Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA KẾT CẤU BẾN
DẠNG PHAO NỔI TRỤ NEO
Nguyễn Thành Trunga,∗
aKhoa Công trình, Trường Đại học Giao thông vận tải, số 3 phố Cầu Giấy, Đống Đa, Hà Nội
Nhận ngày 30/08/2018, Sửa xong 30/10/2018, Chấp nhận đăng 30/11/2018
Tóm tắt
Bến dạng phao nổi trụ neo là một hệ phao nổi liên kết với hai trụ dạng bệ cọc và dịch chuyển lên xuống theo
sự biến đổi của mực nước. Đây là dạng kết cấu bến mới vừa là điểm xuất nhập hàng hóa và hành khách vừa có
chức năng như một đê nổi giảm sóng. Bài báo này trình bày nghiên cứu đánh giá hiệu quả giảm sóng của dạng
kết cấu phao nổi trụ neo bằng phân tích mô hình số 3-D (Ansys Aqwa) và phương pháp lý thuyết lan truyền
sóng của Maccagno 1954 và Weigel 1960. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định được hiệu quả giảm sóng đáng
kể của dạng kết cấu này. Kết quả so sánh giữa mô hình số và lý thuyết tính toán lan truyền sóng đã chỉ ra hệ số
giảm sóng tính toán theo lý thuyết của Weigel 1960 có sự tương đồng với phương pháp mô hình số.
Từ khoá: kết cấu phao nổi trụ neo; giảm sóng; phần tử hữu hạn.
ASSESSMENT OF WAVE REDUCTION EFFECT OF ANCHORED PIER TYPE FLOATING STRUCTURE
FOR BERTH
Abstract
Anchored pier type floating structure is combined by a pontoon and two pile piers and this pontoon can move
up and down during variation of water level. This is a new structure for berth and not only is the export and
import area but also is floating breakwater for wave reduction. This paper presents the research on assessment
of wave reduction effect of anchored pier type floating structure by analyzing 3-D numerical model (Ansys
Aqwa program). The research results were compared with traditional wave theories and proved significant
wave reduction of this structure.
Keywords: anchored pier type floating structure; wave reduction; FEM.
1. Đặt vấn đề
Kết cấu phao nổi kích thước lớn với tính ổn định, khả năng chịu lực cao thích ứng với điều kiện
sóng gió phức tạp đã và đang được sử dụng khá nhiều cho đê chắn sóng, các công trình bến cảng
khách, điện gió. . . trong vùng dao động mực nước lớn. Kết cấu phao nổi trụ neo là một trong những
dạng kết cấu phao nổi kích thước lớn, khá đặc biệt được áp dụng nhiều cho đê chắn sóng nổi nằm
trong vùng dao động mực nước lớn kết hợp làm bến xuất nhập hàng hóa, hành khách [1]. Kết cấu này
gồm cấu kiện phao nổi được giữ bởi trụ va dạng bệ cọc, dưới ảnh hưởng của lên xuống của thủy triều,
phao nổi sẽ dao động lên xuống theo chiều cao trụ va, xem Hình 1. Hiện nay, Nhật bản có đê chắn
sóng Kan-on và bến du thuyền Ujina đã ứng dụng kết cấu phao nổi trụ neo này [2–4], tuy nhiên những
nghiên cứu về tính toán thiết kế về dạng kết cấu này trên thế giới còn chưa nhiều.
Trung, N. T. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Hiện nay, ở Việt Nam những tính toán thiết kế về kết cấu phao nổi neo xích hay cọc giữ cũng đã
thực hiện, như đã được đề cập trong tiêu chuẩn cơ sở về tính toán thiết kế bến du thuyền TCCS 05:
2014/CHHVN cuả Cục Hàng Hải Việt Nam nhưng chưa đề cập đến đánh giá hiệu quả giảm sóng của
dạng kết cấu phao nổi [5]. Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện để phân tích sự làm việc của kết cấu
phao nổi trụ neo trong môi trường lan truyền sóng và đánh giá hiệu quả giảm sóng của nó.
cọc giữ cũng đã thực hiên, như đã được đề cập trong tiêu chuẩn cơ sở về tính toán thiết
kế bến du thuyền TCCS 05: 2014/CHHVN cuả Cục Hàng Hải Việt Nam nhưng chưa đề
cập đến đánh giá hiệu quả giảm sóng của dạng kết cấu phao nổi [5]. Vì vậy, nghiên cứu
này được thực hiện để phân tích sự làm việc của kết cấu phao nổi trụ neo trong môi
trường lan truyền sóng và đánh giá hiệu quả giảm sóng của nó.
Hình 1. Bến phao nổi trụ neo bê tông cốt thép
2. Cở sở lý thuyết đánh giá hiệu quả giảm sóng của phao nổi
2.1. Lý thuyết truyền sóng phao nổi cố định
Phao nổi cố định là những kết cấu mà chuyển động tương đối so nền đất là không
đáng kể. Kết cấu phao nổi trụ neo có chuyển vị ngang tương đối lớn nhất tính toán được
bằng 5,24 cm so với đáy nền dưới tác dụng của tải trọng sóng. Vì vậy, kết cấu phao nổi
trụ neo được coi là cố định trong môi trường tác động lan truyền sóng.
Nói chung, tất cả các loại đê chắn sóng nổi phổ biến hiện nay, hiệu quả giảm sóng
được xác định bằng hệ số truyền sóng Ct. Hệ số này được định nghĩa là tỷ số giữa chiều
cao sóng truyền qua (sóng giảm) và chiều cao sóng tới:
" = $%
$&
(1)
trong đó " là chiều cao sóng truyền qua; và ( là chiều cao sóng tới
Hình 1. Bến phao nổi trụ neo bê tông cốt thép
2. Cở sở lý thuyết đánh giá hiệu quả giảm sóng của phao nổi
2.1. Lý thuyết truyền sóng phao nổi cố định
Phao nổi cố định là những kết cấu mà chuyển động tương đối so nền đất là không đáng kể. Kết
cấu phao nổi trụ neo có chuyển vị ngang tương đối lớn nhất tính toán được bằng 5,24 cm so với đáy
nền dưới tác dụng của tải trọng sóng. Vì vậy, kết cấu phao nổi trụ neo được coi là cố định trong môi
trường tác động lan truyền sóng.
Nói chung, tất cả các loại đê chắn sóng nổi phổ biến hiện nay, hiệu quả giảm sóng được xác định
bằng hệ số truyền sóng Ct. Hệ số này được định nghĩa là tỷ số giữa chiều cao sóng truyền qua (sóng
giảm) và chiều cao sóng tới:
Ct =
Ht
Hi
(1)
trong đó Ht là chiều cao sóng truyền qua; và Hi là chiều cao sóng tới.
Trong lí thuyết này phần lớn sóng được xem xét và công thức (1) sẽ được sử dụng để xác định hệ
số truyền sóng. Trong trường hợp của sóng không điều hòa, chiều cao sóng đáng kể Hs (chiều cao
sóng đáng kể là giá trị trung bình của một phần ba chiều cao các con sóng lớn nhất).
Một trong những người đầu tiên đã nghiên cứu lí thuyết truyền sóng cho các kết cấu ngập một
phần là Ursell [6] và Macagno [7]. Vài năm sau Weigel [8] đã phát triển một lý thuyết tuyến tính, được
đặt tên là “thuyết truyền năng lượng”.
a. Theo tác giả [7]
Tác giả thực hiện nghiên cứu lan truyền sóng với các các giả định sau: kết cấu phao cố định; chiều
rộng kết cấu hữu hạn; nước sâu (lý thuyết sóng tuyến tính); không xác định rõ được các điều kiện đưa
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA KẾT CẤU BẾN
DẠNG PHAO NỔI TRỤ NEO
Nguyễn Thành Trunga,∗
aKhoa Công trình, Trường Đại học Giao thông vận tải, số 3 phố Cầu Giấy, Đống Đa, Hà Nội
Nhận ngày 30/08/2018, Sửa xong 30/10/2018, Chấp nhận đăng 30/11/2018
Tóm tắt
Bến dạng phao nổi trụ neo là một hệ phao nổi liên kết với hai trụ dạng bệ cọc và dịch chuyển lên xuống theo
sự biến đổi của mực nước. Đây là dạng kết cấu bến mới vừa là điểm xuất nhập hàng hóa và hành khách vừa có
chức năng như một đê nổi giảm sóng. Bài báo này trình bày nghiên cứu đánh giá hiệu quả giảm sóng của dạng
kết cấu phao nổi trụ neo bằng phân tích mô hình số 3-D (Ansys Aqwa) và phương pháp lý thuyết lan truyền
sóng của Maccagno 1954 và Weigel 1960. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định được hiệu quả giảm sóng đáng
kể của dạng kết cấu này. Kết quả so sánh giữa mô hình số và lý thuyết tính toán lan truyền sóng đã chỉ ra hệ số
giảm sóng tính toán theo lý thuyết của Weigel 1960 có sự tương đồng với phương pháp mô hình số.
Từ khoá: kết cấu phao nổi trụ neo; giảm sóng; phần tử hữu hạn.
ASSESSMENT OF WAVE REDUCTION EFFECT OF ANCHORED PIER TYPE FLOATING STRUCTURE
FOR BERTH
Abstract
Anchored pier type floating structure is combined by a pontoon and two pile piers and this pontoon can move
up and down during variation of water level. This is a new structure for berth and not only is the export and
import area but also is floating breakwater for wave reduction. This paper presents the research on assessment
of wave reduction effect of anchored pier type floating structure by analyzing 3-D numerical model (Ansys
Aqwa program). The research results were compared with traditional wave theories and proved significant
wave reduction of this structure.
Keywords: anchored pier type floating structure; wave reduction; FEM.
You must be registered for see links
c 2018 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)1. Đặt vấn đề
Kết cấu phao nổi kích thước lớn với tính ổn định, khả năng chịu lực cao thích ứng với điều kiện
sóng gió phức tạp đã và đang được sử dụng khá nhiều cho đê chắn sóng, các công trình bến cảng
khách, điện gió. . . trong vùng dao động mực nước lớn. Kết cấu phao nổi trụ neo là một trong những
dạng kết cấu phao nổi kích thước lớn, khá đặc biệt được áp dụng nhiều cho đê chắn sóng nổi nằm
trong vùng dao động mực nước lớn kết hợp làm bến xuất nhập hàng hóa, hành khách [1]. Kết cấu này
gồm cấu kiện phao nổi được giữ bởi trụ va dạng bệ cọc, dưới ảnh hưởng của lên xuống của thủy triều,
phao nổi sẽ dao động lên xuống theo chiều cao trụ va, xem Hình 1. Hiện nay, Nhật bản có đê chắn
sóng Kan-on và bến du thuyền Ujina đã ứng dụng kết cấu phao nổi trụ neo này [2–4], tuy nhiên những
nghiên cứu về tính toán thiết kế về dạng kết cấu này trên thế giới còn chưa nhiều.
Trung, N. T. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Hiện nay, ở Việt Nam những tính toán thiết kế về kết cấu phao nổi neo xích hay cọc giữ cũng đã
thực hiện, như đã được đề cập trong tiêu chuẩn cơ sở về tính toán thiết kế bến du thuyền TCCS 05:
2014/CHHVN cuả Cục Hàng Hải Việt Nam nhưng chưa đề cập đến đánh giá hiệu quả giảm sóng của
dạng kết cấu phao nổi [5]. Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện để phân tích sự làm việc của kết cấu
phao nổi trụ neo trong môi trường lan truyền sóng và đánh giá hiệu quả giảm sóng của nó.
cọc giữ cũng đã thực hiên, như đã được đề cập trong tiêu chuẩn cơ sở về tính toán thiết
kế bến du thuyền TCCS 05: 2014/CHHVN cuả Cục Hàng Hải Việt Nam nhưng chưa đề
cập đến đánh giá hiệu quả giảm sóng của dạng kết cấu phao nổi [5]. Vì vậy, nghiên cứu
này được thực hiện để phân tích sự làm việc của kết cấu phao nổi trụ neo trong môi
trường lan truyền sóng và đánh giá hiệu quả giảm sóng của nó.
Hình 1. Bến phao nổi trụ neo bê tông cốt thép
2. Cở sở lý thuyết đánh giá hiệu quả giảm sóng của phao nổi
2.1. Lý thuyết truyền sóng phao nổi cố định
Phao nổi cố định là những kết cấu mà chuyển động tương đối so nền đất là không
đáng kể. Kết cấu phao nổi trụ neo có chuyển vị ngang tương đối lớn nhất tính toán được
bằng 5,24 cm so với đáy nền dưới tác dụng của tải trọng sóng. Vì vậy, kết cấu phao nổi
trụ neo được coi là cố định trong môi trường tác động lan truyền sóng.
Nói chung, tất cả các loại đê chắn sóng nổi phổ biến hiện nay, hiệu quả giảm sóng
được xác định bằng hệ số truyền sóng Ct. Hệ số này được định nghĩa là tỷ số giữa chiều
cao sóng truyền qua (sóng giảm) và chiều cao sóng tới:
" = $%
$&
(1)
trong đó " là chiều cao sóng truyền qua; và ( là chiều cao sóng tới
Hình 1. Bến phao nổi trụ neo bê tông cốt thép
2. Cở sở lý thuyết đánh giá hiệu quả giảm sóng của phao nổi
2.1. Lý thuyết truyền sóng phao nổi cố định
Phao nổi cố định là những kết cấu mà chuyển động tương đối so nền đất là không đáng kể. Kết
cấu phao nổi trụ neo có chuyển vị ngang tương đối lớn nhất tính toán được bằng 5,24 cm so với đáy
nền dưới tác dụng của tải trọng sóng. Vì vậy, kết cấu phao nổi trụ neo được coi là cố định trong môi
trường tác động lan truyền sóng.
Nói chung, tất cả các loại đê chắn sóng nổi phổ biến hiện nay, hiệu quả giảm sóng được xác định
bằng hệ số truyền sóng Ct. Hệ số này được định nghĩa là tỷ số giữa chiều cao sóng truyền qua (sóng
giảm) và chiều cao sóng tới:
Ct =
Ht
Hi
(1)
trong đó Ht là chiều cao sóng truyền qua; và Hi là chiều cao sóng tới.
Trong lí thuyết này phần lớn sóng được xem xét và công thức (1) sẽ được sử dụng để xác định hệ
số truyền sóng. Trong trường hợp của sóng không điều hòa, chiều cao sóng đáng kể Hs (chiều cao
sóng đáng kể là giá trị trung bình của một phần ba chiều cao các con sóng lớn nhất).
Một trong những người đầu tiên đã nghiên cứu lí thuyết truyền sóng cho các kết cấu ngập một
phần là Ursell [6] và Macagno [7]. Vài năm sau Weigel [8] đã phát triển một lý thuyết tuyến tính, được
đặt tên là “thuyết truyền năng lượng”.
a. Theo tác giả [7]
Tác giả thực hiện nghiên cứu lan truyền sóng với các các giả định sau: kết cấu phao cố định; chiều
rộng kết cấu hữu hạn; nước sâu (lý thuyết sóng tuyến tính); không xác định rõ được các điều kiện đưa
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links