàn. Thành phần lực dọc trục vuông góc với ống chủ cho phép được xác định theo công thức sau: - P  V Pa Tl1  2Vwa t w l 2 Đối với ứng suất cắt gây chọc thủng. l1 - P  Pa sin   2Vwa t w l 2 Đối với lực dọc trục danh nghĩa. l - Trong đó: - V pa : Ứng suất cắt gây trọc thủng cho phép, N/m2. - Pa: Lực dọc trục cho phép, N. - Vwa: Ứng suất cắt theo AISC tại mối hàn giữa các ống nhánh, N/m2. - tw: Bề dày đường hàn nhỏ nhất tại chỗ thắt hoặc bề dày của thanh nhánh nhỏ nhất, m. - l1: Chiều dài đường tiếp xúc thực giữa ống chính và ống nhánh, m. - L: Độ dài đường tiếp xúc giữa thanh chống và ống chính với giả thiết không có hiện tượng nối chồng, m. - l2: Độ dài hình chiếu lên mặt phẳng vuông góc với thanh chủ của đường hàn giữa hai thanh chống, m. - Trang 87
  • 88. A VP Vw l2 T A-A A t P P - Hình vẽ 7.2 : Mô tả các đại lượng trong công thứcVII.2.4. Kết quả kiểm tra - Các kết quả kiểm tra được lấy ra từ modul Frame Work của chương trình SESAM, được thể hiện trong phần phụ lục. - Dưới đây là các tóm tắt kết quả kiểm tra.VII.2.4.1. Kết quả kiểm tra bền Tất cả các phần tử của KCĐ đều thoả mãn điều kiện bền (các hệ số sử dụng đều<1.0), hệ số sử dụng lớn nhất là 0.686 (phần tử 39, tổ hợp tải trọng số 1, ở mức triều thấpLAT). Kết quả chi tiết xem Phụ lục VIVII.2.4.2. Kết quả kiểm tra ổn định Tất cả các phần tử của KCĐ đều có hệ số sử dụng nhỏ hơn 1 theo cả trạng thái cựchạn và trạng thái làm việc bình thường. Hệ số sử dụng lớn nhất là 0.682 (phần tử 39, tổhợp tải trọng số 1, ở mức triều thấp LAT). Kết quả cụ thể xem Phụ lục VIIIVII.2.4.3. Kết quả kiểm tra chọc thủng nút Tất cả các nút của KCĐ đều thoả mãn điều kiện chọc thủng theo cả trạng thái cựchạn và trạng thái làm việc bình thường (các hệ số sử dụng đều <1.0). Hệ số sử dụng lớnnhất là 0.757 (nút 340- phần tử 425, tổ hợp tải trọng số 1, ở mức triều thấp LAT) Kết quả cụ thể xem Phụ lục VIIVII.2.4.4. Kết quả kiểm tra chịu lực dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời Tất cả các phần tử của KCĐ đều thoả mãn điều kiện tính cho mực nước triều cao.Hệ số sử dụng lớn nhất là 0.615 (phần tử 461, tổ hợp tải trọng số 1). Kết quả cụ thể xem Phụ lục IX Trang 88
  • 89. Hệ số sử dụng cho bài toán kiểm tra bềnHệ số sử dụng cho bài toán kiểm tra ổn định Trang 89
  • 90. Hệ số sử dụng cho bài toán kiểm tra chọc thủng nút- Hệ số sử dụng cho bài toán kiểm tra áp lực thuỷ tĩnh-- Trang 90
  • 91. CHƯƠNG VIII TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNGVIII.1. TÍNH TOÁN MÓNG CỌCVIII.1.1. Các mô hình tính toán được sử dụng để tính toán kết cấu chân đế - Xu thế phát triển của các mô hình tính toán ngày nay nói chung và kết cấu chân đế nói riêng ngày càng mô tả chính xác hơn sự làm việc của công trình. Xu thế này liên quan mật thiết tới sự phát triển của lý thuyết tính toán, các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và sự phát triển của công nghệ tin học. Hiện nay người ta thường sử dụng ba mô hình tính toán sau đây:VIII.1.1.1. Mô hình ngàm giả định - Quan niệm kết cấu chân đế ngàm với nền đất tại độ sâu cách mặt đáy biển khoảng  0 (  0 gọi là chiều sâu ngàm giả định). Hiện nay có hai cách xác định  0 được sử dụng phổ biến: Cách xác định theo tiêu chuẩn phương Tây và cách xác định theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ.a. Xác định theo tiêu chuẩn phương Tây -  0 = (3,5 - 4,5)D Đối với trường hợp đất sét. -  0 = (7 - 8,5)D Đối với trường hợp đất phù sa. -  0 = 6.D Khi chưa xác định cụ thể điều kiện địa chất nơi xây dựng. - Trong đó: D là đường kính cọc, m.b. Xác định theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ KB p -  0 = 2/  Với 1  5 1 EI - Trong đó: - K : Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào từng loại nền. - Bp: Đường kính quy ước của cọc, m. - E : Mô đul đàn hồi của vật liệu cọc, N/m2. - I : Mô men quán tính tiết diện ngang của cọc, m4.VIII.1.1.2. Mô hình cọc tương đương - Khi sử dụng mô hình này, trình tự tính toán được thể hiện như sau: - Coi đầu cọc là ngàm, tính toán kết cấu chân đế. - Lấy nội lực tại ngàm tác động vào đầu cọc, giải bài toán cọc đơn, xác định được chuyển vị tại đầu cọc. Trang 91
  • 92. - Tính kết cấu chân đế với sơ đồ ngàm đàn hồi xác định từ bước 2, xác định được nội lực tại đầu cọc. - Tính toán cọc như bước 2 với nội lực thu được từ bước 3. - Thực hiện quá trình lặp cho tới khi giá trị chuyển vị (chuyển vị thẳng và chuyển vị xoay) tại đầu cọc hội tụ.VIII.1.1.3. Mô hình làm việc đồng thời - Khi tính toán theo mô hình này, quan niệm đất nền làm việc theo mô hình nền Winkler, tương tác giữa cọc và nền đất được thay thế bởi các lò xo. - + Cọc được chia thành nhiều đoạn, mỗi đoạn cọc đặc trưng bởi môdul đàn hồi của cọc và tiết diện cọc. Tương tác giữa nền đất và đoạn cọc thứ i được thay thế bởi các lò xo theo phương ngang và một lò xo theo phương thẳng đứng tại giữa của đoạn cọc. Riêng đoạn cọc gần mũi cọc thì có thêm một lò xo chống đặt tại đầu đoạn cọc. - + Độ cứng của lò xo theo phương ngang, phương đứng và mũi cọc (Kxi, Kyi, Kzi, Kmz) được xác định theo biểu thức sau:  .D K xi  lc 2 i xi  .D K yi  lc 2 i yi  .D K zi  lc 2 i zi  .D K  lc mz 2 i mz - Trong đó: - li: Chiều dài đoạn cọc thứ i, m. - cxi, cyi, czi : Hệ số nền theo phương ngang và đứng, phụ thuộc tính chất cơ lý của nền đất và các lớp đất mà cọc xuyên qua. - cmz : Hệ số nền theo phương đứng tại mũi cọc, phụ thuộc tính chất cơ lý của nền đất tại mũi cọc.VIII.1.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo tiêu chuẩn APIVIII.1.2.1. Đặt vấn đề - Do đặc điểm của công trình là móng cọc được đóng sâu vào nền đất, nên sự làm việc của cọc trong đất nền rất phức tạp và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: - Tính chất cơ lý của đất nền không đồng đều, thay đổi theo độ sâu. - Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của đất nền là phi tuyến. Trang 92
  • 93. - Độ dài của đoạn chia cọc. - Kích thước của cọc. - Việc tính toán, phân tích quá trình làm việc của cọc được chia thành hai bài toán riêng rẽ. Bài toán cọc chịu tải trọng dọc trục và cọc chịu tải trọng ngang.VIII.1.2.2. Bài toán cọc chịu kéo nén dọc trục. Khả năng chịu lực tới hạn của cọc được xác định theo công thức: - Qd  Q f  Q P  f . As  q. AP - Trong đó: - Qf: Lực ma sát bên ngoài thành cọc, N. - QP: Phản lực tại mũi cọc, N. - f: Lực ma sát đơn vị xung quanh thành cọc, N/m2. - As: Diện tích xung quanh thành cọc, m2. - q: Lực phân bố dưới mũi cọc, N/m2. - AP: Diện tích mặt cắt ngang cọc, m2.VIII.1.2.2.1. Xác định lực tới hạn giữa cọc và đất nền cho đất dính. - a- Lực ma sát bề mặt thành cọc - Đối với cọc ống trong đất dính, lực ma sát được xác định tại bất kì một điểm nào dọc theo chiều dài cọc theo công thức sau: - f   .C - Trong đó: - C: Lực dính của lớp đất đang xét, KN/m2. - : Hệ số không thứ nguyên được xác định theo các điều kiện sau: -   0.5  0.5 nÕu  1,0 với  < 1 -   0.5  0.25 nÕ   1,0 u với  < 1 - Nếu  > 1 thì lấy  =1.0 C - Với   tính tại điểm đang xét: Po - Trong đó: - Po: Áp lực bản thân của các lớp đất bên trên lớp đất đang xét (N/m2). Trang 93
  • 94. Po   Poi    i  hi - - i: Trọng lượng riêng trong nước của lớp đất thứ i (N/m3). - hi: Chiều dầy của lớp đất thứ i (m). b- Lực kháng mũi cọc - Đối với đất dính thì đơn vị lực kháng mũi cọc xác định theo công thức sau: - q  9C - Với C là lực dính của lớp đất đang xét (N/m2).VIII.1.2.2.2. Xác định lực tới hạn giữa cọc và đất nền cho đất rời a- Lực ma sát xung quanh thành cọc +) Đối với đất rời thì lực ma sát quanh thành cọc được xác định theo công thức sau: f  K  p o  tg - Trong đó: - K: Hệ số áp lực hông của đất vào cọc - Đối với cọc không bịt đầu k = 0.8 cho cả trường hợp cọc chịu nén và cọc chịu kéo, trường hợp khác lấy k = 1.0 - po: Áp lực bản thân của các lớp đất phía trên điểm đang xét (N/m2). - : Góc ma sát giữa thành cọc và đất nền được xác định theo bảng 6.4.3-1/trang 60 qui phạm API- WSD b- Lực kháng mũi cọc - +) Xác định theo công thức sau: - q  Po  N q - Trong đó: - Po: Áp lực bản thân của các lớp đất phía trên điểm đang xét (N/m2). - N q : Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào loại đất được xác định theo bảng 6.4.3-1/trang 60 qui phạm API – WSD Trang 94
  • 95. Bảng 8.1: Các thông số tính toán của các lớp đấtGóc ma sát giữa cọc và Giá trị lớn nhất của Giá trị lớn nhất của Giá trị đất nền lực ma sát bề mặt lực kháng mũi cọc Np (độ) (Kpa) (Kpa) 15 47.8 8 1.9 20 67 12 2.9 25 81.3 20 4.8 30 95.7 40 9.6 35 114.8 50 12VIII.1.2.3. Bài toán cọc chịu tải trọng ngang - a- Khả năng chịu lực ngang của đất sét - + Khả năng chịu lực ngang của đất sét Pu tăng từ 3C  9C khi X tăng từ 0  XR và được xác định theo công thức sau: C. X - Pu  3C    X  J  Khi X ≤ XR D - Pu  9C Khi X ≥ XR - Trong đó: - Pu: Sức chịu tải tới hạn của lớp đất (N/m2). - C: Lực dính của lớp đất (N/m2). - D: Đường kính ngoài của cọc trong đất (m). - J: Hệ số kinh nghiệm không thứ nguyên có giá trị từ 0.25  0.5 - X: Độ sâu bên dưới mỗi lớp đất (m). - XR: Độ sâu từ mặt đất đến đáy của lớp đất có cường độ không thay đổi theo độ sâu, XR được xác định theo công thức sau: 6D XR   .D J - C - Nói chung giá trị nhỏ nhất lấy là XRmin = 2.5D - b- Khả năng chịu lực ngang của đất sét cứng - Qui phạm API không có qui định cụ thể cho loại đất này, có thể xác định gần đúng như sau: - 8C  Pu  12C Trang 95
  • 96. - c- Khả năng chịu lực ngang của cát - + Khả năng chịu lực ngang của cát có giá trị thay đổi theo vị trí từ chỗ nông nhất đến chỗ sâu nhất. - Vị trí nông nhất: Pus  C1  H  C 2  D     H - Vị trí sâu nhất: Pud  C 3  D    H - + Ở các vị trí có độ sâu H thì giá trị Pu được lấy bằng giá trị nhỏ nhất được tính từ hai công thức trên: - Pu  MinPus , Pud  - Trong đó: - Pus: Sức chịu tải tới hạn của cát tại vị trí nông nhất (N/m2). - Pud: Sức chịu tải tới hạn của cát tại vị trí sâu nhất (N/m2). - : Trọng lượng riêng của cát (N/m3). - H: Chiều dày của lớp cát (m). - C1, C2, C3: Các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong () của đất được tra theo đồ thị (6.8.6.1) /Trang 66 qui phạm API - WSD. - D: Đường kính ngoài của cọc trong đất (m).VIII.2. TÍNH TOÁN CỌC VÀ ĐẤT NỀN LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI - Các cọc trong móng cọc của kết cấu chân đế chịu tác dụng đồng thời của lực đứng và lực ngang (bao gồm cả momen uốn). - Xét một cọc đơn sơ đồ chịu lực của cọc đơn xem (hình vẽ 8.1) dưới đây - Để đơn giản ta xem xét phản ứng của đất nền trong từng bài toán: bài toán cọc chịu lực ngang và bài toán cọc chịu lực đứng. Dạng biểu đồ phân bố áp lực theo phương x và phương y do tác dụng của lực ngang xem ( hình 8.3 và 8.4). Dạng biểu đồ phân bố áp lực theo phương đứng z ( lực ma sát và lực chống) do tác dụng của lực đứng xem ( hình 8.5 và hình 8.6) Trang 96
  • 97. - Hình 8.1 Hình 8.2 Hình 8.3 Hình 8.4 Hình 8.5 Hình 8.6- Tách từng đoạn cọc trong đất một phần tử có chiều dài li, đường kính cọc D đểnghiên cứu thì sự biến dạng và chuyển dịch tổng hợp của nó có thể phân tích mộtcách tượng trưng thành hai giai đoạn sau: Trang 97
  • 98. - Đầu tiên phần tử cọc thực hiện một chuyển dịch tịnh tiến theo phương ngang (x,y) giả thiết phản lực của đất nền x và y là không thay đổi trong phạm vi chiều dài phần tử cọc. - Trong phạm vi chiều dài phần tử cọc theo phương x, tổng hợp phản lực nền chính là phản lực ngang của nền đất lên phần tử cọc Px và đặt ở giữa phần tử cọc. Giả thiết bề rộng chịu áp lực ngang bằng đường kính cọc ta có thể xác định gần đúng Px theo công thức sau: - Px = D x li x x (8.1) - Tương tự như vậy ta có thể xác định tổng hợp phản lực ngang theo phương y của đất tác dụng lên phần tử cọc Py theo biểu thức sau: - Py = D x li x y (8.2) - Tiếp theo phần tử cọc sẽ thực hiện chuyển vị tịnh tiến theo phương đứng z, phản lực của đất nền z theo phương đứng (chính là lực ma sát giữa thành cọc và đất nền) xem như không thay đổi trong phạm vi chiều dài phần tử cọc, tổng hợp phản lực nền chính là sức chống chuyển vị thẳng đứng của đất lên phân tử cọc này tz và đặt giữa phần tử cọc. - tz =  D x li x z (8.3) - Sự tham gia làm việc của đất nền có thể thay thế bởi các lò xo làm việc theo giả thiết Winkler.VIII.2.1. Xác định độ cứng của các lò xo của phần tử trên thân cọc - + Sử dụng giả thiết Winkler ta có: - x = cx.x - y = cy.y - z = cz.z - Trong đó: - x, y, z : Phản lực của đất nền theo phương x, y và z. - x, y, z : Chuyển vị theo phương x, y và z. - cx, cy, cz : Hệ số nền theo phương ngang và phương đứng. - + Thay các giá trị x, y, z vào các biểu thức (8.1), (8.2) và (8.3) ta xác định được các biểu thức sau: - Px = D. li . cx . x  Px /x = D. li . cx - Py = D. li . cy . y Py/y = D. li . cy Trang 98
  • 99. - Pz =  .D. li . cz . z Pz /z =  .D. li . cz - Nếu thay thế liên kết chống chuyển vị ngang, đứng bởi các lò xo theo phương ngang và phương đứng thì độ cứng của các lò xo xác định theo biểu thức: - Px = Kx . x  Kx = D. li . cx - Py = Ky . y  Ky = D. li . cy - Pz = Kz . z  Kz =  .D. li . cz - Xác định độ cứng của lò xo Kmz chống tại mũi cọc: - Kmz = (  .D2/4)x cmz - Trong đó: cmz hệ số nền theo trục z tại mũi cọc - +) Việc xác định các độ cứng Kx, Ky, Kz phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Tính chất cơ lý của đất nền. - Độ dài của đoạn cọc trong đất nền. - Kích thước của cọc.VIII.2.2. Xây dựng các đường cong quan hệ giữa nội lực và biến dạng - + Để mô hình sự làm việc của cọc trong đất nền ta xây dựng các đường cong quan hệ giữa nội lực và biến dạng đối với cọc và đất nền. Các đường cong này phụ thuộc vào đặc tính cơ lý của các lớp đất, kích thước cọc và độ sâu cọc trong nền đất. - + Tính chất phi tuyến của đất thể hiện ở mối quan hệ giữa phản lực đơn vị của đất lên cọc với chuyển vị tương đối giữa cọc và đất nền tại điểm đang xét.VIII.2.2.1. Đường cong quan hệ t - z - + Đường cong này mô tả mối quan hệ phi tuyến giữa lực dọc trục cọc và chuyển vị thẳng đứng của cọc (z). - + Theo QP API mục 6.7.2 ta có bảng quan hệ sau: - a) Đối với đất sét: Bảng 8.2 : Các giá trị tính toán đối với đất sét Z/D t/tmax 0 0 0.0016 0.3 0.0031 0.5 0.0057 0.75 0.008 0.9 0.01 1 Trang 99
  • 100. 0.02 0.70 0.90  0.70  0.90 - b) Đối với đất cát: Bảng 8.3: Các giá trị tính toán đối với đất cát Z t/tmax (m) 0 0 0.1 1  1 - Trong đó: - Z: Chuyển vị cục bộ của cọc, m. - D: Đường kính ngoài của cọc, m. - tmax: Lực dính lớn nhất của đất lên cọc hay lực ma sát đơn vị lên bề mặt cọc, N/m2. - t: Lực dính của lớp đất lên cọc, N/m2.VIII.2.2.2. Đường cong quan hệ P - y - a) Đối với đất sét: - + Đường cong này mô tả quan hệ phi tuyến giữa áp lực ngang của đất lên cọc với chuyển vị ngang của cọc. Theo qui phạm API-WSD mục 6.8.3 đường cong quan hệ P-y có thể được lấy theo bảng sau. Bnảg 8.4 : Các giá trị tính toán đối với đất sét P/Pu y/yc 0 0 0.5 1 0.72 3 1 8 1  - Trong đó: - P: Áp lực ngang của đất nền lên cọc (N/m2). - Y Chuyển vị ngang của cọc (m). - yc  2.5   c  D(m) - c: Chuyển vị của nền khi ứng suất tác động bằng 1/2 ứng suất lớn nhất được xác định trong phòng thí nghiệm với phương pháp nén chặt đất với mẫu đất còn nguyên vẹn. Trang 100
  • 101. - Pu: Sức chịu tải tới hạn của lớp đất (N/m2). - b) Đối với đất cát: - Theo API (6.8.6) và (6.8.7) quan hệ phi tuyến giữa P và y được xác định theo công thức: kH  y - P  A  Pu  tanh   A P   u  - Trong đó: - k: Hệ số phản lực nền được xác định theo đồ thị 6.8.7.1- API, k được coi như là một hàm phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất. - y: Chuyển vị ngang của cọc, m. - H: Độ sâu của điểm đang xét, m. - A: Hệ số kể đến điều kiện tác động của tải trọng; - A = 0.9 đối với các tải trọng tác động có chu kỳ.  D - A   3.0  0.8   0.9 đối với tải trọng tĩnh.  H - Pu: Sức chịu tải tới hạn của đất nền tại độ sâu H (N/m2).VIII.2.2.3. Đường cong quan hệ Q - Z - Đường cong này có thể mô tả cho cả 2 loại đất cát và đất sét theo bảng sau: Bảng 8.5 : Các giá trị tính toán đối với đất cát và đất sét Z/D Q/Qp 0.002 0.25 0.013 0.5 0.042 0.75 0.073 0.9 0.1 1  1 - Trong đó: - Z: Chuyển vị tại đầu cọc, m. - D: Đường kính ngoài cọc, m. - Q: Khả năng chịu lực cắt tại đầu cọc (N). - Dp: Tổng lực cắt tại mũi cọc (N). - Trang 101
  • 102. - +) Từ quan hệ trên khi xác định được lực cắt tại mũi cọc ta có thể xác định được chuyển vị ngang taị mũi cọc.VIII.2.3. Kiểm tra ứng suất của cọc - Cọc trong đất nền không thể bị mất ổn định. Tuy nhiên điều kiện bền có thể bị vi phạm bởi hiệu ứng lực dọc và mô-men uốn (hiệu ứng P-). Trong tính toán với điều kiện bão cực hạn cho phép tăng ứng suất cho phép lên 1/3. - Công thức tính toán kiểm tra theo API: 2 2 fa f bx  f by -  1 (8.4) 0.6 Fxc Fb - Trong đó: - fa: Ứng suất do nén dọc trục gây ra - fbx, fby: Ứng suất do mô men uốn trong và ngoài mặt phẳngVIII.3. TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Chuyển vị đầu cọc Mômen Lực nén Lực nhổ lớn nhất Ứng suất Ứng suất uốn Điều kiện thiết kế lớn nhất lớn nhất theo đầu cọc lớn nhất lớn nhất (MN) (MN) phương (MPa) (MPa) (MNm) ngang (m) 11.7 147 16.4 8.35 0.0986 197 (Cọc (Cọc A1,Điều kiện bão cực hạn (Cọc A1, (Cọc B1, (Cọc B1, (Cọc A1, B2, THTT 1, THTT 1) THTT1) THTT 1) THTT 1) THTT1) Z=10.71m) 62.5 8.22 3.03 2.1 0.0199 67.5 (Cọc A1, Điều kiện vận hành (Cọc A1, (CọcB2, (CọcA1, (Cọc B1, (Cọc A1, THTT 9, THTT 9) THTT9) THTT9) THTT 9) THTT 9) Z=6.83m)VIII.3.1. Tính toán khả năng chịu tải và hệ số an toàn của cọc - Khả năng chịu tải của cọc được tính toán nhờ Modul SPLICE-SESAM theo tiêu chuẩn API RP2A - WSD 20th Edition. Kết quả cụ thể xem Phụ lục V. - *Hệ số an toàn của cọc tính theo công thức sau: Q - K P - Trong đó: - Q: Khả năng chịu tải của cọc, MN - P: Lực dọc lớn nhất trong cọc, MN Trang 102
  • 103. - Khả năng chịu tải của cọc được lấy từ Modul SPLICE-SESAM, đã kể đến trong lượng bản thân cọc trong nền. Lực nén Lực nhổ Khả năng chịu tải Độ Sâu Hệ số an toàn Cọc lớn nhất lớn nhất (MN) (m) (MN) (MN) Nén Nhổ Nén Nhổ1 (A1) 16.4 (THTT 1) 8.21 (THTT 5) 73.14 26.09 28.02 1.59 3.412 (A2) 9.34 (THTT 1) 2.16 (THTT 5) 72.59 26.21 28.12 2.81 13.023 (B1) 7.12 (THTT 5) 4.2 (THTT 1) 73.14 26.09 28.02 3.66 6.674 (B2) 12.8 (THTT 5) 11.7 (THTT 1) 72.59 26.21 28.12 2.05 2.40 - Hệ số an toàn nhỏ nhất cho cọc chịu nén và cọc chịu nổ là 1.59; 2.40 lớn hơn 1.5. Như vậy các cọc đều đủ khả năng chịu tải.VIII.3.2. Tính toán kiểm tra bền cọc - Tính toán kiểm tra bền cọc theo công thức 8.4. - Hệ số sử dụng lớn nhất 0.6 tại đầu cọc (cọc A1) tương ứng với điều kiện bão cực hạn 100 năm. - Tất cả các cọc đều thoả mãn về độ bền. - Kết quả cụ thể xem Phụ Lục X Trang 103
  • 104. CHƯƠNG IX THIẾT KẾ CHI TIẾTIX.1. Đặt vấn đề - Thiết kế chi tiết nút là một giai đoạn trong quá trình thiết kế chế tạo công trình, mục đích của giai đoạn này là đảm bảo cho quá trình thi công lắp đặt công trình được thuận lợi và đảm bảo yêu cầu tối thiểu về cấu tạo.IX.2. Thiết kế chi tiết nút - Các chi tiết nút được thiết kế tăng bề dày hoặc tăng cả bề dày và đường kính gọi là các đoạn ống gia cường - "ống CAN". Tại các nút có tập trung nhiều phần tử, sự tập trung ứng suất ở đây là rất lớn. Nhằm mục đích tăng khả năng chịu lực cắt và chống chọc thủng cho các nút, cần chọn vật liệu làm ống Can là thép có cường độ cao và không bị phân lớp. Các đoạn ống này được chế tạo đặc biệt đảm bảo không bị phân lớp theo bề dày nhằm tránh trường hợp ống bị tách lớp khi chịu kéo. Kích thước các đoạn ống "CAN" được thiết kế theo tiêu chuẩn API. - (Xem chi tiết bản vẽ ĐATN - BK10 - 05, 06)IX.3. Thiết kế liên kết giữa cọc-ống chính, côn chuyển tiếp - + Liên kết giữa cọc và ống chính được tiến hành sau khi thi công đóng cọc để đảm bảo cho công trình và hệ thống làm việc ổn định. - + Côn chuyển tiếp là bộ phận nối từ đầu cọc đến khung chịu lực. Bộ phận này có phương thay đổi từ độ nghiêng của cọc sang phương thẳng đứng. Sự thay đổi trên gây lên sự mất ổn định cục bộ trong đoạn chuyển tiếp - + Để tăng khả năng chịu lực, ta sử dụng sườn gia cường tại các vị trí này. - (Xem chi tiết bản vẽ ĐATN - BK10 - 14, 15).IX.4. Thiết kế đường bơm trám xi măng - + Đường ống bơm trám được thiết kế cho từng ống chính riêng biệt. Các đường bơm trám này được thiết kế lắp đặt ngay trên bãi lắp ráp trước khi tiến hành công tác thi công hạ thuỷ, đánh chìm KCĐ. - + Đường ống bơm trám được thiết kế nằm dọc bên trong theo các ống chính từ mặt ngang cao độ (+) 5.0m đến mặt ngang cao độ (-49.50m). Ống bơm trám có kích thước  60.3 x 4.8mm, được liên kết với các ống chính bằng các kẹp hàn và các bản sườn dày 6mm. Khoảng cách giữa các sườn nhỏ hơn 3m, nhằm giữ ổn định cho các đoạn ống bơm trám. Trang 104
  • 105. - + Tai vị trí bên trên mặt ngang cao độ (+) 5.0m, có thiết kế mặt sàn phục vụ cho công tách thi công bơm trám ngoài biển.IX.5. Thiết kế Paker - + Chi tiết Paker được thiết kế có nhiệm vụ ngăn không cho xi măng bơm trám tràn ra ngoài ống chính và cọc trong quá trình thi công bơm trám. - + Cấu tạo Packer bao gồm các zoăng cao su có đường kính trong 1187mm. Chiều dài đoạn Paker là 800mm, Packer được gắn vào đầu dưới của các ống chính tại đáy biển. - (Xem chi tiết bản vẽ ĐATN - BK10 - 17)IX.6. Thiết kế giá cập tầu - Giá cập tầu được thiết kế dựa trên các cơ sở sau: - Vị trí bố trí giá cập tầu tại khu vực có sự dao động thuỷ triều . - Đảm bảo mớn nước cho tàu cập khi thuỷ triều lên xuống. - Đảm bảo không cho tầu va trực tiếp vào khối chân đế. - Giảm được đáng kể lực cập tầu. - Từ những cơ sở trên, ta lắp đặt giá cập tàu tại cao trình (-) 2.3m đến cao trình (+) 5.0m bố trị tại Panel B của công trình. - Giá cập tàu có kết cấu dạng khung không gian, được liên kết bởi các loại thép ống, bề mặt ngoài tiếp xúc giữa mạn tàu và giá cập tàu có các thiết bị cao su để giảm chấn. Ngoài ra giá cập tầu còn được bố trí hệ thống cầu thang nhằm tạo điều kiện đi lại giữa tàu và dàn.IX.7. Thiết kế sàn chống lún - + Sàn chống lún được thiết kế với các chức năng chính sau: - Giữ ổn định vị trí cho khối chân đế trong quá trình thi công đánh chìm và thi công đóng cọc. - Làm giảm tối thiểu momen uốn trong các thanh xiên của mặt ngang - + Sàn chống lún được thiết kế gốm các hệ thanh dầm chữ I loại W12x28 và W18x76, được liên kết hàn với các thanh xiên, và thanh ngang của mặt cắt ngang cuối cùng, cao trình (-) 50.0m. Bên dưới các dầm chữ I được hàn các thép tấm dày 8mm. (Xem chi tiết bản vẽ ĐATN - BK10 - 16) Trang 105
  • 106. IX.8. Thiết kế chi tiết cọc - Cọc được thiết kế đóng sâu từ cao trình đỉnh khối chân đế tới độ sâu thiết kê trong lòng đất. Chính vì vậy mà sự làm việc của cọc tại các độ sâu khác nhau là khác nhau. Để đảm bảo cọc làm việc tốt tại từng vị trí thiết kế cũng như thuận tiện trong quá trình thi công lắp đặt cọc ta chia cọc ra thành 3 phân đoạn. - (Xem chi tiết bản vẽ ĐATN - BK10 - 13) Trang 106
  • 107. CHƯƠNG X THIẾT KẾ CHỐNG ĂN MÒNX.1. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH - Công trình đàn BK10 xây dựng trong vùng biển nhiệt đới có các đặc tính sau: - Độ ẩm không khí cao 85-90%. - Nhiệt độ không khí từ 26 38oC. - Nhiệt độ nước biển khoảng 25oC. - Độ mặn nước biển 3.3%. - Lượng oxy hoà tan trong nước biển: 6.56.8mg/l. - Độ dẫn điện khoảng 25(.cm). - Môi trường trong điều kiện nêu trên sẽ gây phá huỷ ăn mòn cho các công trình thép rất mạnh. Chính vì vậy công tác chống ăn mòn cho công trình cần phải được chú trọng trong công tác thiết kế. - Đối với dàn BK10 ta chia thành các vùng ăn mòn sau: - Vùng khí quyển: bao gồm các kết cấu kim loại từ mặt sàn chính trở lên như các Block công nghệ, nhà ở, sân bay ... Đây là vùng có tốc độ ăn mòn trung bình. - Vùng nước bắn: Bao gồm các kết cấu phía trên chân đế và phần khung nối, tốc độ ăn mòn trong khu vực này khá lớn. - Vùng dao động thuỷ triều: Bao gồm các kết cấu kim loại nằm trong vùng thuỷ triều lên xuống, chúng luôn bị thấm ướt theo chu kỳ do hoạt động của thuỷ triều. Đây là vùng có tốc độ ăn mòn rất mạnh. - Vùng dưới nước: Đây là vùng các kết cấu chân đế nằm hoàn toàn trong nước. Đây là vùng có tốc độ ăn mòn điện hoá khá mạnh. - Vùng dưới đất là vùng các cọc thép của chân đế nằm hoàn toàn trong đất có độ ăn mòn yếu. - Đặc tính ăn mòn các kết cấu thép của công trình khác nhau theo từng vùng, cho nên các phương pháp cũng như các yêu cầu kỹ thuật đối với công tác chống ăn mòn cho mỗi vùng cũng khác nhau. Trong thiết kế phải chú trọng đến công tác chống ăn mòn cho các vùng có tốc độ ăn mòn mạnh như vùng dao động thuỷ triều, hoặc để ý đến sự khó khăn trong công tác sửa chữa các kết cấu bị ăn mòn, đặc biệt vùng ngập nước, hay kết cấu chịu lực chính. Trang 107
  • 108. X.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG ĂN MÒN - Kết cấu thép đặt trong môi trường nước biển bị ăn mòn với tốc độ rất nhanh, đặc biệt là vùng dao động thuỷ triều. Để chống lại sự ăn mòn của nước biển người ta tìm cách ngăn cản sự tiếp xúc của bề mặt kết cấu với môi trường ăn mòn (sử dụng sơn phủ ) hoặc làm những anode làm vật liệu hy sinh. Dưới đây ta lần lượt xem xét hai phương pháp này. Đây là hai phương pháp đang sử dụng phổ biến cho các công trình tại mỏ Bạch Hổ.X.2.1. Biện pháp sơn phủX.2.1.1. Chuẩn bị bề mặt trước khi sơn phủ - Bề mặt kim loại trước khi sơn phủ phải làm sạch tới độ sạch Sa 2.5 theo ISO 9510-1-1993. Quá trình thực hiện như sau: - +) Trước hết phải làm sạch lớp gỉ dày bằng các biện pháp cơ khí như búa, máy mài, bàn chải sắt. - +) Mài sạch hết các vảy nến và các vết sần sùi, mấu nhọn sắc ở tất cả các mối hàn. Bề mặt các mối hàn phải tròn, phẳng, không có còn các mấu sắc cạnh. - +) Tất cả các vật bám trên mặt thép như vẩy thép, vẩy hàn, các mẩu còn lại của mối hàn dính cần được mài phẳng, không làm xây xước hoặc gây vết lõm trên bề mặt trước khi tiến hành phun cát. - +) Tiến hành phun cát đến độ sạch theo tiêu chuẩn. - +) Cát phun phải là cát thạch anh. Hạt cát không được tròn mà phải sắc cạnh, khô không lẫn đất sét, dầu mỡ. Kích thước hạt từ 0.5 tới 2.5 mm. Phần trăm bụi ( <0.5 mm ) phải nhỏ hơn 5%. Độ cứng của hạt cát không nhỏ hơn 6Mohs (cứng hơn thuỷ tinh thường ). Độ muối phải nhỏ hơn 150s khi đo theo phương pháp dùng thiết bị Conductivity Tester CON 601. - +) Khí nén phun phải khô theo tiêu chuẩn Gost 9.010-80. Khí không được có dầu mỡ, thiết bị phải có bộ lọc hơi nước. Áp suất khí phải lớn hơn 5at. - +) Sau khi phun cát trên bề mặt còn dầu mỡ phỉa lau sạch bằng dung môi tẩy dầu mỡ (Degrease thinner). - +) Khoảng thời gian sau khi phun cát và lau dầu mỡ đến trước khi sơn lót không được quá 2 giờ - Điều kiện khí hậu môi trường cho phép khi tiến hành sơn : - Độ ẩm không khí phải thấp hơn 85% - Nhiệt độ không khí phải cao hơn 5oC - Nhiệt độ bề mặt kim loại phải lớn hơn điểm sương tối thiểu 30C - Nhiệt độ bề mặt kết cấu không được vượt quá 50C Trang 108
  • 109. X.2.1.2. Tiến hành sơn - +) Trước khi tiến hành sơn, sơn cần được pha theo đúng tỷ lệ quy định. Cho dung môi đúng loại, đúng tỷ lệ. Cần khuấy sơn kỹ, tốt nhất bằng máy khuấy. Trong trường hợp không có máy khuấy thì khuấy bằng tay tối thiểu 5 phút . - +) Tiến hành phun sơn bằng các thiết bị phun sơn không có không khí. Cho phép sơn bằng chổi ở những chi tiết nhỏ hoặc phức tạp như lưới, tay vịn, lan can để tránh lãng phí sơn khi sơn bằng súng phun . - +) Trước khi tiến hành phun sơn cần thổi sạch hết bụi và sơn một lớp bằng chổi vào các vị trí khó sơn như các góc cạnh, mối hàn … - +) Cần chọn đúng kích thước đầu phun và áp suất phun cho từng loại sơn theo độ dày - +) Khi bắt đầu sơn và trong suốt quá trình sơn phải phải luôn kiểm tra độ dày ướt của màng sơn. Nếu thấy độ dày ướt chưa đúng cần hiệu chỉnh ngay . - +) Cần nghiêm chỉnh thực hiện đúng quy định kỹ thuật phun sơn, nhất là quy định đua tay: lớp phun sau phải đè lên lớp phun trước 50%. - +) Cần tuyệt đối tuân thủ thời gian khô giữa các lớp - +) Sau khi sơn xong mỗi lớp cần kiểm tra độ dày khô bằng thiết bị thích hợp. Chỉ được phép sơn lớp tiếp theo sau khi độ dày của lớp trước không điểm nào thấp hơn 5% độ dày quy định của lớp đó . - +) Độ dày tổng cộng của màng sơn phải không có điểm đo nào thấp hơn 5% tổng độ dày thiết kế. Nếu có điểm nào đó thấp hơn 5% thì cần phải bổ sung ngay cho đủ độ dày. - Công trình sau khi sơn xong phải để tối thiểu 7 ngày mới sử dụng - Phải có các bảng biểu: - Phân tích khối lượng và liệt kê công việc sơn - Phân tích diện tích công việc chống ăn mòn. - Phân tích khối lượng công tác chống ăn mòn. - Bảng tổng hợp vật tư công tác chống ăn mòn. - Tất cả các hồ sơ đều đã được kiểm tra thực tế qua kinh nghiệm của Vietsovpetro, đã tính toán sao cho hiệu quả bảo vệ cao nhất, đảm bảo chi phí nhỏ nhất trong suốt quá trình sử dụng và bảo dưỡng. - Phần khí quyển là nơi có độ ăn mòn trung bình do đó sơ đồ sơn sử dụng là hệ exopy – polyuretan độ dày 300mic là hệ sơn hiện đại, không bị tạo phấn trong quá trình sử dụng, có thời hạn sử dụng tối thiểu 5 năm, vì phải tăng thời hạn sử dụng của màng sơn. - Phần dưới nước được bảo vệ rất tốt bởi hệ thống Protector kết hợp với lớp sơn epoxy nhựa than đá có độ dày 300mic, vì vùng này bảo dưỡng sơn lại hoặc thay thế Trang 109
  • 110. Protector rất khó khăn tốn kém nên đã tính toán sao cho thời hạn sử dụng và hiệu quả bảo vệ từ 20 – 25 năm không cần sửa chữa, chỉ cần hàng năm đo điện áp bảo vệ một hoặc hai lần, kiểm tra trạng thái bảo vệ của hệ thống Protector. - Phần thuỷ triều lên xuống là phần công trình nằm trong vùng có mức độ xâm thực mạnh, hơn nữa lại chỉ có thể bảo vệ bằng lớp phủ, hệ thống Protector không bảo vệ được và nhất là việc sửa chữa, bảo dưỡng rất khó khăn, tốn kém và nguy hiểm. Do đó, cách tốt nhất là hạn chế tối đa việc sửa chữa ở phần này, vì vậy phải đuợc sơn hồ quang một lớp sơn kim loại kết hợp với lớp sơn bảo vệ. - Phần khung nối cũng sửa chữa rất khó khăn nên bảo vệ bằng phun nhôm kết hợp với sơn.X.2.1.3. Kiểm tra chất lượng sơn phủ chống ăn mòn - Kiểm tra vật liệu sơn: sơn, dung môi, cát, dây nhôm … - Tất cả các vật tư phải dùng đúng chủng loại, đủ về số liệu, đảm bảo chất lượng và thời hạn bảo quản. Dây nhôm phải có độ sạch từ 99,7% trở lên. - Kiểm tra thiết bị thi công: Thiết bị và súng phun sơn, máy nén khí, súng phun nhôm, thiết bị phun cát. - Cần phải kiểm tra áp suất máy nén khí, độ sạch và độ khô của khí nén, các loại dầu phun sơn. - Kiềm tra dụng cụ kiểm tra chất lượng: Thước đo độ dày ướt, độ dày khô của màng sơn. - Chỉ sau khi đơn vị thi công chống ăn mòn có đầy đủ sơn, thiết bị thi công, thiết bị và dụng cụ kiểm tra chất lượng đạt yêu cầu mới được tiến hành thi công. - Kiểm tra bề mặt trước khi sơn theo tiêu chẩn ISO 9501 – 1 – 1993 - Kiểm tra điều kiện khí hậu: đo nhiệt độ bề mặt kim loại, nhiệt độ không khí khô, độ ẩm tương đối và xác định điểm sương. Chỉ sau khi có chữ ký cho phép đồng ý sơn của cán bộ giám sát chống ăn mòn mới được phép sơn. - Kiểm tra chất lượng lớp sơn - Độ dày từng lớp bằng thiết bị Elcometer 246 hoặc tương đươngX.2.2. Thiết kế chống ăn mòn bằng ProtectorX.2.2.1. Nguyên lý bảo vệ - Bảo vệ bằng Protector là phương pháp bảo vệ được kết hợp với phương pháp bảo vệ bằng sơn phủ cho vùng ngập nước của chân đế công trình Biển. - Ăn mòn của công trình kim loại trong nước biển là ăn mòn điện hoá do oxy hoà tan trong nước biển gây ra là chủ yếu. Nguyên nhân là do sự không đồng nhất của Trang 110
  • 111. các thành phần kim loại kết cấu. Do đó trên bề mặt sẽ xuất hiện các vùng có điện thế khác nhau trong nước biển. Sự khác biệt sẽ dẫn đến sự xuất hiện của các pin ăn mòn điện hoá kèm theo sự xuất hiện của dòng điện. Vùng nào của bề mặt kim loại có điện thế ăm hơn sẽ trở thành anốt và bị ăn mòn, còn vùng nào có điện thế dương hơn sẽ trở thành catốt và không bị ăn mòn. - Nguyên lý bảo vệ catot cho kim loại là dịch chuyển điện thế của kim loại cùng về phía âm hơn bằng protector hoặc bằng dòng điện áp ngoài . Do đó, khi kim loại được phân cực catôt thì điện thế của vùng catôt và anôt trên bề mặt kim loại sẽ chuuyển dịch về phía âm để gần cùng một giá trị và điều đó làm triệt tiêu dòng điện ăn mòn kim loại . - Protector là các kim loại hoặc hợp kim có điện thế âm hơn điện thế của kim loại cần bảo vệ trong môi trường ăn mòn. Các vật liệu Protector thích hợp chống ăn mòn cho các công trình thép trong nước biển là các hợp kim Protector nhôm hoặc kẽm.X.2.2.2. Đặc điểm môi trường nước biển - Đặc điểm môi trường nước biển cần được tính đến khi tiến hành thiết kế lắp đặt cũng như tính toán để kiểm tra bảo dưỡng. Các thông số bao gồm: - Độ mặn nước biển - Nhiệt độ nước biển - Điện trở riêng nước biển - Độ sâu nước biểnX.2.2.3. Đặc tính Protector - Protector được sử dụng cho công trình biển cần có các đặc tính sau : - Khối lượng Protector (hợp kim nhôm hoặc kẽm ) - Khối lượng Protector cả lõi sắt - Dạng Protector - Kích thước - Điện thế làm việc - Dung lượng điện hoá thực tếX.2.2.4. Các thông số tính toán thiết kế - Các thông số bảo vệ: - Điện thế bảo vệ tối thiểu để bảo vệ thép trần khỏi bị ăn mòn là -800mV theo điện cực Ag/AgCl/Nước biển . - Mật độ dòng điện bảo vệ thép trần khỏi bị ăn mòn 0.06 – 0.065A/m2 - Các thông số sử dụng cho tính toán: Trang 111
  • 112. - Điện thế của thép Cacbon trong nước biển là -650mV theo điện cực so sánh Ag/AgCl/Nước biển - Hệ số phá huỷ sơn theo thời gian lấy theo Category 3 của RP –B401. - Hệ số sử dụng Protector được tiếp nhận 90%.X.2.2.5. Số lượng phân bố và lắp đặt Protector - Số Protector cần thiết bảo vệ phần ngập nước (bao gồm cả các cọc thép trong bùn biển) của chân đế công trình biển cần phù hợp về số lượng và tổng khối lượng theo thiết kế . - Phân bố các Protector và lắp đặt chúng trên chân đế công trình tuân theo các bản vẽ thiết kế . - Tất cả các mối hàn Protector cần được kiểm tra chất lượng theo quy phạm kỹ thuật ANSI/AWS D1.1-94 - Sau khi hàn Protector vào chân đế xong, cần phải sơn sửa lại những chỗ bị hàn cháy, tuyệt đối không được quét sơn lên bề mặt Protector. Tất cả các vết bẩn trên bề mặt Protector cần được lau sạch bằng dung môi.X.2.2.6. Kiểm tra và bảo dưỡng Protector - Phần ngập nước của chân đế được bảo vệ bằng Protector kết hợp với sơn phủ cho thời hạn 25 năm không cần thay thế cũng như sơn lại. - Bảo dưỡng Protector của phần ngập nước chân đế công trình được thực hiện bằng cách cho thợ lặn khảo sát theo chu kỳ 2 năm một lần. - - - - - - - - - - - - - - - Trang 112
  • 113. CHƯƠNG XI QUY TRÌNH THI CÔNG KHỐI CHÂN ĐẾXI.1. QUY TRÌNH THI CÔNG KHỐI CHÂN ĐẾ TRÊN BÃI LẮP RÁPXI.1.1. Phương án thi công - Khối chân đế dàn BK10 được thi công theo phương pháp hiện đang được áp dụng tại Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro. Đó là phương pháp quay lật Panel, phương pháp này được tiến hành như sau: - Các ống chính và ống nhánh của mặt đứng được hàn tổ hợp trực tiếp trên bãi lắp ráp. - Các mặt đứng sau khi được tổ hợp thì tiến hành quay dựng các mặt đứng về vị trí thẳng đứng. - Tiến hành hàn tổ hợp các vách cứng và các phần tử không gian vào vị trí thiết kế, để liên kết các mặt đứng lại với nhau, hoàn thiện khối chân đế dạng không gian. - + Ưu điểm của phương án là: - Giảm thiểu được số lượng mối hàn do đó hạn chế được các biến dạng do hàn sinh ra, giảm đáng kể được thời gian thi công trên cao mà việc thi công và kiểm tra chất lượng mối hàn rất khó khăn, do đó rút ngắn được thời gian thi công, đẩy nhanh được tiến độ thi công. - + Nhược điểm của phương án là: - Công tác kiểm tra và căn chỉnh kích thước đòi hỏi đạt độ chính xác cao, yêu cầu thiết bị kiểm ra hiện đại cùng với chuyên viên có trình độ cao và nhiều kinh nghiệm. Ngoài ra phương án này đòi hỏi phải huy động tập trung máy móc, thiết bị và nhân công lớn.XI.1.2. Công tác chuẩn bịXI.1.2.1. Chuẩn bị bãi lắp ráp - Chọn bãi lắp ráp phục vụ cho công tác chế tạo khối chân đế là khu vực bãi số 1 có diện tích khoảng 210.000m2, chiều rộng đường trượt là 16m, chiều dài đường trượt là 216m. - Trước khi tiến hành thi công cần dựng hàng rào xung quanh vị trí thi công, đề các biển báo, các kí hiệu cho các phương tiện đi lại trong khu vực thi công. Các kí hiệu, biển báo đề phòng các khu vực nguy hiểm dễ gây cháy nổ. Cấm những người không có nhiệm vụ đi lại trong khu vực đang thi công. - Trang 113
  • 114. - Khi chuẩn bị thi công tiến hành kiểm tra mặt bằng thi công, dọn sạch các thiết bị vật tư không liên quan đến công tác thi công dàn BK10.XI.1.2.2. Chuẩn bị các thiết bị phục vụ thi công - Các thiết bị cần chuẩn bị bao gồm: - - Cần cẩu: số lượng cần cẩu và số ca cẩu được lựa chọn theo định mức ca máy, phù hợp với khối lượng và tiến độ thi công. Năng lực của cần cẩu được lựa chọn phù hợp với trọng lượng và kích thước hình học của kết cấu khối chân đế. - - Xe nâng: được lựa chọn theo qui mô trọng lượng của các cấu kiện trong khối chân đế. - - Hệ thống các giá đỡ: được lựa chọn theo sơ đồ bố trí giá đỡ, từ đó lựa chọn số lượng và chủng loại giá đỡ. - - Các loại máy trắc địa phục vụ công tác căn chỉnh vị trí kết cấu. - - Các thiết bị hàn, trạm phát điện, máy siêu âm, máy cắt hơi, máy mài, máy phun sơn... Các loại thiết bị này được chọn phù hợp với qui mô của khối chân đế, số ca máy sử dụng thiết bị và số lượng thiết bị theo yêu cầu của tiến độ thi công công trình. - Sau khi lựa chọn các thiết bị phải bố trí các thiết bị trong tổng mặt bằng thi công sao cho tiện lợi cho quá trình thi công.XI.1.2.3. Chuẩn bị vật tư - Các loại vật tư phục vụ cho quá trình thi công bao gồm: - - Các loại thép ống. - - Các loại thép tròn, thép tấm, thép định hình. - - Các loại que hàn phù hợp với các loại thép chế tạo khối chân đế. - - Các loại sơn để sơn khối chân đế. - - Các loại cáp cẩu, móc cẩu, dây chằng phục cụ thi công. - Số lượng các loại vật tư được chuẩn bị cho từng giai đoạn thi công. Các loại vật tư phải được bảo quản, bảo dưỡng sao cho đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như chất lượng của công trình. Trang 114
  • 115. Hình 11.1: Các loại vật tưXI.1.2.4. Chuẩn bị nhân lực - + Nhân lực trước khi thi công công trình phải được kiểm tra trình độ và có chứng chỉ . - + Mọi người cần phải được kiểm tra sức khỏe trước khi tham ra xây dựng công trìnhXI.1.3. Quy trình thi công khối chân đế trên bãi lắp ráp - Bước 1: Xác định vị trí khối chân đế trên bãi lắp ráp - Đánh dấu vị trí bố trí các giá đỡ và liên kết giá đỡ với mặt bãi. Các giá đỡ được thiết kế và bố trí đúng theo yêu cầu chế tạo được thể hiện trong (hình 11.2). - Trong thi công xây dựng công trình sử dụng 3 loại giá đỡ: - - Giá đỡ ống chính loại K1: là loại giá đỡ có kết cấu 2 ống lồng nhau, mặt trên có cấu tạo dạng khớp có thể quay dựng mặt đứng từ vị trí nằm ngang sang vị trí thẳng đứng. Giá đỡ được đặt trên hệ thống dầm bằng thép, các giá đỡ này được bố trí tại vị trí các nút của ống chính trong mỗi mặt đứng. - - Giá đỡ ống chính loại K2: là loại giá đỡ có dạng kết cấu tương tự như loại K1. Các loại giá đỡ này được bố trí để nâng đỡ và giữ các đoạn ống chính khi tiến hành hàn tổ hợp các đoạn ống chính. - - Giá đỡ ống nhánh: nguyên lí cấu tạo cũng giống như hai loại giá đỡ trên, chiều cao của giá có thể thay đổi bởi hệ thống vít. - Các giá đỡ sau khi bố trí xong cần phải được kiểm tra cao độ bằng máy thuỷ bình, điều chỉnh sao cho các cao độ của các giá đỡ đúng như thiết kế. Trang 115
  • 116. Hình 11.2: Bố trí giá đỡ trên bãi lắp ráp- Bước 2: Chế tạo mặt đứng A và B. (hình 11.3)- + Sau khi cẩu các ống chính vào vị trí lắp dựng, tiến hành đo khoảng cách cácthanh trong mặt đứng, vạch đường tâm của các thanh. Các đoạn ống được đánh sốtheo thứ tự căn chỉnh đúng vị trí đã vạch trên ống chính, khi các ống đã đủ khoảngcách theo yêu cầu thì dừng lại và tiến hành hàn gá cố định vị trí các đoạn ống đó lại.- + Kiểm tra kích thước, căn chỉnh lại kích thước theo đúng tiêu chuẩn đã qui địnhvà tiến hành hàn tổ hợp các đoạn ống chính.- + Bố trí giá đỡ cho các ống nhánh: Xác định vị trí, khoảng cách lắp đặt các thanhngang và các thanh xiên trên hai ống chính, vạch bằng sơn vào giao điểm của ốngchính với tâm của các ống nhánh từ đó đánh dấu vị trí của đường bao, giao điểmgiữa các ống nhánh với các ống chính. Trang 116
  • 117. Hình 11.3: Chế tạo hai mặt đứng chính A và B- Bước 3: Quay dựng mặt đứng A về vị trí thẳng đứng (hình 11.4)- + Căn cứ vào kích thước hình học, khối lượng công trình, bảng tính toán trọng tâmcủa Mặt đứng A ta lựa chọn hai cẩu đó là CC2000 sử dụng cho quay lật. Bố trí cácđiểm móc cáp tại vị trí nút của ống chính tương ứng với các mặt ngang trung gian.- + Hai cẩu tiến hành nhấc Mặt đứng A cùng một lúc và đưa Mặt đứng A về vị tríthẳng đứng, điều chỉnh ở vị trí ổn định rồi tiến hành cố định Mặt đứng tại vị tríthẳng đứng. Hình 11.4: Quay lật Panel A về vị trí thẳng đứng Trang 117
  • 118. - Bước 4: Lắp đặt các vách cứng và các thanh xiên không gian liên kết hai mặt đứngA và B được thể hiện trong ( hình vẽ 11.5).- + Sau khi cố định Mặt đứng A tiến hành kiểm tra căn chỉnh khoảng cách, vị trímặt đứng A theo đúng thiết kế.- + Đưa các vách cứng vào vị trí lắp dựng, thứ tự lắp dựng lần lượt là D4, D3, D2,vàD1.- + Quá trình lắp dựng tổ hợp các mặt ngang với mặt đứng A: Dùng cẩu đưa cácmặt ngang vào vị trí, tiến hành hàn gá với mặt đứng A, căn chỉnh kích thước chođúng vị trí thiết kế, tiến hành hàn tổ hợp cố định các thanh vào Mặt đứng A. Hình 11.5: Lắp dựng các vách cứng và các thanh không gian- + Việc quay dựng mặt đứng B được thực hiện tương tự như lắp dựng Panel A.- Sau khi cố định mặt đứng B, tiến hành căn chỉnh mặt đứng B theo đúng vị trí thiếtkế, rồi hàn cố định mặt đứng B với mặt đứng A thông qua các vách cứng và thanhxiên không gian.- + Lắp dựng sàn chống lún- Sàn chống lún được lắp đặt tại Diafragma cuối cùng, được chế tạo bởi các loạithép tấm và thép hình hay thép hình tổ hợp.- Sàn chống lún được hàn tại các vị trí ống chính và các ống ngang tại mặt ngangcuối cùng xem ( hình vẽ 11.6 ). Trang 118
  • 119. - Quá trình lắp đặt: Các sàn chống lún được đưa vào vị trí thiết kế bằng cẩu, sau đócăn chỉnh sao cho vào đúng vị trí thiết kế, rồi tiến hành hàn tổ hợp liên kết sànchống lún vào khối chân đế. Hình 11.6: Lắp sàn chống lún- Bước 5 : Hoàn thiện kết cấu chân đế được thể hiện trong (hình vẽ 11.7).- Khối chân đế sau khi được tổ hợp xong tiến hành lắp ráp các hệ thống phụ đượcchế tạo song hành với chân đế như hệ thống phễu đỡ các ống dẫn dầu, các cụcProtector và các thiết bị phụ phục vụ cho công tác thi công ngoài biển như đườngdẫn ống bơm trám xi măng, Paker, các điểm liên kết giá cập tàu, nhằm hạn chế tốithiểu thời gian thi công trên biển.- Công tác sơn phủ các bề mặt sơn bị bong xước trong quá trình lắp dựng.- Lắp các cáp nâng hạ, phục vụ cho công tác hạ thuỷ và đánh chìm khối chân đế.- Tháo dỡ dàn giáo. Trang 119
  • 120. Hình vẽ 11.7: Hoàn thiện khối chân đế - + Lắp ráp và chế tạo cọc: - Cọc được chế tạo ở khu vực máy hàn tự động, các quá trình nối ống giống như nối các đoạn ống chính với các yêu cầu chế tạo sau: - Khe hở, góc vát phải đúng, bề mặt lắp ráp phải được mài nhẵn. - Các chi tiết móc cáp phải được hàn với cọc ngay trên bờ. - Tất cả các mối hàn phải được kiểm tra kỹ lưỡng. - Đoạn cọc sau khi chế tạo song thì tiến hành cẩu vận chuyển xuống tàu cẩu Trường Sa. - + Chế tạo và lắp dựng giá cập tàu: - Giá cập tàu được lắp ráp và chế tạo tại khu vực bãi lắp ráp. Có cấu tạo dạng khung không gian và có các vòng đệm cao su có tác dụng giảm chấn khi cập tàu. Quá trình lắp ráp giá cập tàu phải tuân theo đúng kích thước thiết kế. Sau khi chế tạo song tiến hành sơn phủ giá cập tàu.XI.1.3. Các bài toán cơ bản khi thi công trên bãi lắp ráp * Trong quá trình thi công có rất nhiều vấn đề được đặt ra đối với người thiết kế,tuy nhiên trong phạm vi của đồ án thiết kết cấu này chỉ đưa ra một số bài toán cơ bản sau: Các bài toán tính toán quay dựng panel dùng cẩu: + Bài toán 1: Xác định vị trí móc cẩu + Bài toán 2: - Xác định tải trọng lên móc lớn nhất Trang 120
  • 121. - Chọn cáp móc cẩu - Chọn cẩuXI.1.3.1. Bài toán xác định vị trí móc cẩu - Vị trí móc cẩu được lựa chọn sao cho khi nhấc Panel lên thì sự phân bố nội lực các ống trong Panel là đồng đều nhất và đảm bảo khả năng chịu lực. - Để thoả mãn các yêu cầu trên cần phải tính lặp cho tất cả các vị trí móc cẩu, sau dó lựa chọn vị trí thích hợp nhất. - Tuy nhiên, dựa vào kinh nghiệm thi công thực tế ta chọn trước vị trí móc cẩu, sau đó tiến hành kiểm tra độ bền và ổn định của các phần tử trong Panel nếu thoả mãn là đạt yêu cầu - * Xác định trọng tâm Panel A: - Trọng tâm Panel A được xác định nhờ chương trình AutoCad, kết quả thể hiện hình vẽ sau: - - * Kiểm tra quá trình quay lật Panel - Ta tiến hành kiểm tra quá trình quay lật Panel tương ứng với vị trí móc cáp sau: Trang 121
  • 122. - - Sử dụng chương trình Shap 2000-Ver 9.03, ta tiến hành tính toán kiểm tra khả năng chịu lực của các ống trong Panel trong trạng thái cẩu. Trong thực tế tính toán thì ta chỉ kiểm tra khi mà lúc bắt đầu cho cẩu nhận tải, lúc này mô men trong các ống là lớn nhất. - Ta mô hình trong Shap như sau: Tại các móc cẩu là các gối di động, các giá đỡ là các gối cố định. Trọng lượng bản thân của Panel được nhân hệ số 1.15. - Ta nhận thấy nội lực xuất hiện trong các phần tử chỉ có Mômen uốn và lực cắt. - Tiến hành kiểm tra bền phần tử theo công thức mục VII.1.3, và VII.1.4, tất cả các thanh đều đủ bền. Kết quả kiểm tra xem Phụ Lục XI Trang XI-3/5 - Kết luận: Vị trí móc cẩu lựa chọn như trên là chấp nhận đượcXI.1.3.2. Bài toán chọn cáp và cẩu cho quá trình quay lật Panel - +) Xác định tải trọng lên 2 móc cẩu: - Sử dụng chương trình Shap 2000, ta tính được tải tại vị trí móc cẩu như sau: Trang 122
  • 123. - - Tại vị trí móc cẩu 1: P = 49.44T - Tại vị trí móc cẩu 2: P = 139.05T - +) Lựa chọn cáp cẩu: - Lực căng lớn nhất trong cáp là : T=139.05/2 = 69.5 T - Tính toán cáp với hệ số an toàn bằng 6 - Chọn cáp 90, lực kéo đứt nhỏ nhất là 588 T - (Hệ số : 588/69.5 = 8.5 > 6.). - +) Chọn cẩu : - Ta sử dụng bảng tra các thông số cẩu, căn cứ vào tải móc cẩu ta chọn cẩu như sau: - Cẩu CC 2000 tính toán với hiệu suất làm việc 71% - Cẩu CC 4000 tính toán với hiệu suất làm việc 75% - Bảng11.1: Lựa chọn cẩu Chiều dài Bán kính Vị trí Lực móc Sức nâng Loại cẩu tay cần quay Hệ sốmóc cẩu (T) (T) (m) (m) 1 49.44 CC2000 42 10 170 2.4 2 139.05 CC4000 48 10 370 1.9 Trang 123
  • 124. XI.2. QUY TRÌNH THI CÔNG KHỐI CHÂN ĐẾ NGOÀI BIỂN - Bài toán quan trọng trong thi công hạ thuỷ và đánh chìm KCĐ là xác định trọng lượng và trọng tâm của KCĐ. Bài toán này được xác định tự động nhờ chương trình AutoCad cho mô hình 3 chiều. - Tổng trọng lượng KCĐ là: 559.73 T - Trọng tâm KCĐ xem trên hình vẽ sau: - -XI.2.1. Công tác chuẩn bị Để hạ thuỷ KCĐ ta sử dụng phương án dùng cẩu Hoàng Sa cẩu nhấc KCĐ từ bãilắp ráp xuống Sà lan mặt boong - Chuẩn bị phương tiện phục vụ cho công tác hạ thuỷ bao gồm: - Sà Lan Mặt Bong (SLMB) - Tàu cẩu Hoàng Sa, Trường Sa - Hai tàu dịch vụ Sao Mai, tàu kéo Sông Dinh - Tàu kéo Sông Dinh. - Chuẩn bị các trạm lặn: - Trạm lặn nông ở ven bờ. - Trạm lặn sâu ở xa bờ Trang 124
  • 125. XI.2.2. Quy trình hạ thuỷ khối chân đếXI.2.2.1. Công tác chuẩn bị - Chuẩn bi mặt bằng: Bãi lắp ráp phải được dọn sạch các chướng ngại vật để đảm bảo an toàn và đủ không gian làm việc cho cẩu và các thiết bị thi công hạ thuỷ. - Tàu cẩu Hoàng Sa, Sà lan mặt boong - Các gối đỡ, các thiết bị căn chỉnh vị tríXI.2.2.2. Thi công hạ thuỷ - Cắt liên kết giữa KCĐ và các gối đỡ - Dùng cẩu Hoàng Sa nhấc KCĐ lên khỏi mặt đất (cách mặt đất 6m) - Di chuyển tàu cẩu Hoàng Sa lùi ra, lai dắt SLMB vào vị trí - Thả cáp, hạ KCĐ xuống Sa lan - Căn chỉnh và kiểm tra lại vị trí của khối chân đế trên Sà lan đúng vị trí thiết kế. - Hàn cố định các ống giữa khối chân đế và Sà lan. - Dùng tàu kéo, kéo hệ Sà lan và khối chân đế ra xa bờ cảng, tới khu vực không ảnh hưởng đến giao thông trong cảng, neo các tàu kéo, thả neo, neo giữ hệ Sà lan và khối chân đế. Chờ thời điểm thuận lợi đưa khối chân đế ra vị trí xây dựng. +) Lựa chọn móc cẩu và cáp cẩu : Căn cứ vào các thông số của cẩu nổi Hoàng Sa, và trọng lượng KCĐ (nhân hệ số1.15) ta lựa chọn móc cẩu như sau: - Tại vị trí móc cẩu thứ nhất: Chọn móc 600T, ứng tầm với 44.5m - Tại vị trí móc cẩu thứ hai: Chọn móc phụ 300T, tầm với lớn nhất 50m Với hai vị trí móc cẩu ta mô hình trong Shap, giải được lực móc cẩu như sau: - Tại móc cẩu 1: Lực móc là 401.3T - Tại vị trí móc cẩu 2: Lực móc là 245.57T Lựa chọn cáp cẩu với hệ số an toàn bằng 6 - Móc cẩu 1 dùng hai sợi cáp 138, lực kéo đứt nhỏ nhất là 1385T - Móc cẩu 2 dùng hai sợi cáp 114, lực kéo đứt nhỏ nhất là 945T * Kiểm tra bền trong trạng thái cẩu nâng. Tiến hành kiểm tra bền cho các thanh 24, 26, 34, 410 như sơ đồ ký hiệu phần tửtrong Phụ lục XI Trang XI-4/5. Kiểm tra bền theo trạng thái thanh chịu kéo (nén) uốn đồng thời. Công thức kiểm tra xem mục VII.1.6.1, VII.1.6.2. Kết quả cụ thể xem Phụ lục XI Trang XI-5/5 Kết luận : Kết cấu đảm bảo điều kiện bền trong quá trình hạ thuỷ. Trang 125
  • 126. Hình 11.8: Cẩu khối chân đế lên Sà lanXI.2.3. Vận chuyển khối chân đế ra vị trí xây dựng - +) Công tác chuẩn bị - Chuẩn bị số lượng và công suất của tàu kéo để kéo SLMB đảm bảo các yêu cầu sau: Ổn định khi vận chuyển, đủ công suất kéo thắng được sức cản của nước và sóng biển. - Các loại thiết bị vật tư phục vụ công tác kéo như: Cáp, tăng đơ ... Trang 126
  • 127. - Các đèn tín hiệu và thiết bị thông tin liên lạc. - Thu thập các thông tin về dự báo thời tiết, để tiến hành lai dắt SLMB ra vị trí xây dựng được an toàn. +) Điều kiện thời tiết phục vụ thi công lai dắt vận chuyển: - Chiều cao sóng nhỏ hơn 1.25 m. - Chu kỳ sóng nhỏ hơn 7s. - Vận tốc dòng chảy mặt và đáy tương ứng nhỏ hơn 0.8m và 0.5m. - Vận tốc gió ở độ cao 10m trên MSL nhỏ hơn 10m/s. - +) Vận chuyển khối chân đế tới vị trí xây dựng: - Khối chân đế được kéo trên biển nhờ vào hệ thống tàu kéo Sông Dinh, một tàu dịch vụ dẫn hướng. Vận tốc lai dắt đạt tốc độ từ 16-20 Km/h.XI.2.4. Đánh chìm khối chân đế tại vị trí xây dựng - Ta dùng phương án đánh chìm khối chân đế trên Sà lan kết hợp với cẩu Hoàng Sa, có sức nâng 1200 (T) đảm bảo yêu cầu P > G, trong đó, P là sức nâng của cẩu, G: Trọng lượng của khối chân đế.XI.2.4.1. Công tác chuẩn bị - Đây là giai đoạn thi công trên biển hết sức phức tạp và khó khăn, chính vì vậy công tác chuẩn bị phải thật kỹ lưỡng, phải đảm bảo tính toán chính xác tất cả các thời điểm đánh chìm. - Công tác chẩn bị bao gồm: - Tàu cẩu Hoàng Sa. - Tàu lặn và các thiết bị lặn phục vụ cho công tác đánh chìm. - Tàu dịch vụ. - Các loại vật tư thiết bị phục vụ cho thi công đánh chìm: như trạm máy bơm, trạm máy hàn, các bộ phận cắt hơi, dây chằng buộc, cáp kéo các loại, tăng đơ, vật liệu bơm trám, buá đóng cọc...XI.2.4.2. Các giai đoạn đánh chìm - +) Giai đoạn 1: - Dùng tàu công tác đưa công nhân từ các tầu dịch vụ và tàu cẩu sang Sà lan tiến hành cắt các ống gia cường, các liên kết giữa Sà lan với khối chân đế, sau khi neo cẩu thì đưa móc cẩu vào vị trí móc cẩu của khối chân đế. Trang 127
  • 128. - Sau khi thực hiện các công tác trên thì tàu hỗ trợ lại đưa công nhân về các tàu nhưban đầu.- +) Giai đoạn 2:- Tời của cẩu nổi từ từ kéo cáp tới khi cáp của cẩu nhận lực của khối chân đế, lúc đósẽ dừng lại để kiểm tra toàn bộ liên kết giữa Sà lan và khối chân đế.- Yêu cầu:- + Giữa khối chân đế và Sà lan không tồn tại bất cứ liên kết nào.- + Toàn bộ người và thiết bị công tác được đưa lên tàu kéo và tàu cẩu.+) Giai đoạn 3:- Cẩu nổi tiếp tục thu cáp đến khi cẩu nổi nhận toàn bộ trọng lực của khối chân đế.- Từ từ cẩu khối chân đế lên và tiến hành hạ thuỷ khối chân đế xuống vị trí xâydựng.- Hình 11.9 : Nhấc khối chân đế lên khỏi Sà lan- Cẩu nổi nhả cáp để khối chân đế chuyển dần từ vị trí nằm ngang về vị trí thẳngđứng tiếp đất. Trang 128
  • 129. Hình 11.10 : Đánh chìm khối chân đế xuống vị trí xây dựng công trình- Định vị khối chân đế tại vị trí thẳng đứng chuẩn bị thi công đóng cọc.- Hình 11.11 : Định vị khối chân đế xuống vị trí xây dựng công trình Trang 129
  • 130. XI.2.5. Thi công đóng cọc, bơm trám xi măng, cẩu lắp thượng tầng và hoàn thiệnKCĐXI.2.5.1. Thi công đóng cọc - + Công tác đóng cọc cố định khối chân đế với đáy biển được tiến hành sau khi định vị khối chân đế và kết quả kiểm tra của thợ lặn về sự ổn định vị trí của khối chân đế tại đáy biển. - + Được thực hiện nhờ tàu cẩu Trường Sa - + Cọc đầu tiên đóng vào đỉnh có chiều cao lớn nhất đến khoảng 50%-60% chiều sâu thiết kế sau đó tiến hành đóng cọc theo phương đường chéo của khối chân đế. - + Qui trình đóng cọc: - Trước khi dùng cẩu đưa cọc vào ống chính, phải lắp các thiết bị định tâm. - Tiến hành cẩu đoạn cọc thứ nhất lồng vào ống chính sau đó tiến hành đóng cọc và đóng đến khi phần nhô lên của đoạn cọc còn khoảng từ 1.5-2m thì dừng lại. - Cắt bỏ 1m đầu cọc tiếp xúc với búa đóng cọc, tiếp tục dùng cẩu đưa đoạn cọc 2 vào vị trí nối với đoạn cọc 1 và tiếp tục đóng cọc đến độ sâu thiết kế. - Cắt bỏ 1m đầu cọc tiếp xúc với búa đóng cọc, tiếp tục dùng cẩu đưa đoạn cọc 3 vào vị trí nối với đoạn cọc 2 và tiếp tục đóng cọc đến độ sâu thiết kế. - Sau khi đóng cọc xong tiến hành cắt đầu cọc. Hình 11.12: Quy trình thi công đóng cọc Trang 130
  • 131. XI.2.5.2. Bơm trám xi măng - Đây là công đoạn đóng vai trò hết sức quan trọng cho sự làm việc của KCĐ. Dung dịch xi măng được trộn bằng máy trộn bố trí trên tầu dịch vụ. Bơm chuyển qua ống cao su chịu áp lực của máy bơm chuyên dụng theo các đường ống dẫn xi măng đã được lắp đặt sẵn tại các ống chính. Khi vữa xi măng tràn đều lên đầu cọc thì dừng. - Hình 11.13: Quy trình bơm trám xi măngXI.2.5.3. Cẩu lắp modul thượng tầng - +) Các công việc trong giai đoạn này là dùng cẩu nổi Hoàng Sa, Trường Sa cẩu các Mô đun thượng tầng từ phương tiện nổi lên phần khối chân đế, bao gồm: - Cẩu lắp đoạn chuyển tiếp và khung nối. - Cẩu lắp các hệ dầm chịu lực và sàn công tác. - Cẩu lắp Block - module công nghệ. - Cẩu lắp các thiết bị: cẩu hàng, xuồng cứu sinh... - +) Tất cả các công việc trên đều phải được kiểm tra, căn chỉnh sao cho đúng yêu cầu thiết kế. - +) Quy trình cẩu lắp được thể hiện trong hình vẽ 11.14 dưới đây Trang 131
  • 132. XI.2.5.4. Lắp giá cập tàu - Giá cập tầu được lắp ráp vào khối chân đế bằng các đầu liên kết chờ sẵn. Dùng cẩu Hoàng Sa cẩu giá cập tầu từ phương tiện nổi, điều chỉnh các vị trí liên kết, sau đó hàn cố định với khối chân đế. Xem hình vẽ 11.14. - Hình11.14: Cẩu lắp thượng tầngXI.2.5.5. Công tác hoàn thiện, vận hành chạy thử và bàn giao công trình - Hàn và tiến hành kiểm tra tất cả các mối hàn thi công ngoài biển. - Sơn chống ăn mòn cho các phần kết cấu bị xây xước và cho các mối hàn. - Thu dọn thiết bị, vật tư đưa về các đội tầu. - Đưa đội tầu về cảng. - Thực hiện các phần việc thuộc về phần công nghệ. Chạy thử và bàn giao công trìnhXI.3. TIẾN ĐỘ THI CÔNG - Tiến độ thi công công trình là lịch thời gian triển khai các công việc trong thi công một công trình xây dựng. Nhìn vào bảng tiến độ có thể thực hiện chính xác việc cung ứng vật tư, phương tiện máy móc, nhân công cho công tác xây dựng ở một thời điểm nào đó. Trang 132
  • 133. - Tiến độ thi công được thực hiện trên cơ sở các công việc phải tiến hành trong một dự án xây dựng. Tổng thời gian cho một công việc được ấn định trước, thường do bên chủ đầu tư yêu cầu. Người lập tiến độ phải căn cứ vào khả năng cung ứng vốn, trang thiết bị máy móc, nhân lực để lập ra một trình tự thi công và cung ứng vật tư để công trình hoàn thiện đúng thời gian quy định. - Tiến độ thi công hợp lý cần đáp ứng những yêu cầu sau: - Đảm bảo hoàn thành công trình đúng thời gian quy định. - Sử dụng nguồn vốn một cách đều đặn trong suốt dự án. - Sử dụng nhân lực, phương tiện hiệu quả trong quá trình thi công. - Không có tình trạng chồng chéo về nhân lực, mặt bằng thi công, về phương tiện máy móc giữa các công việc. - Tranh thủ được thời điểm thuận lợi về thời tiết cho thi công. - Có sự thống nhất từ khâu thiết kế đến khâu chế tạo. - Tránh “nhô cao ngắn hạn” và “trũng sâu dài hạn” trong tiến độ. - Bảng tiến độ hợp lý là điều kiện để nâng cao hiệu quả kinh tế trong thi công. Bố trí công việc theo không gian và thời gian hợp lý có thể đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm chi phí phát sinh trong thi công. - Bố trí công việc hợp lý còn tận dụng kết hợp sử dụng phương tiện cho những công việc tương tự nhau, giảm số ca làm việc của máy móc, nhân lực trên công trường. - Người lập tiến độ cần hiểu biết đầy đủ về khả năng trang thiết bị, tình trạng máy móc hiện có của đơn vị, tình trạng nhân lực, khả năng cung cấp vốn... để sắp xếp công việc phù hợp. Đồng thời cần phải hiểu biết về điều kiện thời tiết theo mùa để bố trí công việc thi công hợp lý. Đặc biệt là chọn được thời điểm tốt cho thi công trên biển. - Đối với công trình biển, thi công chịu tác động trực tiếp của điều kiện sóng gió của biển. Vì vậy lựa chọn một thời điểm thi công hợp lý vừa nâng cao hiệu quả công việc, tránh được rủi ro trong thi côngXI.3.1. Vật tư sử dụng trong chế tạo láp ráp KCĐXI.3.1.1. Khối lượng vật liệu thép ống cần thiết - Theo các bảng thống kê thép đã có trong các bản vẽ, ta có kết quả sau: Bảng 11.2: Tổng khối lượng thép chế tạo KCĐ Khối Lượng Tổng Tên CK (kG) (kG) KCĐ Panel 1 149711.73 1150815 Trang 133
  • 134. Bảng 11.2: Tổng khối lượng thép chế tạo KCĐ Panel 2 151422.39 Panel A 42625.2 Panel B 42625.2 Mặt ngang 173398.7 Cọc 591031.8XI.3.1.2. Các phương tiện phục vụ thi công - Trên bãi lắp ráp: Sử dụng các loại xe nâng, ô tô, các loại cẩu, thiết bị phục vụ công tác hàn, mài, máy phun cát, sơn, kiểm tra ... - Trên biển: Sử dụng tầu cẩu Hoàng Sa, Sà Lan Mặt Boong, các loại tàu dịch vụ, thiết bị phục vụ bơm trám xi măng, đóng cọc, định vị chân đế...XI.3.2. Tổ chức xây dựng, tiến độ thi côngXI.3.2.1. Tổ chức nhân lực thi công trên bờ - 1) Chuẩn bị mặt bằng: - Theo kinh nghiệm thực tế thì việc dọn mặt bằng thường được bố trí 2 tổ công nhân mỗi tổ 14 người làm việc trong 5 ngày. - Tổng số công lao động: 140 công. - 2) Tiếp nhận và vận chuyển vật liệu: - - Khối lượng thép cần vận chuyển: 1730 (Tấn). - - Căn cứ theo định mức và kinh nghiệm thì bố trí 11 người làm việc trong vòng 7 ngày có sự trợ giúp của ôtô, cẩu và xe nâng. - - Tổng số công lao động: 76 công cùng sự trợ giúp của ôtô, cẩu và xe nâng - 3) Chế tạo giá đỡ: - - Khối lượng công tác gia công chế tạo giá đỡ: 160T - - Tổng số công là 280 công - - Dự kiến hoàn thành trong 14 ngày, số nhân công cần là 20 người. - 4) Lắp đặt giá đỡ: - - Dự kiến làm việc trong 7 ngày, số nhân công cần thiết là 15 người - - Tổng số công là 105 công. - 5) Chế tạo KCĐ: - - Tổng khối lượng KCĐ là 577 T - - Tổng số công là 11880 công. Trang 134
  • 135. - - Dự kiến chế tạo trong thời gian 99 ngày. - Số nhân công cần là 120 người. - 6) Chế tạo khối thượng tầng: - - Tổng khối lượng 329 T. - - Tổng số công là 10920 công. - - Dự kiến chế tạo trong thời gian 91 ngày - Số nhân công cần là 120 người. - 7) Chế tạo giá cập tầu: - - Tổng khối lượng là 58.3 T - - Tổng số công là 1039 công - - Dự kiến chế tạo trong 26 ngày, số nhân công cần là 40 người - 8) Lắp Protector - - Tổng khối lượng 27 T - - Tổng số công là 120 công - - Dự kiến hoàn thành trong 8 ngày, số nhân công cần là 15 người - 9) Chế tạo cọc: - - Tổng khối lượng 591 T - - Tổng số công là 1050 công - - Dự kiến hoàn thành trong 30 ngày, số nhân công cần là 35 người - 10) Công tác sơn chống ăn mòn: - - Tổng khối lượng 5672 m2 - - Tổng số công là 1045 công - - Dự kiến hoàn thành trong 95 ngày, số nhân công cần là 11 người Bảng 11.3: Biểu thời gian và nhân lực cho công tác thi công trên bờ Nhân công Thời gianThứ tự Hạng mục công việc Tổng công (Người) (Ngày) 1 Chuẩn bị mặt bằng 140 28 5 2 Tiếp nhận và vận chuyển vật liệu 76 11 7 3 Chế tạo giá đỡ 280 20 14 4 Lắp đặt giá đỡ 105 15 7 5 Chế tạo KCĐ 11880 120 99 Trang 135
  • 136. Bảng 11.3: Biểu thời gian và nhân lực cho công tác thi công trên bờ Nhân công Thời gianThứ tự Hạng mục công việc Tổng công (Người) (Ngày) 6 Chế tạo khối TT 10920 120 91 7 Chế tạo giá cập tàu 1039 40 26 8 Lắp Protector 120 15 8 9 Chế tạo cọc 1050 35 30 10 Sơn chống ăn mòn 1045 11 95XI.3.2.2. Tổ chức nhân lực thi công trên biển - 1) Lắp đặt các thiết bị thi công trên biển và công tác khảo sát lại vị trí xây dựng: - Dự định tiến hành trong thời gian 4 ngày, với sự tham gia của 35 nhân công. - Tổng số công là 140 công - 2) Hạ thuỷ KCĐ và cọc xuống Sà lan và công tác gia cố: - Tổng khối lượng là 1248. - Tổng số công là 80 công - Dự kiến tiến hành trong thời gian 2 ngày, số nhân công cần thiết là 40 người. - 3) Công tác vận chuyển lai dắt KCĐ và cọc ra vị trí xây dựng: - Dự kiến thực hiện trong thời gian 2 ngày, số nhân công cần thiết là 60 người. - Tổng số công là 120 công. - 4) Công tác hạ thuỷ đánh chìm KCĐ: - Tổng khối lượng là 577T - Tổng số công là 40 công. Được thực hiện trong 1 ngày với sự trợ giúp tàu cẩu Hoàng Sa, số nhân công cần thiết là 40 người. - 5) Đóng cọc và cố định KCĐ: - Tổng khối lượng là 591T - Tổng số công là 240 công. Dự kiến hoàn thành trong thời gian 6 ngày, số nhân công cần là 40 người. - 6) Hạ thuỷ khối TT, giá cập tàu và các thiết bị khác: - Dự kiến tiến hành trong 2 ngày, số nhân công cần thiết là 50 người. - Tổng số công là 100 công. - 7) Vận chuyển khối TT, giá cập tàu cùng các thiết bị khác ra vị trí xây dựng: Trang 136
  • 137. - Dự kiến hoàn thành trong 2 ngày, số nhân công cần thiết là 25 người. - Tổng số công là 50 công. - 8) Lắp đặt khối TT, giá cập tàu, nghiệm thu và bàn giao công trình: - Dự kiến tiến hành trong 15 ngày, số nhân công cần thiết là 40 người . - Tổng số công là 600 công. Bảng 11.4: Biểu thời gian và nhân lực cho công tác thi công trên biển Thời Nhân côngThứ tự Hạng mục công việc Tổng công gian (Người) (Ngày) Lắp đặt thiết bị thi công trên biển và khảo sát 1 140 35 4 vị trí xây dựng Hạ thuỷ KCĐ và cọc xuống 2 80 40 2 tàu cẩu Hoàng Sa và gia cố Vận chuyển cọc và KCĐ 3 120 60 2 ra vị trí xây dựng 4 Hạ thuỷ đánh chìm KCĐ 40 40 1 5 Đóng cọc cố định KCĐ 240 40 6 Hạ thuỷ Khối TT, giá cập tàu 6 100 50 2 và các thiết bị khác Vận chuyển khối TT, giá cập tàu cùng thiết bị 7 50 25 2 ra vị trí xây dựng Lắp dựng khối TT, giá cập tàu, 8 60 40 15 nghiệm thu và bàn giao Trang 137
  • 138. CHƯƠNG XII QUY TRÌNH ĐẢM BẢO AN TOÀN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNGXII.1. AN TOÀN LAO ĐỘNG - Công tác an toàn lao động trong quá trình thi công công trình là một yêu cầu bắt buộc mọi người phải thực hiện, nhằm bảo vệ tính mạng tài sản của con người và xã hội. Làm cho mọi người hiểu và có ý thức chấp hành các nội quy an toàn. Chính vì vậy vấn đề an toàn và vệ sinh môi trường được quan tâm hàng đầu.XII.2. BIỆN PHÁP THỰC HIỆN - Các quy định chung - Quy chế này đưa ra những qui định khung về an toàn đối với người lao động làm việc trên các công trình biển của XNLD và các nhà thầu khi thực hiện các hợp đồng do XNLD thuê mướn nhằm bảo đảm an toàn cho tính mạng, sức khoẻ người lao động, tài sản trên các công rình, bảo vệ môi trường và góp phần duy trì ổn định chế độ làm việc trên công trình biển. - Mọi người lao động và khách trên các công trình biển đều phải tuân thủ nghiêm ngặt các qui định về an toàn lao động, bảo vệ môi trường của nhà nước Việt Nam, các qui định trong qui chế này và các qui định cụ thể về an toàn của XNLD. - Chỉ được sử dụng lao động từ 18 tuổi trở lên và được chứng nhận của cơ quan y tế là có đầy đủ sức khoẻ qui định làm việc trên các công trình biển. - Chỉ cho phép những người đã được đào tạo về kỹ thuật an toàn, được Hội đồng công trình kiểm tra kiến thức và xác nhận đạt yêu cầu vào sổ an toàn được làm việc trên công trình biển. - Trong quá trình làm việc, người lao động phải được hướng dẫn về kỹ thuật an toàn định kỳ mỗi quí một lần; kiểm tra kiến theo chương trình đã được chánh kỹ sư xí nghiệm phê duyệt. Những người không đạt yêu cầu phải được huấn luyện và kiểm tra lại. Nếu không đạt yêu cầu phải bố trí công tác khác cho phù hợp. - Khi có sự thay đổi về công việc, thiết bị hoặc loại công trình, người lao động phải được huấn luyện bổ sung về những điểm khác biệt trong kỹ thuật an toàn và được hướng dẫn phương pháp tiến hành công việc mới. Kết quả huấn luyện phải được xác nhận vào sổ an toàn. - Phải tổ chức thực hiện nghiêm ngặt chế độ kiểm tra 4 cấp về tình hình an toàn-Vệ sinh lao động trên các công trình biển. Kết quả kiểm tra phải được ghi thành biên bản. Phải báo cáo cho cấp trên về những sai sót phát hiện được và những biện pháp Trang 138
  • 139. khắc phục. Trong trường hợp cần thiết, người kiểm tra, người kiểm tra có quyền đình chỉ công việc cho tới khi khắc phục xong các sai sót. - Kiểm tra cấp 1 do đốc công thực hiện khi bắt đầu và trong quá trình ca làm việc. Đốc công và người phụ trách công việc phải chịu trách nhiệm về tổ chức thực hiện kiểm tra cấp 1. - Kiểm tra cấp 2 do phụ trách công trình thực hiện ít nhất 1 lần một tuần. Phải kiểm tra tình hình an toàn-vệ sinh lao động và việc tiến hành kiểm tra cấp 1. Phụ trách công trình phải chịu trách nhiệm về việc tổ chức thực hiện kiểm tra cấp 2. - Kiểm tra cấp 3 do hội đồng phụ trách công tác an toàn-vệ sinh lao động của Xí nghiệp thực hiện ít nhất 1 lần một quý. Phải kiểm tra tình hình an toàn-vệ sinh lao động và việc tiến hành kiêm tra cấp 1,2. Phụ trách xí nghiệp phải chịu trách nhiệm về việc tổ chức thực hiện kiểm tra cấp 3. - Kiểm tra cấp 4 do hội đồng phụ trách công tác an toàn-vệ sinh lao động của Xí nghiệp liên doanh thực hiện ít nhất 1 lần trong 6 tháng. Phải kiểm tra tình hình an toàn - vệ sinh lao động và việc tiến hành kiểm tra cấp 1, 2, 3. Tổng Giám đốc Xí nghiệp liên doanh phải chịu trách nhiệm thực hiện kiểm tra cấp 4. - Những người làm việc trên công trình đều phải biết: - Bơi. - Phương pháp cứu người bị nạn. - Quy phạm sử dụng các thiết bị cứu sinh. - Phương pháp xử lý sự cố và hành động trong các tình huống khẩn cấp. - Phương pháp sơ cứu y tế. - Khi có từ hai người lao động trở lên cùng làm tiến hành công việc phải có người phụ trách. Người phụ trách phải chịu trách nhiệm về chấp hành các quy định an toàn của toàn bộ các thành viên trong bộ phận làm việc của mình. - Trước khi tới công trình cũng như sau khi từ công trình trở về đất liền người lao động phải chấp hành lịch khám sức khoẻ sơ bộ, định kỳ theo quy định của cơ quan y tế thuộc XNLD. Cơ quan y tế và lãnh đạo các cấp phải chịu trách nhiệm về việc kiểm tra đúng thời hạn sức khoẻ người lao động.XII.3. TRÁCH NHIỆM CÁC BÊN LIÊN QUANXII.3.1. Trách nhiệm của xí nghiệp Liên doanh: - Có nghĩa vụ thực hiện các tiêu chuẩn an toàn lao động, vệ sinh lao động, các biện pháp cải thiện điều kiện lao động, chế độ trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân, Trang 139
  • 140. phương tiện cứu sinh cho người lao động, chế độ báo cáo điều kiện lao động, tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp và các chế độ khác về bảo hộ lao động. - Phải chịu trách nhiệm về việc xảy ra tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp đối với người lao động. - Phải thoả thuận với đại diện công đoàn về các biện pháp bảo đảm an toàn và vệ sinh lao động. - Tổ chức việc khám sức khoẻ định kỳ, khám phát hiện các bệnh nghề nghiệp cho người lao động, thanh toán các khoản chi phí khám sức khoẻ, điều trị, điều dưỡng người bị tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp. - Tổ chức huấn luyện, hướng dẫn kiểm tra giám sát người lao động về những quy định, biện pháp làm việc an toàn, vệ sinh có liên quan đến nhiệm cụ, công việc của họ. - Tổ chức việc kiểm tra công tác an toàn và vệ sinh lao động, thực hiện các biện pháp loại trừ nguy cơ tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp, ô nhiễm môi - trường, xây dựng phương án xử lý và cấp cứu khi xảy ra sự cố hoặc tai nạn lao động. - Khen thưởng người lao động thực hiện tốt quy định về an toàn lao động, vệ sinh lao động và xử lý kỷ luật những người vi phạm. - Phải chấp hành các yêu cầu và quyết định của thanh tra nhà nước về an toàn - vệ sinh lao động.XII.3.2. Trách nhiệm của người phụ trách công trình. - Phải chịu trách nhiệm về đảm bảo an toàn và vệ sinh lao động trong mọi hoạt động diễn ra trên công trình. - Phải ghi chép và báo cáo đầy đủ, kịp thời các sự cố, tai nạn đã xảy ra trên công trình. - Phải tổ chức huấn luyện thường xuyên công tác an toàn-vệ sinh lao động. Phải tổ chức thực tập và hướng dẫn đột xuất kiến thức an toàn cho người lao động khi thay đổi quy trình công nghệ, đổi mới thiết bị, khi phát hiện thấy có vi phạm các qui phạm an toàn có thể gây tai nạn hoặc sự cố. - Phải kiểm tra việc tuân thủ các phương pháp an toàn lao động, chế độ công nghệ, quy trình, kỷ cương lao động của người lao động. - Phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị đòi hỏi phải kiểm soát nghiêm ngặt. Trang 140
  • 141. - Hàng tuần phải tổ chức cuộc họp về an toàn và vệ sinh lao động. - Chịu trách nhiệm cấp giấy phép, cho tiến hành công việc sinh lửa, làm việc trong những điều kiện nguy hiểm, trong các bình kín. - Chịu trách nhiệm về tổ chức sinh hoạt, nghỉ ngơi, ăn uống trên công trình. - Có quyền từ chối tiếp nhận người lao động vi phạm quy định về an toàn và vệ sinh lao động làm việc trên công trình. - Có quyền ngừng hoạt động các quy trình công nghệ xẩy ra sự cố cũng như khi rời công trình khi có nguy cơ sự cố đe dọa đến sự an toàn của công trình và tính mạng người lao động. Đồng thời phải báo cáo ngay với lãnh đạo Xí nghiệp.XII.3.3. Trách nhiệm của người lao động. - Nắm vững các quy định về an toàn vệ sinh lao động liên quan đến công việc và nhiệm vụ được giao. - Thực hiện những quy định về an toàn-vệ sinh lao động, giữ gìn và sử dụng dụng cụ, các thiết bị an toàn, vệ sinh, phương tiện bảo vệ cá nhân, trong trường hợp làm hư hỏng hoặc mất các dụng cụ thiết bị phương tiện đó thì phải bồi hoàn. - Phải thực hiện nghiêm chỉnh sự chỉ đạo của người phụ trách công trình. - Báo cáo kịp thời các nguy cơ gây tai nạn lao động, sự số với người phụ trách công trình. Phải tích cực tham gia xử lý sự cố, khắc phục hậu quả tai nạn lao động. - Đóng góp ý kiến vào công tác xây dựng các quy định an toàn-vệ sinh lao động. - Người lao động có quyền yêu cầu người sử dụng lao động bảo đảm điều kiện làm việc an toàn, vệ sinh theo quy định của Nhà nước và huấn luyện hướng dẫn cho mình các biện pháp an toàn-vệ sinh lao động. - Người lao động có quyền từ chối hoặc rời bỏ nơi làm việc khi thấy rõ nguy cơ xẩy ra tai nạn lao động, đe doạ nghiêm trọng đến tính mạng hoặc sức khoẻ của mình nhưng phải báo cáo ngay với người phụ trách công trình - - - - - - - Trang 141
  • 142. TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Báo cáo nghiên cứu phương pháp luận xác định các phản ứng động của chân đế dàn khoan công trình biển cố định chịu tác động của tải trọng sóng và dòng chảy - Hà Nội, 1992 - Trung tâm KTXD công trình biển CERATMER2. Động lực học công trình biển. Hà Nội, 1999 - Nguyễn Xuân Hùng3. Offshore Fixed Platform Designing Procedure - John Brown4. API RP2A WSD - 21st edition, December 2000 - Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms.5. DNV - Rules for Classification of Fixed Offshore Structures6. AISC - Specification for the Design, Fabrication, and Erection of Structure Steel for Buildings, Allowable Stress Design.7. ANSI/AWS D 1.1 - Steel Structural Welding Code8. ISO 13819-2. Part 2 : Fixed stell structures9. BK 7, 9, 10, 11 Platform - Drawings of Jacket & MSF Structure10. BK 7, 9, 10, 11 - Drawings of Living Quarter Platform11. Drawings of Bridge between BK 7, 9, 10, 11 Platforms and Living Quarter Platforms12. Central Processing Platform - Drawings of Jacket & MSF Structure13. Seasam - User’s Manuals14. Lloyds Register: Rules and Regulations for the Classification of Floating Offshore Installation at a Fixed - Part 4: Steel Unit Structures.15. Environmental Design Criteria. Extreme Condition for the “Bach Ho” - “Rong” field South-East Offshore VietNam (JV “VIETSOVPETRO”, SDPI, Vung Tau, 1997). - - - - - - - Trang 142
  • 143. gd,t DANH MỤC CÁC BẢN VẼ - STT TÊN BẢN VẼ SỐ HIỆU KHỔ GIẤY 1 TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐATN - BK10 - 01 A1 & A3 2 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 1 ĐATN - BK10 - 02 A1 & A3 3 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 2 ĐATN - BK10 - 03 A1 & A3 4 QUY ĐỊNH HÀN ĐATN - BK10 - 04 A1 & A3 5 QUY ĐỊNH CẤU TẠO NÚT - TRANG 1 ĐATN - BK10 - 05 A1 & A3 6 QUY ĐỊNH CẤU TẠO NÚT - TRANG 2 ĐATN - BK10 - 06 A1 & A3 7 KẾT CẤU PANEL 1 VÀ PANEL A ĐATN - BK10 - 07 A1 & A3 8 KẾT CẤU PANEL 2 VÀ PANEL B ĐATN - BK10 - 08 A1 & A3 9 MẶT NGANG KCĐ TẠI CAO TRÌNH (+) 5.000 ĐATN - BK10 - 09 A1 & A3 10 MẶT NGANG KCĐ TẠI CAO TRÌNH (+) 14.000 ĐATN - BK10 - 10 A1 & A3 11 MẶT NGANG KCĐ TẠI CAO TRÌNH (+) 33.000 ĐATN - BK10 - 11 A1 & A3 12 MẶT NGANG KCĐ TẠI CAO TRÌNH (+) 49.500 ĐATN - BK10 - 12 A1 & A3 13 CẤU TẠO CỌC VÀ CÁC CHI TIẾT ĐATN - BK10 - 13 A1 & A3 14 LIÊN KẾT GIỮA CỌC VÀ KCĐ ĐATN - BK10 - 14 A1 & A3 15 CHI TIẾT ỐNG CHUYỂN TIẾP ĐATN - BK10 - 15 A1 & A3 16 SÀN CHỐNG LÚN VÀ CÁC CHI TIẾT ĐATN - BK10 - 16 A1 & A3 17 PACKER VÀ CÁC CHI TIẾT ĐATN - BK10 - 17 A1 & A3 18 QUY TRÌNH THI CÔNG KCĐ TRÊN BÃI LẮP RÁP ĐATN - BK10 - 18 A1 & A3 19 QUY TRÌNH THI CÔNG KCĐ TRÊN BIỂN ĐATN - BK10 - 19 A1 & A3 20 TIẾN ĐỘ THI CÔNG KCĐ ĐATN - BK10 - 20 A1 & A3 - Trang 143