đồ án thiết kế Công trình bến Cầu tàu đài mềm trên nền hệ cọc lăng trụ BTCT

Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
CHƯƠNG I: TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BẾN VÀ GIẢ ĐỊNH
KẾT CẤU
I. SỐ LIỆU THIẾT KẾ.
1. Kết cấu công trình bến.
- Công trình bến Cầu tàu đài mềm trên nền hệ cọc lăng trụ BTCT.
1.1. Loại tầu thiết kế.
- STT = 10 : Tầu thiết kế là tàu chở Khách + hàng.
1.2. Số liệu về tầu.
- Theo bảng phụ lục 4 Tiêu chuẩn 22TCN222-95 ta có các số liệu:
- Lượng rẽ nước : 30000 (Tấn)
- Trọng tải : 10000 (Tấn)
- Kích thước :
+ Chiều dài lớn nhất : L
t,max
= 218 (m).
+ Chiều dài giữa 2 đường vuông góc : L
w
=195 (m).
+ Bề rộng tầu : B
t
= 26,5 (m).
+ Chiều cao mạn 17,0 (m).
+ Mớn nước tầu đầy hàng : T
1
= 9,2 (m).
+ Mớn nước tầu chưa có hàng : T
2
= 6,0 (m).
+ Chiều dài đoạn thẳng của thành tầu đầy hàng : 76 (m).
+ Chiều dài đoạn thẳng của thành tầu chưa có hàng : 67 (m).

- Diện tích cản gió :
+ Ngang tầu:
* Khi tầu đầy hàng : A
q
= 4510 (m
2
).
* Khi tầu chưa có hàng : A
q
= 5240 (m
2
).
+ Dọc tầu :
* Khi tầu đầy hàng : A
n
= 846 (m
2
).
* Khi tầu chưa có hàng : A
n
= 910 (m
2
).
- Độ sâu bé nhất trước bến : 10,5(m).
Bảng1:
D(t) P(t)
Kích thước (m) Diện tich cản gió(m
2
)
L

t,mac
L
w
B
t
H
s
L
1
L
2
T
1
T
2
A
q1
A
q2
A
n1
A
n2
3000
0
1000
0
218 195 26,
5
17,

0
76 67 9,2 6,0 451
0
524
0
846 910
2. Tải trọng hàng hóa, phương tiện, thiết bị.
- Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển Hình 2.8.a/Công trình bến cảng.
3. Số liệu địa chất.
- Tra phụ lục 3 – số liệu địa chất công trình
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 1
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
Bảng 2:
STT Tên lớp
Chỉ tiêu cơ lý
Chiều dài
h (m)
γ (T/m
3
) φ (
o
) c (T/m
3
)
1 Bùn sét 1,6 5 1 10
2 Sét dẻo chảy 1,7 17 0,5 6
3 Cát hạt trung 1,8 20 0 20
4. Số liệu thủy văn.
- Tra Phụ lục 2 – số liệu mực nước,gió,dòng chảy.
4.1. Số liệu về Mực nước.

- Mực nước cao thiết kế : MNCTK = +5,3 (m).
- Mực nước thấp thiết kế : MNTTK = +1,5 (m).
- Mực nước trung bình : MNTB = +2,5 (m).
4.2. Số liệu về gió.
- Tốc độ gió theo phương dọc tầu: V
gdt
= 5 (m/s).
- Tốc độ gió theo phương ngang tầu: V
gnt
= 12 (m/s).
4.3. Số liệu về dòng chảy.
- Tốc độ dòng chảy theo phương dọc tầu : V
dcdt
= 1,5 (m/s).
- Tốc độ dòng chảy theo phương ngang tầu : V
dcnt
= 0,5 (m/s).
Bảng3:
Mực nước V
Gió
(m/s) V
Dòng chảy
(m/s)
MNCT
K
MNTB MNTT
K
V
gdt
V

gnt
V
dcdt
V
dcnt
5,3 3,5 2,5 5 12 1,5 0,5
II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN-GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU BẾN.
1.Xác định các cao trình bến.
1.1.Cao trình mặt bến.
CTMB = MNCTK + a
- Trong đó: a =1÷2 (m) -độ vượt cao dự trữ cho bảo quản hàng hoá và quá trình bốc
xếp.
- Việc chọn CTMB là một bài toán kinh tế - kỹ thuật.Nếu như trong quá trình xác định
MNCTK đã kể đến mực nước dâng thì trong a sẽ không kể đến mực nước dâng và ngược
lại.
- Theo quan điểm đó tồn tại 2 tiêu chuẩn để xác định CTMB,đó là tiêu chuẩn chính và
tiêu chuẩn kiểm tra:
+ Theo tiêu chuẩn chính nhằm đảm bảo cho tàu neo đậu và làm công tác bốc xếp ở bến
được thuận lợi khi mực nước trong khu nước của cảng là trung bình:
CTMB
c
= MNTB (H
50%
) + a
Trong đó:
H
50%
=MNTB – mực nước đảm bảo suất 50%.Lấy đường tần suất mực nước giờ H
50%
= MNTB = 3,5 (m).

NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 2
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
a - độ vượt cao được tra bảng 27 trang 65 “ Quy hoạch thiết kế công nghệ cảng
biển”, ứng với biển có thủy triều a = 2 (m).
Suy ra :
CTMB
c
= MNTB (H
50%
) + a = 3,5 + 2 = 5,5 (m)
+ Theo tiêu chuẩn kiểm tra: là nhằm đảm bảo cho khu đất không bị ngập nước.
CTMB
kt
= MNCTK (H
1%
) + a
H
1%
= MNCTK – mực nước đảm bảo suất 1% . Lấy với đường tần suất mực nước giờ
H
1%
= MNCTK = 5,3 (m).
a - độ vượt cao được tra bảng 27 trang 65 “ Quy hoạch thiết kế công nghệ cảng
biển”, ứng với biển có thủy triều a = 1 (m)
Suy ra :
CTMB
kt
= +5,3 + 1 = 6,3 (m).
- Ta có : CTMB = Max (CTMB
c

; CTMB
kt
) = 6,3 (m)
1.2.Chiều sâu trước bến.
- Tính toán theo Tiêu Chuẩn Thiết Kế Công Trình Bến Cảng 22TCN207-92.
- Độ sâu thiết kế H
0
:
H
0
= H
ct
+ Z
4
= T + Z
0
+ Z
1
+Z
2
+Z
3
+ Z
4

Trong đó : H
ct
- Chiều sâu chạy tầu. H
ct
= T + Z

0
+ Z
1
+Z
2
+Z
3

+ T = 9,2 (m) - Mớn nước của tàu tính toán khi chở đầy hàng.
+ Z
0
- Độ dự phòng cho sự nghiêng lệch của tàu do xếp hàng hoá lên tàu không đều
và do hàng hoá bị nghiêng lệch.
+ Theo Bảng 6/22TCN207-92 : Đối với tàu chở hµng kh«,tµu hçn hîp ta có:
Z
0
= 0,026.B
t
= 0,026 . 26,5= 0,689 (m).
+ Z
1
- Độ dự phòng chạy tàu tối thiểu đối với an toàn khi chạy tàu.
Theo Bảng 3/22TCN207-92 : Đối với khu nước có đất đáy là bùn sét ta lấy:
Z
1
= 0,03.T = 0,03. 9,2 = 0,276 (m).
+ Z
2
- Độ dự phòng d sóng (xét đến độ chìm gia tăng của đầu cuối tàu khi có sóng).
Z

2
= 0 (m).
+ Z
3
- Độ dự phòng về vận tốc tính tới sự thay đổi mớn nước của tàu khi chạy so với
mớn nước tàu neo đậu vùng nước tĩnh.
- Theo bảng 5/22TCN207-92 : Thiên về an toàn ta lấy
Z
3
= 15 (cm) = 0,15 (m).
+ Z
4
- Độ dự phòng cho sa bồi và hang rơi vãi xuống khu nước trong cảng.
Theo mục 5.3.6 tiêu chuẩn 22TCN207-92 ta lấy :
Z
4
= 0,4 (m).
- Từ đó ta có : Chiều sâu trước bến :
H
0
= 9,2 + 0,689 + 0,276 + 0 + 0,15 + 0,4 = 10,7 (m).
1.3.Cao trình đáy bến.
- Ta có : CTĐB = MNTTK – H
0
= +2,5 – 10,7= -8,2 (m).
Vậy ta chọn cao trình đáy bến : CTĐB = -8,2 (m)
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 3
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
1.4.Chiều cao trước bến.
- Chiều cao trước bến được xác định theo công thức :

H = CTMB - CTĐB = +6,3 – (-8,2) = 14,5(m).
Vậy chọn : H = 14,5 (m) ≤ 20 (m)
Theo mục 2.3 của Tiêu chuẩn thiết kế công trình bến cảng 22TCN207-92 → Công trình
thuộc cấp III.
Bảng4:
CTMB(m) CTĐB(m)
+6,3 -8,2
2. Xác định chiều dài bến.
- Chiều dài bến được xác định theo công thức :
L
b
= L
t,max
+ d
- Trong đó :
L
t,max
= 218 (m) : Chiều dài tàu thiết kế.
d : Khoảng cách dự phòng cho 1 tuyến bến (nhằm thuận tiện cho các thao tác của
tàu khi cập bến cũng như bốc xếp hàng).
- Theo bảng 8/22TCN207-92 ta có : d = 25 (m).
- Suy ra : L
b
= 218 + 25 = 243 (m).
3. Xác định chiều rộng bến.
- Chiều rộng bến phụ thuộc vào các yếu tố như:
- Công nghệ xây dựng bến,việc bố trí đường sắt,đường cần trục và các trang thiết bị
phục vụ cho công tác bốc xếp trên cảng.
- Kết cấu gia cố mái dốc gầm bến và điều kiện ổn định của mái dốc đó.
- Kết cấu phần tiếp giáp sau bến với bờ và với các công trình hiện có.

Chiều rộng bến cầu tàu dọc bờ sơ bộ có thể được chọn theo công thức sau:
B
b
= m.H
- Trong đó :
*m – Hệ số mái dốc ổn định của mái đất dưới gầm cầu tàu.
*α – Góc nghiêng của mái dốc ổn định của mái đất (đã được gia cố) dưới gầm cầu
tàu.Do lớp đất 1 nằm dưới ± 0.00 5m nên ta đổ thêm vào đó bằng lớp cát lấp có các đặc
trưng cơ lý như sau:ɣ = 1,6 (T/m
3
), φ = 15
o
, c = 0.
- Ta chọn m = 2.
- Từ đó ta có : B
b
= 2.14,5 = 29 (m).
- Ta chọn B
b
= 28 (m).
4. Giả định kết cấu bến.
4.1.Hệ kết cấu bến.
- Bến cầu tầu đài mềm hệ dầm bản cọc vuông BTCT thường.
4.2.Phân đoạn bến.
- Với chiều dài bến đã tính toán được : L
b
= 243 (m)
- Chia chiều dài bến thành 6 phân đoạn,mỗi phân đoạn dài 40,5(m).
- Khoảng cách khe lún giữa 2 phân đoạn kề nhau là 2(cm)
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 4

Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
- Trên mỗi phân đoạn bố trí các hàng cọc theo phương dọc bến với khoảng cách là 3,5
(m) và theo phương ngang bến với khoảng cách là 4,1(m).
- Ngoài các hàng cọc thẳng đứng còn có các hàng cọc xiên 1:10 để chịu lực ngang tốt
hơn.
Hình 1: Mặt bằng tổng thể công trình bến
4.3.Giả định về cọc:
- Cọc BTCT tiết diện 40x40cm.
- Bêtông mác 300 có trọng lượng riêng γ=2500kG/m
3
.
- Các cọc được đóng vào lớp đất tốt để đỡ kết cấu ở bên trên.
- Dự kiến chiều dài cọc :
*Theo phương pháp kinh nghiệm,chiều dài tính toán sơ bộ của cọc có thể được xác
định thông qua công thức tính chiều dài cọc trang 205 – sách “Công trình bến cảng” :
l
tt.cọc
= l
0
+ η.d
*Trong đó : η = 5÷8 .Chọn η = 6
d : Kích thước cọc.Ở đây d=0,35(m)
l
0
= H = 14,5 (m)
Suy ra : l
tt.cọc
= 14,5+ 6.0,4= 16,9 (m).
- Vậy dự kiến chiều dài tính toán sơ bộ của cọc là : 17 (m).
4.4.Giả định về hệ dầm bản:

- Kết cấu đài bến là hệ dầm bản BTCT.
- Bản BTCT dày 30cm được thi công đổ tại chỗ bằng Bêtông mác 300.
- Dầm ngang và dầm dọc có tiết diện là 80x100(cm
2
) được chế tạo từ Bêtông mác 300
và cốt thép AII.
4.5.Giả định về tường chắn đất và mái dốc.
- Mái dốc có cấu tạo như một bến mái nghiêng bằng đá đổ gồm có chân khay,mái và
đỉnh mái. Phía trong có tầng lọc ngược. Độ nghiêng của mái dốc gầm bến cầu tàu là 2.0
- Phía tuyến sau bến dùng tường chắn để giữ ổn định mái đất.
- Cấu tạo chi tiết tường chắn đất và vòi voi như hình vẽ sau:
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 5
28700 28200118005900 24100287002820024100 5900
I
Ðu?ng ray
II III IV V VI
Khe lún
r?ng 2cm
Hào công ngh?
Bích neo
40500 40500 40500 40500 40500 40500
243000
28700 28700
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
3000
500
600
2000
7001700
Hình 2:Tưng chn đt

5. Đặc trưng vật liệu
- Cốt thép chịu lực nhóm AII có các đặc trưng về cường độ:
+ Cường độ chịu kéo : R
s
= 280 MPa =28000 T/m
2
+ Cường độ chịu nén : R
sc
= 280 MPa = 28000 T/m
2
+ Môdun đàn hồi : E = 2,1.10
7
T/m
2
- Cốt thép đai nhóm AI có các đặc trưng về cường độ:
+ Cường độ chịu kéo : R
s
= 225 MPa =22500 T/m
2
+ Cường độ chịu nén : R
sc
= 175 MPa = 17500 T/m
2
+ Môdun đàn hồi : E = 2,1.10
7
T/m
2

- Bêtông cấp độ bền B25 với các đặc trưng về cường độ:
+ Cường độ chịu nén : R

b
= 14,5 MPa = 1450 T/m
2
+ Cường độ chịu kéo : R
bt
= 1,05 MPa = 105 T/m
2
+ Môdul đàn hồi : E = 2,9.10
6
T/m
2
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 6
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU TÀU
1. Các loại tải trọng tác dụng lên công trình bến.
- Tải trọng thường xuyên : khối lượng bản than, khối lượng đất đắp, áp lực đất lấp, tải
trọng do công trình và thiết bị công nghệ.
- Tải trọng tạm thời dài hạn : tải trọng thiết bị bốc xếp di động, áp lực thủy tĩnh…
- Tải trọng tạm thời ngắn hạn : tải trọng do sóng, dòng chảy, tải trọng do tàu(lực neo,lực
va,lực tựa),tải trọng ngang do cần cẩu và phương tiện vận tải…
- Tải trọng đặc biệt : Tải trọng do động đất,sóng thần, tải trọng do hỏa hoạn,cháy nổ…
2. Tải trọng bản thân.
- Kết cấu bên trên của cầu tàu bao gồm bản, dầm dọc,dầm ngang và vòi voi được đổ
liền khối với nhau. Tải trọng bản thân của kết cấu bến bao gồm tải trọng bản thân của bản,
hệ dầm dọc, dầm ngang và vòi voi. Để tránh tính toán nhiều khi tính toán ta cắt 1m dài làm
mẫu để tính cho toàn bộ kết cấu bến.
2.1 Tải trọng bản thân của bản.
- Bản của bến cầu tàu như đã giả định ở trên dày : h
b
= 30 (cm).

- Xét một dải bản có bề rộng b = 3,5 (m) theo phương song song với dầm ngang và nằm
phân bố đều về hai phía của 1 dầm ngang bất kì.
- Bêtông mác 300 có trọng lượng riêng γ
bt
= 2500 kG/m
3
= 2,5 T/m
3
.
- Tải trọng bản thân bản được phân bố trên 1m dài bề rộng bến tính như sau:
Q
b
=γ
bt
.h
b
.(b – a)

=2,5.0,3.(3,5-0,8)= 2,625 (T/m)
2.2 Tải trọng bản thân dầm ngang.
- Dầm ngang có tiêt diện 80x100 (cm
2
).
- Trọng lượng bản thân dầm ngang có dạng phân bố trên chiều dài,có giá trị trên 1m dài
của dầm được tính như sau:
Q
dn
= γ
bt
. t.a (T/m)

Trong đó:
Q
dn
– Tải trọng bản thân dầm ngang.
a – Bề rộng dầm ngang.
t=h
d
-h
b
– Bằng chiều cao dầm ngang trừ đi chiều dày bản.
γ
bt
– Trọng lượng riêng của bê tông.
Thay số:
Q
DN
= 2,5.(1,0-0,3).0,8 = 1,4 (T/m).
2.3 Tải trọng bản thân dầm dọc.
- Dầm dọc có tiết diện giả định như trên là 80x100 (cm).
- Xét một đoạn dầm dọc có chiều dài l
1
= 4,1 (m) nằm vuông góc với dầm ngang và
phân bố đều về 2 phía của 1 dầm ngang bất kì. Tải trọng bản thân của dầm dọc được quy về
tải tập trung đặt tại giao điểm của dầm dọc và dầm ngang được xác định như sau:
P
dd
= γ
bt
.a.t.(l
1

-b
dầm
)/2= 2,5.0,8.(1,0-0,3).(4,1-0,8) = 4,62 (T).
2.4 Tải trọng bản thân vòi voi :
- Tải trọng bản thân của vòi voi được tính một cách tương đối và thiên về an toàn,có
dạng tập trung đặt tại đầu dầm và có giá tri : P
vv
=10.4 (T).
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 7
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
Bảng 5:
Bản Dầm ngang Dầm dọc Vòi voi
2,625 1,4 4,62 10.4
3. Tải trọng do gió tác dụng lên tầu.
- Theo mục 5.2/22TCN222-95 ta có thành phần ngang W
q
và thành phần dọc W
n
của tải
trọng gió tác dụng lên tàu được xác định theo công thức :
W
q
= 73,6.10
-5
.A
q
.v
q
2
.ξ

W
n
= 49.10
-5
.A
n
.v
n
2
.ξ
Trong đó :
A
q
và A
n
- Diện tích cản gió theo hướng ngang và hướng dọc tàu. (m
2
)
V
q
và v
n
– Thành phần ngang và thành phần dọc của tốc độ gió có suất đảm
bảo 2%, (m/s)
ξ - Hệ số lấy theo Bảng 26/22TCN222-95.
- Kết quả tính toán tải trọng gió được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 6:
Pha tàu
A
q

A
n
V
q
V
n
ξ W
q
W
n
(m
2
) (m
2
) (m/s) (m/s) Ngan
g
Dọc (kN) (kN)
Đầy hàng 4510 846 12 5 0,5 1 238,9
9
10,36
Chưa
hàng
5240 910 12 5 0.5 1 277,6
8
11,15
4. Tải trọng do dòng chảy tác dụng lên tầu.
- Theo mục 5.3/22TCN222-95 ta có thành phần ngang Q
w
(kN) và thành phần dọc N
w

(kN) của lực do dòng chảy tác dụng lên tàu được xác định theo công thức:
Q
w
= 0,59.A
l
.v
l
2
N
w
= 0,59.A
t
.v
t
2
Trong đó :
A
l
và A
t
– Tương ứng là diện tích chắn nước theo hướng ngang và hướng dọc
tàu,(m
2
).Ta có : A
l
= L
w
.T ; A
t
= B

t
.T ( Với : L
w
= 218m , B
t
= 26,5m ).
v
l
và v
t
– Thành phần ngang và thành phần dọc của vận tốc dòng chảy với suất
đảm bảo 2% (m/s).
- Kết quả tính toán tải trọng dòng chảy được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 7:
Pha tàu T (m) A
l
(m
2
) A
t
(m
2
) v
l
(m/s) v
t
(m/s)
Q
ω
(kN) N

ω
(kN)
Đầy hàng 9,2 2005,6 243,8 0,5 1,5 295,83 323,64
Chưa hàng 6,0 1308 159 0,5 1,5 192,93 211,07
5. Tải trọng do tàu tác động vào công trình bến.
5.1 Lực neo tàu.
- Theo mục 5.11/22TCN222-95, Tải trọng kéo của các dây neo phải xác định bằng cách
phân phối thành phần vuông góc với mép bến của lực Q
tot
(kN) cho các bích neo (hoặc vòng
neo). Lực Q
tot
bao gồm cảỵu lực do gió và do dòng chảy tác động lên một tàu tính toán.
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 8
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
- Lực neo S (kN) tác động lên một bích neo (hoặc vòng neo) không phụ thuộc vào số
lượng tàu buộc dây neo vào bích neo đó và được xác định theo công thức:
S
Q
.sin os
tot
n c
=
α. β


Sv
Sq
S
Sn

α
β
TUYEN MEP BEN

Hình 3: Sơ đồ phân bố tải trọng neo tàu trên một bích neo
Trong đó:
+, n - Số lượng bích neo chịu lực.
- Theo bảng 31/22TCN222-95,lấy n = 6.
+, α,β - Góc nghiêng của dây neo,được lấy theo bảng 32/22TCN222-95 như sau:
Bảng 8:
Loại tàu Vị trí bích neo
Góc nghiêng của dây neo,độ
α,độ β,độ
Tàu đầy hàng Tàu không hàng
Tàu biển Tại mép bến 30 20 40
- Hình chiếu của lực S lên các phương vuông góc với mép bến S
q
,song song với mép
bến S
n
và theo phương thẳng đứng S
v
được xác định theo công thức:
S
q
Q
tot
n
=
; S

n
= S.cosα.cosβ ; S
v
= S.sinβ ;
- Theo kết quả tính toán tải trọng do gió (Bảng 2) và do dòng chảy (Bảng 5) tác động
lên tàu theo phương vuông góc với mép bến (tức là theo phương ngang tàu), ta có kết quả
tính toán tải trọng neo tàu được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 9:
Pha tàu
W
q
Q
ω
Q
tot
α β S S
n
S
q
S
v
(kN) (kN) (kN) (
o
) (
o
) (kN) (kN) (kN) (kN)
Đầy hàng 238,9
9
295,8
3

534,82 30 20 189,7
1
154,3
9
89,14 64,88
Chưa hàng 277,6
8
192,8
3
470,51 30 40 204,7 135,8 74,42 131,58
- Nhận xét: Tải trọng neo tàu khi tàu chưa có hàng (S = 204,7kN ≈ 20,5 (Tấn) ) lớn hơn
tải trọng neo khi tàu chở đầy hàng (S = 189,71 kN ≈ 19 (Tấn) ), do đó dùng giá trị S = 20,5
(Tấn) để chọn loại bích neo để neo tàu.
- Tra bảng 11.3/Công trình bến cảng ,chọn loại bích neo HW20 để bố trí trên bến. Loại
bích này có đặc điểm thể hiện ở bảng sau:
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 9
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
Bảng 10:
Loại
bích
A B C D E F G H Số hiệu
Bulông
Lực căng
mm mm mm mm mm mm mm mm Tấn
HW2
0
598 838 838 635 305 456 305 64 7 20
BỐ TRÍ BÍCH NEO TRONG MỘT PHÂN ĐOẠN
Hình 4: Kích thước cho bích neo loại HW20
5.2 Lực tựa tàu.

- Lực ngang dưới tác động tổng hợp của gió và dòng chảy tác dụng lên tầu :
Q
tot
= W
q
+Q
ω

Bảng 11:
Trường hợp
W
q
(KN)
Q
ω

(KN)
Q
tot
(KN)
Đầy hàng
238,99 295,83 534,82
Không hàng
277,68 192,83 470,51
- Theo mục 5.7/22TCN222-95 ta có tải trọng phân bố q (kN/m) do tàu đang neo đậu ở
bến tựa trên bến dưới tác động của gió,dòng chảy được xác định theo công thức:
q = 1,1.
tot
d
Q

l
(kN/m)
Trong đó :
Q
tot
- Lực ngang do tác động tổng hợp của gió, dòng chảy (kN).
l
d
- Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu và công trình (m).
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 10
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
- Kết quả tính toán tải trọng tựa tàu được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 12:
Trường hợp
l
d
(m)
q (KN/m)
Đầy hàng 76 7,04
Không hàng 67 7,02
5.3 Tải trọng va tầu (khi tàu cập bến).
- Theo mục 5.8/22TCN222-95 ta có: Khi tàu cập vào công trình bến cảng thì động năng
va của tàu E
q
(kJ) được xác định theo công thức :
E
q
=ψ.
.
2

D
2
ν
(kJ)
Trong đó:
D - Lượng rẽ nước của tàu tính toán (Tấn).
ν - Thành phần vuông góc (với mặt trước công trình) của tốc độ cập tàu (m/s).Lấy
theo bảng 29/TCN222-95.
- Theo bảng 29/22TCN222-95 ta có:với tàu biển D = 30000(Tấn) → ν = 0,105 (m/s).
ψ - Hệ số,phụ thuộc kết cấu công trình bến và loại tàu, lấy theo bảng
30/22TCN222-95.Nếu tàu không chứa hàng (tàu rỗng) hoặc tàu chỉ có nước đối trọng thì giá
trị ψ giảm đi 15%.
- Theo bảng 30/22TCN222-95,tra với tàu biển cập vào bến cầu tàu liền bờ trên nền cọc
có mái dốc dưới gầm bến,ta có:
Khi tàu đầy hàng : ψ = 0,55.
Khi tàu chưa có hàng : ψ = 0,4675.
- Kết quả tính toán động năng va của tàu được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 13:
Pha tàu D (Tấn) ν (m/s) ψ E
q
(kJ)
Đầy hàng 30000 0,105 0,55 90,96
Chưa hàng 30000 0,105 0,4675 73,13
- Nhận xét :Động năng khi tàu chở đầy hàng lớn hơn khi tàu không có hàng,do đó sẽ sử
dụng giá trị động năng của tàu chở đầy hàng để tính toán.
E
q
= 90,96 (kJ)
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 11
2000 2000 2000 2000 6000

A B
C
D
6500

q
1
q
2
q
3
Cần cẩu cổng
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
100 200 300 400
200
400
600
F
q
kN/m E
q
kJ/m
100
200
300
E
q
F
q
Hình 5: Phương pháp đồ thị xác định thành phần

vuông góc với mép bến của tải trọng va F
q
- Với Năng lượng biến dạng của thiết bị đệm tính được như trên,dựa vào Hình 9 - Phụ
lục 6/22TCN222-95 “Tiêu chuẩn thiết kế công trình bến cảng biển” dùng phương pháp đồ
thị ta chọn loại đệm SA 600H với các đặc điểm như sau:
+ Cấu tạo bằng cao su, μ=0,5.
+ Dạng hình thang rỗng
+ Chiều dài tiêu chuẩn : L = 3 (m)
+ Chiều cao giới hạn : 600 (mm).
+ Năng lượng biến dạng : E
q
= 90,96 (kJ).
+ Phản lực F
q
= 460 (kN).
Vậy Tải trọng va tàu theo phương vuông góc với mép bến : F
q
= 460 (kN).
- Tải trọng va tàu theo phương song song với mép bến :
F
n
= μ.F
q
= 0,5.440 = 230 (kN).
- Bố trí đệm tàu tại các đầu cọc,mỗi phân đoạn có 10 đệm tàu dọc theo tuyến mép bến
(xem hình vẽ chi tiết ở bản vẽ ).
6. Tải trọng thiết bị, hàng hóa.
- Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển Hình 2-8.a/Công trình bến cảng.
Hình 6: Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 12

Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
- Cấp tải trọng khai thác trên bến là II.
- Theo bảng 2.10/Công trình bến cảng, ta có :
Bảng 14:
Cấp tải
trọng khai
thác trên
bến
Tải trọng do thiết bị và phương
tiện vận tải trên bến
Tải trọng do
hàng hóa
Cần cẩu
cổng
Đoàn tàu
(kN/m)
Ô tô
(Số hiệu)
q
1
kN/m
2
q
2
kN/m
2
q
3
kN/m
2

II K-250 140 H-300 30 40 60
- Tính toán cho một dải bến bề rộng 3,5 (m) song song với dầm ngang cách đều các
hàng cọc. Tải trọng tác dụng lên các vùng:
q
A
= 0 (KN/m)
q
B
= q
1
.3,5 = 30.3,5= 105 (KN/m)
q
C
= q
2
.3,5 = 40.3,5 = 140 (KN/m)
q
D
= q
3
.3,5 = 60.3,5 = 210 (KN/m)
Chương III: PHÂN BỐ LỰC NGANG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG
1. Xác định sơ bộ chiều dài tính toán cọc.
- Chiều dài tính toán của các hàng cọc được xác định dựa vào hình sau :
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 13
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
- Ta có chiều dài tính toán của các cọc được xác định theo phương pháp kinh nghiệm
như sau:
L
tt

= l
0
+ ŋ.d
Trong đó:
l
o
– chiều dài tự do của cọc.
Ŋ – Hệ số kinh nghiệm lấy trong khoảng từ (5÷7)d, trong này ta lấy ŋ = 6.
d – đường kính cọc, d = 40(cm).
- Ta có bảng số liệu tính toán chiều dài các dầm ở bảng sau:
2250 3500 3500 3500 3500 3500 3500 3500 2250
1
4
5
0
0
1
4
3
0
0
9
3
0
0
1
0
1
0
0

2600
4400
6100
7900
11400
13100
A
1
A
2
B
C
D
1
D
2
E
F
G
H
Hình 7: Sơ đồ chiều dài tự do của cọc
Bảng 15:
Hàng
cọc
A
1
A
2
B C D
1

D
2
E F G H
l
o
(m) 14,5 14,3 13,1 11,4 10,1 9,3 7,9 6,1 4,4 2,6
l
tt
(m) 16,9 16,7 15,5 13,8 12,5 11,7 10,3 8,5 6,8 5,0
2. Xác định tâm đàn hồi.
- Một phân đoạn cầu tàu gồm có 9 khung ngang và 7 khung dọc trong đó khung dọc có
độ cứng lớn hơn khung ngang. Do đó có thể tiến hành giải phân đoạn cầu tàu bằng bài toán
phẳng theo phương ngang. Khung được chọn để giải bài toán phẳng là khung có ΣH
i,max
.
- Tọa độ tâm đàn hồi c (x
o
,y
o
) được tìm qua công thức của SBVL sau:
X
0
iy i
iy
H .X
H
=
∑
∑
; Y

0
ix i
ix
H .Y
H
=
∑
∑
;
Trong đó :
∑
ix
H
;
∑
iy
H
- Tổng các giá trị phản lực do chuyển vị ngang đơn vị của các cọc
trong phân đoạn cầu tàu theo phương x và y.
x
i
,y
i
- Tọa độ của đầu cọc thứ i đối với gốc tọa độ ban đầu.
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 14
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
i
ix
yH .
∑

,
i
iy
xH .
∑
– Mômen tổng cộng của các phản lực ứng với trục x và y.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2250 3500 3500 3500 3500 3500 3500 3500
1800 4100 4100 4100 4100 4100 4100 4100 1800
40500
28000
4100 4100
A
B
C
D
E
F
G
H
X
Y
1250
Hình 8: Sơ đồ giải bài toán phân bố lực ngang trên một phân đoạn bến
- Các phản lực ngang
ix
H
,
iy
H

ở đầu cọc đơn B,C,E,F,G,H được tính như lực cắt Q gây
ra do các chuyển vị đơn vị theo các công thức của Cơ học kết cấu II. Xem các cọc đơn được
ngàm chặt cả 2 đầu,tra bảng 6-6/Công trình bến cảng ta có:

ix
H
=
iy
H
=
3
12.E.I
l
(kN/m).
Trong đó :
E -Modul đàn hồi của vật liệu cọc.Bêtông mác 300 có : E=2,9.10
7
(kN/m
2
).
I - Mômen quán tính của tiết diện cọc. Cọc tiết diện vuông 40x40cm
2
có: I = a
4
/12
= (0,4)
4
/12 = 2,13.10
-3
(m

4
).
l - Chiều dài tính toán của cọc (m). Do cọc của bến cầu tàu được ngàm vào nền đất
có dạng mái nghiêng nên chiều dài tính toán của các hàng cọc dọc bến là khác nhau.
- Đối với các hàng cọc xiên A và D,một nút chụm đôi gồm 2 cọc nghiêng so với phương
thẳng đứng 1góc α
1
=α
2
=arctg(1/10) (Trên mặt phẳng khung tính toán).
ix
H
,
iy
H
ở đầu cọc
chụm của các hàng cọc A và D được tính theo công thức:

ix
H
=
iy
H
=
2
2 2
1 2
Sin ( + )
k Cos k Cos
1 2

2 1
α α
α + α
(kN/m).
Trong đó:
k
1
,k
2
– Các hệ số lún đàn hồi được xác định theo công thức: k
1
=k
2
=
EF
l
E-Modul đàn hồi của vật liệu cọc.Bêtông mác 300 có : E=2,9.10
7
(kN/m
2
).
F-Diện tích tiết diện cọc. F=0.4x0.4=0.16 (m
2
).
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 15
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
l- Chiều dài tính toán của cọc (m). Do cọc của bến cầu tàu được ngàm vào nền đất
có dạng mái nghiêng nên chiều dài tính toán của các hàng cọc dọc bến là khác nhau .
- Từ Phụ lục ta có :
∑

ix
H
=
∑
iy
H
= 192049,18 (KN)
i
ix
yH .
∑
= 3101047,90 (KNm)
i
iy
xH .
∑
= 3543307,40 (KNm)
- Suy ra tọa độ tâm đàn hồi được xác định là:
X
o
= 18,45 (m)
Y
0
= 16,15 (m)
3. Bài toán phân bố lực ngang cho lực neo.
- Cầu tàu chịu lực neo: Lực neo tàu tác động lên từng phân đoạn của cầu tàu thông qua
lực căng dây neo. Thành phần lực ngang của dây neo này là : S
q
và S
n

đã tính toán ở trên.
Trong hai trường hợp tàu đầy hàng và không hàng thì trường hợp tàu chưa hàng có tải trọng
neo lớn hơn do đó lấy tải trọng trong trường hợp này để tính toán.
Bảng 17:
Pha tàu S (kN) S
n
(kN) S
q
(kN) S
v
(kN)
Đầy hàng
198,71 154,39 89,14 64,88
Chưa hàng 204,7 135,8 74,42 131,58
- Nhận xét: Tải trọng neo tàu khi tàu chưa có hàng (S = 204,7 kN ≈ 20,5 (Tấn)) lớn hơn
tải trọng neo khi tàu chở đầy hàng (S = 198,71 kN ≈ 20 Tấn), do đó dùng giá trị tải trọng
neo tàu khi chưa hàng để phân phối lên các khung ngang.
- Xét trường hợp neo sau:
x
C (x
o
,y
o
)
154,39
89,14
154,39
89,14
Hình 9: Lực neo song song với mép bến hướng về cùng một phía.
- Ta sẽ tính toán cho trường hợp lực neo song song với mép bến hướng về cùng một

phía. Trường hợp này lực neo gây tác động nguy hiểm hơn trường hợp 2 lực hướng vào
nhau.
- Chuyển lực neo về tâm đàn hồi:
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 16
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
ΣX = 2S
n
= 2x154,39= 308,78 (KN)
ΣY = -2S
q
= -2x89,14= -178,28(KN)
M
0
=-2xS
n
x(16,15+1.0)-S
q
x18,45+S
q
x18,45=-2xS
n
x(16,15+1.0)
=-2x17,15x154,39=-5295,58 (KN)
- Các chuyển vị thành phần:
= -3,3.10
-5
(rad)
=0.0016 (m).
= -0,00093(m).
- Lực ngang phân bố theo 2 phương cho cọc thứ i:

- Với x', y' là toạ độ của cọc thứ i đối với hệ toạ độ mới có tâm đàn hồi C là gốc. Cuối
cùng ta có bảng kết quả sau:
- Phân bố lực neo lên khung ngang và khung dọc theo phương trục X:
Bảng 18:
Hix A1 A2 B C D1 D2 E F G H
1 3.11 3.14 0.47 0.67 4.23 4.52 1.65 2.99 6.01
15.8
9
2 2.91 2.95 0.44 0.63 3.96 4.24 1.55 2.81 5.63
14.9
0
3 2.72 2.75 0.41 0.59 3.70 3.96 1.44 2.62 5.26
13.9
1
4 2.53 2.56 0.38 0.55 3.44 3.68 1.34 2.43 4.89
12.9
2
5 2.33 2.36 0.35 0.50 3.17 3.40 1.24 2.25 4.51
11.9
4
6 2.14 2.17 0.32 0.46 2.91 3.12 1.14 2.06 4.14
10.9
5
7 1.95 1.97 0.29 0.42 2.65 2.83 1.03 1.87 3.76 9.96
8 1.75 1.77 0.27 0.38 2.38 2.55 0.93 1.69 3.39 8.97
9 1.56 1.58 0.24 0.34 2.12 2.27 0.83 1.50 3.02 7.98
10 1.37 1.38 0.21 0.29 1.86 1.99 0.73 1.32 2.64 6.99
Σ
22.3
6

22.6
3 3.38 4.82
30.4
2
32.5
6
11.8
8
21.5
4
43.2
5
114.
4
- Phân bố lực neo lên khung ngang và khung dọc theo phương trục Y:
Bảng 19:
Hiy A1 A2 B C D1 D2 E F G H Σ
1 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67

2 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67
3 -0.96 -0.97 -0.17 - -1.98 -2.12 - -1.72 - - -
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 17
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
0.28 0.86 3.77 10.83 23.67
4 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67

5 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67
6 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67
7 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12

-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67
8 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67
9 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-

3.77
-
10.83
-
23.67
10 -0.96 -0.97 -0.17
-
0.28
-1.98 -2.12
-
0.86
-1.72
-
3.77
-
10.83
-
23.67
=> Nhận xét : tại vị trí trục H lực neo theo phương x lớn nhất.
4. Bài toán phân bố lực ngang cho lực va.
- Theo chương 2 ta tính được tải trọng va tàu theo 2 phương là:
+ Tải trọng va tàu theo phương vuông góc với mép bến : F
q
= 440 (kN).
+ Tải trọng va tàu theo phương song song với mép bến :
F
n
= μ.F
q
= 0,5.440 = 220 (kN).

x
y
C (x
o
,y
o
)
220
440
Hình 10: sơ đồ tính toán phân bố lực ngang cho lực va.
- Chuyển lực va về tâm đàn hồi:
ΣX = F
n
= 220 (KN)
ΣY = F
q
= 440 (KN)
M
0
=-F
n
x(16,15+1.0)+F
q
x18,45 = - 220.(17,15)+ 440.18,45 = 4345 (KN)
- Các chuyển vị thành phần :
= 2,7.10
-5
(rad)
=0,0011455 (m).
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 18

Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
= 0,00229(m).
- Lực ngang phân bố theo 2 phương cho cọc thứ i:
- Với x', y' là toạ độ của cọc thứ i đối với hệ toạ độ mới có tâm đàn hồi C là gốc. Cuối
cùng ta có bảng kết quả sau:
- Phân bố lực va lên khung ngang và khung dọc theo phương trục x:
Bảng 20:
Hix A1 A2 B C D1 D2 E F G H
1 0.89 0.90 0.13 0.19 1.21 1.29 0.47 0.85 1.72 4.54
2 1.05 1.06 0.16 0.23 1.42 1.52 0.56 1.01 2.02 5.35
3 1.20 1.22 0.18 0.26 1.64 1.75 0.64 1.16 2.33 6.16
4 1.36 1.38 0.21 0.29 1.85 1.98 0.72 1.31 2.64 6.97
5 1.52 1.54 0.23 0.33 2.07 2.22 0.81 1.47 2.94 7.79
6 1.68 1.70 0.25 0.36 2.29 2.45 0.89 1.62 3.25 8.60
7 1.84 1.86 0.28 0.40 2.50 2.68 0.98 1.77 3.56 9.41
8 2.00 2.02 0.30 0.43 2.72 2.91 1.06 1.92 3.86 10.22
9 2.16 2.18 0.33 0.47 2.93 3.14 1.15 2.08 4.17 11.03
10 2.31 2.34 0.35 0.50 3.15 3.37 1.23 2.23 4.48 11.84
Σ 16.00 16.20 2.42 3.45 21.78 23.31 8.50 15.42
30.9
7 81.91
- Phân bố lực va lên khung ngang và khung dọc theo phương trục y:
Bảng 21:
Hiy A1 A2 B C D1 D2 E F G H Σ
1 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
2 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
3 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
4 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
5 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
6 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78

7 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
8 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
9 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
10 2.92 2.96 0.46 0.69 4.53 4.85 1.84 3.47 7.23 19.81 48.78
5. Bài toán phân bố lực ngang cho lực tựa tàu.
- Theo chương 2 ta có:
Trường hợp
l
d
(m)
q (KN/m)
Đầy hàng 76 7,04
Không hàng 67 7,02
- Tàu cập vào bến coi như có một tải trọng phân bố đều có trị số là 7,04 (KN/m)
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 19
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
x
y
C (x
o
,y
o
)
q = 7,04
Hình 11: Sơ đồ phân bố lực ngang cho lực tựa tàu
- Chuyển lực tựa tàu về tâm đàn hồi như hình vẽ:
ΣX = 0 (KN)
ΣY = q.l = -7,04.76 = 535,04 (KN)
M
0

= 0 (KN)
- Các chuyển vị thành phần :
= 0(rad)
=0 (m).
= 0,0028 (m).
- Lực ngang phân bố theo 2 phương cho cọc thứ i:
- Với x', y' là toạ độ của cọc thứ i đối với hệ toạ độ mới có tâm đàn hồi C là gốc. Cuối
cùng ta có bảng kết quả sau:
Bảng 22:
Hiy A1 A2 B C D1 D2 E F G H Σ
1 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92
-
53.50
2 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75

-
7.53
-
19.92
-
53.50
3 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92
-
53.50
4 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92

-
53.50
5 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92
-
53.50
6 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92
-
53.50
7 -3.89 -3.94 -0.59 - -5.30 -5.67 - -3.75 - - -
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 20

Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
0.84 2.07 7.53 19.92 53.50
8 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92
-
53.50
9 -3.89 -3.94 -0.59
-
0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92
-
53.50
10 -3.89 -3.94 -0.59
-

0.84
-5.30 -5.67
-
2.07
-3.75
-
7.53
-
19.92
-
53.50
- Nhận xét : Tổng lực tựa tàu tác dụng lên bến được phân thành tải trọng tập trung và
bằng nhau tại các mũi cọc. Nói cách khác là các khung ngang chịu lực tựa tàu là như nhau.
• Tổng hợp:
Bảng 23:
Tổng lực ngang tác dụng
lên khung ngang theo
phương x và y
H
àn
g
cọ
c
A
1
A
2
B C D
1
D

2
E F G H
T
r
ụ
c

x
N
e
o
2
2
.
3
6
2
2
.
6
3
3
.
3
8
4
.
8
3
3

0
.
4
2
3
2
.
5
6
1
1
.
8
8
2
1
.
5
4
4
3
.
2
5
1
1
4
.
4
V

a
1
6
.
0
1
1
6
.
2
0
2
.
4
2
3
.
4
5
2
1
.
7
8
2
3
.
3
1
8

.
5
0
1
5
.
4
2
3
0
.
9
7
8
1
.
9
1
T
ự
a
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
H
àn
g
cọ
c
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
T

r
ụ
c

N
e
o
-
2
3
,
7
-
2
3
,
7
-
2
3
,
7
-
2
3
,
7
-
2
3

,
7
-
2
3
,
7
-
2
3
,
7
-
2
3
,
7
-
2
3
,
7
-
2
3
,
7
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 21
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
y V

a
4
8
,
7
8
4
8
,
7
8
4
8
,
7
8
4
8
,
7
8
4
8
,
7
8
4
8
,
7

8
4
8
,
7
8
4
8
,
7
8
4
8
,
7
8
4
8
,
7
8
T
ự
a
-
5
3
,
5
-

5
3
,
5
-
5
3
,
5
-
5
3
,
5
-
5
3
,
5
-
5
3
,
5
-
5
3
,
5
-

5
3
,
5
-
5
3
,
5
-
5
3
,
5
- Nhận xét: Vậy trường hợp tải trọng gây bất lợi nhất là trường hợp tải tựa tàu, khung
ngang nguy hiểm nhất là khung ngang số 10 lực neo 23,7 (KN); lực va 48,78 (KN);lực tựa
tàu 53,5 (KN).
6. Các tổ hợp cơ bản của khung tính toán.
- Tổ hợp tải trọng bao gồm tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt. Tổ hợp tải trọng cơ bản
bao gồm các tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn
hạn. Tổ hợp tải trọng đặc biệt gồm có tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời ngắn hạn,
tải trọng tạm thời dài hạn và một số tải trọng đặc biệt.
- Ngoài ra còn có tổ hợp tải trọng đặc biệt như tải trọng động đất
- Ta có thể tạm thể hiện qua bảng dưới đây.
Bảng 24:
Trường hợp tải trọng Tổ hợp 1 Tổ hợp 2 Tổ hợp 3
Tải trọng bản thân x x x
TT hàng hóa và cần cẩu trục x x x
Tải trọng neo tàu x
Tải trọng va tàu x

Tải trọng tựa tàu x
- Khi tính toán trong SAP ta dùng thêm tổ hợp 4 biểu đồ bao nội lực (ENVENLOP)
bằng tổng 3 tổ hợp trên.
7. Sơ đồ các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng dầm ngang.
- Sơ đồ kết cấu. (Phụ Lục 1)
- Tải trọng bản. (Phụ Lục 1)
- Tải trọng dầm ngang. (Phụ Lục 1)
- Tải trọng dầm dọc. (Phụ Lục 1)
- Tải trọng hàng hóa. (Phụ Lục 1)
- Tải trọng vòi voi. (Phụ Lục 1)
- Tải trọng neo tàu. (Phụ Lục 1)
- Tải trọng va tàu (Phụ Lục 1)
- Tải trọng tựa tàu. (Phụ Lục 1)
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 22
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
CHƯƠNG IV : GIẢI CẦU TÀU
1. Phương pháp giải cầu tàu.
- Ta dùng phần mềm tính kết cấu SAP2000 để tính nội lực cho một hệ khung phẳng có
ảnh hưởng nguy hiểm nhất tới kết cấu bến cầu tàu.
2. Giải bài toán cầu tàu theo phương dầm ngang.
- Ta có biểu đồ nội lực đính kèm ở phụ lục 4.
Bảng 25:
STT Pmax Pmin Vmax Vmin Mmax Mmin
11 0.00 0.00 31.28 31.28 -19.55 -19.55
12 0.59 -1.09 41.70 -47.14 23.68 -22.26
13 0.84 -1.50 -42.45 39.13 25.74 -12.97
14 0.99 -1.68 31.60 -31.85 -11.65 -12.73
15 1.09 -1.77 16.72 -21.93 -24.24 -24.48
16 1.73 -3.98 16.88 -10.89 -19.90 -25.18
17 1.75 -4.03 27.78 -23.28 -27.80 -20.31

18 1.76 -4.08 13.00 -19.58 -32.56 -28.48
19 2.37 -5.35 -10.40 -19.46 0.00 -33.59
- Nội lực trong dầm ngang trong trạng thái nguy hiểm nhất được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 26:
P V M
Max 2.37 41.70 25.74
Min -5.35 -47.14 -33.59
- Nội lực trong cọc:
Bảng 27:
STT Nmax Min
1 71.72 62.65
2 74.31 65.35
3 51.86 51.76
4 44.56 44.22
5 46.99 34.48
6 52.75 39.62
7 58.15 57.73
8 76.00 75.60
9 88.77 88.28
10 83.04 81.79
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 23
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
- Nội lực trong cọc tính theo dầm ngang trong trạng thái nguy hiểm nhất là: 88,77 (T).
3. Giải bài toán cầu tàu theo phương dầm dọc.
- Ta có biểu đồ nội lực ở phụ lục 4 đính kèm.
Bảng 28:
STT Pmax Pmin Vmax Vmin Mmax Mmin
11
-8.20 -11.44 44.37 44.37 -39.93 -39.93
12

-7.33 -10.24 50.00 -51.37 -34.31 -37.74
13
-6.51 -9.09 51.51 -49.76 -35.46 -32.29
14
-5.68 -7.93 51.27 0.54 -35.61 17.29
15
-4.85 -6.78 0.69 51.02 17.25 -35.96
16
-4.03 -5.63 0.70 -50.03 17.26 -33.51
17
-3.21 -4.49 0.70 51.04 17.24 -35.99
18
-2.40 -3.35 -24.63 50.97 5.03 -35.75
19
-1.59 -2.22 0.45 50.78 17.95 -34.76
20
-0.75 -1.07 2.61 52.85 14.78 -42.55
21
0.00 0.00 0.00 -44.37 0.00 -39.93
22 11.44 8.19 0.00 -11.70 0.00 -10.53
- Nội lực trong dầm dọc trong trường hợp nguy hiểm nhất được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 29:
P V2 M3
Max 0.00 52.85 17.95
Min -41.54 -51.37 -42.55
- Nội trong cọc:
Bảng 30:
STT Nmax Nmin
1 36.89 36.01
2 38.15 38.01

3 31.49 31.39
4 31.24 31.24
5 38.22 38.22
6 40.04 40.04
7 39.82 39.81
8 39.37 39.28
9 38.76 38.62
10 41.54 40.65
- Nội lực trong cọc tính theo dầm dọc trong trạng thái nguy hiểm nhất là : 41,54 (T)
NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 24
Đồ Án Cảng Biển năm 2011 GVHD: THS.NGUYỄN THỊ HẢI LÝ
CHƯƠNG V:TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN CẦU TÀU
1.Tính toán cốt thép và kiểm tra cọc.
- Sơ bộ chọn chiều dài cọc là 36 m, được chia thành 2 phân đoạn,mỗi phân đoạn dài
18m. Các phân đoạn cọc được đúc sẵn trong nhà máy với các đặc trưng vật liệu như đã trình
bày ở phần trên.
1.1 Tính toán cọc trong quá trình thi công.
1.1.1 Cọc trong quá trình cẩu lắp.
- Sơ đồ làm việc của cọc trong quá trình cẩu lắp có thể xem là dầm đơn giản có gối tựa
tại điểm móc cẩu và điểm tiếp xúc với đất.
m
i
m
i
q
Hình 12: Sơ đồ làm việc 1 gối tựa trong quá trình cẩu lp
- Điểm đặt móc cẩu được xác định sao cho mômen dương lớn nhất tại giữa nhịp bằng trị
số mômen âm lớn nhất tại gối trong quá trình cẩu lắp. Theo giáo trình Nền và Móng của tác
giả Phan Hồng Quân trang 194 thì a = 0,294.L = 0,294.18 = 5,29 (m) ≈ 5,3 (m).
- Tải trọng tác dụng lên cọc là tải trọng bản thân cọc có dạng phân bố đều trên chiều dài

đoạn cọc.Giá trị tải trọng này được xác định như sau:
q = n . γ . F
c
= 1,5 . 2,5 . 0,4
2
= 0,6 (T/m).
- Khi đó mômen lớn nhất trên chiều dài cọc là:
M
1
= = = 8,43 (Tm)
- Lực cắt lớn nhất: Q
1.max
= q.a = 0,6.5,3 = 3,18 (T)
1.1.2 Trường hợp vận chuyển cọc.
- Sơ đồ làm việc của cọc trong quá trình vận chuyển cọc có thể xem là dầm đơn giản có
gối tựa tại 2 điểm móc cẩu.
q
m
2
m
2
m
2
Hình 13: Sơ đồ làm việc 2 gối tựa trong quá trình vận chuyển
- Điểm đặt móc cẩu được xác định sao cho mômen dương lớn nhất tại giữa nhịp bằng trị
số mômen âm lớn nhất tại gối trong quá trình cẩu lắp. Theo giáo trình Nền và Móng của tác
giả Phan Hồng Quân trang 194 thì b = 0,207.L = 0,207.18 = 3,73 (m) ≈ 3,8 (m).
- Khi đó mômen lớn nhất trên chiều dài cọc là:

NGUYỄN VĂN THUẬN – MSSV: 7110.53 – LỚP 53CB1 Page 25