BAN NOP DAO VAN HOANG

Công tác bốc xếp Container xuống tàu được thực hiện như sau:Hàng hóa được vận chuyển từ nơi sản xuất đến cảng bằng xe rơ mooc.20% lượng hàng được xe đưa thẳng đến các cẩu chuyên dụng SSG

MỤC LỤC

Trang

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ BỐC XẾP VÀ TÍNH TOÁN QUY MÔ CẢNG

II.2 Số lượng thiết bị bốc xếp và vận chuyển trên bãi 13

B THIẾT KẾ BẾN TÀU 30.000 DWT

III TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG DO TÀU LÊN CÔNG TRÌNH 44

VI.2 Khung dọc dưới ray cần trục ( dầm dọc chính ) 93

A QUY HOẠCH CẢNG

SỐ LIỆU ĐẦU VÀO: H 5 , L 5 ,T 6 _17_

Lượng hàng qua cảng : 280.000 TEU/ năm ( 3.920.000 T/ năm )

Phương thức vận chuyển : Đến -bộ

Đi- thủyTàu đến cảng là loại tàu container 30.000 DWT có thông số kỹ thuật sau:

(theo tiêu chuẩn OCDI)

 Chiều dài thiết kế tàu lớn nhất: Lt(max) = 218 m

 Chiều rộng thiết kế tàu lớn nhất : Bt( max) = 30.2 m

 Mớn nước đầy tải: Tf = 11.1 m

 Sức chở container : 1670 ( TEU)

Các thông số xếp hàng container trên tàu (theo loại tiêu chuẩn 20 feet)

+ Theo chiều rộng tàu : 13 dãy

+ Theo chiều cao tàu : - Dưới hầm tàu : 5 tần

- Từ boong tàu trở lên: 4 – 5 tầng

Những đặc trưng chủ yếu về hàng hóa thông qua cảng gồm các loại thùng container tiêu chuẩn 20 feet, 40 feet Trong đó :

 Tỷ lệ container 40 feet dự tính  35 ÷ 40%

 Tỷ lệ container loại 20 feet từ 60 ÷65%

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ BỐC XẾP VÀ

TÍNH TOÁN QUY MÔ CẢNGI/ CÔNG NGHỆ BỐC XẾP :

I.1 Thông số kỹ thuật container 20 feet

 Trọng lượng bản thân : 2,2 T

 Dài : 6,065 m

 Rộng : 2,438 m

 Cao : 2,438 m

 Dung tích chứa: 29,9 m3

 Diện tích 1 Container tiêu chuẩn : 14,8 m2

I.2 Thông số kỹ thuật container 40 feet

 Trọng lượng bản thân : 4,4 T

 Dài : 12,13 m

 Rộng : 2,438 m

 Cao : 2,438 m

 Dung tích chứa : 59,8 m3

 Diện tích 1 container tiêu chuẩn : 19,6 m2

I.2 Sơ đồ công nghệ nhập – xuất hàng hóa.

(Sơ đồ công nghệ bốc xếp bến Container)

Công tác bốc xếp Container xuống tàu được thực hiện như sau:

Hàng hóa được vận chuyển từ nơi sản xuất đến cảng bằng xe rơ mooc.20% lượng hàng được

xe đưa thẳng đến các cẩu chuyên dụng SSG tại bến để đưa hàng trực tiếp lên tàu 80% lượnghàng được xe kéo và xe rơ mooc đưa đến các bãi chứa hàng và kho, tại đây các xe rơ moócdừng lại dưới gầm cần trục bánh lốp (RTG) hoặc bên cạnh xe nâng thủy lực, công tác xếpchồng container tại kho bãi hoặc đưa lên xe để đi đến cẩu chuyên dụng được RTG và xe nângthủy lực đảm nhận

I.3 Thiết bị bốc xếp ở trước tuyến bến

Cần trục Container chuyên dụng Ship Shore Grantry :

 Sức nâng : Tải trọng với khung chụp chuẩn loại 10T, tự thay đổi khẩu độ dùng chocontainer 20 feet : 40T

 Tải trọng dưới móc nâng : 50T

 Tầm với max : + Tính từ tâm ray phía biển : 35m

+ Tính từ tâm ray phía bờ : 16m

 Độ cao nâng :

+ Chiều cao nâng dưới khung chụp tính từ mặt đường ray : 27m

 Khung cẩu :

+ Chiều cao khoảng không dưới dầm ngang : 13,5m

+ Khoảng trống giữa các chân (theo phương dọc ray) : 17m

 Số bánh xe :

+ Phía bờ :4 x 2 = 8

+ Phía biển : 4 x 2 = 8

+ Số bánh xe chủ động phía bờ : 4

+ Số bánh xe chủ động phía biển : 4

 Tốc độ hoạt động :

+ Nâng hạ tải 40 T dưới khung chụp : 50 m/phút

+ Nâng hạ khung chụp không tải : 120m/phút

+ Tốc độ di chuyển xe tời đầy tải : 120m/phút

+ Tốc độ di chuyển xe tời không tải : 150m/phút

+ Tốc độ di chuyển giàn cẩu : 46m/phút

 Tải trọng :

+ Điều kiện làm việc chịu tác động của gió và lực quán tính

+ Tải trọng tối đa góc phía biển : 3000 KN

+ Tải trọng tối đa góc phía bờ : 3000 KN

 Tổng trọng lượng cần cẩu : 620 T

 Aùp lực lớn nhất của bánh xe

 Năng suất nâng hạ container : 40 Teu/giờ

 Chiều rộng lớn nhất của toàn bộ cần cẩu theo phương dọc ray : 24,8 m

 Chiều dài di chuyển cần cẩu : +/ - 150 m

 Nguồn điện : sử dụng điện bờ

+ Tổng công suất tiêu thụ : 964 KW

+ Nguồn điện bờ xoay chiều : AC 15 kV +/ - 10%, 3 pha, 50 HZ+/-2%

I.4 Thiết bị bốc xếp trên bãi

I.4.1 Khung cẩu RTG

Bốc xếp container có hàng xuất nhập : Sử dụng thiết bị cẩu khung RTG: bố trí 6 hàngcontainer, bố trí 1 làn xe ô tô chạy dưới khung cẩu Xếp được 4+1 tầng container

 Tải trọng nâng hàng : 40T

 Khẩu độ cổng trục : 23,47m

 Khoảng cách di chuyển xe con :19,07m

 Số bánh xe : 8 bánh (2 bánh trên mỗi chân)

 Tải trọng của bánh xe: - Không tải :19T

- Có tải :28.2T

 Tốc độ nâng hàng - Không tải : 40m/phút

- Có tải : 17m/phút

 Tốc độ di chuyển xe con : 70m/phút

 Tốc độ di chuyển giàn cần trục : 90m/phút

I.4.2 Xe nâng container Omega 7ECH SP

 Sức nâng loại Container 20  40 feet

 Chiều cao nâng max : 18,9 m

 Tốc độ nâng : 0,65 m/s

 Tốc độ di chuyển xe : 27 km/h

o Tốc độ di chuyển khi có hàng : 90 m/phút

I.4.3 Xe Nâng Điện

Sức nâng 1,6 - 2,5 tấn dùng nâng các kiện hàng trong container ở kho CFS

I.4.4 Xe đầu kéo chuyên dụng Tractor-Trailer tương đương xe tải H30

Đặc tính kỹ thuật của xe tải H30 như sau :

 Tải trọng trục bánh sau :12T

 Tải trọng trục bánh trước : 6T

 Bề rộng bánh trước : 0,3m

 Chiều dài tiếp xúc : 0,2m

Khoảng cách tim trục xe : 6m + 1,6m

 Khoảng cách tim bánh xe :1,9m

II TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG THIẾT BỊ

II.1 Xác định số lượng cần trục SSG trên bến

II.1.1 Năng lực thông qua của cảng trong một giờ

3600.q

pk  Tck

Trong đó

 Pk : Năng lực bốc xếp của bến trong 1 giờ ( TEU/giờ )

 q : Khối lượng một mã hàng, TEU

PHẦN I Tck :Chu kỳ làm việc của cần trục container chuyên dụng SSG :

Tvc2 : Thời vận chuyển không hàng từ xe tới tàu

Tvc2 = L/Vvc = (17 + 18)/150 = 0,233 phút = 14 s

Tk : Thời gian thực hiện các thao tác khác, Tk = 45 s

 Chu kỳ làm việc của cần trục Container chuyên dụng là :

II.1.2: Lượng hàng lớn nhất qua cảng trong một giờ

Theo mục VI -3/ trang 100_Sách “Quy hoạch cảng” , ta có :

Qh max = T c t Q .n.k kd.k

Trong đó :

 Qh max : Lượng hàng lớn nhất qua cảng trong 1 giờ (TEU/giờ)

 Qn : Lượng hàng qua cảng, Qn = 280.000 (TEU/năm)

Giả sử tỷ lệ container 40 feet dự tính 35%; loại 20 feet là 65%

 Kkđ : Hệ số không đều của lượng hàng qua cảng trong 1 tháng

Tra bảng VI_3 Sách “Quy hoạch cảng” lấy với đặc trưng của nguồn hàng là:

Nguồn hàng trong và ngoài nước ( cơ sở hợp đồng lâu dài )  Kkđ = 1,2

 Tn : Thời gian khai thác của cảng trong một năm,Tn = 355 ( ngày)

 tg : Thời gian làm việc thuần tuý trong 1 ca có kể đến sự không liên tục của côngnghệ bốc xếp : tg = 7 ( giờ )

 c =3 : Số ca làm việc trong 1 ngày

 kbb : Hệ số bến bận Theo sách “Quy hoạch cảng”, thì trong tính toán sơ bộ có thể lấy

kbb = 0,7  0,85 – đối với tàu đi theo tuyến Chọn kbb = 0,85

 Số cần trục cần thiết cho một bến là : Qhmax

nSSG

Pk



 Qhmax : Lượng hàng lớn nhất qua cảng trong 1 giờ (TEU/gjờ)

 Pk : Năng lực bốc xếp của bến trong 1 giờ ( TEU/giờ )Vậy ta chọn số cần trục SSG tại bến là : 2 ( cần trục)

II.2: Số lượng các thiết bị bốc xếp và vận chuyển trên bãi

Theo số liệu lượng hàng hóa thông qua cảng, chỉ có 80% lượng container 20 feet và 40 feetqua bãi Trong đó loại container 20 feet thông qua bãi là 65% , loại container 40 feet là35%.Để thuận tiện cho tính toán, ta lấy lượng hàng loại container 40 feet tính cho xe nângcontainer Omega 7ECH SP và loại container 20 feet tính cho cần trục RTG Còn xe đầu kéochuyên dụng Tractor-Trailer tương đương xe tải H30 chỉ tính với lượng hàng vận chuyển vàobãi Còn xe đầu kéo chuyên dụng Tractor-Trailer tương đương xe tải H30 chỉ tính với lượnghàng vận chuyển vào bãi

Vậy lượng hàng thông qua bãi đối với từng loại thiết bị trên bãi

Loại container Qn kkđ Tn tg c kb Qhmax

 Qhmax : lượng container qua bãi trong 1 giờ, (TEU/giờ)

Qh max =

 Qn : Lượng hàng qua bãi trong năm (TEU/năm)

 kkđ : Hệ số do lượng hàng đến không đều

 Tn : Thời gian khai thác bãi trong năm, (ngày)

 c : Số ca làm việc trong ngày, (ca)

 tg : Thời gian làm việc trong 1 ca , (giờ)

 kbb : Hệ số xét đến thời gian bến bận

 PRTG : Năng suất của RTG trong 1 giờ, (TEU/giờ)

0

60

k t

q P

m RTG    (TEU/giờ)

 q : Trọng lượng của RTG 1 lần nâng , (TEU)

 k0 : Hệ số sử dụng máy

 tm : Chu kì 1 lần nâng của RTG

tm = 1,5 2  ti

 t1 : Thời gian nâng hàng, t1 =

n

n V

= 7015 = 0,21 phút

 t3 : Thời gian hạ hàng , t3 =

Kết quả tính toán số lượng cần trục RTG

Vậy bến container cần 3 cần trục RTG

II.2.2 Số lượng xe nâng container Omega 7ECH SP trên bãi

Tính toán tương tự như tính số lượng RTG :

Kết quả tính toán số lượng xe nâng container Omega 7ECH SP

Vậy bến container cần 2 xe nâng container Omega 7 ECH SP

II.2.3 : Số lượng ôtô vận chuyển container vào bãi

Ở đây ta chỉ tính số lượng ôtô vận chuyển container vào bãi, còn số lượng ôtô chuyển thẳnglà do khách hàng thuê xe chở nên không tính toán

Dự tính quãng đường chạy từ bến vào bãi hoặc từ bãi ra bến là 300 m

nxe =

xe

h P

Q (max)

 N : số xe tải chở container vào bãi

 Qh

max : lượng hàng qua bến trong 1 giờ

Lượng hàng qua bến trong 1 giờ :

 Qh

max : Lượng hàng thiết kế qua bến trong 1 giờ (TEU/giờ)

 Qn : Lượng hàng thiết kế qua bến trong năm đối với container 20 feet và 40 feet

(TEU/năm)

Qn(20 feet) = 0,65 x 224.000 = 145.600 (TEU/năm)

Qn(40 feet) = 0,35 x 224.000 = 78.400 (TEU/năm)

 kkđ : Hệ số do lượng hàng đến không đều, kkđ = 1,2

 Tn : Số ngày cảng hoạt động trong năm, Tn = 355 ngày

 c: Số ca làm việc trong ngày, c = 3 (ca)

 tg: Thời gian thuần túy để làm công việc bốc xếp của 1 tuyến bốc xếp / 1 ca, tg = 7

giờ

 kbb : Hệ số bận của bến, kbb = 0,85

 Lượng hàng thiết kế qua bến trong 1 giờ:

Qh max (20 feet) = 27 , 57

85 , 0 7 3 355

2 , 1 600 145



x x x

x

(TEU/giờ)

Qh max (40 feet) = 14 , 85

85 , 0 7 3 355

2 , 1 400 78



x x x

 q : Trọng lượng 1 lần xe chở

 k0 : Hệ số sử dụng máy, k0 = 0,7 (theo sách “Quy hoạch cảng”/ T465)

 tm : Chu kì một lần chở của xe (phút)

tm = 1,5ti

 t1 : Thời gian đợi lấy hàng ở bến , t1 = 1,94 phút

 t2 : Thời gian xe chạy về bãi và trở ra bến với quãng đường S , vận

 = 3,2 phút

 t3 : Thời gian chờ RTG hoặc xe nâng container Omega 7 ECH SP

lấy hàng , t3 = 5,25 phút  tm = 1,5 x ( 1,94 + 3,2 + 5,25 ) = 15,585 phútNăng suất của 1 xe trong 1 giờ:

Đối với xe chở container 20 feet: Pxe = 0 , 7 2 , 7

585 , 15

1 60



x x

(TEU/h)

Đối với xe chở container 40 feet: Pxe = 0 , 7 5 , 4

585 , 15

2 60



x x

(TEU/h)Số lượng ô tô vận chuyển trong cảng:

nxe (20 feet) = 10 , 2

7 , 2

57 , 27

nxe (40 feet) = 2 , 75

4 , 5

85 , 14

=> Tổng lượng xe cần thiết: n xe  nxe (20 feet) + nxe (40 feet) = 12,95 (xe)

 Vậy chọn 13 chiếc ô tô H30

III: SỐ LƯỢNG BẾN – KÍCH THƯỚC KHU BẾN

III.1 : Số lượng bến

Số lượng bến được tính toán số lượng bến theo“Quy trình thiết kế công nghệ cảng biển”Số lượng bến tính theo công thức sau :

th

b P



Trong đó :

 Nb : Số lượng bến

 Qth : Lượng hàng tính toán trong tháng làm việc nhiều nhất (T)

n

th n m

K

Q

Qth 

 Q n : Lượng hàng trong năm của cảng Qn= 280.000 TEU

 mn : Số tháng của thời kỳ khai thác trong năm ; mn = 12 (Tháng )

 Kth : Hệ số không đều của nguồn hàng tháng, Kth = 1.2

Qth=280000 12 1.2=28.000 (Teu/tháng)

 Pth : Khả năng thông qua của bến trong tháng (TEU/tháng)

bb tt

P .

 kbb : Hệ số bến bận, Kbb = 0, ÷ 0,85 , lấy kbb = 0.85

 Png : Khả năng thông qua của bến trong một ngày đêm, (T/ngày đêm)

p bx

t ng

t t

D P



 24

 Dt : Khối lượng hàng hóa trên tàu (T)(trọng tải của tàu)

 tp : Thời gian bến bận làm thao tác phụ Được tra theo “ Phụ lục VII/

Trang 186 - Quy trình thiết kế công nghệ cảng biển theo phương thức dỡ hàng cho tàu 30.000DWT đi viễn dương và ven biển xa, ta có:

+) Làm thủ tục cập tàu : 1,00 giờ+) Mở nắp hầm tàu : 0,50 giờ

 Mg : Tiêu chuẩn bốc xếp hàng của tàu (TEU/tàu-giờ)(Định mức giờ tàu

thiết kế coi trên tàu không có cần trục) được tính theo công thức:

Trong đó:

c số ca làm việc trong ngày, c=3

 Pk : Năng suất bốc xếp của 1 tuyến bến trong một giờ, chính là năng suất bốc xếp trong một giờ của cần trục trước bến (TEU/giờ)

nt = 3 : Số tuyến bốc xếp trên bến bằng số cần trục bốc xếp trên bến

 1 trong khoảng từ 0.85 0.9 hệ số ảnh hưởng do các hoạt động công nghệ lấy 1 = 0.9

 2 trong khoảng từ 0.75 0.95 hệ số giảm hiệu suất bốc xếp gần nhau lấy 2= 0.95

Khả năng bốc xếp của cảng trong một ca: Pkp= 28,235 x 7= 197,645 (TEU/ca)

 Mg=3197,6452430,90,95 = 63,37 (TEU/tàu- giờ)Thời gian bốc xếp hàng hoá: tbx=631670,37 = 26,35(h)

Năng suất bốc xếp của cảng trong một ngày đêm

P ng=2426,3516702 = 1413,75 (TEU/ngàyđêm)Năng lực thông qua của bến trong một tháng

Ptháng= 30 x 1413,75 x 0.85 x 0.9= 32445,56 (TEU/tháng)

 Số lượng bến container:

Nb( 20 feet) = 0 , 86

56 , 32445

28000

 Chọn 1 bến container

III.2 Xác định kích thước khu bến

III.2.1 /Các thông số kích thước cơ bản của tàu tính toán

Tàu tính toán lớn nhất là tàu chở container 30.000DWT có các thông số cơ bản sau:

- Lượng chiếm nước toàn tải : Ws = 42.800 T

- Chiều dài giữa hai đường vuông góc : LPP  204 m

III.2.2 / Xác định mực nước tính toán

Mực nước thấp thiết kế (MNTTK)

Theo “Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 207-92”, bảo đảm suất để xác định mực nước tính toán

đối với khu nước của cảng được xác định tùy thuộc vào hiệu số giữa H 50% , H min

Điều kiện mực nước trong khu vực cảng Tín Nghĩa:

Mực nước : Công trình nằm trên Sông Đồng Nai, mực nước tại đây chịu ảnh hưởng của thuỷ

chiều lên xuống Biên độ triều dao động trong khoảng từ 3m-3.2m

Mực nước cao nhất lịch sử : +1.67m (tính theo hệ cao độ quốc gia Hòn Dấu)

Mực nước thấp nhất lịch sử : -2.30m

MNCTK (suất bảo đảm P=1%) = +1.30m (Hệ cao độ Hòn Dấu)

MNTC (P=50%) = +0.3m

MNTTK (P = 99%) = -1.60m

 H 50% - H min = 30 – (–160) = 190 (cm)

Tra “Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 207-92”_ Bảng 1_ Trang 9:

H50% - Hmin  180 cm : Đảm bảo suất 98 %

H50% - Hmin = 260 cm : Đảm bảo suất 99 %

H50% - Hmin > 300 cm : Đảm bảo suất 99,5 %

Ta có: 180 < H 50% - H min < 260, ta chọn được mực nước thấp thiết kế P= 98,125% theo đường tần suất chân triều.

 MNTTK = H98,125% = - 1,28 (m)

Mực nước cao thiết kếâ (MNCTK)

Mực nước cao thiết kế P = 1% theo đường suất bảo đảm mực nước cao nhất hàng năm Theo số liệu thủy văn: MNCTK = H (P=1%) = +1.3m ( Hệ cao độ Hòn Dấu)

Vậy:

Mực nước cao thiết kế (MNCTK) : +1,3m ( Hệ cao độ Hòn Dấu )

Mực nước thấp thiết kế (MNTTK) : -1,28m ( Hệ cao độ Hòn Dấu ).

III.2.3 / Cao trình đỉnh bến

Cao trình đỉnh bến đặc trưng kinh tế quan trọng khi chọn cao độ thiết kế phải thỏa mãn nhữngyêu cầu sau:

Thuận tiện công tác xếp dỡ

Không làm ngập vào công trình cảng

Cao trình đỉnh bến được xác định theo hai tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn chính ( cơ bản) và tiểu chuẩn kiểm tra

Tiêu chuẩn cơ bản:

 Đỉnh(CB) = H50% + a

Trong đó :

 a : độ vượt cao được tra bảng 27 trang 65 “Quy thiết kế công nghệ cảng biển”, ứng

với biển có triều  a = 2 m

 H50% : mực nuớc đảm bảo suất 50%  H50% = +0.3m ( hệ cao độ Hòn Dấu )

Suy ra:

 Đỉnh(CB) = H50% + a = 0.3 + 2 = +2.3(m) ( hệ cao độ Hòn Dấu )

Tiêu chuẩn kiểm tra :

 Đỉnh (KT) = H(1%) + a’

Trong đó:

 a’ : độ vượt cao được tra bảng 27 trang 65 “Quy thiết kế công nghệ cảng biển”, ứng

với biển có triều  a’ = 1 m

 H1% : mực nuớc đảm bảo suất 1%  H1% = +1.3m ( hệ cao độ Hòn Dấu )

Suy ra:

 Đỉnh (KT) = H(1%) + a’= 1.3 + 1 = +2.3(m) (hệ cao độ Hòn Dấu )

Ta có :

 Đỉnh = Max [  Đỉnh(CB) ;  Đỉnh(KT) ] = +2,3 (m)

Vậy cao trình đỉnh bến: +2,3(m) ( hệ cao độ Hòn Dấu ).

III.2.4 / Cao trình đáy bến:

Độ sâu thiết kế:

Tính toán theo Tiêu Chuẩn Thiết Kế Công Trình Bến Cảng Biển “22 TCN 207-92”.

I Độ sâu chạy tàu :

Hct = T + Z1 + Z2 + Z3 + Z0

Trong đó:

 T : Mớn nước của tàu tính toán (m)

 Z1 : Dự phòng chạy tàu tối thiểu (đảm bảo an toàn và độ lái tốt của tàu khi chuyểnđộng), (m)

Theo bảng 3 trang 10 “22 TCN 207-92” Z1 = 0,03.Tf (đất đáy là bùn)

 Z2 : Độ dự phòng do sóng, (m)

Do sóng không đáng kể (theo số liệu đầu vào) Z2 = 0 m

 Z3 : Dự phòng về vận tốc (tính đến sự thay đổi mớn nước của tàu khi chạy so với mớnnước tàu neo đậu khi nước tĩnh (m)

Do sử dụng tàu lai dắt khi cập bến  Z3 = 0 m

 Z0 : Dự phòng do nghiêng lệch của tàu do xếp hàng hóa lên tàu không đều, do hànghoá bị xê dịch … (m)

Theo bảng 6 trang 12 - “22 TCN 207-92” Z0 = 0,026.Bt (tàu Container)

Với Bt là chiều rộng tàu tính toán

PHẦN II Độ sâu thiết kế :

H0 = Hct + Z4

 Z4 : độ sâu dự phòng do sa bồi (m) Z4 = 0,5 m

o Hct : độ sâu chạy tàu (m)

Độ sâu thiết kế (H0)

 Ho : Độ sâu thiết kế luồng, (m)

Vậy cao trình đáy bến của bến 30.000 DWT

 Đáy = -1,28 – 12.72 = -14( m ) (Hệ cao độ Hòn Dấu )

Chọn  Đáy = -14,0 m

Cấp công trình bến:

Chiều cao bến :

H = 2,3 – (-14,0) = 16,3 m < 20 m

Theo điều 2.3 – Tiêu chuẩn ngành “Công trình bến cảng biển – Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN

207 – 92” Công trình bến được thiết kế là công trình cấp III.

III.2.5 / Chiều dài bến, chiều rộng bến, cầu dẫn và định vị tuyến bến

Xác định chiều dài bến:

Lựa chọn bến thẳng cho 1 bến độc lập:

Chiều dài cầu tàu :

Lb = Lt + d

Trong đó :

 LT : Chiều dài lớn nhất của tàu tính toán, LT = 218(m)

 d: khoảng cách từ mũi tàu hoặc đuôi tàu đến mép của bến Theo bảng 8_trang 14 tiêuchuẩn ngành 22TCN207- 92, thì với chiều dài tàu LT = 218(m) thì d=25m

 Lb = 218 + 25 = 243 (m)

 Chọn chiều dài tuyến bến: Lb = 245 (m)

Xác định chiều rộng bến:

Chiều rộng bến được xác định: B b = a+B ray +c

Với:

 a: Tuyến từ mép bến đến đường cần trục cảng, a=2,5m

 B ray : Tuyến bố trí đường cần trục SSG và đường ô tô B ray = 18m

 c : chiều rộng đường ô tô và dầm consol phía trong, c= 10,5m

Dựa vào khoảng cách giữa các mặt cắt với nhau, thể tích đất cần phải nạo vét khoảng:

Định vị tuyến bến bằng cách xác định mặt cắt ngang của các đường đồng sâu tính từ vị trí

bố trí bến trở vào mép bờ Qua biểu đồ thể hiện ở trên ta bố trí mép bến ngồi cách bờ 1 đoạn 97m thì khơng phải tiến hành nạo vét Mặt khác tuyến luồng của trên S.Đồng Nai tại cảng Tín Nghĩa – Nhơn Trạch cách bờ 500m, do đĩ bố trí tuyến bến tại vị trí chọn khơng ảnh hưởng gì đến tuyến luồng.

Xác định chiều dài, chiều rộng cầu dẫn:

Chiều dài cầu dẫn: L cd = 65 (m).

Cầu dẫn phải được bố trí thẳng với các đường ô tô trong cảng, chiều rộng của nó phải phụ thuộc vào các phương tiện di chuyển trên bến bãi, số làn xe trên cầu

Cầu dẫn ở đây tiến hành thiết kế cho 2 làn xe, do đó chiều rộng của cầu dẫn:

B cd = 15m.

L b = 245 m.

IV KHU NƯỚC CỦA CẢNG

IV.1/Kích thước vũng bốc xếp

Diện tích của vũng bốc xếp được tính theo công thức:

S  B  B L

Trong đó :

S : diện tích vũng bốc xếp, (m 2 )

B T : chiều rộng tàu tính toán, (m)

B : khoảng cách an toàn giữa các tàu theo chiều rộng, B = 1,5B T , (m)

L b : chiều dài bến, (m)

Kết quả tính toán kích thước vũng bốc xếp

IV.2/Vũng chờ tàu:

Vũng chờ đợi tàu để tàu đỗ tạm thời chờ đợi vào bến khi bến còn bận hoặc sau khi bốc xếpxong, tàu ra khỏi bến cần đỗ lại làm một số thủ tục hoặc do thời tiết xấu tàu cũng cần đỗ lạichờ đợi cho đến khi tàu có thể rời bến một cách an toàn:

Được tính toán tuỳ thuộc vào phương pháp thả neo khi đỗ của tàu, chọn phương án tàu đỗ haiđiểm neo

Theo Giáo Trình Quy Hoạch Cảng_Trang 120, công thức tính diện tích vũng chờ tàu:





n S

Trong đó :

S: diện tích vũng chờ tàu, (m2)

n : số tàu đồng thời chờ đợi trên vũng chờ tàu (lấy tròn số)

t n

d n

G T

t k Q n

 Qn: lượng hàng bốc xếp trong năm của cảng, Qn = 280.000 (TEU)

 k: hệ số không đồng đều của lượng hàng, k = 1,2

 tđ: thời gian đỗ của 1 tàu trên vũng, tđ = 1(ngày)

 Tn: thời gian khai thác của cảng trong năm, Tn = 355(ngày)

 Gt : trọng tải một tàu tính toán đỗ trên vũng, cỡ tàu trọng tải 30.000 DWT= 1.670 TEU

 : diện tích của một bến vũng đợi tàu,

H KN : chiều sâu khu nước ở nơi thả neo, H KN = 16(m)

L T : chiều dài tàu, L T = 218(m)

B T : chiều rộng tàu, B T = 30,2(m)

ΔB : khoảng cách dự trữ theo chiều rộng, ΔB = B T /2(m).

=>  = ( 10H KN + 2L T ) ( B T + 2 ΔB)

= ( 10x16 + 2x218 ) ( 30,2 + 30,2 )= 35998,4 (m 2 )

1670 355

1 2 , 1 000 280



x

x x

=> Diện tích vũng chờ tàu:

S = 1,13 x 35998,4 = 40678,2 (m2)

Chọn S = 41000 (m 2 )

Trong khu nước của cảng, tiến hành kết hợp khu nước bốc xếp hàng từ tàu lê tàu với vũng chờtàu Do đĩ diện tích khu nước cần thiết cho 2 hoạt động này lấy bằng: 41.000 m2

IV.3/Kích thước vũng quay tàu:

Để đảm bảo cho tàu quay trở trước khi ra vào cảng hoặc sau khi rời cảng an toàn, trên khu nước gần bến cần có 1 vũng quay tàu với độ sâu và chiều rộng cần thiết Đường kính vũng quay tàu phụ thuộc vào kỹ thuật quay tàu Với tàu trọng tải 30.000DWT, việc quay tàu cần có

sự trợ giúp của tàu kéo

Theo Giáo Trình Quy Hoạch Cảng_ Trang 122, ta có :

Dqv = 2 Lt = 2 218 = 436 m

Chọn giá trị D qv = 450 m.

IV.4/Chiều dài đường hãm tàu:

Khi vào gần cảng, tàu chạy với tốc độ giảm dần cho tới khi vào vũng nước quay tàu vận tốc v = 0 Chiều dài vùng nước cần thiết để quay tàu còn gọi là chiều dài đường hãm tàu

Theo “Giáo Trình Quy Hoạch Cảng” _Trang 122, ta có :

Chiều dài đường hãm tàu = (3  5)L t

L h = 4L t = 4  218 = 872 m

Chọn L h = 875 (m).

IV.5/Luồng ( lạch) vào cảng:

Chiều rộng luồng tàu vào cảng được tính toán theo “Quy trình thiết kế công nghệ kênh biển” Theo mục 3.2 của Quy trình thiết kê kênh biển, thì luồng chạy tàu 2 chiều được tính theocông thức:

Bluồng = 2Bhd + 2C1 + B + C (m)

Trong đó:

 Bluồng: chiều rộng luồng tàu vào cảng, (m)

 Bhd: chiều rộng dải hoạt động của tàu, (m)

 C1 : Độ mở rộng dự phòng xét đến sự an toàn giữa tàu và mái kênh, (m)

C1 ≤ 0,5B = 0,5 x 30,2 = 15,1(m)

Chọn C 1 = 15(m)

 B: Dự phòng chiều rộng do sa bồi, (m) Điều kiện tự nhiên khu vực : lòng sôngổn định, ít dịch chuyển tuyến luồng, ít chịu xa bồi, ít chịu ảnh hưởng của sóng.Cho nên lấy B = 0

 C: Khoảng cách an toàn giữa các 2 tàu, (m) khoảng cách này được lấy bằng chiềurộng tàu lớn nhất C = 30,2 (m)

Bt : chiều rộng tàu, Bt = 30,2 (m)

Vmax : vận tốc chạy tàu lớn nhất trong luồng Chọn Vmax = 2 m/s

t.sinb ( t thời gian tàu chạy lệch hướng luồng, b góc lệch ) = 3(m).

a1 , a2 : góc lệch của dòng chảy, gió so với hướng tuyến tàu Xác định trong bảng 4 vàbảng 5 của Quy Trình Thiết Kế Công Nghệ Kênh Biển

Chọn a1 + a2 = 150

 Bhđ = 218.sin150 + 30,2 cos150 + 2.3 = 91,6 (m)

 Bluồng = 2x 91,6 +2x15 + 30,2 = 243,4 (m)Chọn Bluồng= 245 (m)

V XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO BÃI CONTAINER :

V.1/Nhu cầu về bãi xuất container:

Lượng hàng hóa thông qua kho bãi và kho kín (CFS) của cảng là :

224.000 TEU/ năm

Giả thiết có 80% ( 179.200 TEU/năm) là hàng container nguyên lưu qua bãi, còn lại 20%(44.800 TEU/năm) là hàng container nguyên lưu qua kho CFS Và tất cả đều là 100% hàngxuất

Theo Sách Cảng Chuyên Dụng _ Tác giả Trần Minh Quang_ Trang 97 tính diện tích bãi

container theo công thức sau:

n m r

F t C

Trong đó :

 td : thời gian lưu kho trung bình (ngày), container xuất 34 ngày

 Ci : số lượng container tính theo TEU cho từng loại

 F : diện tích cần thiết cho 1 TEU kể cả đường đi lại của thiết bị, (m2)

 r : tỉ số giữa chiều cao chất cao trung bình và chiều cao chất cao danh nghĩa,

r = 0,6  0,9

 mi: hệ số diện tích sử dụng trung bình, mi = 0,65 0,7

 n: số tầng container xếp trong bãi, n = 4 (tầng)

=>tải trọng phân bố trên kho bãi: qi = 4 T

Bãi Ci (TEU) td (ngày) F

(m2)

r(m)

(m2)

Containe r nguyên

V.2/Nhu cầu về bãi container rỗng:

Thời gian lưu bãi đối với container rỗng tương đối dài, giả thiết lấy lượng hàng container rỗngbằng 50% lượng container qua kho CFS Container rỗng (22.400 TEU/năm) bao gồm cảcontianer 20 feet ( chiếm 60%) và 40 feet (chiếm 40%) được xếp tạm thời vào bãi containerrỗng với số lần luân chuyển khoảng 15 lần trong một năm và được xếp theo 5 tầng Như vậy,số ô container rỗng yêu cầu được tính với giai đoạn hoàn chỉnh là :

c i

d i n m

t C N







365

 N : số ô xếp container rỗng (hỏng), ô

 Ci : số lượng container rỗng qua bãi trong năm, TEU

 td : thời gian trung bình container lưu bãi, ngày

 mi : hệ số diện tích sử dụng trung bình, mi = 0,65  0,7

 nc : số chồng container xếp trong 1 ô, chồng

S = Sc x N

 S: diện tích bãi container rỗng (hỏng), (m2)

 Sc: diện tích 1 container 20 feet và 40 feet tiêu chuẩn, (m2)

Kết quả tính diện tích bãi container rỗng

Loạicontainer

S(m2)

VI./ NHU CẦU VỀ NHÀ XỬ LÝ CONTAINER (CFS):

Theo sách Giáo Trình Quy Hoạch Cảng_ Trang 333, tổng diện tích khu CFS trong cảng được

E

.

 Skho: diện tích kho CFS, (m2 )

 q : tải trọng khai thác nền kho, (T/m2)

 kf : hệ số sử dụng diện tích hữu ích của kho, được tra ở bảng trang 334 “Giáo Trình

Quy Hoạch Cảng” _ phụ thuộc vào nhóm hàng và chiều rộng kho, kf = 0,6

 Ek : sức chứa kho, Ek =

n

k q

k n

T

t k

 kq : hệ số không đều của lượng hàng trong năm, được xác định trên cơ sở thăm dò kinh

tế kỹ thuật về nguồn hàng và lượng hàng Theo Giáo Trình Quy Hoạch Cảng_Trang 324 =>

kq = 1,5  2,5 , lấy kq = 2

 tk : thời gian lưu kho, (ngày)

 Tn : thời gian khai thác trong năm của kho, (ngày)

Diện tích kho CFS cần sử dụng

Chiều cao Hkho = 6m, , tính từ sàn kho đến mép dưới kết cấu chịu lực của mái kho.

Chiều cao thêm kho: Hthềmphải phù hợp sao cho sàn ô tô và nền kho ngang nhau, cho nên lấy

Hthềm = 1,2(m)

Số cửa kho bố trí phụ thuộc vào chiều dài kho, Giáo Trình Quy Hoạch Cảng_ Tra bảng XI -

7_ Trang 337 : Lkho = 75 m  số cửa cho mỗi kho là : 5 cửa

VII / HỆ THỐNG ĐƯỜNG Ô TÔ TRONG CẢNG:

Hệ thống đường ô tô chạy trong cảng phải bố trí hợp lý sao cho phải đảm bảo lưu thông chođoàn xe ra vào cảng, cũng như đến các khu vực kho CFS, CFC một cách thuận tiện nhất.Bố trí tuyến đường ô tô cho 2 làn xe, mỗi làn xe 4(m), bố trí cả vỉa hè cho tuyến đường Dovậy bề rộng đường ô tô bố trí trong cảng: 12m

VIII / LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN QUY HOẠC CẢNG

Mặt bằng cảng cần bố trí sao cho đảm bảo các yêu cầu về khu nước và khu đất.

CTĐB = +2,3 m (Hệ cao độ Hòn Dấu)

CĐĐB = -14,0m (Hệ cao độ Hòn Dấu)

Mặt bằng cảng có thể bố trí theo hai phương án sau:

Phương án 1 : Bến liền bờ

Như đã trình bày ở trên, nếu tiến hành đặt bến liền bờ thì để đảm bảo cảng tiếp nhận được tàu30.000 DWT neo đâu, làm hàng một cách an tồn thuận lợi thì phải tiến hành nạo vét, và phảinạo vét gần 20.600 m3 bùn đất, khối lượng cũng khơng quá lớn Mặt khác xét theo tình hình địachất thủy văn thì khu vực này cũng đang trong tình trạng bị xĩi, do đĩ hàng năm cĩ thể khơngphải tiến hành nạo vét thêm nữa

Phương án này cĩ đặc điểm thuận lợi là thi cơng đơn giản, gần bờ cho nên khơng ăn sâu vào khunước, ít ảnh hưởng bởi chế độ thủy văn

Phương án 2 : Bến xa bờ có cầu dẫn

Bến được nối với bờ bằng 02 cầu dẫn rộng 15(m) dài 65 m/cầu

IX / KẾT LUẬN – CHỌN PHƯƠNG ÁN MẶT BẰNG:

Qua phân tích so sánh, ta thấy:

Phương án 2: đưa vị trí bến ra xa bờ để tận dụng được độ sâu tự nhiên của sông, tuy nhiên

thiết lập được phương án thi công khó vì việc đưa bến đưa ra 65m là cũng có thể làm ảnhhưởng đến chế độ thủy văn của dòng sông, chi phí xây dựng cũng rất tốn kém

Phương án 1: Tuy phải nạo vét nhưng khối lượng không lớn, cho nên chi phí có thể giảm bớt,

hàng năm không phải tiến hành nạo vét thêm vì khu vực có bị xói Ưu điểm của bến liền bờthuận lợi hơn cho việc làm hàng, giao thông trong cảng thuận lợi hơn

Vì vậy, qua phân tích trên lựa chọn phương án bố trí quy hoặch mặt bằng cảng theo phươngán 1: bến liền bờ

B THIẾT KẾ BẾN TÀU 30.000 DWT

I SỐ LIỆU ĐẦU VÀO:

1) Số liệu về tàu tính toán

Tàu tính toán lớn nhất là tàu chở container 30.000DWT có các thông số cơ bản sau:

 Trọng tải tàu : D = 30.000 DWT

 Lượng chiếm nước toàn tải : Ws = 42.800 T

 Chiều dài giữa hai đường vuông góc : LPP  204 m

 Chiều cao mạn tàu : HT = 17,1 m

 Mớn nước đầy tải : Tc = 11,1 m

 Mớn nước không tải : To = 7,0 m

Các kích thước cơ bản của bến

Thông số tính toán của bến

Cao trình đỉnh

(m)

Cao trình đáy(m)

Chiều dài bến(m)

Chiều rộng bến(m)

Tải trọng tác dụng lên công trình bến

Tải trọng tính toán trên bến bao gồm các tải trọng tính toán gây bởi các thiết bị hoạt độngtrên bến:

 Tải trọng do cần trục trên bến SSG

 Xe bốc xếp container chuyên dụng sức nâng 40T

 Đoàn xe ôtô H30, áp lực trục bánh xe 12T

 Tải trọng hàng hoá trên bến phân bố đều

 Tải trọng tàu khai thác tác dụng lên bến: tải trọng va tàu, tải trọng neo tàu, tải trọngtựa tàu

 Tải trọng do sóng và dòng chảy.

Ngoài ra, khu vực xây dựng cảng không nằm trong vùng xuất hiện địa chấn Do vậy, tảitrọng động đất sẽ không xét đến trong các trường hợp tải trọng Các lực tác dụng đã nêu trêncòn có một số lực khác tác dụng lên công trình như tải trọng do sóng, dòng chảy tác dụng lêncọc Tuy nhiên, tải trọng này thường nhỏ hơn so với các lực đã nêu ở trên do đó cũng khôngxét trong tính toán

2) Tải trọng do hàng hóa và thiết bị

- Dải mép cầu rộng 2,5 m : q = 2,00 T/m2

- Mặt cầu phía trong : q = 4,00 T/m2

Cần trục chuyên dùng bốc xếp container SSG chạy trên ray sức nâng Q = 50T

- Khoảng cách giữa hai chân : 17m (theo phương dọc bến)

- Tải trọng bản thân cần trục : 530 T

- Áp lực lớn nhất lên một chân khi cẩu : 250 T

- Áp lực lớn nhất lên một bánh xe khi cẩu : 31,2 T

- Khoảng cách giữa các bánh xe trong 01 chân cẩu được thể hiện như hình vẽ dưới đây :

(Sơ đồ bánh xe của 01 chân cẩu)

- Tải trọng max tác dụng lên 01 bánh xe, vị trí Trolley phía sông :

- Tải trọng tác dụng dọc ray : 46,8 T

CHƯƠNG II Tải trọng do xe nâng container chuyên dùng, sức nâng Q = 40 T :

- Khoảng cách mép hai lốp trong 01 cụm bánh xe trước : 0,11 m

- Sơ đồ cần trục :

- Tải trọng tác dụng lên cầu tàu :

- Áp lực khi không có hàng :