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 t-íi n-íc cho
35.000ha ruéng, tiªu n-íc 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 l-u l-îng vµ mùc n-íc thiÕt kÕ:
Qtiªuma
Ñeà
x
3
Z®ångmi
n (m)
86
5,4
(m /s)
86C
Zs«ngTK Z®ångmax Zs«ngmin Zs«ngmax
(m)
(m)
(m)
(m)
5,22
6,65
6,30
Z®ångmin
6,35
(m)
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:
Tr-êng hîp
Zs«ng b×nh th-êng
Zs«ng max
200
300
D (m)
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
k (T/m3)
1,47
1,52
1,41
tn (T/m3)
1,70
1,75
1,69
§é rçng n
0,40
0,38
0,45
tn (®é)
190
230
120
bh (®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
ChØ tiªu
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:
- T-íi, tiªu n-íc 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 v-ît 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 l-u l-îng, mùc n-íc lín nhÊt ®Ó tÝnh æn ®Þnh, kÕt cÊu:
1%.
P=
- TÇn suÊt mùc n-íc lín nhÊt ngoµi s«ng khai th¸c: P = 10%.
- C¸c hÖ sè v-ît t¶i n:
+ Träng l-îng b¶n th©n c«ng tr×nh: 1,05.
+ Áp lùc th¼ng ®øng cña träng l-îng ®Êt: 1,20.
+ Áp lùc bªn cña ®Êt: 1,20.
+ Áp lùc n-íc tÜnh, ¸p lùc thÊm ng-îc, ¸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 l-u: 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.
- L-u l-îng tÝnh to¸n: Q = Qtiªumax = 86 m3/s.
2- TÝnh bÒ réng kªnh:
* §é s©u mùc n-íc trong kªnh:
H = Zs«ngTK - Z®¸y kªnh = 5,22 - 1 = 4,22(m)
* ChiÒu réng ®¸y kªnh:
Ta cã: f(Rln) =
4.m0 . i
8,424. 0,0001
=
= 0,0009
86
Q
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 3
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
Tra b¶ng phô lôc 8-1 (b¶ng tra TL) víi n = 0,025 ta cã: Rln = 3,5m.
4,22
H
=
= 1,206
Rln
3,5
LËp tû sè
Tra b¶ng 8-2 (b¶ng tra TL) víi m = 1,5 ta cã:
b
= 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- Tr-êng hîp tÝnh to¸n: Chän khi chªnh lÖch mùc n-íc th-îng h¹ l-u 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 ng-ìng cèng:
a- Cao tr×nh ng-ìng: ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng th¸o ta chän ng-ìng cèng ngang víi
®¸y kªnh th-îng l-u, Zng = +1,0 m.
b- H×nh thøc ng-ìng: ®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
h
4444.1
4m
+1
hh
H×nh 1: S¬ ®å tÝnh khÈu diÖn cèng khi ng-ìng ®Ønh réng
H0 = H +
.v02
2.g
= (Z®ång min - Z®¸y kªnh) = 5,4 - 1 = 4,4m.
hn
h
4,22
=
= 0,959 > ( n )pg = (0,7 0,8) ch¶y ngËp
4,4
H0
H0
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 = n.g.b.h. 2.g.( H 0 h)
Trong ®ã:
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 4
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
- n: hÖ sè l-u tèc, chän m = 0,36 n = 0,96. (B¶ng 14-13 b¶ng tra TL).
-
g: hÖ sè co hÑp bªn, g = 0,50 + 0,5 = 0,5.0,98 + 0,5 = 0,99.
-
0 =0,98
b =
Q
n . g .h. 2.g .( H 0 h)
=
86
0,96.0,99.4,22. 2.9,81.(4,4 4,22)
= 11,4 (m)
+ TÝnh l¹i 0: Chän sè khoang n = 2. Mçi khoang réng 5,7m
ChiÒu réng trô pin: 1(m), l-în trßn: R = 0,5m.
VËy: 0 =
0 =
b
b d
Víi d: Tæng chiÒu dµy cña mè.
11,4
= 0,919 9,2 . g= 0,96.
11,4 1
- TÝnh hÖ sè ngËp n
Chän ®-êng c¸nh vµ trô pin l-în 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 n = 0.96
VËy b=
86
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:
86
Q
.q 2
Theo c«ng thøc hK = 3
, trong ®ã: q=
=
=7,29(m2/s)
b
g
11,8
Thay vµo ta ®-îc : hK= 1,76 m
XÐt
hn 4,22
=2,39
hk 1,76
hn
hk
= 1,4.
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. Tr-êng hîp tÝnh to¸n: Tr-êng hîp mùc n-íc s«ng nhá nhÊt vµ mùc n-íc
®ång lín .Nh-ng tr-êng hîp nµy do yªu cÇu d©ng n-íc mµ kh«ng më hÕt cöa van,
chØ më ®ñ ®Ó th¸o l-u l-îng thiÕt kÕ, ë ®©y còng yªu cÇu tÝnh víi chÕ ®é më
®Òu c¸c cöa.
Tøc lµ phÝa h¹ l-u mùc n-íc xuèng cao tr×nh: +3,30m
PhÝa th-îng l-u møc n-íc ë cao tr×nh: +6,65m
chän Qtt = 86m3/s = Qmax tiªu
2. L-u l-îng tÝnh to¸n tiªu n¨ng: XÐt trong tr-êng hîp mùc n-íc h¹ l-u cèng
kh«ng phô thuéc l-u l-îng th¸o qua cèng. Khi mùc n-íc th-îng l-u ®· khèng chÕ,
Qtt chÝnh lµ l-u l-îng th¸o thiÕt kÕ cña cèng.
Khi ®ã cÇn x¸c ®Þnh ®é më a cña cèng theo c«ng thøc ch¶y d-íi cöa cèng
Q=bhc 2 g H o hc =ba 2 g ( H o a)
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 5
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
Trong ®ã: :hÖ sè co hÑp bªn;
F(c) =
Q
86
=
=0,831
3/ 2
bH o
0,95.11,8.4,4 3 / 2
=0,95:hÖ sè l-u tèc;
hc=a,víi : hÖ sè co hÑp ®øng;
Tra b¶ng ta cã:
a
a
=0,338; =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 th-íc bÓ:
+ ChiÒu s©u ®µo bÓ ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
d = .h”c - (hh - Z2).
Trong ®ã: : hÖ sè ngËp, lÊy = 1,07.
h”c: ®é s©u liªn hiÖp n-íc nh¶y øng víi hc.
Z2: ®é chªnh lÖch cét n-íc cöa ra cña bÓ tÝnh nh- ®Ëp trµn
ch¶y ngËp:
q2
q 2
Z2 =
.
2
2
''
2 g . n .hh
2 g ( .hc ) 2
Trong c«ng thøc trªn: q =
Qtt
86
=
= 7,29m2/s
b 11,8
b: hÖ sè l-u tèc ë cöa ra cña bÓ lÊy b = 0,95.
hh: mùc n-íc ë h¹ l-u 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:
+ TÝnh h”c:
do = h”c - hh
Ta cã: Eo= Ho + P = (5,4 - 1) + 0 = 4,4(m).
q
7,29
0,831
F(c) =
3/ 2
0,95 4,4 3 / 2
.E0
h"c = Eo. c’’ = 4,40,678 = 2,98m
Tra b¶ng (15-1) ta cã: c’’ = 0,678
VËy: d0 = 2,98 - 2= 0,98(m).
Khi ®ã so víi ®¸y bÓ cét n-íc toµn phÇn lµ: E01 = E0 + d = 4,4 + 0,98 = 5,38
(m)
TÝnh l¹i: F(c) =
7,29
= 0,615(m2) c’’= 0,609 =>h”c = 5,38 0,609 =
3/ 2
0,95 5,38
3,27(m).
TÝnh: .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=.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).
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 6
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
+ ChiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng:
Lb = L1 + Ln
Trong ®ã: L1: chiÒu dµi n-íc r¬i tõ ng-ìng cèng xuèng s©n tiªu n¨ng.
L1 = 2 hk ( P 0.35hk ) .
P: ChiÒu cao ng-ìng 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 n-íc nh¶y:
Ln = 4.75 (h”c - hc) = 4,75.(3,27 - 1,49.0,628) = 11,09(m).
: hÖ sè , ( = 0,75).
vËy Lb = 4,85 + 0,75 11,09 = 13,17(m).
KÝch th-íc ®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. T-êng ngùc:
a - C¸c giíi h¹n cña t-êng
+ Cao tr×nh ®¸y t-êng: Z®t = Ztt +
Ztt: cao tr×nh mùc n-íc tÝnh to¸n Ztt = 4,40m
: ®é l-u kh«ng lÊy = 0,6 m
VËy Z®t = 4,40 + 0,6 = 5,0 m. LÊy Z ®¸y = 5,0(m)
+ Cao tr×nh ®Ønh t-êng : lÊy b»ng cao tr×nh ®Ønh cèng, ®-îc x¸c ®Þnh theo 2
c«ng thøc:
Z1 = Zs«ngTK + h + s+ a
(1)
Thùc
Z2 = Zs«ng + h’ + s’+ a’
(2)
TrÞ sè cao tr×nh ®Ønh sÏ lÊy gi¸ trÞ lín trong 2 c«ng thøc trªn
* TÝnh Z1
TÝnh h: §é dÒnh do giã øng víi Zs«ngTK : h = 210-6
V 2 .D
. cos
g.H
Trong ®ã: V: VËn tèc giã lín nhÊt V = 28 m/s
D: §µ sãng øng víi mùc n-íc s«ng b×nh th-êng D = 200 (m)
H: Cét n-íc trong ®ång: H = 4,4m
: gãc hîp bëi trôc däc cña hå vµ h-íng giã = 00
VËy h = 210-6
28 2 200
1 0.17 (m)
9.81 4,4
TÝnh s (®é dÒnh cao nhÊt cña sãng)
Theo c«ng thøc s = Ks.hs1%. h
Gi¶ thiÕt tr-êng hîp ®ang xÐt lµ sãng n-íc s©u H > 0.5
tÝnh c¸c ®¹i l-îng kh«ng thø nguyªn.
gt 9.81 6 3600
gh
g
7567.7 2 0.032 ;
23
V
28
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
V
V
Trang 7
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
gD 9.81 200
gh
g
2.5 2 0.003 ;
0.53
2
2
V
28
V
V
gh
g
Chän trÞ sè nhá trong 2 trÞ sè trªn ta cã: 2 0.003 ;
0.53
V
V
h = 0.24; = 1.51
TÝnh :
g. 2 9.81 1.512
=
3.56 (m)
=
2 3.14
2
KiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sãng s©u H > 0.5
6.0 > 1.78 tho¶ m·n
+ TÝnh h1% = K1%. h
víi K1% = f (
g .H
) tra ®å thÞ P2-2 ta cã: K = 2.4
V2
VËy h1% = 2.4 0.24 = 0.58
h
+ TÝnh Ks = f( , ) Tra P2-4 Ks = 1.2
H
VËy s = 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)
+ TÝnh Z2 :
h' = 210-6
V 2 .D
. cos
g.H
V: vËn tèc giã b×nh qu©n lín nhÊt V = 18 (m/s).
D: ®µ giã øng víi mùc n-íc lín nhÊt D = 300 (m).
H: cét n-íc trong s«ng H = 6,0(m)
18 2 300
0,025.10 3
9.81 5
+ TÝnh s : s = Ks. K1%. h
gt 9.81 3600 6
gh
g
11772 2 0.085 ;
4. 2
TÝnh
V
18
V
V
gD 9.81 300
gh
g
9.1 2 0.0055 ;
0.75
2
2
V
18
V
V
gh
gi¸ trÞ nhá nhÊt: 2 0.0055 h = 0.18
V
g
0.75 = 1.38
V
h' = 210-6
g 2 9.81 1.38 2
2.97 (m)
2
2 3.14
gH
TÝnh hs1%=K1%. h ; Víi K1%=f( 2 )
V
TÝnh =
Tra ®å thÞ P2-2 cã K1% = 2,23
VËy h1% = 2.23 0.18 = 0.40
h
+ TÝnh Ks = f( , ) Tra P2-4 Ks = 1.25
H
do ®ã: s = 1.25 0.40.18 = 0.09 (m)
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 8
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
§é cao an toµn a = 0,4 m
VËy: Z2 = 7.10 + 0,025.10-3 + 0.09 + 0.4 = 7,59(m)
Ta thÊy: Z2 > Z1 vËy chän Z2 = 7,59(m) = Z ®Ønh t-êng
b, KÕt cÊu t-êng: gåm dÇm ®ì vµ b¶n mÆt. Bè trÝ 2 dÇm ®ì ë ®Ønh vµ
®¸y t-êng. 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 n-íc 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 l-în
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 tr-íc, c¸c b¶n cõ, ch©n khay
1, S©n tr-íc: 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
Cuèi s©n theo c«ng thøc: t2
H
j
H: ®é chªnh cét n-íc 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 n-íc tõ 2 chiÒu thuËn nghÞch nªn ta bè trÝ
cõ ë phÝa cã ®Çu n-íc 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 t-êng 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.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 9
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
4 - Tho¸t n-íc 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 tr-íc
ng¾n khi n-íc s«ng lín.Ta chän 1 ®o¹n kh«ng ®ôc lç lµ 6(m).
5 - S¬ bé kiÓm tra chiÒu dµi ®-êng viÒn thÊm.
KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn sau: Ltt C . H
Trong ®ã: Ltt = L® +
Ln
(chiÒu dµi tÝnh to¸n ®-êng viÒn thÊm).
m
L®: chiÒu dµi tæng céng cña c¸c ®o¹n th¼ng ®øng:
L® = 0,6+24,5+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 n-íc 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 n-íc th-îng h¹ l-u cèng
VËy: Ltt = 11 +
34.5
= 34 (m)
1 .5
+ Tr-êng hîp trong ®ång lµ mùc n-íc max vµ ngoµi s«ng lµ mùc n-íc min th× :
H = 3.5 m Khi ®ã: C .H = 17.5 < Ltt = 34 m
+ Tr-êng hîp trong ®ång lµ mùc n-íc min vµ ngoµi s«ng lµ mùc n-íc 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 th-îng h¹ l-u:
1 - Nèi tiÕp th-îng l-u:
Gãc më cña t-êng vÒ phÝa tr-íc lÊy víi tg1 =
1
4
H×nh thøc t-êng lµ mÆt trô nèi tiÕp víi kªnh th-îng l-u, ®¸y ®o¹n kªnh nèi
tiÕp víi kªnh th-îng l-u ®-îc x©y b»ng ®¸ cã chiÒu dµy 0,5m. PhÝa d-íi cã tÇng
®Öm c¸t dµy 15cm.
2 - Nèi tiÕp h¹ l-u:
- Gãc më cña t-êng vÒ phÝa sau tg2 =
1
h×nh thøc t-êng lµ t-êng xo¾n vá
5
®ç, 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 n-íc 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 l-u tèc & chiÒu s©u chç ®Çu ®o¹n n-íc 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 n-íc so le nhau, phÝa
d-íi cã tÇng ®Öm h×nh thøc läc ng-îc.
ChiÒu dµi ®-îc x¸c ®Þnh Ls = K q H
H: Chªnh lÖch mùc n-íc th-îng h¹ l-u: H = 4 m
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 10
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
q=
GVHD: Laõ Baù Thieát
Q 86
4,3 (m3/s) (L-u l-îng ®¬n vÞ ë cuèi s©n tiªu n¨ng)
bs 20
K: HÖ sè phô thuéc vµo chÊt ®Êt (lÊy k = 15)
VËy Ls = 15 4,3 4 = 43,99(m)
Ch-¬ng 4: TÝnh to¸n thÊm d-íi ®¸y cèng
I - Nh÷ng vÊn ®Ò chung:
1. Môc ®Ých: X¸c ®Þnh l-u l-îng thÊm q, lùc thÊm ®Èy ng-îc lªn ®¸y cèng
wt , gra®ien thÊm J.
2. Tr-êng hîp tÝnh to¸n: tÝnh to¸n víi tr-êng hîp chªnh lÖch mùc n-íc th-îng
h¹ l-u lín nhÊt; ë ®©y ta chØ tÝnh cho tr-êng hîp: Mùc n-íc ®ång lµ mùc n-íc
min(2), mùc n-íc s«ng lµ mùc n-íc max(5,0)dßng thÊm ng-îc
3. Ph-¬ng ph¸p tÝnh:
TÝnh theo ph-¬ng ph¸p vÏ l-íi thÊm b»ng tay.
II - TÝnh thÊm cho tr-êng hîp ®· chän
Mùc n-íc ®ång lµ 2,0 mùc n-íc s«ng lµ 5,0
1. VÏ l-íi 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 l-íi thÊm ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr-ng cña dßng thÊm
a. X¸c ®Þnh ¸p lùc thÊm ®Èy ng-îc w®n
Cét n-íc thÊm t¹i 1 ®iÓm x nµo ®ã c¸ch ®-êng thÊm cuèi cïng i d¶i sÏ lµ:
hx = i.
H
n
H: chªnh lÖch cét n-íc tr-íc vµ sau cèng: H = 4. 0 m
4 .0
= 3.1 (m)
20
4 .0
hB = 9.5
= 1.9 (m)
20
hA = 15.5
n.hA
n.hB
Tõ kÕt qu¶ trªn ta vÏ ®-îc biÓu ®å ¸p lùc thÊm d-íi ®¸y c«ng tr×nh vµ tÝnh
®-îc tæng ¸p lùc ®Èy ng-îc
hA hB
) n .L(hh t ) =
2
3.1 1.9
) 10 12(1 0.7) =300+204= 504 (kN/m)
= 10 12 (
2
w®n = wt + w1 = n.L(
b. X¸c ®Þnh gra®ien thÊm
Gra®ien thÊm trung b×nh t¹i « l-íi bÊt kú cã trong ®o¹n s sÏ lµ: Jtb =
H
,
n.s
øng víi c¸c trung ®o¹n ë c¸c « l-íi ë cöa ra cña dßng thÊm.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 11
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
s1 = 1.2; s2 = 2.4; s3 = 4.0; s4 = 5.2
Ta cã Jtb t-¬ng øng lµ:
JTb1 = 211.10-3
Jtb2 = 105.10-3
Jtb3 = 63.10-3
Jtb4 = 49.10-3
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:
Theo c«ng thøc: Jtb
J K tb
kn
tb
Trong ®ã: Jk Gra®ien thÊm tíi h¹n trung b×nh (b¶ng P3-2), ®Êt c¸t h¹t nhá
- 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
Jtb =
H
Ttt .
Ttt: chiÒu s©u tÝnh to¸n cña nÒn - phô thuéc vµo
L0
S0
L0: h×nh chiÕu ngang L0 = 34.5(m)
S0: h×nh chiÕu ®øng cña ®-êng viÒn S0 =5.5(m)
Ta cã:
L0 34.5
6.27 5
=
S 0 5.5
Ta lÊy Ttt = 0.5 .L0= 0.5 34.5 = 17.25
: 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)
= V + n’ + n’’ + c + r
Trong ®ã:
a
0.4
0.463
= 0.44 +
17.25
Ttt
( L L2 ) 0.5 5 (14 9) 0.5 5
n’=
=
= 1.24
16.5
Ttt
L 0.5 5 10 0.5 5
0.45
n”= 1
=
16.5
Ttt
v= 0.44 +
S
Ttt
S
c= 1.5 +
= 0.51
S
Ttt
1 0.45
Ttt
0.5
ra= 0.44 -
a
0.4
0.44
0.42
Ttt
16.5
VËy: = 3.08
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 12
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
Jtb=
GVHD: Laõ Baù Thieát
H
4.05
0.0797 ; Ta thÊy: Jtb < Jktb --> §Êt nÒn kh«ng bÞ
Ttt 16.5 3.08
tr«i
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)
Jk phô thuéc vµo =
d 60
9
d10
Ta cã: Jgh = Jk = 0.6 = 60010-3
Nh- vËy: Jr < Jk Nªn kh«ng cã hiÖn t-îng xãi ngÇm c¬ häc t¹i mÆt c¾t cöa
ra.
Ch-¬ng 5: TÝnh to¸n æn ®Þnh cèng
I - Môc ®Ých vµ tr-êng hîp tÝnh to¸n:
1. Môc ®Ých: KiÓm tra æn ®Þnh cèng vÒ tr-ît, lËt, ®Èy næi, yªu cÇu chØ
kiÓm tra æn ®Þnh tr-ît
2. Tr-êng hîp tÝnh to¸n.
- TÝnh to¸n cho tr-êng hîp: mùc n-íc trong ®ång lµ mùc n-íc min (+2,0). Mùc
n-íc ngoµi s«ng lµ mùc n-íc max (+5,0).
II - TÝnh to¸n æn ®Þnh tr-ît cho tr-êng 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 l-îng b¶n ®¸y cèng:
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang:
F = 121.5 - 0.5
11 10
= 12.75( m2)
2
Gb® = b.F.B = 2,41212.75 = 367,2 T
* Träng l-îng mè gi÷a vµ 2 mè bªn:
DiÖn tÝch mè 2 gi÷a vµ 2 mè bªn lµ: F =0.523.142+111+120.52
=24,17(m2)
ChiÒu cao mè lµ H = 7.2-1 =6.2 (m)
Gmè = FH2.4 = 24.176.22.4 = 359.6 T
* Träng l-îng 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 - 40.2 - 0.80.32- 0.820.4 -20.4 =2,68 m2.
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 13
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
GcÇu = b.F.Lc = 2.42.6813.8 = 88.76 T
* Träng l-îng t-êng ngùc:
- ChiÒu dµi t-êng: Lt = b - 2= 11.8 - 2 =9.8 m.
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang t-êng:
F = Ft = 1.60.6 -1.0,3 = 0.66 m2
Gt = Ft.Lt.b = 0.669.82,4 = 15.5 T
* Träng l-îng cÇu c«ng t¸c:
- ChiÒu dµi cÇu c«ng t¸c: Lct = 11.8 m.
F1 = 30,3 = 0,9 m2
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang:
F2 = 20,36.5 + 20,22 = 4.7 m2
Gct = b.[F1 11.8+ F20.44] = 2,4.(0,911.8 + 4.70.44) = 43.5 T
* Träng l-îng cÇu th¶ phai:
- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang: F = 20,31 = 0,6 m2
Gp = bFb = 2,40,611.8 = 17 T(Träng l-îng cña c¶ 2 cÇu)
* Träng l-îng n-íc trong cèng:
- PhÝa s«ng:
= 146.6 T
H = Zs«ng max - Z®¸y cèng = 6- 1 = 5 m GTL = 139.85
- PhÝa ®ång:
1199.8= 88.2 T
H = Z®ång
min
- Z®¸y
kªnh
= 2 - 1 = 1 m GHL =
*Trängl-îng cöa van:Lµm b»ng thÐp: Gcv=qHl0 (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 l-îng phÇn déng cña cöa van ph¼ng tÝnh cho 1 m2 lç cèng
q = 60(Hcl0)1/3-601.4 =60(2.35.2)1/3- 601.4 =29.4 daN/m2
Hc Cét n-íc tÝnh to¸n tai t©m lç cèng Hc= 2.3 m
Gcv1 = 29.45.25.1 0.1= 78.1 T
Träng l-îng 2 cöa van lµ Gcv = 156.2 T
* C¸c lùc ®Èy ng-îc:
- AÙp lùc thuû tÜnh:
Wtt = (0.7 + 1) .1211.8=240.7 T
- AÙp lùc thÊm:
W th = 3011.8 = 354 T.
b. C¸c lùc ngang (tÝnh s¬ bé)
- AÙp lùc n-íc phÝa s«ng: WS =
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
1
1
2
. n .H s2 .b = 1 .5 . 11.8 = 147.5 T
2
2
Trang 14
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
§iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n
- AÙp lùc n-íc phÝa ®ång: W ® =
1
Hs +1= 2.67 m.
3
1
1
. n .H d2 . b = 1.2 1. 11.8 = 5.9 T
2
2
1
H® +1 = 1.33 m.
3
1
- AÙp lùc bÞ ®éng ë ch©n khay h¹ l-u: Eb® =( H2 Kb +2CH Kb )11,8
2
§iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n
Trong ®ã: = bh = ®n + n =1,9(T/m8)
Kb=tg2(450+ ) =1.89 (víi = 180)
2
C =Cbh = 0.3(T/m2)
1
2
Eb® =( 1.9 12 1.89 2 0.3 1 1.89 )11.8=30.9 (TÊn)
1
2
- AÙp lùc chñ ®éng ë ch©n khay th-îng l-u: Ec= ( H2 Kc 2CH Kc +
2C 2
)11.8
Trong ®ã:Kc=tg2(450-
bh
2
) =0,53
= bh = ®n + n =1,9 (T/m3)
C =Cbh = 0,3(T/m2)
= bh= 180
1
2 0.3 2
2
Ec®=( 1.9 1 0.53 2 0.3 1 0.53
)11.8 = 1.84(T)
2
2
2 - X¸c ®Þnh ¸p lùc ®¸y mãng:
Theo s¬ ®å nÐn lÖch t©m: =
P M0
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)
W: m« ®un chèng uèn cña ®¸y m¶ng ;
w
2
2
BL
11.8 12
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
STT
1
Tªn lùc
B¶n ®¸y
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
K
hiÖu
Lùc
®øng(T)
G®
361.1
Lùc
ngang
Tay
®ßn(m
)
0
M0(Tm)
0
Trang 15
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Trô gi÷a vµ bªn
CÇu GT
T-êng ngùc
CÇu c.t¸c
Cöa van
N-íc trong cèng
(phÝa ®ång)
N-íc trong cèng
(phÝa s«ng)
¸p lùc thÊm
¸p lùc thuû
tÜnh
¸p lùc n-íc TL
¸p lùc n-íc HL
¸p lùc ®Êt chñ
®
¸p lùc ®Êt bÞ ®
CÇu th¶ phai
GVHD: Laõ Baù Thieát
Gtr
Gc
Gt
Gct
Gcv
GHL
359.6
88.76
15.5
43.5
156.2
0
2
3.3
3
3
0
177.52
-54.25
-130.5
-468.6
88.2
1.5
-132.3
GTL
146.6
4.5
659.7
Wth
Wtt
354
240.7
0.48
0
169.92
0
Ws
W®
Ec®
147.5
5.9
1.84
2.67
1.67
0.33
393.8
-9.85
0.6
Eb®
Gp
31.9
17/2
0.33
5.5
690.76
-10.53
+46.75
-46.75
591.2
111.54
P M0
F
W
690.76 591.29
6.26 (T/m2)
max=
165.2
283.2
690.76 591.29
2.09 (T/m2)
min=
165.2
283.2
max min 2.09 6.26
tb=
4.18 (T/m2)
2
2
Tõ c«ng thøc:
Ta cã:
3. Ph¸n ®o¸n kh¶ n¨ng tr-ît: xÐt 3 ®iÒu kiÖn
a. ChØ sè m« h×nh:
N=
max
N .lim 1
B
Trong ®ã: B: ChiÒu réng m¶ng (chiÒu réng // víi lùc ®Èy)
: Dung träng ®Êt nÒn (dung träng ®Èy næi);
®n=
2.45 1
1
1 0.9 (T/m3)
n
1 0.61
1
=
: hÖ sè rçng cña ®Êt nÒn (c¸t pha = 0.61)
(1 ) 1.52(1 0.61)
tn k
2.45
n
n
1
N=
6.26
0.55 1
12 .0.9
b. ChØ sè chèng tr-ît: tg = tg +
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
c
tb
0.45
Trang 16
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
,c: lµ gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh cña ®Êt nÒn. tg = tg180 +
0.3
0.396 0.45
4.18
c. Møc ®é cè kÕt: Cv =
K t (1 e)t 0
a n h0
2
4
Kt: hÖ sè thÊm (Kt = 210-6 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 = 63.072106 (s))
a: hÖ sè nÐn cña ®Êt (a = 2 m2/N = 2104 m2/T)
h0: ChiÒu dµy tÝnh to¸n cña líp cè kÕt lÊy = B ; h0 = B = 12 (m)
VËy: Cu =
2 10 6 (1 0.61)63.072 10 6
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 tr-ît hçn hîp. (Trong ®å ¸n nµy chØ yªu cÇu
kiÓm tra tr-ît ph¼ng).
4- TÝnh to¸n tr-ît ph¼ng:
§iÒu kiÖn cña cèng ®-îc æn ®Þnh khi: Nc.Ntt
Trong ®ã:
m
R
kn
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 tr-ît giíi h¹n
R = P.tg+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 tr-ît
nªn lÊy m1 = 0,7
VËy: R = 690.7.tg18o + 0,7 31.9 + 165.20,3 = 296.25 (T)
Do ®ã; Ntt.nc = 143.44 x 1 = 143.44
m
R 296.25 => VËy c«ng tr×nh kh«ng bÞ tr-ît
Ta thÊy: nc.Ntt = 143.44 <
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. Tr-êng hîp tÝnh to¸n:
- TÝnh to¸n tr-êng hîp bÊt lîi vÒ mÆt chÞu lùc cña b¶n ®¸y (khi chªnh lÖch
mùc n-íc th-îng h¹ l-u lín nhÊt).
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 17
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
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.
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. Th-êng xÐt riªng cho tõng mè.
G1, G2: Träng l-îng c¸c phÇn cña mè.
G3: Träng l-îng t-êng ngùc.
G4: Träng l-îng cÇn c«ng t¸c.
G5: Träng l-îng cÇn giao th«ng.
G6: T¶i träng do ng-êi vµ xe cé ®i l¹i trªn cÇu.
T1, T2: ¸p lùc ngang cña n-íc tõ th-îng, h¹ l-u 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
G3
G4
G5
G6
Lo¹i mè
G1
G2
Mè bªn
37.2
52.08
3.875
10.87
22.19
10
Mè
gi÷a
78.64
108.6
4
7.75
21.75
44.38
10
T1
36.8
7
73.7
5
T2
1.475
2.95
ÖÙng suÊt th¼ng ®øng t¹i ®¸y mè ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc nÐn lÖch
t©m:
m=
Trong ®ã:
G Mo
.
Fm Wm
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
12 (m3).
6
6
136.22 80
29.37 (T/m2).
A=
6
12
136.22 80
16 (T/m2).
B=
6
12
Wn =
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 18
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
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:
Tªn t¶i
mè
träng
Mè gi÷a
Mè bªn
Lo¹i
TrÞ sè
G
C¸nh
Mo (T/m)
tay ®ßn
+
130.2
G1
37.2
3.5
G2
52.08
2.5
G3
3.875
3.3
12.79
G4
10.87
3
32.61
G5
22.19
G6
136.22
-
130.2
2
44.38
10
2
20
T1
36.87
1.67
61.57
T2
1.475
0.333
G1
78.64
3.5
G2
108.4
2.5
G3
7.75
3.3
25.58
G4
21.75
3
65.25
G5
44.38
G6
176.1
256.1
271
271
2
88.76
10
2
20
T1
73.75
1.67
123.16
T2
2.95
0.333
b - TÝnh cho mè gi÷a:
Fm =11.8 (m2);
272
0.49
0.98
362.8
520.92
Wn = 24 (m3)
272 140.12
17.2 (T/m2).
11.8
24
272 140.12
28.9 (T/m2).
A=
11.8
24
B=
Pk =26.46 (T/m2) P’k = 26.46 (T/m2).
2 - C¸c lùc ph©n bè trªn b¨ng.
+ Träng l-îng n-íc trong cèng: qo =n.hn.b.
Trong ®ã n = 1
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 19
Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng
GVHD: Laõ Baù Thieát
hn: chiÒu dµy n-íc t¹i b¨ng tÝnh to¸n
qo = 1 5 1 = 5 (T/m)
+ Träng l-îng b¶n ®¸y: qi = b.t.b
Trong ®ã: 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 ng-îc (lùc thÊm + ¸p lùc thuû tÜnh)
q2 =n.h®n.b
Trong ®ã :
h®n: cét n-íc ®Èy ng-îc 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.
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
X¸c ®Þnh vÞ trÝ trô trung hoµ : Y0=
Fm .Y1 Fd .Y2
Fm Fd
Fm: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
Trong ®ã:
Y0=
1 6.5 5 4.25 14 1 0.5
0.85 (m)
5 6.5 1 14 1
VÏ biÓu ®å momen tÜnh Sc cña b¨ng tÝnh to¸n
Trong ®ã Fc:diÖn tÝch phÇn bÞ c¾t
Sc = Fc.yc
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: t-êng mè
*TÝnh cho phÇn I:
Fc1=141 = 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)
ycg2=
6 .5
0.85 2.4 (m)
2
Scg2= 6.5 2.4 = 15.6 (m3)
Mè bªn: Fcb2= 6.5 1 = 6.5 (m2)
SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân
Trang 20
- Xem thêm -
.PDF 
22 
41 
143 
