1 400T 8,9 11,13 4 2.00 2.156334 1 lần
2 600T 8,9 7,42 4 2.00 3.234501 1 lần
3 1000T 8,9 4,45 8 1.00 5.393258 1lần
4 2000T 8,9 2,23 10 0.80 10.76233 1 lần
5 3000T 8,9 1,48 10 0.80 16.21622 1 lần
Kết quả tính toán trên cho ta thấy rằng biểu thức 3-1 luôn luôn thoả
mãn nên số làn của luồng tàu là một lần:
Bảng 3.7: Số lượng làn tàu trên luồng Sông Đáy
TT Loại tàu L
k
N V
max
L
k
/V
max
T/N Luồng
1 400T 40 11,13 4 10.00 2.156.334 2 làn
2 600T 40 7,42 4 10.00 3.234501 2 làn
3 1000T 40 4,45 10 4.00 5.393258 2 làn
4 2000T 40 2,23 10 4.00 10.76233 2 làn
5 3000T 40 1,48 10 4.00 16.21622 2 làn
Kết quả tính toán trên cho ta thấy rằng biểu thức 3-1 luôn luôn thoả
mãn nên số làn của luồng tàu là một làn với tàu 1000T÷3000T và 2 làn đối
với tàu 400T÷600T
3.2.3. Xác định chiều sâu luồng chạy tàu:
Chiều sâu chạy tàu tối thiểu luồng được xác định từ biểu thức tổng
quát trong “Qui trình thiết kế kênh biển” của Bộ GTVT như sau:
H
0
= H
ct
+ Z
4
(3-4)
H
ct
= T + Z
0
+Z
1+
Z
2
+Z
3
± ∆H (3-5)
Trong đó:
H
ct
Chiều sâu tối thiểu trên luồng tàu theo yêu cầu chạy tàu (m)
Z
0
Dự phòng độ sâu do chất tải không đều hoặc bẻ lái đột ngột (m)
Z
1
Chiều sâu dự phòng để đảm bảo lái tàu, phụ thuộc vào mớn nước T
và đất ở đấy kênh trong phạm vi H
ct
± 0,5m (m)
Z
2
Dự phòng độ sâu do ảnh hưởng của sóng khi chạy tàu (m)
Z
3
Chiều sâu dự phòng tính đến sự thayđổi mớn nước T của tàu (m)
Z
4
Dự phòng độ sâu do sa bồi của luồng tàu giữa hai lần nạo vét duy
tu.
T Mớn nước đầy tải của tàu tính toán
∆H Trị số chuyển mực nước tính toán về số không độ sau (với dấu trừ
nếu mực nước tính toán cao hơn và dấu cộng nếu mực nước tính toán thấp
hơn số không độ sâu)
Tính toán Z
0
, Z
1
, Z
2
, Z
3
Z
1
- Chiều sâu dự phòng để đảm bảo lái tàu: Z
1
= 0.04T = 0.12m
Z
2
- Đối với tàu chạy một chiều và các tàu tránh nhau trên kênh có mặt
cắt ngang không đầy đủ xác định theo đồ thị hình 2 trang 9 QTTKKB, tuỳ
thuộc vào các trị số cho trước L
t
, T, H
0
và chiều cao sóng h
3%
.
Hoặc Z
2
= 0.3h
s
– Z
1
; hs = 3m
Z
3
– Tra bảng 9 trang 12 – QTTKKB, Z
3
= 0.2m
Z
0
= (B
t
/2)sin
α
- Z
1
, và Z
0
≥ 0.5 Z
1
α
: Góc lệch tính toán
α
= 0
0
đối với tàu chở hàng khô có trọng tải Dw < 6000T
Z
0
= 0.5 Z1 = 0.5 x 0.12 = 0.06m
Bảng 3.8: Kết quả tính toán tổng hợp chiều sâu chạy tàu
Loại
tàu
T(m) Z
1
(m) Z
2
(m) Z
3
(m) Z
0
(m) H
ct
(m) H
ct
chọn
(m)
1000 3 0.12 0.78 0.1 0.06 4.06 4.0
2000 4.3 0.172 0.728 0.2 0.06 5.46 5.5
3000 5.4 0.216 0.684 0.2 0.06 6.56 6.6
3.2.4. Chiều rộng đáy luồng tàu
* Theo “Qui trình thiết kế kênh biển” của Bộ GTVT chiều rộng đáy
luồng một lần một làn tối thiểu được xác định theo công thức sau:
B
ct
=L.sinθ + B.Cosθ + t.Sinβ.V
max
+ 2.C
1
+ ∆B (3-6)
Tính toán với tàu 1000T
Trong đó:
B
ct
Chiều rộng chạy tàu (m)
L
t
: Chiều dài tàu tính toán (L
t
= 75m)
B
t
: Chiều rộng tàu tính toán (B
t
= 10.5m)
C
1
Dự phòng chiều rộng giữa dải hoạt động của với bờ kênh (C
1
= 0.5
B
t
= 5,25m)
V
max
Vận tốc chạy tàu lớn nhất tính toán trên luồng (m/s)
V
max
= 3.0m/s
θ: Góc dạt tàu do gió, dòng chảy gây ra (15
0
)
∆B Chiều rộng dữ trữ tính tới sa bồi ∆B = 2.Z
4
.m
0
= 2.0.5.7 = 7m
t.sinβ = 3s thời gian tối thiểu để tàu lấy lại được hướng đi khi bị lệch
Kết quả tính toán chiều rộng đáy tàu lấy lại được hướng đi khi bị lệch.
Kết quả tính toán chiều rộng đáy tàu là:
B
ct
= 2 (L.Sinθ + B.Cosθ + t.Sinβ.V
max
) + 2.C
1
+ C + ∆B
Trong đó:
B
ct
: Chiều rộng chạy tàu (m)
L
t
: Chiều dài tàutính toán (L
t
= 52m)
B
t:
Chiều rộng tàu tính toán (B
t
= 8.5m)
C
t
: Dự phòng chiều rộng giữa dải hoạt động của tàu với bờ kênh (C
t
=
0.5B
t
= 4.25m
V
max
Vận tốc chạy tàu lớn nhất tính toán trên luồng (m/s)
V
max
= 3.0 m/s
θ: Góc dạt tàu do gió, dòng chảy gây ra (5
0
)
∆B Chiều rộng dữ trữ tính tới sa bồi ∆B = 2.Z
4
.m
0
= 2.0.5.7 = 7m
t.sinβ = 3s thời gian tối thiểu để tàu lấy lại được hướng đi khi bị lệch
C: Chiều rộng dự phòng giữa 2 giải hoạt động ngược chiều (C = B
t
=
8.5m)
Kết quả tính toán đáy luồng 2 làn là:
B
ct
= 73.9 m. Làm tròn lấy B
ct
= 75m.
Chọn chiều rộng đáy luồng thiết kế B
ct
= 75m
3.2.5. Bán kính cong tối thiểu của luồng tàu vào cửa đáy
Dựa vào điều kiện địa hình khu vực xây dựng ta thấy rằng tuyến luồng
chỉ có thể đi thẳng ra cửa sông hoặc chệch về hướng Đông nam thì đảm
bảo an toàn hơn và chi phí cho việc xây dựng luồng vào cảng ít tốn kém
hơn điều đó được chứng minh cụ thể là phía Bắc do có ngưỡng cạn được
hình thành do dòng chảy khu cực Nam Vịnh Bắc Bộ về mùa đông và mùa
hè thường có hướng Đông Nam và hướng Nam tạo nên dòng ven có hướng
từ nam lên Bắc ngược chiều với dòng ven khu vực vịnh Bắc Bộ có hướng
từ Bắc xuống Nam điều này sẽ làm tăng chi phí nẹo vét khi thi công.
Luồng Cửa Đáy được chia làm 2 đoạn như sau:
Đoạn I: Từ trụ đèn 03 đến trụ đền N1 dài khoảng 2625m
Đoạn II: Từ trụ đến N2 ta đến độ sâu thoả mãn chạy tàu mà không cần
đến giải pháp công trình dài khoảng 4250m
Như vậy ta cần phải xác định bán kính cong ở hai vị trí trên bình đó
cho ta thấy rõ ràng hơn.
Theo tài liệu “Tính toán chuẩn tắc luồng tàu tính toán” tác giả của
GS.TS Lương Phương Hậu. Khi đoạn cong ở trong sông thì bán kính cong
tối thiểu của luồng là: R
min
=(3,5 – 4,5)L
1
(3-7)
Như vậy ta có bán kính cong tối thiểu cho tàu 1000DWT (L
1
=75m)
R
min
= 4.5 x75 = 337.5 m (3-8)
Dựa vào điều kiện địa hình khu vực ta thấy rằng chọn R = 800m là
phù hợp nhất, nó thoả mãn thuận lợi cho luồng đi theo rãnh nước sâu của
sông điều này sẽ dẫn đến việc giảm nhỏ khối lượng nạo vét.
Mở rộng luồng tại đoạn cong:
Độ mở rộng thêm được tính theo công thức:
BR
L
B
t
+
=∆
2
2
(3-8)
B: Bề rộng luồng tàu tại đoạn thẳng (m)
R: Bán kính cong tim luồng (m)
Trong đó:
m
x
B 3.3
608002
75
2
=
+
=∆
chọn 4m
m
L
L
RR
t
t
57600
5,205.0
2
max
=
+
=≤
(3-9)
L
t
là chiều dài tàu tính toán: (m)
R: Bán kính cong của luồng (m)
Vậy ta thống nhất chọn bán kính cong của hai đoạn là R = 800m
Chiều dài đoạn luồng thẳng chuyển tiếp giữa hai đỉnh cong trái chiều
được tính theo công thức sau.
R
L
S
t
2
min
12
=
(3-10)
mS 375,84
800
75
12
2
min
==
Chọn S
min
= 85m
3.2.6. Xác định mái dốc của luồng
Mái đốc của luồng được xác định tuỳ thuộc vào trạng thái đất đào tại
luồng ở bảng (3-6) CTCSVB
Tại khu vực Cửa Đáy địa chất hầu hết là cát nhỏ, mịn có pha lẫn bùn
sét phù sa do đó dựa vào bảng dưới đây ta chọn mái dốc của kênh m
0
= 7
Bảng 3.9: Các kích thước cơ bản của luồng tàu
Loại tàu
DWT
Chiều dài
L
It (m)
Chiều rộng
B
ct (m)
Chiều sâu
H
ct (m)
R
min
(m) S
min
(m) m
0
1000 6875 75 4.0 340 85 7
3.2.7. Xác định tốc độ giới hạn chạy tàu
Tốc độ giới hạn chạy tàu được xác định theo công thức 4-17 (trang
147 giáo trình Chỉnh trị cửa sông ven biển)
β
=
T
L
T
H
Hg
V
tm
m
m
125,0
.
Trong đó:
V
m
: Tốc độ chạy tàu trong luồng
H
m
: Chiều sâu nước trong kênh
T: Mớn nước tàu thiết kế 3m
L: Chiều dài tàu thiết kế 75m
B: Chiều rộng tàu thiết kế 10,5m
g: gia tốc trọng trường 9,18m/s
2
β được xác định theo công thức
β =
225,0
75
75
225,0125,0
6,0
6,0
=
=
−
B
L
t
Thay vào công thức trên ta được:
225,0
5,10
75
.
3
0,4
125,0
0,4.81,9
=
m
V
928,0
2645,6
=
m
V
=> V
m
= 6,2m/s
- Tốc độ chạy tàu V
m
trong không gian nước một phía là giải nước vô
hạn được xác định theo công thức (công týưc 4-21 Giáo trình Chỉnh trị cửa
sông ven biển)
V
m
=
Hg 8,0
Trong đó:
V
m:
Tốc độ chạy tàu trong luồng
H
m
: Chiều sâu nước trong kênh
g: Gia tốc trọng trường 9,81 m/s
2
Vậy V
m
= 0,8.
sm /3,64.81,9
=
Tốc độ giới hạn chạy tàu V
ch
được xác định theo qui trình thiết kế
kênh biển
V
ch
= 0,9V
m
V
ch
= 0,9.6,3 = 5,7 m/s
Vậy tốc độ giới hạn chạy tàu là 5,7m/s
3.3.CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI TUYẾN LUỒNG
Luồng tàu qua cửa sông cần phải đảm bảo các yêu cầu sâu:
- Tuyến luồng phải ổn định trên mặt bằng
- Trục tuyến luồng có gốc lệch so với phương gió mạnh, sóng lớn và
dòng chảy thịnh hành càng nhỏ càng tốt.
- Trục tuyến luồng thẳng ít chuyển hướng. Trong trường hợp do hạn
chế của địa hình, địa chất cần phải chuyển hướng nhiều lần thì cố gắng
giảm nhỏ góc chuyển hướng, tăng khoảng cách giữa hai lần chuyển hướng,
tăng bán kính cong và mở rộng thêm nhiều rộng luồng.
- Luồng phải đảm bảo chiều rộng, chiều sâu ổn định cho phép tàu
chạy an toàn dưới mức nước thiết kế.
- Tầm nhìn của người lái tàu không bị che khuất bởi chướng ngại vật
- Nếu có điều kiện mở thêm các trạm dịch vụ và đảm bảo an toàn chạy
tàu
- Tuyến luồng nên tránh những vùng kinh tế dân sinh hoặc các danh
lam thắng cảnh, nhằm giảm bớt ô nhiễm môi trường.
Trên cơ sở những yêu cầu nói trên để lựa chọn được tuyến luồng hợp
lý ta có thể sử dụng một số phương pháp sau để phân tích.
3.4. CHỌN HƯỚNG TUYẾN LUỒNG
Việc bố trí tuyến luồng phù hợp là rất cần thiết đối với tất cả các cảng,
chúng ta biết rằng nếu như tuyến luồng phù hợp sẽ làm giảm chi phí cho
tàu luồng tàu của cảng, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tàu vào cảng làm
hàng nên có thể làm tăng lượng hàng vào cảng.
Với địa hình tại Cửa Đáy này đưa ra hai phương án bố trí tuyến luồng
như sau:
+ Phương án 1: Tuyến luồng đi theo đường trũng tự nhiên đến Km
13+00 rồi theo bán kính R = 874m và đường thẳng có góc phương vị -153
0
đi thẳng ra biển (xem hình 3-1 và bảng 3.10).
Bảng 3.10: Các tham số về tuyến luồng PA1
Đoạn L(m)
α
(
0
) R(m) B(m)
AB 453.5 -153 80
BC 456.5 -175 874 80
CD 715.6 -179 80
DE 365.5 -162 886 80
EF 1745 -154 80
FG 335 -143 874 80
GH 827 -143 80
HI 515 -175 800 80
IJ 809.2 -160 80
JK 444.4 -140 800 80
KL 1649.5 -138 80
LM 516.7 -157 800 80
MN 1609.5 -176 80
NO 469.1 -164 800 80
OP 4222.7 -164 80
+ Phương án 2: Tuyến luông đi theo đường trũng tự nhiên đến Km
10+00 rồi theo bán kính R = 800m và đường thẳng có góc phương vị 164
0
đi thẳng ra biển (xem bảng 3.11 và hình 3-2)
Bảng 3.11: Các tham số về tuyến luồng PA2
Đoạn L(m)
α
(
0
) R(m) B(m)
AB 453.5 -153 80
BC 456.5 -175 874 80
CD 715.6 -179 80
DE 365.5 -162 886 80
EF 1745 -154 80
FG 335 -143 874 80
GH 827 -143 80
HI 515 -175 800 80
IJ 809.2 -160 80
JK 444.4 -140 800 80
KL 1649.5 -138 80
LM 516.7 -157 800 80
MN 1609.5 -176 80
NO 469.1 -164 800 80
OP 4222.7 -164 80
Phân tích lựa chọn phương án
Từ hai phương án tuyến luồng đã lựa chọn ta có một số nhận định về
ưu nhược điểm của từng phương án
- Với phương án 1: ưu điểm của phương án này là tận dụng được
chiều sâu tự nhiên, nạo vét ít, nhược điểm là tuyến luồng dài, phải đặt
nhiều hệ thống phao tiêu báo hiệu, tầm nhìn bị hạn chế, tầu đi trong tuyến
luồng này chịu ảnh hưởng mạnh của các yếu tố sóng, gió.
- Với phương án 2: ưu điểm là tuyến luồng ngắn, tàu từ ngoài biển đi
thẳng vào trong sông, hệ thống phao tiêu báo hiệu ít, tuyến luồng trùng với
dòng chủ lưu từ sông chảy ra, tầu đi trong tuyến luồng này chịu ảnh hưởng
của các yếu tố sóng, gió ít hơn phương án 1 nhược điểm là khối lượng nạo
vét tương đối nhiều, đầu tư nạo vét duy tu lớn.
Dựa vào sự phân tích ở trên ta thấy phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn
do đó ta lựa chọn phương án tuyến luồng 2 làm phương án thiết kê.s
3.5. LỰA CHỌN MỰC NƯỚC CHẠY TÀU HỢP LÝ
3.5.1.Các mực nước đặc trưng
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét