Thiết kế hệ thống các công trình thủy công dạng triền tàu cho cơ sở đóng tàu kết hợp với sửa chữa tàu thủy loại nhỏ và vừa

N MễN HC: CễNG TRèNH THY CễNG
Chng 1 .
CễNG TRèNH THU CễNG TRONG NH
MY ểNG TU V SA CHA TU
THY
1.1 Yờu cu.
Thit k h thng cỏc cụng trỡnh thy cụng dng trin tu cho c s úng tu kt
hp vi sa cha tu thy loi nh v va.
1.2 Ti liu xut phỏt.
1.2.1 S liu v tu bố
1.2.1.1 Chng loi v kớch thc tu.
Bng 1.1. Chn kớch thc cỏc loi tu
Cỏc s liu
Cỏc loi tu
Loi I Loi II Loi III
Trng lng h thy ca tu, T 300 450 600
Chiu di tu, m 40 45 50
Chiu rng, m 6 6 10
Mn nc, m 1.2 1.6 2.5

1.2.1.2 K hoch sa cha v úng mi hng nm
Bng 1.1. K hoch sa cha v úng mi hng nm
Hỡnh thc sa
cha úng mi
Loi I Loi II Loi III
S
lng
S
ngy
trờn b
S

lng
S
ngy
trờn b
S
lng
S
ngy
trờn b
- Tiu tu 20 8 15 10 10 15
- Trung tu 15 10 12 12 8 26
- i tu 8 20 5 30 4 40
- úng mi 1 60 1 65 1 75
(Định mức thời gian tàu đỗ ở bến bằng 1/3 thời gian tàu nằm trên bệ).
1.2.2 S liu v mc nc.
- Khu vc xõy dng l Hi Phũng cú ch thu vn nht triu thun nht vi
ng biu din mc nc triu in hỡnh ti Hũn Du nh hỡnh sau:
Sinh viờn: Nguyn Vn Ngha . Lp CTT50-H1 - 1 -
Giỏo viờn hng dn: PGS.TS Phm Vn Th
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG

1.2.3

Số liệu địa hình
Bình đồ 3
1.2.4 Số liệu địa chất:
Gồm ba lớp: Lớp1 - là sét màu vàng nhạt, trạng thái dẻo cứng; Lớp 2 - là sét màu
nâu nhạt, trạng thái dẻo mềm và lớp ba là cát hạt mịn màu xám kết chặt vừa.
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền
TT Các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3

1 Độ ẩm tự nhiên W % 20 24.0 22.7
2 Khối lượng thể tích
γ
w
g/cm
3
2.08 2.0 1.97
3 Khối lượng thể tích khô
γ
c
g/cm
3
1.73 1.61 1.61
4 Khối lượng riêng
∆
g/cm
3
2.68 2.68 2.67
5 Hệ số rỗng e 0.456 0.658 0.662
6 Độ rỗng n % 35.3 39.7 39.8
7 Độ bão hoà G % 98 97 91
8 Giới hạn chảy WL % 24.3 22.0
9 Giới hạn dẻo WP % 12.4 15.7
10 Chỉ số dẻo IP % 11.9 6.3
11 Độ sệt IS 0.64 1.31
12 Lực dính C kG/cm
2
0.18 0.12
13 Góc nội ma sát
ϕ

độ 7
o
35’ 18
o
α
w
=22
o
14 Hệ số nén lún a
1-2
Cm
2
/kG 0.023 0.022
15 áp lực tính toán qui ước R
0
kG/cm
2
0.56 0.82
16
Môđun biến dạng tổng quát
E
0
kG/cm
2
13.02 18.29
17 Chiều dày trung bình lớp h m 1 4 -
1.3 Nội dung thiết kế:
1.3.1 Phần qui hoạch chung:
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 2 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ

1.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
- Lựa chọn, tính toán nhu cầu kế hoạch sửa chữa, đóng mới hàng năm (dựa vào
bảng 1 và 2);
- Xác định số lượng bệ tàu cần thiết cho các loại tàu điển hình;
- Xác định số lượng bến cần thiết cho mỗi loại tàu điển hình;
- Chọn số lượng bệ và bến;
- Xác định các kích thước cơ bản cho các loại bệ và bến tàu;
- Lựa chọn loại đường triền (ngang, dọc) và hình thước chuyển tàu tương ứng;
- Xác định các thông số và các kích thước cơ bản của các bộ phận triền tàu;
- Dự kiến bố trí mặt bằng tổng thể và ướm thử lên bình đồ theo tỷ lệ phù hợp và
điều chỉnh cho thích hợp với mặt bằng tự nhiên tại nơi xây dựng.
1.3.2 Thiết kế kết cấu công trình:
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 3 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
Hòn D u n m 1984-1994ấ ă
Đỉnh
triều
Chân
triều
Trung
bình
Gi
ờ
Đường tần suất luỹ tích trạm Hòn Dấu năm 1984 - 1994
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
- Lựa chọn và tính toán sơ bộ kích thước kết cấu các bộ phận của triền tàu;
- Lập bản vẽ mặt bằng tổng thể, mặt cắt dọc, ngang và một số mặt cắt điển hình thể
hiện được ý đồ thiết kế các bộ phận kết cấu;
- Sơ bộ xác định kích thước xe các loại, số lượng bánh xe, số tầng (khi cần thiết),

xác định áp lực bánh xe và thành lập đoàn tải trọng tác động lên các bộ phận khác nhau
của triền tàu;
- Tiến hành tính toán các bộ phận kết cấu về độ bền và biến dạng theo yêu cầu của
các trạng thái giới hạn 1 và 2. Hiệu chỉnh kích thước của chúng khi không bảo đảm các
yêu cầu của các trạng thái giới hạn;
- Tính toán lực cản kéo, chọn tời, cáp và tính toán puly;
- Lập sơ đồ thao tác kéo tàu: lên - xuống, ra - vào bệ;
- Xác định lực tác dụng lên các bệ tời và bệ puly các loại cho các trường hợp làm
việc khác nhau;
- Tính toán bệ puly và bệ tời cũng như các bộ phận khác.
(khuyến khích tham khảo các tài liệu qui trình, qui phạm hiện hành, khi áp dụng
cần ghi rõ lấy theo tài liệu nào).
1.4 Thuyết minh và bản vẽ
1.4.1 Thuyết minh:
Trình bày đầy đủ, rõ ràng nội dung bao gồm các hình vẽ minh hoạ (khuyến khích
chế bản trên máy vi tính):
- Nêu nhiệm vụ được giao và toàn bộ tài liệu xuất phát của phương án được giao;
- Phân tích yêu cầu nhiệm vụ và điều kiện tự nhiên nơi dự kiến xây dựng công trình
và khả năng có thể sử dụng hình thức, phương án công nghệ chuyển tàu có thể;
- Tính toán nhu cầu bệ và bến phục vụ công tác sản xuất của nhà máy;
- Đề xuất phương án mặt bằng, tính toán thông số kích thước các bộ phận chủ yếu;
- Lựa chọn hình thức kết cấu, tính toán thiết kế cụ thể tất cả các bộ phận;
- Tính toán công nghệ kéo tàu, bố trí tời, puly, cáp.
1.4.2 Bản vẽ:
- Thể hiện mặt bằng tổng thể, các mặt cắt dọc và ngang triền, một số mặt cắt cần
thiết qua bệ, hào nếu có;
- Thể hiện công nghệ kéo tàu: gồm tời, puly, cáp v.v. và bố trí tổng thể công trình
trên bình đồ. Bản vẽ phải đảm bảo yêu cầu của bản vẽ kỹ thuật theo qui định hiện hành.
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 4 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Chương 2
PHẦN QUI HOẠCH CHUNG
1.5 Lựa chọn, tính toán nhu cầu kế hoạch sửa chữa, đóng mới hàng năm.
Bảng 1.1. Nhu cầu sửa chữa đóng mới hàng năm.
Hình thức sửa chữa
đóng mới
Loại I Loại II Loại III
Số
lượng
Số ngày
trên bệ
Thời
gian
Số
lượng
Số ngày
trên bệ
Thời
gian
Số
lượng
Số ngày
trên bệ
Thời
gian
Tiểu tu 20 8 160 15 10 150 10 15 150
Trung tu 15 10 150 12 12 144 8 26 208
Đai tu 8 20 160 5 30 150 4 40 160
Đóng mới 1 60 60 1 65 65 1 75 75

Tổng (ngày) 530 509 593
1.6 Xác định số lượng bệ tàu cần thiết cho các loại tàu điển hình
Để đơn giản trong thiết kế và phục vụ cho sửa chữa, đóng mới cho 3 loại tàu
ta chỉ cần tính cho 2 loại tàu III và (I, II)
Tổng thời gian tàu loại I,II trên bệ là: 1039 (ngày)
Tổng thời gian tàu loại III trên bệ là: 727(ngày)
Số ngày khai thác bệ trong năm là 310 ngày
Số lượng bệ cho tàu loại I,II là: N
bệ
=
1039
3,46
300
=
bệ
Số lượng bệ cho tàu loại III là: N
bệ
=
593
1,97
300
=
bệ
1.7 Xác định số lượng bến cần thiết cho mỗi loại tàu điển hình
Định mức thời gian gian tàu ở trên bến bằng 1/3 thời gian tàu nằm trên bệ. Nên thời
gian tàu đỗ ở bến trang trí là:
T
b
=
530 509 593 1632

544
3 3 3
T + +
= = =
ngày
Số lượng bến là:
N
bến
= T
b
.K
0
/T
0
Trong đó:
K
0
: Hệ số phân bổ công việc không đều theo thời gian, lấy: K
0
= 1,2
T
0
: Số ngày khai thác của bến trong năm, lấy: T
0
= 300 ngày.
Nên: N
bến
=
0
544 1,2

2
300
b o
T K
T
×
×
= ≈
bến
Vậy số lượng bến cần thiết là: N
bến
= 2
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 5 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
1.8 Chọn số lượng bệ và bến
Với số lượng bệ và bến cần thiết cho mỗi loại tàu như trên ta chọn số lượng bệ và
bến như sau:
Chọn 6 bệ gồm: 4 bệ loại II và 2 bệ loại III
Chọn 2 bến gồm : 1 bến loại II và 1 bến loại III
1.9 Xác định các kích thước cơ bản của bệ và bến
1.9.1 Xác định các kích thước cơ bản của bệ
1.9.1.1 Chiều dài bệ.
Chiều dài bệ được tính nhằm đảm bảo khi tàu ra vào và sửa chữa trên bệ sẽ không
gây ảnh hưởng tới các tàu khác di chuyển trên đường hào.
Chiều dài bệ được xác dịnh theo công thức:
L
b
= L
t

+ 2l
l: dự trữ 2 đầu ( lấy từ 3 – 10 m) chọn l = 5m
L
t
: Chiều dài của tàu lớn nhất được đóng trên bệ.
Nên :
Với tàu loại II: L
b
= 45 + 2.5 = 55 m.
Với tàu loại III: L
b
= 50 + 3.5 = 60 m.
1.9.1.2 Chiều rộng bệ.
Chiều rộng bệ được xác định theo công thức sau :
B
b
= B
t
+ 2b
b: bề rộng dữ trữ 2 bên để dựng giàn giáo cho công nhân làm việc ( lấy 2 – 3m)
chọn b = 2m
Trong đó:
B
t
: Chiều rộng của tàu tính toán,
Với tàu loại II : B
bệ
= 6+ 2.2 = 10 m.
Với tàu loại III : B
bệ

= 10 + 2.2 = 14 m.
1.9.1.3 Khoảng cách giữa các bệ.
Khoảng cách giữa các bệ được xác định phụ thuộc vào các thiết bị cần trục phục vụ
bệ. Trong nhà máy nhỏ sử dụng loại cần trục bánh lốp, khoảng cách giữa các bệ 6-10 m.
Ở đây, ta chọn khoảng cách là 8m.
1.9.1.4 Cao trình mặt bệ.
Để việc vận chuyển liên hệ giữa các bộ phận trong xưởng thuận tiện, cao trình mặt
bệ lấy bằng cao trình mặt xưởng.
Theo tiêu chuẩn thiết kế công trình cảng biển, cao trình mặt xưởng xác định theo
hai tiêu chuẩn sau:
- Tiêu chuẩn chính:
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 6 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
∇
CTĐ
= H
P=50%
+ a
H
P=50%
: Mực nước ứng với tần suất P = 50% của đường tần suất lũy tích mực nước
giờ quan sát trong nhiều năm.Tra hình 3 phần phụ lục có H
P=50%
= 2 (m)
a: Độ vượt cao của bệ, a = 2 (m)
⇒
∇
CTĐ
= 2 + 2 = 4 (m)

- Tiêu chuẩn kiểm tra:
∇
CTĐ
= H
P=5%
+ a'
H
P=5%
: Mực nước ứng với tần suất P = 5% của đường tần suất lũy tích quan sát
trong nhiều năm.Tra hình 3 phần phụ lục có H
P=5%
= 3,4(m)
a': Độ vượt cao của bệ, a = 1 (m)
⇒
∇
CTĐ
= 3,4+ 1 = 4,4 (m)
Chọn cao trình bệ là: 4,4 (m)
1.9.1.5 Kết cấu bệ:
- Chọn kết cấu bệ dạng tà vẹt trên nền đá dăm,phía trên lát bản bê tông cốt thép
1.9.2 Xác định các kích thước cơ bản của bến trang trí.
Kích thước bến lấy theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 207-92
1.9.2.1 Chiều dài bến.
Chiều dài bến trang trí phải đảm bảo đủ yêu cầu sản xuất, tránh tình trạng tàu đóng
xong không có bến để tiếp tục công việc sau khi hạ thuỷ, hoặc không có chỗ cập tàu để
sửa chữa.
Ở đây, như đã tính ở trên có 3 bến trang trí, nên chiều dài của bến (L
b
) lấy đối với
tuyến bến. Theo 22TCN 207-92, Bảng 8 trang 14:

L
b
= L
t
+ d
Trong đó:
L
t
: Chiều dài của tàu tính toán, L
t
= 50 m.
Khoảng dự trữ an toàn của các tàu, với Lt < 100 m thì d = 10 m.
Nên: L
b
= 50+10 = 60m.
Chiều dài tuyến bến được lấy theo Quy hoạch cảng:
L
tb
= α.N
b
.L
b
Trong đó:
α: hệ số chiết giảm chiều dài bến, 0,9 ≤ α ≤ 1, lấy α = 0,9
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 7 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Suy ra: L
tb
= 0,9.2.60 = 108 m

1.9.2.2 Chiều rộng bến.
Chiều rộng bến nhằm phục vụ thao tác phần còn lại của công đoạn trang trí cuối
cùng của công tác hạ thủy, với yêu cầu như trên ta chọn bề rộng bến trang trí là 14 (m).
1.9.2.3 Cao trình mặt bến.
Để tiện liên hệ việc giao thông trong nhà máy lấy cao trình mặt bến bằng cao trình
mặt xưởng là +4,4 m.
1.9.2.4 Độ sâu trước bến.
4
ZHH
CTB
+=
Trong đó:
H
CT
: Chiều sâu chạy tàu, H
CT
= Z
1
+ Z
2
+ Z
3
+ T
T: Mớn nước của tàu tính toán, T =2,5 m
Z
1
, Z
2
, Z
3

, Z
4
: Các độ sâu dự phòng được xác định theo 22TCN 207-92
Z
1
: Dự phòng chạy tàu tối thiểu (đảm bảo an toàn và độ lái tốt của tàu khi chuyển
động. Phụ thuộc vào địa chất (bảng 2).
Với địa chất dạng bùn, Z
1
= 0,04.T = 0,04.3 = 0,1 (m)
Z
2
: Dự trữ độ sâu do sóng, Z
2
= 0
Z
3
: Dự phòng về vận tốc (tính đến sự mớn nước của tàu khi chạy so với mớn nước
của tàu neo đậu khi nước tĩnh), vì tàu không tự chạy nên Z
3
= 0 (m)
Z
4
: Độ sâu dự phòng do bồi lấp phù xa, không được nhỏ hơn trị số 0,4m để đảm
bảo tàu nạo vét có năng suất, chọn Z
4
= 0,5 (m)
⇒
H
B

= 2,5 +0,1+0,5 = 3,1(m)
1.9.2.5 Mực nước thấp thiết kế (Mực nước hạ thủy).
Mực nước thấp thiết kế( Mực nước hạ thuỷ, H
TTK
) là một thông số quan trọng và
ảnh hưởng nhiều đến giá thành xây dựng cũng như điều kiện khai thác của công trình.
Khi chọn mực nước hạ thuỷ cần phải căn cứ vào kế hoạch sản xuất hàng năm của
nhà máy, từ đó chọn ra H
TTK
cho phù hợp.
Theo kế hoạch sản xuất của nhà máy ở trên, ta có:
- Cứ mỗi chiếc cần sửa chữa thì cần 1 lần kéo lên và 1 lần kéo xuống.
- Cứ mỗi chiếc đóng mới thì cần 1 lần kéo xuống.
Tính tổng ta có :
- Tiểu tu: 45 tàu
- Trung tu: 35 tàu
- Đại tu: 17 tàu
- Đóng mới: 3 tàu
Vậy tổng số lượt cần kéo và hạ thuỷ là: (45 + 35 + 17).2 +3 = 197 (lần)
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 8 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
⇒
Mỗi năm làm việc 300 ngày thì số lần kéo trung bình 1 ngày là:
197
300
= 0,65 (lần)
Giả sử mỗi lần kéo sử dụng 4 giờ thì mực nước hạ thủy lấy với tần suất:
P(%) =
0,65.4

.100 11(%)
24
≈
của đường tần suất mực nước trung bình giờ trong mùa
kiệt quan trắc trong nhiều năm
⇒
Tra đồ thị ta có H
P=11%
= + 3 (m)
Kiểm tra lại bằng Đường biểu diễn mực nước triều theo tháng tại Hòn Dáu, thời
gian xuất hiện của H = 3m kéo dài < 4h, không đủ thời gian cho thao tác kéo tàu. Do đó
ta phải giảm mực nước hạ thủy xuống sao cho trong 1 tháng có ít nhất 2 lần có nước
tương ứng với 2 triều cường trong tháng. Chọn MNHT là 2,4m
Với mực nước hạ thủy là 2,4m ta thấy trong tháng có 2 kì triều điển hình có 2 lần
mực nước lớn hơn 2,4m
1.9.2.6 Cao trình đáy bến.(∇
CTĐB
)
Cao trình đáy bến được xác định theo công thức:
∇
CTĐB
= H
98%
- H
B
= + 0,6 - 3,1 = -2,5(m)
1.10 Lựa chọn loại đường triền và hình thức chuyển tàu.
- Loại triền: Ngang
- Hình thức chuyển tàu:Dùng xe giá nghiêng 2 tầng xe.
1.11 Xác định các thông số và các kích thước cơ bản của các bộ phận triền

tàu.
1.11.1 Các kích thước cơ bản của bộ phận triền tàu. (Mặt đứng)
1.11.1.1 Chiều sâu mút đường triền.
a
a"
a
MNC
MNT
l
T
H
H
O
P
H
m
= T + k + H
k
+ a + a
’
+ a
’’
+ l
x
. i
Trong đó:
T: Mớn nước của tàu hạ thủy, T = 2,5 m
k: Độ sâu dự trữ đệm tàu và đáy tàu (k = 0,2
÷
0,3 m). Chọn k= 0,2 m

H
k
: Chiều cao đệm sống tàu
Kích thước này được tính gộp vào xe chở tàu H
k
= 0.
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 9 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
N MễN HC: CễNG TRèNH THY CễNG
a: Chiu cao u trờn xe giỏ nghiờng, khong 0,5
ữ
1m chn a= 0,6m
a

:chiu cao ca tng xe gia. Vỡ xe 2 tng nờn a

= 0
a: Chiu cao ca xe tng trờn cựng,bng khong (0,6-1)m, õy ly a = 0,8 m.
l
x
:chiu di xe ch tu l
x
= (0,6-0,8)B
t
. Chn l
x
= 0,7. 10 = 7 (m)
i : dc ng trt i=1:10

H

m
= 2,5 + 0,2 + 0,6 + 0,8+ 7.0,1= 4,8(m)
T õy xỏc nh cao mỳt trin

MDT
= MNHT Hm = 2,4 4,8= -2,4m
1.11.1.2 Chiu di hỡnh chiu ng trt.
Xỏc nh chiu cao ca ng trt:
( ) 4,4 (2,4 4,8) 0,6 6,2( )
MX MNTTK m
H H a m= = =
Ta cú :
1
10
tr
H
tg
L

= =
Chiu di hỡnh chiu ca ng trt l:

10. 10.6,2 62( )
tr
L H m = = =
2.7.1.3 Chiu rng ng trin
Ta tớnh cho tu ln nht L
t
= 50m, thỡ B
trin

= 0,8.L
t
=40(m).
2.7.1.4 Kt cu ng trin
Theo yêu cầu thiết kế công trình phục vụ tàu nhỏ và vừa. Mặt khác để hạ giá thành
xây dựng, tận dụng vật liệu địa phơng và rút ngắn thời gian xây dựng ta chọn kết cấu đ-
ờng triền là kết cấu tà vẹt trên nền đá dăm gồm tà vẹt BTCT M300, tiết diện bìhìl =
25ì20ì100 cm, khoảng cách giữa các tà vẹt là 50 cm, hệ số tầng đệm C=6 (kG/cm
3
).
Với kết cấu dới nớc chọn là kết cấu dầm trên móng cọc, chọn cọc sử dụng BTCT
M300 tiết diện 0,4ì0,4 m
1.11.2 ng ho.
1.11.2.1 Chiu rng ng ho.
B
h
=0,8B
t
+ 2x
B
t
: Chiu rng tu tớnh toỏn
x: D tr rng ca ho, x = 0,1 m

B
h
= 0,7.10 + 2.0,1 = 7,2 (m)
1.11.2.2 Chiu di ng ho.
L
ho

= 2.L
b
+ B
trin
+ 2B =2.60+40 + 2.10 = 180 m.
B: khong cỏch t trin ngang ti mộp b,ly = 10m
1.11.2.3 Kt cu ng ho.
Sinh viờn: Nguyn Vn Ngha . Lp CTT50-H1 - 10
-
Giỏo viờn hng dn: PGS.TS Phm Vn Th
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Kết cấu đường hào cũng chọn kết cấu tà vẹt trên nền đá dăm, tường hào bằng đá
hộc xây vữa xi măng cát, chiều cao tường bằng chiều cao xe đường hào.
1.11.2.4 Xe hào.
Là xe giá bằng
1.11.3 Bệ buly và tời.
Bệ puli và bệ tời : Bằng BTCT toàn khối đổ tại chỗ.
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 11 -
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Chương 3
THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
1.12 Tính toán xe đường triền.
1.12.1 Tính số xe phân đoạn và số tổ đường ray
Số xe phân đoạn sẽ bằng:
'.600 1,5.600
3,6
250 250
k
Z

= = =
Trong đó:
Trọng lượng hạ thủy của tàu tính toán Q = 600 (T)
Chọn sức chở của xe là 250T

k': Hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các xe, với kết cấu cứng bằng BTCT và
dùng xe giá nghiêng nhiều trục có máy hãm và con lăn tra bảng ta được k' = 1,5.
Chọn Z = 4 xe
Vậy ta có 4 tổ đường ray ,mỗi tổ ray có 2 đường ray đặt cách nhau 2m.
Chọn khoảng cách giữa tim các tổ đường ray là 11,5m
Tải trọng do tàu truyền xuống 1 xe là : Q
’
=
600
150( )
4
T
=
1.12.2 Tính toán áp lực bánh xe.
Áp lực bánh xe tác dụng lên ray đường triền là:
' 150
'. ". 1,5.1,3. 14,625( )
' 20
K
Q
P k k T
n
= = =
Trong đó:
n’: số bánh của 1 xe ( n’ = 20 bánh )

k’’: Hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các bánh xe. Với kết cấu BTCT, xe
giá nghiêng 2 trục có máy hãm bánh xe k’’ = 1,3
1.12.3 Kiểm tra khả năng chịu tải của 1 bánh.
Theo yêu cầu ta có :
[P
k
] = 15(T)
Vậy P
k
= 14,625 (T) thoả mãn điều kiện áp lực bánh xe
1.12.4 Thành lập đoàn tải trọng tác động lên các bộ phận của triền tàu:
Đoàn tải trọng tác động vào các bộ phận của triền phụ thuộc vào cách lựa chọn xe
đường triền. Số bánh xe tác dụng lên mỗi ray là 10 bánh ta có thể bố trí như hình vẽ:
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 12
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
600
700 700 700 700 700 700 700 700 350700350
7000
Hình 1.1. Xe đường triền
700 700 700 700 700 700 700 700700
P
k
P
k
P
k
P
k

P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
Hình 1.2. Sơ đồ tải trọng tác động lên đường triền
1.12.5 Tính toán kết cấu đường triền trên nền cọc ( triền nghiêng ):
1.12.5.1 Kích thước sơ bộ:
- Dầm dọc: Tiết diện chữ nhật bxh = 60x80 (cm).
- Giằng ngang: Tiết diện chữ nhật bxh = 40x40(cm)
- Cọc BTCT 35x35, M300.
Chọn bước cọc 3m theo phương dọc đường triền.
1.12.5.2 Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đầu mỗi cọc:
N = Q
dn
+ Q
dd
+ Q
Trong đó:
Q
dn
: tải trọng bản thân giằng ngang, được xác định như sau:
Q

dn
= (0,4.0,4.3.2,5)/2 = 0,6 (T)
Q
dd
: tải trọng bản thân dầm dọc, được xác định như sau:
Q
dd
= 0,6.0,8.3.2,5 = 3,6 (T)
Q: Lực dọc tác dụng lên cọc do tải trọng của xe chở tàu di động gây nên, Q được
xác định bằng phương pháp đường ảnh hưởng. Đường ảnh hưởng của lực dọc
trong cọc có dạng hình tam giác, vị trí bất lợi nhất khi đoàn tải trọng có vị trí như
hình vẽ:
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 13
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
P
k

P
k
1
0.883
0.65
0.417
0.183
30003000
700 700 700 700 700 700 700
0.883
0.65
0.417
0.183

Q = ∑P. y
i
= 14,625.2.(0,183+0,417+0,65+0,883)= 62,4T
⇒ Tổng tải trọng thẳng đứng tác động lên đầu cọc:
N= 62,4 +0,6+3,6 = 66,6 T.
1.12.5.3 Xác định sức chịu tải của cọc:
Giả định chiều sâu chôn cọc là 16 m
• Sức chịu tải giới hạn của cọc xác định theo điều kiện đất nền:

1
( . . . . . )
n
d R fi i i
i
P m m R F U m f l
=

= +
∑
Trong đó:
+ m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, với cọc có d
≤
0,8m thì m = 1
+ m
R
, m
fi
: Hệ số điều kiện làm việc của đất, kể đến ảnh hưởng của phương pháp
thi công cọc đối với cường độ tính toán của đất dưới chân cọc và xung quanh cọc.
Các giá trị này được tra theo bảng 5.4 giáo trình “Nền và Móng” của Trường ĐH
Kiến Trúc Hà Nội (m
R
, m
fi
= 1 ).
+ R - Sức chống tính toán ở mũi cọc.
Giá trị này được tra bảng theo bảng 5.2 giáo trình “Nền và Móng” của Trường ĐH
Kiến Trúc Hà Nội.
Tra bảng với độ sâu hạ mũi cọc là 16 m ta có R = 2960 Kpa =296 (T/m
2
)
+ F – Diện tích tiết diện cọc (F= 0,35.0,35 = 0,1225(m
2
)
+ U : Chu vi cọc (= 4.0,35 = 1,4m)
+ l
i

- Chiều dày lớp đất thứ i mà mũi cọc đi qua
+ f
i
- Ma sát giữa cọc và đất của lớp đất thứ i. Tra bảng 5.3 giáo trình “Nền và
Móng”
Lớp đất thứ nhất có chiều dày trung bình 1m, lớp thứ 2 dày trung bình 4m
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 14
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Lớp đất I Độ sâu chôn cọc
Tọa độ
trọng tâm
từng
mảnh
fi li fi.li
Lớp 1 0.64 1 0.5 6.4 1 6.4
Lớp 2 1.31
3 2 4 2 8
5 4 5 2 10
Lớp 3
Cát hạt
mịn
7 6 42 2 84
9 8 44 2 88
11 10 46 2 92
13 12 47 2 94
15 14 49 2 98
16 15.5 51.5 1 51.5


531.9
=>
. 531,9( / )
i i
f l KPa m=
∑
Vậy ta có: P
đ
= 1.(1.2960.0,1225 + 1,4.1.531,9) = 1107,26 KPa = 110,726T
Sức chịu tải thực tế của cọc được xác định: P
tt
=
110,726
79,09
1,4
d
tc
P
K
= =
(T)
Ta xác định lại tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc có tính thêm trọng lượng bản
thân cọc:
Trọng lượng bản thân cọc là: P
cọc
= 0,35.0,35.16.2,5 = 4,9 T
⇒ N
tổng cộng
= N + P
cọc

= 66,6 + 4,9 = 71,5 < P
tt
= 79,09T
Vậy cọc hoàn toàn đủ khả năng chịu lực.
1.12.6 Tính toán kết cấu dầm trên nền cọc:
1.12.6.1 Tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất
• Xác định đặc tính đàn hồi của dầm theo công thức:

0
4
0
4.
.
B
b K
λ
=
Trong đó:
b: Chiều rộng của dầm( b = 0,6m )
K
0
: Được xác định theo công thức kinh nghiệm:
K
0
=
F
.S.Lc
η
S, L
c

: Chu vi tiết diện và chiều dài phần cọc được hạ vào đất nền, (m)
S = 4.0,35 = 1,4 (m) = 140 (cm); L
c
= 15,6 m = 1560(cm)
F: Diện tích của dầm tì lên cọc = b.a = 60.300 = 18000 (cm
2
)
(với a: là bước cọc. a= 3 m)
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 15
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
η: Hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào đất nền (η = 0,5 kG/cm
3
với đất sét)
⇒
3
0
0,5.140.1560
6,07( / )
18000
K KG cm= =
B
0
: Độ cứng quy đổi của dầm được tính như sau
B
0
= K
d
.E

b
.J
td
K
d
: Hệ số xét đến biến dạng dẻo và tính chất từ biến của bê tông dầm (K
d
= 0,7)
E
b
: Môđun đàn hồi của bê tông dầm ( Với BT Mác 300: E
b
= 2,9.10
5
kG/cm
2
)
J
td
: Mô men quán tính tính đổi của dầm BTCT và ray
J
td
= J
d
+ 0,8.J
ray
(hệ số 0,8 là xét đến khả năng biến dạng không đàn hồi của kết cấu liên kết ray với
dầm)
J
ray

: mômen quán tính tính đổi của ray đối với trục quán tính chính trung tâm
chung, tính bằng mômen quán tính của ray đối với trục quán tính chính chung
nhân với tỷ số giữa môdun đàn hồi của thép ray chia cho môdun đàn hồi của bê
tông, giá trị nhỏ nên bỏ qua.
J
d
: Mô men quán tính tính đổi của tiết diện dầm BTCT đối với trục quán tính chính
trung tâm chung, lấy bằng mômen quán tính của phần diện tích bê tông cộng với
diện tích của cốt thép chủ sau khi đã nhân với tỷ số giữa môdun đàn hồi của thép
với bê tông lấy đối với trục quán tính chung;
J
d
= J
a
+J
b
J
b
,J
a
: Mô men quán tính của phần diện tích BT và diện tích cốt thép đã quy đổi
thành diện tích BT lấy đối với trục quán tính chung
• Diện tích cốt thép lấy bằng 1% tiết diện dầm
⇒ F
a
= 0,01.F
b
= 0,01.( 60. 80) = 48(cm
2
)

Diện tích CT quy đổi được tính theo công thức:
F
aqđ
=(F
â
.E
a
)/E
b
E
b
=2,9.10
5
(Kg/cm
2
)
E
a
=2,1.10
6
(Kg/cm
2
)
⇒
6
2
5
48.2,1.10
347,59( )
2,9.10

aqd
F cm= =

Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 16
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
O
2
O
1
O'
O
X'
X
2
X
1
X
Y
F
aqd
F
b
Hệ trục quán tính chính trung tâm XOY được xác định theo công thức

∑
∑
=
F

S
Y
x
c
∑S
x
= F
b
.y
1
+ F
aqđ
.y
2
: Tổng mô men tĩnh với hệ trục ban đầu X’O’Y
y
1
: Khoảng cách từ trọng tâm dầm đến O
’
, y
1
= 40 cm
y
2
: Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến O
’

y
2
= (347,59/(60.2)) + 3

≈
6 (cm) ( lớp BT bảo vệ cốt thép là 3 cm )
⇒ ∑S
x
= 347,59.6 + 4800.40 = 194085,54(cm
3
)
∑F = F
b
+ F
aqđ
= 4800 + 347,59 = 5147,59(cm
2
)

194085,54
37,7
5147,59
x
c
S
Y cm
F
= = =
∑
∑
⇒ J
td
= J
b

1
+ F
b
. O
1
O
2
+ J
2
aqđ
+ F
aqđ
.O
2
O
2
= (60.80
3
/12) + 4800.2,3
2
+(60.6
3
/12)+ 347,59.31,7
2
= 2,936.10
6
( cm
4
)
⇒ B

0
= K
d
.E
b
.J
td
= 0,7.2,9.10
5
.2,936.10
6
= 5,96.10
11
(kG.cm
2
)
⇒
11
4
4.5,96.10
284( ) 2,84( )
60.6,07
cm m
λ
= = =
Có bước cọc l= 3(m) < 3λ = 3.2,84 = 8,52 (m)
⇒ Ta tính toán kết cấu như dầm dài vô hạn trên nền đàn hồi .
Vì hệ đối xứng, nên ta tiến hành tính toán cho 1/2 hệ.
Sử dụng mô hình biến dạng cục bộ của Wincler để tính toán:
3

1
. . (sin cos )
8 .
kx
k
Y P e kx kx
EJ k
−
= +
1
. . (sin cos )
4
kx
k
M P e kx kx
k
−
= − −
1
. . cos
2
kx
k
Q P e kx
−
=
Với:
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 17
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
4
.
4
C b
k
EJ
=

Trong đó:
EJ:Độ cứng chống uốn của dầm.
E = 2,9.10
7
T/m
2
= 2,9.10
5
Kg/cm
2
J = bh
3
/12 = 0,0256 m
4
= 2,56.10
6
cm
4
⇒ EJ = 7,424.10
11
Kg. cm

2
b: Chiều rộng của dầm, b = 0,6 m = 60 cm
C: Hệ số tầng đệm phụ thuộc vào nền, C = Ko = 6,07 ( kG/cm
3
)
4
11
6,07.60
0,00333
4.7,424.10
k = =
Nếu đặt:
(sin cos )
kx
e kx kx
ϕ
−
= +
,
(sin cos )
kx
e kx kx
−
Ψ = −
,
cos
kx
e kx
θ
−

=
Ta có:
3
1
. .
8 .
k
Y P
EJ k
ϕ
=
,
1
. .
4
k
M P
k
= − Ψ
,
1
. .
2
k
Q P
θ
=
Trong quá trình tính toán, cần chú ý:
- Lực cách mặt cắt đang xét lớn hơn 3 m thì không xét ảnh hưởng của nó tới mặt cắt
đang xét.

- Gốc toạ độ luôn lấy ở điểm đặt lực.
P
k
P
k
Pk
P
k
700 700 700
P
k
700
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 17 18
350
13 14 15
2800
Kết quả tính toán được lập thành bảng:
Bảng 1.1. Bảng tính toán nội lực phần đường triền nghiêng. B
Từ kết quả trong ta vẽ được biểu đồ nội lực:
Mặt cắt x(cm) kx
ϕ ψ
Y(cm) M(kG.cm)
1
280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 0.55031773 0.081485519 0.03669853 -89468.897
2
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng 0.6248425 0.019033485 0.0416683 -23898.2526
3

210 0.6993 0.69985695 -0.06040573

280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 1.25017468 0.021079786 0.08336926 -20145.0354
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 18
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
4
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787

245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng 1.39804069 -0.13983439 0.09322986 153534.3799
5
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 2.09236094 -0.25726256 0.13953136 282467.3408
6
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng 2.3016109 -0.56053368 0.15348542 615450.8294
7
70 0.2331 0.9534773 -0.5876011

140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 3.04583825 -0.84486366 0.20311503 927637.4629

8
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708

105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng 3.28897902 -1.34093076 0.21932914 1472305.731
9
0 0 1 -1

70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 4.04583825 -1.84486366 0.26980111 2025610.436
10
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708

35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng
4.2763471
4
-2.12132784 0.28517285 2329160.633
11
70 0.2331 0.9534773 -0.5876011

0 0 1 -1

70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 4.99931555 -2.43246475 0.33338478 2790780.558
12
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929

35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 19
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Tổng ảnh hưởng 5.17991734 -2.54202713
0.3454284
1
2671077.082
13
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235

70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
0 0 1 -1
70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
280 0.9324 0.55031773 0.081485519

Tổng ảnh hưởng 5.84150181 -2.7108071 0.38954689 2976392.934
14
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787

105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng 5.95311553 -2.700895 0.39698997 2965509.715
15
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573

140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
0 0 1 -1
70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 6.54135877 -2.77121284 0.43621761 3042716.796
16
245 0.81585 0.6248425 0.019033485

175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929

175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng 6.57795803 -2.68186152 0.43865827 2944611.462
17
280 0.9324 0.55031773 0.081485519

210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
0 0 1 -1
70 0.2331 0.9534773 -0.5876011
140 0.4662 0.84218627 -0.27834235
210 0.6993 0.69985695 -0.06040573
280 0.9324 0.55031773 0.081485519
Tổng ảnh hưởng 7.09167649 -2.68972732 0.47291614 2953247.899
18 245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 20
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
35 0.11655 0.98736812 -0.78039708
105 0.34965 0.9035702 -0.42069929
175 0.58275 0.77319819 -0.15886787
245 0.81585 0.6248425 0.019033485
Tổng ảnh hưởng 6.57795803 -2.68186152 0.43865827 2944611.462
M (T.m)
0.895

0.238
1.535 2.82
6.15
9.27
14.7
20.25
23.29
26.7
27.9
29.7
29.6 29.53
29.4 29.4
0.201
Y (cm)
P
k
P
k
Pk
P
k
700 700 700
P
k
700
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 17 18
350
13 14 15
2800

0.036 0.042
0.083 0.093
0.139 0.153 0.203
0.219
0.269
0.285
0.333
0.345
0.389
0.396
0.436
0.438
0.473 0.438
30.42
Hình 1.2. Biểu đồ nội lực
1.12.6.2 Tính theo trạng thái giới hạn thứ hai
∆ ≤ ∆
gh
∆: là độ võng lớn nhất của dầm
∆ = 0.438cm
∆
gh
: Là độ võng giới hạn của dầm, lấy bằng 1/600 chiều dài nhịp dầm
∆
gh
= a/600 = 300/600 = 0,5 cm
=> ∆ = 0,498 cm ≤ ∆
gh
= 0,5 cm, thoả mãn điều kiện.
1.13 Tính toán đường triền phần nằm ngang trên nền tà vẹt đá dăm

1.13.1 Tính toán xe chở tàu
Số phân đoạn xe là 4 phân đoạn như đã tính toán ở trên
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 21
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Tổng trọng lượng của tàu và xe
m
0
= (k’ + k’
m
).m
Trong đó:
m: Trọng lượng tàu, m = 600 T.
k’: Hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các xe, k’ = 1.
k’
m
: Tỉ số giữa trọng lượng của xe so với của tàu, lấy k’
m
= 0,07.
Nên: m
0
= (1+0,07).600 = 642T
Vậy tải trọng truyền xuống 1 xe phân đoạn:Q’ = m
0
/Z’ = 160,5T.
• Tính toán áp lực bánh xe
P
K
= k’.k”.

'
'
n
Q
= 1,5.1.
160,5
18
= 13,375 (T)
k”: Hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các bánh xe. Lấy theo Bảng 5-5 (Trang
123, Công trình thuỷ công trong NMĐT và SCTT), với kết cấu nền tà vẹt dá dăm, xe giá
bằng 2 trục, có: k” = 1,0
Như vậy:
P
k
= 13,375 (T) < [P
K
] = 15 (T) ⇒ Thoả mãn điều kiện áp lực bánh xe
1.13.2 Thành lập đoàn tải trọng tác động lên triền tàu
Thành lập đoàn tải trọng tác động lên triền tàu phụ thuộc vào cách lựa chọn xe
đường triền. Với xe có chiều dài 7m và số bánh xe tác dụng lên mỗi ray là 8 bánh ta có
thể bố trí như hình vẽ:

800 800 800 800 800800 800 800
300
300
800 800 800 800 800800 800 800
300
300
P
k

P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
P
k
7000
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 22
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
Hình 1.1. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên nền tà vẹt đá dăm
1.13.3 Tính toán kết cấu đường triền
1.13.3.1 Tính toán chuyển vị và biến dạng ray đường triền
Để tính toán ray đường triền ta dùng mô hình nền biến dạng cục bộ (mô hình
Wincler) để tính toán với các công thức sau:
3
1
8 .
1

4
K
K
Y P
EJ k
M P
k
ϕ
ψ
= × ×
= − × ×
Trong đó:
(sin cos )
kx
e kx kx
ϕ
−
= +
,
(sin cos )
kx
e kx kx
−
Ψ = −
x: Là khoảng cách đặt lực tới mặt cắt đang xét.
4
4EJ
k
µ
=

Với:
EJ: Độ cứng chống uốn của ray đường triền. Chọn ray P38 có các đặc trưng sau:
J
x
= 1223 cm
4
, E = 2,1.10
6
kG/cm
2
, W
x
(trên) = 181,95 cm
3
, Wd
x
(dưới)= 180,29
cm
3
⇒
EJ = 2,5683.10
9
(kG.cm
2
)
µ: Hệ số chống uốn của nền tà vẹt được xác định theo công thức:
. .C b l
d
µ

=
b: Chiều rộng tà vẹt, b = 25 cm
l: Chiều dài của tà vẹt, l = 100cm
C: Hệ số tầng đệm, phụ thuộc lại nền tra trong bảng 5-7/128/(sách "Công trình
thủy công " của PGS.TS Phạm Văn Thứ), Nền ba lát C = 6 kG/cm
3
d: Khoảng cách giữa tim các tà vẹt, d = 50 cm
⇒

2
6.25.100
300( / )
50
KG cm
µ
= =

1
4
9
300
0,01307( )
4.7,4508.10
k cm
−
= =
Để tính toán biến dạng và chuyển vị của ray ta chú ý 1 số nguyên tắc:
- Nếu lực nào cách mặt cắt đang xét lớn hơn 3 m thì không xét tới ảnh hưởng của nó
tới mặt cắt đó.
- Để đảm bảo độ chính xác nên lấy các mặt cắt tương đối dày.

Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 23
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
- Gốc tọa độ luôn lấy ở điểm đặt lực.
Do kết cấu đối xứng nên ta chỉ xét cho một nửa phần còn lại lấy đối xứng.
P
k
15
800
P
k
P
k
P
k
P
k
800 800 800
1
2
3
4 5 6 7
8
9 10 11 12 13 14
Ta có kết quả lập bảng như sau:
Mặt cắt x(cm) kx
ϕ ψ
Y(cm) M(kG.cm)
1

240 3.1368 -0.0431273 0.043542739
Tổng ảnh hưởng -0.0431273 0.043542739 -0.01257430 -11139.7117
2
200 2.614 -0.0263646 0.099990034
Tổng ảnh hưởng -0.0263646 0.099990034 -0.00768694 -25580.8473
3
160 2.0912 0.04569688 0.168389147

240 3.1368 -0.0431273 0.043542739
Tổng ảnh hưởng 0.00256952 0.211931885 0.000749176 -54219.3757
4
120 1.5684 0.20867016 0.207672467
200 2.614 -0.0263646 0.099990034
280 3.6596 -0.0350309 0.00959678
Tổng ảnh hưởng
0.1472744
8
0.31725928 0.042939679 -81165.7015
5
80 1.0456
0.4800194
6
0.127799263

160 2.0912 0.04569688 0.168389147
240 3.1368 -0.0431276 0.043542739
Tổng ảnh hưởng 0.48258898 0.339731149 0.140704728 -86914.7688
6
40 0.5228 0.80941836 -0.21757611

120 1.5684 0.20867016 0.207672467
200 2.614 -0.0263646 0.099990034
280 3.6596 -0.0350309 0.00959678
Tổng ảnh hưởng 0.95669284 0.099683172 0.278935516 -25502.3418
7
0 0 1 -1

80 1.0456
0.4800194
6
0.127799263
160 2.0912 0.04569688 0.168389147
240 3.1368 -0.0431273 0.043542739
Tổng ảnh hưởng 1.48258898 -0.66026885 0.432266976 168919.2021
8
40 0.5228 0.80941836 -0.21757611

40 0.5228 0.80941836 -0.21757611
120 1.5684 0.20867016 0.207672467
200 2.614 -0.0263646 0.099990034
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 24
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG
280 3.6596 -0.0350309 0.00959678
Tổng ảnh hưởng 1.76611121 -0.11789294 0.514931352 30161.01786
9
80 1.0456
0.4800194
6

0.127799263

0 0 1 -1
80 1.0456
0.4800194
6
0.127799263
160 2.0912 0.04569688 0.168389147
240 3.1368 -0.0431273 0.043542739
Tổng ảnh hưởng 1.96260844 -0.53246959 0.55222527 136223.8091
10
120 1.5684 0.20867016 0.207672467

40 0.5228 0.80941836 -0.21757611
40 0.5228 0.80941836 -0.21757611
120 1.5684 0.20867016 0.207672467
200 2.614 -0.0263646 0.099990034
280 3.6596 -0.0350309 0.00959678
Tổng ảnh hưởng 1.97478137 0.089779531 0.556771694 22968.6539
11
160 2.0912 0.04569688 0.168389147

80 1.0456
0.4800194
6
0.127799263
0 0 1 -1
80 1.0456
0.4800194
6

0.127799263
160 2.0912 0.04569688 0.168389147
240 3.1368 -0.0431273 0.043542739
Tổng ảnh hưởng 2.00830532 -0.36408044 0.565546012 93144.14501
12
200 2.614 -0.0263646 0.099990034

120 1.5684 0.20867016 0.207672467
40 0.5228 0.80941836 -0.21757611
40 0.5228 0.80941836 -0.21757611
120 1.5684 0.20867016 0.207672467
200 2.614 -0.0263646 0.099990034
280 3.6596 -0.0350309 0.00959678
Tổng ảnh hưởng
1.9484166
8
0.189769565 0.568084747 -18549.5012
13
240 3.1368 -0.0431273 0.043542739

160 2.0912 0.04569688 0.168389147
80 1.0456
0.4800194
6
0.127799263
0 0 1 -1
80 1.0456
0.4800194
6
0.127799263

160 2.0912 0.04569688 0.168389147
240 3.1368 -0.0431273 0.043542739
Tổng ảnh hưởng 1.96517796 -0.3205377 0.572971704 82004.43327
14
280 3.6596 -0.0350309 0.00959678

200 2.614 -0.0263646 0.099990034
120 1.5684 0.20867016 0.207672467
40 0.5228 0.80941836 -0.21757611
Sinh viên: Nguyễn Văn Nghĩa . Lớp CTT50-ĐH1 - 25
-
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Thứ