Đề tài Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5000 tấn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên sinh viên : Nguyễn Hữu Bảng Lớp : 44TT Chuyên ngành : Đóng tàu Mã : 18.06.10 Tên đề tài : Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5000 tấn. Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo: Hiện vật: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Kết luận: Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Th S. Huỳnh Văn Vũ PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TN Họ, tên sinh viên : Nguyễn Hữu Bảng Lớp : 44TT Chuyên ngành : Đóng tàu Mã : 18.06.10 Tên đề tài : Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5000 tấn Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo: Hiện vật: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Điểm phản biện: Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐIỂM CHUNG   Bằng số  Bằng chữ      MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 1 Chương 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG 2 1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG 3 1.2.1. Công trình hạ thuỷ nhờ trọng lượng tàu 3 1.2.1.1. Đà tàu 3 1.2.1.2 Triền tàu 5 1.2.2. Công trình hạ thuỷ bằng lực nâng của nước 8 1.2.2.1. Ụ khô 8 1.2.2.2.Ụ khô lấy nước 10 1.2.2.3. Ụ nước 11 1.2.2.4. Ụ nổi 13 1.2.3. Công trình hạ thuỷ bằng lực nâng cơ giới 14 1.3. GIỚI THIỆU VỀ ĐÀ BÁN Ụ 14 1.3.1. Triền tàu 14 1.3.1.1. Các kích thước chủ yếu của triền tàu 14 1.3.1.2. Kết cấu triền tàu 16 1.3.2. Ụ khô 18 1.3.2.1. Kết cấu buồng ụ 18 1.3.2.1. Kết cấu đầu ụ khô 20 1.3.2.3. Kết cấu cửa ụ 21 1.3.2.4. Trạm bơm, hệ thống cấp thoát nước 23 1.4. GIỚI HẠN NỘI DUNG NGHIÊN CỨA ĐỀ TÀI 24 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. TRIỀN TÀU 25 2.1.1. Tính toán các bộ phận của triền tàu 25 2.1.2. Triền có kết cấu trên móng cọc 30 2.1.2.1. Với dầm đơn 32 2.1.2.1. Với dầm liên tục 33 2.2. Ụ KHÔ 34 2.2.1. Các thông số của ụ khô 34 2.2.2. Phao cửa ụ 36 2.2.2.1. Các yếu tố đường hình lý thuyết Phao 36 2.2.2.2. Các yếu tố hình dáng vỏ Phao 37 2.2.2.3. Tính và vẽ đồ thị tĩnh thuỷ lực, đồ thị Bonjen và đồ thị ổn định 39 2.2.2.4. Tiêu chuẩn ổn định 40 Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3.1. TÍNH TOÁN XE TRIỀN 43 3.1.1. Đặc tính kỹ thuật của xe triền 43 3.1.2. Tính toán kiểm tra bền bánh xe triền 44 3.1.3. Tính toán kiểm tra bền trục bánh xe 46 3.1.4. Tính toán kiểm tra bền sàn xe triền 47 3.1.4.1. Đối với dầm đỡ dọc 48 3.1.4.2. Đối với dầm đỡ ngang 50 3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHAO CỬA Ụ 52 3.2.1. Các thông số Phao cửa ụ 52 3.2.2. Kết cấu Phao 52 3.2.3. Tính toán bền Phao cửa ụ 53 3.2.4. Tính nghiệm ổn định cho Phao 59 3.2.4.1. Tính các yếu tố đường hình lý thuyết Phao 62 3.2.4.2. Tính và vẽ đồ thị Bonjean 68 3.2.4.3. Tính các yếu tố hình dáng vỏ Phao 71 3.2.4.4. Tính và vẽ đồ thị tĩnh thuỷ lực 71 3.2.4.5. Tính và vẽ đồ thị ổn định 72 3.2.4.6. Tính diện tích hứng gió 75 3.2.4.7. Tính góc vào nước 75 3.2.4.8. Tính biên độ chòng trành 76 3.2.4.9. Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn cơ bản 76 3.2.4.10. Kiểm tra ổn định khi kéo Phao cưae ụ và chịu tác dụng của gió 77 Chương 4. THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 4.1. Thảo luận kết quả 78 4.2. Đề xuất ý kiến 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế nước ta. Trong những năm gần đây ngành công nghiệp tàu thủy đã được sự quan tâm, đầu tư mạnh mẽ của Đảng và nhà nước. Ngành công nghiệp tàu thuỷ được coi là ngành công nghiệp mũi nhọn và khẳng định sự lớn mạnh của đất nước ta với thế giới. Song song với sự phát triển đó là hàng loạt các công trình thuỷ công được xây dựng ở các nhà máy đóng và sửa chữa tàu. Từ những công trình cũ có thể cải tạo nâng cấp lên để phù hợp với những con tàu cần đóng mới hay sửa chữa và xây dựng thêm những công trình mới thông dụng hơn. Được sự phân công của nhà trường, bộ môn trong thời gian từ 17/3/2008 đến 28/6/2008 Em đã được giao đề tài: “Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn”. Nội dung gồm 4 chương: Chương1: Đặt vấn đề. Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương 3: Tính toán thiết kế. Chương 4: Kết luận và đề xuất. Với sự cố gắng của bản thân và tham khảo các tài liệu liên quan, cũng như thực tế tại nhà máy đóng tàu Nha Trang. Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Th.S Huỳnh Văn Vũ, nhưng do khả năng và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong được sự góp ý và phê bình của các thầy trong bộ môn để em có thể tiếp tục đi sâu nghiên cứu và vững vàng hơn trong công việc sắp tới của mình. Em xin chân thành cảm ơn, Bộ môn Đóng tàu - Khoa kỹ thuật tàu thủy - Trường đại học Nha Trang, đặc biệt thầy Th.S Huỳnh Văn Vũ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài này. Nha Trang, ngày 20 /11/2007 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Bảng. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG. Công trình thủy công được hình thành vào những năm 1500 trước công nguyên. Đó là công trình loại mái nghiêng và loại hố thuyền Loại công trình mái nghiêng xuất hiện đầu tiên ở bờ Địa Trung Hải, ở đây là vùng biển không có thủy chiều. kết cấu đường trượt rất thô sơ và bằng gỗ. Loại công trình dạng hố thuyền xuất hiện rất sớm dọc theo bờ Đại Tây Dương, Bạch Hải, ở những vùng biển này độ chênh mực nước thủy triều rất lớn, do đó người ta lợi dụng mực nước để đưa tàu lên cạn hoặc xuống nước. khi triều lên, người ta cho thuyền vào một cái hố kín ba mặt, khi triều rút thuyền được đặt trên những bệ đá kê sẵn, sau đó dùng đất đắp mặt còn lại để sửa chữa tàu trong đó. Khi sửa chữa xong cần đưa xuống nước thì ta đào bỏ mặt đã được đắp chờ nước lên rồi kéo tàu ra ngoài. Đến đầu thế kỉ 18 bắt đầu xuất hiện ụ tàu có kết cấu bằng đá xây và dùng máy bơm để hút nước, nên nó đã được xây dựng ở cả những nơi không có thủy triều. Năm 1702 ụ tàu Salaman một trong những ụ khô đầu tiên được xây dựng ở Nga. Vào thời kì này cũng bắt đầu xuất hiện ụ tàu nổi. Năm 1705 người ta đã dùng sà lan nâng thuyền để sửa chữa. Đầu thế kỉ 19, công trình nâng tàu đã phát triển một bước đáng kể về kết cấu, kỹ thuật xây dựng và thiết bị sản xuất. Các công trình bằng bê tông và bê tông cốt thép đã xuất hiện nhiều và thay thế các công trình bằng gỗ và đá xây. Đầu thế kỉ 20, công nghệ hàn phát triển vượt bậc thì công nghiệp tàu thủy đã phát triển một bước nhảy vọt về đóng mới, từ việc đóng đơn chiếc chuyển sang đóng hàng loạt. Trong điều kiện đó, các công trình thủy công cũng được cải tiến đáng kể, chúng được trang bị thêm các phương tiện vận chuyển và bố trí kết hợp với bệ tàu tạo thành dây chuyền sản xuất có mức độ cơ giới hóa cao. Ngày nay, ngành công nghiệp đang phát triển mạnh ở nhiều nước trên thế giới, hàng loạt con tàu có trọng tải hàng trăm ngàn tấn được đóng mới, đặc biệt là loại tàu chuyên chở hàng hóa và du lịch. Điều đó nói lên sự phát triển về quy mô, kết cấu của các công trình nâng, hạ tàu. Ở nước ta, ngành công nghiệp tàu thủy được hình thành từ giữa thế kỉ 20, lúc đầu chỉ là những xưởng nhỏ với những thiết bị còn thô xơ. Đến nay, ngành công nghiệp tàu thủy nước ta đã và đang phát triển mạnh ở khắp các địa phương trên cả nước, chúng ta đã đóng được những con tàu có trọng tải hàng trục ngàn tấn như ở nhà máy Nam Triệu (Hải Phòng) đóng được tàu có trọng tải 53000DWT. Và trong một tương lai không xa với sự phát triển của các nhà máy đóng và sửa chữa tàu như, Nam Triệu (Hải Phòng), Dung Quất (Quảng Ngãi), Huyndai Vinashin (Khánh Hòa)… Chúng ta sẽ đóng đựoc những con tàu có trọng tải hàng trăm ngàn tấn. 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG. 1.2.1 Công trình hạ thủy nhờ trọng lượng tàu. 1.2.1.1 Đà tàu. 1. Khái niệm. Đà tàu là một công trình có mặt nghiêng dùng để hạ thuỷ tàu sau khi đóng mới. Đà tàu bao gồm 2 đoạn: Đoạn trên khô: là bệ đóng mới Đoạn dưới nước: là đường trượt Sau khi đóng xong, tàu tự trượt xuống nước theo mái nghiêng nhờ trọng lượng bản thân.
2. Đặc điểm chung của đà. Giá thành xây dựng thấp (chỉ bằng 40-50% ụ tàu). Công tác duy tu bảo dưỡng ít. Kết cấu đơn giản Có thể đóng mới loại tàu có trọng tải dưới 20000T Với việc hạ thủy tàu yêu cầu khu nước phải có kích thước lớn Việc hạ thuỷ tàu không an toàn, dễ gây ứng suất phụ làm biến dạng thân tàu Kỹ thuật hạ thuỷ khó khăn và phải kê thêm các đường trượt (nếu hạ thuỷ tàu lớn) làm cho giá thành đà và đường trượt tăng cao, khối lượng công việc hạ thuỷ tăng lên Khó bố trí hợp lý dây chuyền công nghệ sản xuất, nhất là việc bố trí mặt bằng tổng thể và giao thông nội bộ. 3. Phân loại đà tàu. Theo phương pháp hạ thủy và vị trí đóng mới Đà dọc: là đà có trục dọc thẳng góc với tuyến bờ khi hạ thủy tàu chuyển động theo dọc thân tàu Đà ngang: là đà có trục dọc song song với tuyến bờ khi hạ thủy tàu chuyển động theo phương ngang thân tàu Theo hình thức kết cấu Đà có móng nổi: móng nổi dùng để đưa phần dưới nước lên khỏi mặt nước, bôi dầu mỡ và lắp đường trượt tạm thời Đà có đê quai sanh: dùng đê bao phần dưới nước có cánh phai để bơm khô nước rồi bôi dầu mỡ vào đường trượt tạm thời để hạ thủy tàu Đà có đường trượt thông thường: dùng để hạ thủy tàu không lớn nên không làm thêm móng nổi hoặc đê quai. Việc bôi dầu mỡ và lắp đường trượt tạm thời thực hiện bằng cách lợi dụng mực nước thấp của thủy triều 4. Các bộ phận chủ yếu của đà. Bệ tàu: là bộ phận ở trên cạn, là nơi tiến hành đóng tàu. Mỗi đà chỉ có một bệ giống như bệ trong triền hay ụ nước, nhưng khác ở chỗ bệ tàu là một mặt nghiêng với phương nằm ngang một góc nào đó, còn bệ trong triền hay ụ nước là mặt nằm ngang. Đường trượt: là phần nối tiếp với bệ tàu kéo dài xuống dưới nước và dùng để hạ thủy tàu. Có kết cấu vững chắc hơn bệ vì chịu tải trọng động Hố sâu: được làm ở cuối đường trượt để đảm bảo an toàn khi hạ thủy Đường trượt tạm thời: là bộ phận để tàu trượt trên nó khi xuống nước. Đường trượt tạm thòi làm bằng gỗ và dùng riêng cho từng chiếc tàu, vì nó được lắp vào đường trượt sau khi tài đã đóng xong. Chỉ dùng lúc hạ thủy, khi hạ thủy xong nó được tháo ra và đưa lên cạn Đệm lườn tàu: là những thanh chống hai bên lườn tàu, có tác dụng chống đỡ để tàu không bị lay động trong khi chế tạo Đệm sống tàu: là những gối tựa kê đỡ thân tàu khi đóng, trọng lượng tàu chủ yếu đặt lên đệm sống tàu. Nó có thể là những căn cát chồng lên nhau hoặc gỗ. Cứ 1,25 - 2,5m thì đặt một đệm có chiều cao không thấp hơn 1,2m, tốt nhất khoảng từ 1,4 - 1,6m để tiện làm việc dưới đáy tàu, với tàu rất nhỏ có thể lấy nhỏ hơn 1m Đê quai xanh: chỉ có tác dụng để lắp đường trượt tạm thời đoạn dưới nước. Khi cần lắp thì đóng cửa phai bơm nước ra, lắp xong đường trượt tạm thời thì lại tháo cửa phai để cho tàu trượt 1.2.1.2 Triền tàu. 1. Khái niệm. Là công trình mái nghiêng (giống như đà) nhưng trên đường trượt có thiết bị kéo tàu và chở tàu bao gồm: đường ray, xe chở tàu, tời kéo, các ròng rọc và dây cáp kéo để đưa tàu lên bờ và ngược lại.
 Hình 1.2: Cấu tạo triền dọc nhiều bệ.( 1. Xe giá nghiêng; 2. Đường triền; 3. Xe đường hào; 4. Nhà tời; 5. Bệ; 6. Đường hào)
 Hình 1.3: Triền ngang nhiều bệ. 1.Bệ; 2.Đường hào vận chuyển;3. Nhà tời; 4. Xe dịch chuyển ngang; 5.Tường chắn dọc đường hào; 6. Danh giới giữa hai mặt; 7.Tuyến bờ; 8. Đường mép nước. 2. Phân loại triền tàu. Triền dọc: đường triền nằm vuông góc với bờ. Việc đưa tàu lên xuống thực hiện theo chiều dọc thân tàu (hình 1.2) Triền ngang: tàu lên xuống theo chiều ngang thân tàu (hình 1.3) 3. Các thiết bị của triền tàu. Đường triền: Là bộ phận quan trọng nhất. Đường hào: Là đường di chuyển tàu vào các bệ, đường hào có hướng vuông góc với đường triền. Xe đường hào: Là xe chạy trên đường hào. Trên xe này có đặt đường ray để cho xe chở tàu chạy. Khi muốn đưa tàu vào một bệ nào đó, cho xe đường hào dừng lại trước bệ đó và liên kết ray trên xe với ray vào bệ (để cố định vị trí của xe), sau đó cho xe chở tàu chạy vào bệ. Xe đường hào có chiều dài bằng chiều dài của tàu. Xe đường triền (Xe giá nghiêng): là xe chạy trên đoạn nghiêng (đường triền). Xe đường triền có chiều cao 2 đầu khác nhau để đảm bảo tàu ở trạng thái ngang bằng. Trên xe đường triền cũng đặt đường ray cho xe chở tàu chạy. Xe đường triền có thể là liên tục hoặc phân đoạn.
Hình 1.4: Sơ đồ xe giá ngiêng trong triền ngang 1_Đệm tàu; 2_Con lăn (để phân bố lực đều hơn); 3_Đệm cao su giảm sóc Xe chở tàu: là xe dùng để đặt tàu. Xe chở tàu thường chạy trên xe đường triền và xe đường hào để đưa tàu vào bệ. Xe chở tàu thường làm phân đoạn để dễ dàng được rút ra khỏi bệ. Bệ tàu: Là nơi dùng để đóng mới và sửa chữa tàu. Máy tời: Là thiết bị dùng để kéo xe đường triền, xe đường hào và xe chở tàu. Tuỳ theo phương án thao tác nâng hạ tàu mà người ta có thể bố trí một máy tời chung hoặc một số máy tời với những chức năng khác nhau. Đuôi triền: Là bộ phận ở cuối đường triền để chắn xe. Cần trục: ở 2 bên bệ và cầu tàu. 4. Ưu - Nhược điểm. Triền ngang. Ưu điểm: có nhiều thuận lợi trong việc chọn kết cấu, bố trí mặt bằng nhà máy, yêu cầu khu nước không rộng, có lực nâng lớn vì có nhiều đường trượt. Nhược điểm: vốn đầu tư cao, nếu có dòng chảy dọc bờ thì triền ngang khó định vì hơn. Triền dọc. Ưu điểm: dùng thuận lợi cho các nhà máy đóng hoặc sửa chữa tàu nhỏ và biển có bãi xây dựng hẹp nhưng khu nước phía trước rộng và tốc độ dòng chảy dọc bờ nhỏ, giá thành xây dựng ít tốn kém hơn so với triền ngang. Nhược điểm: độ sâu ở mút đường triền lớn, thi công khó khăn hơn. Với triền tàu thì cần có lòng sông rộng từ bờ này sang bờ bên kia, ít nhất 2 - 2,5 lần chiều dài khi tàu xuống nước, kỹ thuật hạ thủy khó khăn, hạ thủy không an toàn, dễ gây ra ứng suất phụ có thể làm biến dạng thân tàu. 1.2.2 Công trình hạ thủy bằng lực nâng của nước. 1.2.2.1 Ụ khô. 1. Khái niệm. Thực chất ụ khô chỉ là một cái hố đặt sâu vào lòng đất được cải tiến dần thành những công trình bê tông và được hiện đại hoá cửa ụ cũng như hệ thống cấp thoát nước. Ụ khô sử dụng được trong sửa chữa và đóng mới tàu thuỷ vì: Việc hạ thuỷ tàu an toàn: không gây biến dạng thân tàu, không cần phải gia cố thân tàu để chống ứng suất phụ. Không hạn chế về quy mô và kích thước tàu thuỷ.
 Hình 1.5: Sơ đồ ụ khô. 2. Các bước đưa tàu ra vào ụ. Bước 1: Neo giằng tàu (sau khi tàu sửa chữa xong), tháo nước vào buồng ụ, mở cửa van kéo tàu ra ngoài (lúc đầu dùng tời sau đó dùng tàu). Bước 2: Đóng cửa van, bơm nước ra ngoài, sắp xếp lại đệm tàu cho phù hợp với tàu sắp đưa vào ụ. Bước 3: Lấy nước vào buồng ụ, mở cửa ụ, đưa tàu vào ụ và đóng cửa ụ. Bước 4: Sau khi neo giằng tàu, kiểm tra xem có đúng vị trí của nó không rồi bơm nước ra đến lúc đáy tàu chạm đệm tàu thì dừng lại, dùng thợ lặn kiểm tra xê dịch vị trí tàu cho phù hợp với đệm và bơm cạn nước. 3. Các bộ phận cơ bản của ụ khô. Buồng ụ: là bộ phận để đặt tàu vào đó khi tiến hành sửa chữa hoặc đóng mới, nó là bộ phận quan trọng nhất của ụ, khối lượng vật liệu lớn nhất. Đầu ụ: là bộ phận đỡ cửa ụ, trên đó có thể bố trí thêm thiết bị tiêu năng cho phép giảm vận tốc nước khi tháo vào buồng ụ. Trong các ụ hiện đại có mặt cắt ngang lớn áp lực thủy tĩnh có thể lên tới 5000 - 7000 tấn, để đảm bảo ổn định cho nó ở đầu ụ có thể có một phần buồng ụ. Cửa ụ: là bộ phận ngăn cách giữa ụ và khu nước, đồng thời đảm bảo sự giao lưu giữa buồng ụ và khu nước khi tàu ra vào ụ. Các cửa trung gian được bố trí dọc theo chiều dài ụ tạo thành các buồng khác nhau và được đặt ở đầu ụ khi tiến hành sửa chữa cửa chính. Hệ thống cấp tháo nước: dùng để phục vụ cho việc đưa tàu ra vào ụ. Cấp nước dùng tự chảy, tháo nước ra ngoài dùng trạm bơm, kết hợp với trạm bơm là một hệ thống đường hầm đặt trong tường đầu hoặc phía sau tường, bản thân trạm bơm cũng có thể đặt ngay trong tường đầu hoặc đặt riêng. Ngoài ra ụ khô còn có các thiết bị phụ như đệm tàu, tời kéo, cọc neo tàu, cần cẩu, cầu thang, lan can, thiết bị động lực và những trang thiết bị công cộng khác. 1.2.2.2 Ụ khô lấy nước. 1. Khái niệm. Là công trình nâng tàu, trong đó việc cấp thoát nuớc được thực hiện bằng phương pháp tự chảy từ hồ chứa bên cạnh có mực nước cao hơn ụ. Ụ khô lấy nước có 2 phần: ụ khô và âu hoặc hồ chứa nước. Mặc dù phải xây thêm âu nước và khối lượng nước cần bơm rất lớn, nhưng đáy ụ đặt trên mặt đất nên tường không chịu áp lực đất và đáy ụ không chịu lực đẩy nổi cho nên kết cấu của chúng tương đối đơn giản. 2. Đặc điểm. Cao trình đáy không đặt sâu vào lòng đất như ụ khô mà đặt ngang với mặt bằng xưởng. Do đó tường ụ không chịu áp lực đất phía ngoài mà chỉ chịu áp lực thuỷ tĩnh bên trong khi đưa tàu ra vào ụ. Trạm bơm không phục vụ trực tiếp cho từng ụ, nó cấp nước cho âu nước, âu này giữ vai trò trung gian giữa ụ và vùng nước phía ngoài và phải đủ rộng để cho tàu quay vòng và neo đậu. Tường âu bằng bê tông hoặc đắp đất.
 Hình 1.6: Ụ khô lấy nước. 3. Các bước đưa tàu ra và vào ụ. Đưa tàu ra khỏi ụ: Bơm nước vào đến cao trình cần thiết (tàu có thể nổi lên khỏi đệm), mở cửa ụ cho mức nước ở âu và ụ ngang nhau, kéo tàu ra khỏi ụ và đưa vào lạch sâu của âu. Sau đó mở cửa âu cho mức nước ở âu và khu nước ngang nhau, kéo tàu ra ngoài. Đưa tàu vào ụ: Đưa tàu vào lạch sâu của âu, đóng cửa âu và bơm nước vào âu đồng thời với mở cửa ụ để nước trong âu và ụ ngang nhau. Quay tàu và đưa vào ụ. 1.2.2.3 Ụ nước. 1. Khái niệm. Là công trình nâng tàu kết hợp ụ khô với âu nước. Ụ nước và Ụ khô lấy nước có nguyên lý làm việc tương tự nhau, chỉ khác ở chỗ âu nước của ụ nước nhỏ hơn và phần khô của ụ nước có kết cấu đơn giản hơn.
 Hình 1.7: Kết cấu của ụ nước.(1. buồng nước; 2. buồng khô.) 2. Thao tác nâng tàu. Mở cửa phần dưới để đưa tàu vào buồng nước. Đóng cửa buồng nước và bơm nước vào cho đến cao trình có thể đưa tàu lên phần trên. Đưa tàu lên phần trên, bệ đặt lên trên đệm tàu. Tháo nước ra (tự chảy) cho đến khi ngang với mực nước của khu nước bên ngoài. 3. Thao tác hạ tàu. Đóng cửa buồng nước và bơm nước vào buồng ụ Đưa tàu ra buồng nước, phần dưới. Tháo nước ra cho đến khi bằng cao trình mực nước của khu nước. Mở cửa ụ và kéo tàu ra ngoài.
 Hình 1.8: Nguyên tắc hoạt động của ụ nước. 1.2.2.4 Ụ nổi. 1. Khái niệm. Ụ nổi giống như một con tàu đáy bằng, hai đầu như nhau và hở, trên đó có trang bị các thiết bị phục vụ các thao tác nâng, hạ và sửa chữa tàu thuỷ. 2. Đặc điểm. Tính linh động cao, các phương án khai thác phong phú phù hợp với nhiều địa hình phức tạp và dây chuyền sản xuất khác nhau. Lực nâng thực tế không bị khống chế. Trong các ụ có kết cấu phân đoạn có thể tự sửa chữa. Tổn thất nhiều thời gian khi sửa chữa tàu vì sự di chuyển của công nhân từ vị trí làm việc lên tàu đang sửa chữa đến các phân xưởng và ngược lại. Tăng khối lượng công việc phụ do sự phức tạp của mối liên hệ vận tải do chỗ ụ nổi không thể đậu sát bờ, do vậy để vận chuyển các chi tiết tới vị trí làm việc phải trang bị các thiết bị nâng chuyển phụ. Điều kiện phục vụ công nhân làm việc trên tàu trong ụ nổi là kém nhất. Lực nâng của ụ nổi được xác định bởi các pông tông (phao ụ) của ụ. Chính vì vậy trong một số trường hợp đột xuất ụ nổi không phát huy tác dụng tốt. 3. Thao tác nâng hạ tàu. Nâng tàu: Đánh chìm ụ bằng cách cho nước chảy vào các khoang đáy của ụ qua hệ thống van; Đưa tàu vào ụ; Bơm nước ở đáy ra cho ụ nổi lên cùng con tàu. Hạ tàu: Đánh chìm ụ; Kéo tàu ra khỏi ụ; Bơm nước ra khỏi khoang đáy cho ụ nổi lên.
 Hình 1.9: Nguyên tác hoạt động của ụ nổi. 4. Ưu - nhược điểm. Ưu điểm: Việc hạ thủy an toàn, không gây ra biến dạng thân tàu và tránh được một khâu kỹ thuật phức tạp mà khi đóng tàu trên đà phải giải quyết, đó là phải gia cố thân tàu để chống ứng suất phụ, đặc biệt khi đóng tàu có trọng tải lớn. Không hạn chế về quy mô và kích thước của tàu được đóng mới hoặc sửa chữa, mà chỉ phụ thuộc vào kích thước của ụ, đặc biệt là ụ nổi. Nhược điểm: chi phí giá thành để xây dựng rất cao, đòi hỏi có sự đầu tư lớn. 1.2.3 Công trình hạ thủy bằng lực nâng cơ giới. Bao gồm những công trình nâng hoặc hạ tàu theo phương thẳng đứng, thường công trình loại này được kết hợp với nhiều bệ để tăng hiệu quả khai thác. Đặc điểm chung của loại công trình là: thao tác nhanh, có thể cơ khí hóa và tự động hóa cao, thích hợp cho vùng có dao động mực nước lớn. Tuy nhiên, kết cấu và thiết bị phức tạp và đắt tiền nên chưa được dùng phổ biến. 1.3 GIỚI THIỆU VỀ ĐÀ BÁN Ụ. Đà bán ụ là sự kết hợp giữa triền tàu và ụ khô. Do chiều dài tàu đóng mới lớn cộng với vũng nước phía cửa ụ cao nên khi thi công nước sẽ tràn vào làm ảnh hưởng tới việc thi công. Để việc thi công được tiến hành ta phải thiết kế cửa để không cho nước vào. 1.3.1 Triền tàu. 1.3.1.1. Các kích thước chủ yếu của triền tàu. Độ dốc đường trượt (i): Là số liệu quan trọng bậc nhất của triền tàu, nó ảnh hưởng đến chiều dài đường triền (tức là ảnh hưởng đến giá thành xây dựng), công suất bàn tời ... Nếu lấy độ dốc thoải thì lực kéo lên nhỏ, tức là công suất bàn tời nhỏ, nhưng chiều dài đường triền bị kéo dài và khi hạ thủy xe có thể không tự trượt xuống được Nếu lấy độ dốc quá thì, tuy đường triền ngắn nhưng lại vấp phải những thiếu sót trái với trường hợp trên. Việc lựa chọn độ dốc đường trượt phải thông qua phương pháp so sánh các phương án kinh tế kĩ thuật và có thể tham khảo qua số liệu sau. Triền ngang. Loại tàu nhỏ và vừa độ dốc:
Loại tàu lớn.
Triền dọc. (1-1) Tàu nhỏ:
Tàu vừa và lớn:
Mực nước hạ thủy: Ở vùng biển không có thủy triều, sông nội địa và sông đào có thể lấy mực nước trung bình làm mực nước hạ thủy. Ở vùng biển có thuỷ triều thì với tàu lớn mực nước hạ thủy chỉ cần xuất hiện một lần trong tháng của mùa nước ròng kiệt. Vì tàu lớn thời gian hoàn thành một con tàu lâu, số lần hạ thủy ít. Với tàu nhỏ thì thời gian hoàn thành một con tàu ngắn hơn nên số lần hạ thủy nhiều hơn, vì vậy yêu cầu xuất hiện một lần trong thời kỳ sốc vồng của tháng cạn nhất. Tuy nhiên số lần kéo tàu trong triền nhiều hơn trong đà rất nhiều nên ở triền lấy với tần suất cao hơn và do bộ phận thiết kế công nghệ sửa chữa tàu quyết định vì số lần kéo tàu lên xuống nhiều nên mực nước hạ thủy lấy theo tần suất ngày. Nếu số lần kéo tàu quá ít có thể lấy trung bình theo tháng. Ví dụ: kế hoạch sữa chữa hàng năm của nột xưởng là: Đại tu: 10 chiếc; trung tu: 30 chiếc; tiểu tu: 50 chiếc; cứ mỗi chiếc cần sửa chữa phải một lần kéo lên và một lần kéo xuống. Vậy tổng số lần kéo là: (10+30+50)x2 = 180 lần Mỗi năm làm việc 300 ngày thì số lần kéo trung bình 1 ngày là 180/300 = 0,6 lần Giả sử mỗi lần kéo mất 4 giờ thì mực nước hạ thuỷ lấy với tần suất: p% =
Trường hợp số lần kéo quá ít có thể lấy theo tần suất của tháng thấp nhất và cũng tính tương tự. Kích thước mặt đứng triền dọc dùng xe giá bằng: Chiều sâu đầu mút đường triền: Hm = T + k + Hk + ax + Lx.
(1-2) Trong đó: T_mớn nước hạ thủy của tàu k_độ sâu dự trữ đệm tàu và đáy tàu, thường lấy k = 0,2-0,3m Hk_chiều cao đệm sống tàu, thường tính gộp vào xe chở tàu nên Hk = 0 ax_chiều cao của xe giá bằng, ax = 0,8-1,5m Lx_chiều dài xe chở tàu, Lx = (0,85-0,9)Lt
_góc nghiêng của đường trượt Chiều dài hình chiếu đường trượt lên phương ngang (tính từ mực nước cao trở xuống) L =
(1-3) Trong đó: Hp_ độ chênh giữa mực nước cao và mực nước thấp 1.3.1.2. Kết cấu triền tàu. Tà vẹt trên nền đá dăm: Tà vẹt có thể là gỗ hoặc bê tông cốt thép, phổ biến là bê tông cốt thép vì gỗ chóng bị mục Ưu điểm: Giá thành xây dựng hạ do sử dụng được vật lệu địa phương và thi công dưới nước. Không cần đê quai xanh. Thời gian thi công nhanh, nếu tổ chức thi công hợp lý chỉ cần 5-6 tháng là hoàn thành đoạn dưới nước. Kết cấu đơn giản dễ điều chỉnh độ chính xác khi thi công. Nhược điểm: Nền tà vẹt, đá dăm dễ xói lở, có độ lún lớn nên thường xuyên phải tu sửa (phải dùng thợ lặn) Vùng có mực nước dao động tà vẹt nhất là gỗ dễ bị hư hỏng nên phải thay luôn Đường triền bị lắng đọng, nếu rửa bằng súng phun thủy lực dễ gây nên xói lở nền đá dăm Khả năng chịu lực bị hạn chế, khi xe chở tàu có sức nâng khoảng 300 tấn thì hầu như loại kết cấu này không đủ khả năng chịu lực. Triền có kết cấu dầm trên nền đá dăm: Loại kết cấu này cũng có một số thiếu sót như loại tà vẹt trên nền đá dăm như dễ xói lở, dễ bị bồi lắng, độ lún cũng khá lớn. Nhưng khả năng chịu lực lớn hơn do độ cứng của dầm lớn và diện tích tiếp xúc với nền lớn hơn. Thời gian thi công cũng nhanh, nhưng trọng lượng các đoạn dầm lớn nên phải dùng cần trục có sức nâng lớn. Nếu làm dầm toàn khối đổ tại chỗ thì phải đắp đê quai xanh. Tuy nhiên ít khi thi công đổ tại chỗ