Thiết kế tàu công trình

TÀI LIỆU HỌC TẬP 
DÀNH CHO SINH VIÊN KHOA ĐĨNG TÀU VÀ CƠNG TRÌNH NỔI 
 THIẾT KẾ 
TÀU CÔNG TRÌNH
ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH 
TRẦN CƠNG NGHỊ 
 TRANG ĐỂ TRỐNG 
 3
TRẦN CÔNG NGHỊ 
THIẾT KẾ 
TÀU CÔNG TRÌNH 
 4 
Trang này để trống 
 5
Mở đầu 
Môn học “Thiết kế tàu” gồm các phần: (1) Lý thuyết thiết kế tàu, (2) Mỹ thuật thiết kế tàu 
và (3) Thiết kế các tàu chuyên dùng. Hai phần đầu đã được chuyển đến bạn đọc trong lần phát 
hành trước. Phần thứ ba gồm những chuyên đề liên quan đến các kiểu tàu thông dụng: 
• Tàu vận tải đi biển, chủ yếu đề cập tàu chở hàng khô, tàu hàng thùng, tàu dầu, tàu chở hàng rời/ 
hàng tổng hợp, tàu chở sà lan. 
• Tàu khách. 
• Tàu kéo, đẩy. 
• Tàu công trình. 
• Tàu cỡ nhỏ chạy nhanh. 
• Tàu cánh ngầm. Tàu trên đệm khí. 
• Tàu đánh cá. 
Mỗi chuyên đề được trình bày trong tài liệu riêng, cung cấp bạn đọc quan tâm đến chuyên 
đề này những thông tin, hướng dẫn cần cho thiết kế tàu chuyên dùng. 
“Thiết kế tàu công trình” bao gồm những vấn đề: 
- đặc trưng các tàu công trình, 
- thiết kế tàu cuốc, tàu hút, tàu vận chuyển bùn, 
- thiết kế buồng máy, hệ trục tàu cuốc, tàu hút, 
- thiết kế thiết bị tàu công trình, 
- trang thiết bị cơ – điện tàu công trình. 
- Thiết kế đốc nổi 
Khoa đóng tàu và Công trình nổi trường Đại học GTVT Tp Hồ Chí Minh xây dựng đề 
cương học tập cho bộ môn đang đề cập. Tài liệu phần này được giao cho các kỹ sư tàu thủy làm 
việc nhiều năm trong ngành và đã tham gia thiết kế hầu hết các tàu hút bùn, tàu cuốc và các tàu 
công trình khác của nước ta biên soạn. 
Những thiết kế trích dẫn trong tài liệu được các Viện nghiên cứu thiết kế tàu cung cấp, 
trong đó có tài liệu riêng từ phòng tự động hóa thiết kế tàu thuộc trường, tài liệu của những người 
viết. 
Tài liệu được biên soạn làm cơ sở hỗ trợ sinh viên trong thiết kế đội tàu công trình, đáp 
ứng đòi hỏi của công tác thực tế. Tài liệu sẽ có ích cho kỹ sư, công nhân làm việc trong lĩnh vực 
đóng, sửa tàu công trình, cán bộ công nhân trực tiếp quản lý và khai thác đội tàu công trình. 
Mặc dầu đã cố gắng làm tốt việc biên soạn, người viết vẫn biết rằng, khó tránh các sai sót 
hoặc các lỗi vấp phải trong tài liệu. Chúng tôi mong nhận được góp ý xây dựng của bạn đọc gần, 
xa nhằm làm cho chất lượng tài liệu tốt hơn trong lần xuất bản tiếp theo. 
 Thành phố Hồ Chí Minh 6/2001 
 6 
Mục lục 
Mở đầu 5 
Chương 1 Tàu cơng trình 8 
1 Tàu cơng trình 8 
2 Đặc trưng tàu cuốc, tàu hút đã chế tạo 9 
Chương 2 Tàu hút bùn 17 
1 Tàu hút tự hành 18 
2 Tàu hút khơng tự hành 18 
3 Phương pháp chuyển dịch của tàu hút trong cơng việc 35 
4 Thiết bị buồng máy 37 
5 Bơm hút bùn 37 
6 Đầu hút và dàn đầu hút 41 
Chương 3 Tàu cuốc 48 
1 Tàu cuốc nhiều gầu 48 
2 Tính tốn gầu tàu cuốc 52 
3 Kết cấu khung đỡ dàn gầu 57 
4 Truyền động dàn gầu 64 
5 Xáng cạp 66 
7 Kết cấu thân tàu 75 
Chương 4 Thiết bị trên boong tàu cơng trình 78 
1 Tời cơng tác 78 
2 Thiết bị cọc di chuyển tàu 86 
3 Hệ thống ống dẫn bùn 89 
Chương 5 Tàu hỗ trợ kỹ thuật 96 
1 Sà lan chở bùn 96 
1 Tời cơng tác 78 
2 Tàu hỗ trợ kỹ thuật cỡ nhỏ 112 
3 Tàu đảm bảo hàng hải 113 
Chương 6 Đốc nổi 124 
 7
Chương 1 
TÀU CÔNG TRÌNH 
1. Tàu công trình 
Trong thành phần đội tàu công trình giới thiệu tại tài liệu này bạn đọc làm quen với các 
phương tiện nổi thực hiện các công việc nạo vét luồng lạch trên các sông, cảng và các đường sông, 
biển vào cảng. Hai nhóm phương tiện đặc trưng cho đội tàu này là tàu hút bùn và tàu cuốc. 
Nhóm tàu hút thực hiện hút bùn, đất từ lòng sông, cảng, cửa biển vv.. . bằng các phương 
pháp thủy lực. Bùn, đất được hút bằng ống và dẫn đến bơm thuộc dạng bơm bùn, nhờ bơm đẩy 
bằng đường ống đến địa điểm tập kết. 
Tàu cuốc thực hiện công việc nạo vét, chuyển bùn, đất bằng phương pháp cơ giới và thủy 
lực. Dạng thường thấy là tàu cuốc nhiều gầu. Trên tàu cuốc dạng này người ta dùng các gầu xúc 
bùn, đất và đổ dồn bùn đất đó vào phương tiện vận chuyển qui định. 
Làm việc tương tự tàu cuốc là các phương tiện xáng, cạp. Phương tiện kể sau làm việc 
như cẩu quay, còn tại vị trí móc cẫu người ta gắn thiết bị xén đất, cắt đất với nhiệm vụ xén cắt (có 
thể vì thế mới gọi là xáng cạp) bùn, đất và chuyển bùn đất cùng gầu xúc theo cách quay vòng đến 
vị trí đã định. Tại đây bùn đất được nhả ra hoặc đổ ra theo phương thức tự rơi. 
Để di chuyển bùn, đất vừa khai thác người ta sử dụng đội tàu vận chuyển bùn, đất. Thông 
thường đây là những sà lan tự hành hoặc không tự hành, có khả năng tự đổ hàng tại vị trí xác định. 
Với tàu hút để chuyển bùn, đất trong phạm vi không quá dài, chừng vài km đổ lại, chúng 
ta sử dụng hệ thống ống dẫn trên các phao nổi. Bùn, đất vừa được nạo, vét được chuyển đến vị trí 
qui định bằng ống để rồi san lấp mặt bằng, tạo nên mặt công tác mới. 
Thành phần đội tàu công trình còn được kể cả những tàu phục vụ đảm bảo an toàn hàng 
hải trên các luồng lạch hay gọi chung là đường vận tải thủy. Các tàu không trực tiếp vận tải hàng 
hóa song làm nhiệm vụ phục vụ sửa tàu như các dock nổi cũng được kể vào nhóm tàu công trình. 
Trên các vùng biển thuộc chủ quyền kinh tế của quốc gia, gọi theo cách mới là thềm lục 
địa ngày nay chúng ta còn gặp các giàn khoan cố định, giàn di động, tàu khoan dầu khí, các công 
trình nổi phục vụ công việc thăm dò và khai thác dầu, khí, các trạm chứa dầu khí. Đội tàu công 
trình trên biển ngày một lớn, chiếm tỷ trọng lớn trong ngành tàu nói chung. Về các công trình cố 
định và công trình nổi trên biển bạn đọc sẽ làm quen trong tài liệu thuộc môn học “thiết kế giàn 
khoan và công trình biển”. 
 8 
2. Đặc trưng tàu cuốc và tàu hút đã được chế tạo 
Để có thể hiểu hơn các đặc trưng tàu công trình bạn đọc có thể tìm hiểu qua những phương 
tiện đã được thiết kế, chế tạo và sử dụng có kết quả. 
Bảng 1.1 Tàu cuốc nhiều gầu 
Tên gọi Ch 589 892 
Chiều dài thiết kế, m 34,2 44,4 50 
Chiều dài toàn bộ, m 38,58 68,7 61,3 
Chiều rộng toàn bộ, m 8,8 9,5 10,8 
Chiều rộng thiết kế, m 8,6 9,2 10,5 
Chiều cao thiết kế, m 2,5 2,8 3,5 
Chiều cao toàn bộ, m 9,8 12,9 14,5 
Mớn nước, m 0,86 1,32 1,96 
Lựợng chiếm nước, t 224 481,1 830 
Năng suất, m3/h 150 – 250 250 500 
Chiều sâu làm việc, m 5,5 8 –10 11 
Máy chính 
Kiểu 6C100PH 8Tch23/30 6Tch25/34 
Số lượng 1 1 1 
Công suất, PS 168 450 300x2 
Vòng quay máy, v/ph 750 750 500 
Máy phát, kiểu A1256 MC-92-4 MC-117-4 
Công suất, kW 90 50 100 
Máy nén, số lượng 1 1 1 
Năng suất, m3/h 13,5 26 10 
Aùp lực, kG/cm2 35 60 30 
Trọng lượng thép vỏ tàu, t 50,39 157 274 
Gia cố và bệ máy trên tàu, t - 11,7 - 
Trang thiết bị nội thất, t 10,85 9 13,7 
Gỗ các loại, t 13,9 37,3 35,6 
Sơn, xi măng, t - - 46,9 
Thiết bị phòng công cộng, t - 4,2 11,71 
Các hệ thống tàu, t 8,7 10,7 9,9 
Thiết bị trên boong, t 9,66 71,6 76 
Thiết bị điện, t 7,9 19,5 36,4 
Máy móc chính, t - 11,6 37 
Thiết bị nạo vét, t 81,8 80,3 175,8 
 9
Tàu hút bùn 
 Ch1 Ch2 12 592 
Chiều dài thiết kế, m 50 42,9 40 38 
Chiều dài toàn bộ, m 55 52,6 44,5 40,8 
Chiều rộng toàn bộ, m 9,5 9,3 9,4 9,36 
Chiều rộng thiết kế, m 9,2 9 9,2 9 
Chiều cao thiết kế, m 2,8 2,5 2,85 2,5 
Chiều cao toàn bộ, m 9,81 7,71 11,6 8,45 
Mớn nước, m 1,25 1,27 1,09 0,81 
Lựợng chiếm nước, t 508 450 362 241 
Năng suất, m3/h 700 400-500 400 250 
Chiều sâu làm việc, m 7,5 – 11 6 – 11 7 – 11 5,5 – 11 
Máy chính 
Kiểu 6C350B 4C350 18D MΠ-12 
Số lượng 1 1 1 
Công suất, PS 800 380 350 250 
Vòng quay máy, v/ph 325 325 350 220 
Máy phát, kiểu - - ΠH400 MΠ543 
Công suất, kW 140 100 65 10 
Máy nén, số lượng 1 1 1 
Năng suất, m3/h 36 36 26 - 
Aùp lực, kG/cm2 35 50 60 - 
Trọng lượng thép vỏ tàu, t 125,9 120,9 121,8 80,62 
Gia cố và bệ máy trên tàu, t - - - 5 
Trang thiết bị nội thất, t 36,2 24,6 16 3,8 
Gỗ các loại, t - 62 33 16 
Sơn, xi măng, t - 6,5 - 1,5 
Thiết bị phòng công cộng, t 57,7 - - 1,4 
Các hệ thống tàu, t 18,1 - 7,95 4,9 
Thiết bị trên boong, t 24,5 74 67,2 29,55 
Thiết bị điện, t 20,5 19,4 6 1,6 
Máy móc chính, t 27,3 - - 82 
Thiết bị nạo vét, t 89 - - 9,13 
Thiết bị trong buòng máy,t 19,5 95,4 48,68 6 
Các thiết bị khác, t 43,6 25,6 5,5 - 
Hình 1.1 giới thiệu tàu hút tự vận chuyển bùn, đất hay còn gọi tàu hút tự hành. Tàu gồm 
thân tàu 13, thượng tầng 1, trên đó bố trí ngăn chứa bùn 12, thiết bị năng lượng 14, thiết bị bơm 
bùn 7, hệ thống máy tàu – chân vịt 15 và 16. 
 10 
Thiết bị khai thác trên hình được trình bày dưới dạng miệng hút 11, ống hút 10, khớp nối 
mềm 9, bơm bùn 8. 
Hình 1.1 Tàu hút tự hành 
Tàu hút đang làm việc tại nước ngoài có dạng sau. 
Hình 1.2a Tàu hút đóng tại Nhật bản, năng suất 3500 m3 
Hình 1.2b 
 11
Những hình ảnh trình bày tư thế làm việc cùng tàu chụp tại nơi sử dụng, Thượng Hải như 
sau nay. 
Hình 1.2c 
Hình 1.3 giới thiệu mặt cắt dọc tàu cuốc nhiều gầu ở tư thế làm việc. 
Hình 1.3 Tàu cuốc nhiều gầu 
 12 
Hình 1.4 Tàu công trình 
Tàu xáng cạp 
 Hình 1.5 Tàu xáng cạp 
 13
Tàu đảm bảo hàng hải 
Hình 1.6 Tàu đảm bảo hàng hải 
Tầu phục vụ công tác đảm bảo hàng hải. Tàu nhóm này khá đa dạng. Tàu được trang 
bị như phân xưởng nổi làm các công việc đặt phao luồng, bảo dưỡng hoặc sửa chửa phao, các thiết 
bị đảm bảo hàng hải. Trên tàu nhóm này thường trang bị những tời , máy kéo , cần cẩu sức nâng đủ 
lớn vv.. . nhằm làm được cả công việc trục vớt thiết bị và sửa chữa nhỏ. Tàu có đủ sức chở để có 
thể mang thiết bị bị hỏng về xưởng sửa chữa. Hình 1.6 giới thiệu một trong các tàu nhóm này. 
Trong đội tàu công trình còn có thể kể thêm các sà lan chuyên chở bùn, đất do tàu hút, tàu 
cuốc thực hiện. Đội sà lan này được chế tạo dưới nhiều hình thức khác nhau, tuy nhiên nhiệm vụ 
chính của chúng chỉ là đảm bảo đưa sản phẩm của tàu công trình về đến nơi được chỉ định. 
Hình 1.7 giới thiệu một rong các sà lan chở bùn đã được chế tạo hàng loạt. 
Hình 1.7 Sà lan chở bùn, đất 
 14 
Hình 1.8 
Hình 1.9 
Hình 1.10 
Những hình ảnh tàu hút bùn, tàu cuốc làm việc tại các cảng , các sông có thể thấy qua minh họa 
sau. 
Tàu hút dài 45m. 
 15
Hình 1.11 
Hình 1.12 
 16 
Chương 2 
TÀU HÚT BÙN 
Tàu hút bùn được chế tạo dưới dạng tàu tự hành: tự chuyên chở bùn đất và tàu hút không tự 
hành. 
Tàu thông dụng, không tự hành, có mặt nhiều nơi cấu hình đặc trưng như nêu tại hình 2.1. 
 Hình 2.1 Tàu hút không tự hành 
Trong nhóm tàu tự hành chúng ta có thể phân biệt các kiểu tàu làm việc theo nguyên lý hút 
sau: 
Tàu hút (trailing suction hopper dredge - TSHD) hút bùn cùng nước bằng hệ thống ống, 
chuyển bùn vào các khoang thành nghiêng (gọi là hopper) trên tàu. Khi đầy, tàu hút vận chuyển 
sản phẩm đến vị trí xác định, mở đáy các khoang và thả sản phẩm đó xuống. Tàu hút lớn nhất của 
kiểu này Jan de Nul có khoang chứa thành nghiêng 33.000 m3, chiều sâu hút 135m. Tàu đang chế 
tạo và hoàn thành năm 2008 có dung tích hopper đến 46.000 m3, chiều sâu hút 155m. 
Tàu hút có đầu phay (cutter suction dredger - CSD) dùng rộng rãi trên thế giới. Đầu phay có 
nhiệm vụ phay đất trước khi hút bùn đất cùng nước vào tàu qua bơm. Đầu phay thiết kế để có thể 
phay các loại đất từ mềm đến cứng, thậm chí cả đá. Tàu hút bùn nhóm này trang bị hệ thống máy 
với công suất đến gần 30.000 kW. 
 17
Tàu hút bùn dạng auger suction sử dụng hệ thống thiết bị cắt đất trên nguyên lý vít xoáy 
Archimedes. Hệ thống này phát huy tác dụng từ những năm tám mươi. 
1. Tàu hút tự hành 
Tàu hút tự hành được giới thiệu tại hình 2.1 và 2.2. Đặc trưng kỹ thuật tàu hút được thể hiện 
qua các đại lượng thường dùng trong thiết kế tàu công trình. 
1) Dung tích hầm chứa bùn, đất hay còn gọi là dung tích khoang hàng W, tính bằng m3. Đại 
lượng này giúp người quản lý hình dung các đại lượng dẫn xuất từ đây: kích thước phủ bì tàu, năng 
suất bơm bùn, công suất thiết bị. 
2) Chiều sâu hút bùn H, tính bằng m, nêu rõ khả năng nạo vét chiều sâu của phương tiện. 
Trên thế giới người ta đã chế tạo tàu hút vớitầm hút đến 30 – 35m chiều sâu. 
3) Năng suất hút bùn Q, tính bằng m3/h. Đại lượng này liên hệ với dung tích hầm chứa bùn 
theo quan hệ, năng suất ấy đảm bảo hút đủ bùn, đất cho khoang này trong thời gian từ 30 đến 60 
phút. 
4) Vận tốc khai thác của tàu tự hành đạt đến 8 – 16 HL/h khi chuyên chở , còn khi làm việc 
chính vận tốc phải đạt 2 – 3 HL/h nhằm đảm bảo tính ăn lái cho phương tiện. 
Tàu hút bùn tự hành khác tất cả tàu hoạt động trên sông biển ở thiết bị dẫn bùn, đất từ nơi 
khai thác đến nơi chứa. Thiết bị gồm dàn phay, ống dẫn, hệ thống bơm bùn. Bố trí ống hút trên tàu 
được thực hiện trong phần xẻ rãnh cuối hoặc đầu thân tàu, hình 2a, thậm chí tại giếng giữa thân 
tàu, hình 2b. Trong nhiều trường hợp để tăng thêm tính tiện lợi người ta bố trí thiết bị này hai bên 
mạn, hình 2c. 
 Hình 2.2 Tàu hút bùn 
 18 
 Để hiểu rõ hơn kết cấu tàu tự hành chúng ta có thể xem bố trí chung của tàu hút được 
trang bị hệ thống động lực điện – diesel, sức chứa 1000m3, các ống hút bố trí bên mạn, hình 2.3. 
 Hình 2.3 Tàu hút tự hành, tự chuyên chở 
Thân tàu mang dạng tàu vận tải thông dụng, mũi nhô về trước, vòm lái dạng đuôi tàu tuần 
dương. Với hình dạng bên ngoài không khác tàu vận tải tàu hoạt động tên sông biển không khác tàu 
vận tải lúc chạy. Tàu được ngăn ngang bằng sáu vách ngang. Theo bố trí này trên tàu có bảy 
khoang chứa: khoang forepeak 8, khoang mũi 9, khoang bơm 10, khoang chứ ... n nhiều đốc nổi có thể đổi chỗ cho nhau. 
Chiều rộng lớn nhất, Bmax, đo tại mặt cắt ngang đốc, từ hai vị trí xa nhất từ hai mạn. 
Chiều cao lớn nhất, Hmax, đo từ mặt cơ bản đến điểm cao nhất của kết cấu đốc. 
Kích thước bên ngoài được hiểu như sau: 
Chiều dài toàn bộ của đốc L, đo tại boong trên pon ton, cụ thể hơn đo từ mép sau đến mép 
trước ponton. 
Chiều rộng toàn bộ đốc B, đo giữa hai thành mạn pon ton. 
Chiều cao đốc H, đo từ mặt cơ bản đến topdeck. 
Chiều chìm đốc T, đo từ đường cơ bản đến đường nước thiết kế. 
Kích thước làm việc: 
Chiều dài làm việc LD, đo tại pon ton , trong phạm vi bố trí các nề kê tàu. Trong thức tế với 
các đốc liền, chiều dài làm việc này được nhận bằng chiều dài L nêu trên. 
Chiều rộng BD đo trong lòng giữa thành trong hai tháp hoặc giữa hai bị kết cấu trên thành 
trong hạn chế . Chiều rộng này mang tên gọi thực tế là chiều rộng lọt lòng. 
Chiều cao giới hạn của cột nước , tính từ mép trên nề chính, ký hiệu hmax. 
Chiều chìm đốc trong trạng thái không tải T0. 
Chiều chìm đốc trong trạng thái có tàu trong đốc, lượng dự trử đầy theo thiết kế TP, tương 
ứng cách gọi chiều chìm tàu đầy tải khi xem xét tàu vận tải. 
Ký hiệu các kích thước chính đốc trình bày tại hình 6.6 
 128
Hình 6.8 Kích thước chính của đốc nổi 
 Hình 6.9 
 129
 Hình 6.10 Các dốc nổi 
Kích thước làm việc của đốc nổi phải đảm bảo để chưa được và đủ khả năng nâng được tàu 
hoặc một số tàu dự tính. Sử dụng các ký hiệu giành cho kích thước phủ bì của tàu hoặc nhóm tàu 
đặt trong đốc theo cách sau: 
Ls – chiều dài lớn nhất của tàu lên đốc, 
Bs – chiều rộng lớn nhất của tàu, 
Ts - chiều chìm tàu, 
Ds - trọng lượng của tàu lên đốc 
Chúng ta sẽ xác định kích thước của đốc theo công thức thực tế. 
Chiều dài LD. 
Chiều dài đốc phải đủ để bố trí tàu chiều dài Ls đang đề cập. Công thức kinh nghiệm xác 
định LD mang dạng: 
LD = k.Ls 
Hệ số k nên nhận bé nhất trong điều kiện có thể nhằm giảm vật tư, thiết bị và theo đó giá 
thành sản xuất đốc. Mặt khác chiều dài đốc cần đủ, chiều dài của dãy nề kê tàu phải đủ nhằm 
giảm áp lực lên nề (và vỏ tàu), tránh hư hỏng tàu trong thời gian lên đốc. Dung hòa hai ý kiến trên 
có thể chọn k = 0,8 ÷ 0,9 
Chiều rộng BD 
Thông lệ chiều rộng đốc được tính bằng khoảng cách còn lại hay còn gọi khoảng cách lọt 
lòng giữa hai thành trong của hai tháp, sau khi trừ đi chiều rộng của hai chống va đặt tại thành 
trong. Chiều rộng này cho phép đặt tàu lọt hẵn trong lòng đốc, đồng thời đảm bảo khe hở đủ lớn 
giữa mạn tàu và mạn tháp. Trường hợp vài tàu đặt dọc và song song trong đốc cần tạo khe hở giữa 
hai tàu lân cận, khe hở đó không nhỏ hơn 1,5 – 2m. 
BD = Bs + 2bCC + (3 ÷ 4 ), (m) 
 130
Trong đó bCC – chiều rộng con lươn (chạch) hay còn gọi chống va. 
Trường hợp đặt hai tàu song song trong đốc, công thức cuối được hiểu theo cách sau: 
BD = 2Bs + 2bCC + (4,5 ÷ 6 ), (m) 
Chiều chìm tháp đốc tính từ mặt boong công tác hmax 
Chiều chìm này phải lớn, trong đó bao gồm chiều cao nề kê tàu, khe hở tối thiểu giữa tàu 
đáy vào độc và mặt trên của nề. Thông lệ, khe hở này không bé hơn 200 – 300 mm. Chiều cao nề 
kê tàu hn khoảng 1,2m. Chiều chìm đốc trong trạng thái chìm lớn nhất phải là: 
hmax + hn = Ts + hn + (0,2 ÷ 0,3) , (m) 
Kích thước bên ngoài 
Chiều dài đốc trong thực tế còn được tính cả hai cầu dẫn, bố trí tại hai đầu đốc. Chiều dài 
cầu dẫn con-son chọn bằng chiều dài phần nhô ra của thân tàu lên đốc. Từ phép thống kê có thể 
thấy, chiều dài này khoảng 5% chiều dài đốc LD. Trong thực tế người ta không chế tạo cầu dẫn, 
liên kết con-son với đốc dài quá 10m. 
Chiều rộng bên ngoài xác định theo công thức kinh nghiệm: 
B = BD + 2bTH 
Trong đó bTH - chiều rộng tháp, đo tại mặt boong công tác. 
Chiều rộng tháp xác định trên cơ sở đảm bảo ổn định đốc trong trạng thái chìm quá boong 
công tác, đảm bảo sức nổi và an toàn của đốc khi đánh chìm và khi nổi. Chiều rộng này phải đủ độ 
lớn nhằm tạo thuận lợi cho bố trí các buồng sinh hoạt, buồng làm việc, phương tiện máy móc, thiết 
bị trong tháp. 
Chiều cao tháp tính từ boong công tác tính theo công thức: 
HTH = Ts + hn + Fb 
Trong đó Fb - chiều cao mạn khô. Giá trị của Fb nên nhận khoảng 1,2 – 1,5 m theo kinh 
nghiệm. 
Cần nói rõ hơn, chiều cao mạn khô đốc không khác chiều cao mạn khô tàu thủy, tính theo 
công ước quốc tế về Load line. Theo gợi ý nhiều chuyên gia, đốc ngắn dưới 70m có thể nhận Fb = 
0,6m. 
Chiều cao ponton xác định đồng thời với chiều rộng đốc nhằm đảm bảo sức nổi pon ton: 
P
B
sD
P fbCBL
DD
H ++=
..
trong đó HP – chiều cao ponton, DD - trọng lượng đốc nổi cùng trang thiết bị trên đó, L, B – 
chiều dài, chiều rộng đốc, CB - hệ số béo thể tích của ponton , fbP – chiều cao mạn khô bản thân 
ponton như phương tiện thủy. 
 131
Trong thành phần trọng lượng đốc cần tính đến lượng nước dằn không thể tháo ra ngoài khi 
bơm. Chiều dày lớp nước nằm tại đáy ponton nên nhận bằng 200 – 300 mm. Với đốc ghép từ các 
phân đoạn, lượng nước đọng lại trong đốc chiếm khoảng 0,1 – 0,2Ds. 
Chiều cao mạn khô của ponton nên nhận 300 mm. 
Chiều chìm thực tế của đốc gồm chiều cao pon ton cùng với chiều cao tháp HTH vừa đề cập: 
T = HP + HTH 
Phương trình trọng lượng xác định DD có dạng: 
DD = GH + GS + GEQ + GE + GRE + GB 
trong đó: GH - trọng lượng vỏ thép, 
GS - trọng lượng các hệ thống tàu, khoảng 5% GH 
GEQ – trọng lượng trang thiết bị, chiếm chừng7 – 9% GH 
GE - trọng lượng thiết bị năng lượng, chiếm chứng 10 – 15% GH 
GRE - dự trữ 
GB - trọng lượng ballast 
 Hình 6.11 Tư thế tàu trong đốc 
 132
 Hình 6.12 Đốc nổi sản xuất tại Việt Nam 
Tính nổi đốc 
Cấu hình đốc đã chỉ rõ, phần dưới của đốc luôn mang dạng ponton, diện tích mặt đường 
nước xấp xỉ LxB. Trên ponton sẽ là tháp đốc. Chiều dài tháp thường không khác so với chiều dài 
ponton song chiều rộng tháp nhỏ hơn nhiều lần nếu so với chiều rộng đốc. Từ mặt boong công tác 
trở lên thân đốc trở thành phần của tàu hai thân. Cấu hình này quyết định các đặc tính thủy tĩnh 
của đốc. Các đường tính nổi này trong khoảng chiều cao từ từ đáy đốc đến mặt boong công tác 
không khác hệ đường cong dùng cho tàu một thân dạng ponton. Tại đây các đường cong có điểm 
gãy để rồi tiếp tục phát triển lên cao cho đặc tính tàu hai thân. 
Các đường cong miêu tả thể tích phần chìm của đốc nổi được trình bày tại hình 7 dưới đây. 
Trên đồ thị đường 1 chỉ toàn bộ thể tích phần chìm của đốc, đường 2 – thể tích các két trong tháp 
(mạn kép), 3 – thể tích các két giữa, 4 - chiều cao tâm nổi, tính trên mặt cơ bản, momen quán tính 
ngang mặt đường nước , 6 – momen quán tính dọc mặt đường nước. 
Từ đồ thi tiến hành xác định dung tích các két ballast trong mạn đôi, trong đáy ponton. Khi 
thiết kế đốc nổi, dung tích các két vừa nêu tính theo công thức: 
V = μVLT 
Trong đó VLT - thể tích lý thuyết biểu diễn trên đồ thị, μ - hệ số chứa ballast. Hệ số này 
được chuẩn bị nhằm dự phòng các trường hợp trong các két có các túi khí không thoát khi xả khí, 
những tổn thất dung tích do các tấm tôn boong, tôn đáy bị lõm. Hệ số này nên nhận 0,97 trong thiết 
kế. 
 133
Dươí boong an toàn cần dự trù gối khí đủ chiều cao, khoảng 100 mm, để tránh va đập thủy 
lực khi nước gần đến boong này. 
 Hình 6.13 
Hình 6.14 Đồ thị đánh chìm đốc 
Từ các đường tính nổi tiến hành xây dựng đồ thị đánh chìm đốc, hình 8. Trên đồ thị dạng 
này sẽ sử dụng các đường 1, 2 vừa có để lập hệ đồ thị đánh chìm đốc không chứa tàu. Đường 
cong thể tích phần chìm tàu nằm trong đốc được tính riêng trước khi đưa vào đồ thị của hệ thống 
đốc-tàu, đường 3. Đường số 4 trên đồ thị là lượng ballast của đốc cần thiết khi nâng hạ đốc cùng 
tàu. 
 134
Trên cùng đồ thị cần xây dựng các đường mức cho các mớn nước đặc trưng. Đường 8 – mép 
trên pon ton, 5 – chiều chìm giới hạn của đốc. Đường 7 – boong an toàn, 9 – vị trí cao nhất của vát 
hông. 
Vùng gạch chéo trên đồ thị hình 8 tỷ lệ với công của các bơm khi bơm nước ra. Khi nâng 
đốc cùng tàu kê trong đó, công các bơm tính bằng tấn-met dùng trong việc đẩy ballast ra khỏi đốc 
sẽ là: 
Q = γ.V.h 
trong đó γ - trọng lượng riêng của ballast, T/m3, 
V - lượng nước, tính bằng m3, của khối nước phải bơm ra, 
H – chiều cao cột áp, m cn. 
Công suất động cơ điện cần cho các bơm: 
t
QP
BEηη.75
10. 3= , (HP) 
trong đó: ηE - hiệu suất động cơ điện, ηB - hiệu suất bơm, t – thời gian bơm, tính bằng giây. 
Kết cấu thân đốc 
Hệ thống kết cấu 
Đốc nổi như các phương tiện nổi khác có kết cấu theo một trong ba hệ thống: ệ thống ngang, 
hệ thống dọc và hệ thống ngang kết hợp dọc. Trong hệ thống ngang, khoảng sườn được chọn không 
quá 1000mm. 
Kết cấu trong lòng tháp và cả trong lòng pon ton thường thuộc dạng khung thép, người Anh 
gọi là truss frame. Hình 9 giới thiệu mặt cắt ngang đốc kết cấu hàn , sức nâng 2100 T. 
Chọn hệ thống kết cấu đốc có thể trên các cơ sở sau: 
(a) Các tháp cùng các boong trên đó kết cấu theo hệ thống dọc luôn luôn có lý. 
(b) Nếu xác định được chế độ làm việc chiếm ưu thế của độc thuộc dạng boong trên luôn chịu 
nén, đáy ponton luôn chịu kéo, nên chọn hệ thống kết cấu ngang cho đốc. 
(c) Trường hợp ngược lại với (b), có nghĩa đáy luôn bị nén, topdeck bị kéo, ponton nên kết cấu 
theo hệ thống dọc. Nói cách khác đốc cần được thiết kế theo hệ thống dọc. 
(d) Nếu chiều cao ponton không lớn, boong công tác chịu nén phần lớn thời gian, nhất thiết phải 
đặt hệ thống nẹp dọc boong công tác còn hệ thống ngang của pon ton phải được giữ nguyên, đảm 
bảo độ bền cục bộ. 
Hình 6.10 trình bày mặt cắt ngang đốc nổi kết cấu theo hệ thống ngang. 
 135
Hình 6.15 
Hinh 6.16 
 136
Hình 6.17 
Hình 6.17 trình bày mặt cắt ngang đốc nổi kết cấu theo hệ thống dọc. 
Kết cấu tháp và pontoon 
Trong hầu hết các đốc, kết cấu trong lòng tháp mang dạng khung có thanh giằng. Những ví 
dụ tại các hình từ 6.9 đến 6.12 đã trình bày ý vừa nêu. 
Trong rất nhiều trường hợp thành trong của tháp được đặt chân nghiêng với góc nhất định. 
Điều cần lưu ý, độ giãn của chân vách không chiếm khoảng lớn không gian trên boong công tác. 
Chân nghiêng có tác dụng rất lớn trong việc giảm tập trung ứng suất tại vị trí khó tránh này. 
Thay vì khung với những thanh giằng, trong thực tế người ta có thể chế tạo các đà hở thay 
vào hệ thống khung tại mỗi sườn. Trong những đốc cỡ nhỏ, tại mỗi sườn pon ton – đáy tàu người 
ta bố trí đà ngang thay cho kết cấu khung. 
Mối nối giữa tháp với ponton được tiến hành như cách nối thượng tầng tàu với boong chính. 
Kết cấu cầu dẫn 
Cầu dẫn được nối với ponton qua mối nối cứng nhằm tạo “ngàm” cho tấm con-son. Thông 
lệ cầu dẫn được thiết kế như khung dầm thép, mặt cắt dọc hình nêm. Khu vực tiếp giáp ponton 
chiều cao của dầm cầu đủ lớn, càng ra xa chiều cao thu hẹp dần. Tấm lát cầu dẫn có thể làm từ gỗ 
hoặc kim loại. 
Tải trọng tính toán áp đặt lên mặt kết cấu này được nhận 0,5 m cột nước. 
 137
Trong trường hợp cần di chuyển đốc bằng đường biển, người ta cắt rời hai cầu dẫn và đặt 
trên boong công tác. Điều này chỉ ra rằng, kết cấu cầu dẫn là kết cấu vững bền, trên danh nghĩa cố 
định song khi cần kết cấu đó vẫn có thể chuyển sang kết cấu “di động” tạm thời. 
Hình 6.13 trang saqu giới thiệu kết cấu cầu dẫn hai đầu đốc nổi với tấm lát bằng gỗ. Trên 
hình 6.14 các tấm lát được thay từ gỗ sang thép tấm. 
Tấm ngăn sóng 
Tấm chắn sóng, gọi đúng tên là thiết bị làm vỡ sóng (wave breaker) cần thiết cho việc ngăn 
trở tác hại sóng gây ra trên đốc. Các tấm chắn sóng được bố trí trên boong công tác, cách mép đầu 
và cuối chừng 5 – 7m. Chiều cao các tấm 1,1 – 1,2 m. Các lỗ khóet trên các tấm này cho phép hệ 
thống dây buộc tàu, dây xích neo vv đi qua để không làm trở ngại mọi thao tác thường lệ. Các 
tấm này phục vụ việc ngăn sóng khi di chuyển đốc bằng đường biển. 
Hình 6.15 giới thiệu kết cấu wave breaker đặt trên đốc trong thời gian di chuyển bằng đường 
biển. 
Hình 6.18 
 138
Hình 6.19 
Đường ray cần cẩu 
Bố trí đường ray cho cẩu di động gần như điều khó tránh. Trong trường hợp bắt buộc này 
cần bố trí theo đúng qui định giành cho các thiết bị nâng hạ. 
Hình 6.16 giới thiệu các phương án lắp ray trên topdeck. Hình 6.17 trình bày cơ cấu chặn 
bánh xe lăn chân cẩu. 
Hình 6.16 
 139
Hình 6.17 
Lối đi trên tháp đốc 
Kết cấu đặc biệt này giành cho các đốc nổi cỡ trung trở lên. Với các tháp cao 5 – 7m cần 
có một hành lang đi lại tại mỗi mạn. Tháp cao hơn, cụ thể 7 – 12 m có hai hành lang. Kết cấu đặc 
trưng lối đi này được giới thiệu tại hình 6.18. 
Kết cấu này trong thực tế được chế tạo theo hai kiểu khác nhau. Kết cấu cố định gắn chặt 
với tháp đốc, kết cấu lắp ghép cho phép tháo “hành lang” khi di dời. Dạng thứ hai có thể bố trí ra 
ngoài mạn như một “xích đông” , thông qua khớp bản lề, hình 19. 
Chiều rộng lối đi 600 – 900 mm. Tấm lát có thể bằng gỗ hoặc tấm kim loại. 
Tải trọng tính toán áp đặt lên kết cấu dạng này 0,5 m cột nước. 
Hình 6.18 
 140
Chống va 
Kết cấu chống va dùng trên đốc nổi về cơ bả không khác các thiết bị chống va chúng ta đã 
dùng trên tàu thủy. Chống va (con lươn, con chạch) có thể làm bằng kim loại hoặc gỗ. Kích thước 
dễ chấp nhận con chạch 200x220 (mm). 
Hình ảnh minh họa kết cấu chống va trên đốc nổi được trình bày tại hình 6.20. 
Hình 6.19. 
 141
Hình 6.20