Tính toán ổn định hệ thống phao quây tại đình Tràng Kênh - Thủy Nguyên, Hải Phòng

TS. PHẠM VĂN TRUNG Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

TÓM TẮT: Bài báo trình bày việc tính toán ổn định của hệ thống phao quây tại khu vực đình Tràng Kênh, huyện Thủy Nguyên, TP. Hải Phòng. Hệ thống phao được sử dụng với hai loại đáy khác nhau là đáy nhọn và đáy bằng.

TỪ KHÓA: Tính toán ổn định, hệ thống phao, đình Tràng Kênh.

Abstract: This paper presents the stable calculation of buoyage system in Trang Kenh temple, Thuy Nguyen district, Hai Phong city. The buoyage system is used with two different types of bottom.

Keywords: Stable calculation, buoyage system, Trang Kenh temple.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Cụm di tích Tràng Kênh thuộc thôn Tràng Kênh, thị trấn Minh Đức, huyện Thủy Nguyên, TP. Hải Phòng, cách trung tâm Thành phố chừng 25km về phía Bắc, có bề dày lịch sử văn hóa lâu đời, với cảnh quan thiên nhiên đẹp, được Nhà nước xếp hạng di tích lịch sử văn hóa và danh lam thắng cảnh năm 1962.

Tại khu di tích Bạch Đằng Giang, công trình Quảng trường Chiến thắng được hoàn thành vào tháng Chạp năm Bính Thân 2016, đón xuân mới Đinh Dậu 2017. Quảng trường lát đá granit vươn ra sông, gồm 3 pho tượng của Đức Ngô Quyền Vương, vua Lê Đại Hành và Hưng Đạo Vương Trần Quốc Tuấn cao 11m bằng đồng. Mô hình bãi cọc lim bịt sắt gồm 180 cọc được dựng lại dưới lòng sông.

Nhằm đảm bảo ATGT đường thủy, một hệ thống phao quây đã được bố trí xây dựng nhằm điều tiết cho các phương tiện qua lại tại khu vực này.

Nội dung bài báo, tác giả trình bày việc tính toán ổn định cho hệ thống phao trên.

2. BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHAO QUÂY TẠI KHU VỰC ĐÌNH TRÀNG KÊNH VÀ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH

Hệ thống phao quây được bố trí tại khu vực tượng đài chiến thắng Bạch Đằng, với hai loại phao được sử dụng gồm: Phao đáy nhọn (bố trí xa bờ) và phao đáy bằng (bố trí gần bờ) (Hình 2.1, 2.2). Đường kính các phao là 1,5m đặt cách nhau trung bình 1,4m. Tại các góc chuyển hướng của hệ thống phao quây, đóng các cọc bê tông 40 x 40cm, chiều dài 18m. Các phao được nối với nhau bởi hệ thống dây cáp + bóng nhựa.

Hình 2.1: Phao đáy nhọn tại khu vực đình Tràng Kênh

 

Hình 2.2: Phao đáy bằng tại khu vực đình Tràng Kênh

Kết cấu phao có dạng quả nhót, phía trên bố trí ống inox nhằm tạo sự thanh thoát. Do phao có kết cấu phức tạp nên việc tính toán sự ổn định (từ đó tính ra lượng bê tông dằn) là hết sức cần thiết.

Hình 2.3: Mặt bằng tổng thể bố trí hệ thống phao quây tại khu vực đình Tràng Kênh

Trong phạm vi bài báo, tác giả trình bày việc tính ổn định đối với hai loại phao được áp dụng tại khu vực đình Tràng Kênh là phao đáy nhọn và phao đáy bằng.

* Tính toán ổn định phao đáy nhọn:

- Trọng lượng của toàn bộ phao theo dự toán: G_phao = 438,41kg.

- Phần chìm của phao trong nước: h = 1,723m.

- Lực đẩy Acsimet khi phao đạt độ chìm thiết kế: P_ASM = 1698,8kg.

- Trọng lượng của dây xích neo có ngáng d 28 (khối lượng riêng: 18,3 kg/m, chiều dài dây: 3,5m): G_{dây xích} = 64,05kg.

- Trọng lượng phần trụ inox (trọng lượng riêng phần thép inox: 7930kg/m3): G_{trụ inox} = 14,9kg.

- Trọng lượng của đối trọng (lượng bê tông dằn) được tính toán thông qua sự cân bằng giữa tổng các trọng lượng và lực đẩy nổi: G_{bê tông} = 1181,44kg.

Với chiều cao của lượng bê tông dằn là: h_{bê tông} = 0.8173m.

Vị trí trọng tâm chung của hệ phao và đối trọng là zC, vị trí tâm đẩy D là zD.

Tính toán nhận thấy z_C < z_D.

Như vậy, trọng tâm C nằm thấp hơn tâm đẩy D. Kết luận: Phao ổn định.

* Tính toán ổn định phao đáy bằng:

- Trọng lượng của toàn bộ phao theo dự toán: G_phao = 441,07kg.

- Phần chìm của phao trong nước: h = 1,223m.

- Lực đẩy Acsimet khi phao đạt độ chìm thiết kế: P_ASM = 1461,3kg.

- Trọng lượng của dây xích neo có ngáng d 28 (khối lượng riêng: 18,3 kg/m, chiều dài dây: 2,4m):

G_{dây xích} = 43,92 kg.

- Trọng lượng phần trụ inox (trọng lượng riêng phần thép inox: 7930kg/m3): G_{trụ inox} = 14,9kg.

- Trọng lượng của đối trọng (lượng bê tông dằn) được tính toán thông qua sự cân bằng giữa tổng các trọng lượng và lực đẩy nổi: G_{bê tông} = 961,41kg.

Với chiều cao của lượng bê tông dằn là: hbê tông = 0,346m.

Vị trí trọng tâm chung của hệ phao và đối trọng là z_C, vị trí tâm đẩy D là z_D.

Tính toán nhận thấy z_C < z_D.

Như vậy, trọng tâm C nằm thấp hơn tâm đẩy D. Kết luận: Phao ổn định.

Hình 2.4: Hệ thống phao quây tại khu vực đình Tràng Kênh

3. KẾT LUẬN

Khu di tích đình Tràng Kênh đã được Thành phố và nhân dân Hải Phòng phục dựng, trở thành một quần thể các công trình kiến trúc, nghệ thuật tín ngưỡng, tâm linh, với quy mô bề thế, khang trang.

Việc bố trí hệ thống phao quây tại khu vực tượng đài là hết sức cần thiết nhằm đảm bảo điều tiết an toàn giao thông thủy cho các phương tiện qua lại.

Trong bài báo, tác giả đã trình bày việc tính toán ổn định của phao nhằm khẳng định sự làm việc bình thường của phao trong quá trình khai thác, sử dụng.

Tài liệu tham khảo

[1]. Hoàng Văn Quý, Nguyễn Đình Lương, Lê Bá Sơn, Đỗ Hữu Thành, Lê Văn Thuận (2005), Cơ học chất lỏng ứng dụng, NXB. Xây dựng, Hà Nội.

[2]. Nguyễn Trọng Khuê (2005), Bài giảng Công trình báo hiệu đường thủy, Khoa Công trình, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam.

[3]. H. O. Berteaux (1976), Buoy engineering, John Wiley & Sons.