Tính toán kích thước Kênh Biển

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC KÊNH BIỂN I.1.GÓC CHỆCH HƯỚNG LỚN NHẤT CHO TÀU XUÔI CHIỀU TRÊN TỪNG ĐOẠN.I.1.1.. CƠ SỞ TÍNH TOÁN Theo QUY TRINH THIẾT KẾ KÊNH BIỂN : Góc chệch hướng cho

Trang 1

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC KÊNH BIỂN I.1.GÓC CHỆCH HƯỚNG LỚN NHẤT CHO TÀU XUÔI CHIỀU TRÊN TỪNG ĐOẠN.

I.1.1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN

Theo QUY TRINH THIẾT KẾ KÊNH BIỂN :

Góc chệch hướng cho tàu bao gồm góc chệch hướng do gió gây ra ( 2) và góc chệch do dòng chảy ( 1) gây ra.

Ta xác định 1 và 2 cho từng đoạn của tuyến luồng :

- Góc dạt tàu do gió 2 được xác định phụ thuộc vào góc mạn của gió biểu kiến ( là gió thực đo ở trên tàu khi đang chuyển động ) qw và tỷ số giữa vận tốc gió biểu kiến (W) và vận tốc tàu (Vmax)

Ta lập tỷ số W/Vmax

- Góc dạt do dòng chảy 2 được xác định phụ thuộc vào góc chệch của tàu so với hướng của dòng chảy và tỷ số W/Vmax

- 1 : Góc trôi dạt của tàu do dòng chảy (0)

- 2 : Góc trôi dạt tàu do gió (0)

I.1.1.1XÁC ĐỊNH GÓC CHỆCH DO DÒNG CHẢY GÂY RA

Góc chệch do dòng chảy được xác định theo bảng 4 “Quy trình thiết kế kênh biển” dựa vào:

Tỷ số giữa tốc độ dòng chảy và tốc độ tàu lớn nhất đi lại trên kênh (Vd/c/Vmax) Trị số góc lệch của dòng chảy so với hướng tuyến tàu chạy(qd/c)

Trong đó:

Vdc - Vận tốc dòng chảy lớn nhất trên từng hướng (m/s)

Vmax - Vận tốc tàu lớn nhất đi lại trên kênh

qd/c: góc lệch dòng chảy

Theo ‘’Quy trình thiết kế kênh biển’’ thì trong thực tế khi đi trên kênh tàu chịu ảnh hưởng cạn của thành bờ luồng đào, vì thế ở các kênh có chiều sâu nước ở thành bờ kênh HT bé hơn mớn nước của tàu thì hiệu chỉnh trị số 1 bằng cách nhân với thừa số tương ứng bằng HT / T hoặc HT / Tb (với T và Tb lần lượt là mớn nước tàu khi chở đầy tải và mớn nước của tàu khi chạy balát) Trong trường hợp ngược lại thì lấy tỉ số trên bằng 1 Trị số tính toán HT không xác định từ mực nước tính toán thấp nhất mà từ mực nước cao tần suất 3% trong mùa vận tải.(trong đồ án này Hp3% =+1,0m)

I.1.1.2.XÁC ĐỊNH GÓC CHỆCH DO GIÓ GÂY RA

Trang 2

Góc chệch do gió( 2) được xác định theo bảng 5 “Quy trình thiết kế kênh biển” phụ thuộc vào :

- Tỷ số giữa tốc độ gió biểu kiến và tốc độ tàu W/Vmax

- Góc lệch giữa huớng gió với hướng chuyển động được xác định giống như tổng của véc tơ gió thực đo được ở trạm khí tượng và véc tơ vận tốc tàu theo hướng ngược lại.

- Góc chệch do gió gây ra được xác định cho tàu có hàng và tàu chạy balát với các hướng gió tính toán trên từng đoạn và tính cho tàu chạy xuôi chiều và ngược chiều Tốc độ gió biểu kiến được xác định theo công thức sau:

w - Vận tốc gió biểu kiến (m/s);

Vt tmax - Vận tốc tàu lớn nhất đi lại trên kênh(m/s) Do chưa xác định vận tốc lớn nhất cho tàu đi lại trên kênh cho nên theo “Qui trình thiết kế kênh biển” thì phải sử dụng 3 giá trị vận tốc tàu lớn nhất để tính toán là Vmax = 2,06; 4,12m/s và 6,17(m/s);

Vgio- Vận tốc gió lớn nhất theo từng hướng gió trên biểu đồ hoa gió

 - góc hợp giữa vectơ vận tốc gió và vectơ vận tốc tàu

(Lấy dấu “+” nếu như  > 90o ngược lại lấy dấu “-“ nếu như  < 90o.)

Giá trị qw có thể được xác định như sau:

cos( )

2 .

gio t t

2 .

gio t t

I.1.2 Kết quả tính toán:

Chiều đi từ kinh tuyến 105o49’ đến kinh tuyến 105o53’:

*Đoạn 1:

Trang 3

Hướng gió đông bắc:

hướng chạy tàu

Trang 4

Hướng gió nam:

Hướng gió tây nam

Hướng gió tây:

21.05°

Trang 5

Hướng gió tây bắc:

23.95°

Bảng kết quả tính toán:

-Với vận tốc Vtàu=2.06m/s :

Trang 6

-Với vận tốc Vtàu=4.12m/s

Trang 7

-Hướng gió đông bắc:

104.08°

-Hướng gió đông:

149.08°

-Hướng gió nam:

-Hướng gió tây nam:

Trang 8

-Hướng gió tây:

30.92°

-Hướng gió tây bắc:

14.08°

Trang 9

Trang 10

Hướng gió đông bắc:

Trang 11

-Hướng gió nam:

Trang 12

50.07°

-Với vận tốc Vtàu= 2.06m/s

Trang 14

*Đoạn 4:

-Hướng gió đông bắc:

155.80°

159.20°

Hướng gió nam:

Trang 15

20.80°

Trang 16

Trang 17

Hướng gió đông:

Trang 18

Hướng gió nam:

68.95°

Hướng gió tây nam:

113.95°

Hướng gió tây:

Trang 19

156.05°

Trang 21

Hướng gió đông bắc

30.92°

Hướng gió nam:

59.08°

Trang 22

Hướng gió tây:

149.08°

165.92

°

Kết quả tính toán

Trang 23

-Với vận tốc tàu Vtàu=2.06m/s

Trang 24

Hướng gió đông bắc

5.07°

Hướng gió nam:

Trang 25

Hướng gió tây:

Trang 26

Trang 27

Trang 28

hu?ng ch?y tàu

20.80°

Hướng gió nam

hu?ng ch?y tàu

110.80°

Hướng gió tây nam

Trang 29

hu?ng ch?y tàu

Hướng gió tây:

hu?ng ch?y tàu

159.20°

hu?ng ch?y tàu 114.20°

Trang 31

I.1.3 Tính toán các kích thước luồng:

I.1.3.1 Chiều sâu thiết kế luồng (Ho):

ho= Ho-HT

Với: Ho=1.15T , với T: mớn nước tàu đầy hàng.

Với tàu thiết kế 3000T có mớn nước đầy tải T=5,6m

 ho= 1,15x5,6= 6,44 m

HT: Chiều sâu nước tại thành bờ kênh.

được tính từ mực nước cao tần suất 3%

Bảng tính kết quả Ht

VỊ TRÍ

MẶT CẮT

ĐIỂM ĐỘSÂU

MỰC NƯỚC HT TỪNG ĐOẠNĐOẠN

Trang 32

C     



3 0

Chiều sâu thiết kế luồng H0 HC z4

Trong đó :

T: mớn nước của tàu (m)

H: trị số chuyển mực nước tính toán về số không đô sâu ( H =0 )

z : Tổng dự phòng chiều sâu chạy tàu (m).

z4: Dự phòng chiều sâu cho sa bồi (m).

Tổng dự phòng chiều sâu chạy tàu , tính bằng m xác định theo công thức :

0 1 2 3

3 0

z z z z z

z1: Dự phòng chiều sâu chạy tàu bé nhất đảøm bảo lái được tàu (m)

Dự phòng chiều sâu chạy tàu bé nhất Z1 xác định theo bảng 7 trang 15 , tuỳ thuộc vào mớn nước T cuả tàu , loại đất theo địa chất là bùn sét Z1 = 0.06 T

 : góc lệch tính toán của tàu;

Với tàu hàng khô :  =40  Zo = 14,6 sin 4 0,336

z2: Dự phòng sóng

Dự phòng cho sóng Z2, tính bằng m Đối với tàu chạy một chiều và các tàu tránh nhau trên kênh có mặt cắt không đầy đủ xác định theo đồ thị ở hình 2 , tuỳ thuộc vào các thông số cho trước L, T H0 và chiều caoH3% của sóng có tần suất 3 % ( trong hệ thống sóng ) ở khu vực tàu chạy khi có gió tính toán tác dụng ( xem 3.4 )

Theo thông số thiết kế thì hai hướng sóng gần với hướng tàu nhất là hướng Đông Nam và Đông Bắc ( H3% =1,5m )

Tính toán hệ số K2 :

Trang 33

V Fr

gH

 ( trong đó g =9.81 là gia tốc )

Đối với kênh có mặt cắt không đầy đủ thì N1=K3.N trong đó K3 là hệ số xác định

theo đồ thị hình 4 tuỳ thuộc vào các hệ số N và h0/H Để xác định hệ số mặt cắt ( N ) thì trong trường hợp này lấy SK là diên tích mặt cắt ngang của kênh ở dạng đầy đủ,

xác định bằng cách kéo dài các mái dốc của kênh có mặt cắt không đầy đủ tới mực nước

SK: Diện tích mặt cắt ngang kênh

suy ra K3 N1 = K3  N

Tra đồ thị hình 3/trang 18 với (Fr , N1 )

Trang 34

Khi có hai tàu gần giống nhau đi ngược chiều trên kênh thì độ dự phòng về tốc độ tăng 80% so với tảu đi lẻ

Dự phòng cho sa bồi Z4 (thường xét từng đoạn theo chiều dài kênh ) xác định theo mức độ sa bồi của kênh, loại tàu nạo vét và khoảng thời gian giưã các lần nạo vét đầy đủ duy tu nhưng không lớn hơn 1.0-1.2m

Chỉ tiêu sa bồi của kênh là lớp sa bồi hàng năm h

 n: Hệ số lấy như sau :lấy n =0.3 với bùn

P  0.3 6, 44 2  0, 24 công thức /34 QUY TRÌNH THIẾT KẾ KÊNH BIỂN

Z4 = h = P h0

Chiều sâu chạy tàu H T z H

i i

C     



3 0

BẢNG THỐNG KÊ CHIỀU SÂU & CAO TRÌNH CÁC ĐOẠN

I.2.2.TÍNH TOÁN BỀ RỘNG LUỒNG

(QUY TRÌNH THIẾT KẾ KÊNH BIỂN)

C1 : độ dự phòng chiều rộng giữa dải hoạt động của tàu với mái dốc kênh

C : độ dự phòng giữa hai dãi hoạt động C=B = 14,6m

Bhd = L.sin(1 +2 ) + B.cos(1 +2 ) + t.sin.Vmax

Trang 35

Bhd : chiều rộng dải hoạt động của tàu ở cao sâu

L = 94 m:chiều dài tàu thiết kế lớn nhất

B = 14,6m : chiều rộng tàu thiết kế lớn nhất

t.sin lấy = 3s (t:thời gian tàu chạy lệch hướng luồng, :góc chệch tàu chạy )

Vmax :tính cho 3 vận tốc 2,06 m/s ; 4.12m/s ;6,17 m/s

1 : góc chệch do dòng chảy

2: góc chệch do gió

Căn cứ vào bình đồ ta chia luồng ra thành 4 đoạn

Theo QUI TRÌNH THIẾT KẾ KÊNH BIỂN

m1 :mái dốc cuối kỳ nạo vét (nội suy từ mo theo mục 5.2 trang 22)

m0 :hệ số mái dốc của kênh sau khi hoàn thành công tác nạo vét

Bảng tính bề rộng luồng tương ứng với từng vận tốc tàu:

BỀ RỘNG LUỒNG ỨNG VỚI VTÀU=2,06m/s TÀU STT (độ) B(m) L(m) C1 C Bhd(m) Bluồng BALAT

Đoạn 1 11,92 14,60 94,00 7,30 14,60 39,87 116,43 Đoạn 2 12,96 14,60 94,00 7,30 14,60 41,48 115,06 Đoạn 3 11,62 14,60 94,00 7,30 14,60 39,41 110,91 Đoạn 4 10,65 14,60 94,00 7,30 14,60 37,90 115,28

ĐẦY

HÀNG

BỀ RỘNG LUỒNG ỨNG VỚI VTÀU=4,12m/s TÀU STT (độ) B(m) L(m) C1 C Bhd(m) Bluồng

Trang 36

Đoạn 1 11,92 14,60 94,00 7,30 14,60 46,05 128,79 Đoạn 2 12,96 14,60 94,00 7,30 14,60 47,66 127,42 Đoạn 3 11,62 14,60 94,00 7,30 14,60 45,59 123,27 Đoạn 4 10,65 14,60 94,00 7,30 14,60 44,08 127,64 ĐẦY

HÀNG

BỀ RỘNG LUỒNG ỨNG VỚI VTÀU=6,17m/s TÀU STT (độ) B(m) L(m) C1 C Bhd(m) Bluồng BALAT

ĐẦY

HÀNG

Xác định bề rộng luồng tàu:

Từ quan hệ giữa Bluồng và Vmax , ta nội suy giá trị Bluồng tương ứng Vth=5m/s

Đoạn 1: Bluồng= 134,07m

I.2.3 Bề rộng luồng mở rộng:

Bán kính cong tại đoạn cong:

Rmin=(4 -:- 5)Lt

Với Rmin: bán kính cong nhỏ nhất (m)

Lt: chiều dài lớn nhất của tàu thiết kế, Lt= 94m

Trang 37

Rmin= 5.Lt = 470m

Tại đoạn cong tuyến luồng thường được mở rộng về phía bờ lồi 1 đoạn  B

 B=Lt xK

Định dạng
Số trang	37
Dung lượng	2,53 MB