Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế nước ta. Trong những năm
gần đây ngành công nghiệp tàu thủy đã được sự quan tâm, đầu tư mạnh mẽ của
Đảng và nhà nước. Ngành công nghiệp tàu thuỷ được coi là ngành công nghiệp
mũi nhọn và khẳng định sự lớn mạnh của đất nước ta với thế giới.
Song song với sự phát triển đó là hàng loạt các công trình thuỷ công được
xây dựng ở các nhà máy đóng và sửa chữa tàu. Từ những công trình cũ có thể cải
tạo nâng cấp lên để phù hợp với những con tàu cần đóng mới hay sửa chữa và xây
dựng thêm những công trình mới thông dụng hơn.
Được sự phân công của nhà trường, bộ môn trong thời gian từ 17/3/2008
đến 28/6/2008 Em đã được giao đề tài: “Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ
trọng tải 5.000 tấn”.
Nội dung gồm 4 chương:
Chương1: Đặt vấn đề.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Chương 3: Tính toán thiết kế.
Chương 4: Kết luận và đề xuất.
Với sự cố gắng của bản thân và tham khảo các tài liệu liên quan, cũng như
thực tế tại nhà máy đóng tàu Nha Trang. Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của
thầy Th.S Huỳnh Văn Vũ, nhưng do khả năng và kinh nghiệm thực tế còn nhiều
hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong được sự góp ý và phê
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
bình của các thầy trong bộ môn để em có thể tiếp tục đi sâu nghiên cứu và vững
vàng hơn trong công việc sắp tới của mình.
Em xin chân thành cảm ơn, Bộ môn Đóng tàu - Khoa kỹ thuật tàu thủy -
Trường đại học Nha Trang, đặc biệt thầy Th.S Huỳnh Văn Vũ đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài này.
Nha Trang, ngày 20 /11/2007
Sinh viên thực hiện:

giới, hàng loạt con tàu có trọng tải hàng trăm ngàn tấn được đóng mới, đặc biệt là
loại tàu chuyên chở hàng hóa và du lịch. Điều đó nói lên sự phát triển về quy mô,
kết cấu của các công trình nâng, hạ tàu.
Ở nước ta, ngành công nghiệp tàu thủy được hình thành từ giữa thế kỉ 20,
lúc đầu chỉ là những xưởng nhỏ với những thiết bị còn thô xơ. Đến nay, ngành
công nghiệp tàu thủy nước ta đã và đang phát triển mạnh ở khắp các địa phương
trên cả nước, chúng ta đã đóng được những con tàu có trọng tải hàng trục ngàn tấn
như ở nhà máy Nam Triệu (Hải Phòng) đóng được tàu có trọng tải 53000DWT.
Và trong một tương lai không xa với sự phát triển của các nhà máy đóng và sửa
chữa tàu như, Nam Triệu (Hải Phòng), Dung Quất (Quảng Ngãi), Huyndai
Vinashin (Khánh Hòa)… Chúng ta sẽ đóng đựoc những con tàu có trọng tải hàng
trăm ngàn tấn.
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
Hình 1.1: Cấu tạo đà dọc.
1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG.
1.2.1 Công trình hạ thủy nhờ trọng lượng tàu.
1.2.1.1 Đà tàu.
1. Khái niệm.
Đà tàu là một công trình có mặt nghiêng dùng để hạ thuỷ tàu sau khi đóng
mới. Đà tàu bao gồm 2 đoạn:
Đoạn trên khô: là bệ đóng mới
Đoạn dưới nước: là đường trượt
Sau khi đóng xong, tàu tự trượt xuống nước theo mái nghiêng nhờ trọng
lượng bản thân.

Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
2. Đặc điểm chung của đà.
Giá thành xây dựng thấp (chỉ bằng 40-50% ụ tàu).
Công tác duy tu bảo dưỡng ít. Kết cấu đơn giản
Có thể đóng mới loại tàu có trọng tải dưới 20000T

 Đường trượt tạm thời: là bộ phận để tàu trượt trên nó khi xuống nước. Đường
trượt tạm thòi làm bằng gỗ và dùng riêng cho từng chiếc tàu, vì nó được lắp vào
đường trượt sau khi tài đã đóng xong. Chỉ dùng lúc hạ thủy, khi hạ thủy xong nó
được tháo ra và đưa lên cạn
 Đệm lườn tàu: là những thanh chống hai bên lườn tàu, có tác dụng chống đỡ
để tàu không bị lay động trong khi chế tạo
 Đệm sống tàu: là những gối tựa kê đỡ thân tàu khi đóng, trọng lượng tàu chủ
yếu đặt lên đệm sống tàu. Nó có thể là những căn cát chồng lên nhau hoặc gỗ. Cứ
1,25 - 2,5m thì đặt một đệm có chiều cao không thấp hơn 1,2m, tốt nhất khoảng từ
1,4 - 1,6m để tiện làm việc dưới đáy tàu, với tàu rất nhỏ có thể lấy nhỏ hơn 1m
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
 Đê quai xanh: chỉ có tác dụng để lắp đường trượt tạm thời đoạn dưới nước.
Khi cần lắp thì đóng cửa phai bơm nước ra, lắp xong đường trượt tạm thời thì lại
tháo cửa phai để cho tàu trượt
1.2.1.2 Triền tàu.
1. Khái niệm.
Là công trình mái nghiêng (giống như đà) nhưng trên đường trượt có thiết
bị kéo tàu và chở tàu bao gồm: đường ray, xe chở tàu, tời kéo, các ròng rọc và dây
cáp kéo để đưa tàu lên bờ và ngược lại.

Hình 1.2: Cấu tạo triền dọc nhiều bệ.( 1. Xe giá nghiêng; 2. Đường triền; 3. Xe
đường hào; 4. Nhà tời; 5. Bệ; 6. Đường hào)
1
1
3
2
5
6
5
4

cho xe chở tàu chạy. Khi muốn đưa tàu vào một bệ nào đó, cho xe đường hào
dừng lại trước bệ đó và liên kết ray trên xe với ray vào bệ (để cố định vị trí của
xe), sau đó cho xe chở tàu chạy vào bệ. Xe đường hào có chiều dài bằng chiều dài
của tàu.
Xe đường triền (Xe giá nghiêng): là xe chạy trên đoạn nghiêng (đường
triền). Xe đường triền có chiều cao 2 đầu khác nhau để đảm bảo tàu ở trạng thái
ngang bằng. Trên xe đường triền cũng đặt đường ray cho xe chở tàu chạy. Xe
đường triền có thể là liên tục hoặc phân đoạn.

Hình 1.4: Sơ đồ xe giá ngiêng trong triền ngang
1_Đệm tàu; 2_Con lăn (để phân bố lực đều hơn); 3_Đệm cao su giảm sóc
Xe chở tàu: là xe dùng để đặt tàu. Xe chở tàu thường chạy trên xe đường
triền và xe đường hào để đưa tàu vào bệ. Xe chở tàu thường làm phân đoạn để dễ
dàng được rút ra khỏi bệ.
Bệ tàu: Là nơi dùng để đóng mới và sửa chữa tàu.
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
Máy tời: Là thiết bị dùng để kéo xe đường triền, xe đường hào và xe chở
tàu. Tuỳ theo phương án thao tác nâng hạ tàu mà người ta có thể bố trí một máy
tời chung hoặc một số máy tời với những chức năng khác nhau.
Đuôi triền: Là bộ phận ở cuối đường triền để chắn xe.
Cần trục: ở 2 bên bệ và cầu tàu.
4. Ưu - Nhược điểm.
 Triền ngang.
 Ưu điểm: có nhiều thuận lợi trong việc chọn kết cấu, bố trí mặt bằng nhà
máy, yêu cầu khu nước không rộng, có lực nâng lớn vì có nhiều đường trượt.
 Nhược điểm: vốn đầu tư cao, nếu có dòng chảy dọc bờ thì triền ngang khó
định vì hơn.
 Triền dọc.
 Ưu điểm: dùng thuận lợi cho các nhà máy đóng hoặc sửa chữa tàu nhỏ và
biển có bãi xây dựng hẹp nhưng khu nước phía trước rộng và tốc độ dòng chảy

vực
phía
sau
Tờng
thân ụ
Bản đáy ụ
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
Bước 4: Sau khi neo giằng tàu, kiểm tra xem có đúng vị trí của nó không
rồi bơm nước ra đến lúc đáy tàu chạm đệm tàu thì dừng lại, dùng thợ lặn kiểm tra
xê dịch vị trí tàu cho phù hợp với đệm và bơm cạn nước.
3. Các bộ phận cơ bản của ụ khô.
 Buồng ụ: là bộ phận để đặt tàu vào đó khi tiến hành sửa chữa hoặc đóng mới,
nó là bộ phận quan trọng nhất của ụ, khối lượng vật liệu lớn nhất.
 Đầu ụ: là bộ phận đỡ cửa ụ, trên đó có thể bố trí thêm thiết bị tiêu năng cho
phép giảm vận tốc nước khi tháo vào buồng ụ. Trong các ụ hiện đại có mặt cắt
ngang lớn áp lực thủy tĩnh có thể lên tới 5000 - 7000 tấn, để đảm bảo ổn định cho
nó ở đầu ụ có thể có một phần buồng ụ.
 Cửa ụ: là bộ phận ngăn cách giữa ụ và khu nước, đồng thời đảm bảo sự giao
lưu giữa buồng ụ và khu nước khi tàu ra vào ụ. Các cửa trung gian được bố trí dọc
theo chiều dài ụ tạo thành các buồng khác nhau và được đặt ở đầu ụ khi tiến hành
sửa chữa cửa chính.
 Hệ thống cấp tháo nước: dùng để phục vụ cho việc đưa tàu ra vào ụ. Cấp nước
dùng tự chảy, tháo nước ra ngoài dùng trạm bơm, kết hợp với trạm bơm là một hệ
thống đường hầm đặt trong tường đầu hoặc phía sau tường, bản thân trạm bơm
cũng có thể đặt ngay trong tường đầu hoặc đặt riêng.
Ngoài ra ụ khô còn có các thiết bị phụ như đệm tàu, tời kéo, cọc neo tàu,
cần cẩu, cầu thang, lan can, thiết bị động lực và những trang thiết bị công cộng
khác.
1.2.2.2 Ụ khô lấy nước.
1. Khái niệm.

A
A - A
C¸c ô kh«
Cöa ô kh«
L¹ch s©u
¢u níc
Cöa ©u
MNHT
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
Là công trình nâng tàu kết hợp ụ khô với âu nước.
Ụ nước và Ụ khô lấy nước có nguyên lý làm việc tương tự nhau, chỉ khác ở
chỗ âu nước của ụ nước nhỏ hơn và phần khô của ụ nước có kết cấu đơn giản hơn.

Hình 1.7: Kết cấu của ụ nước.(1. buồng nước; 2. buồng khô.)
2. Thao tác nâng tàu.
Mở cửa phần dưới để đưa tàu vào buồng nước.
Đóng cửa buồng nước và bơm nước vào cho đến cao trình có thể đưa tàu
lên phần trên.
Đưa tàu lên phần trên, bệ đặt lên trên đệm tàu.
Tháo nước ra (tự chảy) cho đến khi ngang với mực nước của khu nước bên
ngoài.
3. Thao tác hạ tàu.
Đóng cửa buồng nước và bơm nước vào buồng ụ
Đưa tàu ra buồng nước, phần dưới.
Tháo nước ra cho đến khi bằng cao trình mực nước của khu nước.
Mở cửa ụ và kéo tàu ra ngoài.
2
1
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn



Hình 1.9: Nguyên tác hoạt động của ụ nổi.
4. Ưu - nhược điểm.
 Ưu điểm:
 Việc hạ thủy an toàn, không gây ra biến dạng thân tàu và tránh được một
khâu kỹ thuật phức tạp mà khi đóng tàu trên đà phải giải quyết, đó là phải gia cố
thân tàu để chống ứng suất phụ, đặc biệt khi đóng tàu có trọng tải lớn.
 Không hạn chế về quy mô và kích thước của tàu được đóng mới hoặc sửa
chữa, mà chỉ phụ thuộc vào kích thước của ụ, đặc biệt là ụ nổi.
 Nhược điểm: chi phí giá thành để xây dựng rất cao, đòi hỏi có sự đầu tư lớn.
1.2.3 Công trình hạ thủy bằng lực nâng cơ giới.
Bao gồm những công trình nâng hoặc hạ tàu theo phương thẳng đứng,
thường công trình loại này được kết hợp với nhiều bệ để tăng hiệu quả khai thác.
a)
b)
c)
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
Đặc điểm chung của loại công trình là: thao tác nhanh, có thể cơ khí hóa và
tự động hóa cao, thích hợp cho vùng có dao động mực nước lớn. Tuy nhiên, kết
cấu và thiết bị phức tạp và đắt tiền nên chưa được dùng phổ biến.
1.3 GIỚI THIỆU VỀ ĐÀ BÁN Ụ.
Đà bán ụ là sự kết hợp giữa triền tàu và ụ khô. Do chiều dài tàu đóng mới
lớn cộng với vũng nước phía cửa ụ cao nên khi thi công nước sẽ tràn vào làm ảnh
hưởng tới việc thi công. Để việc thi công được tiến hành ta phải thiết kế cửa để
không cho nước vào.
1.3.1 Triền tàu.
1.3.1.1. Các kích thước chủ yếu của triền tàu.
 Độ dốc đường trượt (i):
Là số liệu quan trọng bậc nhất của triền tàu, nó ảnh hưởng đến chiều dài
đường triền (tức là ảnh hưởng đến giá thành xây dựng), công suất bàn tời

1
20
1
i
 Mực nước hạ thủy:
Ở vùng biển không có thủy triều, sông nội địa và sông đào có thể lấy mực
nước trung bình làm mực nước hạ thủy.
Ở vùng biển có thuỷ triều thì với tàu lớn mực nước hạ thủy chỉ cần xuất
hiện một lần trong tháng của mùa nước ròng kiệt. Vì tàu lớn thời gian hoàn thành
một con tàu lâu, số lần hạ thủy ít. Với tàu nhỏ thì thời gian hoàn thành một con tàu
ngắn hơn nên số lần hạ thủy nhiều hơn, vì vậy yêu cầu xuất hiện một lần trong thời
kỳ sốc vồng của tháng cạn nhất. Tuy nhiên số lần kéo tàu trong triền nhiều hơn
trong đà rất nhiều nên ở triền lấy với tần suất cao hơn và do bộ phận thiết kế công
nghệ sửa chữa tàu quyết định vì số lần kéo tàu lên xuống nhiều nên mực nước hạ
thủy lấy theo tần suất ngày. Nếu số lần kéo tàu quá ít có thể lấy trung bình theo
tháng.
Ví dụ: kế hoạch sữa chữa hàng năm của nột xưởng là:
Đại tu: 10 chiếc; trung tu: 30 chiếc; tiểu tu: 50 chiếc; cứ mỗi chiếc cần sửa
chữa phải một lần kéo lên và một lần kéo xuống. Vậy tổng số lần kéo là:
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
(10+30+50)x2 = 180 lần
Mỗi năm làm việc 300 ngày thì số lần kéo trung bình 1 ngày là
180/300 = 0,6 lần
Giả sử mỗi lần kéo mất 4 giờ thì mực nước hạ thuỷ lấy với tần suất:
p% = %10100
24
46,0
x
x


_chiều dài xe chở tàu, L
x
= (0,85-0,9)L
t


_góc nghiêng của đường trượt
Chiều dài hình chiếu đường trượt lên phương ngang (tính từ mực nước cao
trở xuống)
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn
L =
m p
H H
i
+
(1-3)
Trong đó: H
p
_ độ chênh giữa mực nước cao và mực nước thấp
1.3.1.2. Kết cấu triền tàu.
 Tà vẹt trên nền đá dăm:
Tà vẹt có thể là gỗ hoặc bê tông cốt thép, phổ biến là bê tông cốt thép vì gỗ
chóng bị mục
 Ưu điểm:
Giá thành xây dựng hạ do sử dụng được vật lệu địa phương và thi công
dưới nước.
Không cần đê quai xanh.
Thời gian thi công nhanh, nếu tổ chức thi công hợp lý chỉ cần 5-6 tháng là
hoàn thành đoạn dưới nước.
Kết cấu đơn giản dễ điều chỉnh độ chính xác khi thi công.

Bảng 1.1: Kết cấu buồng ụ dạng trọng lực nặng
Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn

Bảng 1.2: Kết cấu buồng ụ dạng trọng lực nhẹ
Các buồng ụ khô dạng trọng lực (I) về mặt kết cấu có thể chia thành buồng
dạng trọng lực nặng (I a,b,c) và dạng trọng lực nhẹ (I d,e). Loại trọng lực thường
được xây dựng bằng bê tông, bê tông cốt thép, bằng kết cấu bê tông cốt thép mỏng
được lắp đầy đất, đá và bê tông cứng, bằng giếng chìm áp dụng kết cấu tường từ
thép. Loại trọng lực nặng có thể xây dựng trong mọi điều kiện địa chất bất kì. Loại
trọng lực nhẹ cho phép giảm đáng kể khối lượng vật liệu và lao động nhờ vào việc
giảm chiều dầy đáy và tường vì một phần áp lực thủy tĩnh tác dụng lên buồng
được truyền vào các bộ phận khác như: cọc các loại, thiết bị neo mềm hoặc cứng.