trờng đại học xây dựng Khoa công trình thủy - môn cảng-đờng thủy =========================================================== đồ án xởng đóng tàu (công trình ụ tầu khô) Giáo viên hớng dẫn : trần quang vinh Sinh viên thực Lớp Mssv : : 43C1 :6130-43 Hà Nội mở đầu Đồ án môn học Xởng đóng tàu đồ án chuyên ngành quan trọng sinh viên ngành Cảng-Đờng thủy Nhiệm vụ đồ án thiết kế kỹ thuật công trình thủy công nhà máy đóng sửa chữa tàu nh: ụ khô, triền tàu, đà tàu, Với số liệu đà cho thầy hớng dẫn, nhiệm vụ cụ thể đồ án là: 1- Thiết kế kỹ thuật công trình ụ khô phục vụ cho việc sửa chữa tàu Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu 2- Kết tính toán thể thuyết minh dày 43 trang vẽ khổ A1 Với việc thiết kế ụ tầu khô này,nó giúp cho sinh viên ngành Cảng-Đờng thuỷ đợc làm quen với công trình thuỷ công công việc chủ yêú nhà máy đóng sửa chữa tàu thuỷ Tác giả đồ án xin chân thành cảm ơn thầy giáo trần quang vinh bạn sinh viên lớp 43Cảng trờng Đại học Xây dựng đà nhiệt tình giúp đỡ để đồ án đợc hoàn thành tiến độ Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu mục lục Phần mục Mở đầu Trang Chơng Xác định quy mô nhà máy sơ đồ công nghệ khai thác Tính toán kích thớc giả định kết cấu ụ tàu Xác định tải trọng 10 Tính toán kết cấu buồng ụ 17 TÝnh to¸n hƯ thèng cÊp tho¸t níc bng 34 Thèng kª vËt liƯu cho bng 36 KÕt luận kiến nghị 41 Chơng Chơng Chơng Chơng Chơng Chơng Tài liệu tham khảo 42 Mục lục chơng Xác định quy mô nhà máy sơ đồ công nghệ khai thác 1.1 Xác định số lợng buồng ụ - Mục đích thiết kế: Thiết kế ụ tàu khô phục vụ công tác sửa chữa tàu Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ - Kế hoạch sản xuất: 12 tàu/năm - Số ngày tàu bệ: 40 ngày/tàu - Tổng số ngày sửa chữa cần thiÕt: 12 x 40 = 480 ngµy - Sè ngµy làm việc năm: 300 ngày - Số lợng ụ cần thiết: Đồ án Xởng đóng tàu N = 1,2 x 480/300 ≈ - X©y dùng vị trí cách biệt nhau, sử dụng chung hệ thống cần trục vận chuyển lắp ráp - Với số lợng ụ, nhà máy đóng sửa chữa tàu thuộc loại vừa, đợc quy hoạch sơ nh hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sửa chữa tàu Tàu đến sửa chữa đợc bốc dỡ hết hàng bến trang trí nhà máy, sau đợc đa vào ụ để sửa chữa theo trình tự sau: - Giả sử ụ khô nớc, cưa ®ãng kÝn, cung cÊp níc cho b»ng hệ thống cấp nớc tự chảy mực níc vµ ngoµi b»ng (b»ng mùc níc hạ thủy) - Kéo cửa ụ (với trờng hợp cửa phao) - Đa tàu vào ụ hệ thống tời đặt cửa ụ hai bên thành ụ - Cố định tàu ụ hệ thống neo, đệm tàu - Thoát nớc ụ hệ thống máy bơm - Làm khô ụ, tiến hành bớc chuẩn bị cần thiết - Sửa chữa tàu - Sửa chữa xong tiến hành cung cấp nớc cho ụ giống nh - Tháo hệ thống neo giữ, đa tàu bến trang trí - Hoàn thiện công tác sửa chữa tàu bến trang trí Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu - Kết thúc bàn giao Xem sơ đồ hình Phân x ởng Đ ờng vận chuyển Bến trang trÝ B·i vËt liƯu kh« sè kh« số Hình 1- Mặt quy mô nhà máy Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu CÊp n íc cho KÐo cưa ngoµi Đ a tàu vàp ụ Cố định tàu Thoát n ớc buồng ụ Làm k hô ụ Tiến hành sửa chữa Cung cấp n ớc cho ụ Tháo cửa kéo Đ a tàu bến trang trí Hoàn thiện chơng Hình - Sơ đồ công nghệ sửa chữa tàu tính toán kích thớc giả định kết cấu ụ tàu 2.1 Các số liệu thiết kế ã Tàu: - Loại tàu : tàu biển chở hàng khô D = 10.000 DWT, W = 20.000 T - KÝch thíc : Bé môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Ltmax = 143m; Ltđoạn hai đờng vuông góc = 131m; Bt = 19.2m; Tmũi không hàng = 3.3m; Tlái không hàng = 4.8m; ã Địa chất thủy văn: - Mặt cắt địa chất : số Lớp đất 1: Cát trung: γ = 1.78 t/m3; µ0= 0.05; E0= 200kG/cm2; R=2.5 kG/cm2 Lớp đất 2:Bùn nhÃo Lớp đất 3: Sét dẻo: = 1.75 t/m3; µ0 = 0.2; E0 = 100 kG/cm2; R = 0.8 kG/cm2 Lớp đất 4:Đá cứng 2.2 - MNCTK: +2.0m - MNTTK: 0.0m - MNHT : +1.0m X¸c định kích thớc ụ tàu a ChiỊu dµi bng L = Lt + l1+ l2+∆l Lt = 143m : chiều dài tàu tính toán l1+ l2:Khoảng hở đầu từ tàu đến cửa ụ mÐp têng cuèi ô l1+ l2=12m ∆l = 3m : Chiều dài dự trữ buồng ụ L =143 + 15 = 158 (m) Chän L = 160m, chia thµnh phân đoạn, phân đoạn dài 40m b Chiều réng buång ô B = Bt + ∆b1 Bt = 19.2m : chiều rộng lớn tàu tính toán b1 = 4ữ6m : khoảng cách an toàn cần thiết hai bên lờn tàu B = 23.2ữ25.2m Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Chọn B = 25 m c ChiỊu réng cưa bng Bc = Bt + ∆b2 Bt = 19.2m : chiỊu réng lín tàu tính toán b2 = 2ữ4m : khoảng cách an toàn cần thiết hai bên lờn tàu Bc = 21.2ữ23.2m Chọn Bc = 22m d Chiều sâu buồng ụ H=T+h+a T = Tlái không hàng = 4.5m : mớn nớc phía lái tàu không hàng h = 1.2m : chiều cao đệm sống tàu a = 0.5m : độ dự trữ dới đệm sống tàu H = 4.8 + 1.2 + 0.5 = 6.5 (m) e Cao trình đáy ụ CTđáy ụ = MNHT - H = +1.0- 6.5 = -5.5 f Cao trình mặt đệm sống tàu CTMĐ = CTđáy ụ + h = -5.5 + 1.20 = -4.3 g Cao tr×nh ngìng ∇CTNU = ∇CTM§ - 0.50 = -4.3 - 0.50 = -4.8 ChiỊu cao ngỡng ụ: hn = CTNU - CTđáy ụ = -4.8 - (-5.5) = 0.70 (m) h Cao trình đỉnh ô ∇CT®Ønh ô = ∇MNCTK + = +2.0 + 1.0 = +3.0 i ChiỊu cao Ht = ∇CT®Ønh ụ - CTđáy ụ = +3.0 - ( -5.5) = 8.5 (m) j Mét sè kÝch thíc kh¸c ChiỊu réng têng phÝa trªn: b0 = 3m; b'0 = 1.5m Chiều rộng tờng ụ chỗ giáp với đáy: b = 0.3 Ht = 0.3 x 8.5 = 2.55m Bé môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Chiều dày đáy: d = 1.5 (m) (chiều dày đáy lÊy theo kinh nghiƯm cã hƯ thèng tho¸t nớc ngầm) 2.3 Giả định kết cấu ụ tàu Kết cấu chung: ụ tàu khô có hệ thống thoát nớc Bản đáy ụ tàu BTCT đổ chỗ đợc chia thành hai phần: Phần dầm dới sống tàu tiết diện 3m x 2.5m, dài 35m Phần hai bên đổ theo phân đoạn có kích thớc 11.5m x 35m x 1.0m Tờng hai bên ụ dạng tờng góc chống đổ chỗ có bề rộng đáy 7m Nối tiếp phần đáy có đồng chống thấm nớc Hệ thống thoát nớc đáy ụ bao gồm đờng ống dọc ngang bố trí dới đáy ụ Hệ thống tờng cừ phÝa díi têng gãc b¶n chèng cã nhiƯm vơ chèng thấm nớc Cần trục đỉnh ụ đợc bố trí nh sau: Hai cần trục cổng K40 hai bên tờng ụ có chân đặt trực tiếp tờng ụ, chân đặt phạm vi ụ đợc bố trí cọc Một cần trục cầu công xôn có khoảng cách hai chân L = 44m chạy đỉnh ụ Hệ thống máy bơm đợc bố trí phía đầu ụ bao gồm: Bơm thoát nớc tàu vào ụ Bơm thoát nớc đọng nớc ngấm vào ụ Hệ thống neo, hào công nghệ bố trí đỉnh ụ 2.4 Giả định vật liệu cấu kiện - Bản đáy: Bê tông thủy công mác 400, lớp bảo vệ 5cm Thép cán nóng thờng loại AII - Tờng góc chống: Bê tông thủy công mác 400, lớp bảo vệ 5cm Thép cán nóng thờng loại AII Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu - Lớp đệm: Dày 2m, đá đổ (15ữ100kg/viên) có tầng lọc ngợc đá dăm sỏi (7ữ10cm) - Lăng thể đá giảm tải: Bằng đá hộc (15ữ100kg/viên) có tầng lọc ngợc đá dăm sỏi (7ữ10cm) - Lớp cát đắp sau tờng đứng: Bằng cát thô có = 300 ; = 1,8 T/m3 - Cõ chèng thÊm Larsen V dµi 10m - ống thoát nớc nhựa PVC, đờng kính 10cm Các kích thớc kết cấu ụ tàu thể hình 3,4,5 chơng 3.1 xác định tải trọng Tải trọng thân cấu kiện - Trọng lợng tờng góc chống lắp ghép bao gồm trọng lợng tờng mặt, đáy chống: G = G tm + bđ + Gbc = 2.5ì4ì[3ì1.5 + (1.5+2.5)/2 × 6.9 + 1.7 × 7] + 2.5×0.5×(1.5+4)/2 ì 6.9 325.72(t) - Trọng lợng đáy tính theo lực phân bố: q1 = b ì h1 ì1m = 2.5 × 1.0 × 1.5 = 3.75 (t/m2) (khi tính toán, cắt theo chiều dọc ụ đoạn 1m th× q = 2.5 t/m) q2 = γb × h2 ×1m = 2.5 × × = 7.5 (t/m2) 10 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ 3.2 Đồ án Xởng đóng tàu áp lực đất lên tờng góc chống - áp lực đất chủ động đợc tính nh sau: Giả thiết mặt phá hoại mặt phẳng, nghiêng với phơng ®øng mét gãc β= 450- ϕ/2 Trong ®ã, ϕ lµ góc ma sát lớp đất tơng ứng với khoảng tính áp lực Khi đó, công thức chung tính áp lực chủ động nh sau: đtc = (q + ∑γ h) λ a víi λa = tg2β hệ số áp lực chủ động, q = t/m2 hoạt tải mặt * Tại CTđỉnh ô: λa = tg2(450-ϕc¸t /2) = tg2(450 - 300/2) = 0.333 σ1= × 0.333 = 0.67 (t/m2) * Tõ CTđỉnh ụ đến MNN: = cát lấp = 1.8 t/m3 h1 = 7.20 - 6.20 = 1(m) λa = tg2(450-ϕc¸t /2) = tg2(450 - 300/2) = 0.333 σ2 = (2+1.8 × 1) × 0.333 = 1.27 (t/m2) * Tõ MNN đến lăng thể đá giảm tải : = đncát = 0.8 t/m3 h2 = 0.5m a = tg2(450-cát /2) = tg2(450 - 300/2) = 0.333 σ3 = (2+1.8×1 + 0.8ì0.5) ì0.333 = 1.40(t/m2) * Từ lăng thể đá giảm tải đến đáy ụ: = đnđá = 1.2 t/m3 11 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu h3 = 6.9m a = tg2(450-đá/2) = tg2(450 - 450/2) = 0,172 σ'3 = (2+1.8×1 + 0.8×0.5) ×0.172 = 0.73(t/m2) σ4 = (2+1.8×1 + 0.8×0.5 + 1.2×6.9) ×0.172 = 2.15(t/m2) 3.3 áp lực thủy tĩnh bên buồng ụ σ1 = σ2 = γn h = 1× (6.2 + 1.2) = 7.4(t/m2) 3.4 áp lực nớc ngầm bên ngoµi têng σ1 = σ2 = γn h = 1ì (6.2 + 1.2) = 7.4(t/m2) 3.5 Tải trọng tàu - Trọng lợng hạ thủy tàu: Q = 25% Wt = 0.25 × 10000 = 2500 (t) - Từ sơ đồ phân bố tải trọng theo phơng ngang (hình 7) ta đợc giá trị nh sau: Ps = 2/3 (m1 + m2) = 2/3 (23.3+11.65) = 23.3 (t) Pl = 1/4 (m1 + m2) = 1/4 (23.3+11.65) = 8.74 (t) 12 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ 40%Q 29%Q m1 31%Q m1 a) Đồ án Xởng đóng tàu Lt/3 Lt/3 Lt/3 14.5%Q m2 20%Q m2 15.5%Q m2 1.25 m2 b) 0.075 Lt 0.075 Lt Lt/3 Lt/3 Lt/3 H×nh - Phân bố trọng lợng tàu theo phơng dọc a) Phân bố trọng lợng tàu 2/3 (m1+m2) 1/4 (m1+m2) 1/4 (m1+m2) (0.85 - 0.95) Bt Hình - Phân bố trọng lợng tàu theo phơng ngang Các sơ đồ tải trọng tổ hợp tải trọng đợc thể bảng bảng 13 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Bảng 1- Các trờng hợp tải trọng Dạng tải trọng Tải trọng thân cấu kiện Sơ đồ tải trọng 1m Stt áp lực đất lên tờng góc chống 0.67 1.27 1.40 0.73 6.9m 0.5m MNN 2.15 ¸p lực thủy tĩnh bên buồng ụ MNN áp lực nớc ngầm bên tờng ụ 7.40 14 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Tải trọng tàu Bảng 2- Các tổ hợp tải trọng tính ụ Stt Dạng tổ hợp Trờng hợp buồng ụ đầy nớc đến cao trình MNCTK Cửa ụ đợc đóng kín, nớc đợc bơm khỏi buồng ụ, trọng lợng tàu sửa chữa đợc truyền qua đệm Sơ đồ tổ hợp tải trọng 15 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Trờng hợp sửa chữa ụ, ụ tàu Trờng hợp ụ đợc xây dựng chơng tính toán kết cấu buồng ụ 16 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Kết cấu buồng ụ đợc tính toán theo tổ hợp tải trọng thứ hai (tàu đợc sửa chữa buồng ụ) 4.1 Tính toán nội lực phần đáy dới đệm lờn tàu * Nội lực đáy đợc tính theo sơ đồ dầm đàn hồi, áp dụng toán biến dạng phẳng theo phơng pháp B.N Jêmôskin * Tải trọng tác dụng lên đáy (hình 10a): Cắt 1m theo phơng dọc ụ để tính toán - Tải trọng thân đáy đợc xem nh lực phân bố có cờng độ: q = 2.5 t/m - Lực tác dụng trọng lợng tàu truyền qua ®Ưm lên tµu xem nh lùc tËp trung cã cêng độ: P = 15.63 t ã Giải toán dầm đàn hồi theo phơng pháp B.N Jêmoskin: Lập sơ đồ tính: - Xét 1m theo chiều dài buồng ụ Khi đáy đợc tính toán nh dầm đàn hồi tính theo toán phẳng - Chia dầm thành đoạn cách khoảng c = 2.3m coi đoạn, phản lực đất phân bố - Giả thiết dầm đàn hồi có đặt liên kết, cách khoảng = c (hình 10b) Có liên kết nh - Các số liệu tính toán nh sau: + Mô đun biến dạng nền: tính cho lớp đất thứ hai cã E0 = 150 kG/cm2 = 1500 t/m2 + M« đun đàn hồi dầm E = 2,1.106 t/m2 + Hệ số Poatxông à0 = 0,05 (đất sét pha) + Hệ số Poatxông dầm = 0,167 (dầm bê tông) 17 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu 3 + Mô men quán tÝnh cđa tiÕt diƯn dÇm: J = b.h = 1x1.0 = 0.0833(m ) 12 + Độ cứng dầm: D = 12 EJ 2,1.10 6.0,0833 = = 180020.6(tm ) 1- µ - 0,167 LËp hƯ phơng trình tắc cho toán - Hệ bản: Loại bỏ liên kết thanh, thay vào phản lực Xi , đặt ngàm vào đầu dầm giải toán theo phơng pháp hỗn hợp (hình 10c) - Phơng trình tắc hệ nh sau: X111 + X212 + + X5δ15 + y0 + a1ϕ0 + ∆1P =0 (1) X1δ21 + X2δ22 + + X5δ25 + y0 + a2ϕ0 + ∆2P =0 (2) X1δ51 + X2δ52 + + X5δ55 + y0 + a10ϕ0 + ∆5P =0 (5) X1 + X2 + + X5 - ΣP =0 (6) X1a1 + X2a2 + + X5a5 - ΣMP = (7) Tải FULL (39 trang): https://bit.ly/3f6cSC2 ®ã: Dự phũng: fb.com/TaiHo123doc.net + phơng trình thứ k với k = 1,2, biểu thị chuyển vị tổng cộng theo phơng lực Xk = + phơng trình biểu thị hình chiếu tất lực lên phơng đứng = + phơng trình biểu thị tổng mô men tất lực ngàm = + Xk : phản lực vị trí k ki : chuyển vị đơn vị theo phơng Xk Xi = gây nên kP : chuyển vị đơn vị theo phơng Xk tải trọng gây y0 : chuyển vị điểm đặt ngàm ak : góc xoay điểm đặt ngàm : khoảng cách từ điểm k tới vị trí đặt ngàm P : tổng tải trọng tác dụng theo phơng đứng 18 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu MP : tổng mô men tải trọng tác dụng ngàm + Quy ớc dấu nh sau: Xi dơng hớng lên y0 dơng hớng lên dơng quay ngợc chiều kim đồng hồ P dơng hớng lên M dơng quay ngợc chiều kim đồng hồ Xác định hệ số ki phơng trình: Công thức xác định ki : ki = Fki + αω ki Tải FULL (39 trang): https://bit.ly/3f6cSC2 ®ã: Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net + α lµ hƯ sè h»ng sè dầm đà cho, đợc xác định theo công thøc: α= ΠE c 6D(1 - µ ) = 3.14x1500x 2.33 = 0.053 6x884441.18x(1 - 0.05 ) + Fki lµ hµm sè phơ thc tû số x/c với x khoảng cách từ điểm đặt tải trọng đến điểm tính lún Hàm Fki biểu thị độ lún đơn vị + ki hàm số phụ thuộc tỷ số ak/c ai/c, khoảng cách từ điểm k i đến vị trí đặt ngàm Hàm ki biểu thị độ võng đơn vị dầm + Fki ki đợc tra theo bảng I IV (trang 258 262 Các phơng pháp thực hành tính dầm móng đàn hồi Giáo s B.N Jêmôskin; Giáo s A.P Xinhitxn Hồ Anh Tuấn Hồ Quang Diệu dịch) + Kết tính ki nh bảng Xác định số hạng tự kP phơng trình: + Để tính toán cách thuân tiện, ta tính với sơ đồ tải: Sơ đồ 1: lực phân bố với q = 1t/m Sơ đồ 2: lực tập trung với P = 1t + kP đợc tính nh sau: ∆ kP = αω kP 19 Bé m«n Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Với sơ đồ tải (hình 8): kq = (Mk)(Mq) = 1/2 x ai2 x(l - ai/3)2/2 = 1/4 x ai2 x(l - ai/3)2 Kết tính toán thể bảng Với sơ đồ tải (hình 9): 1P = (M1)(MP) = 1/2 x a12 x(2.5 - a1/3) ω iP = (Mi)(MP) = 1/2 x 2.52 x(ai - 2.5/3) với i Kết tính toán thể ë b¶ng q = 1t/m Xi = l (l-ai/3) /2 (Mq) ai/3 (Mk) 3499365 Hình - Sơ đồ tính kq 20 ... Sơ đồ tổ hợp tải trọng 15 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Trờng hợp sửa chữa ụ, ụ tàu Trờng hợp ụ đợc xây dựng chơng tính toán kết cấu buồng ụ 16 Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng. .. B·i vËt liƯu kh« sè ụ khô số Hình 1- Mặt quy mô nhà máy Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu Cấp n ớc cho ụ Kéo cửa ụ Đ a tàu vàp ụ Cố định tàu Thoát n ớc buồng ụ Làm k hô ụ Tiến hành sửa chữa... Cảng-Đờng thuỷ Đồ án Xởng đóng tàu mục lục Phần mục Mở đầu Trang Chơng Xác định quy mô nhà máy sơ đồ công nghệ khai thác Tính toán kích thớc giả định kết cấu ụ tàu Xác định tải trọng 10 Tính toán kết