THIT K MễN HC

Lời nói đầu
Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải đóng một vai trò quan trọng trong việc giải quyết
vấn đề trao đổi, giao lu hàng hoá giữa các nớc, các vùng kinh tế khác nhau. Ngành vận tải là
một ngành kinh tế đặc biệt đợc hình thành trong quá trình phát triển của nền kinh tế sản xuất
hàng hoá hoạt động trong một quy mô lớn, phạm vi rộng. Sản xuất của ngành vận tải là quá
trình phức tạp gồm nhiều khâu hợp thành nh : Xí nghiệp vận chuyển, Xí nghiệp xếp dỡ, Xởng sửa chữa,...
Việc tổ chức hợp lý năng lực tàu thuyền, bến Cảng là hết sức quan trọng, trong đó
chuyển đổi hàng hoá từ phơng tiện vận tải thuỷ lên các phơng tiện vận tải khác quyết định
phần lớn năng lực vận tải của ngành đờng biển. Đối với nớc ta có đờng bờ biển kéo dài, có
nhiều vịnh vũng thì vận tải đờng biển giữ vai trò then chốt trong mạng lới vận tải quốc gia.
Khối lợng hàng hoá vận chuyển đặc biệt là vận tải hàng hoá xuất nhập khẩu. Trong đó việc
tổ chức xếp dỡ hàng hoá cho các phơng tiện vận tải là công việc quan trọng do Cảng biển
đảm nhận. Cảng là đầu mối giao thông vận tải, là điểm giao nhau giữa các tuyến vận tải theo
các phơng thức khác nhau. Đồng thời nó có thể là điểm đầu hoặc điểm cuối của tuyến đ ờng
ấy. Nó còn là nơi tiếp nối hệ thống vận tải nội địa với hệ thống các mối liên lạc quốc tế. Nh
vậy Cảng bao gồm tập hợp thiết bị máy móc xếp dỡ cùng với các công trình bến, bãi, kho
tàng... dịch vụ vận tải, xếp dỡ từ tàu nên bờ và ngợc lại sao cho đảm bảo an toàn cho ngời và
hàng hoá, phơng tiện nhằm đạt hiệu qủa cao nhất. Qua số liệu thống kê thực tế cho thấy thời
gian tàu đậu bến làm công tác xếp dỡ và làm thủ tục ra vào Cảng chiếm tỷ lệ lớn trong toàn
bộ thời gian kinh doanh của tàu. Nếu tổ chức tốt các công tác xếp dỡ ở Cảng sẽ làm tăng khả
năng vận chuyển cho đội tàu đem lại hiệu qủa kinh doanh cao cho nền kinh tế quốc dân.
Chính vì vậy việc tổ chức tốt công tác xếp dỡ ở Cảng có một ý nghĩa to lớn đối với ngành
vận tải nói riêng và nền kinh tế quốc dân nói chung.
Nằm trong hệ thống vận tải hàng hoá bằng đờng biển, Cảng Hải Phòng chiếm một vị
trí quan trọng số một trong cụm Cảng phía Bắc đã và đang phát triển vai trò của mình, khẳng
định hớng phát triển trên quy mô lớn vào những năm tới. Trong đó một trong những mục
tiêu phấn đấu lớn nhất là không ngừng nâng cao chất lợng công tác xếp dỡ, tổ chức và quản
lý tốt, phù hợp thực tế, mang lại hiệu qủa kinh tế cao. Đồng thời cải tiến công tác quản lý
xếp dỡ, dầu t nhiều trang thiết bị hiện đại, đáp ứng đợc đòi hỏi của kinh tế thị trờng trong

chiều dài 1792m cùng với hệ thống đờng sắt hoàn chỉnh, có tổng chiều là 71.084m trong đó
có 332m đờng phân loại, đa vào hoạt động 7 trạm biến thế với hệ thống chiếu sáng hoàn
chỉnh .Song song với việc hoàn chỉnh các bến thì 4 kho đợc xây dựng thêm từ kho 8 đến
kho 11 với tổng diện tích 23.000 m2.
Đến năm 1981, Cảng đã cơ bản hoàn thành cải tạo các bến, đáp ứng yêu cầu bốc xếp
hàng hoá của nền kinh tế quốc dân nâng cao khả năng thông qua của Cảng từ 1,6 đến
2,7triệu T /năm. Năng suất lao động tăng đạt 2728 T/ngời.năm
Trong những năm gần đây, sản lợng thông qua cảng ngày càng tăng.
Sản lợng thông qua Cảng tiếp tục tăng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân . Song
muốn đạt đợc điều này thì phải có những biện pháp cải tiến đồng bộ, hạn chế tới mức thấp
nhất các nhợc điểm trong tất cả các khâu liên quan đến Cảng Hải Phòng.
Một trong các hạn chế đang đạt ra hiện nay và một cách cấp bách là luồng ra vào Cảng Hải
Phòng. Hiện tại luồng chỉ đạt từ 3 đến 3,5 m vì vậy chỉ cho tàu chở xấp xỉ tàu có trông tải
7500 T ra vào Cảng, quá mức trên đều phải chuyển tải tại Hạ Long. Hàng năm Cảng đã phải
đầu t một khoản tiền khá lớn cho công việc nạo vét, mỗi năm nạo khoảng 3,5 triệu m2 đất .
Hiện nay với dự án của chính phủ vào việc nạo vét này phải đạt 7m vào năm 2002 để tàu
trên 10.000T có thể ra vào cảng thuận tiện an toàn.

2. Vị trí địa lí và kinh tế của cảng Hải phòng
a./ Vị trí địa lí:
61


THIT K MễN HC

Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông CửaCấm ở vĩ độ 20 052 Bắc kinh độ
106041 Đông. Cảng Hải Phòng cách phao số 0 khoảng 20 hải lý, từ phao số 0
vào cảng phải qua luồng Nam Triệu, kênh đào Đình Vũ rồi vào sông Cửa Cấm.
Tuy nằm trên cửa sông nhng Cảng Hải Phòng là một trong những cảng biển ra
đời và phát triển sớm nhất ở Đông Dơng. Đợc xây dựng từ thời Pháp thuộc, đến


THIT K MễN HC
Cảng có độ dày từ 30 đến 35m theo cấu tạo làm nhiều lớp. Lớp trằm tích rạt mịn nằm ở trên
lớp bùn, đến lớp cát và trằm tích rạt khô nằm ở dới lớp cát Rột và cát vừa. Theo tài lệu của
các chuyên gia Liên Xô cũ về khảo sát địa chất thi khu cực Cảng Hải Phòng có những chỉ
tiêu chính sau đây:
Tên lớp đất

Độ cao ( m )

Bề dày ( m)

Tính chất

Bùn sét, sét chẩy và bùn pha cát

-1,46

3,95

Mùa xám

Sét nhẹ, sét pha cát nặng

-9,1

4,95

Nhiều màu


kiện địa chất sao cho đảm bảo ổn định và hoạt động bình thờng trong quá trình
khai thác.
4./ Điều kiện khí hậu, thuỷ văn:
a./ Điều kiện thuỷ văn:

- Chế độ thuỷ triều ở cảng Hải Phòng thuộc chế độ nhật triều, trong ngày
có một lần nớc lớn, một lần nớc ròng. Nớc triều cao nhất là + 4,0 mét đặc biệt
cao là + 4,23 mét. Mực nớc triều thấp nhất là + 0,48 mét đặc biệt thấp là + 1,23
mét. Thuỷ diện của cảng hẹp, vị trí quay tàu khó khăn, cảng chỉ có 1 chỗ quay
tàu ở ngang cầu N08 ( có độ sâu - 5,5m đến - 6,0m, rộng khoảng 200 m).
- Điều kiện thuỷ văn ảnh hởng tới cao độ thiết kế công trình bến cũng nh vị trí
61


THIT K MễN HC

của tàu khi tiến hành xếp dỡ hàng hoá, ảnh hởng tới tầm với của thiết bị. Sự
dao động của mực nớc ảnh hởng tới việc ra vào cảng của các tàu, có thể gây
chìm ngập khi nớc lũ và gây bồi cạn khi nớc kiệt. Do đó khi tổ chức khai thác
cảng cần phải chú ý tới thời gian bố trí tàu ra vào cảngmột cách hợp lý nhằm
hạn chế quá trình chuyển tải cũng nh tránh tình trạng mắc cạn. Dao động mực
nớc nhiều hay ít cho phép ta lựa chọn các thiết bị xế dỡ và kết cấu công trình
bến cho phù hợp. Ngoài ra còn phải tính tới sự thay đổi tầm với của thiết bị và
chiều cao nâng hạ hàng khi có thuỷ triều.

61


THIT K MễN HC
b./ Thời tiết:

đến 5 ngày.
5./ Hệ thống đờng giao thông đến Cảng
Cảng là đầu mối giao thông của các tuyến vận tải theo các phơng thức khác nhau.
61


THIT K MễN HC
Cảng Hải Phòng là giao thông của bốn phơng thức vận tải : đờng biển, đờng sông, đờng bộ
và đờng sắt. Do đặc điểm củaCảng nằm sâu trong đất liền nên việc vận chuyển của các tàu
biển phải qua luồng hàng hải xác định lên miền tiền phơng của Cảng. Sau đây ta xét lại cụ
thể từng phơng thức
a./ Đờng sông :
Từ Cảng Hải phòng theo đờng sông đến các tỉnh phía bắc nh Hà Nội, Hà Bắc, Thái
Bình, Việt Trì... Đờng sông nối liền với Cảng Hải Phòng có đặc điểm không sâu lắm, sông
nhỏ chỉ thích hợp với tàu nhỏ có trọng tải nhỏ và mớn nớc thấp qua lại. Vận tải đờng sông
còn chịu ảnh hởng của các cầu cống nên kém năng xuất và nguy hiểm.
Vận tải đờng sông chủ yếu vận tải hàng hoá có giá trị thấp nh phân bón, than, quặng,
gạo, thóc..
b./ Đờng sắt :
Hệ thống đờng sắt đến Cảng Hải Phòng theo đờng duy nhất là Hà Nội Hải Phòng,
do đó việc vận tải hàng hoá đến các tỉnh gặp nhiều khó khăn. Mặt khác tuyến đờng sắt này
lại u tiên cho việc vận chuyển hành khách vì vậy việc vận chuyển hàng hoá từ Cảng đi và
ngợc lại bằng đờng sắt chiếm tỷ lệ nhỏ, kém hiệu qủa. Khẩu hộ đờng sắt của ta mới là 1,2m,
do đó không đảm bảo an toàn kỹ thuật cho nên tuyến vận tải đờng sắt không đáp ứng đợc
nhu cầu vận chuyển, giải tỏa hàng hoá ở Cảng.
c./ Đờng bộ :
Hàng hoá theo đờng bộ đến và đi khỏi Cảng bằng đờng bộ hiện nay rất tốt và lớn
trong tổng số hàng hoá thông qua cảng. Tuyến đờng bộ gồm đờng 5, đờng 10 và đờng 18 .
Đờng bộ là hệ thống giao thông chính phục vụ cho công tác xếp dỡ tại Cảng. Mặc dù vậy
xong chất lợng đờng xá của ta còn kém. Tất cả các tuyến phải qua cầu phà với trọng tải cho


*Thời gian làm việc của cảng:
-Thời gian công lịch: 365 Ngày
-Thời gian khai thác của cảng: TKT = TCL TTT
Trong đó:

TTT: thời gian ảnh hởng của thời tiết
TTT = TCL x 5% =365 x 5% = 18,25 (ngày)
TKT = 365 18,25 = 346,75 (ngày)

- Thời gian trong 1 ca
Tca = 24 : 3 = 8 (giờ)
- Thời gian ngừng trong 1 ca
Tng = 2,0 (giờ)
- Thời gian làm việc trong 1 ngày:
24 3 x 2,0 = 18 (giờ)
-

Tình hình hàng hoá đến cảng:

Lng hng n cng trong nm: Qn = 80.000 (TEUS/nm)
Lng hng n cng trong ngy cng thng nht:
kh . Qn
Qngmax =

1,15*80.000
=

Tkt




THIẾT KẾ MÔN HỌC
Kết quả tính toán được tóm tắt ở bảng sau:
Bảng số 1
Chỉ tiêu

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Qn

TEUS

80.000

TEUS/ngày

231

Qngmax

TEUS/ngày

265

Khối lượng hàng xếp dỡ theo quá trình 1

2./ Đặc tính của hàng hóa:
Container là loại thùng chứa hàng đặc biệt, khác với các loại thùng chứa hàng thông thường
bằng gỗ, cactong hoặc kim loại được dùng làm bao bì, có tính chất tạm thời, không bền
chắc, kích thước trọng lượng không được tiêu chuẩn hóa trong quá trình vận chuyển.
Vận chuyển hàng hóa bằng container từ khi ra đời đã phát triển nhanh chóng vì nó đem
lại nhiều lợi ích cho người chuyên chở cũng như người sử dụng. Chuyên chở hàng hóa bằng
container co những lợi ích sau:
Bảo vệ tốt hàng hoá, giảm đến mức thấp nhất tình trạng mất cắp, hư hỏng, ẩm ướt và nhiễm
bẩn.
•

Tiết kiệm chi phí bao bì.

•

Giảm thời gian xếp dỡ ở các cảng, hàng hoá được luân chuyển nhanh không bị ứ
đọng, việc đưa hàng từ cửa đến cửa thuận lợi, thúc đẩy việc mua bán phát triển
nhanh.

•

Tận dụng được dung tích của tàu do giảm các khoảng trống trên tàu.

•

Vận chuyển hàng hoá bằng 1 hay nhiều phương tiện vận tải mà không phải dỡ hàng
ở các cảng dọc đường.

Các loại hàng hoá được chuyên chở bằng container thường là các loại hàng có giá trị tương
đối cao, dễ hỏng, dễ vỡ, ví dụ như hàng bách hoá, dược phẩm y tế, thiết bị điện tử, gốm sứ,

40,0

30

27,0

61,0

8,0

29,11

25

23,0

45,5

8,0

8,0

19,10

20

18,0

30,5


(Foot)

(Foot)

(Foot)

8,0

8,0

8,0

61

Dung tích chứa
hàng(m3)


THIẾT KẾ MÔN HỌC
Khả năng chất xếp của một số loại container:
Loại cont hàng khô
Cỡ 20’

Trọng tải tối đa
(Tấn)
18,72

Dung tích bên trong
W(m3)
31,17

- Trên tàu container được xếp theo 3 tạo độ: Tier, Bay, Row
- Ở bãi người ta xếp container theo hàng, lớp, loại, lớp nọ xếp lên lớp kia, tùy theo áp lực
của bãi để xếp số
III./ Sơ đồ cơ giới hoá:
Để phục vụ công tác xếp dỡ hàng container tại cảng, ta có thể bố trí các thiết bị xếp
dỡ ở các tuyến như sau:
•

Thiết bị tuyến tiền có thể là cần trục chân đế, cầu trục hoặc cần trục tàu.

•

Thiết bị phụ là ô tô hoặc xe nâng chuyên dụng.

•

Thiết bị tuyến hậu là xe nâng chuyên dụng, cần trục chân đế, cổng trục.
Hàng container có thể được bảo quản ở ngoài bãi lộ thiên mà không sợ ảnh hưởng

của thời tiết nên không cần bố trí kho kín trong sơ đồ cơ giới hoá.
Căn cứ vào các điều kiện trên, ta có thể đưa ra một số sơ đồ cơ giới hoá công tác xếp
dỡ ở cảng như sau :

61


THIẾT KẾ MÔN HỌC
•

Sơ đồ 1:

các cảng có lưu lượng hàng qua cảng lớn.
-Thiết bị phụ là RTG, có tác dụng kéo dài tầm với của cầu trục.
Qua phân tích ở trên ta thấy sơ đồ 1 và sơ đồ 3 có khả năng đưa vào thực tế bởi nó
vừa đạt tính kinh tế (tạo khoản thu phí do tàu sử dụng thiết bị xếp dỡ của cảng) vừa tạo thế
chủ động cho cảng (cơ động trong việc bố trí phương tiện xếp dỡ để thực hiện công tác làm
hàng khi có tàu đến cảng).
Mặt khác theo giả thiết, khối lượng hàng hoá đến cảng trong năm là
80.000TEUS/năm. Với khối lượng hàng hoá này ta có thể sử dụng thiết bị tiền phương là
cần trục chân đế và thiết bị phụ là xe nâng. Bởi phương án này không những có thể đáp ứng
đủ yêu cầu làm hàng của tàu bè đến cảng mà còn có thể tiết kiệm được chi phí đầu tư ban
đầu cũng như chi phí bảo dưỡng và duy trì hoạt động cho thiết bị. Nhưng sơ đồ 3 sử dụng
cần trục giàn sẽ mất nhiều chi phi hơn.
Do đó ta sẽ sử dụng sơ đồ 1 làm sơ đồ tính toán.
IV./ Chọn phương tiện vận tải đến cảng:
1./ Phương tiện vận tải biển: Loại phương tiện vận tải thuỷ thích hợp nhất để chuyên chở
hàng container là tàu container chuyên dụng. Hiện nay tuy chưa phát triển mạnh xong đội
tàu chở hàng container đang từng bước phát triển với sự góp mặt của nhiều hãng tàu lớn.
Tàu chở hàng container khác với các loại tàu thông thường, tàu container chỉ có một
tầng boong, không có boong giữa, có các kết cấu ngang và dọc cố định. Tuỳ theo đặc điểm
của từng đối tượng chuyên chở mà ta có thể phân tàu container thành 2 loại :
•

Tàu container nửa chuyên dụng (Semi container ship). Đặc điểm của
loại tàu này là những hầm chứa hàng ở thân tàu được thiết kế và trang bị
đặc biệt để chứa container, còn những hầm hàng ở phía đầu và cuối thân
tàu được thiết kế để chở các loại hàng thông thường như các loạitàu phổ
thông khác. Đại bộ phận loại tàu này được trang bị cần cẩu để bốc xếp hàng
61



: 12.299,7 tn

- Trng ti

: 8685,4 tn

- Dung tích đăng ký (GRT)

: 6323

- Dung tích thực chở (NRT)

: 2974

- Chiều dài lớn nhất (Lmax)

: 133,6 m

- Chiu di tu(L)

: 126,8m

- Chiu rng ln nht(Bmax)

:

19,9 m

- Chiều rộng (B)


bởi các điều kiện thời tiết nên ô tô chuyên chở container không cần có mui. Mặt khác để
thuận lợi cho công tác xếp dỡ ô tô được thiết kế không thành để đơn giản hóa công tác nâng
hạ container trong quá trình lam hàng.

Các thông số kĩ thuật của ô tô :
•

Trọng tải

: 40 tấn

•

Tự trọng

: 21 tấn

•

Chiều dài

: 13,5 m

•

Chiều rộng

: 1,85 m

•


Giá trị

Tấn
Tấn
Tấn
Tấn
m
m/phút
m/phút
m
Vòng/phút
m/phút
m/phút

289
40
40
32
28,5
40
47
13
1
40
20

2./ Thiết bị tuyến hậu:
Trong sơ đồ 1 thiết bị tuyến hậu được bố trí là xe nâng chuyên dụng. Xe nâng
KALMAR DC41 CORSS là thế hệ mới của hãng KALMAR sản xuất, chuyên dùng nâng

THIẾT KẾ MÔN HỌC
Chiều cao nâng tối đa
Tốc độ có hàng
Tốc độ không hàng
Mức tiêu thụ nhiên liệu
Năng suất

m
km/h
km/h
l/h
TEU/h

14,7
21
24
20
15 –20

Hình ảnh xe nâng:

3./ Thiết bị phụ:
Thiết bị phụ được bố trí ở sơ đồ 1 là ô tô. Do nhu cầu vận chuyển container ngày càng cao
nên ta chọn loại xe vận chuyển chuyên dụng với sức chở lớn .
Chọn loại đầu kéo xe moóc DOULGLAS với các thông số kĩ thuật :
•

Nơi sản xuất

: Anh ( 1993 )


THIẾT KẾ MÔN HỌC
Cấu tạo của khung được làm bằng các ống có khối hình hộp gắn với nhau thành 1 bộ khung,
có các thanh giằng tạo lực chống uốn cong khi va chạm mạnh. Ở 4 góc của khung có gắn
các chốt hàn liên kết với nhau về 1 điểm tại cần gạt, các chốt này có thể quay 1 góc 900.
VII./ Công trình bến:
Công trình bến là bộ phận quan trọng nhất của bến tầu. Vị trí của công trình bến là
nằm tại ranh giới giữa khu đất và khu nước. Công trình bến cho phép tàu có thể tiếp cận tốt
nhất với bờ và thực hiện tiện lợi công tác xếp dỡ hàng .
Để đáp ứng nhu cầu bốc xếp hàng container với lượng hàng đến cảng là
80.000TEUS/năm, cảng lại nằm trên cửa sông nên công trình bến của cảng phải thoả mãn
những điều kiện sau :
•

Đủ rộng đển thực hiện công tác xếp dỡ một số lượng hàng tương đối lớn. Trọng tải
của các tàu vào cảng lớn do đó công trình bến phải được thiết kế thuận tiện nhất cho
việc cập bến và công tác bốc xếp hàng hoá. Do đó công trình bến kiểu thẳng đứng là
thích hợp nhất .

•

Là cảng chuyên xếp dỡ hàng container nên cảng phải đáp ứng yêu cầu chịu lực cao.
Ta có thể chọn công trình bến trọng lực hoặc công trình bến 1 tầng neo. Trong sơ đồ
này ta chọn công trình bến trọng lực. Đây là loại công trình bến bảo đảm điều kiện
ổn định nhờ vào chính trọng lượng của bản thân nó.

61


THIẾT KẾ MÔN HỌC

Fh =

∑E
[ P]

h

( m2 )

Trong đó : [P] là áp lực cho phép của nền bãi .
•

Diện tích xây dựng của kho (Fxd)
61


THIẾT KẾ MÔN HỌC
Fxd = (1,3 – 1,45) . Fh
•

(m2)

Chiều dài của kho (Lk)
Lk = ( 0,95 – 0,97 ) . Lct = ( 0,95 – 0,97 ) . ( Lt + ∆L ) (m)
Trong đó : Lct là chiều dài cầu tàu .
Lt là chiều dài lớn nhất của tàu
∆L là khoảng cách an toàn giữa hai đầu tàu với cầu tàu

•


•

Kiểm tra lại áp lực thực tế
G . tbq
Ptt =

=

α . Qngmax . tbq

0,8 * 265* 7
=

= 0,1 (TEUS/m2)

Fh
Fh
14.860
Nhận thấy Ptt = [ P ] vậy kích thước của kho hoàn toàn phù hợp .

61


THIẾT KẾ MÔN HỌC

CHƯƠNG II: CÂN ĐỐI KHẢ NĂNG THÔNG QUA CỦA CÁC KHÂU:
LƯỢC ĐỒ TÍNH TOÁN.

Lược đồ bao gồm các quá trình :
•

Ht
Hn1 = (Ttb -

) + (Hct – MNTB) + d + h + 0,5 (m)

2
Hh1 = h + 0,5

(m)

61


THIẾT KẾ MÔN HỌC
Trong đó :
Ttb là mớn nước trung bình của tàu
Ht là chiều cao của tàu
Hct là chiều cao của cầu tàu
MNTN + MNCN
MNTB là mực nước trung bình, MNTB =

(m)
2

d là đường kính bánh xe
h là chiều cao của xe
Quá trình 2:

Ht
Hn2 = (Ttb –

(s)


THIẾT KẾ MÔN HỌC
th = tn’ =

+ ( 20 ÷ 30 )

(s)

Vn’ . kn
α
tq = tq’ =

+ 20 (s)
6 . r . kq

Trong đó:Vn tốc độ nâng có hàng của cần trục, Vn = 0,7m/s
Vn’ tốc độ nâng không hàng của cần trục, Vn’ = 0,78m/s
kn là hệ số sử dụng tốc độ nâng, kn = 0,7 ÷ 0,9
kq là hệ số sử dụng tốc độ quay, kq = 0,7 ÷ 0,9
α là góc quay của cần trục, α = 180o đối với quá trình 2
α = 90o đối với quá trình 1 và 3
r là tốc độ quay của cần trục, r = 1 vòng/phút
•

Năng suất giờ.
3600
Phi =