Thiết kế bản vẽ thi công cầu tàu cảng hóa chất thái bình xã thái thọ huyện thái thụy tỉnh thái bình

Chương 1 :Giới thiệu chung Giới thiệu sơ lược về công trình Dự án “Xây dựng cầu cảng hóa chất – Tổng công ty Công nghiệp hóa chất mỏ Vinacomin” tại xã Thái Thọ, Huyện Thái Thụy, Tin

M C L C Ụ Ụ

Chương 1 : 2

1.1 Giới thiệu sơ lược về công trình 2

1.2 Điều kiện khai thác 2

1.3 Điều kiện tự nhiên 3

1.4 Tài liệu cần thiết phục vụ cho quá trình thiết kế 11

Chương 2 12

2.1 Xác định kích thước cơ bản các bộ phận của công trình 12

2.2 Đề suất lựa chọn phương án mặt bằng 16

Chương 3 20

3.1 Đề xuất phương án kết cấu công trình 20

3.2 Tính toán tải trọng do tàu tác động lên công trình: 24

3.3 Thiết kế sơ bộ phương án cầu chính: 30

3.4 Trụ neo 62

3.5 Tính toán cầu dẫn 73

Chương 4 98

4.1 Tính toán tường góc sau bến 98

Chương 5 114

5.1 Tổng quan về phương án thi công 114

5.2 Trình tự các bước thi công chính của phương án chọn 114

5.3 Những lưu ý trong quá trình thi công 115

Chương 6 117

6.1 Cơ sở lập dự toán 117

6.2 Lập dự toán xây lắp công trình: 117

Chương 7 119

7.1 Kết luận: 119

7.2 Kiến nghị: 120

Chương 1 :

Giới thiệu chung

Giới thiệu sơ lược về công trình

Dự án “Xây dựng cầu cảng hóa chất – Tổng công ty Công nghiệp hóa chất mỏ Vinacomin” tại xã Thái Thọ, Huyện Thái Thụy, Tinh Thái Bình là dạng công trình cầucảng với hạng mục chính là cảng bốc dỡ hàng hóa ven sông Trà Lý Kết cấu chủ đạo củacông trình là hệ thống trụ dầm BTCT đổ toàn khối nên áp lực động tác động xuống nềnđất dưới đáy móng chủ yếu là trọng lượng bản thân và trọng lượng các thiết bị, hàng hóakhi đi vào cảng hoạt động, ngoài ra vì xây dựng trên sông gần cửa biển nên công trìnhcòn chịu áp lực của thủy triều

-Theo TCVN 9362 : 2012 trị số biến dạng cho phép của móng công trình:

+ Độ lún tuyệt đối trung bình và lớn nhất: 8cm

 Chiều dài bến : 105,0m (Mép ngoài 02 trụ neo mũi – lái)

 Chiều rộng bến : 10,0m (Khu nước quay trở xerộng 16,5m)

 Kích thước trụ neo mũi – lái : LxBxH = 2,8x2,8x1,2m

 Kích thước trụ đỡ cầu công tác : LxBxH = 1,5x0,7x0,6m

b Tải trọng khai thỏc:

<> Tàu hàng trọng tải 2.000DWT neo cập cú cỏc thụng số cơ bản như sau:

<> Tải trọng khai thỏc trờn mặt cầu chớnh:

 ễ tụ vận tải H30

 Cần cẩu bỏnh hơi sức nõng 16T

<> Tải trọng khai thỏc trờn trụ neo:

 Lực neo mũi – lỏi cho tàu trọng tải 2.000DWT

<> Điều kiện neo cập tàu:

Điều kiện tự nhiờn

Điều kiện địa lý, địa hỡnh

Dự án “Xây dựng cầu cảng hóa chất - Tổng công ty Công nghiệphóa chất mỏ - Vinacomin” tại Xã Thái Thọ, Huyện Thái Thụy, Tỉnh TháiBình nằm tại phía Tây Bắc của nhà máy Nhà máy Sản xuất AmoniNitrat có vị trí nh sau:

+ Phía Tây Bắc giáp với nhà máy

+ Phía Tây Nam giáp Sông Trà Lý

+ Các phía còn lại là khu thân đê và bãi bồi ven sông

Khu vực dự kiến xây dựng công trình hiện đang là khu bãi bồi vàmột phần thuộc thềm sông phần hạ lu sông Trà Lý, địa hình tơng

đối trũng thấp Cao độ hố khoan tại vị trí khảo sát biến đổi từ-2.35m đến 1.43m

Điều kiện địa chất

Căn cứ hồ sơ khảo sát địa chất do Công ty CP Tư vấn khảo sát thiết kế xây dựng HàNội thực hiện tháng 11/2011 phục vụ lập Dự án đầu tư xây dựng Nhà máy sản xuất AmonNitrat, khu vực cầu cảng nghiên cứu tại 03 hố khoan LK47, LK48, LK49 và Hồ sơ khảosát địa chất khu vực đầu tư xây dựng cầu cảng Hóa chất do Công ty CP Tư vấn khảo sátthiết kế xây dựng Hà Nội thực hiện tháng 03/2014, cho thấy địa tầng có các đặc điểm nhưsau:

 Lớp 1: Bùn sét pha lẫn nhiều tạp chất Lớp này xuất hiện ngay trên bề mặt

của cấu trúc địa chất và nằm dưới đáy sông, lớp có bề dày là 1,0m, được hình thành

do quá trình lắng đọng vật liệu trầm tích Do bề dày nhỏ, thành phần không đồng nhấtnên chúng tôi không tiến hành lấy mẫu và thí nghiệm SPT ở lớp này

 Lớp 2: Sét pha, màu xám nâu, xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo chảy Độ

sâu mặt lớp là 1,0m, độ sâu đáy lớp là 10,0m Bề dày lớp là 9,0m Kết quả phân tíchcác chỉ tiêu cơ lý của 04 mẫu đất nguyên dạng cho các giá trị như sau:

w = 1,74 (g/cm3); C = 0,12 (kG/cm2);  = 6o11; B = 0,82

 Lớp 3: Sét pha, màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm, lẫn hữu cơ, đôi chỗ kẹp

cát mịn Độ sâu mặt lớp là 10,0m, độ sâu đáy lớp là 18,5m Bề dày lớp là 8,5m Kếtquả phân tích các chỉ tiêu cơ lý của 04 mẫu đất nguyên dạng cho các giá trị như sau:

w = 1,84 (g/cm3); C = 0,141 (kG/cm2);  = 7o02; B = 0,57

 Lớp 4: Sét pha, màu xám xanh, xám ghi, trạng thái dẻo mềm Độ sâu mặt

lớp là 18,5m, độ sâu đáy lớp là 23,7m Bề dày lớp là 5,2m Kết quả phân tích các chỉtiêu cơ lý của 03 mẫu đất nguyên dạng cho các giá trị như sau:

w = 1,84 (g/cm3); C = 0,17 (kG/cm2);  = 9o15; B = 0,57

 Lớp 5: Cát pha, màu nâu vàng, trạng thái dẻo, đôi chỗ kẹp sét pha Độ sâu

mặt lớp là 23,7m, độ sâu đáy lớp là 27,0m Bề dày lớp là 3,3m Kết quả phân tích cácchỉ tiêu cơ lý của 02 mẫu đất nguyên dạng cho các giá trị như sau:

w = 1,97 (g/cm3); C = 0,156 (kG/cm2);  = 16o21’; B = 0,29

 Lớp 6: Cát hạt mịn màu xám vàng, trạng thái chặt Độ sâu mặt lớp là 27,0m.

Độ sâu đáy lớp và bề dày lớp chưa xác định cụ thể do hố khoan kết thúc tại độ sâu 50,0m hiện vẫn trong lớp này Trong quá trình khảo sát đã khoan được vào lớp này23.0m Kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ lý của 12 mẫu không nguyên dạng cho các

giá trị như sau:

 = 2,67 (g/cm3); c = 35o12’;  w = 24o61’

 Điều kiện khí tượng thủy văn

1.3.3.1 Đặc điểm khí tượng

Khí hậu Thái Bình mang tính chất cơ bản là nhiệt đới ẩm gió mùa Thái Bình có nhiệt

độ trung bình 23oC - 24oC, tổng nhiệt độ hoạt động trong năm đạt 8.400-8.500oC, số giờnắng từ 1.600-1.800h, tổng lượng mưa trong năm 1.700-2.200mm, độ ẩm không khí từ80-90% Gió mùa mang đến Thái Bình một mùa đông lạnh mưa ít, một mùa hạ nóng mưanhiều và hai thời kỳ chuyển tiếp ngắn

Là tỉnh đồng bằng nằm sát biển, khí hậu Thái Bình được điều hòa bởi hơi ẩm từ vịnhBắc Bộ tràn vào Gió mùa đông bắc qua vịnh bắc bộ tràn vào Gió mùa đông bắc quavịnh Bắc Bộ vào Thái Bình làm tăng độ ẩm so với những nơi khác nằm xa biển Vùng ápthấp trên đồng bằng Bắc Bộ về mùa hè hút gió biển vào làm bớt tính khô nóng ở TháiBình Sự điều hòa của biển làm cho biên độ nhiệt tuyệt đối ở Thái Bình thấp hơn ở HàNội 5oC

Ngay trong phạm vi tỉnh, sự điều hòa nhiệt ẩm ở vùng ven biển Thái Thụy, Tiền Hải

rõ rệt hơn những vùng xa biển Biên độ nhiệt trung bình trong năm ở Diêm Điền là12,8ºC, còn ở thành phố Thái Bình là 13,1ºC Tuy nhiên do diện tích nhỏ, gọn và địa hìnhtương đối bằng phẳng nên sự phân hóa theo lãnh thổ tỉnh không rõ rệt

 Lượng mưa (tại khu vực khảo sát): Theo cục khí tượng Thủy văn, lượng

mưa hàng năm biến đổi theo mùa, theo tháng trong mùa, theo ngày trong tháng vàtheo giờ trong ngày Tổng lượng mưa lớn nhất và trung bình, thống kê theo quan trắcdài hạn, thể hiện theo biểu đồ Hình 1

Hình 1 Lượng mưa quan trắc dài hạn vùng Thái Bình tại trạm khí tượng thủy văn Đông Quý (mm) (1985-2010)

 Nhiệt độ không khí (tại khu vực khảo sát): Nhiệt độ không khí trung bình,

cao nhất và thấp nhất tuyệt đối, cao nhất và thấp nhất trung bình theo từng tháng vànăm, quan trắc trong khoảng thời gian 2006-2010 tại Thái Bình, thể hiện trong Hình2

Hình 2 Nhiệt độ không khí vùng Thái Bình tại trạm khí tượng thủy văn Đông Quý (độ C) (2006-2010)

 Độ ẩm không khí (tại khu vực khảo sát): Độ ẩm tương đối trung bình theo

tháng và năm, quan trắc trong khoảng thời gian 2006-2010 tại vùng Thái Bình, thểhiện biểu đồ Hình 3

Hình 3 Độ ẩm tương đối trung bình vùng Thái Bình tại trạm khí tượng thủy văn Đông Quý (%) (2006-2010)

 Tốc độ gió (tại khu vực khảo sát): Tốc độ gió mạnh nhất quan trắc từng

tháng trong năm, khoảng 1986-2010, thể hiện trong biểu đồ Hình 4 Trong biểu đồnày ta thấy tốc độ gió lốc đạt đến 42m/s (tương đương 151km/giờ) xảy ra trong nhiềunăm (nn)

Hình 4 Tốc độ gió

 Áp suất không khí (tại khu vực khảo sát): Áp suất không khí trung bình,

cao nhất và thấp nhất tuyệt đối, cao nhất và thấp nhất trung bình theo từng tháng vànăm, quan trắc trong khoảng thời gian 1971-2010 tại Thái Bình, thể hiện trong Hình5:

Hình 5 Áp suất không khí theo từng tháng tại trạm khí tượng thủy văn Đông Quý từ 1971-2010

1.3.3.2 Đặc điểm thủy văn

a Đặc điểm thủy văn nước mặt

<> Thủy văn, sông ngòi: Tỉnh Thái Bình nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nên hàngnăm đón nhận một lượng mưa lớn (1.700-2.200mm), lại là vùng bị chia cắt bởi các consông lớn, đó là các chỉ lưu của sông Hồng, trước khi chảy ra biển Mặt khác, do quá trìnhsản xuất nông nghiệp, trải qua nhiều thế hệ, người ta đã tạo ra hệ thống sông ngòi dàyđặc Tổng chiều dài các con sông, ngòi của Thái Bình lên tới 8.492km, mật độ bình quân

từ 5-6km/km2 Hướng dòng chảy của các con sông đa số theo hướng Tây Bắc xuốngĐông Nam Phía Bắc, Đông Bắc Thái Bình còn chịu ảnh hưởng của sông Thái Bình TháiBình được bao bọc và chia cắt bởi các con sông chính sau:

 Phía Tây, Tây Nam và phía Nam (đoạn ngã ba sông Luộc đến cửa Ba Lạt) cósông Hồng chảy uốn khúc, quanh co, là nguồn cung cấp nước và phù sa chính cho

Thái Bình.

 Phía Tây Bắc là sông Luộc (một chỉ lưu của sông Hồng), đây là sông cungcấp nước cho các huyện Quỳnh Phụ, Hưng Hà

 Phía Đông Bắc là sông Hóa chảy ra cửa sông Thái Bình

 Sông Diêm Hộ, chảy qua 1 phần huyện Đông Hưng và chia đôi huyện TháiThụy (phần Thụy Anh, phần Thái Ninh cũ) và chảy ra biển thông qua cống Trà Linh

 Sông Trà Lý (một chỉ lưu của sông Hồng) bắt nguồn từ sông Hồng và chảy rabiển, sông Trà Lý chia đôi Thái Bình thành 2 khu: Khu Bắc và khu Nam, chiều dàikhoảng 67km Điểm cuối của sông Trà Lý đổ ra biển Đông, ranh giới giữa hai xã Thái

Đô (huyện Thái Thụy) và xã Đông Hải (huyện Tiền Hải) Khu vực công trình cáchcửa sông Trà Lý khoảng 8km Do hiện tượng khai thác cát ở sông tốc độ ngày cànggia tăng, làm xuất hiện nhiều hố nước sâu làm nhiều đoạn đê sạt lở, có chỗ sâu 2-3m.Cảng Hóa chất dự kiến xây dựng tại bờ trái sông Trà Lý, đoạn chảy qua xã Thái Thọ,huyện Thái Thụy Do ở hạ lưu gần biển nên nước sông bị nhiễm mặn chế độ dòng chảyphụ thuộc thủy triều

Khu vực Thái Bình chịu ảnh hưởng của mạng thủy văn của sông Trà Lý với nhiều ao,

hồ, kênh rạch

Mực nước sông Trà Lý biển đổi theo mùa, thấp về mùa khô và cao về mùa mưa Kếtquả quan trắc mực nước lớn nhất trong khoảng thời gian từ năm 1962 đến 2010 cho tacác giá trị mực nước sông trong 48 năm thể hiện trong Hình 6 và tần suất mực nước xuấthiện thể hiện trong Hình 7 Theo đó, mực nước cao nhất là 320cm đo được vào năm

1968, mực nước thấp nhất là 165cm đo vào năm 1977

Hình 6: Mực nước lớn nhất tại sông Trà Lý (cm), tại trạm khí tượng thủy văn Đông Quý

Hình 7: Tần suất mực nước xuất hiện tại sông Trà Lý (cm), tại trạm khí tượng thủy văn Đông Quý

<> Đặc điểm nước dưới đất:

Thái Bình là bộ phận của tam giác châu thổ sông Hồng, thuộc trầm tích bờ rời Đệ Tứ

có nguồn gốc sông biển hỗn hợp Xét về mặt tổng thể thì các trầm tích này có khả năngchứa nước rất lớn, mực nước ngầm nông, dễ khai thác

 Độ mặn của nước sông Trà Lý: Độ mặn lớn nhất tháng của nước sông Trà Lý

đo từ năm 1968 đến 2010 cho các giá trị nhỏ nhất, lớn nhất và trung bình được thểhiện trong Hình 8 như sau:

Hình 8: Độ mặn theo tháng (º/˳˳) tại trạm khí tượng thủy văn Đ ông Quý.

Tại thời điểm khảo sát khu vực dự kiến xây dựng tồn tại cả nước mặt và nước dướiđất:

 Nước mặt có ngay trong ao hồ, sông ngòi, hệ thống mương thoát nước xungquanh khu vực khảo sát Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa và nước thải sinh hoạt

 Nước dưới đất tồn tại chủ yếu trong các lớp đất rời Nguồn cung cấp chủ yếu

là nước mặt, nước mưa và nước thải sinh hoạt

Trong quá trình khảo sát chúng tôi đã tiến hành quan trắc nước dưới đất tại các hốkhoan vào các thời gian quan trắc khác nhau, kết quả thu được thể hiện trong bảng sau:

Thí nghiệm phân tích thành phần hóa học 02 mẫu nước lấy trong hố khoan để đánhgiá khả năng ăn mòn của nước với bê tông cho kết quả nước có tính ăn mòn trung bình bêtông

Tài liệu cần thiết phục vụ cho quá trình thiết kế

Quy chuẩn xây dựng và tiêu chuẩn kĩ thuật áp dụng trong thiết kế:

- Quy chuẩn xây dựng Việt Nam

- Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

- Công trình bến cảng biển - Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 207-92

- Công trình bến cảng sông - Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 219-94

- Tải trọng và tác động (do sóng và do tàu) lên công trình thủy - Tiêu chuẩn thiết kế22TCN 222-95

- Tải trọng và tác động - TCVN 2737-1995

- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công - TCVN 4116-85.

- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - TCXDVN 356-2005

- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - TCVN 4453-1995

- Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc - TCXD 205-1998

Chương 2

Thiết kế quy hoạch mặt bằng công trình

Xác định kích thước cơ bản các bộ phận của công trình

Hệ cao độ sử dụng là hệ cao độ Quốc Gia

Mực nước thấp thiết kế được lấy theo đảm bảo suất (%), đảm bảo suất này phụthuộc vào hiệu số giữa mực nước có suất bảo đảm 50% và mực+ nước thấp nhất Đảmbảo suất tra theo bảng 1 TCN207-92

Bảng 1.1 Bảo đảm suất xác định mực nước thấp thiết kế

H50% - Hmin (cm) Đảm bảo suất (%)

Độ sâu khu nước trước bến.

Theo tiêu chuẩn 22TCN207-92, độ sâu thiết kế được xác định theo công thức:

Cao trình đáy bến được xác định:

Hình 1.1 Sơ đồ tính toán độ sâu trước bến.

- T -Mớn nước của tàu tính toán (m) T = 4,9 m.Mớn nước của tàu cần cộng thêmmột số gia T để xét đến sự thay đổi dung trọng nước.(Bảng 2 TCN207-92).

- Z1 - dự phòng độ sâu chạy tàu tối thiểu, đảm bảo an toàn và độ lái tốt của tàu khichuyển động(m), Z1 phụ thuộc địa chất đáy khu nước.(Bảng 3 TCN207-92).

Với địa chất là cát bồi lẫn vỏ sò hến ta có Z1 = 0,04T = 0,04.4,9 = 0,196m

- Z2 - dự phòng do sóng, xét đến độ chìm gia tăng của đầu cuối tàu khi có sóng, Z2

phụ thuộc chiều dài tàu tính toán và chiều cao sóng Tra bảng 4 có Z2 = 0,088m

- Z3 - dự phòng về vận tốc (tính đến sự thay đổi mớn nước của tàu khi chạy so vớimớn nước của tàu neo đậu khi nước tĩnh), Z3 phụ thuộc vào vận tốc tàu tínhtoán (m/s), nội suy theo bảng 5 (22TCN207-92)

Tra bảng 29 22TCN222 – 95 Thành phần vuông góc của tốc độ tàu cập bến v =

0,2 m/s Góc tàu cập bến:   10 0

Vận tốc cập bến của tàu là: v = 0,2/sin 100 = 1,15(m/s)

Tra bảng 5 ta có: z3 = 0,105 m

Hình 1.2 Sự thay đổi mớn nước khi tàu chạy

- Z4 - dự phòng do sa bồi tính đến sự bồi lấp giữa hai lần nạo vét, duy tu và hàngrời rơi vãi xuống khu nước (m) lấy không nhỏ hơn 0,4m để đảm bảo tàu nạovét có năng suất Lấy Z4 = 0,5m

- Z0 - dự phòng do nghiêng lệch tàu do xếp hàng hóa lên tàu không đều, do hànghóa bị xê dịch, Z0 phụ thuộc vào loại tàu (m) (Bảng 6TCN207-92)

Z0 = 0,026 B = 0,026.12,7 = 0,33 (m)

- Đáy bến - cao độ đáy bến.

- MNTTK - mực nước thấp thiết kế

Bảng 2.1 Độ sâu trước bến và cao độ đáy bến.

Thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Công thức Giá trị

Vậy cao độ đáy bến: Đáy bến = -6,7m (hệ cao độ quốc gia)

Độ sâu chạy tàu.

Theo tiêu chuẩn 22TCN207-92, độ sâu chạy tàu được xác định:

Cao độ đáy chạy tàu được xác định:

MNCT - là mực nước chạy tàu trên luồng

Đáy CT - cao độ đáy chạy tàu

Theo yêu cầu thiết kế, MNCT được chọn sao cho tàu có thể ra vào sửa chữa cảtrong trường hợp mực nước thấp nhất; MNCT = MNTTK = -0,65m

Hct = 4,9 + 0,196 + 0,088 + 0,105 + 0,33 = 5,619m

Đáy CT = -0,65 – 5,619 = -6,269m (cao độ quốc gia)

Vậy chọn cao độ đáy chạy tàu: Đáy CT = -6,3 (cao độ quốc gia)

Cao trình đỉnh bến.

Cao trình đỉnh bến được xác định theo 2 tiêu chuẩn:

- Tiêu chuẩn chính:

Đỉnh bến = MN(P = 50%) + a (2-5)Trong đó:

Đỉnh bến - cao trình đỉnh bến;

quan trắc trong nhiều năm; MN(P = 50%) = 1.8m

a - độ vượt cao của mặt bến; a = (1 �2)m, với công trình nằm trong vùng nước ảnhhưởng của thủy triều a = 1m

Đỉnh bến = 1,8 + 1 = +2,8m (cao độ quốc gia)

- Tiêu chuẩn kiểm tra:

Trong đó:

trắc trong nhiều năm; MN(P = 5%) = 2,7m

a’ - độ vượt cao của bến (dự trữ do bảo quản hàng hoá và quá trình bốc dỡ): a’ = (0  1)m Chọn a’ = 0m

=> Đỉnh bến = 0 + 2,7 = +2,7m (cao độ quốc gia)

Chiều cao bến.

Hb = 2,8 - (-6,7) = 9,5 m (là công trình cấp III – TCN 207-92 điều 2.3).

Chiều dài bến.

Chiều dài cầu chính:

Tàu tính toán có tải trọng xà lan 2000 tấn và kích thước Lt = 81m

Bến là độc lập nên chiều dài bến được xác định theo công thức:

Chiều dài cầu dẫn:

Căn cứ theo điều kiện địa hình khu vực xây dựng cầu tầu và tận dụng chiều dàikhu nước và chi phí nạo vét nhỏ ta chọn chiều dài cầu dẫn là Lcd = 21m

Chiều rộng bến.

Việc xác định chiều rộng bến phải dựa vào công nghệ khai thác trên bến và sự ổnđịnh của kết cấu Sơ đồ cơ giới hóa xếp dỡ trên bến có 1 cần trục bánh hơi 16T, 1 làm ô

tô vận tải H30, do đó chiều rộng của bến được xác định như sau

- Chiều rộng cầu chính:

Sơ đồ cơ giới hóa xếp dỡ trên bến gồm cần trục bánh hơi di chuyển trên bến

Ban đầu chọn sơ bộ chiều rộng bến là: Bb = 10m

- Chiều rộng cầu dẫn:

Theo quy trình thiết kế công nghệ Cảng biển và để phục vụ cho vận chuyển máymóc thiết bị bằng cần trục đi lại trên cầu dẫn chọn Bcd = 5m

2.1.8.1 Chiều dài khu nước trước bến:

Chiều dài khu nước trước bến được tính theo công thức sau:

Đề suất lựa chọn phương án mặt bằng

Các phương án bố trí mặt bằng

Cơ sở để xác định phương án bố trí mặt bằng công trình là chiều dài đường bờ đượccấp, chiều dài công trình, số tàu có thể neo đậu đồng thời trên bến Dựa vào loại kết cấucông trình dự kiến sử dụng để xây dựng công trình, như công trình bến bệ cọc cao thíchhợp với dạng liền bờ, xa bờ Bến tường cừ có neo, không có neo thích hợp với dạng bếnliền bờ v v Việc xác định được dạng mặt bằng hợp lí phải dựa vào các yếu tố trên Tuynhiên yếu tố chiều dài, chiều rộng đường bờ, khu đất, chiều dài công trình và số tàu đồngthời neo đậu trên bến sẽ quyết định dạng mặt bằng công trình

Việc xác định mặt bằng bến cần đạt được những mục tiêu sau:

- Phù hợp với quy hoạch tổng thể

- Phù hợp với điều kiện giao thông đường bộ, đường thủy trong khu vực

- Quy hoạch bố trí xây dựng các công trình phải phù hợp với yêu cầu khai tháctrước mắt đồng thời phù hợp với qui mô phát triển lâu dài, tận dụng triệt để lợi thế tựnhiên của khu đất, khu nước nhằm giảm được vốn đầu tư xây dựng công trình

- Tận dụng tối đa điều kiện che chắn tự nhiên

- Không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường khu vực cũng như những công trình, cơ

sở lân cận

Dựa vào cơ sở trên ta chọn phương án mặt bằng như sau:

- Phương án 1: Công trình bến liền bờ

- Phương án 2: Công trình bến song song với bờ

Cắn cứ vào tài liệu khảo sát địa hình và công nghệ khai thác trên bến thì mặt bằngphương án 1 và 2 có các ưu nhược điểm như sau:

2.2.2.1 Phương án 1

a) Ưu điểm:

- Hình dạnh, kích thước bến đơn giản

- Khu nước trước bến thông thoáng, thuận lợi cho việc bố trí vũng quay tàu

- Liên hệ với khu đất tốt, thuận lợi cho việc giao thông đi lại trên bến

- Lợi dụng được tối đa điều kiện tự nhiên do cảng nằm trong khu vực khu vựckhuất gió, sóng nên kết cấu công trình đơn giản

b) Nhược điểm:

- Mặt bằng kéo dài, làm tăng hệ thống các đường kỹ thuật (cung cấp điện nước)

- Tuyến tường góc, công trình sau bến chạy dọc suốt chiều dài bến làm tăng chiphí xây dựng

- Do gần bờ nên khối lượng nạo vét, san lấp lớn

2.2.2.2 Phương án 2: công trình bến song song với bờ:

- Giảm bớt đường đi của hệ thống các đường kỹ thuật

- Giảm chi phí và thời gian xây dựng hệ thống tường góc, công trình sau bếnb) Nhược điểm:

- Kết cấu công trình phức tạp hơn do phải có cầu dẫn

- Khu nước trước bến không được thông thoáng, tuyến mép bến khá gần biênluồng gây rất nhiều khó khăn cho việc điều động tàu.

- Liên hệ với khu đất thông qua cầu dẫn nên việc di chuyển các phương tiện vậntải trên bến có nhiều hạn chế

Kết luận:

Từ những ưu nhược điểm rút ra ở trên, ta thấy phương án 2 áp dụng phù hợp hơnvới địa điểm xây dựng cũng như công nghệ khai thác nên em kiến nghị chọn phương án 2làm phương án bố trí mặt bằng xây dựng

Chương 3

Thiết kế sơ bộ các phương án kết cấu công trình

Đề xuất phương án kết cấu công trình

Kết cấu cầu tàu dạng bệ cọc cao đài mềm bản có hệ dầm ngang, dầm dọc trên nềncọc vuông BTCT M400 có kích thước bxh=40x40cm

III.1.1 Kết cấu cầu chính:

Dạng bệ cọc cao đài mềm bản có hệ dầm ngang, dầm dọc trên nền cọc vuông BTCTM400 tiết diện 40x40cm

a Nền cọc: Bằng BTCT M400 đá 1x2 tiết diện 40x40cm, chiều dài thay đổi

L=33m và L=35m tùy thuộc vị trí Theo mặt cắt ngang có 05 hàng cọc, trong đó gồm 04hàng cọc đóng thẳng, 01 hàng cọc đóng xiên độ xiên 6:1 xoay không gian 15o, bước cọctheo phương ngang kể từ ngoài bến vào lần lượt là: 0,6m + 2,5m + 2x2,9m Riêng khuvực mở rộng để quay xe theo mặt cắt ngang có 07 hàng cọc, trong đó gồm 06 hàng cọcđóng thẳng, 01 hàng cọc đóng xiên 6:1 xoay không gian 15o, bước cọc theo phươngngang kể từ ngoài bến vào lần lượt là: 0,6m + 2,5m + 4x2,9m Bước cọc theo phương dọcbến là 3,3m Tổng số cọc của cầu chính là 108 cọc trong đó 88 cọc đóng thẳng và 20 cọcđóng xiên

 Dầm ngang loại 2: Dầm ngang DN2 có tiết diện bxh = 80x60cm (kể đến cảchiều dày bản cao 90cm) đầu dầm được hạ thấp thành tiết diện bxh = 80x285cm (kểđến cả chiều dày bản cao 315cm) để liên kết với dầm tựa tàu, chiều dài dầm 16,5m.Toàn bến có 01 dầm ngang DN2;

 Dầm ngang loại 3: Dầm ngang DN3 có tiết diện bxh = 80x60cm (kể đến cảchiều dày bản cao 90cm) đầu dầm được hạ thấp thành tiết diện bxh = 80x285cm (kểđến cả chiều dày bản cao 315cm) để liên kết với dầm tựa tàu, đoạn hạ thấp liên kếtđáy bể thu gom nước thải có tiết diện bxh = 80x120cm (kể đến cả chiều dày bản cao150cm) chiều dài dầm 16,0m Toàn bến có 03 dầm ngang DN3

<> Dầm dọc: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ, theo phương ngang có 04 dầm, khuvực mở rộng làm nơi quay trở xe và bố trí bể thu gom nước thải có 06 dầm chia làm 3loại:

 Dầm dọc loại 1: Dầm dọc DD1 (thuộc trục C, D và E) tiết diện dầm bxh =80x60cm (kể đến cả chiều dày bản cao 90cm), chiều dài dầm bằng chiều dài cầuchính Toàn bến cầu chính có 03 dầm dọc DD1

 Dầm dọc loại 2: Dầm dọc DD2 (thuộc trục A – B) có tiết diện bxh =60x35cm (kể đến cả chiều dày bản cao 65cm), chiều dài dầm bằng chiều dài cầuchính Toàn bến có 01 dầm dọc DD2

 Dầm dọc loại 3: Dầm dọc DD3 (thuộc trục F, G) có tiết diện bxh =80x120cm (kể đến cả chiều dày bản cao 150cm), chiều dài dầm 10,95m Toàn bến có

02 dầm dọc DD3

c Bản tựa tàu: Dạng bản liên tục bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ, tiết diện bxh =

30x175cm, chiều dài dầm tựa tàu bằng chiều dài cầu chính

d Bản mặt cầu: Bản mặt cầu bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ cùng gờ chắn xe, bản

dày 30cm Trên mặt bố trí rãnh thu gom nước rửa vệ sinh mặt cầu thu về bể chứa nướcthải xử lý trước khi thải ra sông Tại vị trí tiếp giáp cầu dẫn, mép bản được gia cườngthép hình L100x10 nhúng nóng mạ kẽm trước khi lắp đặt

e Kết cấu phủ mặt cầu: Sử dụng bê tông nhựa hạt mịn phủ mặt cầu dày trung bình 6cm,

vuốt tạo độ dốc cho mặt cầu i = 0,5% về hai phía rãnh thu gom nước mặt cầu

f Gờ chắn xe: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ cùng với bê tông dầm tựa tàu và bản

mặt cầu, tiết diện hình thang vuông cạnh nghiêng ra phía ngoài đỉnh rộng b1 = 20cm, đáyrộng b2 =30cm, chiều cao h = 25cm

g Hào công nghệ: Bố trí sát gờ chắn xe tuyến mép bến, kích thước 30x30cm, nắp bằng

BTCT đúc sẵn có kích thước 100x38x8cm

h Bích neo tàu: Dùng bích neo gang đúc 30T sản xuất trong nước theo tiêu chuẩn Việt

Nam cùng các chi tiết liên kết đồng bộ hoặc loại bích có tiêu chuẩn kỹ thuật tươngđương Bích neo có đường kính ngoài 255mm, chiều cao h = 365mm, liên kết giữa bíchneo tàu với dầm bằng các bu lông M38 chiều dài 540mm Trên cầu chính bố trí lắp đặt 05bích neo Bích neo gang đúc CT 21 ÷ 40 bảo đảm các tiêu chuẩn sau:

 Thành phần hoá học: C = 3,20 3,40%, Si = 1,40 %, Mn =0,70 %, P 0,2%, S 

 Đặc tính cơ học: Độ bền kéo 180N/mm2, độ cứng 187HB

 Kiểm tra siêu âm không có khuyết tật trong sản phẩm

i Đệm tàu: Sử dụng đệm tàu LMD 300H – 3000L do Việt Nam sản xuất, liên kết giữa

đệm và dầm tựa tàu bằng các bu lông thép không gỉ và các chi tiết đồng bộ với đệm tàu.Đệm tàu được treo đứng, toàn bến có 10 bộ đệm tàu Đệm tàu có các thông số kỹ thuậtnhư sau:

III.1.2 Kết cấu cầu dẫn:

Dạng bệ cọc cao đài mềm bản có hệ dầm ngang, dầm dọc trên nền cọc vuông BTCTM400 tiết diện 40x40cm

a Nền cọc: Bằng BTCT M400 đá 1x2 tiết diện 40x40cm, chiều dài L=35m Theo mặt cắt

ngang cầu gồm 02 hàng cọc bước cọc theo phương ngang là 3,5m, riêng tại vị trí tiếpgiáp với cầu chính cắt ngang gồm 03 cọc, bước cọc 3,5m+3,3m Cắt dọc cầu dẫn gồm 06hàng cọc với bước cọc từ cầu chính vào là 3,75m+4x3,9m Toàn bộ cầu dẫn gồm 13 cọctrong đó có 05 cọc đóng thẳng và 08 cọc đóng xiên 8:1

b Hệ dầm ngang, dầm dọc, dầm chéo cầu dẫn:

<> Dầm ngang: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ Toàn bộ cầu dẫn có 06 dầm ngangđược chia làm 02 loại:

 Dầm ngang loại 1: Dầm ngang NCD1 có tiết diện bxh = 60x55cm (kể đến cảchiều dày bản cầu dẫn cao 80cm), chiều dài dầm bằng chiều rộng cầu dẫn Toàn bộ có

05 dầm ngang NCD1

 Dầm ngang loại 2: Dầm ngang NCD2 tại vị trí tiếp giáp cầu chính có tiếtdiện bxh = 60x55cm (kể đến cả chiều dày bản cầu dẫn cao 80cm), chiều dài dầmL=8,3m Toàn bộ có 01 dầm ngang NCD2

<> Dầm dọc DCD: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ tiết diện bxh = 60x55cm (kể đến

cả chiều dày bản cầu dẫn cao 80cm), chiều dài dầm bằng chiều dài cầu dẫn Toàn bến có

02 dầm dọc DCD

<> Dầm chéo CCD: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ tiết diện bxh = 60x55cm (kểđến cả chiều dày bản cầu dẫn cao 80cm), chiều dài dầm L=4,2m Toàn bộ có 01 dầm chéo

CCD

c Bản mặt cầu dẫn: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ cùng gờ chắn xe, bản dày

25cm Tại vị trí tiếp giáp cầu chính và mố sau cầu, mép bản được gia cường thép hìnhL100x10 nhúng nóng mạ kẽm trước khi lắp đặt

d Gờ chắn xe: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ cùng với bê tông bản mặt cầu dẫn,

tiết diện hình thang vuông cạnh nghiêng vào trong đỉnh rộng b1 = 20cm, đáy rộng b2

=30cm, chiều cao h = 25cm

III.1.3 Mố cầu dẫn:

Dạng kết cấu tường góc có sườn gia cường trên nền cọc vuông BTCT tiết diện40x40cm như sau:

a Nền cọc: Bằng cọc BTCT M400 đá 1x2 tiết diện 40x40cm, chiều dài L=34m, theo

phương ngang có hai hàng cọc Bước cọc theo phương ngang là 1,5m, theo phương dọc

là 3,2m Toàn bộ mố sau cầu dẫn có 07 cọc trong đó có 04 cọc đóng thẳng và 03 cọc đóngxiên 8:1

b Tường góc: Bằng cọc BTCT M300 đá 1x2 đổ tại chỗ Bao gồm:

 Tường mặt cao 2,0m trên đỉnh rộng 25cm, chân tường rộng 40cm Đỉnhtường mặt tại vị trí tiếp giáp với cầu dẫn được gia cường bằng thép hình L100x10nhúng nóng mạ kẽm trước khi lắp đặt Chân tường mặt đặt các ống thoát nước nhựaPVC D100, a = 320cm

 Sườn gia cường bằng bê tông cốt thép dày 25cm, chân sườn rộng 1,90m.Tường cánh tại hai đầu mố chân tường rộng 1,90m, đỉnh tường rộng 2,05m

 Bản đáy dày 50cm, rộng 2, 5m có đặt sẵn các thanh thép 25 cố định bảnquá độ khi đổ bê tông bản đáy

 Lăng thể đá: Phía trước và sau tường góc đổ đá hộc trọng lượng

30 – 60kg/viên

 Bản quá độ: Bằng BTCT M300 đá 1x2 đúc sẵn kích thước lxbxh =200x198x20cm Theo chiều dài mố cầu dẫn bố trí 04 bản quá độ

III.1.4 Trụ neo: Kết cấu trụ neo dạng bệ cọc cao đài cứng bằng BTCT đổ tại chỗ trên nền cọc vuông BTCT tiết diện 40x40cm Toàn bến có 02 trụ neo mũi – lái Kết cấu cụ thể như sau:

a Nền cọc: Bằng BTCT M400 đá 1x2 đúc sẵn tiết diện 40x40cm, chiều dài cọc L=35m.

Mỗi trụ có 05 cọc trong đó gồm 04 cọc đóng xiên 6:1&10: 1 và 01 cọc đóng thẳng

b Đài trụ: Bằng BTCT M300 đá 1x2 kích thước LxBxH = 2,8x2,8x1,2m Trên bệ trụ bố

trí 01 bích neo tàu và chôn sẵn bu lông liên kết cầu công tác phục vụ đi lại neo buộctàu

c Bích neo tàu: Kết cấu tương tự bích neo bố trí lắp đặt trên cầu chính.

III.1.5 Trụ đỡ cầu công tác: Kết cấu trụ đỡ cầu công tác dạng bệ cọc cao đài cứng bằng BTCT đổ tại chỗ trên nền cọc vuông BTCT tiết diện 40x40cm Toàn bến có 02 trụ đỡ cầu công tác Kết cấu cụ thể như sau:

a Nền cọc: Bằng BTCT M400 đá 1x2 đúc sẵn tiết diện 40x40cm, chiều dài cọc L=35m.

Mỗi trụ có 02 cọc đóng xiên 10: 1

b Đài trụ: Bằng BTCT M300 đá 1x2 kích thước LxBxH = 1,5x0,7x0,6m Trên bệ trụ

chôn sẵn bu lông liên kết cầu công tác phục vụ đi lại neo buộc tàu

III.1.6 Cầu công tác: Để tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình khai thác đi lại phục vụ

neo buộc tàu, bố trí các cầu công tác giữa cầu chính với trụ neo Cầu công tác dạng kếtcấu bằng thép hình mạ kẽm nhúng nóng được liên kết với bệ trụ bằng hệ bu lông M24chôn sẵn trong quá trình gia công cốt thép, đổ bê tông bản cầu chính, trụ neo và trụ đỡcầu công tác Bản sàn cầu công tác bằng tấm BTCT M200 đá 1x2 kích thước lxbxh =1,08x0,73x0,065m Toàn bến có 04 cầu công tác, chiều dài mỗi cầu công tác L=8,80m và

32 tấm đan bản sàn cầu công tác

Tính toán tải trọng do tàu tác động lên công trình:

Tải trọng neo tàu:

Tàu neo đậu tại bến chịu tác dụng tổng hợp của gió, dòng chảy và sóng Được xác

định theo Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 222 – 95.

3.2.1.1 Tải trọng neo do gió:

Theo Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 222 – 95 tải trọng tác động lên tàu do gió được

xác định theo công thức:

Thành phần ngang:

Wq = 73,6 10 -5 Aq V2 q (KN) (3-1)Thành phần dọc:

Wn = 49,0 10 -5 An V2 n (KN) (3-2)

Wp , Wn: thành phần ngang và dọc của lực gió tác dụng lên tàu;

Aq , An: là diện tích cản gió theo phương ngang tàu và phương dọc tàu (m2);

Aq = q L2

An = n B2

q ,n : hệ số phụ thuộc vào loại tàu, chiều dài tàu lớn nhất của tàu tính toán Với

sà lan chở hàng khô có chiều dài Lt,max = 81m tra bảng 1 và bảng 2 – phụ lục 3 – Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 222 – 95 ta có :

Trường hợp đầy tải :

qk = 0,06; nk = 0,95

 Aqk = 0,06 812 = 393,66 (m2)

 Ank = 0,95 12,72 = 153.23 (m2) Trường hợp không có tải :

qk = 0,1; nk = 1,20

 Aqk = 0,1 812 = 656,1 (m2)

 Ank = 1,2 12,72 = 193,548 (m2)

Vq, Vn : thành phần ngang và dọc của tốc độ gió tác dụng lên tàu;

: hệ số phụ thuộc vào kích thước lớn nhất của mặt cản gió;

Với L = 81 m tra bảng 26 Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 222 – 95, nội suy ta có:

q = 0,707

Với B = 12,7 m tra bảng 26 Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 222 – 95, ta có:

n = 1,098

Từ trên ta có kết quả tính toán tải trọng neo do gió được ghi trong bảng 3.1

3.2.1.2 Tải trọng neo do dòng chảy

Theo Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 222 – 95 tải trọng tác động lên tàu do dòng chảy

được xác định theo công thức:

Q, N: thành phần ngang và dọc của lực do dòng chảy tác dụng lên tàu ;

At, Al: diện tích cản nước theo phương ngang và phương dọc tàu (m2);

: hệ số diện tích đường mặt nước, lấy bằng 0,85

: hệ số diện tích mặt cắt ngang lấy bằng 0,9

Tc: mớn nước khi tàu đầy hàng, Tc = 4,9 m;

T0: mớn nước khi tàu không có hàng, T0 = 2,1 m (phụ lục 4);

Đầy hàng Không hàng Đầy hàng Không hàng

3.2.1.3 Tải trọng neo tàu:

Theo Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 222 – 95, điều 5.11:

Lực neo S (KN) tác động lên một bích neo không phụ thuộc vào số lượng tàu buộcdây neo vào bích neo đó và được xác định theo công thức sau:



.cossin

Tải trọng tựa tàu:

Theo Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 222 – 95 tải trọng phân bố q do tàu đang neo đậutại bến tựa trên công trình dưới tác động của gió, dòng chảy và sóng xác định theo côngthức:

q = 1,1

d

tot

l Q

(3-11)

q: lực tựa tàu

Qtot : lực ngang do tác động tổng hợp của gió và dòng chảy

ld: chiều dài tiếp xúc giữa tàu với công trình

Kết quả tính toán cho ở bảng sau:

Bảng 1.1 Tải trọng tựa tàu

3.2.3.1 Năng lượng va tàu:

Tải trọng va tàu tác dụng vào công trình phụ thuộc vào trọng tải của tàu tính toán,vận tốc lớn nhất khi cập tàu Bên cạnh đó, nó còn phụ thuộc vào các loại đệm va

Khi tàu cập vào công trình bến cảng thì động năng va của tàu Eq (kJ) xác định theocông thức:

2

D.V

D: lượng dãn nước của tàu, tra bảng Phụ lục 4 - 22TCN222-95 có D = 300 T

 : hệ số lấy theo bảng 30 – 22TCN222-95, với kết cấu công trình dạng bến nhô,

 = 0,45 (với tàu không tải trừ đi 15%)

V: vận tốc tàu lấy theo bảng 29 – 22TCN222-95, V = 0,2 m/s

2300.0,2

Dựa vào biểu đồ tra đệm va trong 22TCN222-95, ta có kết quả thu được như sauVới Eq = 2,595(KJ) ta có

8 2 2 2

2

(3-17)B: bề rộng tàu, B = 12,7 m

L: chiều dài tàu, L = 81 m

h: chiều cao đệm tàu khi động năng của tàu được hấp thụ, theo chủ số liệu doProcoast cung cấp h = 0,28 m

Thay số ta có 2l = 8,89 m, ta chọn khoảng cách giữa các đệm va là 6,6 m

Thiết kế sơ bộ phương án cầu chính:

Kết cấu cầu tàu đài mềm bệ cọc cao dạng dầm bản trên nền cọc vuông BTCT M400kích thước bxh=40x40cm

Hình 1.1 Kết cấu cầu tàu

Tính toán sức chịu tải cọc:

Theo phụ lục A TCXD 205 – 98, sức chịu tải của cọc tính theo đất nền tính như sau:

tc a

K

Q

Qa: sức chịu tải cho phép tính toán của đất nền

Qtc: sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo đất nền của cọc đơn

Ktc: hệ số an toàn, lấy bằng 1,4 cho trường hợp xác định sức chịu tải theo tính toánSức chịu tải tiêu chuẩn tính theo đất nền của cọc đơn tính cho trường hợp cọc masát thi công bằng phương pháp đóng có bề rộng tiết diện đến 0,8 m, chịu nén tính theocông thức sau:

Qtc = m.( mR.qp.Ap + u.Σmf.fsi.li ) (3-19)m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, với cọc đóng tiết diện vuông đặc lấy

fsi: cường độ chịu tải của lớp đất thứ i ở mặt bên cọc phụ thuộc độ sâu trung bình

và độ sệt của lớp đất tra theo bảng A2 TCXD 205 – 98

qp: sức chịu tải ở mũi cọc tra trong bảng A1 TCXD 205 – 98 với cọc dài 35m cắmvào lớp 6

- Lớp 2: Sét pha trạng thái dẻo chảy, có các chỉ tiêu cơ lý như sau:

 = 1,75 T/m3

 = 6011’

C = 0,12 Kg/cm2

B = 0,82

Lớp này có chiều dày 9 m

- Lớp 3: Lớp sét pha trạng thái dẻo mềm, đôi chõ kẹp cát mịn, chiều dày8,5 m Chỉ tiêu cơ lý như sau:

 = 1,84 T/m3

 = 7002’

C = 0,141 Kg/cm2

B = 0,57

- Lớp 4: Sét pha, trạng thái dẻo mềm, chiều dày 5,2m Chỉ tiêu cơ lý nhưsau:

Cường độ chịu tải quy ước R0 > 1 Kg/cm2

Bảng 1.1 Sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo đất nền của cọc

U = 1,6m; Ap = 0,16m2

Độ sâu mũi cọc là 30 m tra bảng ta có qp = 380T/m2

Thay số ta có Qtc = 198,227 T, Qa = 141,59 T

Vậy N< Qa nên cọc 35m thỏa mãn sức chịu tải của cọc

Xác định chiều dài chịu uốn của cọc

lu: chiều dài chịu uốn của cọc

l0: chiều cao tự do của cọc tính từ đáy dầm xuống đến mặt đất

bd

 : hệ số biến dạng (1/m) xác định theo công thức sau:

I E

b K

d: cạnh tiết diện cọc vuông, d = 40 cm, suy ra bc = 1,1 m

Eb: mô đun biến dạng ban đầu của bê tông làm cọc khi nén và khi kéo, ta có với

BT M400 Eb = 3,3.106 T/m2

I: mô men quán tính tiết diện cọc, với cọc vuông 40x40 cm ta có:

Kết quả tính toán được ghi tóm lại ở bảng sau:

Tính toán nội lực khung

Nội lực được giải bằng Sap 2000 theo kết cấu khung không gian

3.3.4.1 Sơ đồ tính

- Va: Tải trọng va tàu có giá trị: Fq = 56,3 T, Fn = 28,15 T

- Neo: Tải trọng neo tàu có giá trị: Sq = 4,88 T, Sn = 8,445 T, Sv = 5,63 T

- Tựa: Tải trọng tựa tàu có giá trị: q = 0,8 T/m So với tải trọng va, tảitrọng tựa tàu tương đối nhỏ ít gây nguy hiểm, khi tính toán bỏ qua tảitrọng tựa tàu

- Ôtô: Sử dụng ôtô H30, quy về phân bố đều: 2,1 T/m2

- CT: Cần trục bánh hơi sức nâng 16T quy về tải trọng phân bố đều: 0,78T/m2

- Tải trọng hàng hóa: q = 2 T/m2, tải trọng cần trục và ô tô coi như tảitrọng hàng hóa, vậy tải trọng hàng hóa là: q = 4,88 T/m2, chất tải ngẫunhiên trên từng ô bản, trên mỗi ô bản là một trường hợp hoạt tải HTi

- Trên mỗi khu xét trường hợp nguy hiểm nhất: tải trọng phân bố kín toàn bộ bản.

- Do việc phân bố hoạt tải ngẫu nhiên sẽ có số lượng tổ hợp thành hàng nghìn nên tachia mặt bến thành 3 vùng theo chiều dọc bến như sau:

Hình 3.1 Sơ đồ phân chia khu tính toán hoạt tải trên bến.

- Tại mỗi vùng hoạt tải được phân bố một cách ngẫu nhiên theo chiều dọc bến nhưtrên hình vẽ Ta tiến hành lập tổ hợp tải trọng trên mỗi vùng đó

Tổhợp

Bảnthân +Phủmặt

12 X X X X

3.3.4.4 Kết quả tính toán nội lực bến

Sau khi giải khung bằng chương trình Sap (được trình bày trong phụ lục) ta cókết quả nội lực như sau:

Bảng 1.1 Kết quả nội lực Sap khung

Nội lực

Cấu kiệnDầm ngang Dầm mởrộng Dầm dọc Dầm dọc 2 Cọc

Bảng 1.2 Kết quả nội lực Sap bản mặt cầu

Nội lực Nội lực tiêu chuẩn Nội lực tính toán

Phương ngang phương dọc Phương ngang Phương dọc

Bảng 1.3 Kết quả nội lực Sap bản tựa tàu

Nội lực Nội lực tiêu chuẩn Nội lực tính toán

Phương ngang Phương dọc Phương ngang Phương dọc

Qmin(T) -41.92 -14.44 -60.26 -20.76

3.3.4.5 Kiểm tra lại sức chịu tải của cọc

Công thức kiểm tra:

md: hệ số phụ thuộc điều kiện làm việc, md = 1

N: tải trọng tác dụng lên cọc được xác định qua kết quả tính SAP N = 100,037T(cọc nằm dưới dầm cần trục phía khu nước)

BTCT cầu tàu được tính theo tiêu chuẩn TCVN 4116-85.

Bê tông cốt thép được tính toán cho tiết diện hình chữ nhật theo trạng thái giới hạn

1 (tính toán theo cường độ và độ ổn định) và theo trạng thái giới hạn 2 (tính toán theođiều kiện biến dạng và mở rộng vết nứt)

3.3.5.1 Lý thuyết chung:

1) Lý thuyết tính toán BTCT theo trạng thái giới hạn 1:

Kiểm tra độ ổn định hình dáng kết cấu, tính mỏi khi chịu tải trọng lặp nhiều lần.Điều kiện đánh giá kết cấu BTCT đạt trạng thái ứng suất tới hạn 1 là:

kn: hệ số độ tin cậy phụ thuộc vào cấp công trình

nc: hệ số tổ hợp tải trọng

NP: giá trị tính toán của lực tác dụng tổng quát (M,Q,N)

R: nội lực tiêu chuẩn