Bộ môn cảng đường thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng Bộ môn cảng đường thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng Phần mở đầu Thuần lợi và khó khăn I, Thuần lợi Về địa hình và thuỷ địa hình Địa điểm định xây dựng cảng nằm tron[.]
Trang 1Bộ môn cảng - đường thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Phần mở đầu
Thuần lợi và khó khăn
I, Thuần lợi
Về địa hình và thuỷ địa hình
- Địa điểm định xây dựng cảng nằm trong vùng được bảo vệ từ ba phíacủa một biển kín bờ là bờ lõm
- Có độ sâu lớn thuận lợi cho giao thông đường thuỷ đi lại dễ dạng, cókhả năng đáp ứng được tầu tải trọng lớn vào trong cảng
- Gần thành phố thuận lợi cho giao thông đường bộ và đường sắt dễ dànggiao lưu giữa cảng và khu vực dân cư thuận lợi cho phát triển khu vựccảng
- Lãnh thổ phía sau bến (khu đất) là một khoảng đất rộng thuận lợi cho bốtrí khu vực cảng: khu bốc xếp, khu vực nhà kho, khu vực chu chuyển,khu vực giao thông cảng
- Lãnh thổ sau bến (khu nước) là một vùng biển kín có độ dốc lớn và khásâu thuận lợi cho làm cảng nước sâu
- Các công trình phụ trợ như đê, kè cũng dễ dàng làm do khu vực cóđường bờ khá thẳng, chiều dài lớn
Về địa chất
- Khu vực này có địa chất khá tốt trên cùng là lớp cát trung bình pha cuội, tiếp đến là lớp đá nứt nẻ, sứ chịu tải của lớp đất này rất tốt: 50KG/cm2
về khí tượng thuỷ văn
- Ảnh hưởng của thuỷ triều đến khu vực này không lớn
Khi có gió bão nước dâng cao là 0.5m
Về tình hình dân cư – kinh tế
- Đây là vùng công nghiệp và thương mại lâu đời nền công nghiệp đáng
kể ở đây là sản xuất xi măng và chế tạo máy Sản xuất công nghiệp đượcdùng trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài Bao quanh là vùng nôngnghiệp rộng lớn, có thể đáp ứng cho khu vực và xuất khẩu
- Cảng nằm trong khu vực thành phố nên việc cung cấp điện nước, mạnglưới giao thông đều thuận lợi
II, Khó khăn
Về địa hình và thuỷ địa hình
Phía Đông của vùng là một dãy núi, phía Tây là một thành phố đông dân,phía Nam và Đông Nam thông ra biển chịu tác động của sóng gió gâykhó cho việc xây cảng
Về khí tượng thuỷ văn
SVTH: Nguyễn Văn Định Lớp: 50CG2
Trang 2Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Khí hậu vùng này một năm chia làm bốn mùa, về mùa Đông nhiệt độ hạxuống khá thấp Hướng gío thống trị là hướng Đông – Nam gây ra sónglớn đến 3m trong vùng Đồng thời về mùa hè có gío đột xuất thổi từ phíaĐông mang theo hơi nóng và nhiều bụi
Lượng mưa trong năm tương đối ít Số ngày nghỉ việc trong năm lên đến
40 ngày trong năm
Các phương án bố trí vị trí khu bến dựa trên hướng của bình đồ
Phương án 1: bố trí theo hướng Đông Nam – Tây Bắc
Phương án 2: bố trí theo hướng Tây Nam – Đông Bắc
Phương án 3: bố trí theo hướng Đông Đông Nam – Tây Bắc Bắc
cả ba phương án trên đều bố trí theo dải đường bờ của bình đồ và có bếndầu bố trí riêng biệt
Trong ba phương án trên ta chon phương án 1 do các điều kiện thuận lợisau:
- Gần thành phố thuận lợi cho giao thông đi lại dễ dàng phát triểncảng
- Phía trước là khu đất rộng thuận lợi cho việc xây dựng khu đấtcảng và thuận lợi cho công tác bốc xếp hàng vào cảng được dễ dàng
- bố trí bến dầu cách xa các bến khác gần vùng núi khả năng ảnhhưởng đến các bến khác không lớn và ở cuối hướng gió tránh đượchoả hoạn nếu có tai nạn
- chiều dài đường bờ khá lớn có thể bố trí được nhiều khu bến gầnnhau thuận lợi cho công tác bố trí cảng và công nghệ bốc xếp
- chiều sâu khu nước trước bờ lớn có thể làm cảng nước sâu vàkhông phải lạo vét
Chương I: Phân chia khu bến
- Dựa vào số liệu loại hàng, tính chất của chúng, các yêu cầu bốc xếp bảoquản mà chia cảng thành nhiều khu bến khác nhau
Để đảm bảo phục vu, dự kiến sẽ bố trí mỗi loại hàng một khu bến Khubến khách được bố trí tách biệt với khu hàng, và được bố trí ở đầu hướnggió chủ đạo, trước bến theo hướng dòng chảy
SVTH: Nguyễn Văn Định-11982.50 Lớp 50CG2 2
Trang 3Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Phương án 1
Bảng I.1: Bảng phân chia khu bếnSTT Khu bến Loại hàng hoặc tuyến
Đường Quảng Ninh Tàu 200 chỗ
Phương án 2
Bảng I.2: Bảng phân chia khu bếnSTT Khu bến Loại hàng hoặc tuyến
Đường Quảng Ninh Tàu 200 chỗ
Phương án 3
Bảng I.3: Bảng phân chia khu bếnSTT Khu bến Loại hàng hoặc tuyến
Đường Quảng Ninh Tàu 200 chỗ
SVTH: Nguyễn Văn Định-11982.50 Lớp 50CG2 3
Trang 4Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
- Ta chon phương án 1
Lí do chon phương án
Cảng được xây dựng với mục đích là đầu mối trung chuyển, xuất nhậpnhiều loại hàng khác nhau, mỗi loại hàng đều có đặc điểm và tính chấtkhác nhau do đó yêu cầu bốc xếp và bảo quản cũng khác nhau, đồng thờicảng còn phục vụ nhu cầu đi lại của khác Do những yêu cầu trên nên cầnphải bố trí xây dưng bến khách, bến hàng cho từng loại hàng riêng rẽ đểthuân lợi cho khách đi lại, thuận tiện cho việc thực hiện các công tác trênbến và đáp ứng được những nhu cầu đặt ra
Nguyên tắc phân chia khu bến dựa vào khối lượng hàng của từng khu bếnQ(T/năm) và khả năng cho phép của khu bến P (T/năm) Trong mỗi khubến luôn luôn đảm bảo Q < P
Dự kiến khu bến khách bố trí riêng rẽ và mỗi loại hàng hoá được bố trímột khu bến riêng Tận dung cầu tầu cũ cùng với đặc điểm địa hình cũngnhư khí tượng thuỷ văn cùng với nhu cầu bốc xếp, an toàn, phòng hoảhoạn…
Dựa vào điều kiện thuận lợi và khó khăn của cảng như đã phân tích ở trên
và hướng gió chính là hướng Đông – Nam thổi từ ngoài biển vào mà ta
bố trí sao cho gió không đưa khói bụi từ các loại hàng như xi măng, haygây ra các đám cháy từ các loại hàng dầu thô gây ảnh hưởng đến cảng vàkhu vực thành phố phía sau cảng
Ta bố trí theo thứ tự bảng 1 trên
Chương II: Các đặc trưng cơ bản của bến
2.1 Chiều sâu của bến:
H = T + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5
Trong đó
H: Chiều sâu thiết kế
T:Mớn nước của tầu tính toán khi chở đầy hàng
Z1: Độ sâu dự trữ dưới lường tầu phụ thuộc tính chất của đất đá, chiềudài tàu, loại tàu Trong bảng V-1-Trang 78-QHC
Z = f(bùn, đá, loại tàu, Ltàu) Z1 = 0.3 ÷ 0.6
Z2: Độ dự trữ do sóng Z2 = 0.3hs-Z1( nếu Z2<0, thì chọn Z2 = 0)
hs: chiều cao của sóng trong bể cảng
Z3: Độ dự trữ do quá trình chạy tàu
Z3 = kv trong đó k: hệ số kinh nghiệm trong thiết kế cảng k =0.017÷0.033
bảng quan hệ giữa k và chiều dài tàu
SVTH: Nguyễn Văn Định-11982.50 Lớp 50CG2 4
Trang 5Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Z4: Độ dự trữ dưới tàu xét đến khả năng bồi lắng, nạo vét phù xa, phụthuộc vào phương tiện nạo vét
( Z4 không nhỏ hơn 0.5 thường lấy = 0.5)
Z5: Độ dự trữ dưới lườn tàu do quá trình lạo vét không đều gây ra
Mực nước cao thiết kế là: 1.5m
chọn theo tiêu chuẩn chính:
a = 1m( a: độ vượt cao mét bến ) do ảnh hưởng của sóng đến khu vựcnày không lớn lắm
Lb: chiều dài của bến
Lt: chiều dài lớn nhất của tàu tính toán
d: khoảng cách an toàn giữa 2 tàu liền nhau để đam bảo thuận lợi cho tàu
ra vào và cập bến (m).( tra bang VI-1-T91-QHC)
kết quả tính toán cho từng bến nhu bảng sau:
SVTH: Nguyễn Văn Định-11982.50 Lớp 50CG2 5
Trang 6Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
2.5 Diện tích khu nước
Trong đồ án ta tính với tuyến bến thẳng, tàu chạy một chiều
Tất cả các loại tầu đều là tự hành không có tàu lai dắt
2.5.1 Vùng chờ đợi tàu: là khu nước chờ đợi của tàu trước khi vào cảng hoặc tàu chờ đợi hàng
Ωchờ = ntv ωchờ
ntv = 2Qn.kth.Tđ/Tn.Gt
Trong đó:
Nchờ: số tàu đồng thời đậu trên một vũng
Q: lượng hàng bốc xếp trong năm
Kth: hệ số không đều
Tn: thời gian khai thác cảng trong năm
Tđ: thời gian đỗ tàu trên vũng
2 : số tàu đến và đi
Gt: tải trong tầu
Thông thường thời gian chờ đợi tàu không đến 2 ngày thì ntv = 1
ωchờ = (2B + Bt).(2d +Lt)
B = 1.5Bt: khoảng cách đi lại của các tàu
d = 5H: chiều dài neo của tàu biển
H: chiều sầu của khu nước thả neo
2.5.2 khu bốc xếp hàng và chay tàu: khu này được bố trí ngay sát bến vừađảm bảo cho tàu bốc xếp vừa đảm bảo cho tàu đi lại dọc bến
Áp dụng cho bến bố trí thẳng chạy dài đường bờ
chiều rộng của đường bờ tính cho trường hợp số bến <3
Bn : bề rộng tàu nạp nhiên liệu, chọn tàu tiếp tự hàng (Bn = 9m)
Bl: bề rộng tàu lai dắt, chọn loại tàu có sức đẩy lớn và vừa
Trang 7Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
cho nên từ cửa cảng trở vào khu nước cần có chiều dài tối thiểu để tàu giảm tốc độ :
Dt: lượng thoát nước của tàu (T)
N: công suất của máy tàu( mã lực)
-Khi có tàu lai dắt:
Dqv = 1.25Lt + 150(Lt<200T)
Dqv = 2Lt (Lt>200T)
SVTH: Nguyễn Văn Định-11982.50 Lớp 50CG2 7
Trang 8Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Bảng 2.1: các đặc trưng cơ bản của cảng
Z3
(m)
Z4
(m)
Z5
(m)
H(m) (m)Zđ (m)d (m)Lb Zđ’(m)
Trang 9Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Bảng 2.2: Kích thước của cảng
vòng tàuDt
Trang 10Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
2.6 Diện tích khu đất cảng
Khu đất cảng bao gồm diện tích liền kề với tuyến bến( lãnh thổ trước bến) trên
đó thực hiện công tác hàng hoá còn được gọi là lãnh thổ vùng hàng và phần diện tích ngoài vùng hàng của cảng( lãnh thổ phía sau) trên đó bố trí các yếu tố phục vụ cho công tác hàng hoá cảng
2.6.1 lãnh thổ trước cảng: chia lam 3 vùng
- vùng trước bến
A: bề rộng đảm bảo an toàn cho mét bến khi tàu va đập cũng như đảm bảo
an toàn cho quá trình bốc xếp hàng hoá khi tàu đậu ở mực nước cao
A = 2.25; 2.5; 2.75
B: bố trí cần trục trong đó có đường đi lại hoặc đường sắt
Bcần trục = 6m ứng với 1 đường sắt đi qua
10.5m ứng với 2 đường sắt đi qua
15.3m ứng với 3 đường sắt đi quaNgoài ra những bến chuyên dụng bến container >16m
C: vùng kho bãi hàng năm trong tầm hoạt động của cần trục
Dao động từ 20-30m phụ thuộc vào tầm với của cần trục
được chia làm 3 vùng
C1: từ 10-15m phụ thuộc đường giao thông đi lại ( 1-2 chiều)
chọn bề rộng phụ thuộc vào cấp đường C2: bãi để hàng tạm thời hoặc các loại hàng bảo quản hở dao động từ 5-14m
C3: vùng cho tầm hoạt động của các xe nâng hàng và vận chuyển hàng hoá vào trong kho Dao động từ 6-10m
-vùng kho hàng (vùng D) : kho hàng phụ thuộc vào kích thước của kho hàng dao động từ 6-60m, kích thước kho hàng được định hình và tra phụ lục QHC
- vùng sau kho:
Vùng E: vùng bốc xếp sau kho
Vùng f: vùng sau kho thứ 2 nếu có
Vùng I: vùng giao thông sau cảng phụ thuộc vào cấp đường tra bảng bao gồm hàng cây , tường rào
Trang 11Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch
cảng
Chương III: chọn thiết bị và tính toán năng suất
III.1, chọn thiết bị:
Mục đích sử dụng, chọn lựa chọn thiết bị:
- cơ giới hoá công việc bốc xếp
- Giảm thời gian tau đợi chờ, chi phí dịch vụ cảng
- Giảm giá thành bốc xếp vận tải
- Tăng khả năng thông qua bến( chiều dài bến diện tích kho bãi giảm)
- Hàng Container
Phương án: tàu – kho
chiều cao đống hàng hđ = 13m, chiều cao giới hạn toa xe hb = 4.8m, cần cẩu
cổng loại kpg-15, có sức nâng Q = 15(T) , tầm với 7.5÷30m
Hn = CTĐB-MNTB + Hđ/2 = 2.5 - 1.5 + 6.5 +0.5 = 8m
Hh = 0.5Phương án: tàu – toa
Hn = CTĐB - MNTB + 4.8 + 0.5 = 2.5-1.5 + 4.8 + 0.5 = 6.3m
Hh = hb/2 + 0.5 = 4.8/2 + 0.5 = 2.9m
SVTH: Nguyễn Văn Định – 11982.50 Lớp 50CG211
Trang 12Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Phương án: kho – tàu
Hn = 0.5m
Hh = CTĐB-MNTB + hđ/2 + 0.5 = 8mPhương án: toa – kho
Hn = 0.5m
Hh = hb/2 + 0.5 = 4.8/2 + 0.5 = 2.9m
- Hàng Lương thực
Phương án: tàu - kho
chọn chiều cao đống hàng hđ = 5m, chiều cao giới hạn toa xe hb = 4.8m, cần cẩu cổng loại kpg-10 có sức nâng Q = 10(T), tầm với 7.5÷30m
Hn = CTĐB-MNTB + 4.8 + 0.5 = 2.5-1.5 + 4.8 + 0.5 = 6.3m
Hh = hb + 0.5-hđ/2 = 4.8 + 0.5-2.5 = 2.8mPhương án: tàu – toa
Hn = CTĐB-MNTB + 4.8 + 0.5 = 6.3m
Hh = hb/2 + 0.5 = 4.8/2 + 0.5 = 2.9m
- Hàng xi măng và thuỷ sản
Phương án: kho - tàu
Chon chiều cao đống hđ = 5m, chiều cao giới hạn toa xe là hb = 4.8m, cần cẩu cổng loại kpg-10 có sức nâng Q = 10(T) , tầm với 7.5÷30m
Trang 13Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
t7: thời gian khoá móc có hàng
t8: thời gian đặt hàng và tháo móc khỏi hàng
t9: thời gian khoá móc không có hàng
t10: thời gian đặt và tháo móc không có hàng
t11: thời gian thay đổi tầm với
v: vận tốc nâng của cần trục
n: tốc độ quay của cần trục
4”, 6”: thời gian nhả phanh và hãm phanh
Năng suất của máy làm việc theo chu kì:
P = 3600.g/Tck
P:năng suất kĩ thuật của máy (T/h)
g: khối lượng hàng bốc được sau mỗi chu kì (T)
T: chu kì của máy (s)
B,cần trục giàn chuyên dụng: xếp dỡ với quy mô lớn
chọn loại thế hệ 1 có các đặc trưng sau:
nâng (m) Qmax(T) Công suấtkhai thác
(TUE/h)
C, chu kì xe vạn năng
T = ( t1 + t2 + t3 + … + t11) (s)
: hệ số xét đến sự hoàn thiên quá trình làm việc ( chon = 0.7)
t1: thời gian lấy hàng: 10÷15”
t2: thời gian quay vòng góc: = 90 t2 = 6÷8
= 180 t2 = 10÷15
t3: thời gian di chuyển hàng
t4: thời gian chuẩn bị đặt hàng 2÷3 (s)
t5: thời gian nâng hàng lên cao
t6:thời gian đặt hàng vào đống t6 = 5÷8
SVTH: Nguyễn Văn Định – 11982.50 Lớp 50CG213
Trang 14Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
t7: thời gian rút vít ra khỏi hàng t7 = 2÷3
t8: thời gian hạ vít xuống dưới
t9: thời gian quay vòng không có hàng( lây = t2)
t10: thời gian di chuyển trở về
t11: thời gian bấm lấy đà mở máy t11 = 6÷8
Chọn năng sất rót dầu cho tàu là Dm= 70T/h
Thời guan hút rót cho một tàu :
tbx= Dt/Dm = 7000/50=100(h)Thời gian phụ cho một tàu : tp = 11 (h)
Lượng hàng trong một tháng: Qth= Qn.k/tth = 250000.1,2/12 = 25000 (t)
số bến
Nb=Qth(tbx +tp)/720.Dt.kb.kt = 25000.(11 +100)/720.7000.0,65.0,9 = 0.94vậy ta chọn Nb=1
E, Thiết bị hút khí nén:dùng để vận chuyển các loại vật liệu nhỏ hạt, rời, khô (
xi măng, hạt, thóc, gạo v v )
Năng suất của thiết bị được tính như sau:
Pc = Qn.K/(720.Tn.Kb.Kt.Kbx)Trong đó:
Pc: năng suất của thiết bị (T/h)
Qn: lượng hàng thiết kế của cảng (T) trong năm
K: hệ số không đều của lượng hàng trong tháng
720: số giờ trong 1 tháng
Tn: thời gian khai thác của cảng trong năm ( tháng) Tn= 12(tháng)
Kb: hệ số bận bến của tàu chọn Kb=0.65
Kt: hệ số sử dụng thời tiết trong tháng Kt= (720-t)/720
t: số giờ thời tiết sấu trong tháng t=40/12=3.3 ngày Kb=0.9
SVTH: Nguyễn Văn Định – 11982.50 Lớp 50CG214
Trang 15Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Kbx: hệ số sử dụng thời gian bốc xếp của tàu
: trọng lượng riêng của hàng (T/m3)
:hệ số ; = (2÷5).10-5 trị số nhỏ nhất đối với hạt nhỏ và thô
Lvc: tổng chiều dài vận chuyển hàng
Lvc = Ln + Lđ +Lc
Ln: tổng chiều dài đường ống nằm ngang (m)
Lđ: tổng chiều dài đường ống thẳng đứng
Lc: tổng chiều dài đường ống chỗ cong và khuỷu nối
F: Băng truyền xích: dùng để xuất xi măng dạng bao lên tàu
Công xuất của băng
P = 3600.F..VTrong đó:
F: diện tích tiết diện ngang của băng (m2)
F = .b.h =b2/ chọn =3b: chiều rộng băng chọn, b = 0.6m
h: chiều cao băng (m)
Trang 16Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
Chương IV: Tính toán số lượng bến cho mỗi khu bến
IV.1:TCTK cảng biển
Thời gian bốc xếp hàng của một tàu: tbx = Dt/Mg (giờ)
Thời gian thao tác phụ của 1 tàu tp= 2-13( giờ) tra theo các phụ lục
năng suất bốc xếp của các thiết bị:
Mg = ( P1.x1 + P2.x2)gđvmtgkt
P1,P2: Năng suất bốc xếp của thiết bị trên và dưới tàu (T/h)
x1,x2: số lượng thiết bị tham gia bốc xếp ở trên bờ và dưới tàu, chọn x2=0
tg = 0.7÷0.87 hệ số sử dụng thời gian trong ngày, chọn tg=0.7
vm = 0.95 hệ số vướng mắc, tính với số đường hàng bằng số hầm tàu
gđ = 0.85÷0.9 hệ số sử dụng máy, chọn gđ=0.85
kt = 0.85÷0.9 hệ số đầy hàng trong khoang tàu, chọn kt = 0.9
Năng suất thiết bị trước bến P1 = Ptr.Pk/((1-).Pk + Ptr) (t/h)
Trong đó Ptr, Pk năng suất của thiết bị phục vụ bốc xếp trưc tiếp vào toa xe
và vào trong kho (t/h) , ta chọn Ptr = Pk
khả năng cho phép trong 1 ngày đem của bến
Png = 24.Dt/(tbx + tp)
Trong đó: Dt trọng tải tàu tính toán
tbx: thời gian bốc xếp hàng của 1 tàu tính bằng giờ
tp :thời gian thao tác phụ của 1 tàukhả năng cho phép trong 1 tháng của bến
Pth = 30.Png.kb.kt (t/th)Trong đó: Png: khả năng cho phép của 1 bến trong 1 ngày đêm của 1 bến
` kt: hệ số ảnh hưởng do thời tiết xấu
kt = 720-tt/720
tt: thời gian nghỉ do thời tiết xấu tt=40 ngày trong năm kt=0.9
kb: hệ số bến tra bảng có kb =0.65
SVTH: Nguyễn Văn Định – 11982.50 Lớp 50CG216
Trang 17Bộ môn cảng đường - thuỷ Đồ án Quy hoạch cảng
lượng hàng trong 1 tháng
Qth=Qn.k/tth ( t/th)Trong đó:
k: hệ số không đều lượng hàng
tth: số tháng hoạt động trong năm, chọn 12 tháng