Chapter 6 terminals

yêu cầu bố trí không gian hợp lý mặc dù trên thực tế các container có thể xếp chồng lên nhau >=3 • Kho bãi để chứa container bố trí gần cầu cảng để đảm bảo việc tối ưu hóa quá trình bốc

Port and Navigation

Pham Thu Huong

huongpht@wru.vn

Vu Minh Anh

vuminhanh@wru.vn

March 2012Water Resources University

Faculty of Marine and Coastal Engineering

• Chapter 1: Overview of port

• Chapter 2: Type of ships & ship motions

• Chapter 3: Aids to navigation

• Chapter 4: Port basin

• Chapter 5: Approach channel

• Chapter 6: Terminals

• Chapter 7: Morphological aspects

• Chapter 8: Environmental aspects

Chương 6 6

Bến

g • Các cơ sở hạ tầng dưới nước và trên cạn (khu

quay trở tàu, bến neo, cầu cảng )

• Các công trình phụ trợ (văn phòng, mái che, đường ray )

• Các thiết bị của bến (băng chuyền, cần cẩu, xe đẩy, xe kéo…)

• Nguồn nhân lực

6 Bến sử dụng cho tàu chở hàng hóa khô, rời (hạt,

quặng, than, xi măng…)

7 Bến sử dụng cho tàu chở hàng hoa quả

8 Bến cá

9 Bến IWT

10 Bến phà

1 Bến cảng cho tàu tổng hợp

+ Tàu container ≤ 50.000 TEU/năm

+ Tàu chở hàng khô rời: 0,5 – 2 triệu tấn/năm

2 Bến cảng cho tàu đa mục tiêu

• Kết hợp tàu chở hàng hóa rời, container và RORO

• Yêu cầu không gian rộng hơn  cần mở rộng cảng

Bến đa chức năng

Cảng đa mục tiêu Richarch

Bay

Jurong port

Mumbai port

3 Tàu xếp dỡ theo phương ngang

Roll-on, roll-off: RO-RO

Tàu được thiết kế để chở các loại hàng hóa có bánh xe như ô tô, rơ móc, toa xe hoả v.v

Khác với tàu RO-RO là tàu LO-LO (LIFT-ON/LIFT-OFF) là những tàu phải dùng đến cần cẩu để bốc xếp hàng hóa

Tàu xếp dỡ theo phương thẳng đứng

Lift-on, lift-off: LO-LO

• Trong trường hợp không có phương tiện vận tải nào cần dùng phần không gian nói trên trong thời gian dài thì phần diện tích sử dụng sẽ bị cắt giảm, khi đó cảng sẽ được bố trí tại nơi mới có phần

không gian mở nhiều hơn

yêu cầu bố trí không gian hợp lý mặc dù trên thực

tế các container có thể xếp chồng lên nhau (>=3)

• Kho bãi để chứa container bố trí gần cầu cảng để đảm bảo việc tối ưu hóa quá trình bốc dỡ và chất hàng  đặc điểm rất dễ nhận thấy của cảng biển dành cho tàu container là khu vực rộng gần khu nước có các container xếp chồng hoặc xếp song song với nhau (hình thức sắp xếp phụ thuộc vào

hệ thống vận tải trong cảng)

• Sử dụng các cần trục khổng lồ và hệ thống nâng

đỡ thẳng đứng ngay tại vị trí bốc dỡ hàng hóa

4 Bến Container

CẢNG CONTAINER QUỐC TẾ CÁI LÂN

Bến container với chiều dài 1461m cho tàu 30,000 - 40,000 DWT

Port of Oakland, Container Parking

• Cargo pile up at Mombasa port container

terminal Kenya Ports Authority has invited bidders to apply for container freight station licenses

Tắc nghẽn tại cảng Container Singapore

Tắc nghẽn tại cảng Hải Phòng

Forecasted development of world container traffic and container growth by region

in the world

Rotterdam's main competitors in the transshipment of goods

Xe nâng hàng

Xe nâng chụp

Khung vận chuyển

Cẩu dạng chân

Rơ mooc

Hệ thống toa mooc đa năng

Phương tiện dẫn tự động (AGV)

Containers

5 Bến hàng lỏng

• Trong thực tế loại bến neo sau khi kéo về gần bờ hoạt động giống như bến neo cố định cạnh bờ, Khi đó chất lỏng được bốc dỡ hay chất tải thông qua hệ thống các đường ống nổi hoặc đường ống lắp đặt cả ra ngoài khơi.

Kho xăng dầu B12 - Bãi Cháy, Quảng Ninh

• Các thông số chính của Cảng Dung Quất

- Năm đưa vào khai thác : 2002

- Năng lực đón tàu : 25,000DWT

- Năng lực bốc xếp : 2,000 tấn/ngày

- Chiều dài cầu cảng : 210M

- Sức chịu tải cầu Cảng : 10T/M2

- Độ sâu trước bến : -9.0M

- Chiều dài luồng tàu : 2.5 ML

- Độ rộng luồng : 140 M

- Độ sâu luồng : -9M

Tàu dầu thô đang neo đậu ngoài khơi tại vịnh Việt Thanh, bơm nguyên liệu vào Nhà máy lọc dầu Dung Quất (Quảng Ngãi)

Hamburg, Germany (Cảng dầu)

Cảng dầu New Malta – Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống nhất

Capacity of 600,000 cubic meters for black and clean products, with one Jetty for very large crude carriers and two for vessels up

to 120,000 DWT.

6 Bến hàng rời khô

Globalplex Bulk Terminal – Mỹ

• Bến sử dụng cho việc dỡ tải cho cùng loại tàu dùng hệ thống cần cẩu loại có thể di chuyển được giữa các vị trí chứa hàng, đồng thời có thể cẩu

hàng hàng từ tàu lên bờ

•  thiết kế và bố trí hai loại bến khác nhau, bến bốc dỡ hàng hóa giống như bến nhô có thể bố trí thùng đựng hàng, còn bến chất hàng hóa là bến

có cần cẩu quay

Chuyển xi măng qua máng xoắn xuống tàu biển – cảng Ninh Phúc, Ninh Bình

Gầu ngoạm

Sà lan bơm cát tại cảng Phú Mỹ

Gàu nâng

• Hầu hết các bến bốc dỡ loại này sử dụng cần cẩu

có cần trục kiểu đu, loại cần cẩu này có thể bốc

dỡ các loại hàng hóa (hoa quả) được đóng gói khác nhau như đóng gói dạng thùng dài hay đựng trong container

• khu vực được yêu cầu giới hạn nhỏ nhất là kho lạnh dùng cất giữ các sản phẩm đánh bắt được

• Khi tổng số tàu đánh bắt hay kích thước tàu đánh bắt tăng, bến phải đáp ứng yêu cầu cung cấp các dịch vụ tại bến, dịch vụ phục vụ các hoạt động

trong quá trình đánh bắt và sắp xếp khu vực buôn bán, trao đổi hàng hóa, thậm chí bố trí khu vực sửa chữa tàu khi cần

• Quy mô và bố trí cảng có thể thay đổi phụ thuộc

và đặc tính hàng hóa và đặc điểm tàu thuyền ra vào cảng trong quá trình cảng hoạt động, ví dụ như việc vận chuyển hàng hóa bằng container có

sự thay đổi rất nhanh do kích thước container thay đổi, lớn hơn để phù hợp với các yêu cầu mới của khách hàng

• Bên cạnh đó khu vực nối bến neo thuyền và nhà

ga cần bố trí đảm bảo sự an toàn và tiện lợi cho mọi hành khách lên và xuống thuyền

• Đối với phà thông thường được nối với bến bằng cầu, chúng được thiết kế và bố trí để giảm thiểu một cách tối đa thời gian lên xuống thuyền của hành khách;

• Ngược lại đối với du thuyền yếu tố này không đóng vai trò quá quan trọng mà yếu tố an toàn cho mọi hành khách được đặt lên hàng đầu

Bến phà

Bến du thuyền

• Công suất tức thời lớn nhất

• Công suất tối đa hàng năm

• Công suất tối ưu

• Công suất tức thời lớn nhất chỉ được sử dụng trong một khoảng thời gian ngắn (tức thời) từ khi các tàu trống hàng đến khi chất tải đầy.

• Công suất này không có ý nghĩa với việc quy

hoạch cảng tuy nhiên chúng được sử dụng nhiều khi tính toán thiết kế và bố trí thiết bị bởi năng lực bốc dỡ và chất tải hàng hóa của các thiết bị trong cảng ít nhất phải bằng năng lực yêu cầu của tàu thuyền lớn nhất tại thời điểm cao điểm để tránh việc quá tải của cảng gây ra ùn tắc

• Công suất tối đa hàng năm là năng lực của cảng bình

quân theo giờ (tính trung bình trong một khoảng thời gian dài) x 21 (giờ hoạt động có hiệu quả/ngày) x 360

(ngày/năm)

• là công suất lý thuyết trong trường hợp cảng hoạt động

100% công suất và không có bất cứ sự ùn tắc hay trì trệ nào

• Thực tế đó là khi thuyền đến, quá trình hàng hóa được bốc

dỡ hay chất tải nếu cảng hoạt động hết công suất 100% có nghĩa là tất cả các bến neo thuyền đều được sử dụng, như vậy cảng sẽ không đáp ứng được yêu cầu của tất cả các tàu thuyền cùng một lúc, điều này đồng nghĩa với việc ùn tắc cục bộ tại cảng, làm tăng thời gian chờ đợi của tàu Tuy

nhiên các nhà hoạch định cảng vẫn phải tính toán đến công suất này bởi nó cho biết năng lực của cảng

• Công suất tối ưu là chi phí trung bình tính cho

mỗi tấn hàng hóa qua cảng là nhỏ nhất

• Chi phí trong cảng bao gồm một số loại chi phí cố định và chi phí riêng cho từng loại bến cảng, tất cả tàu thuyền ra vào cảng không những đều phải

chịu các loại chi phí đề cập ở trên mà chúng còn phải chịu một hình thức chi phí vô hình đó là thời gian đợi tại cảng

• Các cảng đều tìm mọi cách để giảm thiểu các loại chi phí

Trong đó :

• Foc: Tổng diện tích kho cần thiết

• A: Diện tích riêng biệt cần thiết để lưu kho một đơn vị hàng hóa.

•  = (Tổng diện tích Chiều cao kho danh nghĩa)/(diện tích sử

dụng.chiều cao kho trung bình)

• td: Thời gian trung bình của hàng hóa trong kho tính theo ngày.

• C: Kế hoạch lượng hàng hóa đi qua trong 1 năm(ton, TEU’s, m3)

• Ps: Hàm phân bố mật độ xác suất trong thời gian hàng hóa đến

và đi trên khu vực biển của cảng.( Bản thân Ps là một hàm của phân bố xác suất của tàu đến và khối lượng hàng hóa trên một tàu)

• P1: Tương tự như Ps, nhưng tính trên khu vực đất của cảng

• Ptd: Thời gian trung bình của hàng hóa tại cảng tính theo ngày.

),

,(.365

Ví dụ khả năng thông qua có thể đáp ứng:

– Hàng hóa thông thường truyền thống

4-6 /m2/năm – Containers 6-10

– Quặng sắt 20-40

xe tải và đường ray)

• Khu vực hành chính (khu làm việc, cửa hàng…)

Số điểm neo đậu tàu và chiều

dài cầu cảng

cb: Lượng hàng qua một bến

(tấn/năm) p: Lượng hàng trung bình được bốc dỡ bởi một đội (tấn/giờ)

Nb: Số đội cho một tàu

tn: Số giờ hoạt động trong một năm

mb: Tỉ lệ hoạt động của bến

.

- Giá trị bốc dỡ của 1 đội p được tính bằng giá trịtrung bình vận chuyển trong 8 giờ.

- Thử tính toán với bến cho tàu chở hàng hóa khô,rời và các sản phẩm từ gỗ với tỉ số 3:1; Sản phẩmđội bốc dỡ thực hiện được trung bình là 12,5tấn/giờ;

- Kích thước tàu từ 100-150m với số đội bốc dỡ yêucầu khoảng 2,5 đội/tàu;

- Hàng hóa qua cầu cảng trung bình là 109.000tấn/giờ sẽ có hệ số sử dụng tương ứng là 0,7

 tổng thời gian hoạt động là: 22 * 365 = 8.030 h

Cho 02 giờ vận chuyển hàng hóa cần 16 giờ thực sử dụng và được tính toán bằng tn  tn = (8.030 * 2)/16

~ 1003 h

Tổng số bến neo đậu yêu cầu

Cs: lượng hàng hóa yêu cầu thông qua bến tính bằng tấn/năm.

s b

C n

Diện tích kho bãi

• Tổng diện tích kho bãi yêu cầu bao gồm nhiềuhạng mục như khu vực được che đậy để trungchuyển hàng hóa, bãi ngoài trời, nhà kho

• Diện tích trên sẽ được xác định thông qua haithông số chính là lượng hàng hóa qua cảng vàthời gian trung bình bốc dỡ/chất hàng hóa

Diện tích mặt sàn yêu cầu Ots

1 .2 .365

ts d ts

ts

f f C t O

f2 Hệ số trọng tải hàng hóa do việc bốc dỡ và chia tách kiện hàng, hàng hóa nguy hiểm

mts: Tỉ lệ trung bình chiếm chỗ tại khu vực trung chuyển hoặc tại kho bãi

d

t



Ví dụ khả năng thông qua có thể đáp ứng:

– Hàng hóa thông thường truyền thống

Bài tập

Tính chiều dài tối thiểu của 1 cầu cảng bốc dỡ

tàu có chiều dài trung bình là 500m ; giả sử tàu cần bốc dỡ cần sử dụng 4 đội tàu/giờ với lượng hàng hóa bốc dỡ có thể đạt là 12 tấn/giờ

Cho biết bến xây dựng song song bờ, hệ số sử dụng cảng là 0,7 và hàng hóa trung bình qua cầu cảng là 105.000 tấn/năm , cảng hoạt động 8h các ngày trong tuần