intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài toán hạ thủy, bài toán thi công vận chuyển

Chia sẻ: Nguyen Viet Dong | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:18

Thêm vào BST
Báo xấu
72
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Bài toán hạ thủy, bài toán thi công vận chuyển" cung cấp cho các bạn những kiến thức về hạ thủy bằng cẩu nổi, hạ thủy bằng Trailer, hạ thủy bằng kéo trượt, tính toán lực kéo, tính toán ổn định ban đầu,... Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Kiến trúc - Xây dựng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài toán hạ thủy, bài toán thi công vận chuyển

  1. [Type the document title] BÀI TOÁN HẠ THỦY 1. HẠ THỦY BẰNG CẨU NỔI Các bài toán khi thi công hạ thủy bằng cẩu: 1. CÂN GIÀN 1.1.1. Mục đích:  ­ Biết được khối lượng để chuẩn bị sức nâng của cẩu ­ Biết trọng tâm (COG) :  +  Hook và trọng tâm phải nằm trên cùng một đường thẳng đứng +  Lựa chọn vị trí tiếp xúc của dây cáp với cẩu nâng (Các vị  trí móc cáp   nằm trên một đường tròn có tâm là COG) ­ Quy trình cân giàn giúp ta xác định được một cách chính xác trọng lượng   và trọng tâm của công trình thực tế  sau khi chế  tạp nhằm phục vụ cho   quy trình hạ  thủy và vận chuyển,đánh chìm ngoài biển. Đồng thời kết  quả cân giàn còn phục vụ cho công tác xác định giá thành của công trình. Hình 1: Sơ đồ cân giàn đơn giản 1.1.2. Trang thiết bị sử dụng ­ Kích : dùng để nâng hạ các công trình có tải trọng và kích thước lớn ­ Thiết bị cẩu, xe nâng ­ …… 1.1.3. Các bài toán trong quy trình cân giàn a. Xác định trọng tâm, trọng lượng của giàn ­ Trọng tâm, trọng lượng của kết cấu hoàn thiện được xác định như sau: Trọng lượng: R = ∑Rn Trọng tâm:   [Type text] Page 1
  2. [Type the document title] Trong đó:  Rn: phản lực tại vị trí đặt kích ­ Xn, Yn: tọa độ của điểm đặt kích ­ ­ Trọng lượng, trọng tâm của kết cấu khi hạ thủy được xác định như sau: ­ Trọng lượng: R= ΣRn + ΣWan ­ ΣWrn ­ Trọng tâm:     Trong đó: Wan ­ Trọng lượng của các chi tiết thêm vào tại vị trí (n). Wrn ­ Trọng lượng của các chi tiết đã gỡ bỏ tại vị trí (n). Xan  ­ Hoành độ trọng tâm của chi tiết thêm vào (an). Yan  ­ Tung độ  trọng tâm của chi tiết thêm vào (an). Xrn  ­  Hoành độ trọng tâm của chi tiết gỡ bỏ ( rn). Yrn  ­  Tung độ trọng tâm của chi tiết gỡ bỏ (rn). ­ Trọng lượng, trọng tâm của kết cấu khi tiến hành thi công trên biển: Trọng lượng: R= ΣRn + ΣWan ­ Σ Wrn ­ WLB Trọng tâm:           Trong đó: WLB là trọng lượng của dầm đỡ Thượng tầng. b. Kiểm tra sức chịu tải của nền Sử  dụng phần mềm SAP2000 ta xác định được các phản lực tác dụng lên các   kích. Lấy giá trị lớn nhất Pmax để kiểm tra Tải trọng tính toán: Ptt = Pmax * 1.2 Từ Ptt xác định áp lực tác dụng lên nền, so sánh với sức chịu tại của nền để  kiểm tra. [Type text] Page 2
  3. [Type the document title] 2.  Lựa chọn cẩu (Chosing crane)  Mục đích ­  Di dời ở cùng độ cao ( Moving at the same height) ­  Thay đổi đến độ cao hơn. (Lifting to higher poisition) Thiết bị  ­  Cẩu ( Crane )* ­  Dây cáp (Cable)* ­  Ngoài ra còn có thể có : +  Padeye : Dùng để cẩu sàn, thiết bị cho topside +  Shackle (maní) : Thiết bị dùng để nối dây cáp với padeye, topper +  Loadcell: Đo khối lượng của vật cần nâng (for extra information ask Mr   Nghia) [Type text] Page 3
  4. [Type the document title] Hình 2: Sơ đồ lựa chọn cẩu Trong đó: h1: là chiều cao của giá đỡ h2: chiều cao panel tại vị trí móc cẩu h3: chiều cao đoạn cáp h4: chiều cao tối thiểu an toàn cho móc cẩu Hm: là chiều cao móc Cơ sở để lựa chọn cẩu: Trọng lượng vật nâng: nhỏ hơn 80% khả năng nâng của cẩu. Giới hạn chiều cao thu cáp: Chiều dài cáp tối thiểu từ  móc cáp đến đỉnh   boom phụ  thuộc vào từng loại cẩu, không nhỏ  hơn 5m với những cẩu nhỏ  như SCX 1500­2, không nhỏ hơn 9m với SL 6000. Kích thước vật nâng: khoảng cách gần nhất từ vật nâng đến boom của cẩu  không được nhỏ hơn 1m. Từ các yếu tố trên ta xác định các thông số cơ bản của cẩu :  Sức nâng Pcapacity [Type text] Page 4
  5. [Type the document title] Chiều dài boom ( max length of boom ) : L Bán kính cẩu (working radius) : R 1. 1.1.3. Lựa chọn các thiết bị khác  a. Dây cáp (cable) : Lực dọc lớn nhất Tmax 
  6. [Type the document title] Hình 3: Sơ đồ lực trên padeye * Kiểm tra khả năng chịu kéo mặt cắt tại điểm A: σ max = P / at ≤ [σ] τ max  = P / 2ct ≤ [τ] * Kiểm tra mặt khả năng chịu cắt tại B: σ max = P / 2bt ≤ [σ] Theo tiêu chuẩn API RP­2A WSD2000, ứng suất tới hạn: [σ] = 0,9*Fy  (N/mm2) Trong đó: Fy là cường độ chảy dẻo của vật liệu làm Padeye. * Kiểm tra khả năng chịu cắt theo phương T: Theo   tiêu   chuẩn  API   RP­2A   WSD2000,  mục   3.2.4.b  ­   Lực   kéo  gây   cắt   (Torsional   Shear), ứng suất cắt dự trữ: Fvt = 0,4*Fy (N/mm2) * Kiểm tra mặt cắt C(Tổ hợp ứng suất): σ max = M / w + P / et ≤ [σ] τ’max w= H / et ≤ [τ] ( M = H.h ) Ta kiểm tra đảm bảo điều kiện chịu uốn trong mặt phẳng và ngoài mặt phẳng padeye * Kiểm tra đường hàn: Theo tiêu chuẩn AWS D1.1, bảng 2.3, ứng suất cho phép của đường hàn: faw = 0,3*Fw (M/mm2) Kiểm tra thỏa mãn:  Fwl ≤  Faw ­ Kiểm tra ổn định của xà lan ­ Tính toán hệ thống gối đỡ trên bờ và xà lan [Type text] Page 6
  7. [Type the document title] ­ Tính toán chằng buộc trong quá trình vận chuyển 2. HẠ THỦY BẰNG TRAILER 2. Thông số, kích thước cơ bản của xe trailer ­ Ưu điểm:  quá trình hạ thủy đơn giản, an toàn cao và áp dụng được cho nhiều công  trình khối lượng khác nhau. Nhược điểm:     quá trình đảm bảo cân bằng hệ    Topside và trailer khi  xuống xà lan rất phước tạp, chi phí mua xe trailer cao. Các thông số cần quan tâm khi tính toán hạ thủy bằng trailer: ­ Sức nâng của mỗi trục trailer ­ Khoảng cách giữa các trục trailer ­ Dựa vào thông số hình học và trọng lượng của Jacket hay Topside để  bố  trí số  trục hay group trailer cho phù hợp ­ Chiều cao nâng hạ của mỗi trailer ­ Diện tích tiếp xúc và tải trọng của trailer truyền xuống đất nền Hình 4: mô hình mặt đứng trailer Các bài toán khi thi công hạ thủy bằng trailer: ­ Lựa chọn và bố trí số trục bánh xe Trong đó: ­ N : số trục bánh xe trailer cần thiết ­ P : tải trọng của Jacket, topside truyền xuống trailer ­ Ptruc : sức chịu tải của mỗi trục trailer Áp lực trên mỗi bánh xe: [Type text] Page 7
  8. [Type the document title] Trong đó: ­ Pbx : áp lực lên mỗi bánh xe ­ Ptruc : sức chịu tại của mỗi trục ­ N : số bánh xe Mỗi bánh xe có 1 diện tích tiếp xúc với đất nền: Trong đó: ­ Pnen : áp lực cho phép của nền  Bố trí trailer: Hình 5: Sơ đồ bố trí trailer        Dựa vào khối lượng, trọng tâm của Jacket (topside). Để  bố  trí trailer ta dựa trên  phương pháp cân bằng momen: Cân bằng momen theo phương x ta có:           Trong đó: ­ W1 : khối lượng kết cấu lên group trailer 1 ­ W2 : khối lượng kết cấu lên group trailer 2 ­ Y1 : cánh tay đòn từ tâm group trailer 1 đến trọng tâm kết cấu ­ Y2 : cánh tay đòn từ tâm group trailer 2 đến trọng tâm kết cấu Khối lượng kết cấu: Trong đó: ­ W : trọng lượng kết cấu        Vậy ta có tải trọng mỗi group trailer bằng: [Type text] Page 8
  9. [Type the document title] ­ Tính toán và kiểm tra cho dầm trailer:       Dầm trailer là thiết bị truyền tải từ kết cấu xuống trailer. Nó có tác dụng phân đều  tải trọng xuống các bánh xe      Công thức kiểm tra bền cho dầm trailer: Trong đó: ­ Pmax : tải trọng lớn nhất truyền xuống dầm ­ A : diện tích tiếp xúc giữa chân đế với dầm ­  : ứng suất cho phép của thép làm dầm,  = Fy ­ n:   hệ số an toàn Tính toán sức chịu tải của nền đất khi trailer đi qua: Công thức kiểm tra: Trong đó: ­ P : trọng lượng hệ trailer+dầm+jacket(topside) truyền xuống đất ­ S : tổng diện tích tiếp xúc giữa bánh xe trailer với đất ­  : áp lực cho phép của nền 3. Tính toán lực kéo cho động cơ Thông số đầu vào của động cơ do nhà thầu cung cấp. Công thức kiểm tra:                   Sự di chuyển của xe Trailer thỏa mãn các điều kiện chống trượt :                                 mc*Gφ*φ ≥ Pcmax ≥ Gdx*¥                Trong đó:                   mc – Hệ số tải trọng phân phối khi vận chuyển,chọn mc = 1.                  Gφ – Tổng trọng lượng các động cơ chính                  φ – Hệ số ma sát φ = 0.7                  Pcmax – Tổng lực kéo lớn nhất của các đông cơ                  Gdx – Tổng tải trọng của cả đoàn xe                  ¥ ­ Hệ số kể đến sự lắc ngang của hệ khi chuyển động ¥ = 0.03 4. Tính toán ổn định lật Xác định trọng tâm của khối chân đế                           Với O là trọng tâm của KCĐ                           OH Khoảng cách từ trọng tâm KCĐ tới mặt                            I ­ Hình chiếu của O trên mặt phẳng nghiêng                           Vận chuyển KCĐ trên đường dốc 1o so với mặt phẳng ngang:                             HI = tgα1*OH ≤ HA. [Type text] Page 9
  10. [Type the document title] 5. Tính toán giằng buộc cho kết cấu trên xe trailer Xác định trọng tâm của khối chân đế                           Với O là trọng tâm của KCĐ                           OH Khoảng cách từ trọng tâm KCĐ tới mặt                            I ­ Hình chiếu của O trên mặt phẳng nghiêng                           Vận chuyển KCĐ trên đường dốc 1o so với mặt phẳng ngang:                             HI = tgα1*OH ≤ HA. 6. Tính toán giằng buộc cho kết cấu trên xe trailer     Khi xoay KCĐ sẽ chịu tác dụng của lực quán tính ly tâm:                                            P1t = (Qtt*V2)/R            Trong đó:               Qtt – Trọng lượng của khối chân đế trên xe Traler               V – Vận tốc xoay, V = 0.83 m/s               R – Bán kính xoay tính từ tâm               Lực ma sát trượt của khối chân đế trên sàn xe traler là:                                     Fms = Qtt *µ Kiểm tra P1t 
  11. [Type the document title] 3. HẠ THỦY BẰNG KÉO TRƯỢT          Topside hay jacket được hạ  thủy xuống xà lan bằng cách kéo trượt trên đường   trượt được chế tạo trước trên cầu cảng với độ dốc nhỏ. Topside (jacket) được đưa tới  gần mép cảng, tiến hành dằn nước để đường trượt xà lan ngang bằng mặt cảng, kéo   lên xà lan. ­ Ưu điểm:  thời gian hạ thủy ngắn, không yêu cầu thiết bị  phức tạp, chi phí ít,   thích hợp với những công trnhf có kích thước, khối lượng lớn ­ Nhược điểm:   Tính toán cân bằng xà lan khá phức tạp Thiết kế đường trượt tốn kém 7. Công tác chuẩn bị a) Khi xà lan cập Cảng, bộ phận an toàn phải kiểm tra nồng độ khí độc hại trong  các khoang của xà lan bằng các thiết bị chuyên dụng b) Xà lan cập cảng được neo song song với cầu cảng, sau đó các thiết bị bơm, tời  neo…phục vụ hạ thủy được đưa lên xà lan và lắp đặt vào vị trí thiết kế c) Với strand jacks cần thiết kế  và hàn bệ  neo vào các vị  trí vách cứng và dầm  cứng trên xà lan, cáp được cắt đúng kích thước, Cao trình của điểm neo trên xà  lan phải cao bằng cao trình của Strand Jacks đặt trên chân đế. Đường dây cáp  kéo phải song song với đường trượt. d) Với hệ thống dằn nước, tất cả các bơm phải được bảo dưỡng và kiểm tra cẩn  thận, lắp đặt hệ thống bơm và ống trên xà lan e) Tất cả  các thiết bị  phục vụ  công tác hạ  thủy phải được đưa dến trước 2 tuần  trước khi hạ thủy để chạy thử. Tất cả các thiết bị không liên quan đến công tác   hạ thủy được đi chuyển ra khỏi khu vực hạ thủy f) Trong vòng 4­5 ngày kể  từ  khi xà lan cập Cảng, strand jacks sẽ  được lắp đặt   lên kết cấu, nguồn điện được đặt đúng vị  trí thiết kế và neo được cố định vào   bệ neo trên xà lan. g) Ba ngày trước khi hạ thủy, hệ thống dây cáp của strand jacks được lắp đặt, hệ  thống bơm dằn nước và hệ thống neo của xà lan được kiểm tra lần cuối. [Type text] Page 11
  12. [Type the document title] h) Công tác kiểm tra hệ  thống bơm được thực hiện bằng cách luân chuyển các  bơm trong suốt một chu kỳ đã biết, thường là 15 phút và đo hiệu số mực nước   trong các khoang trong suốt chu kỳ đó. Với kích thước các khoang đã biết trước  dễ dàng tính được lưu lượng nước. i) Tháo dỡ các kết cấu đỡ khối chân đế j) Lắp đặt cà điều chỉnh chiều cao đường trượt trên cầu cảng sao cho mặt đường   trượt trên cầu cảng bằng với mặt đường trượt trên bãi lắp ráp. k) Sẵn sàng cho công tác hạ thủy 8. Thiết kế đường trượt Cấu tạo khối bê tông Hình 6: Cấu tạo đường trượt thông dụng [Type text] Page 12
  13. [Type the document title] 9. Thiết kế hệ thống kéo trượt a) Lựa chọn thiết bị kéo        Hiện nay thiết bị kéo trượt phổ biến là Strand jack. Đây là thiết bị kích thủy lực   được chọn dựa trên trọng lượng jacket(topside) và hệ  số  ma sát. Ta bố  trí strand jack  cả trên jacket và xà lan. 2 hệ thống này hoạt động độc lập nghĩa là trong quá trình hạ  thủy nếu 1 trong 2 trands jack hỏng thì cái còn lại vẫn đủ khả năng kéo .        Ta tính toán lực kéo cần thiết cho mỗi Strand jack: [Type text] Page 13
  14. [Type the document title] Theo Tiêu chuẩn DnV – Rules for Planning and Execusion of Marines Operations: Lực kéo: Fs  =  s(W + Weq) + Ps F =  (W + W ) + P dyn  dyn eq dyn Trong đó: ­ Fs : lực kéo tĩnh ( lực phát động) ­ Fdyn : lực kéo động ( lực kéo cần thiết khi khối chân đế đã di chuyển). ­  : hệ số ma sát tĩnh, tra bảng [Type text] Page 14
  15. [Type the document title] ­  : hệ số ma sát động, tra bảng ­ W : trọng lượng khối chân đế ­ Weq : trọng lượng thiết bị ­ Ps và Pdyn : các tải trọng khác ( tải trọng  ảnh hưởng của quán tính, môi trường,  do các mặt nghiêng…) b) Bố trí strand jack Strand jack được bố trí trên jacket như sau: Hình 7: mô hình hệ thống kéo trượt 10. Các bài toán liên quan khi hạ thủy bằng kéo trượt ­ Thiết kế hệ thống đường trượt, áp lực nền lên đường trượt ­ Thiết kế hệ thống dầm hạ thủy ­ Tính toán ổn định xà lan bao gồm: Tính dằn nước cho xà lan để đảm bảo mặt đường trượt trên xà lan luôn   bằng mặt đường trượt trên bờ Tính toán bền cho xà lan khi mới nhận tải và sau khi topside(jacket) nằm   trên xà lan Kiểm tra ổn định lật cho xà lan ­ Tính lực căng cáp khi kéo trượt ­ Khả năng làm việc cần thiết của kích ­ Hệ thống cáp neo giữ xà lan. [Type text] Page 15
  16. [Type the document title] BÀI TOÁN THI CÔNG VẬN CHUYỂN 1. TÍNH TOÀN LỰC KÉO        Để tăng độ ổn định cho khối chân đế khi vận chuyển trên biển, thì việc bố trí  khối chân đế trên sà lan phải hợp lý, làm sao cho hệ đảm bảo ổn định trong quá trình  vận chuyển (tức là trọng tâm của khối chân đế và trọng tâm của sà lan nên bố trí gần  nhau nhất có thể). Ngoài ra bố trí khối chân đế trên sà lan còn phụ thuộc vào phương  án hạ thủy và đánh chìm.       Việc vận chuyển khối chân đế phải được thực hiện trong điều kiện thời tiết bình  thường       Trong quá trình vận chuyển khối chân đế thì lực kéo phải thắng được lực cản của  môi trường. Lực cản này bao gồm có lực cản do dòng chảy, lực cản do sóng và lực  cản do gió (trong tính toán bỏ qua lực cản do gió vì quá nhỏ). 1.1. Lực cản do dòng chảy ­ Lực cản hình dáng: có phương vuông góc với hướng dòng chảy ­ Lực ma sát bề mặt: có phương song song với hướng dòng chảy Trong đó: ­ Am: là tổng diện tích bề mặt ướt của kết cấu nổi Am=2xTx(B+L)+BxL ­ Ap: diện tích phần hình chiếu của Am lên mặt phẳng vuông góc với hướng dòng  chảy, thiên về an toàn ta coi hướng dòng chảy vuông góc với hướng di chuyển  của sà lan, khi đó: Ap=TxB ­  = 1.025 T/m  – khối lượng riêng của nước biển 3 ­ Vc: vận tốc của dòng chảy có xét đến di chuyển [Type text] Page 16
  17. [Type the document title] 1.2. Lực cản do sóng Để tính toán sức kéo sà lan thì ta chỉ cần tính lực trôi dạt do sóng tác dụng lên phương  dọc thân tàu, bỏ qua thành phần tác dụng lên phương ngang tàu: FS = 0.13.Cd.B2.L.H2s Trong đó: ­ Hs: chiều cao sóng đáng kể ­ Cd: hệ số trôi dạt trung bình 1.3. Lựa chọn tàu kéo Tổng lực cản tác dụng lên sà lan: Sức kéo của tàu: Ft = Fd.k Q = Fd.Vtàu kéo  (công suất) (KJ/s =Kw) Trong đó: ­  k: hệ số kể đến sức kéo của chính bản than tàu kéo. 2. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BAN ĐẦU      Việc tính ổn định ban đầu của hệ (khối chân đế và sà lan) chính là việc kiểm tra  chiều cao ổn định ban đầu ho theo các trục phải lớn hơn không. Cao độ trọng tâm của hệ sà lan và khối chân đế là: Trong đó: ­ ZG1: cao độ trọng tâm của hệ khối chân đế và gối đỡ so với gốc tọa độ ­ ZG2: cao độ trọng tâm sà lan Cao độ phù tâm của hệ là: ZC = T/2 Thể tích chiếm nước của sà lan: V= B.L.T Momen quan tính diện tích đường mặt nước đối với trục Ox của sà lan: [Type text] Page 17
  18. [Type the document title] Chiều cao ổn định ban đầu đối với trục Ox: hOX = ZC ­ ZG + R  Momen quan tính diện tích đường mặt nước đối với trục Oy của sà lan: Chiều cao ổn định ban đầu đối với trục Oy: hOX = ZC ­ ZG + r  Nếu hox, hoy >0    đảm bảo điều kiện ổn định tĩnh [Type text] Page 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2