Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM CỬA VAN PHẲNG
KÉO ĐỨNG TẠI HIỆN TRƯỜNG
Khúc Hồng Vân1, Bùi Thị Kiều Giang2, Nguyễn Danh Thuận2
1
Trường Đại học Thủy lợi, email: Buikieugiangpt@gmail.com
2
Sinh viên Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỌNG
TÂM CỬA VAN
Các công trình kiểm soát nước ở Đồng
bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thường có 2.1. Phương pháp phần tử hữu hạn
quy mô lớn nên đòi hỏi cửa van điều tiết Khi sử dụng phần mềm phân tích kết cấu
phải có khẩu độ từ 30 m đến 60 m hoặc lớn chuyên dụng để tính toán kết cấu cửa van,
hơn. Cửa van phẳng kéo đứng dạng giàn sau khi mô hình cửa van được xây dựng, sử
ống thép là một trong những hình thức kết dụng chức năng Joint Masses và Conecvity
cấu đang sử dụng khá phổ biến. Cửa van Data để xuất khối lượng cửa van tại các nút
được nâng hạ nhờ xy lanh thủy lực đặt tại theo 3 phương và tọa độ tương ứng. Dựa vào
hai đầu cửa và chuyển động thẳng đứng điều kiện cân bằng ngẫu lực để xác định vị trí
trong khe van. Để cửa van được chuyển trọng tâm của cửa van so với gốc tọa độ.
động dễ dàng trong khe van, mặt phẳng xy
lanh thủy lực thường đặt gần vị trí trọng 2.1. Phương pháp cân ngoài hiện trường
tâm cửa van để giảm đến mức tối đa mô Phương pháp cân tìm trọng tâm của cửa
men không cân bằng gây phát sinh lực van ngoài hiện trường được tiến hành theo
ngang lên khe van khi đó lực kéo của xy 3 bước:
lanh ở 2 bên cửa van không đều, cửa van bị Bước 1: Sử dụng 4 kích thủy lực (100T
lệch, có hiện tượng bị kẹt, không thể vận hoặc 150T) tại 4 điểm của cửa van như Hình
hành. Trong quá trình tính toán thiết kế, 1 và các đầu đo Loadcel đặt tại đầu kích. Cửa
người thiết kế đã phải xác định trọng tâm van sẽ được lần lượt nâng lên 10 mm ~ 25 mm
cửa van trên mô hình tính toán để bố trí để hoàn toàn chịu tải trên các cảm biến. Kết
điểm đặt xy lanh thủy lực cho phù hợp. Tuy quả dữ liệu được truyền về máy tính. Quy
nhiên khi cửa van đã được chế tạo, vị trí trình được thực hiện đến khi sai số giữa mỗi
trọng tâm cửa van có đúng như trong tính lần đo là nhỏ nhất khi đó giá trị sẽ được sử
toán thiết kế hay không là một vấn đề cần dụng để xác định trọng tâm của cửa van [1].
phải làm rõ để có phương án căn chỉnh
trọng tâm cho phù hợp. Chính vì vậy bài
báo đề xuất sử dụng phương pháp cân cửa
van để xác định trọng tâm cửa van ngoài
hiện trường, vừa đơn giản nhưng hiệu quả
và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Do
chưa có điều kiện kiểm chứng trên thực tế
nên các tác giả đã sử dụng phần mềm để mô
phỏng nhằm cụ thể hóa phương pháp
đề xuất. Hình 1. Vị trí đặt loadcel
220
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
Bước 2. Dựa vào kết quả tải trọng thu 3. VÍ DỤ ÁP DỤNG
được trong quá trình đo và khoảng cách giữa
3.1. Số liệu cửa van thực nghiệm
các Loadcel thể hiện trên Hình 2 để tiến hành
tính toán xác định chính xác vị trí trọng tâm Nghiên cứu được áp dụng trên mô hình số
của cửa van trên mặt bằng. của cửa van ngăn triều của khu vực TP Hồ
Chí Minh - Cống Mương Chuối [2] (Hình 3)
có khẩu độ hơn 40 m, cao 11m và kết cấu
giàn theo bản vẽ Hình 4.
Hình 3. Công trình cống Mương Chuối
Vị trí đặt các Loadcel
Sơ đồ khoảng cách của các Loadcel Hình 4. Mô hình kết cấu cửa van
Hình 2. Mô phỏng vị trí đặt các Loadcel Từ đó kiểm chứng được tính chính xác và
trên cửa van ngoài hiện trường hiệu quả của phương pháp cân tìm trọng tâm
cửa van ngoài hiện trường có thể triển khai
Bước 3: Thiết lập và giải hệ phương trình áp dụng trong thực tế.
tính toán cân bằng để xác định tọa độ trọng
tâm cửa van: 3.2. Trường hợp tính toán
Phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van
e1 e2 e được thực hiện trên hai mô hình thể hiện điều
kiện làm việc của cửa van theo thiết kế và cửa
(1) (V1 V2 ).e1 (V3 V4 ).e2
b a a b
van thực tế bị lệch trọng tâm sau khi chế tạo.
(V1( X ) V3 ( X ) V4 ( X ) V2 ( X )
2 2 2 2
Trong đó:
e1, e2 : lần lượt là khoảng cách từ tâm cửa
van đến trung tâm vị trí đặt loadcel V1V2;
V3V4;
a, b: lần lượt là các khoảng cách trung tâm Hình 5. Cửa van đối xứng
từ vị trí đặt loadcel V3V4; V1V2
V1, V2, V3, V4: lần lượt là các giá trị phản
lực tại 4 điểm đo;
ΔX : độ lêch tâm theo phương x so với tọa
độ thiết kế.
Hình 6. Cửa van không đối xứng
221
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
+ Cửa van đối xứng: Cửa van theo bản vẽ 3.3. Kết quả tính toán
thiết kế cơ khí được thể hiện trên Hình 5. 3.3.1. Phương pháp cân tìm trọng tâm
+ Cửa van không đối xứng: Trong thực tế cửa van ngoài hiện trường
cửa van sau khi chế tạo bị lệch so với tính Cả hai trường hợp được lấy kết quả đo
toán thiết kế ban đầu do nhiều nguyên nhân phản lực tại 4 gối (V1, V2, V3, V4); sau đó áp
khách quan như sai lệch chiều dày, kích dụng phương trình (1) để tính toán tìm ra vị
thước cấu kiện…, Hình 6 thể hiện sự phân bố trí trọng tâm mới của cửa van.
ngẫu nhiên một vài vị trí trên cửa van bị thay
3.3.2. Kiểm toán vị trí trọng tâm cửa van
đổi chiều dày các tấm thép bản mặt hoặc
chiều dày thép ống khiến cho trọng tâm cửa Sau khi tính toán xác định vị trí trọng tâm
van bị lệch đi so với ban đầu. Vị trí đặt cửa van bằng phương pháp phần tử hữu hạn
loadcel tương ứng trên sơ đồ Hình 2 của và phương pháp cân trọng lượng tại hiện
phương pháp cân là liên kết thanh chống theo trường áp dụng cho 2 trường hợp cửa van đối
phương trục Z trên mô hình. xứng và không đối xứng. Kết quả tọa độ
trọng tâm được tổng hợp trong Bảng 1.
Bảng 1. Bảng tổng hợp kết quả tính toán trọng tâm cửa van
Kết quả PP cân hiện
Trường hợp Giá trị tính toán Tọa độ
kiểm toán trường
Cửa van V1 = V2 = 412,52 kN X 20,35 20,35
đối xứng V3 = V4 = 165,49 kN ΔX 0 0
e = 5,8 m; a = 5,5m , b = 40,7m Y 1,661 1,661
Cửa van V1 = 413,68 KN; V2 = 412,68KN; X 2,339 2,339
không đối V3 = 164,58KN; V4 = 167,25 KN ΔX 0,011 0,011
xứng e = 5,8m; a = 5,5m, b = 40,7m Y 1,662 1,662
Từ kết quả cho thấy phương pháp cân tìm cửa van trùng với phương đặt xy lanh bằng
trọng tâm cửa van ngoài hiện trường trùng cách gia trọng thêm bê tông hoặc vật liệu
khớp với kết quả tính toán xác định trọng tâm thay thế điền đầy vào các ống thép rỗng phía
cửa van trên mô hình phần từ hữu hạn. cửa van có trọng lượng nhẹ hơn hoặc gia
trọng thêm thép để cửa van cân bằng khi
6. KẾT LUẬN VÀ GIẢI PHÁP nâng hạ.
Phương pháp cân tìm trọng tâm của cửa
van ngoài hiện trường được thực hiện trên 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO
mô hình phần tử hữu hạn cho thấy: [1] Thuyết minh biện pháp cân, tìm trọng tâm và
+ Phương pháp tính toán đơn giản; trượt các cửa van chính (2020) - Dự án giải
+ Phương pháp có độ chính xác cao; quyết ngập do triều khu vực tp. Hồ chí minh
Với giải pháp cân tìm trọng tâm cửa van có xét đến yếu tố biến đổi khí hậu (giai đoạn
ngoài hiện trường được kiểm chứng trên mô 1), Công ty TNHH Trung Nam bt 1547.
hình số cho phép các đơn vị quản lý vận hành [2] Công trình công Mương Chuối- bản vẽ thiết
có phương án căn chỉnh cửa van sau khi chế kế cơ khí - Dự án đầu tư Công trình cống
Mương Chuối, Công ty cp tư vấn xây dựng
tạo để lắp đặt một cách chính xác nhất khi
Thủy Lợi II (HECII) .
đưa ra ngoài thực tế hiện trường.
Giải pháp xử lý cửa van bị lệch tâm
Trong trường hợp cửa van lệch trọng tâm
không quá lớn, có thể điều chỉnh trọng tâm
222
nguon tai.lieu . vn
