CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU CHÍNH
(BẾN TÀU 50.000DWT)
4.1. PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG
4.1.1. TĨNH TẢI
Chỉ có tải trọng bản thân. Nhưng do đã khai báo trong SAP2000, nên không cần
khai báo ra.
4.1.2. HOẠT TẢI
1. Tải trọng hàng hóa (q
hh
= 4 (T/m
2
)
Xét trường hợp hàng hoá phân bố đều khắp mặt bến
2. Tải trọng do tàu tác dụng lên công trình
a. Tải trọng do gió và dòng chảy
a.1. Tải trọng do gió
Lực do gió theo phương ngang W
q
, phương dọc W
n
được xác đònh như sau :
a.1.1. Trường hợp tàu không hàng
Theo phương ngang:
W
q
= 73.6x10
-5
x A
q
xV

-5
x A
n
x V
n
2
x ξ
Diện tích cản gió theo phương dọc tàu A
n
(m
2
) có thể xác đònh tùy thuộc vào
loại tàu và chiều rộng B (m) của tàu tính toán:
A
n
= 985m
2
: theo phụ lục 1 trang 12 hướng dẫn đồ án công trình bến
V
n
= 38 (m/s): Vận tốc gió theo phương dọc tàu ứng với tần suất 1%
ξ = 1 : Hệ số phụ thuộc vào kích thước nằm ngang lớn nhất của mặt cản gió
theo hướng dọc.
⇒ W
n
= 49.0x10
-5
x985x38
2
x1 = 699.95 (KN)

⇒ W
q
= 73.6x10
-5
x2370x38
2
x1 = 2518.8 (KN)
Theo phương dọc:
W
n
= 49,0x10
-5
x A
n
x V
n
2
x ξ
Diện tích cản gió theo phương dọc tàu A
n
(m
2
) có thể xác đònh tùy thuộc vào
loại tàu và chiều rộng B (m) của tàu tính toán:
A
n
= 825m
2
: theo phụ lục 1 trang 12 hướng dẫn đồ án công trình bến
( B = 25m)

= L
t
x T: Diện tích chắn nước theo phương ngang tàu
L
t
= 212(m): Chiều dài tàu
T = 3.3(m): Mớn nước của tàu chưa có hàng
⇒ A
1
= 212x3.3 = 699.6 (m
2
)
V
1
= 0,18 (m/s): Vận tốc dòng chảy theo phương ngang tàu
⇒ Q
ω

= 0.59x699.6x0.18
2
=13.37 (KN)
Theo phương dọc:
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 58
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
N
ω
= 0.59 x A
t
x V
t

x V
1
2
A
1
= L
t
x T: Diện tích chắn nước theo phương ngang tàu
T = 12(m): Mớn nước của tàu đầy hàng
⇒ A
1
= 212x12 =2544 (m
2
)
V
1
= 0.18 (m/s) : Vận tốc dòng chảy theo phương ngang tàu
⇒ Q
ω

= 0.59x2544.8x0.18
2
=48.63 (KN)
Theo phương dọc:
N
ω
= 0.59 x A
t
x V
t

2380.41
2518.8
48.63
2567.43
699.95
173.48
873.43
358.74
630.83
989.57
b. Tải trọng tựa tàu
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 59
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
Tải trọng phân bố q do tàu đang neo đậu ở bến tựa trên công trình dưới tác
động của gió, dòng chảy được xác đònh như sau :
d
l
tot
Q
1,1q
=
b.1. Trường hợp tàu không hàng
Q
tot
= 2380.41(KN): Lực ngang do tác động tổng hợp của gio, dòng chảy.
l
d
=87m : Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu và công trình.(chiều dài thành tàu)
( theo phụ lục 1 trang 13 hướng dẫn đồ án công trình bến )
)/(1.30

=
ψ
D = 62500 (T): Lượng nước của tàu tính toán.
ψ
= 0.65: Hệ số lấy theo bảng 30 trang 21- hướng dẫn đồ án công trình bến.
v=0.097(m/s): Thành phần vuông góc (với mặt trước công trình) của tốc độ cập
tàu, lấy theo bảng 29 trang20-HD đồ án công trình bến.
)(12.191
2
097.062500
65.0
2
KJE
q
=
×
×=⇒
⇒ Chọn thiết bò đệm : LMD - 400H - 2000L(CL1)(Tài liệu Pi-TYPE FENDERS
- SUMITOMO - Trang 12)
 Thành phần vuông góc với mép bến của lực va khi tàu cập vào công trình:
Xác đònh căn cứ vào trò số động năng va tàu:
⇒ F
q
= 32 (T) = 320 (KN)
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 60
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
 Thành phần song song với mép bến của lực va khi tàu cập vào công trình
được xác đònh theo công thức: F
n
= µF

S
S
n
β
α
ĐƯỜNG MÉP BẾN
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
Bảng : Kết quả tính toán lực neo:
Trạng thái tàu Q
tot
(KN) α(độ) β(độ) n (cái) S(KN)
Tàu đầy hàng 2380.41 30 20 6 844.4
Tàu không hàng 2567.43 30 40 6 1117.2
Hình chiếu lực neo S lên các phương:
 Theo phương vuông góc với mép bến : S
q
=
n
tot
Q
 Theo phương song song với mép bến : S
n
= S
×
Cos
α

×
Cos
β

dη
0
L
uốn
L
+=
L
o
: Chiều dài tự do của cọc
d = 0,7 (m): Đường kính ngoài của cọc
η
= 5 ÷ 10: Hệ số phụ thuộc vào đất nền (đất yếu) ⇒ Chọn
η
= 10
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 62
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
Bảng : Kết quả tính toán chiều dài chòu uốn của cọc
Hàng cọc L
o
(m) L
u
(m)
Hàng cọc A
Hàng cọc B
Hàng cọc C
Hàng cọc D
Hàng cọc E
Hàng cọc F
Hàng cọc G
Hàng cọc H

L
o
: Chiều dài tự do của cọc
E = 3.6
×
10
6
(T/m
2
)

: Modun đàn hồi của vật liệu cọc
F : Diện tích mặt cắt ngang của cọc
F = (0.35
2
-0.24
2
)3.14 = 0.204 (m
2
)
P= 180.2 (T): Sức chòu tải của cọc theo đất nền
Bảng : Kết quả tính toán chiều dài chòu nén của cọc
Hàng cọc L
o
(m) L
nén
(m)
Hàng cọc A
Hàng cọc B
Hàng cọc C

qd
.
=
Trong đó:
Fqd- diện tích qui đổi của cọc (m
2
)
Lu- chiều dài chòu uốn của cọc(m)
Ln- chiều dài chòu nén của cọc (m)
F- diện tích thực của cọc ( m
2
)
14.3
4F
D
qd
=
Bảng tính diện tích qui đổi và đường kính qui đổi của cọc:
Lu Ln Fth Fqd Dqd
21,6 14,6 0,385 0,569 0,851
21,6 14,6 0,385 0,570 0,852
22,5 15,5 0,385 0,558 0,843
21,6 14,6 0,385 0,569 0,851
20,6 13,6 0,385 0,583 0,862
19,6 12,6 0,385 0,599 0,873
18,5 11,5 0,385 0,619 0,888
17,6 10,6 0,385 0,638 0,902
e.2.2. Sơ đồ phân phối lực tác dụng lên một phân đoạn:
Sơ đồ phân phối lực va:
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 64

C
Y
X
S
q
= 42.79 T
S
n
= 74.12T
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
- Khoảng cách 2 ray : 18.0 (m)
- Sức nâng: 30-50(T)
Sơ đồ tính toán áp lực lên chân cần trục
P
tương ứng
(1 chân) P
max
(1 chân)= 300T

- Áp lực lên một chân còn lại (P
tương ứng
)
Sơ đồ dời lực về tâm O
P
tương ứng
(1 chân) P
max
(1 chân)= 300T

Sau khi dời lực 50T về O, tại O xuất hiện lực 50T chia đều cho 4 chân,

B
P
A
P
B
P
A
PM
B
P
A
P
====⇒
+=
=





)T(4,226
4
50
11,61300
4
50
A
P
max
P

tác dụng lên khung ngang tính toán .
Cần trục SSG mỗi chân cần trục gồm 8 bánh, khoảng cách giữa các bánh xe
1.2m.
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 67
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
4.1.3. CÁC TRƯỜNG HP TẢI TRỌNG
1. TRƯỜNG HP LỰC NEO TÁC DỤNG VÀO CÔNG TRÌNH:
S
v
S
n
2. TRƯỜNG HP LỰC VA TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH :
F
q
F
n
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 68
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN KẾT CẦU CẦU CHÍNH
3. CÁC TRƯỜNG TẢI TRỌNG VÀ TỔ HP TẢI TRỌNG:
Dựa vào bảng sau:
THTH TAI TRONG
DEAD DEAD
HHOA LIVE
NEO LIVE
VA LIVE
CANTRUC LIVE
COMB1 DEAD+CANTRUC+HHOA+VA
COMB2 DEAD+CANTRUC+HHOA+NEO
COMB3 DEAD+CANTRUC+VA
COMB4 DEAD+CANTRUC+NEO