Công trình bến - Chương2

Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
1

Chương 2.
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN CÔNG TRÌNH
BẾN.

2.1.Tải trọng và tổ hợp tải trọng.

2.1.1. Các tải trọng tác động lên công trình bến
Tùy theo tính chất và thưòi gian tác động của các tải trọng trên công trình bến người
ta chia những tải trọng này thành hai loại: tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời.
Trong đó các tải trọng tạm thời lại được phân ra ba nhóm. Tải trọng tạm thời tác động lâu
dài, tải trọng tạm thời tác động tức thời (nhanh) và tải trọng tạm thời đặc biệt.
2.1.1.1. Tải trọng thường xuyên:
Là tải trọng tác động lên công trình hay kết cấu công trình trong suốt quá trình khai
thác, bao gồm:
- Trọng lượng bản thân của công trình bến;
- Trọng lượng đất lấp trên công trình bến;
- Tải trọng do các công trình và thiết bị công nghệ đặt cố định trên bến;
- Áp lực chủ động của đất lấp sau công trình bến.
2.1.1.2. Tải trọng tạm thời
Là tải trọng tác động lên công trình trong một thời gian hoặc từng thời kỳ nhất định
trong quá trình xây dựng và khai thác công trình.
a) Tải trọng tạm thời tác động lâu dài:
Tải trọng tác động lên công trình trong một thưòi gian tương đối dài.
- Tải trọng do các máy bốc xếp di động, các phương tiện vận tải và hàng hóa xếp
trên bến;
- Áp lực chủ động của đất do ảnh hưởng của tải trọng tạm thời trên b
ến;

- Áp lực thủy tĩnh do mực nước ngầm sau công trình bến cao hơn mực nước trước
bến, trong điều kiện hệ thống công trình thoát nước ngầm của bến vẫn hoạt động
bình thường.
b) Tải trọng tạm thời tác động tức thời:
Tải trọng tác động lên công trình trong một thời gian ngắn
- Tải trọng do sóng;
- Tải trọng do tàu: lực neo tàu, lực tựa tàu và lực va khi tàu c
ặp bến;
- Tải trọng ngang do cần cẩu;
- Tải trọng tác động trong giai đoạn xây lắp.
c) Tải trọng tạm thời đặc biệt:
Tải trọng tác động lên công trình trong thời gian ngắn, trong điều kiện đặc biệt
Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
2

- Áp lực thủy tĩnh do mực nước ngầm sau công trình bến cao hơn mực nước trước
bến, trong điều kiện chỉ có một nửa hệ thống công trình thoát nước ngầm còn hoạt
động được;
- Tải trọng do động đất, sóng thần.
Các tải trọng nói trên được chọn để ghép vào với nhau thành nhiều tổ hợp khác
nhau. Công trình bến được tính toán theo hai loại tổ hợp tải trọng: Tổ hợp c
ơ bản và tổ
hợp đặc biệt.
2.1.2.Các tổ hợp tải trọng:
Khi tính toán công trình bến hay kết cấu của nó người ta phải tổ hợp tất cả các tải
trọng có thể đồng thời tác dụng lên công trình gây trạng thái ứng suất biến dạng bất lợi
nhất cho công trình hay các bộ phận của nó.
2.1.2.1. Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm:
Các tải trọng thường xuyên, các tải trọng tạm thời tác động lâu dài và một trong số

các tải trọng tạm thời tác động tức thời. Trong đó tải trọng tạm thời tác động tức thời
được chọn đưa vào tổ hợp cơ bản phải là tải trọng gây ảnh hưởng nhiều nhất đối với trạng
thái ứng suất, biến dạng của toàn bộ kết c
ấu hoặc của từng bộ phận kết cấu và nền công
trình. ngoài ra phải lựa chọn thành phần và cách xếp đặt các tải trọng sao cho có được tổ
hợp bất lợi nhất.
2.1.2.2) Tổ hợp tải trọng đặc biệt.
Gồm các tải trọng thường xuyên các tải trọng tạm thời có khả năng xảy ra cùng một
lúc và một trong số các tải trọng tạm thời đặc biệt. Trong đó các tải trọng tạm thời tác
động nhanh được nhân với hệ số tổ hợp n
1
= 0,8 để xét đến việc trong thực tế tải trọng
tạm thời đặc biệt và các tải trọng tạm thời khác ít có xác suất đạt đến giá trị lớn nhất
trong cùng một lúc.
Ngoài những tải trọng kể trên, khi thiết kế công trình bến phải xem xét những tác
động khác có ảnh hưởng đến an toàn và tuổi thọ công trình như khả năng đất nền bị bào
xói do dòng chảy, sóng, hoặc chân vịt của tàu, khả n
ăng các cấu kiện bị han gỉ hoặc bị tác
động bao mòn của phù sa.
Tải trọng dùng để tính toán kết cấu và nền công trình có thể có hai giá trị Tiêu
chuẩn và tính toán. Việc sử dụng giá trị nào để tính toán phải phù hợp với quy định của
từng bài toán cụ thể.
Giá trị tiêu chuẩn của từng loại tải trọng được quy định trên cơ sở quan trắc những
yếu tố tạo ra tải tr
ọng đó và chỉnh biên các số liệu quan trắc bằng phương pháp xác suất
thống kế. Giá trị tính toán của tải trọng được xác định bằng cách nhân giá trị tiêu chuẩn
với hệ số vượt tải n. Nếu việc giảm nhỏ trị số của một tải trọng nào đó sẽ ảnh hưởng xấu
đến khả năng chịu tải của công trình hoặc từng bộ phậ
n công trình thì giá trị tính toán của
tải trọng dó được xác định bằng cách nhân giá trị tiêu chuẩn với số nghịch đảo của hệ số

vượt tải (1/n).
Trong bảng 2.1 ghi giá trị hệ số vượt tải của các tải trọng thường gặp trong tính toán
công trình bến.


Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
3

Bảng 2_ 1 Giá trị vượt tải của một số tải trọng
STT Tải trọng Hệ số vượt tải (n)
1 Trọng lượng bản thân của các kết cấu bê tông, bê tông
cốt thép, thép, đá và gỗ
1,05 (0,95)
2 Trọng lượng bản thân của đất lấp 1,10 (0,90)
3 Trọng lượng của các máy bốc xếp, phương tiện vận tải
và hàng hóa xếp ở vùng ven bến
1,20
4 Tải trọng phân bố đều của hàng hóa xếp ở vùng
chuyển tiếp và vùng sau bến
1,30
5 Áp lực hông của đất 1,20 (0,80)
6 Tải trọng do tàu 1,20
7 Tải trọng do sóng 1,00
8 Áp lực thủy tĩnh của nước ngầm 1,10
9 Tải trọng do động đất 1,00
Ghi chú:
- Các trị số trong ngoặc được lấy khi tính toán làm cho công trình nguy hiểm thêm.
- Theo Tiêu chuẩn ngành 22TCN 207-92 hàng dùng hệ số vượt tải n = 1,25 thì
không sử dụng các hệ số trong bảng trên.

2.2.Trọng lượng bản thân của các cấu kiện công trình bến.

Trọng lượng bản thân của các cấu kiện công trình bến được xác định trên cơ sở
kích thước hình học của cấu kiện và dung trọng vật liệu dùng để chế tạo ra cấu kiện đó.
Trường hợp công trình nằm dưới mực nước tính toán, khi xác định trọng lượng các cấu
kiện phải trừ đi lực đẩy nổi thủy tĩnh tác dụng lên cấu kiện. Trị số
lực đẩy nổi thủy tĩnh
bằng trọng lượng khối nước bị choán chỗ. Đối với vật liệu có cấu trúc đặc (kim loại, bê
tông, bê tông cốt thép v.v...) dung trọng của vật liệu nằm dưới nước bằng:
1=
n®
-γγ
(2. 1)
Trong đó:
γ
: dung trọng vật liệu trong không khí.
Trọng lượng đất lấp tác động trên một đơn vị diện tích bề mặt nằm ngang của công
trình lấy bằng tích số giữa dung trọng đất và chiều cao lớp đất lấp. Dung trọng đất trong
trạng thái đẩy nổi (nằm dưới nước) được xác định có xét đến độ rỗng của đất theo công
thức:
ε
γ
γ
+1
1
=
r
n®
-
(2. 2)

Trong đó:
γ
r
: Tỷ trọng bình quân của các hạt rắn, thông thường;
γ
r
= 2,65
÷
2,75 T/m
3
;
ε
: Hệ số độ rỗng.
Đối với đất cát trong tính toán thực tế có thể lấy
γ
đn
= 1,0 T/m
3
.

2.3. Áp lực thủy tĩnh và tải trọng do sóng.

Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
4

2.3.1. Áp lực thủy tĩnh
Áp lực thủy tĩnh tác động lên công trình bến xuất hiện khi mực nước trong lòng bến
cao hơn mực nước trước bến. Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch này giữa hai mực nước
thường là do mực nước trước bến hạ xuống khi triều rút, khi chịu tác động của gió theo

hướng từ bờ ra biển, hoặc khi mực nước dao động theo mùa cũng có khi, mực nước ngầm
dâng lên do nước mưa rào hoặc n
ước thải ra từ các máy bốc xếp thủy lực.
Có những loại kết cấu công trình bến có kảh năng thoat nước, nhờ đó áp lực thủy
tĩnh của ngước ngầm haùa như không xuất hiện. Đó là những công trình bến có kết cấu
dạng chuồng, dạng tường cừ bằng cọc bê tông cốt thép không có khóa liên kết, dạng
tường trọng lực trên đệm đá có lăng thể gi
ảm tải lòng bến v.v...
Áp lực thủy tĩnh của nước ngầm thường xuất hiện ở các công trình bến dạng tường
cừ bằng thép đóng vào tầng sét, hoặc dưới chân tường có tầng sét, có tác dụng như tầng
không thấm nước. Lớp đất được coi là tầng không thấm nước khi hệ số thấm của lớp đất
đó nhỏ hơn 1/10 hệ số thấm của lớp
đất lấp bên trên. Trong thực tế đã có trường hợp sau
bến tường cừ mực nước ngầm cao hơn 3
÷
4 mét so với mực nước trước bến. Độ chênh
mực nước đó đã làm mô men uốn trong cừ và nội lực trong thanh neo tăng lên 1,5 lần.
Bởi vậy, khi kết cấu bến và tầng đất bên dưới có tác dụng ngăn nước thì khi thiết kế cần
xét tới xây dựng hệ thống công trình thoát nước ngàm thích hợp đồng thời để lấp lòng
bến phải dùng loại đất có hệ số thấm không nhỏ h
ơn 5m ngày đêm.
Áp lực thủy tĩnh của nước ngầm có thể không cần xét đến trong những trường hợp
sau:
- Bến có kết cấu tường trọng lực đặt trên đệm đá với chiều dày lớp đệm đá trên
0,5m (không phụ thuộc gì vào độ thấm nước của nền đá và biện pháp kết cấu đã
dùng để che chắn không cho đát lọt qua khe tiếp giáp giữa các cấu kiện);
- Bến dạng tường góc họăc tường cừ có những khe tiếp giáp giữa các cấu kiện nằm
cách nhau không quá 4 mét theo chiều dài bến và được che chắn bằng tầng lọc
ngược (không phụ thuộc gì vào độ thấm nước của nền).
Trong trường hợp khe tiếp giáp giữa các cấu kiện tường mặt của bến có cấu tạo

không thấm nước (cừ thép liên kết khóa màn chắn bằng vật liệu tổ
ng hợp v.v...) cần tính
toán áp lực thủy tĩnh tác động lên công trình do mực nước ngầm cao hơn mực nước trước
bến. Trong thực tế có thể có hai trường hợp tính toán sau đây.
2.3.1.1).Trường hợp 1
Bến tường cừ có chôn cừ nằm trong tầng không thấm nước (hình 2.1a) hoặc bến
tường góc mà giữa bản đáy và tầng không thấm nước có lớp đệm đá dày không quá 0,5m
(hình 2.1b).
Trong trường hợp này áp lực thủy tĩnh xác định theo biểu đồ vẽ trên các hình 2.1a,
và 2.1b, trong đó cột áp lực
∆
h lấy bằng hiệu số độ cao giữa mực nước cao nhất và mực
nước thấp nhất trước bến, tức là xem mực nước ngầm vẫn giữ nguyên ở cao độ mực nước
cao nhất khi mực nước trước bến đã hạ đến vị trí thấp nhất do quá trình dao động mực
nước theo ngày. Với chế độ dao động mực nước theo mùa và chiều dài tuyến bến trên
1000m,
để dựng biểu đồ áp lực thủy tĩnh trị số
∆
h được giảm di 10
÷
20%.

Chng 2. Ti trng tỏc ng lờn cụng trỡnh bn.
2-
5

MNCN
Biểu đồ
áp lực
thuỷ tĩnh

Tầng
không
thấm
nớc
h
a)
=
MNTN
b)
Biểu đồ
AL thuỷ tĩnh
h
MN
MNTN
ngầm
Tầng không thấm nớc
MNTN
MNCN
MN
ngầm tính toán
AL thuỷ tĩnh
Biểu đồ
Tầng không thấm
c)
l
1
l
2
l
3

Hỡnh 2_ 1 S tớnh ỏp lc thy tnh ca nc ngm
trờn cụng trỡnh bn.

2.3.1.2.Trng hp 2
Bn tng c cú chõn tng úng cha n tng khụng thm nc (hỡnh 2.1c).
Trong trng hp ny dng biu ỏp lc thy tnh ca nc ngm ct nc

h c
xỏc nh riờng cho hai ch dao ng mc nc, theo mựa v theo ngy.
i vi dao ng mc nc theo mựa, ct nc

h cú th tớnh toỏn theo cụng thc
ca Shul.












=
L
t.K
exp1

K
L.V
h
th
th
y
(2. 3)
Trong ú:
V
y
- Tc h trung bỡnh ca mc nc trc bn (xỏc nh theo ng quỏ trỡnh
mc nc);
L - Chiu di gi nh ca mch thm
k
th
- H s thm ca t;
t - Thi gian h t mc nc cao nht xung mc nc thp nht.
Cụng thc tớnh chiu di gi nh L ca mch thm cú dng:
()
()
32
2
32
3
21
ll
l
45sinlll/l12L
+
++=

o
(2. 4)
Trong ú:
Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
6

l
1
- Chiều sâu đóng cọc;
l
2
- Khoảng cách từ chân cọc đến cao độ mức nước cao nhất;
l
3
- Khoảng cách từ chân cọc đến bề mặt tầng không thấm nước. Nếu l
3
> l
1
, thì
công thức (2.4) thay l
3
bằng l
1
.
Trong thực tế tốc độ hạ của mực nước trước bến V
y
thay đổi theo thời gian. Bởi
vậy, khi cần tính toán cột nước ∆h một cách chính xác hơn có thể chia thời gian t của
đường quá trình hạ mực nước trước bến ra làm nhiều thời đoạn để tính và dựng đồ thị

biến thiên mực nước ngầm theo thời gian, từ đó tìm được trị số ∆h
max
dùng làm cột nước
tính toán của biểu đồ áp lực.
Đối với chế độ dao động mực nước theo ngày, cột nước ∆h tính toán theo công
thức.
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=∆
L.2
t.k
-1t.V
th
yh
(2. 5)
Trong trường hợp trên tường bến có áp lực thủy tĩnh của nước ngầm, khi xác định
áp lực đất lên tường nên tính toán hiệu chỉnh dung trọng đất lấp nằm dưới mực nước
ngầm theo công thức:
i.
nnn
γγγ
±=
®®
(
2. 6)

Trong đó:
γ
đn
- Dung trọng đất ở trạng thái đẩy nổi, xác định theo công thức (2.2);
γ
n
- Dung trọng nước, lấy bằng 1,0T/m
3
;
i- Độ dốc dòng thám, xác định theo mạng lưới thủy động hoặc tính gần đúng theo
biểu thức:
L
h
i
max
∆
=
(
2. 7)

Trong công thức (2.6) dấu cộng được dùng đối với vùng áp lực chủ động của đất,
dấu trừ được dùng đối với vùng áp lực bị động.
2.3.2. Áp lực do sóng
Thường chỉ xét đến khi bến có kết cấu dạng tường cừ hoặc tường trọng lực và chiều
cao sóng trên 0,5m. Trong trường hợp này tải trọng sóng lớn nhất hình thành khi chân
sóng tiến đến mặt tường.

Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
7

a)
MNTT
ζ
t
b)
MNTT
ζ
t

Hình 2_ 2 Biểu đồ áp lực sóng trên bến tường cừ(a)
và bến trọng lực (b)

Đối với bến tường cừ biểu đồ áp lực sóng có dạng như hình 2.2a, trong đó xem áp
lực sóng chỉ tác động trong phạm vi từ mực nước tính toán đến cao độ đáy nước trước
bến.
Đối với bến tường trọng lực áp lực sóng xác định theo biểu đồ trên hình 2.2b.
Độ chênh ζ
t
giữa cao độ chân sóng và mực nước tính toán phụ thuộc vào các thông
số tính toán của sóng (chiều cao sóng h và bước λ) và chiều sâu nước trước bến.
Đại lượng ζ
t
và các trung độ p của biểu đồ áp lực sóng xác định theo Quy phạm tính
toán tải trọng và tác động trên công trình thủy.
2.4.Tải trọng do tàu

2.4.1. Tải trọng do gió, dòng chảy tác động lên tàu
Tải trọng do tàu tác động lên công trình bến bao gồm ba loại tải trọng neo tàu, tải
trọng tựa tàu và tải trọng va khi tàu cập bến.

Nguyên nhân làm xuất hiện tải trọng neo tàu và tải trọng tựa tàu là tác động của gió
lên phần nổi của tàu và tác động của dòng chảy lên phần tàu ngập nước. Khi gió và dòng
chảy hướng ra phía khu nước thì tác động của chúng đẩy tàu tách khỏi bến và làm căng
các dây neo, tạo ra tải trọng neo truyền vào công trình bến qua các bích neo. Nế
u gió và
dòng chảy tác động theo hướng ngược lại thì tàu bị đẩy áp vào bến, tạo ra tải trọng tựa
tàu.
Tải trọng va xuất hiện khi đưa tàu cập bến. Hình thành vào thời điểm tàu bắt đầu
tiếp xúc với bến, trị số tải trọng va tăng dần và đạt giá trị lớn nhất khi toàn bộ động năng
của tàu đã chuyển thành thế năng biến dạng củ
a công trình bến và thiết bị đệm tàu trước
bến.
Để tính toán tải trọng neo tàu và tải trọng tựa tàu trước hết phải xác định tải trọng
do gió và dòng chảy tác động lên tàu.
1)

Thành phần ngang Wq(KN) và thành phần dọc Wn(KN) của tải trọng do gió tác động
lên tàu, xác định theo công thức:
ξ=
−
2
qq
5
q
VA10.6,73W
(
2. 8)


ξ=

− 2
nn
5
n
VA10.0,49W
(
2. 9)

Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
8

Trong đó:
A
q
; A
n
- Diện tích hướng gió của tàu theo hướng mạn tàu và theo hướng mũi tàu,
tính bằng m
2
;
V
q
và V
n
- Thành phần ngang và thành phần dọc của tốc độ gió, lấy theo tần suất
2% cho thời gian vận tải thủy, tính bằng m/s;
ξ - Hệ số xét đến tác động không đều của luồng gió được lấy theo bảng 2.2 tùy
thuộc vào chiều dài hình chiều tàu tàu lên mặt phẳng vuông góc hướng gió.

Bảng 2_ 2 Hệ số ζ.
Chiều dài của hình chiếu tàu lên
mặt phẳng vuông góc với hướng
gió tính bằng n (L
th
)
≤ 25
25
÷
50 50
÷
100
≥
100
Hệ số ξ
1,00 0,80 0,65 0,50
Khi tính diện tích hướng gió của tàu phải xét tác động che chắn gió của những vật
cản nằm ở đầu gió bằng cách lấy diện tích hướng gió của tàu (A
q
, A
n
) trừ đi trị số tính đổi
của diện tích che chắn gió A
c
của các vật cản gió. Trị số tính đổi A
c
có thể xác định theo
công thức:
A
c

= (h
b
+α
c
.H
c
)L (2. 10)
Trong đó:
h
b
- Chiều cao từ mặt bến đến cao độ mực nước cao nhất tính bằng m;
H
c
-

Chiều

cao trung bình của các vật cản, tính bằng m;
L - Chiều dài vùng chắn gió, láy bằng chiều dài tàu L
t
nếu L
t
< L
b
và lấy bằng
chiều dài bến L
b
nếu L
t
>L

b
tính bằng mét;
α
c
- Hệ số chắn gió, xác định theo công thức:
th
c
c
c
c
L
L
l
H
5,0=α
(2. 11)
Trong đó:
l
c
- Khoảng cách trung bình từ các vật cản đến mép bến, tính bằng mét (khi l
c
<H
c

thì lấy l
c
= H
c
);
L

c
- Chiều dài hoặc tổng chiều dài các vật cản nằm trong giới hạn L
c
≤ L
th
tính
bằng m.
Khi chiều dài bến L
b
bé hơn chiều dài L
th
của hình chiếu tàu lên mặt phẳng vuông
góc hướng gió thì công thức (2.11) thay L
th
bằng L
b
.
2) Thành phần ngang Qa(KN) và thành phần dọc Na(KN) của tải trọng do dòng chảy tác
động lên tàu, xác định công theo công thức:
2
lla
VA59,0Q =
(2. 12)
2
tta
VA59,0N =
(2. 13)
Trong đó:
Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-

9

A
l
và A
t
- Diện tích cản nước của tàu, theo hướng mạn tàu và theo hướng mũi tàu,
tính bằng m
2
;
V
l
và V
t
- thành phần ngang và thành phần dọc của tốc độ dòng chảy, lấy theo tần
suất 2% cho thời gian vận tải thủy tĩnh bằng m/s.
2.4.2- Tải trọng neo tàu:
Là tải trọng tập trung truyền lên công trình qua các thiết bị neo tàu bố trí trên
bến.Trên hình 2.3 là sơ đồ phân bố tải trọng neo tàu S trên một bích neo, các thành phần
ngang S
q
, dọc S
n
và thẳng đứng S
v
.
S
S
v
S

q
S
n
α
β
MÐp bÕn

Hình 2_ 3 Sơ đồ phân bố tải trọng neo tàu trên bích neo.
Đối với bến tàu biển thành phần ngang S
q
phân bố đều, tổng thành phần.ngang Q
tot

của tải trọng do gió và do dòng chảy tác động lên tàu (Q
tot
= W
q
+ Q
a
) cho các bích neo.
Như vậy tổng hợp lực neo lên một bích neo (S) và các thành phần S
q
, S
n
và S
v
được xác
định bằng những biểu thức sau:
βα
=

cossinn
Q
S
tot
(2. 14
n
Q
S
tot
q
=
(2. 15)
βα= coscosSS
n
(
2. 16)

β= sinSS
v
(2. 17)
Trong đó:
n - Số bích neo làm việc lấy theo bảng 2.3;
α và β - Góc nghiêng của dây neo đo bằng độ lấy theo bảng 2.4.

Bảng 2_ 3 Số bích neo trước bến.
Chiều dài max của tàu L
t max
, m ≤ 50 150 250
≥
300

Khoảng cách max giữa các bích neo, m 20 25 30 30
Số bích neo làm việc 2 4 6 8

Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
10

Bảng 2_ 4 Góc dây neo α, β
Góc nghiêng của dây neo,
độ
β

Loại tàu
Vị trí bích neo trên
công trình bến
α

Tàu có
hàng
Tàu không
hàng
Tàu biển Trên mép bến;
phía sau bến
30
40
20
10
40
20
Tàu sông chở khách hoặc

chở khác và hàng hóa
Trên mép bến 45 0 0
Tàu sông chở hàng Trên mép bến 30 0 0
Khi xây dựng bến dùng để tiếp nhận những tàu biển trọng tải lớn với lượng choán
nước có hàng trên 5 vạn tấn cần bố trí ở hai đầu bến hai bích neo cho các dây neo dọc.
Hai bích neo này đặt ngoài phạm vi chiều dài tàu L
t
, cách hai mũi tàu không quá 0,2L
t

theo hướng mép bến. Trong trường hợp này mỗi bích neo được tính toán chịu một lực
bằng tổng thành phần dọc T
tot
của tải trọng do gió và do dòng chảy (T
tot
= W
n
+ N
a
). Xác
định theo các biểu thức (2.9); (2.13).

1
22
1
3
1. Nhãm d©y neo däc
2. Nhãm d©y neo ngang
3. Nhãm d©y neo gi»ng

Hình 2_ 4 Phân bố các nhóm dây neo chuyên dụng.

Đối với các bến chuyên dụng chỉ gồm một sàn công nghệ và các trụ neo riêng lẻ
(hình 2.4) trước khi tính toán phải lập so đồ bố trí các trụ neo cho 3 nhóm dây neo, nhóm
dây neo dọc ở hai mũi tàu nhóm dây neo ngang và nhóm dây neo giằng vào giữa. Với
mỗi nhóm dây neo phải bố trí hai trụ neo, tính toán chịu tải ngang nhau. Mỗi trụ neo
thuộc nhóm dây neo dọc hoặc nhóm dây neo ngang chịu một tải trọng neo bằng 0,4 ΣH,
mỗi trụ neo thuộc nhóm dây neo giằng chịu một tải trọng neo b
ằng 0,3ΣH. Tùy theo số
lượng dây neo trong mỗi nhóm và tải trọng tính toán của các bích neo mà bố trí từ một
đến bốn bích neo trên mỗi trụ neo. Khi tàu cập ở cả hai phía công trình bến thì tăng số trụ
neo và bích neo lên hai lần.
Đối với bến tàu sông, tổng hợp lực Q của tải trọng neo được tiêu chuẩn hóa theo
quy định trong bảng 2.5.
Chương 2. Tải trọng tác động lên công trình bến.
2-
11

Bảng 2_ 5 Tải trọng neo tàu.
Tổng hợp lực của tải trọng neo (Q), KN
Lượng choán nước tính
toán của tàu khi có hàng
(D), t
Tàu chở khách, tàu
chở cả khách và hàng,
tàu thuộc đội tàu KT có
kết cấu tầng trên kín
Tàu chở hàng và tàu
thuộc đội tàu KT có
kết cấu tầng trên hở

≤ 100 50 30
110-500 100 50
510-1000 145 100
1100-2000 195 125
2100-3000 245 145
3100-5000 - 195
5100-10000 - 245
>10000 - 295

2.4.3. Tải trọng tựa tàu:
Là tải trọng phân bố đều theo chiều dài công trình bến trên toàn bộ đoạn tiếp xúc
giữa mạn tàu và mặt trước bến. Đối với công trình có tuyến bến liên tục trong phạm vi
phần thẳng của mạn tàu tải trọng tựa tàu xác định theo công thức.
tx
tot
l
Q
1,1q =
(2. 18)
Trong đó:
l
tx
- Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa mạn tàu và mặt trước bến.
Nếu gọi l
m
là chiều dài phần thẳng của mạn tàu (hoặc của dầm bao mạn tàu) và L
b
là
chiều dài bến thì trong công thức (2.18) phải lấy l
tx

= l
m
khi L
b
>l
m
và l
tx
= L
b
khi L
b
<l
m
.
Đối với tuyến bến chỉ gồm các mố hoặc trụ tựa tàu riêng lẻ thì tải trọng tựa tàu chỉ
phân bố lên những mố hoặc trụ nào nằm trong phạm vi phần thẳng của mạn tàu.
2.4.4- Tải trọng va khi tàu cập bến
Là tải trọng tập trung tác động lên công trình bến. Là một trong những yếu tố quyết
định các kích thước chủ yếu, giá thành và tuổi thọ của nhiều loại kết cấu công trình bến.
Phần lớn các công thức tính toán tải trọng va đã dùng trong thực tế thiết kế các công trình
bến cảng đều nhận được trên cơ sở phương trình cân bằng năng lượng.
Ở thời điểm bắt đầu ch
ạm vào công trình bến, tàu vẫn còn một vận tốc và một động
năng ứng với giá trị vận tốc đó. Trong quá trình va một phần động năng của tàu biến
thành công của lực va gây ra biến dạng công trình bến và các thiết bị đệm ở mặt trước
bến. Phần động năng đó, tính bằng Tm, được xác định bàng biểu thức
2
DV
E

2
q
Ψ=
(2. 19)