Con số tải boong không thay thế bản đồ đặt hàng
Tải trung bình trên diện tích chiếm chỗ có ích để mô tả một phương án, nhưng không cho biết tải tại chân module hoặc nội lực trong dầm bên dưới. Một module chiếm24 m² có thể chỉ tiếp xúc qua bốn vệt rất nhỏ. Phần boong nằm trong đường bao nhưng không tiếp xúc không tự tham gia chia tải.
Damen công bố thông số diện tích làm việc và tải boong theo đơn vị t/m² cho thiết kế Crane Barge 8025 IB 429.[1] Đây là ví dụ cách trình bày thông số tàu, không phải dữ liệu đầu vào của phép tính dưới đây. Muốn dùng một mức tải công bố, vẫn phải biết phạm vi diện tích, cách phân bố, vị trí và điều kiện đi kèm trong tài liệu của chính tàu ấy.
Đường truyền tải có nhiều cấp
Wärtsilä phân biệt các cấu kiện chính như dầm ngang boong, dầm dọc boong và hệ đỡ các nẹp thứ cấp.[2] Vì vậy cần lần lượt xác định tải từ module vào bệ, từ bệ vào tôn hoặc dầm phân phối, từ đó vào kết cấu chính và toàn thân sà lan.
Một tấm lót tăng diện tích tiếp xúc hình học chưa chắc tạo được áp lực đều. Nếu tấm mềm so với dầm bên dưới, áp lực có thể tập trung quanh chỗ kê. Nếu đặt tấm qua một khe nhưng không đủ khả năng vượt nhịp, phần diện tích phía bên kia khe không thể được tính tùy ý là diện tích chịu tải.
Bài xét mô hình tĩnh tuyến tính giả định. Bỏ qua sóng, gia tốc tàu, lực gia cố hàng và biến dạng tổng thể thân sà lan. Các kết quả là nội lực theo mô hình, không phải xác nhận khả năng chở một module cụ thể.
Ví dụ giả định: phản lực hai bệ không bằng nhau
Module có khối lượng80.000 kg, lấy g=9,81 m/s², trọng lượng W=784,8 kN. Hai bệ ngang đặt tại x=0 và x=6 m. Trọng tâm nằm tại x_G=3,6 m, đối xứng theo phương ngang tàu. Giả thiết module chỉ nhận lực đứng từ hai bệ và không có mômen truyền qua liên kết.
R₂ = W x_G/L_s
R₁ = W-R₂
L_s=6 m là khoảng cách bệ. Kết quả R₁=313,92 kN, R₂=470,88 kN. Chia đôi trọng lượng cho hai bệ sẽ đánh giá thiếu tải bệ2 một lượng78,48 kN, tương đương16,666667% phản lực thật của bệ này.
Mỗi bệ truyền tải đối xứng vào hai dầm dọc giống nhau. Với giả thiết đối xứng và hai đường truyền tải có điều kiện tương đương, mỗi dầm dưới bệ2 nhận P=235,44 kN. Nếu độ cứng, khe hở hoặc vị trí lệch ngang khác nhau, phép chia đôi này phải được thay bằng mô hình tương thích biến dạng.
Ba đại lượng có đơn vị khác nhau
Đường bao module là24 m², nên W/24=32,7 kPa. Đây chỉ là áp lực trung bình quy ước trên đường bao. Giả sử một dầm nhận P qua vệt rộng b=0,6 m, dài a=0,4 m và áp lực trong vệt được lý tưởng hóa đều.
p = P/(ba)
q = P/a
p là áp lực mặt, bằng981 kPa; q là tải theo chiều dài dầm, bằng588,6 kN/m. Tích pba và qa đều phải trả lại P. Nhập981 vào ô yêu cầu kN/m sẽ sai đơn vị dù chữ số nhìn có vẻ hợp lý.
Nếu một tài liệu dùng t/m² theo quy ước khối lượng trên diện tích, phải đổi qua gia tốc trọng trường đã chọn trước khi so với kPa. Bài dùng N, kN và m để tránh nhầm tấn khối lượng với đơn vị lực.
Chiều dài phân bố thay đổi mômen dầm
Xét riêng dầm dài L=3 m, hai gối đơn, tải P phân bố đều trên đoạn dài a đặt giữa nhịp. Bỏ tự trọng để nhìn rõ ảnh hưởng của vệt tải. Phản lực mỗi đầu bằng P/2. Lấy mômen của nửa dầm tại giữa nhịp cho:
M_max = P(2L-a)/8
Với a=0,4 m, M_max=164,808 kN.m. Kéo dài vệt phân bố tới1,8 m, giữ nguyên P và b, áp lực giảm còn218 kPa, q=130,8 kN/m và mômen còn123,606 kN.m.
Diện tích tiếp xúc tăng4,5 lần nhưng mômen chỉ giảm25%. Nội lực phụ thuộc cả vị trí lực so với gối; không tỷ lệ nghịch đơn giản với diện tích kê. Khi a tiến tới0, công thức trở thành PL/4; khi a=L, trở thành PL/8. Hai giới hạn này cung cấp phép kiểm hữu ích cho bảng tính.
Một hệ phân phối tải dài1,8 m chỉ được mô hình bằng áp lực đều khi có căn cứ về độ cứng và tiếp xúc. Việc nhập chiều dài tấm thép vào a không tự chứng minh điều kiện ấy.
Độ võng vẫn có thể chi phối tiếp xúc
Giả sử dầm có E=200 GPa và I=0,0002 m⁴ không đổi. Tích phân công ảo giữa biểu đồ mômen thực và biểu đồ do lực đơn vị ở giữa nhịp cho độ võng giữa nhịp:
δ = P(8L³-4La²+a³)/(384EI)
P tính bằng N, E bằng N/m², I bằng m⁴ thì δ tính bằng m. Với a=0,4 m, δ=3,282426 mm. Với a=1,8 m, δ=2,804311 mm. Giảm áp lực tiếp xúc mạnh không có nghĩa độ võng giảm cùng tỷ lệ.
Nếu I thực chỉ còn0,00016 m⁴ trong một kịch bản độc lập, giữ a=1,8 m và các thông số khác, độ võng tăng lên3,505389 mm. Đây là độ nhạy của mô hình EI đồng nhất; không được quy một mức mất chiều dày cục bộ thành I giảm20% nếu chưa tính lại tiết diện và vị trí tổn hao.
Độ võng tương đối giữa các dầm có thể thay đổi phân bố tiếp xúc của bệ cứng. Khi đó giả thiết chia tải ban đầu và nội lực dầm cần được giải đồng thời, thay vì tính độc lập rồi bỏ qua sự không tương thích.
Dịch vệt tải có thể giảm mômen nhưng tăng phản lực gối
Giữ P=235,44 kN, a=1,8 m nhưng dịch tâm vệt từ1,5 xuống z=1,1 m tính từ gối trái. Vệt trải từ0,2 tới2,0 m, vẫn hoàn toàn trong nhịp. Khi đó:
R_A = P(L-z)/L
R_B = Pz/L
Hai phản lực bằng149,112 và86,328 kN. Trong vệt tải, lực cắt bằng R_A-q(x-0,2), nên vị trí mômen cực đại là x=0,2+R_A/q=1,34 m. Thay vào M=R_Ax-q(x-0,2)²/2 được114,81624 kN.m.
Mômen nhỏ hơn trường hợp vệt ở giữa, nhưng phản lực trái tăng từ117,72 lên149,112 kN, tức26,666667%. Đánh giá phương án chỉ bằng mômen dầm có thể bỏ sót tải tăng ở bản bụng, liên kết, sườn đỡ hoặc vách bên dưới.
Nối mô hình cục bộ với sà lan thật
Bài giảng ESDEP về lắp đặt jacket nhấn mạnh phân phối tải tập trung vào kết cấu thân sà lan, đồng thời xét độ bền và ổn định trong các giai đoạn vận chuyển.[3] Ở đây chỉ kế thừa nguyên tắc đường truyền tải; không dùng các số liệu kinh nghiệm hay tiêu chí lịch sử trong tài liệu làm giới hạn vận hành hiện hành.
Kết quả cần được gắn với sơ đồ tọa độ module, phản lực bệ, kích thước vệt thực, vị trí dầm và gối. Sau kiểm cục bộ còn phải kiểm tải tổng, uốn và xoắn thân, mớn nước, ổn định và các trạng thái động phù hợp. Một phương án có áp lực trung bình thấp vẫn có thể gây tải cục bộ cao; một phương án giảm mômen dầm lại có thể dồn phản lực vào một kết cấu đỡ chưa được tăng cường.
Nguồn tham khảo
[1] Crane Barge 8025 IB 429 — Damen. Truy cập ngày 09/11/2026.
[2] Primary members of the hull structure — Wärtsilä Encyclopedia of Marine and Energy Technology. Truy cập ngày 09/11/2026.
[3] ESDEP Lecture 15A.9: Installation — ESDEP; University of Ljubljana. Truy cập ngày 09/11/2026.
Rà soát nội dung: 09/11/2026.
Tải trung bình trên diện tích chiếm chỗ có ích để mô tả một phương án, nhưng không cho biết tải tại chân module hoặc nội lực trong dầm bên dưới. Một module chiếm24 m² có thể chỉ tiếp xúc qua bốn vệt rất nhỏ. Phần boong nằm trong đường bao nhưng không tiếp xúc không tự tham gia chia tải.
Damen công bố thông số diện tích làm việc và tải boong theo đơn vị t/m² cho thiết kế Crane Barge 8025 IB 429.[1] Đây là ví dụ cách trình bày thông số tàu, không phải dữ liệu đầu vào của phép tính dưới đây. Muốn dùng một mức tải công bố, vẫn phải biết phạm vi diện tích, cách phân bố, vị trí và điều kiện đi kèm trong tài liệu của chính tàu ấy.
Đường truyền tải có nhiều cấp
Wärtsilä phân biệt các cấu kiện chính như dầm ngang boong, dầm dọc boong và hệ đỡ các nẹp thứ cấp.[2] Vì vậy cần lần lượt xác định tải từ module vào bệ, từ bệ vào tôn hoặc dầm phân phối, từ đó vào kết cấu chính và toàn thân sà lan.
Một tấm lót tăng diện tích tiếp xúc hình học chưa chắc tạo được áp lực đều. Nếu tấm mềm so với dầm bên dưới, áp lực có thể tập trung quanh chỗ kê. Nếu đặt tấm qua một khe nhưng không đủ khả năng vượt nhịp, phần diện tích phía bên kia khe không thể được tính tùy ý là diện tích chịu tải.
Bài xét mô hình tĩnh tuyến tính giả định. Bỏ qua sóng, gia tốc tàu, lực gia cố hàng và biến dạng tổng thể thân sà lan. Các kết quả là nội lực theo mô hình, không phải xác nhận khả năng chở một module cụ thể.
Ví dụ giả định: phản lực hai bệ không bằng nhau
Module có khối lượng80.000 kg, lấy g=9,81 m/s², trọng lượng W=784,8 kN. Hai bệ ngang đặt tại x=0 và x=6 m. Trọng tâm nằm tại x_G=3,6 m, đối xứng theo phương ngang tàu. Giả thiết module chỉ nhận lực đứng từ hai bệ và không có mômen truyền qua liên kết.
R₂ = W x_G/L_s
R₁ = W-R₂
L_s=6 m là khoảng cách bệ. Kết quả R₁=313,92 kN, R₂=470,88 kN. Chia đôi trọng lượng cho hai bệ sẽ đánh giá thiếu tải bệ2 một lượng78,48 kN, tương đương16,666667% phản lực thật của bệ này.
Mỗi bệ truyền tải đối xứng vào hai dầm dọc giống nhau. Với giả thiết đối xứng và hai đường truyền tải có điều kiện tương đương, mỗi dầm dưới bệ2 nhận P=235,44 kN. Nếu độ cứng, khe hở hoặc vị trí lệch ngang khác nhau, phép chia đôi này phải được thay bằng mô hình tương thích biến dạng.
Ba đại lượng có đơn vị khác nhau
Đường bao module là24 m², nên W/24=32,7 kPa. Đây chỉ là áp lực trung bình quy ước trên đường bao. Giả sử một dầm nhận P qua vệt rộng b=0,6 m, dài a=0,4 m và áp lực trong vệt được lý tưởng hóa đều.
p = P/(ba)
q = P/a
p là áp lực mặt, bằng981 kPa; q là tải theo chiều dài dầm, bằng588,6 kN/m. Tích pba và qa đều phải trả lại P. Nhập981 vào ô yêu cầu kN/m sẽ sai đơn vị dù chữ số nhìn có vẻ hợp lý.
Nếu một tài liệu dùng t/m² theo quy ước khối lượng trên diện tích, phải đổi qua gia tốc trọng trường đã chọn trước khi so với kPa. Bài dùng N, kN và m để tránh nhầm tấn khối lượng với đơn vị lực.
Chiều dài phân bố thay đổi mômen dầm
Xét riêng dầm dài L=3 m, hai gối đơn, tải P phân bố đều trên đoạn dài a đặt giữa nhịp. Bỏ tự trọng để nhìn rõ ảnh hưởng của vệt tải. Phản lực mỗi đầu bằng P/2. Lấy mômen của nửa dầm tại giữa nhịp cho:
M_max = P(2L-a)/8
Với a=0,4 m, M_max=164,808 kN.m. Kéo dài vệt phân bố tới1,8 m, giữ nguyên P và b, áp lực giảm còn218 kPa, q=130,8 kN/m và mômen còn123,606 kN.m.
Diện tích tiếp xúc tăng4,5 lần nhưng mômen chỉ giảm25%. Nội lực phụ thuộc cả vị trí lực so với gối; không tỷ lệ nghịch đơn giản với diện tích kê. Khi a tiến tới0, công thức trở thành PL/4; khi a=L, trở thành PL/8. Hai giới hạn này cung cấp phép kiểm hữu ích cho bảng tính.
Một hệ phân phối tải dài1,8 m chỉ được mô hình bằng áp lực đều khi có căn cứ về độ cứng và tiếp xúc. Việc nhập chiều dài tấm thép vào a không tự chứng minh điều kiện ấy.
Độ võng vẫn có thể chi phối tiếp xúc
Giả sử dầm có E=200 GPa và I=0,0002 m⁴ không đổi. Tích phân công ảo giữa biểu đồ mômen thực và biểu đồ do lực đơn vị ở giữa nhịp cho độ võng giữa nhịp:
δ = P(8L³-4La²+a³)/(384EI)
P tính bằng N, E bằng N/m², I bằng m⁴ thì δ tính bằng m. Với a=0,4 m, δ=3,282426 mm. Với a=1,8 m, δ=2,804311 mm. Giảm áp lực tiếp xúc mạnh không có nghĩa độ võng giảm cùng tỷ lệ.
Nếu I thực chỉ còn0,00016 m⁴ trong một kịch bản độc lập, giữ a=1,8 m và các thông số khác, độ võng tăng lên3,505389 mm. Đây là độ nhạy của mô hình EI đồng nhất; không được quy một mức mất chiều dày cục bộ thành I giảm20% nếu chưa tính lại tiết diện và vị trí tổn hao.
Độ võng tương đối giữa các dầm có thể thay đổi phân bố tiếp xúc của bệ cứng. Khi đó giả thiết chia tải ban đầu và nội lực dầm cần được giải đồng thời, thay vì tính độc lập rồi bỏ qua sự không tương thích.
Dịch vệt tải có thể giảm mômen nhưng tăng phản lực gối
Giữ P=235,44 kN, a=1,8 m nhưng dịch tâm vệt từ1,5 xuống z=1,1 m tính từ gối trái. Vệt trải từ0,2 tới2,0 m, vẫn hoàn toàn trong nhịp. Khi đó:
R_A = P(L-z)/L
R_B = Pz/L
Hai phản lực bằng149,112 và86,328 kN. Trong vệt tải, lực cắt bằng R_A-q(x-0,2), nên vị trí mômen cực đại là x=0,2+R_A/q=1,34 m. Thay vào M=R_Ax-q(x-0,2)²/2 được114,81624 kN.m.
Mômen nhỏ hơn trường hợp vệt ở giữa, nhưng phản lực trái tăng từ117,72 lên149,112 kN, tức26,666667%. Đánh giá phương án chỉ bằng mômen dầm có thể bỏ sót tải tăng ở bản bụng, liên kết, sườn đỡ hoặc vách bên dưới.
Nối mô hình cục bộ với sà lan thật
Bài giảng ESDEP về lắp đặt jacket nhấn mạnh phân phối tải tập trung vào kết cấu thân sà lan, đồng thời xét độ bền và ổn định trong các giai đoạn vận chuyển.[3] Ở đây chỉ kế thừa nguyên tắc đường truyền tải; không dùng các số liệu kinh nghiệm hay tiêu chí lịch sử trong tài liệu làm giới hạn vận hành hiện hành.
Kết quả cần được gắn với sơ đồ tọa độ module, phản lực bệ, kích thước vệt thực, vị trí dầm và gối. Sau kiểm cục bộ còn phải kiểm tải tổng, uốn và xoắn thân, mớn nước, ổn định và các trạng thái động phù hợp. Một phương án có áp lực trung bình thấp vẫn có thể gây tải cục bộ cao; một phương án giảm mômen dầm lại có thể dồn phản lực vào một kết cấu đỡ chưa được tăng cường.
Nguồn tham khảo
[1] Crane Barge 8025 IB 429 — Damen. Truy cập ngày 09/11/2026.
[2] Primary members of the hull structure — Wärtsilä Encyclopedia of Marine and Energy Technology. Truy cập ngày 09/11/2026.
[3] ESDEP Lecture 15A.9: Installation — ESDEP; University of Ljubljana. Truy cập ngày 09/11/2026.
Rà soát nội dung: 09/11/2026.
