Luận văn tốt nghiệp thiết kế tàu

MỤC LỤC

PHẦN I: TUYẾN ĐƢỜNG – TÀU MẪU .................................................................... 9
1.1. Tuyến đƣờng ........................................................................................................... 9
1.1.2.Cảng đi ( Cảng Hải Phòng) ....................................................................................9
1.1.2.1.Điều kiện tự nhiên ...............................................................................................9
1.1.2.2. Cầu tàu và kho bãi ............................................................................................10
1.1.2. Cảng KoBe ..........................................................................................................16
1.1.3.Đặc điểm tuyến đƣờng đi .....................................................................................17
1.2. Bảng thống kê tàu mẫu ........................................................................................ 17
1.2.1.Mục đích ...............................................................................................................17
1.2.2 Bảng thống kê tàu mẫu .........................................................................................18
PHẦN II: ...................................................................................................................... 22
XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU ................................................. 22
2.1.Xác định sơ bộ các kích thƣớc. ............................................................................. 22
2.1.1. Xác định sơ bộ lƣợng chiếm nƣớc: .....................................................................22
2.1.2. Xác định kích thƣớc sơ bộ của tàu: .....................................................................22
 Xác định chiều dài tàu: ..........................................................................................22
 Các hệ số béo .........................................................................................................23
 Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn .................................................................24
2.2 Nghiệm lại các kích thƣớc sơ bộ ........................................................................... 25
2.2.1 Nghiệm lại lượng chiếm nước của tàu lần 1 (theo phương trình sức nổi) ......25
2.2.2 Tỉ số kích thƣớc ....................................................................................................25
2.2.2.1. Tỷ số L/B ..........................................................................................................25
2.2.1.2. Tỷ số D/d ..........................................................................................................25
2.2.2.3. Tỷ số B/d ..........................................................................................................25
2.2. 3. Nghiệm lại khối lƣợng tàu theo các kích thƣớc chủ yếu ....................................26
2.2.3.1 Khối lƣợng tàu không 0 ...................................................................................26
2.2.3.2. Trọng tải tàu DW .............................................................................................28
2.3. Kiểm tra dung tích, ổn định, chòng chành .............................................................30
2.3.1. Dung tích .............................................................................................................30

2.4.3 Tính chu kì lắc: .....................................................................................................32
PHẦN III: XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH ................................................................... 35
3.1 Phƣơng án thiết kế ................................................................................................. 35
3.2 Xây dựng tuyến hình ............................................................................................. 35
3.2.1 Thông số chủ yếu của tàu thiết kế. .......................................................................35
3


3.2.2. Xây dựng tuyến hình theo phƣơng pháp thiết kế mới. ........................................36
3.2.3.Xây dựng đƣờng cong diện tích sƣờn ..................................................................38
3.2.4.Đƣờng cong diện tích đƣờng nƣớc thiết kế ..........................................................40
3.2.5. Xây dựng sƣờn giữa. ...........................................................................................42
3.2.6. Thiết kế các sƣờn còn lại. ....................................................................................42
3.3.Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc ............................................................................... 47
PHẦN IV ...................................................................................................................... 54
CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI VÀ TỈ LỆ BONJEN ....................................................... 54
4.1. Tính toán và vẽ đồ thị Bonjean. .......................................................................... 54
4.2.Tính và vẽ các đƣờng cong thủy lực: ................................................................... 64
4.2.1.Tính toán các yếu tố thủy lực nhóm I ...................................................................65
4.2.2.Tính toán các yếu tố thủy lực nhóm II .................................................................66
PHẦN V: BỐ TRÍ CHUNG ........................................................................................ 68
5.1.Phân khoang: ......................................................................................................... 68
5.1.1.Phân khoang theo chiều dài tàu: ...........................................................................68
5.1.2.Phân khoang theo chiều cao tàu: ..........................................................................69
5.2.Bố trí các khoang, két trên tàu: ............................................................................ 69
5.2.1.Bố trí các két dằn: .................................................................................................69
5.2.2.Bố trí các loại két khác: ........................................................................................74
5.2.2.1.Bố trí két nhiên liệu: ..........................................................................................74
5.2.2.2.Két nƣớc ngọt: ...................................................................................................74
5.3.Bố trí buồng, phòng, các thiết bị trên các boong: ............................................... 75

5.3.1.Trên boong chính:.................................................................................................75
5.3.2.Trên boong thƣợng tầng mũi: ...............................................................................76
5.3.3. Trên boong thƣợng tầng lái: ................................................................................76
5.3.4.Trên lầu lái: ...........................................................................................................77
5.3.5.Trên nóc lầu lái: ....................................................................................................77
5.3.6.Hệ thống hành lang:..............................................................................................77
5.4.Trang thiết bị buồng, phòng: ................................................................................ 78
5.5.Hệ thống cửa: ......................................................................................................... 79
5.6.Hệ thống cầu thang và lan can: ............................................................................ 79
5.7.Tính chọn trang thiết bị: ....................................................................................... 79
5.7.1. Tính chọn thiết bị lái: ..........................................................................................80
5.7.2.Tính chọn thiết bị cứu sinh: ..................................................................................81
5.7.2.1.Xuồng cứu sinh:.................................................................................................81
5.7.2.1.Phao cứu sinh: ...................................................................................................81
5.7.3.Chọn trang thiết bị đèn tín hiệu: ...........................................................................82
5.7.4. Tính chọn thiết bị neo: .........................................................................................82
4


5.7.5.Chọn thiết bị chằng buộc: ..................................................................................85
5.7.5.1.Dây chằng buộc: ................................................................................................85
5.7.5.2.Bệ dẫn dây: ........................................................................................................86
5.7.5.3.Cột bích buộc dây: .............................................................................................86
5.7.5.4.Cửa luồn dây mạn: .............................................................................................86
5.7.5.5.Tời thu neo: .......................................................................................................86
5.7.6.Trang thiết bị vô tuyến điện: ................................................................................86
5.7.7. Trang thiết bị hàng hải. ........................................................................................87
5.7.8. Trang thiết bị phòng nạn......................................................................................88
5.8 Tính chọn thiết bị làm hàng ( Cần cẩu thủy lực) ................................................ 90
5.9 Sơ đồ tính toán mạn khô tối thiểu ....................................................................... 90

PHẦN VI : THIẾT BỊ ĐẨY ....................................................................................... 92
6.1 XÁC ĐỊNH LỰC CẢN VÀ CÔNG SUẤT KÉO ................................................ 92
6.1.1 Lực cản .................................................................................................................92
6.1.1.1 Lựa chọn phƣơng pháp tính ...............................................................................92
6.1.1.2 Tính toán lực cản và công suất kéo ...................................................................93
6.2 TÍNH TOÁN CHONG CHÓNG .......................................................................... 97
6.2.1. Chọn vật liệu ........................................................................................................97
6.2.2. Tính toán hệ số dòng theo và hệ số lực hút .........................................................97
6.2.3. Chọn sơ bộ đƣờng kính chong chóng ..................................................................97
6.2.3.1 Chọn sơ bộ công suất của động cơ ...................................................................97
6.2.3.2 Chọn sơ bộ vòng quay của chong chóng ...........................................................97
6.2.3.3 Chọn sơ bộ đƣờng kính chong chóng ................................................................97
6.2.4 Chọn số cánh chong chóng ...................................................................................98
6.2.5.Tính toán các yếu tố cơ bản của chong chóng......................................................98
6.2.5.1 Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền .....................................................................98
6.2.5.2Tính toán các yếu tố cơ bản của chong chóng và lựa chọn động cơ chính ........99
6.5.3 Tính toán chong chóng đảm bảo khai thác hết công suất của động cơ và đạt đƣợc tốc
độ tối đa ................................................................................................................100
6.2.5.4 Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện chống xâm thực ..........................................101
6.2.6. Xây dựng bản vẽ chong chóng ..........................................................................102
6.2.6.1 Xây dựng hình bao duỗi thẳng của chong chóng : ..........................................102
6.2.6.2 Xây dựng profin cánh ......................................................................................102
6.2.6.3. Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh ..............................................104
6.2.6.4. Xây dựng củ chong chóng ..............................................................................104
6.2.6.5. Xây dựng tam giác đúc ...................................................................................106
6.2.7. Kiểm tra bền chong chóng .................................................................................107
6.2.8.Tính toán và xây dựng đồ thị vận hành của chong chóng ..................................108
6.2.8.1 Tính toán các đặc trƣng không thứ nguyên của chong chóng làm việc sau thân tàu
..............................................................................................................................109
6.2.8.2 Tính toán các đặc trƣng của chong chóng sau thân tàu ...................................109

6.2.8.3. Tính toán đƣờng đặc tính ngoài của động cơ .................................................112
5


PHẦN VII: KẾT CẤU CƠ BẢN ..............................................................................114
7.1.Giới thiệu chung. ................................................................................................. 114
7.2.Nội dung................................................................................................................ 114
7.2.1.Nội dung tính toán và quy phạm áp dụng. .........................................................114
7.2.2.Vật liệu. ..............................................................................................................114
7.2.3 Phân khoang, hệ thống kết cấu. ..........................................................................114
7.2.3.1 Khoảng sƣờn. ...................................................................................................114
7.3 Kết cấu vùng khoang hàng ................................................................................. 116
7.3.1 Kết cấu dàn vách ................................................................................................116
7.3.1.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................116
7.3.1.2 Tôn vách ..........................................................................................................117
7.3.1.3 Nẹp vách ..........................................................................................................117
7.3.1.4 Sống đứng vách ...............................................................................................118
7.3.1.5 Liên kết ............................................................................................................120
7.3.2 Kết cấu dàn đáy ..................................................................................................120
7.3.2.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................120
7.3.2.2 Tôn đáy ngoài ..................................................................................................121
7.3.2.3 Tôn đáy trong ..................................................................................................122
7.2.3.4 Dầm dọc đáy ngoài ..........................................................................................123
7.2.3.5 Dầm dọc đáy trong ..........................................................................................123
7.2.3.6 Sống chính, sống phụ ......................................................................................125
7.2.3.7 Đà ngang đặc ...................................................................................................128
7.2.3.8 Liên kết ............................................................................................................128
7.3.3 Kết cấu dàn mạn .................................................................................................129
7.3.3.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................129
7.3.3.2 Tôn mạn ...........................................................................................................129

7.3.3.3 Sƣờn thƣờng ....................................................................................................130
7.3.3.4 Sƣờn khoẻ đỡ xà ngang khỏe ..........................................................................131
7.3.3.4.1 Sƣờn khỏe .....................................................................................................131
7.3.3.5 Liên kết ............................................................................................................134
7.3.4 Kết cấu dàn boong ..............................................................................................135
7.3.4.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................135
7.3.4.2.Tôn boong ........................................................................................................138
7.3.4.3.Sƣờn khoẻ đỡ xà ngang công xon ...................................................................156
7.3.4.4. Liên kết ...........................................................................................................158
7.4 Kết cấu vùng khoang mũi ................................................................................... 159
7.4.1 Kết cấu dàn vách ................................................................................................159
7.4.1.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................159
7.4.1.2 Tôn vách ..........................................................................................................159
7.4.1.3 Nẹp vách ..........................................................................................................160
7.4.1.4 Sống vách ........................................................................................................163
7.4.1.5 Liên kết ............................................................................................................164
6


7.4.2 Kết cấu dàn đáy ..................................................................................................165
7.4.2.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................165
7.4.2.2 Tôn đáy ............................................................................................................165
7.4.3 Kết cấu dàn mạn .................................................................................................167
7.4.3.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................167
7.4.3.2 Tôn mạn ...........................................................................................................167
7.4.3.3 Sƣờn thƣờng ....................................................................................................168
7.4.3.4 Sống dọc mạn ..................................................................................................171
7.4.3.5 Liên kết ............................................................................................................171
7.4.4 Kết cấu dàn boong ..............................................................................................171
7.4.4.1 Bố trí kết cấu ...................................................................................................172

7.4.4.2 Tôn boong ........................................................................................................172
7.4.4.3 Xà ngang boong ...............................................................................................173
7.4.4.4. Sống dọc boong ..............................................................................................173
7.4.4.5 Liên kết ............................................................................................................174
7.4.4.5.1 Đối với sàn boong mũi .................................................................................175
7.5 Bảng chọn quy cách hàn: .................................................................................... 178
PHẦN VIII: ................................................................................................................ 181
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ......................................... 181
8.1. Giới thiệu chung ................................................................................................. 181
8.1.1. Loại tàu – công dụng – cấp tính toán. ...............................................................181
8.1.2. Các thông số cơ bản của tàu. .............................................................................181
8.1.3.Các ký hiệu sử dụng trong bảng. ........................................................................181
8.2 Tính toán thông số khoang két theo phần trăm .....................................................183
8.3. Kiểm tra ổn định. ................................................................................................ 187
8.4.Các trạng thái tải trọng. ...................................................................................... 188
8.4.1.Thông số tàu không ............................................................................................188
8.4.2 Tính toán cân bằng tàu .......................................................................................188
8.4.2.1 Khối lƣợng, khối tâm tàu ở các trạng thái .......................................................188
8.4.3 Tính toán ảnh hƣởng của mặt thoáng hàng lỏng tới cân bằng và ổn định tàu ...190
8.4.4 Cân bằng tàu ở các trạng thái tải trọng ...............................................................199
8.5 Kiểm tra ổn định .................................................................................................. 200
8.5.1 Xây dựng đƣờng cong ổn định tĩnh ....................................................................200
8.5.1.1 Xây dựng đƣờng cong Pantokarelan ...............................................................200
8.5.1.2 Tính toán và xây dựng đƣờng cong tay đòn ổn định tĩnh................................202
8.5.2 Các tiêu chuẩn thời tiết .......................................................................................203
8.5.2.1 Xác định góc vào nƣớc ....................................................................................203
8.5.2.2 Diện tích và trọng tâm mặt hứng gió ...............................................................203
8.5.2.3 Biên độ lắc ngang ............................................................................................204
8.5.2.4 Kiểm tra ổn định theo yêu cầu của Quy phạm ................................................205
7

PHẦN I :
TUYẾN ĐƢỜNG -TÀU MẪU

8


PHẦN I: TUYẾN ĐƢỜNG – TÀU MẪU
1.1. Tuyến đƣờng
Mục đích của việc tìm hiểu tàu mẫu:
Xác định phân cấp tàu.
Tính toán nhiên liệu dự trữ cho tàu.
Điều kiện khí hậu trên suốt tuyến đƣờng mà tàu đi có ảnh hƣởng lớn đến thân
tàu,độ ăn mòn và độ bền tàu…
Điều kiện luồng lạch ra vào cảng có ảnh hƣởng đến việc lựa chọn chiều chìm tàu.
Tìm hiểu cơ sở hạ tầng của cảng, nơi mà tàu cập bến nhằm trang bị cho tàu những
thiết bị cần thiết làm hàng.
Giới thiệu tuyến đường:
Tuyến đƣờng mà tàu chạy là từ cảng Hải Phòng– cảng Kobe (Nhật Bản)
1.1.2.Cảng đi ( Cảng Hải Phòng)
Cảng Hải Phòng bao gồm : Cảng Chính, Cảng Chùa Vẽ, Cảng Vật Cách.
1.1.2.1.Điều kiện tự nhiên
Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông Cửa Cấm ở vĩ độ 20 052' Bắc và kinh độ
106041' Đông.
Chế độ thủy triều là nhật triều với mức nƣớc triều cao nhất là +4 m, thấp nhất là +0,48
m.
- Chế độ gió : Cảng chịu hai mùa gió rõ rệt. Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau : gió Bắc Đông Bắc. Từ tháng 4 đến tháng 9: gió Nam - Đông Nam
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. Cảng Hải Phòng nằm ở vùng trung

chân sông Hồng. Sông Hồng mang nhiều phù sa nên tình trạng luồng lạch vào Cảng
không ổn định.
Từ nhiều năm nay luồng vào Cảng Hải Phòng thƣờng xuyên phải nạo vét nhƣng chỉ sâu
đến - 5,0 m đoạn cửa Cấm và – 5,5 m đoạn Nam Triệu. Tuy nhiên những năm gần đây
luồng vào Cảng bị cạn nhiều , sông Cấm chỉ còn -3,9 tới -4,0 m nên tàu vào ra rất hạn chế
9


về trọng tải. Cảng chỉ có 1 chỗ quay tàu ở ngang cầu N08 ( có độ sâu -5,5 tới -6,0 m, rộng
khoảng 200 m).
Cảng Vật Cách nằm ở hữu ngạn sông cửa Cấm, cách Hải Phòng về phía thƣợng lƣu
khoảng 12 km, chế độ thủy văn tƣơng tự nhƣ cảng chính.
1.1.2.2. Cầu tàu và kho bãi
a)

Khái quát chung:



Cảng chính gồm :

-

Cảng chính có 11 bến đƣợc xây dựng từ năm 1967 và kết thúc vào năm 1981, dạng

tƣờng cọc ván thép một neo cới tổng chiều dài 1787 m. Trên mặt bến có cần trục cổng có
sức nâng 5 -0 16 tấn. Các bến đảm bảo cho tàu 10.000 tấn cập cầu.
Từ cầu 1 đến cầu 5 thƣờng xếp dỡ kim khí, bách hóa, thiết bị. Bến 6 – 7 xế dỡ hang nặng,
bến 8, 9 xếp dỡ hang tổng hợp . Bến 11 xếp dỡ hàng lạnh.
Toàn bộ kho của Cảng có tổng diện tích là 46.800 m2 có đƣờng sắt trƣớc bến, sau kho

thuận lợi cho việc vận chuyển, đƣờng sắt trong Cảng có khổ rộng 1 m,
chiều dài 1500 m .
Ngoài diện tích kho, còn có các bãi chƣa hang với tổng diện tích 183.000 m2.


Cảng Chùa Vẽ.

Theo thiết kế Cảng Chùa Vẽ có 5 bến với tổng chiều dài 810 m và sản lƣợng thông qua
hang năm là 1.600.000 tấn. Hiện đã xây dựng đƣợc bến phụ, bến 1 – 2 với chiều dài 330m
dạng bến cọc bê tong cốt thép.

10


Hiện nay Cảng đã đƣợc lắp dàn cần trục cổng nặng Container chuyên dụng và

chủ yếu xếp hang Container, sắt thép, hang kiện, gỗ.


Cảng Vật Cách.

Bắt đầu xây dựng vào năm 1965. Cảng có 5 mố cầu trên bố trí cần trục ô tô để bốc than và
một số loại hang khác.
b)

Luồng vào Cảng:
Tên luồng

Chiều dài (km)

Chiều rộng ,m

Chiều sâu ,m

Lạch Huyện

17,5

100

-7,8

Hà Nam

6,3

70

-5,7

Bạch Đằng

9,2

70

-6,1

Sông Cấm

9,8

70

-6,1

Tổng chiều dài tuyến luồng

42,8

11


c) Cầu Cảng:
Các khu vực của Cảng Hải Phòng đƣợc phân bố theo lợi thế về cơ sở hạ tầng, giao thông,
đƣờng sắt - đƣờng bộ - đƣờng thuỷ và đƣợc lắp đặt các thiết bị xếp dỡ phù hợp với từng
loại hàng hoá, đáp ứng và thoả mãn nhu cầu vận chuyển bằng nhiều phƣơng tiện.
Toàn cảng hiện có 21cầu tàu với tổng chiều dài là 3.567m, bảo đảm an toàn với độ sâu
trƣớc bến từ -8,4m đến -8,7m.
Cảng/Khu chuyển tải

Dài

Độ
sâu

Số
lƣợng

Loại hàng

Xí nghiệp xếp dỡ Hoàng
Diệu

1717m

-8,4m

11 cầu

Bách hóa, rời, bao,
Container

Xí nghiệp xếp dỡ Chùa
Vẽ

848m

-8,5m

5 cầu

Bách hóa, Container

Xí nghiệp xếp dỡ Tân
Cảng

1002m

-8,7m

5 cầu

Bách hóa, Container

Vùng neo Hạ Long

-14m

7 điểm
neo

Bách hóa, Container

Bến nổi Bạch Đằng

-7,5m

3 bến
phao

Bách hóa, Container

Vịnh Lan Hạ

-7,5m

3 bến
phao

Bách hóa, Container

d)

Kho bãi

Hệ thống kho bãi Cảng Hải Phòng xây dựng theo tiêu chuẩn chất lƣợng cao, đƣợc
chia theo từng khu vực chuyên dùng phù hợp với điều kiện bảo quản, xếp dỡ, vận chuyển
từng loại hàng hoá

12


Loại kho/bãi

Số lƣợng

Diện tích
(m2)

Ghi chú

Kho CFS

2

6498

Phục vụ khai thác hàng lẻ
Container

Kho hàng bách hóa

10

30052

Các loại hàng hóa

Bãi Container

3

343565

Bãi hang bách hóa

20

141455

e)

Định mức xếp dỡ hàng hóa:
Loại tàu có
GRT < 5000T

T
T

Nhóm
hàng

Loại tàu có GRT > 5000
và < 13000 T
Hàng nhập

Hàng
nhập

Hàng
xuất

Hàng xuất

Loại tàu có

GRT > 13000T

Hàng nhập

Hàng xuất

Trong
cầu

Vùng
nƣớc

Trong

cầu

Vùng
nƣớc

Trong
cầu

Vùng
nƣớc

Trong
cầu

Vùng
nƣớc

1300- 12002000 3500

15003000

20004500

3500

3000

15004000

20005000

-

-

Hàng bao, 1200- 12002
bịch
2000 2000

15003000

15004000

15003000

20004000

20005000

25006000

18005000

2500
6000

4000

-

-

1

Hàng rời

3

Sắt thép

20002500

1200

25003000

30003500

-

-

30004000

4

Hàng
thùng

1000

1000

1200

-

1200

-

-

-

-

5

Hàng
bách hóa

1000

8001000

10001200

10001200

1200

1200

-

-

-

Các loại
xe lăn
6
bánh
(C/ngày/t
àu)

100

50

120500

-

100500

-

-

-

-

13


Container
Tàu
7

< 500
TEU

500 Container/ngày - tàu
800 Container/ngày - tàu

Tàu >
500 TEU
f)

Thiết bị và công nghệ

Phƣơng tiện

Sức
nâng/công
suất

Cần trục
chân đế

XNXD XNXD
và Vận và VT
tải
Bạch
thủy
Đằng

Toàn
cảng

XNXD
Hoàng
Diệu

XNXD
Chùa
Vẽ

5-40 tấn

33

26

5

Cần cẩu nổi

10-85 tấn

2

Cần trục
bánh lốp

25-70 tấn

10

6

3

1

Xe nâng
hàng

3-45 tấn

62

36

22

4

Cân điện tử

80 tấn

4

3

1

Tàu hỗ trợ
lai dắt

515 đến 3200
CV

8

Cần cẩu
giàn(QC)

35,6 tấn

6

6

Cần cẩu giàn
bánh lốp

35,6 tấn

12

12

Sà lan

750 đến 1100
tấn

6

Xe ôtô vận
tải

8,5 đến 13,5
tấn

23

23

Xe đầu kéo

40 feet

58

20

XNX
D
Tân
Cảng
2

2

8

6

36

2
14


g)

Container
20’

20 feet

400

12

400

Container
40’

40 feet

4

12

4

Năng lực tiếp nhận

Xí nghiệp xếp dỡ Hoàng Diệu:


Tổng số 11 cầu với tổng chiều dài 1.717m



Khu vực xếp dỡ hàng container: Cầu 1,2,3



Khu vực hàng bách hóa tổng hợp: từ cầu 4 đến cầu 11



Bốc xếp đồng thời đƣợc 11 tàu với năng lực thông qua 6.000.000 tấn/năm.
Xí nghiệp xếp dỡ Chùa Vẽ:



Tổng số 5 cầu với tổng chiều dài 848 m



Bốc xếp đồng thời đƣợc 5 tàu với năng lực thông qua 550.000 TEU/năm.
Xí nghiệp xếp dỡ Tân Cảng:



Tổng số 5 cầu với tổng chiều dài 1.002 m



Bốc xếp đồng thời đƣợc 5 tàu
Bến phao Bạch Đằng:



Số lƣợng bến phao: 3 phao.



Cỡ tàu lớn nhất tiếp nhận đƣợc: 7.000 DWT
Khu chuyển tải Lan Hạ:



Số lƣợng điểm neo: 3 điểm.



Cỡ tàu lớn nhất tiếp nhận đƣợc: 40.000 DWT
Khu chuyển tải Hạ Long - Hòn Gai:



Số lƣợng điểm neo: 7 điểm.
15




Cỡ tàu lớn nhất tiếp nhận đƣợc: 30.000 DWT
Khu chuyển tải Bến Gót:



Số lƣợng điểm neo: 2 điểm.



Cỡ tàu lớn nhất tiếp nhận đƣợc: 15.000 DWT

1.1.2. Cảng KoBe

Cảng nằm ở vĩ độ 34o40' Bắc và 135o 12’ độ Kinh Đông. Kobe là cảng tự nhiên có
vị trí thuận lợi ở phía bắc vịnh Osaka và đƣợc che kín bởi hệ thống phức tạp các đê chắn
sóng ( gồm 7 đê chắn sóng ), Kobe là cửa ngõ quan trọng của Nhật Bản trong việc buôn
bán của Trung Quốc, Triều Tiên .
Cảng Kobe có 12 bến thuộc sự quản lý của Chính quyền thành phố và 4 bến tƣ nhân
thuộc các tập đoàn công nghiệp.Tổng chiều dài bến là 22,4km và có 135 khu neo tàu.
Vùng trung tâm bến cảng có khu bến Khikô, gồm 12 bến với tổng chiều dài 6655m ,
cho phép cùng một lúc có thể neo đậu đƣợc 35 tàu viễn dƣơng . Đây chính là khu trung
tâm phục vụ hành khách trong nƣớc và chuyển tải hành khách từ Mỹ sang Australia
khoảng 11500 ngƣời/năm, còn hàng hóa qua khu này chủ yếu là hàng bách hóa.
Khu Hyogo có 3 bến với tổng chiều dài 1089 m, độ sâu 7,2 m đến 9m, cùng một lúc
có thẻ tiếp nhận 17 tàu viễn dƣơng
Khu Maya có 4 cầu tàu với 21 chỗ neo đậu . Độ ngập sâu bến từ 10 đến 12 m . Khu
này chủ yếu phục vụ cho các Liner Bắc Mỹ
Khu bến cảng Higachi chỉ có 4 bến sâu 5,5 đến 7 m tiếp nhận tàu Ro-Ro có tổng
diện tích 7,8 ha
Khu Đảo Cảng có 9 bến Container với tổng chiều dài 2650 m và 15 bến cho tàu
bách hóa thông thƣờng với chiều dài 3000m, độ sâu từ 10 đến 12 m.
Khu đảo nhân tạo Rokko với diện tích 583 ha , khu bến này có độ sâu 12 m có thể
tiếp nhận 29 tàu viễn dƣơng kể cả tàu Container và tàu Ro- Ro.
Cảng Kobe là một trong những cảng tổng hợp lớn nhất thế giới với khối lƣợng hàng
hóa thông qua cảng trong những năm gần đây vào khoảng 200 triệu tấn / năm.

16


1.1.3.Đặc điểm tuyến đường đi
Chọn tuyến đƣờng giữa 2 cảng Hải Phòng- Kobe:
Quảng đƣờng:
S

= 1819
(hải lý)
Chiều chìm lớn nhất:
Tmax = 12
(m)
Vận tốc tàu thiết kế là:
v
= 11
(knots)
s
1819
Thời gian hành trình là:
= 6,89(ngày)
t

24v 24.11
Trong thời gian hành trình còn phải có thời gian dự trữ để sử dụng vào các công việc
khác nhƣ: nghỉ, sữa chữa, bảo dƣỡng, … thời gian dự trữ khoảng 15%. Do đó, ta chọn
thời gian hành trình là: t = 8 (ngày).

Hình 1: Sơ đồ hành trình
1.2. Bảng thống kê tàu mẫu
1.2.1.Mục đích
Tàu mẫu là tàu đã đƣợc đóng và đƣa vào khai thác mà có những tính năng tốt, cùng
loại tàu và công dụng với tàu thiết kế. Có trọng tải hoặc sức chở hàng, tốc độ hoặc công
suất máy và vùng khai thác tƣơng đƣơng với tàu thiết kế.
Bảng thống kê tàu mẫu là vô cùng quan trọng đối với ngƣời thiết kế trƣớc khi bƣớc
vào công việc thiết kế một loại tàu nào đó. Tàu mẫu là tàu có những thông số và tính năng
quan trọng gần giống nhƣ tàu ta chuẩn bị thiết kế ví dụ nhƣ số trọng tải, số hành khách,
tốc độ vị trí và phạm vi khai thác, loại máy chính v.v… Tuỳ thuộc vào từng loại tàu, mức

độ phức tạp của thiết kế mà ngƣời thiết kế có thế chọn lựa ra những chỉ tiêu khác
nhau.Dƣới đây là những chỉ tiêu cơ bản nhất.

17


1.2.2 Bảng thống kê tàu mẫu
STT

Đại lƣợng

Đơn vị

ĐẠI DƢƠNG
QUEEN

MINH AN

TA-HO
Signf./trang 93

1

Đăng kiểm

VR

VR

1

Số IMO

9610822

7804601

2

Năm đóng

2010

2002

2003

3

Vận tốc

knots

11

14

12,5

4

Lmax

m

113,7

125,3

130

5

LPP

m

103,6

116

123,4

6

B

m

18,6

20

24

7

D

m

10,8

10,7

10

8

T

m

8,16

8,27

6,5

9

DW

tấn

10033,5

11463

11000

10

Ne

kW

3309

4560

2 x 2000

11

n

rpm

220

12

L/B

5,57

5,8

5,14

13

B/T

2,28

2,42

3,69

14

D/T

1,32

1,29

1,54

15

Δmtk

tấn

3343,8

3278

2638

16

Δm

tấn

13377,3

14741

13638

0,75

0,78

0,81

17

D 

DW
m

CCRS

1170

18


+ Nguồn gốc tàu :
Tàu mẫu 1 :

Tàu mẫu 2 :

19


Tàu mẫu 3:

20


PHẦN II:
XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU

CỦA TÀU

21


PHẦN II:
XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU
2.1.Xác định sơ bộ các kích thƣớc.
2.1.1. Xác định sơ bộ lượng chiếm nước:
Từ phƣơng trình xác định lƣợng chiếm nƣớc:
Δmsb =

DW

D

=

10500
=13815,8 (tấn)
0, 76

(2.1)

Theo nội suy ta tính đƣợc: D =0,76
Trong đó:
D – hệ số lợi dụng LCN theo trọng tải (nội suy theo tàu mẫu);
DW – trọng tải của tàu (theo nhiệm vụ thƣ thiết kế);
D (h)

D3
D2
D
D1

DW1 DW

DW2

DW3 DW (mh)

Hình 1.1. Nội suy hệ số lợi dụng LCN theo trọng tải
2.1.2. Xác định kích thước sơ bộ của tàu:


Xác định chiều dài tàu:
- Chiều dài tàu có thể đƣợc xác định qua chiều dài tƣơng đối của tàu qua công thức
sau:

L  l.3  msb / 

(2.2)

- Trong đó: l – chiều dài tƣơng đối của tàu, là hàm của tốc độ tuyệt đối của tàu. Có
thể xác định l có thể đƣợc xác định theo các công thức sau:
Theo L. M. Nogid chiều dài tƣơng đối l đƣợc xác định theo công thức:

l  Cn v1S/ 3

(2.3)

22


- Theo bảng thống kê tàu mẫu ta có:

-

Tàu mẫu 1

Tàu mẫu 2

Tàu mẫu 3

DW

10033,5

11463

11000

m(tấn)

13377,3

14741

13638

vS (knot)

11

14

12,5

l

4,36

4,73

5,16

Cn

1,96

1,96

2,22

Ne

3309

4560

2x2000

C
272
434,12
334,46
Hệ số tính
theo công
thức hải
quân
Chọn Cn =1,96
Thay Cn =1,96 vào (2.3) ta đƣợc :l =1,96.111/3 =4,35

- Từ (2.2) ta có: L  l. 3 msb /   4,35. 3 13815,8 /1,025  103,5 ( m )
- Chọn L= 105 (m)


Các hệ số béo

- Xác định số Frude: Fr 

v
gL

Trong đó:

v – tốc độ của tàu (m/s), v =11 (knots)
g – gia tốc trọng trƣờng, g = 9,81(m/s2)
L – chiều dài tàu, L = 105(m)
v
11.0,514


 0,176
Suy ra: Fr 
gL
9,81.105
Đối với tàu hàng bách hóa (Công thức 9.64 tr 125 Lí thuyết thiết kế tàu)
Khi Fr =0,14÷0,26
Hệ số béo thể tích
CB = 1,09-1,68 Fr ±0,12
Suy ra: CB = 1,09-1,68.0,176 ± 0,12 = (0,67 ÷ 0,914)
Chọn CB=0,74

(2.6)

23


-Hệ số béo đƣờng nƣớc thiết kế:

CWL  0,98.CB1/2  0,06 = 0,98.0,741/2 = 0,784÷0,91

(2.7)

Chọn CWL= 0,86
- Hệ số béo sƣờn giữa:
CM  0,926  0, 085CB  0, 004 = 0.986
- Hệ số béo dọc tàu CP
CP 

CB

0, 74

 0, 751
CM 0,986

(2.8)

Hệ số béo thẳng đứng : CVP
CVP 

CWL
0,86

 0,87
CM
0,986

 Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn
Ta có Δm = kCBLBd
trong đó:
ở bƣớc tính sơ bộ chọn k = 1,007
 = 1,025 (t/m3) - khối lƣợng riêng của nƣớc.
m
k  CB L
13815,8
Bd 
 172,3 (m2)
1, 007.1, 025.0, 74.105
Bd 

Suy ra:

(2.9)

Chọn tỷ số B/d , D/d theo tàu mẫu hoặc theo số liêu thống kê sau:
Theo thống kê cho tàu hàng khô: bT =B/d = 2,2 ÷ 3,7
hT=D/d = 1,3  1,6
Chọn tỷ số bT ,hT từ tàu mẫu. Sau đó kết hợp với phƣơng trình (2.9 sẽ xác định đƣợc sơ
bộ kích thƣớc chiều rộng, chiều chìm và chiều cao mạn cho tàu thiết kế)
Chọn theo số liệu tàu mẫu chọn:
Suy ra: d = (8,85÷6,82) (m)
Chọn d= 8,6 m
Suy ra : B = 20 (m ) và D = 11,4 (m)

24


Kết luận : Kích thƣớc sơ bộ của tàu là:
Đại lƣợng
Kí hiệu
LCN sơ bộ
msb
Chiều dài thiết kế
Ltk
Chiều rộng tàu
B
Chiều cao mạn
D
Chiều chìm thiết kế
d

Hệ số béo thể tích
CB
Hệ số béo đƣờng nƣớc
CWL
Hệ số béo sƣờn giữa
CM

Đơn vị
tấn
m
m
m
m
-

Giá trị
13815,8
105
20
11,4
8,6
0,74
0,86
0,986

2.2 Nghiệm lại các kích thƣớc sơ bộ
2.2.1 Nghiệm lại lượng chiếm nước của tàu lần 1 (theo phương trình sức nổi)
Lƣợng chiếm nƣớc của tàu theo phƣơng trình sức nổi: Δm = kCBLBd (tấn)
Suy ra : Δm =1,007.1,025.0,74.105.20.8,6=13794,4 (tấn)
Đánh giá sai số:

 m 

 m   msb
13794, 4  13815,8
.100% 
.100%  0,15%
 msb
13815,8

(2.10)

Vì ΔΔm ≤ 5%. Chuyển bƣớc tiếp theo.
2.2.2 Tỉ số kích thước
2.2.2.1. Tỷ số L/B
Theo bảng 2.7/STKTDT đối với tàu hàng ta có : L/B = 5,0 - 8,0.
Theo thống kê tàu mẫu : 5,14÷5,8
The tính toán ta có : L/B = 5,25 thỏa mãn .
2.2.1.2. Tỷ số D/d
Theo bảng 2.8/STKTDT, tùa hàng có mạn khô tối thiểu : D/d = 1,15 - 1,45.
Theo tính toán ta có : D/d = 1,33 thỏa mãn.
2.2.2.3. Tỷ số B/d
Theo thống kê tàu hàng hiện đại : B/d = 2,0 - 2,5
Theo tính toán : B/d= 2,32 thỏa mãn.
25


2.2. 3. Nghiệm lại khối lượng tàu theo các kích thước chủ yếu
m=mi=0+DW
Trong đó: 0 - Khối lƣợng tàu không;

DW- trọng tải tàu;

(2.11)

2.2.3.1 Khối lượng tàu không 0
Trog giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lƣợng tàu không đƣợc chia ra thành ba thành phần
khối lƣợng sau:
0=mvt+mtbht+mm+
(2.12)
Trong đó: mvt – khối lƣợng thân tàu (Weight of the structural steel of the hull, the
superstructure and of the outfit steel (machinery foundations, supports, masts, ladders,
handrails, etc).; mtbh – Khối lƣợng các trang thiết bị, hệ thống …(Weight of the
equipment, outfit, deck machinery, etc.); mm – khối lƣợng trang thiết bị năng lƣợng
(Weight of all the machinery located in the engine room); m– Khối lƣợng dự trữ lƣợng
chiếm nƣớc.
Khối lượng thân tàu mv:
mvt = mv+mtt (tấn)
(2.13)
Trong đó: mv – Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu; mtt – Khối lƣợng phần thƣợng
tầng.
Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu có thể đƣợc xác định theo công thức:
mv = k1Lk2Bk3Dk4
(2.14)
= 0,0263.1051,675.200,85.11,40,28 = 1611,6 ( tấn)
Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.14) đƣợc xác định dựa vào bảng sau:(Bảng 3.2
Thiết kế đội tàu /tr 59)
k1
k2
k3
k4

Tàu chở hàng tổng hợp
0.0263
1.675
0.850
0.280
Khối lƣợng Khối lƣợng phần thƣợng tầng có thể đƣợc xác định sơ bộ dựa vào khối lƣợng
phần thân chính của vỏ tàu và loại tàu:
- Đối với tàu hàng bách hóa: mtt = 12%mv = 193,4 ( tấn)
=> mvt = 1611,6+ 193,4= 1805 ( tấn)
 Khối lượng các trang thiết bị và hệ thống mtbh:
mTBT+HTT = k1(L.B.D)k2
= 0,5166.(105.20.11,4)0,75 = 994,25 ( tấn)

(2.15)

26


Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.15) đƣợc xác định dựa vào bảng sau: (Bảng 3.3
Thiết kế đội tàu /tr 59)
k1
k2
Tàu chở hàng tổng hợp
0.5166
0.75
 Khối lượng trang thiết bị năng lượng:
mm = k1.Nek2
(2.16)
Trong đó: Ne – công suất của tổ hợp thiết bị năng lƣợng, kw.
Giá trị của các hệ số k1 và k2 trong công thức (2.16) phụ thuộc vào loại may chính và đƣợc

xác định dựa vào bảng sau: (Bảng 3.4 Thiết kế đội tàu /tr 60)
k1
k2
Động cơ diesel (4 kỳ)
1.88
0.60
Ta chọn động cơ diesel ( 4 kỳ) có k1 = 1,88; k2 = 0,6
Công suất của tổ hợp thiết bị năng lƣợng:
(2.17)

Ne = 1,2.N
Công suất máy N trong giai đoạn thiết kế ban đầu có thể đƣợc xác định sơ bộ theo các
công thức gần đúng Hải Quân:
3
 2/3
m v
N
(kW)
Ca

(2.18)

Trong đó: m – lƣợng chiếm nƣớc của tàum = 13679,8 (tấn)
v – tốc độ của tàu, v = 11 ( knots)
Ca – hệ số Hải Quân
Hệ số C đƣợc xác định theo nội suy tàu mẫu:
C = 320
13794, 42/3.113
 2392
N=

320
Ne = 1,2.2392= 2870 (kW)
Chọn máy 9L27/38 MAN B&W có công suất Ne=3060 kW
mm = 1,88.30600,6  232 ( tấn)
 Dự trữ lượng chiếm nước:
m = m'm = 0,015.13794,4 = 207( tấn)
trong đó: m’ = 0,015.(khối lƣợng đơn vị dự trữ LCN).

(2.19)


0 = mvt+ mtbh + mm + m
= 1805+ 994,25 + 232+207 = 3238,25(tấn)
27