Xem mẫu
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
thiÕt kÕ cèng lé thiªn
Ch¬ng 1: GIÔÙI THIEÄU CHUNG
I-Tµi liÖu:
1- NhiÖm vô: Cèng C x©y dùng ven s«ng Z ®Ó lµm nhiÖm vô tíi níc cho
35.000ha ruéng, tiªu níc cho khu vùc trªn vµ ng¨n lò tõ s«ng vµo. Cèng ®îc x©y
dùng trªn tuyÕn ®êng giao th«ng cã xe 8-10 tÊn ®i qua.
2- C¸c lu lîng vµ mùc níc thiÕt kÕ:
Qtiªumax Z®ångmin Zs«ngTK Z®ångmax Zs«ngmin Zs«ngmax Z®ångmin
Ñeà
(m3/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
86C 86 5,4 5,22 6,65 6,30 6,35 2,35
3- Tµi liÖu vÒ kªnh tiªu:
- Z®¸y kªnh = +1,0 m.
- §é dèc m¸i: m = 1,5.
- §é nh¸m: n = 0,025.
- §é ®èc ®¸y: i = 10-4.
4- Tµi liÖu vÒ giã:
TÇn suÊt P% 2 3 5 20 30 50
V (m/s) 28 26 22 18 16 14
5- ChiÒu dµi truyÒn sãng:
Trêng hîp Zs«ng b×nh thêng Zs«ng max
D (m) 200 300
6- Tµi liÖu ®Þa chÊt:
- §Êt thÞt tõ cao ®é +2,50 ®Õn +1,0.
- §Êt c¸t pha tõ +1,0 ®Õn -15,0.
- §Êt sÐt tõ -15,0 ®Õn -35,0.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 1
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
*ChØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn cèng
Lo¹i ®Êt
ThÞt C¸t pha SÐt
ChØ tiªu
γ k (T/m3) 1,47 1,52 1,41
γ tn (T/m3) 1,70 1,75 1,69
§é rçng n 0,40 0,38 0,45
ϕtn (®é) 190 230 120
ϕbh (®é) 160 180 100
Ctn (T/m2) 1,50 0,50 3,50
Cbh (T/m2) 1,00 0,30 2,50
Kt (m/s) 4.10-7 2.10-6 1.10-8
HÖ sè rçng e 0,67 0,61 0,82
HÖ sè nÐn a (m2N) 2,20 2,00 2,30
HÖ sè kh«ng ®Òu
8,00 9,00 7,00
(η)
7- Thêi gian thi c«ng: 2 n¨m.
Ch¬ng II: THIÕT KÕ CèNG Lé THI£N
A- Giíi thiÖu chung:
I- VÞ trÝ, nhiÖm vô c«ng tr×nh:
1- VÞ trÝ: Công trình được bố trí ven s«ng Z.
2- NhiÖm vô:
- Tíi, tiªu níc cho diÖn tÝch 35.000 ha.
- Ng¨n lò tõ s«ng vµo.
II- CÊp c«ng tr×nh vµ c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:
1- CÊp c«ng tr×nh:
a- Theo chiÒu cao c«ng tr×nh:
Hct = Z®ång max + d - Z®¸y kªnh = 6,65 + 0,55 - 1 = 6,2m.
Trong ®ã: d lµ ®é vît cao an toµn, lÊy d = 0,55m.
Tra b¶ng P1-1 (Phô lôc 1 - §å ¸n m«n häc Thuû c«ng) t¬ng øng víi c«ng
tr×nh ®Ëp bª t«ng trªn nÒn ®Êt ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp IV.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 2
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
b- Theo nhiÖm vô c«ng tr×nh: tra b¶ng P1-2 (Phô lôc 1 - §å ¸n m«n häc
Thuû c«ng) víi diÖn tÝch tiªu lµ 35.000 ha ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III ( Công
trình thứ yếu ).
VËy ta chän cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III.
2- C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:
- TÇn suÊt lu lîng, mùc níc lín nhÊt ®Ó tÝnh æn ®Þnh, kÕt cÊu: P = 1%.
- TÇn suÊt mùc níc lín nhÊt ngoµi s«ng khai th¸c: P = 10%.
- C¸c hÖ sè vît t¶i n:
+ Träng lîng b¶n th©n c«ng tr×nh: 1,05.
+ Áp lùc th¼ng ®øng cña träng lîng ®Êt: 1,20.
+ Áp lùc bªn cña ®Êt: 1,20.
+ Áp lùc níc tÜnh, ¸p lùc thÊm ngîc, ¸p lùc sãng: 1,00.
+ T¶i träng do giã: 1,30.
+ T¶i träng cña ®éng ®Êt: 1,00.
- HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc: m = 1,00.
- HÖ sè tin cËy: Kn = 1,15.
B- TÝnh to¸n thuû lùc cèng:
Môc ®Ých: x¸c ®Þnh khÈu diÖn cèng vµ tÝnh to¸n tiªu n¨ng.
I- TÝnh to¸n kªnh h¹ lu: theo ph¬ng ph¸p ®èi chieáu víi mÆt c¾t cã lîi nhÊt
vÒ thuû lùc.
1- C¸c tµi liÖu vÒ kªnh tiªu:
- Z®¸y kªnh = +1,0 m.
- §é dèc m¸i: m = 1,5.
- §é nh¸m: n = 0,025.
- §é ®èc ®¸y: i = 10-4.
- Lu lîng tÝnh to¸n: Q = Qtiªumax = 86 m3/s.
2- TÝnh bÒ réng kªnh:
* §é s©u mùc níc trong kªnh:
H = Zs«ngTK - Z®¸y kªnh = 5,22 - 1 = 4,22(m)
* ChiÒu réng ®¸y kªnh:
4.m0 . i 8,424. 0,0001
Ta cã: f(Rln) = = = 0,0009
Q 86
Tra b¶ng phô lôc 8-1 (b¶ng tra TL) víi n = 0,025 ta cã: Rln = 3,5m.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 3
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
H 4,22
LËp tû sè = = 1,206
Rln 3,5
b
Tra b¶ng 8-2 (b¶ng tra TL) víi m = 1,5 ta cã: = 5,68 → b = 19,88(m.)
Rln
VËy ta chän bÒ réng kªnh b = 20m.
⇒ B=b+2mh = 18+2.1,5.4,22 = 32,66(m).
II- TÝnh khÈu diÖn cèng:
1- Trêng hîp tÝnh to¸n: Chän khi chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu nhá, cÇn
th¸o Q thiÕt kÕ.
- QTK = Qtiªumax = 86m3/s.
- ∆Z = Z®ång min - Zs«ngTK = 5,4 - 5,22 = 0,18(m).
2- Chän lo¹i vµ cao tr×nh ngìng cèng:
a- Cao tr×nh ngìng: ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng th¸o ta chän ngìng cèng ngang víi ®¸y
kªnh thîng lu, Zng = +1,0 m.
b- H×nh thøc ngìng: ®Ëp trµn ®Ønh réng.
3- X¸c ®Þnh bÒ réng cèng:
a- X¸c ®Þnh tr¹ng th¸i ch¶y: hn = hh - P1 = hh = 4,22m.
Zh
p
h hh
H +1
4444.1
4m
H×nh 1: S¬ ®å tÝnh khÈu diÖn cèng khi ngìng ®Ønh réng
α .v0
2
H0 = H + = (Z®ång min - Z®¸y kªnh) = 5,4 - 1 = 4,4m.
2.g
hn 4,22 hn
→ = = 0,959 > ( ) = (0,7 ÷ 0,8) → ch¶y ngËp
H0 4,4 H 0 pg
Do ®é cao håi phôc nhá nªn cã thÓ bá qua, lÊy h = hn = 4,22m.
b- TÝnh bÒ réng cèng ∑b:
* Ta cã: Q = ϕn.ϕg.∑b.h. 2.g .( H 0 − h)
Trong ®ã:
- ϕn: hÖ sè lu tèc, chän m = 0,36 → ϕn = 0,96. (B¶ng 14-13 b¶ng tra TL).
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 4
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
- ϕg: hÖ sè co hÑp bªn, ϕg = 0,5ε0 + 0,5 = 0,5.0,98 + 0,5 = 0,99.
- ε0 =0,98
Q 86
→ ∑b = ϕ .ϕ .h. 2.g.( H − h) = = 11,4 (m)
n g 0 0,96.0,99.4,22. 2.9,81.(4,4 − 4,22)
+ TÝnh l¹i ε0: Chän sè khoang n = 2. Mçi khoang réng 5,7m
ChiÒu réng trô pin: 1(m), lîn trßn: R = 0,5m.
∑b
VËy: ε0 = Víi Σd: Tæng chiÒu dµy cña mè.
∑b + ∑d
11,4
ε0 = 11,4 + 1 = 0,919 ≈ 9,2 . ⇒ ϕg= 0,96.
- TÝnh hÖ sè ngËp ϕn
Chän ®êng c¸nh vµ trô pin lîn trßn cã : R = 0,5(m).
Tra b¶ng (14-12-B¶ng tra thuû lùc) víi møc ®é cöa vµo t¬ng ®èi thuËn víi m =
0.36
Tra b¶ng (14-13 ) ta cã ϕn = 0.96
86
VËy Σb= 0,96 × 0,96 × 4,22 19,62(4,4 − 4,22) = 11,8(m).
So s¸nh 2 lÇn ta chän b = 5,9 m (®Ó ®¶m b¶o an toµn).
KiÓm tra l¹i tr¹ng th¸i ch¶y:
α .q 2 Q 86
Theo c«ng thøc hK = 3 , trong ®ã: q= = =7,29(m2/s)
g ∑b 11,8
Thay vµo ta ®îc : hK= 1,76 m
hn 4,22 hn
XÐt = =2,39 > = 1,4.
hk 1,76 hk
Nh vËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ngËp.
VËy: kÕt qu¶ tÝnh l¹i lÇn 2 lµ chÝnh x¸c.
III. TÝnh to¸n tiªu n¨ng phßng xãi.
1. Trêng hîp tÝnh to¸n: Trêng hîp mùc níc s«ng nhá nhÊt vµ mùc níc ®ång
lín .Nhng trêng hîp nµy do yªu cÇu d©ng níc mµ kh«ng më hÕt cöa van, chØ më
®ñ ®Ó th¸o lu lîng thiÕt kÕ, ë ®©y còng yªu cÇu tÝnh víi chÕ ®é më ®Òu c¸c
cöa.
Tøc lµ phÝa h¹ lu mùc níc xuèng cao tr×nh: +3,30m
PhÝa thîng lu møc níc ë cao tr×nh: +6,65m
chän Qtt = 86m3/s = Qmax tiªu
2. Lu lîng tÝnh to¸n tiªu n¨ng: XÐt trong trêng hîp mùc níc h¹ lu cèng kh«ng
phô thuéc lu lîng th¸o qua cèng. Khi mùc níc thîng lu ®· khèng chÕ, Qtt chÝnh lµ lu
lîng th¸o thiÕt kÕ cña cèng.
Khi ®ã cÇn x¸c ®Þnh ®é më a cña cèng theo c«ng thøc ch¶y díi cöa cèng
2 g ( H o − hc )
Q=εϕ∑bh c =εϕ∑bαa 2 g ( H o − αa )
Q 86
Trong ®ã: ε:hÖ sè co hÑp bªn; F(τc) = ϕΣbH 3 / 2 = =0,831
o 0,95.11,8.4,4 3 / 2
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 5
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
ϕ=0,95:hÖ sè lu tèc;
hc=αa,víi α: hÖ sè co hÑp ®øng;
a a
Tra b¶ng ta cã: =0,338; α =0,628; ⇒a= H o =0,225.4,4=1,49m
H H
3.TÝnh to¸n thiÕt bi tiªu n¨ng:
a - Chän biÖn ph¸p tiªu n¨ng:
C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt (do cèng trªn nÒn ®Êt) chän ph¬ng ph¸p
®µo bÓ.
b - TÝnh to¸n kÝch thíc bÓ:
+ ChiÒu s©u ®µo bÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
d = σ.h”c - (hh - Z2).
Trong ®ã: σ: hÖ sè ngËp, lÊy σ = 1,07.
h”c: ®é s©u liªn hiÖp níc nh¶y øng víi hc.
Z 2: ®é chªnh lÖch cét níc cöa ra cña bÓ tÝnh nh ®Ëp trµn ch¶y
ngËp:
q2 αq 2
Z2 = − .
2 g.ϕ n .hh 2 g (σ .hc ) 2
2 2 ''
Qtt 86
Trong c«ng thøc trªn: q = = = 7,29m2/s
∑ b 11,8
ϕb: hÖ sè lu tèc ë cöa ra cña bÓ lÊy ϕb = 0,95.
hh: mùc níc ë h¹ lu sau bÓ.
Theo ph¬ng ph¸p nµy, chiÒu s©u bÓ (d) ®îc tÝnh theo ph¬ng ph¸p ®óng
dÇn.
- S¬ bé lÊy chiÒu s©u bÓ theo c«ng thøc: do = h”c - hh
+ TÝnh h”c:
Ta cã: Eo= Ho + P = (5,4 - 1) + 0 = 4,4(m).
q 7,29
F(τc) = = = 0,831
ϕ .E 0
3/ 2
0,95 × 4,4 3 / 2
Tra b¶ng (15-1) ta cã: τc’’ = 0,678 ⇒ h"c = Eo. τc’’ = 4,4× 0,678 = 2,98m
VËy: d0 = 2,98 - 2= 0,98(m).
Khi ®ã so víi ®¸y bÓ cét níc toµn phÇn lµ: E01 = E0 + d = 4,4 + 0,98 = 5,38
(m)
7,29
TÝnh l¹i: F(τc) = = 0,615(m2) ⇒ τc’’= 0,609 =>h”c = 5,38 × 0,609 =
0,95 × 5,38 3 / 2
3,27(m).
TÝnh: σ.h”c = 1,07 × 3,27 = 3,5(m).
7,29 2 1 × 7,29 2
Z2 = − = 0,53(m)
19,62 × 0,95 2 × 2 2 19.62 × 3,5 2
TÝnh l¹i chiÒu s©u bÓ theo c«ng thøc:
®èi víi d1=σ.h”c - (hh + Z2) = 1.07 × 3,47 - (2+ 0,49) = 1,22 (m).
Ta thÊy d0 ≈ d1 vËy phÐp tÝnh trªn lµ ®îc. Ta chän d = 0,98(m).
+ ChiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng: Lb = L1 + βLn
Trong ®ã: L1: chiÒu dµi níc r¬i tõ ngìng cèng xuèng s©n tiªu n¨ng.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 6
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
L1 = 2 hk ( P + 0.35hk ) .
P: ChiÒu cao ngìng cèng so víi ®¸y bÓ, P = 0,98m.
2 2
hK = H 0 = × 4,4 = 2,93 (m).
3 3
VËy L1 = 2 2,93(0,98 + 0,35 × 2,93) = 4,85(m).
Ln: ChiÒu dµi níc nh¶y:
Ln = 4.75 (h”c - hc) = 4,75.(3,27 - 1,49.0,628) = 11,09(m).
β: hÖ sè , ( β = 0,75).
vËy Lb = 4,85 + 0,75 × 11,09 = 13,17(m).
KÝch thíc ®µo bÓ lµ:
- §é s©u ®µo: d = 0,98(m); - ChiÒu dµi: Lb = 13(m)
Ch¬ng 3: Bè trÝ c¸c bé phËn cèng
I - Th©n cèng: bao gåm b¶n ®¸y, trô vµ c¸c bé phËn kh¸c.
1. Cöa van: chän cöa van ph¼ng
2. Têng ngùc:
a - C¸c giíi h¹n cña têng
+ Cao tr×nh ®¸y têng: Z®t = Ztt + δ
Ztt: cao tr×nh mùc níc tÝnh to¸n Ztt = 4,40m
δ: ®é lu kh«ng lÊy δ = 0,6 m
VËy Z®t = 4,40 + 0,6 = 5,0 m. LÊy Z ®¸y = 5,0(m)
+ Cao tr×nh ®Ønh têng : lÊy b»ng cao tr×nh ®Ønh cèng, ®îc x¸c ®Þnh theo 2
c«ng thøc:
Z1 = Zs«ngTK + ∆h + ηs+ a (1)
Z2 = Zs«ng + ∆h’ + ηs’+ a’
Thùc
(2)
TrÞ sè cao tr×nh ®Ønh sÏ lÊy gi¸ trÞ lín trong 2 c«ng thøc trªn
* TÝnh Z1
V 2 .D
TÝnh ∆h: §é dÒnh do giã øng víi Z s«ng
TK
: ∆h = 2× 10 -6 . cos α
g .H
Trong ®ã: V: VËn tèc giã lín nhÊt V = 28 m/s
D: §µ sãng øng víi mùc níc s«ng b×nh thêng D = 200 (m)
H: Cét níc trong ®ång: H = 4,4m
α: gãc hîp bëi trôc däc cña hå vµ híng giã α= 00
28 2 × 200
VËy ∆h = 2× 10 -6 × 1 = 0.17 (m)
9.81 × 4,4
TÝnh ηs (®é dÒnh cao nhÊt cña sãng)
Theo c«ng thøc ηs = Kηs.hs1%. h
Gi¶ thiÕt trêng hîp ®ang xÐt lµ sãng níc s©u H > 0.5 λ
tÝnh c¸c ®¹i lîng kh«ng thø nguyªn.
gt 9.81 × 6 × 3600 gh gτ
= = 7567.7 ⇒ 2 = 0.032 ; = 23
V 28 V V
gD 9.81 × 200 gh gτ
2
= 2
= 2.5 ⇒ 2 = 0.003 ; = 0.53
V 28 V V
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 7
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
gh gτ
Chän trÞ sè nhá trong 2 trÞ sè trªn ta cã: 2
= 0.003 ; = 0.53
V V
⇒ h = 0.24; τ = 1.51
g .τ 2 9.81 × 1.51
2
TÝnh λ : λ = = = 3.56 (m)
2π 2 × 3.14
KiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sãng s©u H > 0.5 λ
6.0 > 1.78 tho¶ m·n
+ TÝnh h1% = K1%. h
g.H
víi K1% = f ( ) tra ®å thÞ P2-2 ta cã: K = 2.4
V2
VËy h1% = 2.4× 0.24 = 0.58
λ h
+ TÝnh Kηs = f( , ) Tra P2-4 ⇒ Kηs = 1.2
H λ
VËy ηs = 1.2 × 0.58 × 0.24 = 0.0016
T×m a: ®é cao an toµn lÊy a = 0.4 m
VËy Z1 = 5.22 + 0.0061 + 0.0016 + 0.4 = 5.63 (m)
V 2 .D
+ TÝnh Z2 : ∆h' = 2× 10-6 . cos α
g .H
V: vËn tèc giã b×nh qu©n lín nhÊt V = 18 (m/s).
D: ®µ giã øng víi mùc níc lín nhÊt D = 300 (m).
H: cét níc trong s«ng H = 6,0(m)
18 2 × 300
∆h' = 2× 10-6 = 0,025.10 −3
9.81 × 5
+ TÝnh ηs : ηs = Kηs. K1%. h
gt 9.81 × 3600 × 6 gh gτ
TÝnh = = 11772 ⇒ 2 = 0.085 ; = 4.2
V 18 V V
gD 9.81 × 300 gh gτ
2
= 2
= 9.1 ⇒ 2 = 0.0055 ; = 0.75
V 18 V V
gh
gi¸ trÞ nhá nhÊt: 2 = 0.0055 ⇒ h = 0.18
V
gτ
= 0.75 ⇒ τ = 1.38
V
gτ 2 9.81 × 1.38 2
TÝnh λ = = = 2.97 (m)
2π 2 × 3.14
gH
TÝnh hs1%=K1%. h ; Víi K1%=f( 2 )
V
Tra ®å thÞ P2-2 cã K1% = 2,23
VËy h1% = 2.23 × 0.18 = 0.40
λ h
+ TÝnh Kηs = f( , ) Tra P2-4 ⇒ Kηs = 1.25
H λ
do ®ã: ηs = 1.25× 0.4× 0.18 = 0.09 (m)
§é cao an toµn a = 0,4 m
VËy: Z2 = 7.10 + 0,025.10-3 + 0.09 + 0.4 = 7,59(m)
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 8
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
Ta thÊy: Z2 > Z1 vËy chän Z2 = 7,59(m) = Z ®Ønh têng
b, KÕt cÊu têng: gåm dÇm ®ì vµ b¶n mÆt. Bè trÝ 2 dÇm ®ì ë ®Ønh vµ ®¸y
têng. B¶n mÆt ®æ liÒn khèi víi dÇm chiÒu dµy b¶n mÆt 0.4m vµ ®îc chÝnh x¸c
ho¸ trong tÝnh to¸n kÕt cÊu ë phÇn sau.
3 - CÇu c«ng t¸c: lµ n¬i ®Æt m¸y ®ãng më vµ thao t¸c van chiÒu cao sµn
c«ng t¸c cÇn ®¶m b¶o khi kÐo van lªn hÕt, cöa van cßn kho¶ng trèng ®Ó ®a van
ra khái cèng khi cÇn thiÕt ®Ó thay thÕ, söa ch÷a.
KÕt cÊu cÇu c«ng t¸c bao gåm: DÇm ®ì, b¶n mÆt, cét trèng cao tr×nh
®Ønh cÇu c«ng t¸c: +14,0 m
BÒ réng: 6m
4 - Khe phai vµ cÇu th¶ phai: bè trÝ ë ®Çu vµ cuèi cèng, ®Ó ng¨n níc gi÷
cho khoang cèng kh« gi¸o khi cÇn söa ch÷a
Cao tr×nh mÆt cÇu th¶ phai: 7,59 m
BÒ réng mÆt cÇu: 1.0 m
5 - CÇu giao th«ng: cao tr×nh mÆt cÇu :7.2 m,réng : 6 m
6 - Mè cèng: bao gåm 1 mè gi÷a vµ 2 mè bªn trªn mè bè trÝ khe phai vµ khe
van.
Mè dµy1 m,khe phai:25 cm x 25 cm,khe van:30 cm x 30 cm,mè gi÷a lîn trßn
R = 0.5 m
7 - Lùc lón: do cèng më nªn kh«ng cÇn bè trÝ khe lón.
8 - B¶n ®¸y: chiÒu dµy b¶n ®¸y s¬ bé chän: 1m
II - §êng viÒn thÊm
Bao gåm: b¶n ®¸y cèng, s©n tríc, c¸c b¶n cõ, ch©n khay
1, S©n tríc: vËt liÖu lµm s©n lµ bª t«ng
ChiÒu dµi s©n: Ls =3H ; Ls = 3× 4,4 =13,2(m).
chiÒu dµy: ®Çu s©n lÊy t1 = 0.6m
∆H
Cuèi s©n theo c«ng thøc: t2≥ [ j]
∆H: ®é chªnh cét níc ë 2 mÆt s©n
[j] gra®ien thÊm cho phÐp phô thuéc vµo vËt liÖu lµm s©n.
ë ®©y ta kh«ng tÝnh mµ chän b»ng b¶n ®¸y; t2 = 0,8m.
2 - B¶n cõ
a - VÞ trÝ: do cèng chÞu ¸p lùc níc tõ 2 chiÒu thuËn nghÞch nªn ta bè trÝ cõ
ë phÝa cã ®Çu níc cao h¬n.
b - ChiÒu dµi ®ãng cõ: v× tÇng thÊm dµy nªn ta chØ ®ãng cõ ®Õn mét ®é
s©u nhÊt ®Þnh (cõ treo). ChiÒu dµi cõ S = (0.6 ÷ 1)H
S = 0.8H = 0.8 × 4,4 = 3,52(m) ta lÊy S = 3,5(m)
ChiÒu dµy têng cõ: 0,4(m)
ChiÒu réng cõ lÊy: 0,6(m)
VËt liÖu lµm cõ: bª t«ng cèt thÐp
3 - Ch©n khay: lµm ë 2 ®Çu b¶n ®¸y c¾m s©u vµo nÒn ®Ó t¨ng æn ®Þnh
vµ kÐo dµi ®êng viÒn thÊm.
4 - Tho¸t níc thÊm: do cèng lµm viÖc 2 chiÒu nªn 1 ®o¹n s©n tiªu n¨ng phÝa
s«ng tiÕp gi¸p b¶n ®¸y kh«ng ®ôc lç. §o¹n nµy ®ãng vai trß nh 1 s©n tríc ng¾n
khi níc s«ng lín.Ta chän 1 ®o¹n kh«ng ®ôc lç lµ 6(m).
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 9
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
5 - S¬ bé kiÓm tra chiÒu dµi ®êng viÒn thÊm.
KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn sau: Ltt ≥ C . H
Ln
Trong ®ã: Ltt = L® + (chiÒu dµi tÝnh to¸n ®êng viÒn thÊm).
m
L®: chiÒu dµi tæng céng cña c¸c ®o¹n th¼ng ®øng:
L® = 0,6+2× 4,5+0,4+0,6+0,4 = 11(m)
Ln: Tæng chiÒu dµi ®o¹n n»m ngang ; Ln = 16,5+12+6=34,5 m
m: hÖ sè hiÖu qu¶ trªn hai cét níc thÊm trªn c¸c ®o¹n th¼ng ®øng so víi c¸c
®o¹n n»m ngang. V× cã 1 hµng cõ nªn m = 1.5
C: hÖ sè phô thuéc vµo lo¹i ®Êt nÒn, víi c¸t pha lÊy C = 5 (phô lôc 3)
H: chªnh lÖch cét níc thîng h¹ lu cèng
34.5
VËy: Ltt = 11 + = 34 (m)
1.5
+ Trêng hîp trong ®ång lµ mùc níc max vµ ngoµi s«ng lµ mùc níc min th× :
H = 3.5 m Khi ®ã: C .H = 17.5 < Ltt = 34 m
+ Trêng hîp trong ®ång lµ mùc níc min vµ ngoµi s«ng lµ mùc níc max th×:
H = 4m Khi ®ã: C H = 20 < Ltt = 34 m
Nh vËy chiÒu dµi ®êng viÒn thÊm s¬ bé tÝnh to¸n nh trªn lµ ®¶m b¶o ®é bÒn
thÊm chung.
III - Nèi tiÕp cèng víi thîng h¹ lu:
1 - Nèi tiÕp thîng lu:
1
Gãc më cña têng vÒ phÝa tríc lÊy víi tgθ1 =
4
H×nh thøc têng lµ mÆt trô nèi tiÕp víi kªnh thîng lu, ®¸y ®o¹n kªnh nèi tiÕp
víi kªnh thîng lu ®îc x©y b»ng ®¸ cã chiÒu dµy 0,5m. PhÝa díi cã tÇng ®Öm c¸t
dµy 15cm.
2 - Nèi tiÕp h¹ lu:
1
- Gãc më cña têng vÒ phÝa sau tgθ2 = h×nh thøc têng lµ têng xo¾n vá ®ç,
5
chiÒu dµi kÐo hÕt bÓ tiªu n¨ng.
- S©n tiªu n¨ng: B»ng bª t«ng ®æ t¹i chç cã bè trÝ lç tho¸t níc ë cuèi bÓ.
ChiÒu dµy s©n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: t = 0.15.V1. h1
Trong ®ã: V1 vµ h1 lµ lu tèc & chiÒu s©u chç ®Çu ®o¹n níc nh¶y. ChiÒu
dµy lÊy ts = 0,4(m)
- S©n sau: ®îc x©y b»ng ®¸ l¸t khan cã bè trÝ lç tho¸t níc so le nhau, phÝa díi
cã tÇng ®Öm h×nh thøc läc ngîc.
ChiÒu dµi ®îc x¸c ®Þnh Ls = K q ∆H
∆H: Chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu: ∆H = 4 m
Q 86
q= = = 4,3 (m3/s) (Lu lîng ®¬n vÞ ë cuèi s©n tiªu n¨ng)
bs 20
K: HÖ sè phô thuéc vµo chÊt ®Êt (lÊy k = 15)
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 10
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
VËy Ls = 15 4,3 4 = 43,99(m)
Ch¬ng 4: TÝnh to¸n thÊm díi ®¸y cèng
I - Nh÷ng vÊn ®Ò chung:
1. Môc ®Ých: X¸c ®Þnh lu lîng thÊm q, lùc thÊm ®Èy ngîc lªn ®¸y cèng wt ,
gra®ien thÊm J.
2. Trêng hîp tÝnh to¸n: tÝnh to¸n víi trêng hîp chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu
lín nhÊt; ë ®©y ta chØ tÝnh cho trêng hîp: Mùc níc ®ång lµ mùc níc min(2), mùc
níc s«ng lµ mùc níc max(5,0)dßng thÊm ngîc
3. Ph¬ng ph¸p tÝnh:
TÝnh theo ph¬ng ph¸p vÏ líi thÊm b»ng tay.
II - TÝnh thÊm cho trêng hîp ®· chän
Mùc níc ®ång lµ 2,0 mùc níc s«ng lµ 5,0
1. VÏ líi thÊm: vÏ theo ph¬ng ph¸p ®óng dÇn
Dùa vµo s¬ ®å thÊm ta x¸c ®Þnh ®îc n = 20 d¶i vµ m = 7 èng dßng
2. Dïng líi thÊm ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Æc trng cña dßng thÊm
a. X¸c ®Þnh ¸p lùc thÊm ®Èy ngîc w®n
Cét níc thÊm t¹i 1 ®iÓm x nµo ®ã c¸ch ®êng thÊm cuèi cïng i d¶i sÏ lµ:
H
hx = i.
n
H: chªnh lÖch cét níc tríc vµ sau cèng: H = 4. 0 m
4.0
hA = 15.5× = 3.1 (m)
20
4.0
hB = 9.5× = 1.9 (m)
20
γ n.hA γ n.hB
Tõ kÕt qu¶ trªn ta vÏ ®îc biÓu ®å ¸p lùc thÊm díi ®¸y c«ng tr×nh vµ tÝnh ®îc
tæng ¸p lùc ®Èy ngîc
h A + hB
w®n = wt + w1 = γ n.L( ) + γ n .L(hh + t ) =
2
3.1 + 1.9
= 10 × 12 ( ) + 10 × 12(1 + 0.7) =300+204= 504 (kN/m)
2
b. X¸c ®Þnh gra®ien thÊm
H
Gra®ien thÊm trung b×nh t¹i « líi bÊt kú cã trong ®o¹n ∆s sÏ lµ: Jtb = ,
n.∆s
øng víi c¸c trung ®o¹n ë c¸c « líi ë cöa ra cña dßng thÊm.
∆s1 = 1.2; ∆s2 = 2.4; ∆s3 = 4.0; ∆s4 = 5.2
Ta cã Jtb t¬ng øng lµ: JTb1 = 211.10-3 Jtb3 = 63.10-3
Jtb2 = 105.10-3 Jtb4 = 49.10-3
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 11
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
Do ®ã ta vÏ ®îc biÓu ®å gra®ien thÊm t¹i cöa ra (Jra) vµ x¸c ®Þnh ®îc:
Jr = Jbh max = 230.10-3
III - KiÓm tra ®é bÒn thÊm cña nÒn.
1. KiÓm tra ®é bÒn thÊm chung:
J K tb
Theo c«ng thøc: Jtb≤
kn
tb
Trong ®ã: J Gra®ien thÊm tíi h¹n trung b×nh (b¶ng P3-2), ®Êt c¸t h¹t nhá -
k
víi c«ng tr×nh cÊp III, lÊy Jktb = 0.22 = 220.10-3
kn: hÖ sè tin cËy (kn = 1.15)
tb
J 0.22
Ta cã: K = = 0.191 = 191 × 10 −3
kn 1.15
Jtb: Gra®ien trung b×nh trong vïng thÊm tÝnh to¸n
H L0
Jtb = Ttt: chiÒu s©u tÝnh to¸n cña nÒn - phô thuéc vµo
Ttt . ∑ ξ S0
L0: h×nh chiÕu ngang L0 = 34.5(m)
S0: h×nh chiÕu ®øng cña ®êng viÒn S0 =5.5(m)
L0 34.5
Ta cã: = = 6.27 > 5
S 0 5.5
Ta lÊy Ttt = 0.5 .L0= 0.5 × 34.5 = 17.25
Σξ: Tæng hÖ sè søc c¶n cña ®êng viÒn thÊm, tÝnh theo ph¬ng ph¸p cña
TrugaÐp (ph¬ng ph¸p hÖ sè søc kh¸ng)
Σξ = ξV + ξn’ + ξn’’ + ξc + ξr
Trong ®ã:
a 0.4
ξv= 0.44 + T = 0.44 + = 0.463
tt 17.25
( L + L2 ) − 0.5 × 5 (14 + 9) − 0.5 × 5
ξn’= = = 1.24
Ttt 16.5
L1 − 0.5 × 5 10 − 0.5 × 5
ξn”= = = 0.45
Ttt 16.5
S
0.5 ×
S Ttt
ξc= 1.5 T + S = 0.51
tt
1 − 0.45
Ttt
a 0.4
ξra= 0.44 - T = 0.44 − 16.5 = 0.42
tt
VËy: Σξ = 3.08
H 4.05
⇒ Jtb= T ∑ ξ = 16.5 × 3.08 = 0.0797 ; Ta thÊy: Jtb < Jktb --> §Êt nÒn kh«ng bÞ
tt
tr«i
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 12
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
2. KiÓm tra ®é bÒn thÊm côc bé:
Theo c«ng thøc: Jr < Jk
Jr: trÞ sè gra®ien thÊm côc bé ë cöa ra Jr = 230.10-3
Jk: TrÞ sè gra®ien thÊm tíi h¹n côc bé (Tra P3 -1)
d 60
Jk phô thuéc vµo η = =9
d10
Ta cã: Jgh = Jk = 0.6 = 600× 10-3
Nh vËy: Jr < Jk Nªn kh«ng cã hiÖn tîng xãi ngÇm c¬ häc t¹i mÆt c¾t cöa ra.
Ch¬ng 5: TÝnh to¸n æn ®Þnh cèng
I - Môc ®Ých vµ trêng hîp tÝnh to¸n:
1. Môc ®Ých: KiÓm tra æn ®Þnh cèng vÒ trît, lËt, ®Èy næi, yªu cÇu chØ
kiÓm tra æn ®Þnh trît
2. Trêng hîp tÝnh to¸n.
- TÝnh to¸n cho trêng hîp: mùc níc trong ®ång lµ mùc níc min (+2,0). Mùc níc
ngoµi s«ng lµ mùc níc max (+5,0).
II - TÝnh to¸n æn ®Þnh trît cho trêng hîp ®· chän.
1. X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn m¶ng tÝnh to¸n.
a. C¸c lùc th¼ng ®øng (tÝnh s¬ bé).
* Träng lîng b¶n ®¸y cèng:
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang:
11 + 10
F = 12× 1.5 - 0.5× = 12.75( m2)
2
→ Gb® = γ b.F.B = 2,4× 12× 12.75 = 367,2 T
* Träng lîng mè gi÷a vµ 2 mè bªn:
DiÖn tÝch mè 2 gi÷a vµ 2 mè bªn lµ: F =0.52× 3.14× 2+1× 11+12× 0.5× 2
=24,17(m2)
ChiÒu cao mè lµ H = 7.2-1 =6.2 (m)
Gmè = F× H× 2.4 = 24.17× 6.2× 2.4 = 359.6 T
* Träng lîng cÇu giao th«ng:
- ChiÒu dµi cÇu: Lc = 11.8+2 =13.2 (m). (2m lµ chiÒu dµi t¨ng thªm vÒ 2
phÝa)
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cÇu:
F = 6× 0.9 - 4× 0.2 - 0.8× 0.3× 2- 0.8× 2× 0.4 -2× 0.4 =2,68 m2.
→ GcÇu = γ b.F.Lc = 2.4× 2.68× 13.8 = 88.76 T
* Träng lîng têng ngùc:
- ChiÒu dµi têng: Lt = ∑b - 2= 11.8 - 2 =9.8 m.
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang têng:
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 13
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
F = Ft = 1.6× 0.6 -1.0,3 = 0.66 m2
→ Gt = Ft.Lt.γ b = 0.66× 9.8× 2,4 = 15.5 T
* Träng lîng cÇu c«ng t¸c:
- ChiÒu dµi cÇu c«ng t¸c: Lct = 11.8 m.
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang: F1 = 3× 0,3 = 0,9 m2
F2 = 2× 0,3× 6.5 + 2× 0,2× 2 = 4.7 m2
→ Gct = γ b.[F1 × 11.8+ F2× 0.4× 4] = 2,4.(0,9× 11.8 + 4.7× 0.4× 4) = 43.5
T
* Träng lîng cÇu th¶ phai:
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang: F = 2× 0,3× 1 = 0,6 m2
→ Gp = γ b× F×∑ b = 2,4× 0,6× 11.8 = 17 T(Träng lîng cña c¶ 2 cÇu)
* Träng lîng níc trong cèng:
- PhÝa s«ng: H = Zs«ng max - Z®¸y cèng = 6- 1 = 5 m → GTL = 1× 3× 9.8× 5 =
146.6 T
- PhÝa ®ång: H = Z®ång min - Z®¸y kªnh = 2 - 1 = 1 m → GHL = 1× 1× 9× 9.8=
88.2 T
*Tränglîng cöa van:Lµm b»ng thÐp: Gcv=q× H× l0 (GTTC tËp I)
Trong ®ã: + l0 : chiÒu daøi cöa van; l0= 4.9 +0.3 = 5.2 (m)
+ H: ChiÒu cao cöa van; H = 4.6+0.5= 5.1 (m)
q: Träng lîng phÇn déng cña cöa van ph¼ng tÝnh cho 1 m2 lç cèng
q = 60× (Hc× l0)1/3-60× 1.4 =60× (2.3× 5.2)1/3- 60× 1.4 =29.4 daN/m2
Hc Cét níc tÝnh to¸n tai t©m lç cèng Hc= 2.3 m
Gcv1 = 29.4× 5.2× 5.1 × 0.1= 78.1 T
Träng lîng 2 cöa van lµ Gcv = 156.2 T
* C¸c lùc ®Èy ngîc:
- AÙp lùc thuû tÜnh: Wtt = (0.7 + 1) × .12× 11.8=240.7 T
- AÙp lùc thÊm: Wth = 30× 11.8 = 354 T.
b. C¸c lùc ngang (tÝnh s¬ bé)
1 1
- AÙp lùc níc phÝa s«ng: WS = .γ n .H s2 .Σb = × 1 × .5 2. × 11.8 = 147.5 T
2 2
1
§iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n Hs +1= 2.67 m.
3
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 14
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
1 1
- AÙp lùc níc phÝa ®ång: W® = . × γ n × .H d . × Σb = × 1.2 × 1. × 11.8 = 5.9 T
2
2 2
1
§iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n H® +1 = 1.33 m.
3
1
- AÙp lùc bÞ ®éng ë ch©n khay h¹ lu: Eb® =( γ H2 Kb +2CH Kb )× 11,8
2
Trong ®ã:γ = γ bh = γ ®n + γ n =1,9(T/m8)
ϕ
Kb=tg2(450+ ) =1.89 (víi ϕ= 180)
2
C =Cbh = 0.3(T/m2)
1
Eb® =( × 1.9 × 1 × 1.89 + 2 × 0.3 × 1 × 1.89 )× 11.8=30.9 (TÊn)
2
2
1 2C 2
- AÙp lùc chñ ®éng ë ch©n khay thîng lu: Ec= ( γ H2 Kc -2CH Kc +
2 γ
)× 11.8
ϕ bh
Trong ®ã:Kc=tg2(450- ) =0,53
2
γ = γ bh = γ ®n + γ n =1,9 (T/m3)
C =Cbh = 0,3(T/m2)
ϕ = ϕbh= 180
1 2 × 0.3 2
Ec®=( × 1.9 × 12 × 0.53 − 2 × 0.3 × 1 × 0.53 + )× 11.8 = 1.84(T)
2 2
2 - X¸c ®Þnh ¸p lùc ®¸y mãng:
∑P ∑M0
Theo s¬ ®å nÐn lÖch t©m: σ = ±
F W
∑P: Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng
∑Mo:Tæng m«men cña c¸c lùc t¸c dông lªn ®¸y mãng lÊy ®èi víi t©m O cña
m¶ng.
F: DiÖn tÝch ®¸y m¶ng , F = L.B = 14 x 11.8 = 165.2 (m2)
BL2 11.8 × 12 2
W: m« ®un chèng uèn cña ®¸y m¶ng ; w= = = 283.2(m 3 )
6 6
§Ó tÝnh tæng m« men cña c¸c lùc t¸c dông lªn ®¸y m¶ng lÊy ®èi víi t©m O
cña ®¸y; ta s¬ bé bè trÝ c¸c chi tiÕt vµ h¹ng môc.
B¶ng 1: TÝnh m« men c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn b¶n ®¸y
Tay
K Lùc Lùc M0(Tm)
STT Tªn lùc ®ßn(m
hiÖu ®øng(T) ngang
)
1 B¶n ®¸y G® 361.1 ↓ 0 0
2 Trô gi÷a vµ bªn Gtr 359.6 ↓ 0 0
3 CÇu GT Gc 88.76 ↓ 2 177.52
4 Têng ngùc Gt 15.5 ↓ 3.3 -54.25
5 CÇu c.t¸c Gct 43.5 ↓ 3 -130.5
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 15
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
6 Cöa van Gcv 156.2 ↓ 3 -468.6
7 Níc trong cèng GHL
88.2 ↓ 1.5 -132.3
(phÝa ®ång)
8 Níc trong cèng GTL
146.6 ↓ 4.5 659.7
(phÝa s«ng)
9 ¸p lùc thÊm Wth 354 ↑ 0.48 169.92
10 ¸p lùc thuû tÜnh Wtt 240.7 ↑ 0 0
11 ¸p lùc níc TL Ws 147.5 ← 2.67 393.8
12 ¸p lùc níc HL W® 5.9 → 1.67 -9.85
13 ¸p lùc ®Êt chñ Ec® 1.84 ← 0.33 0.6
®
14 ¸p lùc ®Êt bÞ ® Eb® 31.9 → 0.33 -10.53
15 CÇu th¶ phai Gp 17/2 ↓ 5.5 +46.75
-46.75
∑ 690.76 111.54 591.2
∑P ∑M0
Tõ c«ng thøc: σ = ±
F W
690.76 591.29
Ta cã: σmax= + = 6.26 (T/m2)
165.2 283.2
690.76 591.29
σmin= − = 2.09 (T/m2)
165.2 283.2
σ max + σ min 2.09 + 6.26
σtb= = = 4.18 (T/m2)
2 2
3. Ph¸n ®o¸n kh¶ n¨ng trît: xÐt 3 ®iÒu kiÖn
σ max
a. ChØ sè m« h×nh: N= ≤ N .σ = 1
lim
B×γ
Trong ®ã: B: ChiÒu réng m¶ng (chiÒu réng // víi lùc ®Èy)
∆ −1
γ : Dung träng ®Êt nÒn (dung träng ®Èy næi); γ = γ ®n= γn
1+ε
2.45 − 1
= × 1 = 0.9 (T/m3)
1 + 0.61
ε: hÖ sè rçng cña ®Êt nÒn (c¸t pha = 0.61)
γ γ (1 + ε ) 1.52(1 + 0.61)
∆ = tn = k = = 2.45
γn γn 1
6.26
N= = 0.55 < 1
12 × .0.9
c
b. ChØ sè chèng trît: tg Ψ = tgϕ + σ ≥ 0.45
tb
ϕ,c: lµ gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh cña ®Êt nÒn. tg Ψ = tg180 +
0.3
= 0.396 < 0.45
4.18
K t (1 + e)t 0
c. Møc ®é cè kÕt: Cv = ≥4
aγ n h0
2
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 16
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
Kt: hÖ sè thÊm (Kt = 2× 10-6 m/s)
e: hÖ sè rçng tù nhiªn cña ®Êt (e = 0.61)
t0: Thêi gian thi c«ng c«ng tr×nh (2 n¨m = 63.072× 106 (s))
a: hÖ sè nÐn cña ®Êt (a = 2 m2/N = 2× 104 m2/T)
h0: ChiÒu dµy tÝnh to¸n cña líp cè kÕt lÊy = B ; h0 = B = 12 (m)
2 × 10 −6 (1 + 0.61)63.072 × 10 6
VËy: Cu = = 0.7 < 4
2 × 1 × 12 2
Trong 3 ®iÒu kiÖn trªn, ®iÒu kiÖn trªn, ®iÒu kiÖn 2 vµ 3 kh«ng tho¶ m·n do
vËy c«ng tr×nh cã thÓ x¶y ra trît hçn hîp. (Trong ®å ¸n nµy chØ yªu cÇu kiÓm tra
trît ph¼ng).
4- TÝnh to¸n trît ph¼ng:
m
§iÒu kiÖn cña cèng ®îc æn ®Þnh khi: Nc.Ntt ≤ R
kn
Trong ®ã: nc: HÖ sè tæ hîp t¶i träng nc = 1
m: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc m = 1
kn: hÖ sè tin cËy (c«ng tr×nh cÊp III) kn = 1.15
Ntt = Ttl + Ectl - Thl (ph¬ng ngang)= W1 + Ec1 - w2 = 147.5+1.84 -5.9 = 143.44
(T)
R: Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña lùc chèng trît giíi h¹n
R = ∑ P.tgϕ+m1.Ebhl+FC
m1: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cã xÐt ®Õn quan hÖ gi÷a ¸p lùc bÞ ®éng cña
®Êt víi chuyÓn vÞ ngang cña cèng. V× kh«ng cã tµi liÖu thÝ nghiÖm trît nªn lÊy
m1 = 0,7
VËy: R = 690.7× .tg18o + 0,7 × 31.9 + 165.2× 0,3 = 296.25 (T)
Do ®ã; Ntt.nc = 143.44 x 1 = 143.44
m
Ta thÊy: nc.Ntt = 143.44 < R = 296.25 => VËy c«ng tr×nh kh«ng bÞ trît
Kn
ph¼ng.
Ch¬ng 6 : TÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cèng
I - Më ®Çu:
1. Môc ®Ých: x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh to¸n néi lùc vµ bè trÝ cèt thÐp
trong b¶n ®¸y cèng. (ChØ yªu cÇu x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh kÕt cÊu b¶n
®¸y cèng theo ph¬ng ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi).
2. Trêng hîp tÝnh to¸n:
- TÝnh to¸n trêng hîp bÊt lîi vÒ mÆt chÞu lùc cña b¶n ®¸y (khi chªnh lÖch
mùc níc thîng h¹ lu lín nhÊt).
3. Chän b¶ng tÝnh to¸n: ViÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cÇn tiÕn hµnh cho
c¸c b¨ng kh¸c nhau (tÝnh nh bµi to¸n ph¼ng, lÊy chiÒu réng b¨ng b = 1 m).
Trong ®å ¸n chØ yªu cÇu tÝnh to¸n cho 1 b¨ng ë sau cöa van.
II - TÝnh to¸n ngo¹i lùc t¸c dông:
Trªn 1 b¨ng cña m¶ng c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn b¶n ®¸y bao gåm: Lùc tËp
trung tõ c¸c mè, lùc ph©n bè trªn b¨ng, c¸c t¶i träng bªn.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 17
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
1. Lùc tËp trung tõ c¸c mè:
§©y chÝnh lµ tæng hîp cña ¸p lùc ®¸y c¸c mè trong ph¹m vi cña b¨ng ®ang
xÐt. Thêng xÐt riªng cho tõng mè.
G1, G2: Träng lîng c¸c phÇn cña mè.
G3: Träng lîng têng ngùc.
G4: Träng lîng cÇn c«ng t¸c.
G5: Träng lîng cÇn giao th«ng.
G6: T¶i träng do ngêi vµ xe cé ®i l¹i trªn cÇu.
T1, T2: ¸p lùc ngang cña níc tõ thîng, h¹ lu truyÒn qua khe van (khi van ®ãng).
C¸c lùc G3, G4, G5, G6, T1, T2 tÝnh trong ph¹m vi phô tr¸ch cña mè (nöa nhÞp
cèng khi tÝnh cho 2 bªn, hai nöa nhÞp 2 bªn khi tÝnh cho mè gi÷a).
KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:
TrÞ sè cña lùc t¸c dông lªn mè
Lo¹i mè G1 G2 G3 G4 G5 G6 T1 T2
Mè bªn 37.2 52.08 3.875 10.87 22.19 10 36.87 1.475
108.6
Mè gi÷a 78.64 7.75 21.75 44.38 10 73.75 2.95
4
ÖÙng suÊt th¼ng ®øng t¹i ®¸y mè ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc nÐn lÖch
t©m:
ΣG ΣMo
+
σm= Fm Wm .
Trong ®ã: ∑ G: Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng.
Fm: DiÖn tÝch ®¸y mè.
Wm: M« ®un chèng uèn cña ®¸y mè.
∑ M0:Tæng m« men ngo¹i lùc lÊy víi t©m ®¸y mè.
a. TÝnh cho mè bªn: Fmb = 6 (m2)
dL2 0.5 × 12 2
Wn = = = 12 (m3).
6 6
136.22 80
σA= + = 29.37 (T/m2).
6 12
136.22 80
σB= − = 16 (T/m2).
6 12
Tõ biÓu ®å øng suÊt ®¸y mè ta ®îc trÞ sè b×nh qu©n PK ë gi÷a b¨ng tÝnh
to¸n: Pk = 26,6(T/m2).
Lùc t¸c dông cña mè truyÒn cho b¶n ®¸y coi nh lùc tËp trung, cã trÞ sè nh
sau: P'k = Pk.b.d
Trong ®ã: b: chiÒu réng b¨ng tÝnh to¸n (b = 1m)
d: ChiÒu dµy mè ë ®¸y (d = 0.5m)
VËy P'k = Pk = 13.28 T/m2
KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:
Lo¹i Tªn t¶i TrÞ sè C¸nh Mo (T/m)
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 18
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
mè träng ∑G tay ®ßn + -
G1 37.2 3.5 130.2
G2 52.08 2.5 130.2
G3 3.875 3.3 12.79
Mè bªn
G4 10.87 3 32.61
G5 22.19 136.22 2 44.38
G6 10 2 20
T1 36.87 1.67 61.57
0.49
T2 1.475 0.333
176.1 256.1
G1 78.64 3.5 271
G2 108.4 2.5 271
G3 7.75 3.3 25.58
G4 21.75 3 65.25
Mè gi÷a
G5 44.38 272 2 88.76
G6 10 2 20
T1 73.75 1.67 123.16
0.98
T2 2.95 0.333
362.8 520.92
b - TÝnh cho mè gi÷a:
Fm =11.8 (m2); Wn = 24 (m3)
272 140.12
σB= − = 17.2 (T/m2).
11.8 24
272 140.12
σA= + = 28.9 (T/m2).
11.8 24
⇒ Pk =26.46 (T/m2) P’k = 26.46 (T/m2).
2 - C¸c lùc ph©n bè trªn b¨ng.
+ Träng lîng níc trong cèng: qo =γ n.hn.b.
Trong ®ã γ n = 1
hn: chiÒu dµy níc t¹i b¨ng tÝnh to¸n
qo = 1 × 5 × 1 = 5 (T/m)
+ Träng lîng b¶n ®¸y: qi = γ b.t.b
Trong ®ã: γ b = 2.4
t: chiÒu dµy b¶n ®¸y (t = 1m)
b: ChiÒu réng b¨ng tÝnh to¸n
⇒ q1 = 2.4 × 1 × 1 = 2.4 (T/m)
¸p lùc ®Èy ngîc (lùc thÊm + ¸p lùc thuû tÜnh) q2 =γ n.h®n.b
Trong ®ã : h®n: cét níc ®Èy ngîc t¹i b¨ng tÝnh to¸n (h®n = 4.55 m)
q2 = 1 × 4.55 × 1 = 4.55 (T/m)
+ Ph¶n lùc cña nÒn (s¬ bé coi nh ph©n bè ®Òu)
q3 = Pp.b
Trong ®ã: Pp: ph¶n lùc t¹i ®¸y mãng
q3 = 8.058 × 1 = 8.058 (T/m)
3 - Lùc c¾t kh«ng c©n b»ng.
a. TrÞ sè x¸c ®Þnh tõ ph¬ng tr×nh c©n b»ng tÜnh.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 19
- Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát
3
Q = ∑ P'K + 2L. ∑ qi
i =1
Trong ®ã: 2L: ChiÒu dµi b¨ng ®ang xÐt (2L = 14m)
∑ P'K = -2 (20.4 + 24.2) = -89.2 (T)
∑ qi = qo + q1 + q2 + q3 = -1.3 – 2.5 + 5.45 + 8 = 9.7 (T/m)
VËy: Q = -89.2 + 14 × 9.7 = 46.6 (T)
b. Ph©n phèi Q cho mè vµ b¶n ®¸y
∑ Fm .Y1 + Fd .Y2
X¸c ®Þnh vÞ trÝ trô trung hoµ : Y0=
Fm + Fd
Trong ®ã: ΣFm:tæng diÖn tich c¸c mè
F®:diÖn tÝch phÇn b¶n ®¸y
Y1,Y2:träng t©m cña c¸c mè vµ träng t©m b¶n ®¸y
1 × 6.5 × 5 × 4.25 + 14 × 1 × 0.5
Y0= = 0.85 (m)
5 × 6.5 × 1 + 14 × 1
VÏ biÓu ®å momen tÜnh Sc cña b¨ng tÝnh to¸n Sc = Fc.yc
Trong ®ã Fc:diÖn tÝch phÇn bÞ c¾t
yc : kho¶ng c¸ch tõ träng t©m phÇn bÞ c¾t ®Õn trôc trung hoµ
XÐt hai phÇn: PhÇn I: b¶n ®¸y
PhÇn II: têng mè
*TÝnh cho phÇn I: Fc1=14× 1 = 14 (m2)
yc1= 0.85 + 0.5 = 1.35 (m)
→ Sc1= 14 × 1.35 =18.9 (m3)
*TÝnh cho phÇn II:
Mè gi÷a: Fcg2= 6.5 × 1 = 6.5 (m2)
6.5
ycg2= − 0.85 = 2.4 (m)
2
Scg2= 6.5 × 2.4 = 15.6 (m3)
Mè bªn: Fcb2= 6.5 × 1 = 6.5 (m2)
Scb2= 6.5 × 2.4 = 15.6 (m3)
Sc2= Scg2+ Scb2=15.6 × 2 = 31.2 (m3)
TÝnh diÖn tÝch biÓu ®å Sc , phÇn t¬ng øng víi mè (A1) vµ víi b¶n ®¸y (A2)
3F h 6.5 × 31.2
Tõ S = ⇒F=S A1= = 135.2
2h 3/ 2 3/ 2
1 × 18.9
A2 = = 12.6
3/ 2
Ph©n phèi Q cho mè (Qm) vµ b¶n ®¸y (Q®)
A1 135.2
Qm = Q = 46.6 = 42.63 (T)
A1 + A2 135.2 + 12.6
Q® = Q - Qm = 46.6 – 42.63 = 3.97 (T)
Ph©n Qm Cho c¸c mè theo tØ lÖ diÖn tÝch
ë ®©y ta bè trÝ c¸c mè cã diÖn tÝch b»ng nhau lªn Q m ph©n bè t¬ng ®¬ng
nhau
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 20
nguon tai.lieu . vn
