Tiêu chuẩn và chú giải đối với các công trình cảng ở nhật bản Phần 1 ppt

Hôị cảng - đờng thuỷ - thềm lục địa Việt NamTiêu chuẩn kỹ thuật công trình cảng Nhật Bản tập 1 technical standards and commentaries for port and harbours facilities in japan volum

Tiêu chuẩn

kỹ thuật v

chú giải

đối với các công trình cảng

ở Nhật Bản

hội cảng - đờng thuỷ v thềm lục địa Việt Nam

centre of

vapo

vapo

&

T p

1

Hôị cảng - đờng thuỷ - thềm lục địa Việt Nam

Tiêu chuẩn

kỹ thuật công trình cảng Nhật Bản

tập 1

technical standards and

commentaries for

port and harbours facilities in japan

volume 1

Tháng 2 Năm 2004

Hội Cảng - Đơng thuỷ - Thềm lục địa Việt Nam

Tiêu chuẩn ny đợc dịch từ bản tiếng Anh “Technical Standards and Commentaries for Port and Facilities in

thuỷ - Thềm lục địa Việt Nam (VAPO) với Viện Phát triển Ven biển Nớc ngoi Nhật Bản (OCDI) v Hiệp hội Hợp tác Cảng Nớc ngoi Nhật bản (JOPCA) trong thời gian 2002 -

2004

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn Kỹ thuật Công trình cảng Nhật Bản đợc dịch ra tiếng Việt l kết quả của Chơng trình hợp tác (từ tháng 5/2002 đến tháng 2/2004) giữa Hôi Cảng Đờng thuỷ

-Thềm lục địa Việt Nam (VAPO) với Hiệp hội Hợp tác Cảng Nớc ngoi Nhật Bản (JOPCA)

& Viện Phát triển Ven biển Nớc ngoi Nhật Bản (OCDI)

Bộ Tiêu chuẩn ny dịch từ “Technical Standards and Commentaries for Port and Habour Facilities in Japan.” - January, 2002, l bộ Tiêu chuẩn mới nhất, đợc bổ sung v cập nhật khá hệ thống v đồng bộ hơn nhiều so với hai lần xuất bản trớc đây (1980 v 1988)

Tham gia dịch, hiệu đính, biên tập bộ Tiêu chuẩn ny gồm các thnh viên của VAPO

(Bộ môn Cảng - Đờng thuỷ, Trờng đại học Xây dựng; Khoa Công trình thuỷ Trờng Đại học Hng hải; TEDI Port ; v một số hội viên cá nhân khác)

Bộ Tiêu chuẩn dịch ny đợc in thnh 2 tập :

Tập 1 : Gồm 4 phần:

Phần 1 Khái quát; Phần 2 Các điều kiện thiết kế; Phần 3 Vật liệu; Phần 4 Các cấu kiện bê tông đúc sẵn

Tập 2: Gồm 7 phần:

Phần 5 Nền móng; Phần 6 Luồng tu v khu nớc ; Phần 7 Công trình bảo vệ cảng ; Phần 8 Công trình bến; Phần 9 Các công trình khác trong Cảng; Phần 10 Bến chuyên dụng; Phần 11 Bến du thuyền

Chúng tôi hy vọng rằng Bộ Tiêu chuẩn ny sẽ đáp ứng phần no cho các chuyên gia

đang lm công tác t vấn, xây dựng, nghiên cứu v giảng dạy ngnh xây dựng Cảng - Đờng thuỷ Việt Nam v l một trong những bớc đi để Việt Nam sẽ có một bộ Tiêu chuẩn kỹ thuật

về Cảng - Đờng thuỷ chính thức bằng song ngữ Việt - Anh phù hợp với trình độ khu vực v thế giới

Khát vọng lớn lao, nhng khả năng về nhiều mặt rất hạn hẹp nên không thể không có sai sót trong dịch thuật, biên tập v in ấn Chúng tôi rất mong sự thông cảm v nhận đợc nhiều góp ý của độc giả

Hôi Cảng Đờng thuỷ - Thềm lục địa Việt Nam xin chân thnh cảm ơn:

- Sự giúp đỡ quí báu v có hiệu quả của JOPCA v OCDI

- Sự tham gia nhiệt tình của các cá nhân v tập thể trong việc dịch, hiệu đính, biên tập v

in ấn

Hμ Nội, ngμy 28 tháng 01 năm 2004

Hội Cảng - Đờng thuỷ - Thềm lục địa Việt nam

Hội Cảng - Đờng thuỷ - Thềm lục địa Việt Nam

Tiêu chuẩn ny đợc dịch từ bản tiếng Anh “Technical Standards and

Commentaries for Port and Facilities in Japan” theo chơng trình hợp

tác giữa Hội Cảng - Đờng thuỷ - Thềm lục địa Việt Nam (VAPO) với Viện Phát triển Ven biển Nớc ngoi Nhật Bản (OCDI) v Hiệp hôị Cảng Nớc ngoi Nhật Bản (JOPCA) trong thời gian 2002 - 2004

Mục lục

Lời nói đầu

Phần I khái quát

Chơng 1 Các qui tắc chung I.1 1.1 Phạm vi áp dụng I.1

1.2 Các định nghĩa I.2 1.3 Các đơn vị S.I I.2 Chơng 2 Cao độ chuẩn cho công tác xây dựng I.4 Chơng 3 Duy tu I.5

Phần II Các điều kiện thiết kế

Chơng 1 Đại cơng II.1

Chơng 2 Tu II.4

2.1 Kích thớc của tu mục tiêu II.4 2.2 Các ngoại lực do tầu gây ra II.12 2.2.1 Tổng quát II.12 2.2.2 Cập bến II.12 [1] Năng lợng cập bến II.12 [2] Tốc độ cập bến II.14 [3] Hệ số lệch tâm II.17 [4] Hệ số khối lợng ảo II.18 2.2.3 Tu neo buộc II.19 [1] Chuyển động của tu neo buộc II.19 [2] Sóng tác động lên tu II.20 [3] Lực gió tác động lên tầu II.21 [4] Lực dòng chảy tác động lên tu II.22

>5@ Đặc trng tải trọng – biến dang của hệ thống neo tu II.24 2.2.4 Lực kéo tác động lên một trụ neo hoặc bích neo II.24

Chơng 3 Gió v áp lực gió II.27

3.1 Tổng quát II.27 3.2 Gió II.28 3.3 áp lực gió II.29 Chơng 4 Sóng II.31

4.1 Tổng quát II.31 4.1.1 Phơng pháp xác định sóng dùng trong thiết kế II.31 4.1.2 Sóng dùng trong thiết kế II.31 4.1.3 Tính chất của sóng II.33

>1] Tính chất cơ bản của sóng II.33

>2@ Các tính chất thống kê của sóng II.37

>3@ Phổ sóng II.38 4.2 Phơng pháp xác định các điều kiện của sóng

dùng trong thiết kế II.42 4.2.1 Các nguyên tắc để xác định các sóng nớc sâu

dùng trong thiết kế II.42 4.2.2 Phơng thức để có các thông số của sóng tính toán II.43

ii

-4.3 Dự báo sóng II.43 4.3.1 Tổng quát II.43 4.3.2 Dự báo sóng trong vùng phá sinh II.44 4.3.3 Dự báo sóng dâng II.48 4.4 Quá trình thống kê các dữ liệ quan sát v sóng đã dự báo II.49 4.5 Sự biến dạng của sóng II.52 4.5.1 Tổng quát II.52 4.5.2 Khúc xạ của sóng II.52 4.5.3 Nhiễu xạ sóng II.56 [1] Nhiễu xạ II.56 [2] Kết hợp khúc xạ v nhiễu xạ II.73 4.5.4 Sự phản xạ của sóng II.74 [1] Tổng quát II.74 [2] Hệ số phản xạ II.76 [3] Biến dạng của sóng ở các góc lõm, gần đầu đê chắn

sóng v xung quanh các đê chắn sóng tách riêng II.77 4.5.5 Sóng vo cạn II.80 4.5.6 Sóng vỡ II.80 4.6 Sóng leo, sóng trn v sự truyền sóng II.86 4.6.1 Sóng leo II.86 4.6.2 Sóng trn II.90 4.6.3 Sự truyền sóng II.97 4.7 Sự điều chỉnh sóng v phách song II.98 4.7.1 Sự điều chỉnh sóng II.98 4.7.2 Phách sóng II.100 4.8 Sóng chu kỳ di v sóng lừng II.100 4.9 Sóng trong bến cảng II.101 4.9.1 Yên tĩnh v xáo động II.101 4.9.2 Đánh giá độ yên tĩnh của bến cảng II.101 4.10 Sóng do tu II.102 Chơng 5 : Lực sóng II.108

5.1 Tổng quát II.108 5.2 Lực sóng tác động lên tờng thẳng đứng II.108 5.2.1 Các vấn đề quan tâm chung II.108 5.2.2 Lực sóng của các sóng đứng v sóng đang vỡ II.109 [1] Lực sóng dới đỉnh sóng II.109 [2] Lực sóng dới chân sóng II.114 5.2.3 áp lực xung do các sóng đang vỡ II.115 5.2.4 Lực sóng lên tờng thẳng đứng có phủ các khối bê tông

tiêu sóng II.108 5.2.5 ảnh hởng của cách bố trí đê chắn sóng đến lực sóng II.119 5.2.6 ảnh hởng của sự thay đổi đột ngột trong chiều sâu nớc

tới lực sóng II.120 5.2.7 Lực sóng trên tờng thẳng đứng gần bờ hoặc trên bãi II.121 [1] Lực sóng tại phía biển của đờng bờ II.121 [2] Lực sóng tại phía hớng về đất liền của đờng bờ II.121 5.2.8 Lực sóng lên một thùng chìm thẳng đứng hấp thụ sóng II.121 5.3 Khối lợng tảng đá bảo vệ v khối bê tông II.122 5.3.1 Đá bảo vệ trên mái dốc (Điều 48, Khoản 5 Thông báo) II.122 5.3.2 Khối bảo vệ trên lớp đệm móng của đê chắn sóng

hỗn hợp (Điều 48, khoản 5 Thông báo) II.129 5.4 Lực sóng tác động lên các cấu kiện hình trụ v

kết cấu riêng lẻ lớn II.131 5.4.1 Lực sóng lên cấu kiện hình trụ II.131

iii

-5.4.2 Lực sóng trên kết cấu lớn riêng lẻ II.134 5.5 Lực sóng tác động lên kết cấu nằm gần mực nớc tĩnh II.135 5.5.1 Lực đẩy nổi tác động lên tấm nằm ngang

gần mực nớc tĩnh II.135 Chơng 6 Thuỷ triều v các mực nớc khác thờng II.140

6.1 Mực nớc thiết kế (Điều 6 Thông báo) II.140 6.2 Thuỷ triều thiên văn II.141 6.3 Nớc dâng do bão II.142 6.4 Sóng thần II.144 6.5 Sóng đứng II.147 6.6 Mực nớc ngầm v hiện tợng thấm II.149 Chơng 7 Dòng chảy v lực dòng chảy II.153

7.1 Tổng quát II.153 7.2 Lực dòng chảy tác động lên các cấu kiện v các kết cấu

ngập nớc II.153 7.3 Khối lợng của đá bảo vệ v khối bê tông chống lại dòng chảy II.155 Chơng 8 Ngoại lực tác động lên một vật nổi v chuyển động của nó Ii.157

8.1 Tổng quát II.157 8.2 Ngoại lực tác động lên vật nổi II.158 8.3 Chuyển động của vật nổi v lực neo II.161 Chơng 9 Thuỷ lực cửa sông II.163

9.1 Tổng quát II.163 Chơng 10 Dòng bùn cát ven bờ II.170

10.1 Tổng quát II.170 10.2 Xói chung quanh kết cấu II.179 10.3 Dự đoán biến dạng bãi biển II.182 Chơng 11 Đất gốc II.186

11.1 Phơng pháp xác định các điều kiện địa kỹ thuật II.186 11.1.1 Nguyên tắc II.186 11.1.2 Chọn phơng pháp khảo sát địa chất II.187 11.1.3 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn II.187 11.2 Tính chất vật lý của đất II.187 11.2.1 Dung trọng của đất II.187 11.2.2 Phân loại đất II.188 11.2.3 Hệ số thấm của đất II.188 11.3 Tính chất cơ học của đất II.189 11.3.1 Hằng số đn hồi II.189 11.3.2 Tính chất cố kết II.190 11.3.3 Tính chất cắt II.193 11.4 Góc ma sát trong theo giá trị N II.196 11.5 áp dụng các phơng pháp thăm dò khác ngoi SPT II.197 11.6 Tính chất động lực của đất II.199 11.6.1 Môđun biến dạng động II.199 11.6.2 Tính chất cờng độ động lực II.202

Chơng 12 Động đất v lực động đất II.204

12.1 Tổng quát II.204 12.2 Sức bền động đất của các công trình trong cảng trong thiết kế II.205 12.3 Phơng pháp hệ số động đất II.207 12.4 Hệ số động đất tính toán II.207 12.5 Phân tích phản ứng động đất II.215 12.6 Phơng pháp biến dạng động đất II.218 Chơng 13 Sự hoá lỏng II.221

iv

-13.1 Tổng quát II.221 13.2 Dự đoán về hoá lỏng II.221 13.3 Các biện pháp chống hoá lỏng II.226 Chơng 14 ỏp lực đất v áp lực nớc II.227

14.1 áp lực đất II.227 14.2 áp lực đất trong các điều kiện bình thờng II.227 14.2.1 áp lực đất của đất cát trong các điều kiện bình thờng II.227 14.2.2 áp lực đất của đất dính trong các điều kiện bình thờng II.229 14.3 áp lực đất trong động đất II.229 14.3.1 áp lực đất của đất cát trong động đất II.229 14.3.2 áp lực đất của đất dính trong động đất II.230 14.3.3 Hệ số động đất biểu kiến II.233 14.4 áp lực nớc II.233 14.4.1 áp lực nớc d II.233 14.4.2 áp lực nớc động lực trong động đất II.234 Chơng 15 Tải trọng II.235

15.1 Tổng quát II.235 15.2 Trọng lợng bản thân v gia tải II.235 15.3 Tĩnh tải II.236 15.3.1 Tĩnh tải trong điều kiện thờng II.236 15.3.2 Tĩnh tải trong động đất II.236 15.3.3 Tải trọng phân bố không đều II.236 15.3.4 Tải trọng tuyết II.236 15.4 Hoạt tải II.237

15.4.1 Hoạt tải xe lửa II.237 15.4.2 Tải trọng xe ôtô II.237 15.4.3 Tải trọng thiết bị bốc xếp hng II.237 15.4.4 Hoạt tải vỉa hè II.237 Chơng 16 Hệ số ma sát II.239

16.1 Tổng quát II.239

Phần III Vật liệu

Chơng 1 Khái quát III.1

1.1 Chọn vật liệu III.1 1.2 Độ an ton của các cấu kiện kết cấu III.1

Chơng 2 Thép III.2

2.1 Vật liệu III.2

2.2 Các hằng số vật liệu thép dùng trong tính toán thiết kế III.2

2.3 ứng uất cho phép III.2 2.3.1 Tổng quát III.2 2.3.2 Thép kết cấu III.2 2.3.3 Cọc thép v cọc ván ống thép III.4 2.3.4 Cọc ván thép III.5 2.3.5 Thép đúc v thép rèn III.5

2.3.6 ứng suất cho phép đối với thép tại các vùng có hn v

các tiết diện nối III.6 2.3.7 Tăng ứng suất cho phép III.7 2.4 Khống chế han gỉ III.7 2.4.1 Tổng quát III.7 2.4.2 Mức độ ăn mòn của vật liệu thép III.8 2.4.3 Phơng pháp khống chế ăn mòn III.8 2.4.4 Phơng pháp bảo vệ catôt III.9 [1] Phạm vi ứng dụng III.9

v

-[2] Điện thế bảo vệ III.10 [3] Mật độ dòng bảo vệ III.10 2.4.5 Phơng pháp sơn phủ III.11 [1] Phạm vi áp dụng III.11 [2] Phơng pháp áp dụng III.12 [3] Lựa chọn phơng pháp III.12 Chơng 3 Bê tông III.13

3.1 Tổng quát III.13

3.2 Cơ sở của thiết kế dựa trên phơng pháp thiết kế trạng thái giới hạn III.13 3.3 Thiết kế dựa trên phơng pháp ứng suất cho phép III.16 3.4 Vật liệu bê tông III.17

3.5 Chất lợng v tính năng của bê tông III.18 3.6 Bê tông dới nớc III.20 Chơng 4 Vật liệu Bitum III.21

4.1 Khái quát III.21 4.2 Tấm đệm atphan III.21 4.2.1 Khái quát III.21 4.2.2 Vật liệu III.21 4.2.3 Tỷ lệ trộn III.22 4.3 Vật liệu lát mặt III.23

4.4 Atphan mattit cát III.23 4.4.1 Khái quát III.23 4.4.2 Vật liệu III.23 4.4.3 Tỷ lệ trộn III.23 Chơng 5 Đá III.25

5.1 Khái quát III.25 5.2 Đá hộc lm móng III.25 5.3 Vật liệu lấp III.26 5.4 Vật liệu lm nền dới lớp mặt III.26 Chơng 6 Gỗ III.27

6.1 Chất lợng gỗ III.27 6.1.1 Gỗ kết cấu III.27 6.1.2 Cọc gỗ III.27 6.2 ứng suất cho phép của gỗ III.27 6.2.1 Khái quát III.27 6.2.2 ứng suất cho phép của gỗ kết cấu III.27 6.3 Chất lợng gỗ dán III.27 6.3.1 ứng suất cho phép của gỗ dán III.27 6.4 Nối gỗ III.27 6.5 Bảo dỡng gỗ III.27 Chơng 7 Vật liệu khác III.28

7.1 Kim loại không phải l thép III.28 7.2 Chất dẻo v cao su III.28 7.3 Vật liệu phủ III.31 7.4 Vật liệu phun phụt III.32 7.4.1 Khái quát III.32 7.4.2 Tính chất của vật liệu phun phụt III.32

Chơng 8 Các ti nguyên có thể sử dụng lại III.33

8.1 Khái quát III.33 8.2 Xỉ III.33 8.3 Tro than III.34 8.4 Bê tông nghiền III.35

vi

-Phần IV Các cấu kiện bê tông đúc sẵn

Chơng 1 Thùng chìm IV.1

1.1 Khái quát IV.1

1.2 Xác định các kích thớc IV.2

1.3 Độ ổn định nổi IV.3

1.4 Ngoại lực thiết kế IV.3

1.4.1 Tổ hợp tải trọng v hệ số tải trọng IV.3 1.4.2 Các ngoại lực trong quá trình chế tạo IV.9

1.4.3 Ngoại lực trong quá trình hạ thuỷ v kéo nổi IV.9

1.4.4 Các ngoại lực trong quá trình lắp đặt IV.10

1.4.5 Các ngoại lực sau khi xây dựng IV.10 [1] Các tờng ngoi IV.10 [2] Bản đáy IV.12

[3] Các tờng ngăn v các bộ phận khác IV.13

1.5 Thiết kế các bộ phận IV.14

1.5.1 Tờng ngoi IV.14

1.5.2 Tờng ngăn IV.15

1.5.3 Bản đáy IV.15

1.5.4 Các phần khác IV.15

1.6 Thiết kế móc cẩu IV.15

Chơng 2 Khối hình L IV.16

2.1 Khái quát IV.17 2.2 Xác định kích thớc IV.15

2.3 Tải trọng tác động lên các bộ phận IV.17 2.3.1 Khái quát IV.17 2.3.2 áp lực đất IV.19 2.3.3 Tải trọng quy đổi cho tính toán thiết kế IV.19 2.4 Thiết kế các bộ phận IV.20 2.4.1 Tờng trớc IV.20 2.4.2 Đế tờng IV.21 2.4.3 Bản đáy IV.21 2.4.4 Bản chống IV.22 2.5 Thiết kế móc cẩu cho cẩu lắp bằng cần trục IV.22 Chơng 3 Khối rỗng IV.23

3.1 Khái quát IV.23 3.2 Xác định kích thớc IV.23 3.2.1 Hình dạng các khối thùng rỗng IV.23 3.2.2 Xác định các kích thớc IV.24 3.3 Tải trọng tác động trên khối thùng rỗng IV.24 3.3.1 Khái quát IV.24 3.3.2 áp lực đất lấp v áp lực nớc d IV.25 3.3.3 Qui đổi tải trọng để tính toán thiết kế IV.26 3.4 Thiết kế các bộ phận IV.26 3.4.1 Khối thùng rỗng hình chữ nhật IV.26 3.4.2 Các dạng khác của khối thùng rỗng IV.27 Chơng 4 Thùng chìm hấp thụ sóng dạng tờng đứng IV.30

4.1 Khái quát IV.30 4.2 Ngoại lực tác dụng lên các bộ phận IV.30 4.3 Thiết kế các bộ phận IV.32