Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí gối bản lề tới lực kéo và trạng thái ứng suất – biến dạng của cửa van cung nhịp lớn

  • Số trang: 93 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 88 |
  • Lượt tải: 0
sakura

Đã đăng 11429 tài liệu

Mô tả:

LỜI CẢM ƠN Với sự giúp đỡ của phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học thuỷ lợi, cùng các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình, đến nay Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí gối bản lề tới lực kéo và trạng thái ứng suất – biến dạng của cửa van cung nhịp lớn” đã được hoàn thành. Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cơ quan đơn vị và các cá nhân đã truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu đã công bố. Đặc biệt tác giả xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Vũ Thành Hải người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trong quá trình thực hiện luận văn này. Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, của các Quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp. Luận văn được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi. Hà Nội, tháng 8 năm 2014 Tác giả luận văn NGUYỄN TẤT THỌ BẢN CAM KẾT Tên tôi là: Nguyễn Tất Thọ Học viên lớp: 19C12 Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào. Hà Nội, tháng 8 năm 2014 Tác giả luận văn NGUYỄN TẤT THỌ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .......................................................................................... BẢN CAM KẾT....................................................................................... MỤC LỤC ................................................................................................ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................... MỞ ĐẦU................................................................................................. 1 1. Tính cấp thiết của Đề tài .......................................................................... 1 2. Mục đích của Đề tài ................................................................................. 1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 1 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .............................................. 1 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CỬA VAN HÌNH CUNG............. 2 1.1. Khái quát về cửa van hình cung ............................................................ 2 1.1.1. Khái niệm và phân loại ................................................................... 2 1.1.2. Một số nguyên tắc và bố trí cấu tạo ................................................ 4 1.1.3. Hình thức cửa van thường dùng hiện nay ...................................... 7 1.1.4. Phạm vi ứng dụng ........................................................................... 9 1.2. Bố trí kết cấu và xác định kích thước chủ yếu của cửa van................ 10 1.2.1. Cấu tạo chung của kết cấu cửa van............................................... 10 1.2.2. Chọn sơ bộ hình thức, vị trí và kích thước các bộ phận chính của cửa van cung ........................................................................................... 11 1.3. Tính toán kết cấu cửa van cung .......................................................... 18 1.3.1. Tính toán cửa van cung theo hệ phẳng ......................................... 18 1.3.2. Phân tích cửa van theo bài toán không gian ................................. 27 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .................................................................... 35 CHƯƠNG 2 – PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN VÀ PHẦN MỀM SAP2000 .................................................................................... 36 2.1. Khái quát về phương pháp phần tử hữu hạn ....................................... 36 2.1.1. Các mô hình của phương pháp phần tử hữu hạn .......................... 36 2.1.2. Trình tự giải bài toán kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn ................................................................................................................ 37 2.2. Phần mềm SAP2000 ........................................................................... 37 2.2.1. Khái quát về phần mềm SAP2000................................................ 37 2.2.2. Một số điểm cần chú ý khi sử dụng phần mềm SAP2000 phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng cửa van cung....................................... 38 2.2.3. Các bước tính toán kết cấu cửa van cung bằng SAP2000 ............ 44 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................... 45 CHƯƠNG 3 - PHÂN TÍCH KẾT CẤU VAN CUNG TRONG CÔNG TRÌNH CHỐNG NGẬP LỤT TP. HỒ CHÍ MÌNH ........... 46 3.1. Giới thiệu công trình ........................................................................... 46 3.1.1. Quy mô công trình ........................................................................ 46 3.1.2. Các trường hợp nghiên cứu: ......................................................... 46 3.2. Trường hợp 1: ∆Z = 7.0m ................................................................... 47 3.2.1. Mô tả kết cấu cửa van ................................................................... 47 3.2.2. Mô hình hóa kết cấu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 .... 51 3.2.3. Phân tích kết cấu van cung theo bài toán không gian .................. 54 3.3. Trường hợp 2: ∆Z = 7.5m ................................................................... 62 3.3.1. Mô hình hóa kết cấu cửa van ........................................................ 62 3.3.2. Phân tích kết cấu van cung theo bài toán không gian .................. 62 3.4. Trường hợp 3: ∆Z = 8.0m ................................................................... 71 3.4.1. Mô hình hóa kết cấu cửa van ........................................................ 71 3.4.2. Phân tích kết cấu van cung theo bài toán không gian .................. 71 3.5. Tổng hợp kết quả tính toán và vẽ đường quan hệ giữa vị trí gối bản lề và lực kéo van, cũng như nội lực và chuyển vị của một số bộ phận chính của cửa van tương ứng với mỗi vị trí gối bản lề. ....................................... 77 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .................................................................... 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 83 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 - Kết cấu cửa van hình cung hai khung chính, càng xiên................. 2 Hình 1.2 - Cửa van trên mặt ............................................................................ 3 Hình 1.3 - Cửa van dưới sâu ............................................................................ 3 Hình 1.4 - Sơ đồ cấu tạo cửa van hình cung.................................................... 5 Hình 1.5 - Gối quay của cửa van cung; a) Gối nón cụt; b) Gối bản lề............ 5 Hình 1.6 - Gối đỡ bên kiểu bánh xe và kiểu trượt ........................................... 6 Hình 1.7 - Cấu tạo kết cấu vật chắn nước bên và đáy van cung ..................... 7 Hình 1.8 - Sơ đồ một số hình thức bố trí tâm quay cửa van cung................... 8 Hình 1.9 - Các loại hình thức khung chính ..................................................... 8 Hình 1.10 - Các hình thức khe van ............................................................... 10 Hình 1.11 - Sơ đồ vị trí khung chính ............................................................. 12 Hình 1.12 - Kết cấu cửa van hình cung dùng dầm đứng đặt sít .................... 16 Hình 1.13 - Sơ đồ xác định áp lực nước lên dầm chính trên và dưới ........... 20 Hình 1.14 - Sơ đồ áp lực nước lên cửa van trên mặt và cửa van dưới sâu... 21 Hình 1.15 - Sơ đồ tính toán và biểu đồ mômen uốn khung chân khớp........ 23 Hình 1.16 - Sơ đồ tính toán và biểu đồ mômen uốn khung chính chân ngàm ....................................................................................................................... 24 Hình 1.17 - Sơ đồ tính toán nội lực càng van ............................................... 26 Hình 1.18 - Sơ đồ xác định cánh tay đòn lực kéo van.................................. 26 Hình 1.19 - Điều kiện biên trường hợp cửa van nằm trên ngưỡng ............... 28 Hình 1.20 - Điều kiện biên trường hợp 2 máy nâng bằng xi lanh thủy lực .. 29 Hình 1.21 - Điều kiện biên khi nâng bằng tời dây kéo tiếp tuyến với bản mặt ....................................................................................................................... 29 Hình 1.22 - Điều kiện biên khi nâng bằng tời phương dây kéo không tiếp tuyến với bản mặt .......................................................................................... 30 Hình 1.23 - Sơ đồ kết cấu van cung ứng với trường hợp cửa van mở .......... 31 Hình 2.1 - Hệ tọa độ cục bộ của phần tử thanh ............................................ 41 Hình 2.2 - Trục tọa độ cục bộ 2 và 3 của phần tử thanh ............................... 41 Hình 2.3 - Hệ toạ độ cục bộ của phần tử vỏ .................................................. 42 Hình 2.4 - Quy ước dấu của lực dọc và mômen xoắn ................................... 43 Hình 2.5 - Quy ước dấu của lực cắt và mômen uốn ...................................... 43 Hình 2.6 - Quy ước dấu nội lực của vỏ ......................................................... 44 Hình 3.1 – Bố trí tổng thể van cung .............................................................. 47 Hình 3.2 – Kết cấu giàn đứng van cung ........................................................ 48 Hình 3.3 - Vị trí dầm phụ dọc........................................................................ 49 Hình 3.4 - Định vị dầm phụ dọc .................................................................... 49 Hình 3.5 - Kết cấu bản mặt và dầm phụ dọc ................................................. 51 Hình 3.6 - Kết cấu dầm đứng, giàn ngang và càng van ................................ 52 Hình 3.7 - Kết cấu dầm đứng, giàn ngang và càng van ................................ 53 Hình 3.8 - Mô hình hóa kết cấu van cung ..................................................... 54 Hình 3.9 - Gán lực ma sát vào mô hình kết cấu van cung ............................ 57 Hình 3.10. Mô hình cửa van trường hợp ∆Z = 7.5m..................................... 62 Hình 3.11 – Biểu đồ áp lực nước thượng lưu ................................................ 63 Hình 3.12 – Phổ màu chuyển vị bản mặt van ................................................ 63 Hình 3.13 – Biểu đồ lực dọc càng van .......................................................... 64 Hình 3.14 – Biểu đồ lực dọc giàn chính ........................................................ 65 Hình 3.15 – Cánh tay đòn trọng lượng bản thân van .................................... 66 Hình 3.16 – Sơ đồ xác định cánh tay đòn lực kéo van .................................. 69 Hình 3.17. Kết cấu van trường hợp ∆Z = 8.0m ............................................. 71 Hình 3.18 – Đường quan hệ ∆Z và lực kéo van khi bắt đầu rời khỏi ngưỡng ....................................................................................................................... 78 Hình 3.19 – Đường quan hệ ∆Z và lực kéo van khi mở hoàn toàn ............... 78 Hình 3.20 – Đường quan hệ ∆Z và chuyển vị ngang lớn nhất ở bản mặt ..... 79 Hình 3.21 – Đường quan hệ ∆Z và lực dọc lớn nhất của càng van............... 79 Hình 3.22 – Đường quan hệ ∆Z và momen uốn lớn nhất của càng van ....... 79 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 - Giá trị góc α và góc θ .................................................................. 50 Bảng 3.2 - Chuyển vị tại một số nút ở bản mặt van ...................................... 54 Bảng 3.3 - Lực dọc và mô men uốn trong càng van ..................................... 55 Bảng 3.4 - Nội lực trong một số phần tử giàn chính trên và dưới................. 55 Bảng 3.5 - Phản lực liên kết tại các gối tựa ................................................... 56 Bảng 3.6 – Lực ma sát vật chắn nước bên FS ................................................ 57 Bảng 3.7 - Phản lực gối bản lề (bước lặp 1) ................................................. 59 Bảng 3.8 - Phản lực gối bản lề (bước lặp 2) .................................................. 59 Bảng 3.9 - Phản lực liên kết tại nút C............................................................ 60 Bảng 3.10 - Xác định hành trình của xy lanh thủy lực.................................. 60 Bảng 3.10 - Chuyển vị tại một số nút ở bản mặt van .................................... 64 Bảng 3.11 - Ứng suất của bản mặt cửa van ................................................... 64 Bảng 3.12 - Lực dọc và mô men uốn trong càng van ................................... 65 Bảng 3.13 - Nội lực trong một số phần tử giàn chính trên và dưới............... 66 Bảng 3.14 - Phản lực liên kết tại các gối tựa ................................................. 67 Bảng 3.8 - Phản lực gối bản lề (bước lặp 1) ................................................. 67 Bảng 3.9 - Phản lực gối bản lề (bước lặp 2) ................................................. 68 Bảng 3.10 - Phản lực gối bản lề (bước lặp 3) ............................................... 68 Bảng 3.11 - Phản lực liên kết tại nút C.......................................................... 68 Bảng 3.12 – Xác định hành trình của xy lanh thủy lực ................................. 69 Bảng 3.21 - Chuyển vị tại một số nút ở bản mặt van .................................... 72 Bảng 3.22 - Lực dọc và mô men uốn trong càng van ................................... 72 Bảng 3.23 - Nội lực trong một số phần tử giàn chính trên và dưới............... 73 Bảng 3.24 - Phản lực liên kết tại các gối tựa ................................................. 73 Bảng 3.25 - Phản lực gối bản lề (bước lặp 1) ............................................... 74 Bảng 3.26 - Phản lực gối bản lề (bước lặp 2) ............................................... 74 Bảng 3.27 - Phản lực liên kết tại nút C.......................................................... 75 Bảng 3.28 - Xác định hành trình của xy lanh thủy lực.................................. 75 Bảng 3.29 – Tổng hợp kết quả tính toán ....................................................... 77 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Đề tài Đối với cống ngăn triều chống ngập lụt thành phố Hồ Chí Minh cần sử dụng cửa van nhịp lớn để ngăn triều, thoát lũ nhanh và giao thông thủy, một trong các phương án được chọn là sử dụng cửa van cung đóng mở bằng xy lanh thủy lực. Khoang thông thuyền của van cung có bán kính bản mặt lớn hơn bảo đảm tĩnh không giao thông thủy. Vị trí gối bản lề có ảnh hưởng tới lực kéo van, cũng như trạng thái ứng suất-biến dạng của cửa van, nên việc chọn vị trí hợp lý của gối bản lề là một yêu cầu cần quan tâm nhằm giải quyết hài hòa giữa lực kéo và khả năng chịu lực của cửa van. Xy lanh thủy lực cũng có tỷ trọng không nhỏ trong tổng số vốn đầu tư thiết bị cơ khí của công trình, nên việc nghiên cứu vị trí hợp lý của gối bản lề có ý nghĩa thực tế và cần thiết. 2. Mục đích của Đề tài Xác định vị trí hợp lý của gối bản lề với ràng buộc và yêu cầu về mặt công trình thủy công, nhằm giảm lực kéo van, cũng như hành trình của xy lanh thủy lực, thỏa mãn điều kiện cường độ và biến dạng cửa van cung, nhằm giảm chi phí đầu tư cho công trình. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Một cửa van hình cung nhịp lớn trong công trình cống ngăn triều chống ngập lụt thành phố Hồ Chí Minh. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Sử dụng phần mềm SAP2000 phân tích trạng thái ứng suất-biến dạng cửa van cung nhịp lớn, xác định trọng lượng bản thân van và lực kéo của xy lanh thủy lực khi vị trí gối bản lề thay đổi, tìm vị trí hợp lý của gối bản lề để giảm lực kéo van cũng như ứng suất trong quá trình khai thác. 2 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CỬA VAN HÌNH CUNG 1.1. Khái quát về cửa van hình cung [3] [4] 1.1.1. Khái niệm và phân loại Cửa van là một bộ phận của công trình thuỷ lợi, dùng để khống chế mực nước và điều tiết lưu lượng theo yêu cầu tháo nước ở các thời kỳ khai thác khác nhau. Cửa van thường được đóng mở bằng tời hoặc xy lanh thủy lực. Cửa van hình cung là cửa van có mặt chịu áp lực nước dạng mặt cong, thường là một phần của mặt trụ tròn và được nối với hai càng, khi đóng mở cửa van quay xung quanh một trục quay cố định nằm ngang. Cửa van hình cung thường được dùng làm cửa xả lũ ở đập tràn. Hình dạng không gian và các bộ phận chính của kết cấu cửa van cung càng xiên cho ở hình 1.1. Hình 1.1 - Kết cấu cửa van hình cung hai khung chính, càng xiên Cửa van hình cung có hai loại chính là cửa van trên mặt và cửa van dưới sâu, có cửa phụ hoặc không có cửa phụ trên đỉnh van. Cửa van trên mặt 3 là cửa van có đỉnh cao hơn cao trình mực nước thượng lưu (hình 1.2), cửa van dưới sâu là cửa van có đỉnh thấp hơn cao trình mực nước thượng lưu (hình 1.3). Của van hình cung có ưu điểm là đóng mở nhanh và dễ dàng điều tiết lưu lượng tháo, trụ pin có thể làm mỏng so với van phẳng vì khe van nông. Hình 1.2 - Cửa van trên mặt Hình 1.3 - Cửa van dưới sâu Tuy nhiên trụ pin phải làm dài để có đủ kích thước đặt càng van. Áp lực nước tác dụng tập trung lên trụ pin (qua càng van) làm cho ứng suất tập trung phát sinh trong trụ pin và việc bố trí cốt thép chịu lực phức tạp hơn, nhất là những nơi van làm việc trong điều kiện chịu lực hai chiều. Về cấu tạo và lắp ráp van cung cũng khó khăn, phức tạp hơn van phẳng. 4 Cửa van cung là loại được áp dụng khá rộng rãi, nhất là khi cửa có nhịp lớn hay những nơi cần tháo nước nhanh. Vật liệu làm cửa van thường bằng thép. Cửa van cung được phân loại như sau: Theo mực nước thượng lưu, được chia thành hai loại: Cửa van trên mặt và cửa van dưới sâu. Theo hình thức chảy qua van, có thể chia thành 3 nhóm: Cửa van cho nước chảy ở dưới, cho nước tràn qua đỉnh van, cho nước chảy qua đỉnh van và chảy dưới đáy van. Theo kết cấu cửa van được chia thành 3 loại: Cửa van đơn, cửa van có cửa phụ và cửa van kép. Trong các đập tràn thường dùng của van cho nước chảy ở dưới hoặc vừa cho chảy ở dưới vừa cho nước tràn qua van. Trong các âu tầu, thuyền chỉ dùng loại tràn qua đỉnh van loại cửa van hạ xuống. Cửa van có cửa phụ hoặc cửa van hai tầng, được dùng khi cần tháo vật nổi hoặc tháo một lượng nước nhỏ, vì nếu dùng cửa van đơn thì sẽ mất một khối lượng nước khá lớn. 1.1.2. Một số nguyên tắc và bố trí cấu tạo - Kết cấu phần động cửa van cung - Cửa van hình cung bao gồm bản chắn nước (bản mặt), hệ thống dầm (dầm phụ dọc, dầm đứng, dầm chính), càng đỡ và gối quay (hình 1.4). Hệ thống dầm cũng bố trí theo nguyên tắc ở mọi chỗ bản mặt chịu lực như nhau, các dầm chính chịu lực như nhau để tiện thi công và tận dụng khả năng chịu lực của vật liệu. 5 Hình 1.4 - Sơ đồ cấu tạo cửa van hình cung - Gối quay - Đối với kết cấu càng van, chịu áp lực nước từ dầm chính và dầm đứng truyền tới, tính toán theo hệ giàn. Gối quay là nơi càng tựa lên và quay khi đóng mở cửa. Hình 1.5 biểu thị một số hình thức gối quay. Trường hợp bán kính van cung R = (1,2÷1,5)H1; (trong đó H1 là chiều sâu nước thượng lưu) thì gối đặt thấp hơn mực nước thượng lưu. Gối quay thường đặt cao hơn mực nước lớn nhất ở hạ lưu để tránh bị ngập nước dẫn tới hư hỏng và han rỉ. Hình 1.5 - Gối quay của cửa van cung; a) Gối nón cụt; b) Gối bản lề 6 Gối quay của cửa van cung thường dùng là gối kiểu nón cụt (hình 1.5a) và gối bản lề có một trục quay hoặc hai trục quay vuông góc với nhau (hình 1.5b). Gối có hai trục quay cấu tạo tương đối phức tạp nhưng có thể chuyển động được theo hai phương khác nhau. Do đó khi các trụ lún không đều trong chừng mực nhất định vẫn không ảnh hưởng tới việc đóng mở cửa. Gối bản lề một trục quay cấu tạo đơn giản hơn, thường dùng trong các cửa van có nhịp không lớn. - Gối đỡ bên - Để đảm bảo cho cửa van ở vị trí bình thường trong khe van khi đóng và khi mở, để đảm bảo cho cửa van không bị xô lệch và không bị kẹt trong khe van. Thiết bị định hướng bên có thể dùng kiểu bánh xe như ở hình 1.6a hoặc kiểu trượt như ở hình 1.6b, được bố trí ở hai đầu van. b) Hình 1.6 - Gối đỡ bên kiểu bánh xe và kiểu trượt 7 - Vật chắn nước - Vật chắn nước có thể làm bằng gỗ, cao su, kim loại v.v., nhưng thường dùng nhất là bằng cao su. Các dạng mặt cắt ngang của vật chắn nước bằng cao su thường dùng được biểu thị ở hình 1.7a. Cao su tấm dùng làm vật chắn nước đáy, cao su chữ P thường dùng làm vật chắn nước bên và ở đỉnh, cao su chữ L chủ yếu dùng làm vật chắn nước ở bên cửa van hình cung. Cấu tạo vật chắn nước bên cho ở hình 1.7b và vật chắn nước đáy cho ở hình 1.7c. c) Hình 1.7 - Cấu tạo kết cấu vật chắn nước bên và đáy van cung 1.1.3. Hình thức cửa van thường dùng hiện nay Phần lớn cửa van cung dùng bản mặt hình cung tròn có tâm trùng với tâm quay, trong các sông có lượng phù sa lớn lắng đọng ở trước cửa van, thì tâm quay có thể đặt thấp hơn tâm bản mặt. 8 Hình 1.8 - Sơ đồ một số hình thức bố trí tâm quay cửa van cung Trong trường hợp này sẽ giảm được ảnh hưởng của lực ma sát do phù sa tác dụng lên bản mặt, giảm được lực kéo của máy đóng mở khi nâng van. Cửa van thường dùng nhất hiện nay là cửa van hai dầm chính chịu tải trọng bằng nhau, bản mặt là một mặt cung tròn có tâm cong trùng với tâm quay của cửa van. Khung chính được chia thành các loại sau: - Chân thẳng và cứng (hình 1.9a). - Chân thẳng và mảnh (hình 1.9b) - Chân xiên và mảnh (hình 1.9c). Hình 1.9 - Các loại hình thức khung chính Cửa van chân cứng có lực xô ngang lớn. làm giảm được mômen uốn trong dầm, nhưng mômen uốn trong càng lại lớn, đồng thời khi cửa van chuyển động có lực ma sát ở mặt bên của gối bản lề. Cửa van chân mảnh 9 được dùng phổ biến nhất, trong trường hợp này độ cứng của chân nhỏ hơn độ cứng của dầm vì vậy ảnh hưởng của lực xô ngang nhỏ, có thể bỏ qua. Cửa van chân xiên có một số ưu điểm sau: Giảm được mômen uốn trong dầm chính, do đó dầm chính sẽ nhỏ, khi nhịp van dưới 12m và cột nước dưới 5m có thể dùng thép định hình làm dầm chính. Chiều cao dầm chính giảm, nên kết cấu giàn đứng có thể nhỏ, trọng lượng van giảm, do đó lực kéo cần thiết của máy đóng mở cũng giảm. Cửa van chân xiên cũng có một số nhược điểm sau: Cấu tạo gối bản lề và mối nối giữa dầm chính với chân van khá phức tạp. Tăng nội lực trong chân van và tăng chiều dài của chân van. Khi có nước tràn qua đỉnh van không nên sử dụng. 1.1.4. Phạm vi ứng dụng Van hình cung được dùng phổ biến trong các công trình tưới và tiêu, nhịp có thể tới 40m với chiều cao dưới 14m. Khi nhịp van từ 10 đến 12m, thường dùng loại van cung hai dầm chính, chân mảnh, thẳng hay xiên. Với nhịp từ 6 đến 12m, cột nước từ 2,5 đến 4m thường dùng loại chân xiên và ô dầm ngang. Ở những đầu âu thuyền để tăng thêm chiều dài âu, giảm năng lượng dòng chảy dưới van khi đưa nước vào buồng âu, dùng van hình cung tốt hơn van phẳng. Không dùng cửa van hình cung làm cửa van sửa chữa, cửa van bảo hiểm và cửa van thi công vì gối tựa của cửa van cung là cố định. Cửa van cung có thể bố trí trong khe van hoặc ở mặt ngoài của trụ pin như ở hình 1.10a và hình 1.10b. Cửa van hình cung được dùng rộng rãi trong công trình thủy lợi vì nó có nhiều ưu điểm: Có thể dùng trên đập tràn với mặt cắt bất kỳ mà không cần mở rộng đỉnh đập. Điều kiện thủy lực của dòng chảy ở mép dưới van cũng 10 tốt hơn van phẳng. Cửa van được liên kết với gối bản lề cố định nên chuyển động của cửa van được xác định và hầu như tránh được khả năng bị mắc kẹt do vênh. Trọng lượng van cung nhỏ hơn các loại khác. Lực kéo của máy đóng mở nhỏ, có thể lợi dụng phương hợp lực của áp lực nước không đi qua trục quay để giảm lực đóng mở. Van cung cũng có một số nhược điểm sau: Phải có mố và đường biên dài. Khi cống có chiều cao lớn và có ngưỡng ngang, nếu yêu cầu gối bản lề không ngâm trong nước thì càng van phải rất dài.Thời gian đóng mở lâu hơn cửa van phẳng. Hình 1.10 - Các hình thức khe van 1.2. Bố trí kết cấu và xác định kích thước chủ yếu của cửa van [2] 1.2.1. Cấu tạo chung của kết cấu cửa van Cấu tạo cửa van cung phải bảo đảm các yêu cầu khai thác, giá thành hạ và phải dễ chế tạo, lắp ghép, kiểm tra, sửa chữa. Phần lớn cửa van cung dùng loại hai khung chính. Khi nhịp từ 12 đến 16m dầm của khung chính dùng loại tiết diện đặc, còn khi nhịp lớn dùng loại giàn có thanh bụng xiên hoặc tam giác.Chân khung thường dùng tiết diện
- Xem thêm -