LVTN Lập chương trình tính toán các trạng thái làm hàng tàu Container Lê Tuấn Vũ VT14

Luận văn tốt nghiệp lập chương trình tính toán các trạng thái làm hàng của tàu.Có xây dựng mô hình và sử dụng tiêu chuẩn về mô hình để hoàn thiện chính xác mô hình tàu thủy. Có tính toán thiết kế kết cấu cơ bản của tàu để phục vụ tính toán ổn định và sức bền tàu (tính toán mặt cắt ngang tàu thủy) Chương trình tính toán ổn định và sức bền tàu thủy. Có thể dùng tham khảo cho các luận văn tốt nghiệp hoặc các đề tài khác có liên quan.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN CÁC TRẠNG THÁI LÀM HÀNG CHO TÀU CONTAINER 4200 TEU,

CẤP BIỂN KHÔNG HẠN CHẾ

Ngành: KỸ THUẬT TÀU THỦY

Chuyên ngành: THIẾT KẾ THÂN TÀU THỦY

Giảng viên hướng dẫn : TS Đỗ Hùng Chiến Sinh viên thực hiện : Lê Tuấn Vũ

MSSV: 1451070133 Lớp: VT14

Trang 2

  

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn

khoa học của TS Đỗ Hùng Chiến Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là

trung thực và chưa được công bố dưới bất kì hình thực nào trước đấy Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập

từ các nguồn khác nhau ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong luận văn nếu có sử dụng nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc Nếu phát hiện

có bất kì sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Tp Hồ Chí Minh ngày 11 tháng 03 năm 2019

Tác giả luận văn

Lê Tuấn Vũ

Trang 3

KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN CÁC TRẠNG THÁI LÀM HÀNG CHO TÀU CONTAINER 4200 TEU, CẤP BIỂN KHÔNG

HẠN CHẾ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS ĐỖ HÙNG CHIẾN

SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ TUẤN VŨ

Trang 4

Nội dung và yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, tiến trình cần tính toán và các bản vẽ)

A Phần thuyết minh:

1 Tổng quan về tính toán làm hàng cho tàu vận tải

2 Xây dựng tuyến hình; kiểm tra các yếu tố tính nổi của tàu

3 Xây dựng phương án bố trí, sắp xếp container trên tàu

4 Tính toán cân bằng ổn định theo các trạng thái khai thác

5 Xác định mô men uốn, lực cắt của tàu

6 Thiết kế kết cấu vùng khoang hàng; xác định mô men uốn và lực cắt giới hạn của tàu trên nước tĩnh; kiểm tra độ bền dọc tàu

7 Tính toán sức cản và lựa chọn thông số chân vịt tàu

B Phần bản vẽ:

1 Tuyến hình

2 Bố trí chung

3 Sơ đồ bố trí, sắp xếp Container theo các phương án tải trọng

4 Đường cong ổn định các trạng thái làm hàng

5 Biểu đồ momen uốn, lực cắt theo các trạng thái làm hàng

Nhiệm vụ thư thiết kế được giao ngày 04 tháng 12 năm 2018 và phải hoàn thành trước ngày 08 tháng 03 năm 2019

Tp Hồ Chí Minh ngày 03 tháng 12 năm 2018

XÉT DUYỆT CỦA BAN CHỦ NHIỆM KHOA

Trang 5

MỤC MỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC VIẾT TẮT xi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÀM HÀNG CHO TÀU VẬN TẢI 3

1.1 Sự phát triển vận tải hàng hóa bằng đường thủy 3

1.2 Cơ hội phát triển đối với tàu Container 5

1.3 Làm hàng cho tàu vận tải 8

1.4 Giới thiệu tàu Container 4200 TEU [16] 11

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH TOÁN CƠ BẢN TÀU 12

2.1 Xây dựng tuyến hình, kiểm tra các yếu tố tính nổi của tàu 12

2.2 Thiết kế kết cấu vùng khoang hàng 13

2.2.1 Loại tàu, vùng hoạt động, quy phạm áp dụng 13

2.2.2 Thông số chủ yếu của tàu thiết kế 13

2.2.3 Hệ thống kết cấu khu vực giữa tàu: 15

2.2.4 Kết cấu dàn đáy 15

2.2.5 Kết cấu dàn boong 24

2.2.6 Kết cấu dàn mạn 31

2.2.7 Kết cấu vách ngang 36

2.3 Tính chọn thiết bị 42

2.3.1 Thiết bị neo: 43

2.3.2 Dây kéo: 43

2.3.3 Dây buộc tàu: 43

Trang 6

2.3.4 Thiết bị lái 43

2.3.5 Thiết bị cứu sinh 46

2.3.6 Thiết bị tín hiệu 46

2.3.7 Thiết bị vô tuyến 47

2.3.8 Thiết bị hàng hải 48

2.4 Phương án bố trí, sắp xếp container trên tàu 49

2.4.1 Bố trí container theo chiều dài tàu 49

2.4.2 Các lớp container trên tàu 50

2.5 Tính toán sức cản, lựa chọn thông số chân vịt tàu 57

2.5.1 Giới thiệu phương pháp Holtrop 57

2.5.2 Tính toán sức cản bằng phương pháp Holtrop 58

2.5.3 Thiết kế chân vịt theo Taylor 60

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 63

3.1 Giới thiệu Microsoft Visual Studio và ngôn ngữ lập trình C# 63

3.1.1 Giới thiệu môi trường Microsoft Visual Studio 63

3.1.2 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C# 65

3.2 Sơ đồ thuật toán xây dựng Loading Computer 66

3.3 Phương pháp tính toán và xây dựng Loading Computer 70

3.3.1 Xây dựng thuật toán đưa dữ liệu ban đầu vào Loading Computer

70

3.3.2 Phương pháp xác định trọng lượng, trọng tâm tàu 73

3.3.3 Cân bằng dọc tàu: 80

3.3.4 Phương pháp tính toán ổn định 84

3.3.5 Phương pháp tính momen uốn và lực cắt của tàu trên nước tĩnh.102 3.3.6 Phương pháp tính mô men uốn và lực cắt giới hạn 111

Trang 7

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 117

4.1 Các trạng thái (TT) tính toán 117

4.2 Kết quả tính toán xuất ra từ phần mềm 117

4.2.1 Trạng thái 1 117

4.2.10 Trạng thái 10 145

4.2.11 Trạng thái 11 148

4.2.12 Trạng thái 12 151

4.3 So sánh và thảo luận: 154

4.3.1 So sánh: 154

4.3.2 Thảo luận 165

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 166

TÀI LIỆU THAM KHẢO 168

Trang 8

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 1:

Hình 1 1 Biểu đồ khối lượng hàng hóa luân chuyển (Đơn vị: nghìn

tấn-kilomet)[9] 4

Hình 1 2 Biểu đồ khối lượng hàng hóa vận chuyển bằng đường thủy trong Liên minh Châu Âu (Đơn vị: nghìn tấn) 5

Hình 1 3 Tỉ lệ tăng trưởng sản lượng hàng hóa container thông qua hệ thống cảng biển theo khu vực 6

Hình 1 4 Thị phần sản lượng Container thông qua cảng biển theo khu vực trên thế giới 7

Hình 1 5 Khối lượng hàng hóa trên thế giới vận chuyển bằng tàu Container 8

Hình 1 6 Giao diện CASP lúc mở 9

Hình 1 7 Các giá trị xuất ra từ CASP 10

Hình 1 8 Các giá trị xuất ra từ Loadicator MV Clover Green 11

CHƯƠNG 2: Hình 2 1 Mô hình 3D thân tàu xây dựng trong phần mềm Rhino 12

Hình 2 2 Bố trí Container theo chiều dài tàu 49

Hình 2 3 Các lớp container của tàu 57

Hình 2 4 Đồ thị sức cản tàu xuất ra từ phần mềm 58

Hình 2 5 Kết quả sức cản và công suất xuất ra từ phần mềm 59

Hình 2 6 Hình tàu chạy xuất ra từ phần mềm 60

CHƯƠNG 3: Hình 3 1 Giao diện khởi tạo của Microsorf Visual Studio 2015 64

Hình 3 2 Các khu vực làm việc cơ bản của Visual Studio 2015 65

Hình 3 3 Sơ đồ thuật toán xây dựng Loading Computer 69

Trang 9

Hình 3 5 Giao diện khi xây dựng chương trình 77

Hình 3 6 Giao diện nhập thông số hàng hóa 80

Hình 3 7 Hình xuất các giá trị cân bằng dọc tàu ứng với trạng thái 7 từ chương trình 84

Hình 3 8 Đồ thị ổn định tĩnh 85

Hình 3 9 Đồ thị ổn định thời tiết 87

Hình 3 10 Sơ đồ thuật toán xây dựng hàm CrossCurve1() 88

Hình 3 11 Đồ thị ổn định tĩnh cho trạng thái 7 94

Hình 3 12 Thiết lập Form đồ thị ổn định thời tiết 95

Hình 3 13 Đồ thị ổn định thời tiết cho trạng thái 7 102

Hình 3 14 Đồ thị Mô men uốn – Lực cắt tại trạng thái 7 109

Hình 3 15 Ứng suất tại một số sườn ở trạng thái 7 111

Hình 3 16 Hệ số M 112

Hình 3 17 Hệ số F1 113

Hình 3 18 Hệ số F2 114

Hình 3 19 Đồ thị mô men uốn, lực cắt TT7 (Có mô men uốn, lực cắt giới hạn) 116

CHƯƠNG 4: Hình 4 1 Bảng cân bằng dọc tàu TT1 118

Hình 4 2 Đồ thị ổn định tĩnh TT1 119

Hình 4 3 Đồ thị ổn định thời tiết TT1 120

Hình 4 4 Đồ thị momen uốn – Lực cắt TT1 120

Hình 4 5 Giá trị ứng suất và hệ số an toàn TT1 120

Hình 4 6 Bảng cân bằng dọc tàu TT2 121

Trang 10

Trang 11

Trang 12

Hình 4 59 Đồ thị momen uốn – Lực cắt TT12 153Hình 4 60 Giá trị ứng suất và hệ số an toàn TT12 153

Trang 13

DANH MỤC BẢNG

CHƯƠNG 1:

Bảng 1 1 Khối lượng hàng hoá vận chuyển (Đơn vị: nghìn tấn)[9] 3

Bảng 1 2 Số lượng tàu vận tải trên Thế Giới (Đơn vị: chiếc) 5

Bảng 1 3 Tổng trọng tải tàu container và tàu hàng tổng hợp (Đơn vị: triệu tấn) 7 CHƯƠNG 2: Bảng 2 1 So sánh giá trị tính nổi với dung sai cho phép của GL 12

Bảng 2 2 Bảng bố trí vách kín nước 14

Bảng 2 3 Bảng tính thiết kế chân vịt 61

Bảng 2 4 Bảng thông số hình học cánh chân vịt 62

Bảng 2 5 Bảng tọa độ profil cánh chân vịt 62

CHƯƠNG 3: Bảng 3 1 Trọng lượng, trọng tâm tàu tại trạng thái 7 73

Bảng 3 2 Bảng cân bằng dọc tàu tại trạng thái 7 80

Bảng 3 3 Giá trị của K 87

Bảng 3 4 Giá trị của X1 87

Bảng 3 5 Giá trị của X2 87

Bảng 3 6 Giá trị của S 87

CHƯƠNG 4: Bảng 4 1 Bảng so sánh kết quả ổn định TT1 154

Bảng 4 2 Bảng so sánh kết quả ổn định TT2 154

Trang 14

Bảng 4 13 Bảng so sánh kết quả tính bền TT1 161

Trang 15

DANH MỤC VIẾT TẮT

CW Hệ số đầy diện tích đường nước

Δ hoặc D Lượng chiếm nước của tàu

GM hoặc GMt Chiều cao tâm nghiêng ngang

Trang 16

LCF Hoành độ tâm diện tích đường nước

MTc Mô men chúi tàu trên 1 centimet

KG0 Chiều cao trọng tâm, có tính ảnh hưởng mặt thoáng

GM0 Chiều cao tâm ổn định (nghiêng) ban đầu

 Ứng suất pháp - Ứng suất uốn

 Ứng suất tiếp - Ứng suất cắt

Trang 19

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là một đất nước thuộc khu vực Đông Nam Á Diện tích đất liền vào khoảng 331.699 km2, nhưng diện tích mặt biển lại hơn 1.000.000 km2 với hơn 3.000 km

bờ biển Thềm lục địa trải dài với các nguồn tài nguyên phong phú là thủy sản và dầu

mỏ Hàng hải chính là một trong những ngành đang trên đà phát triển của nước ta

Công việc vận chuyển hàng hóa, giao thương buôn bán trên biển là không thể thiếu trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước xã hội chủ nghĩa Ngoài việc vận tải bằng đường bộ, đường không thì việc vận tải bằng đường biển là rất quan trọng và không thể thiếu đối với ngành giao thông vận tải

Trong những năm gần đây dung tích tàu vận chuyển của nước ta lên không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu về vận tải hàng hóa Các mặt hàng được chuyên chở trên biển rất

đa dạng và nhiều chủng loại: dầu thô, khí hàng lỏng, hàng rời, hàng khô, hàng đông lạnh, container,…

Tàu container hiện nay đóng một vai trò quan trọng trong việc xuất nhập khẩu hàng hóa ở nước ta Số lượng tàu, trọng tải, sức chở, số lượng container,… cũng tăng lên đáng kể trong nhiều năm qua (Chi tiết xem tại chương 1)

1 Tính cấp thiết của đề tài

Việc rút ngắn thời gian làm hàng, cũng như giữ sự an toàn trong quá trình làm hàng và vận chuyển hàng Container luôn được các cảng biển và chủ tàu quan tâm Vì điều này làm tăng lợi nhuận, giảm bớt chi phí, bên cạnh đó nó giúp ngành vận tải biển của quốc gia phát triển hơn

Vì vậy, đề tài lập chương trình tính toán các trạng thái làm hàng cho tàu là một

đề tài quan trọng và cần thiết trong ngành đóng tàu nước ta cũng như các nước khác trên thế giới Bên cạnh đó chương trình tính toán cũng cho phép chúng ta nhanh chóng kiểm tra tính ổn định và độ bền tàu trong một số trạng thái làm hàng và di chuyển hàng hóa trên tàu Điều này giúp việc làm hàng diễn ra an toàn và nhanh chóng hơn

Trang 20

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng chương trình tính toán cân bằng ổn định; xác định mô men uốn, lực cắt của tàu trên nước tĩnh và kiểm tra độ bền dọc thân tàu theo các trạng thái làm hàng của tàu

3 Nhiệm vụ thiết kế

Lập chương trình tính toán các trạng thái làm hàng cho tàu container 4200 TEU, cấp biển không hạn chế, giải quyết những nội dung cụ thể như sau:

- Xây dựng chương trình

+ Tính toán, kiểm tra ổn định tĩnh, kiểm tra ổn định thời tiết

+ Tính toán, xác định mô men uốn, lực cắt của tàu trên nước tĩnh

+ Tính toán, xác định mô men uốn, lực cắt giới hạn của tàu

4 Phương pháp nghiên cứu:

- Sử dụng các kiến thức đã học trong đại cương cũng như chuyên ngành kỹ thuật tàu thủy

- Sử dụng các kiến thức tìm hiểu về tin học về lập trình, đặc biệt là lập trình giao diện và lập trình hướng đối tượng

- Sử dụng các kiến thức về Microsoft Visual Studio Winform và ngôn ngữ lập trình C shap (C#)

- Sử dụng phần mềm Auto CAD để vẽ các bản vẽ

- Sử dụng phần mềm Maxsurf để hỗ trợ xây dựng chương trình

5 Kết cấu của luận văn tốt nghiệp

Gồm 4 chương:

- Chương 1: Tổng quan về làm hàng cho tàu vận tải

- Chương 2: Đặc điểm và tính toán cơ bản tàu

- Chương 3: Cơ sở lý thuyết xây dựng chương trình

- Chương 4: Kết quả tính toán

Trang 21

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÀM HÀNG CHO TÀU VẬN TẢI

Kinh tế vận tải biển là một trong những thế mạnh của Việt Nam, và được coi là đòn bẩy quan trọng trong quá trình hội nhập Đến nay, kinh tế vận tải biển đã mang lại cho đất nước những thành tựu đáng kể, đặc biệt trong lĩnh vực ngoại thương Có thể nói, kinh tế vận tải biển là một trong những phương tiện hữu hiệu thúc đẩy kinh tế đối ngoại phát triển, góp phần tích lũy vốn cho nền kinh tế đồng thời giải quyết được các vấn đề mang tính xã hội như tạo công ăn việc làm, nâng cao thu nhập cho người dân

Bảng 1 1 Khối lượng hàng hoá vận chuyển (Đơn vị: nghìn tấn)[9]

thủy

Đường hàng không

bộ, nhưng khối lượng hàng hóa luân chuyển2 bằng đường thủy cao hơn rất nhiều Tính trong năm 2017, khối lượng hàng hóa luân chuyển bằng đường thủy cao gấp ba lần khối lượng hàng hóa luân chuyển bằng đường bộ (Theo hình 1.1) Điều này chứng tỏ việc

1 Là khối lượng hàng hoá đã được vận chuyển trong kỳ, bất kể độ dài quãng đường vận chuyển là bao nhiêu Đơn vị tính khối lượng hàng hoá vận chuyển là tấn (T), vận tải đường ống là mét khối (m 3 ), nhưng quy đổi

ra tấn để cộng chung khi tính tổng khối lượng vận chuyển.

2 Là khối lượng vận tải hàng hóa tính theo cả hai yếu tố: Khối lượng hàng hoá vận chuyển và cự ly vận chuyển thực tế Đơn vị tính là Tấn-Kilômet (T.Km)

Trang 22

vận chuyển hàng hóa bằng đường thủy giúp nền kinh tế nước ta tham gia các giao dịch hàng hóa quốc tế, là nguồn thu ngoại tệ chính đối với nước ta

Hình 1 1 Biểu đồ khối lượng hàng hóa luân chuyển (Đơn vị: nghìn tấn-kilomet)[9]

Theo báo cáo của Cục Hàng hải Việt Nam, 6 tháng đầu năm 2018 khối lượng vận tải hàng hóa do đội tàu biển Việt Nam thực hiện ước đạt 69,9 triệu tấn, tăng 9% so với cùng kỳ năm 2017 Sản lượng hàng hóa thông qua hệ thống cảng biển ghi nhận chỉ số tăng trưởng tích cực với 254,8 triệu tấn, tăng 17% so với cùng kỳ [5], [7]

Không chỉ tại Việt Nam, hiện nay trên Thế giới, vận tải hàng hóa bằng đường thủy đóng một vai trò vô cùng quan trọng Khối lượng hàng hóa vận chuyển trong hệ thống Liên minh Châu Âu tăng theo từng năm, tuy lượng hàng có suy giảm trong khoảng thời gian 2011 – 2013, tuy nhiên từ sau năm 2013 lượng hàng bắt đầu tăng lên và chưa

có dấu hiệu dừng lại [12]

Trang 23

Hình 1 2 Biểu đồ khối lượng hàng hóa vận chuyển bằng đường thủy trong Liên minh

Châu Âu (Đơn vị: nghìn tấn)

Với nhu cầu về vận tải hàng hóa Thế Giới ngày càng tăng nên số lượng đội tàu chở hàng cũng tăng theo từng năm (Bảng 1.2) Chỉ có tàu hàng tổng hợp có xu hướng giảm – nhưng không đáng kể, còn các loại tàu khác đều tăng.[17]

Bảng 1 2 Số lượng tàu vận tải trên Thế Giới (Đơn vị: chiếc)

Cũng theo báo cáo của Cục Hàng hải Việt Nam, 6 tháng đầu năm 2018 số lượng tàu container mang cờ quốc tịch Việt Nam tăng lên 38 tàu, hàng container thông qua hệ

Trang 24

thống cảng biển đạt 8,7 triệu TEU3, tăng 28% so với cùng kỳ năm 2017, đạt 57% so với

kế hoạch năm 2018 Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, năm 2017 tổng khối lượng hàng hóa thông qua cảng biển đạt 519.297.000 tấn, tăng 6% so với năm 2016 Trong đó, hàng container đạt 165.701.000 tấn, tăng 12% so với năm 2016, đây là năm thứ ba liên tiếp sản lượng vận tải tiếp tục tăng trưởng, tạo động lực cho phát triển.[5], [9]

Tổng sản lượng hàng container thông qua hệ thống cảng biển trên thế giới năm

2015 đạt 692 triệu TEU, tăng 1,1% so với cùng kỳ và có tốc độ tăng trưởng 7,6%/năm trong giai đoạn 2001-2015 Trong năm 2015, tổng sản lượng hàng hóa container thông qua các cảng của các quốc gia đang phát triển đạt gần 500 triệu TEU, tăng 5,3% so với năm 2014 Tỷ trọng sản lượng container thông qua tại các quốc gia đang phát triển tương đương mức 72% và liên tục gia tăng qua các năm.[4]

Hình 1 3 Tỉ lệ tăng trưởng sản lượng hàng hóa container thông qua hệ thống cảng

biển theo khu vực

Tăng trưởng sản lượng hàng hóa container thông qua hệ thống cảng biển theo khu vực trên thế giới cũng cho ta thấy rõ tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ của khu vực Bắc

Mỹ so với sự chững lại hoặc giảm đi ở những khu vực khác (Hình 1.3) Tuy nhiên thị phần sản lượng container phần lớn tập trung ở khu vực Đông Á (39%), Tây Âu (15%)

và Đông Nam Á (14%) Cho giai đoạn 2015-2020, tốc độ tăng trưởng sản lượng

3 Twentyfoot Equivalent Unit - Đơn vị đo của hàng hóa được container hóa tương đương với một

Trang 25

container thông qua hệ thống cảng biển thế giới được dự báo ở mức 2-3% và đạt con số

Bảng 1 3 Tổng trọng tải tàu container và tàu hàng tổng hợp (Đơn vị: triệu tấn)

2016 [17]

Châu Đại dương 2%

Đông Á 39%

Đông Nam Á 14%

Nam Á 3%

Bắc Mỹ 8%

Mỹ Latinh

8%

Tây Âu 15%

Đông Âu 1%

Trung Đông 6%

Châu Phi 4%

Châu Đại dương Đông Á Đông Nam Á Nam Á Bắc Mỹ

Mỹ Latinh Tây Âu Đông Âu Trung Đông Châu Phi

Trang 26

Hình 1 5 Khối lượng hàng hóa trên thế giới vận chuyển bằng tàu Container

(Đơn vị: triệu tấn)

Những số liệu thống kê này nói lên rằng cơ hội phát triển vận tải hàng hóa đối với tàu Container là rất lớn Để nâng cao tính cạnh tranh, và phát triển mạnh mẽ hơn nữa thì công tác làm hàng đối với tàu container rất được quan tâm tại các cảng biển cũng như chủ tàu Vì thời gian làm hàng, sự an toàn của tàu và hàng hóa luôn là mối quan tâm lớn nhất của họ

Tất cả mọi số liệu, thống kê về sản lượng hàng hóa, số lượng và trọng tải tàu vận tải biển đều tăng mạnh trong những năm gần đây, điều này đòi hỏi chúng ta cần giảm tối đa thời gian làm hàng, thời gian bốc xếp hàng hóa tại mỗi cảng Bên cạnh đó, việc giữ cho tàu ổn định, hàng hóa không làm hư hỏng đến kết cấu thân tàu trong quá trình làm hàng và di chuyển cũng là một vấn đề quan trọng Từ đây, các chương trình tính toán ổn định và sức bền trong làm hàng và vận chuyển hàng hóa cho tàu vận tải (sau đây gọi là Loading Computer4) lần lượt ra đời

Trang 27

Các chương trình này có một số chức năng như:

- Lập kế hoạch và kiểm soát hoạt động di chuyển, bốc xếp hàng hóa; thêm bớt nước dằn

- Tính toán một cách nhanh chóng ổn định tĩnh, ổn định thời tiết của tàu

- Xác định mô men uốn, lực cắt cho tàu ở mọi trạng thái tải trọng và mô men uốn, lực cắt lớn nhất ở trạng thái đó

- Xác định ứng suất và hệ số an toàn ở một số vị trí của tàu

- Còn một số chức năng khác tùy thuộc vào từng chương trình

Với những chức năng trên, Loading Computer là sự lựa chọn quan trọng đối với các tàu vận tải biển, hỗ trợ đắc lực cho các cảng biển, thuyền trưởng và các thủy thủ trong công tác làm hàng trên tàu Tuy nhiên nó không thể thay thế cho hướng dẫn ổn định tàu dành cho thuyền trưởng Hiện nay trên ở Việt Nam và trên Thế Giới có rất nhiều Loading Computer

Hình 1 6 Giao diện CASP lúc mở

Đầu tiên phải kể đến là CASP – một chương trình lập kế hoạch xếp hàng container tiêu chuẩn thế giới để vận hành và quản lý tàu hiệu quả Giao diện người dùng mạnh mẽ, CASP cho phép các nhà khai thác hoặc nhà hoạch định tàu tập trung thực hiện

kế hoạch xếp hàng được tối ưu hóa nhất bằng cách loại bỏ quy trình làm việc thủ công

Trang 28

và ngăn ngừa các lỗi có thể xảy ra Hệ thống này đã được chứng minh và phục vụ các hãng vận tải biển lớn trên thế giới để đáp ứng nhu cầu thương mại cũng như các yêu cầu hoạt động của họ CASP cho phép hiển thị biểu đồ ổn định nguyên vẹn, ổn định thời tiết, đồ thị momen uốn lực cắt,… (Hình 1.6, 1.7) Tuy nhiên để sử dụng CASP thì các công ty vận tải cần phải mua bản quyền và cung cấp dữ liệu tàu để CASP mã hóa dữ liệu đầu vào

Hình 1 7 Các giá trị xuất ra từ CASP

Nếu không muốn mất quá nhiều tiền trong việc mua các chương trình có sẵn thì các công ty vận tải có thể tự xây dựng chương trình riêng cho con tàu của mình Và tàu M.V Clover Green là một ví dụ điển hình, nó cho phép chúng ta tính toán hoàn toàn dựa trên con tàu này và không thể sử dụng để tính cho các con tàu khác Clover Green

là một tàu hàng tổng hợp với kích thước cơ bản LxBxD = 103,6x18,6x9,65 có thể chạy tốc độ tối đa 15,6 HL/h Chương trình này cũng có thể xuất các giá trị tương tự như CASP (Hình 1.8)

Trang 29

Hình 1 8 Các giá trị xuất ra từ Loadicator MV Clover Green

Lượng chiếm nước tại chiều chìm mùa hè : 70038 T

Trang 30

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH TOÁN CƠ BẢN TÀU

Căn cứ vào các thông số kích thước tàu, các giá trị tính nổi của tàu, dung sai cho phép trong hướng dẫn xây dựng Loading Computer của đăng kiểm GL5, cùng với sự hỗ trợ của phần mềm Rhino, ta tiến hành xây dựng mô hình 3D tàu Container 4200 TEU,

từ đó xuất ra tuyến hình tàu

Hình 2 1 Mô hình 3D thân tàu xây dựng trong phần mềm Rhino

Chuyển mô hình từ Rhino sang Maxsurf và tính toán các giá trị tính nổi của tàu

và so sánh kết quả tại đường nước thiết kế (d = 11m) với dung sai cho phép của GL, ta thấy 6/7 giá trị đều đạt yêu cầu Chỉ có một giá trị là chiều cao tâm nghiêng (KMt) không đạt yêu cầu, tuy nhiên sự chênh lệch về giá trị không quá lớn Như vậy ta có thể chấp nhận mô hình và xuất ra tuyến hình [19]

Bảng 2 1 So sánh giá trị tính nổi với dung sai cho phép của GL

hiệu

Giá trị model

Đơn

vị

Giá trị thực

Sai lệch (%)

Sai lệch cho phép theo

GL

Kết quả

5 Germanischer Lloyd: Tổ chức Đăng Kiểm của Đức được thành lập năm 1867, vào tháng 9/2013 tổ chức này

Trang 31

7 Chiều cao

tâm chúi KMl 454,097 m 458,38 0,93

1% hoặc tối

đa 50cm Đạt

2.2.1 Loại tàu, vùng hoạt động, quy phạm áp dụng

- Vùng hoạt động là vùng biển không hạn chế

- Kết cấu thân tàu được tính theo QCVN 21:2015/BGTVT “ Quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia – Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép 2015”

- Vật liệu dùng trong đóng tàu theo QCVN 21:2015/BGTVT “ Quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia – Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép 2015” Thép

dùng đóng tàu và chế tạo cơ cấu thân tàu là thép có giới hạn chảy 235

Y

/

N mm

2.2.2 Thông số chủ yếu của tàu thiết kế

- Chiều dài hai trụ : Lpp = 256,5 m

- Hệ số béo đường nước CW : CW = 0,81

- Hệ số béo sườn giữa CM : CM = 0,985

- Lượng chiếm nước tại chiều chìm mùa hè : max = 70038 T

Trang 32

2.2.2.1 Khoảng cách sườn và dầm dọc tiêu chuẩn

Dựa vào [7]-2A/5.2.1-1: Khoảng cách sườn được tính theo công thức sau:

Dựa vào [7]-2A/11.1.4: “Các tàu có chiều dài L ≥ 186m thì số lượng vách kín nước do đăng kiểm quy định” Trong 0,4L khu vực giữa tàu (từ 57,5 m đến 205 m) ta chia thành 6 vách kín nước Cụ thể tại các vị trí sau:

Chiều cao đáy đôi:

- Theo [7]-2A/4.1.1-1: “Tàu phải có đáy đôi kín nước kéo dài từ vách chống va đến vách khoang đuôi Nói chung, phải chọn hệ thống kết cấu dọc Đáy trong phải kéo liên tục ra hai mạn tàu để bảo vệ đáy tới cung hông và không được thấp hơn bất kì thành phần nào tại mặt phẳng song song với đường ky tàu và cách ky tàu một khoảng theo phương thẳng đứng không nhỏ hơn trị số h(m)”

Trang 33

2.2.3 Hệ thống kết cấu khu vực giữa tàu:

- Dàn boong: Kết cấu theo hệ thống dọc

Dàn đáy vùng giữa tàu bố trí theo hệ thống dọc có đáy đôi h = 1,8 m

Theo [7]-2A/4.4.1: “Đà ngang đặc phải được đặt cách nhau không xa quá 3,5m”

- Chọn khoảng cách giữa các đà ngang đáy tối đa là 3,15 m

Theo [7]-2A/4.3.1: “Ở đoạn 0,5L giữa tàu các sống phụ phải được đặt sao cho khoảng cách từ sống chính đến sống phụ trong cùng, khoảng cách giữa các sống phụ, khoảng cách từ sống phụ ngoài cùng đến tôn vỏ mạn phải không lớn hơn 4,6 m”

- Chọn khoảng cách giữa các sống phụ với nhau là 2450 mm

Trang 34

2.2.4.1 Chiều dày tôn đáy trên

Theo [7]-2A/4.5.1&30.3.4-1: Chiều dày của tôn đáy trên phải không nhỏ hơn trị

số tính theo các công thức sau đây, lấy trị số nào lớn hơn:



( )' 2,5 4 0,82 10,396 2,5 13, 08

Trong đó:

- d0 = 1,8m : Chiều cao tiết diện sống chính

- S = 0,82m : Khoảng cách giữa các dầm dọc đáy trên

Chọn chiều dày tôn đáy trên t = 18 (mm)

Theo [7]-2A/14.2.1: Chiều rộng dải tôn giữa đáy: Trên suốt chiều dài của tàu, chiều rộng của dải tôn giữa đáy phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:

Theo [7]-2A/14.3.4-2: Ở những tàu kết cấu theo hệ thống dọc chiều dày tôn đáy phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:

Trang 35

Chọn chiều dày tôn bao đáy t = 24 (mm)

Theo [7]-2A/14.2.1: Chiều rộng dải tôn giữa đáy: Trên suốt chiều dài của tàu, chiều rộng của dải tôn giữa đáy phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:

- Dải tôn giữa đáy trên t = 20 mm

- Dải tôn giữa đáy dưới t = 26mm

Trang 36

- Trong đó:

+ C = 0,5 : Hệ số

+ fB = 1 : Hệ số

+ L’ = 230m : Chiều dài tàu Nếu L>230m thì L’ = 230m

+ l = 3,15m : Khoảng cách giữa các đà ngang đặc

Trang 37

→ Thép L250x160x16 thỏa mãn điều kiện

+ l = 3,15 : Khoảng cách giữa các đà ngang đặc

+ h = 17,3 : Khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy trên đến boong Theo [7]-2A/30.3.2-2: Mô đun chống uốn tiết diện dầm dọc đáy trên phải không nhỏ hơn 75% mô đun chống uốn tiết diện dầm dọc đáy dưới:

0,75812,6878 = 609,516 cm3Mép kèm:

Trang 39

- Trong đó:

+ S = 1,225: Khoảng cách giữa các tâm của hai vùng kề cận sống chính + d0 = 1,8 : Chiều cao tiết diện sống chính

+ d1 = 0 : Chiều cao lỗ khoét

+ lH = 30,2 : Chiều dài khoang

+ x = 15,1 : Khoảng cách theo chiều dọc từ trung điểm của lH

+ y = 0 : Khoảng cách theo phương ngang từ tâm tàu đến sống chính + C1 = 0,01877 : Hệ số

+ S = 2,45 : Khoảng cách giữa các tâm của 2 vùng kề cận sống phụ

+ d0 = 1,8 : Chiều cao tiết diện sống phụ

+ lH = 30,2: Chiều dài khoang

+ x = 15,1 : Khoảng cách theo chiều dọc từ trung điểm của lH

+ y = 11,025: Khoảng cách theo phương ngang từ tâm tàu đến sống phụ + C1 = 0,01877 : Hệ số

Trang 40

+ S = 3,15 : Khoảng cách giữa các đà ngang đặc

+ B’ = 26,95 : Khoảng cách giữa các đường đỉnh mã hông

+ B’’ = 26,95 : Khoảng cách giữa các đường đỉnh mã hông tại vị trí đà ngang đặc

+ y = 13,475 : Khoảng cách theo phương ngang từ tâm tàu đến điểm đang

+ d0 = 1,8 : Chiều cao tiết diện đà ngang đặc tại điểm đang xét

+ C2 = 0,019 : Hệ số tra theo bảng 2.A/4.2 trang 207

( )2 3 2 02 ( ) 3 2 2( ) ( )

1 ' 2

+ t1 = 12,36 : Chiều dày tính toán theo (1)

+ C2’ = 30,78 : Hệ số tra theo bảng [7]-2A/4.3 trang 207

+ H = 1

→ Chọn t = 14 mm

Định dạng
Số trang	238
Dung lượng	9,09 MB