Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐẬP TRÀN

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐẬP TRÀN

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trong (5.3): + b : Tổng bề rộng diện tràn.

+ hn : Chiều sâu nước ngập, MNHL luôn thấp hơn Zmũiphun nên hn < 0.

+ BT (m) : Chiều rộng lòng dẫn ở thượng lưu.

+ d, d : Là chiều dày trụ pin, tổng chiều dày trụ pin.

So sánh thấy : hn/Ho < 0 và BT = 300 (m) > b + d + d = 52 + 3.2 + 6+ 3.2 = 70 (m).

Vậy xác định  theo công thức sau đây :  = 1 – 0,2



(5.4)



Chú ý : Dựa vào tính tốn điều tiết cho lũ thiết kế ta đã có kết quả H o/b = 17,34/13 > 1

nên trong công thức trên ta phải lấy tỉ số Ho/b = 1 để tính tốn.

Trong (5.4): + mb : Hệ số giảm lưu lượng do mố bên, nó phụ thuộc hình dạng mố bên,

với mố bên lượn tròn ta có mb = 0,70.

+ mt : Hệ số giảm lưu lượng do mố trụ. Phụ thuộc dạng mố trụ và khoảng

nhô ra của mố trụ so với mặt thượng lưu đập. Với mố trụ lượn tròn, h n/Ho < 0,75 và

đoạn nhô ra của mố trụ lo = 0 ta có mt = 0,45.

Thay số vào (4.46) ta có :

0, 70  (4  1)0, 45

.1

4

 = 1 – 0,2 = 1 – 0,2

= 0,90.



 Hệ số lưu lượng m :

Với mặt cắt tràn dạng Cơ - ri - ghe Ô - fi - xê - rốp và trong trường hợp chiều cao

ngưỡng lớn hơn ba lần cột nước tràn hệ số lưu lượng tính theo Pavlơpxky như sau :

m = mtcH.hd

Trong (4.47):



(5.5)



+ mtc : Hệ số lưu lượng với mặt cắt thực dụng loại I mtc = 0,49.

+ H : Hệ số sữa chữa cột nước, với trường hợp thiết kế H = 1.

+ hd : Hệ số phụ thuộc hình dạng đập, hd = f(T, H, a/P)



m = mtcH.hd = 0,49.1.0,994 = 0,487.

Góc giữa mái thượng lưu tràn và phương ngang αT = 900 và góc mái hạ lưu tràn

và phương ngang là αH = 500, tỉ số a/P = 1. Tra bảng tra thủy lực ta có σhd = 0,994

Thay các thơng số đã tính tốn vào (5.1) ta có :

Q = n..m.b..Ho3/2 = 1.0,90.0,488.52.4,43.17,343/2 = 7305,38 (m3/s).

So sánh với kết quả tính tốn trong phần điều tiết lũ ta có Q TK = 6891,39 (m3/s) ta có sai



7305,38  6891,39

6891,39

số trong trính tốn là : =

= 4,9% < 5%.

Vậy sai số trong tính tốn nằm trong phạm vi cho phép.

5.2. Tính tốn tiêu năng

5.2.1 Xác định góc nghiêng hợp lý của mũi phun

Khi góc nghiêng mũi phun  lớn thì chiều dài phun L P và chiều sâu hố xói lớn,

ngược lại khi  nhỏ thì chiều dài phun và chiều sâu hố xói nhỏ. Tuy nhiên khi chiều dài

dòng phun nhỏ sẽ có nguy cơ hố xói ăn sâu vào chân đập gây mất ổn định đập. Vì vậy

góc nghiêng hợp lý nhất là góc nghiêng cho tỉ số dx/LP nhỏ nhất.

Khi thay đổi góc nghiêng mũi phun thì vận tốc và chiều sâu cột nước tại mũi

phun (T) thay đổi, các thông số vận tốc và chiều sâu dòng chảy tại các vị trí A, B, C

khơng đổi. Tính tốn thủy lực dòng chảy trên mặt tràn như mục 3.4.2 chương 3 với các

thơng số về hình dạng mặt tràn như hình 4.12 ta có kết quả như sau :

Vận tốc và chiều sâu tại các vị trí A, B, C khơng phụ thuộc vào  :

VA= 23.67 m/s, hA = 4.98 m; VB= 39.43 m/s, hB = 2.99 m; VC= 43.51 m/s, hC = 2.71 m.

Bảng 5.1 – Kết quả tính góc nghiêng mũi phun (tính với MNLTK)





l4



Z4



VT



HT



LP



dx

dX/LP



0



()



(m)



(m)



(m/s)



(m)



(m)



(m)



25



11,78



2,53



40,66



3,46



166,18



26,152



0,15737



30



14,14



3,62



40,49



3,62



174,24



26,20



0,15037



35



16,49



4,88



40,14



3,5



178,57



26,18



0,14661



40



18,85



6,32



39,80



3,53



178,75



26,19



0,14652



45



21,21



7,91



39,35



3,57



174,59



26,16



0,14984



50



23,56



9,64



38,92



3,61



166,14



26,16



0,15746



Dựa vào kết quả tính tốn trên ta có đường cong xác định góc nghiêng mũi phun sau :



0.1560



0.1510



0.1460

20



25



30



35



40



45



Hình 5.1 – Biểu đồ xác định góc nghiêng hợp lý

Như vậy góc nghiêng hợp lý của mũi phun là  = 40o.

2 – Tính và vẽ đường bao hố xói :



50



55



Với hình dạng và kích thước mặt cắt tràn đã có (Hình 5.1) ta đi tính tốn vẽ

đường bao hố xói như sau : giả thiết các giá trị lưu lượng khác nhau, ứng với mỗi giá trị

lưu lượng tính tốn thuỷ lực dòng chảy trên mặt tràn như mục 3.4.2 (chương 3) ta xác

định được kích thước vị trí hố xói, vẽ đường bao hố xói ta được phạm vi hố xói khi tràn

xả lũ vận hành.

Các thơng số tính tốn ứng với các cấp lưu lượng như sau

Bảng 5.2 – Số liệu tính tốn cho các cấp lưu lượng

Q



H



hh



dA



l2



L3



L4



Z3



Z4



S1



S



(m3/S)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



1500



6,04



19,01 18,66 61,85 21,94 15,58



9,4



6,32 78,69 114,89



3000



9,59



21,23 18,66 61,85 21,94 15,58



9,4



6,32 82,24 117,59



4500



12,57 23,10 18,66 61,85 21,94 15,58



9,4



6,32 85,22 120,57



6000



15,23 24,73 18,66 61,85 21,94 15,58



9,4



6,32 87,88 123,23



7305,38 17,37 26,03 18,66 61,85 21,94 15,58



9,4



6,32 90,02 125,37



Tính tốn thuỷ lực dòng chảy trên mặt tràn theo sách “ Cơng trình tháo lũ – NXB

Xây Dựng ” ta có kết quả như sau :

Bảng 5.3 – Kết quả tính đường mặt nước trên mặt tràn

Q



q



VA



hA



VB



HB



Vc



HC



VT



HT



(m3/s)



(m3/s)



(m/s)



(m)



(m/s)



(m)



(m/s)



(m)



(m/s)



(m)



1500



28,85



21,62



1,34



34,63



0,83



26,91



1,07



32,71



0,882



3000



57,69



22,84



2,53



37,10



1,56



29,29



1,97



36,35



1,588



4500



86,54



23,79



3,64



38,39



2,25



30,36



2,85



38,06



2,274



6000



115,38



24,58



4,70



39,25



2,94



30,93



3,73



39,07



2,953



7305,38 140,49



25,20



5,58



39,84



3,53



31,29



4,49



39,75



3,534



Dựa vào kết quả tính tốn dòng chảy trên mặt tràn ta tính tốn kích thước hố xói

theo sách “Nối tiếp và tiêu năng sau cơng trình tháo lũ – NXB Xây Dựng” ta có kết quả

như sau :

Bảng 5.4 – Kết quả tính tốn kích thước hố xói





P



dx



Lx



bx



L1



(o)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



47,91 16,34



3,275



23,10



10,98



162,06



46,07



14,12



11,396



59,60



17,04



176,22



1



45,10 12,25



17,414



87,28



22,85



187,76



11,75



0,98



44,44 10,62



22,372



110.45



27,68



197,85



10,68



0,96



43,96



26,161



128,36



31,56



205,88



tg



Q



LP



Z2



(m3/s)



(m)



(m)



1500



159,11



16,68



1,11



3000



165,24



14,73



1,04



4500



170,40



13,12



6000



175,03



7305,38



178,75



9,32



Dựa vào kết quả tính tốn ta vẽ hố xói cho các cấp lưu lượng, vẽ đường bao ta có

phạm vi xói lở khi tràn xả lũ.

Zd = 482.92



MNLTK= + 479.34

Zngtr = + 462.00

ZA = 443.34



A



m

=

6

0.8



n=



0. 3

0



49



ZB = 392.42



T



B



Zngph = 383.03



C

44°



Zday = 354.00

26.16



205.88



31.56



Hình 5.2 – Đường bao hố xói

Ta thấy phạm vi hố xói nằm xa vị trí chân đập, khơng ăn sâu vào chân đập, hố

xói khơng ảnh hưởng đến ổn định của đập.



5.3 Bố trí các bộ phận

5.3.1 Trụ pin, cầu thả phai

Như phần trên ta đã chọn chiều dày trụ pin là 3 (m), trụ pin có chiều dài 30 (m),

cao trình trụ pin bằng cao trình đỉnh đập. Phai đóng mở khi sửa chữa sự cố được bố trí

cách mép thượng lưu ngưỡng tràn 2 (m). Dùng cầu trục chân dê để thả phai, kích thước

cầu thả phai như sau : Cầu trục cao 3,30 (m), chiều rộng cầu trục là 2,00 (m), nhịp cầu

trục là 13 (m). Cầu trục di chuyển trên hai ray được đặt trên dầm của cầu thả phai.



7.00



3.50



1.00



0.80



1.00



0.80



0.40



R = 18.00



2,00

0.50



9.00



0.50



0.18



3.50



9.60



0.50



0.80

1.00



2.00



14.00



20.00



9.50



0,70



2.00

2.00



10.00



3.30



15.50



0.60



30.00



0.30



2.00



14.50



Hình 5.3 – Sơ đồ bố trí van, cầu thả phai, cầu giao thơng

2 – Cầu giao thơng :

Cầu giao thơng phải bố trí sao cho không cản trở hoạt động của cửa van khi xả

lũ. Qua tính tốn ta bố trí tim cầu giao thông cách mép hạ lưu của trụ pin một khoảng 7

(m). Kích thước kết cấu cầu giao thơng : Dầm phụ 1x1 (m), chiều rộng mặt cầu 10 (m),

lan can cầu cao 0,8 (m).

3 – Cửa van và thiết bị đóng mỏ :



Vì bề rộng khoang tràn lớn ( b = 13 m) nên ta chọn van cung, bán kính cong của

van là R = 18 (m), chiều cao van 14,5 (m). Van được đóng mở bằng thiết bị thuỷ lực.

Để giảm nhỏ lực đóng mở cửa van ta chọn tâm quay của cửa van và tâm cung trùng

nhau.

5.3.2. Tính tốn ổn định đập tràn

Khi tính tốn ổn định cho đập tràn ta xét đoạn đập nằm giữa hai khe lún. Chiều

dài tính tốn là L = 35,00 (m) Tính toán ổn định trong các trường hợp sau đây :

 Tổ hợp cơ bản :

+ Trường hợp 1 : Trong hồ là MNDBT, cửa van đóng.

+ Trường hợp 2 : Trong hồ là MNLTK, van mở hoàn toàn.

 Tổ hợp đặc biệt :

+ Trường hợp 3 : Trong hồ là MNDBT, cửa van đóng, có động đất cấp 8.

+ Trường hợp 4 : MNDBT, van đóng, thiết bị chống thấm và tiêu nước hỏng.

+ Trường hợp 5 : MNLKT, van mở xả lũ với tần suất kiểm tra.

Trong đồ án này ta tính tốn cho trường hợp 1 và 3.

1 – Tính tốn cho trường hợp 2 :

Đây là trường hợp khi hồ là MNDBT và cửa van đóng hồn tồn, các thiết bị

thốt nước và chống thấm hoạt động bình thường. Các thơng số tính tốn như sau :

Tải trọng :



+ Áp lức nước thượng lưu (W11, W12, W13); hạ lưu (W21).

+ Trọng lượng bản thân : G, GTrụ, GTường, GVan, Gcầu

+ Áp lực bùn cát : W31(ngang); W32 (đứng).

+ Áp lực sóng và mơ men sóng : WS; MS.

+ Áp lực thấm (Wth1; Wth2; Wth3); Áp lực đẩy nổi (Wđn).



 Sơ đồ tính tốn : Tính cho hai khoang tràn L = 35.00 (m)

Tính tốn các lực trên tương tự như tính cho mặt cắt khơng tràn theo sơ đồ như sau :

(Khi tính tốn khơng xét đến khối lượng khoét bỏ tại các hành lang)

+ 482.92



hs



Gc

Gv GTr



WS



m



W12



=

6

0.8



H =122.00



+ 391.91



W32



G TB



H1 = 106.24



G



W11



W13



+ 369.76



hbc = 37.91



W31



W21

8.15



10.00



109.46

B = 127.61



h2



Wdn

H1



0,2H1

0,4H1



h2=15.76



Wth3

Wth2

Wth1



Hình 5.4– Sơ đồ tính tốn cho trường hợp 1

Bảng 5.5– Kết quả tính ổn định mặt cắt tràn trường hợp 1 (tổ hợp cơ bản)



Loại lực



thàn



Hệ



h



số



P (T)



T(T)



đòn



phần



nt



↓(+)



←(+)



(m)



0.9



601670.



5



3



Trọng

lượng



G1



Tay



0.9



bản thân

GV



5



Tổng mơ men

MA (T.m)

44054299.3



73.22



7



103.5

279.5



2



28933.84



0.9

GTR



5



8338.71



95.93



799932.45



GC



0.9



773.14



90.57



70023.29



5



MA (T.m)



Nước



TL



0.9



15707.0



GT



5



3



W11



1



-260470



45.71



717968.34



40.67



0.00



39122.6



120.0



W12



1



5



9



4698239.04



W13



1



13195.7



122.6



1617792.82



L



W21



1



4313.58



5.25



22646.30



Bùn cát



W31



1.2



-15090.27



12.64



0.00



-10593314.9



NướcH



-190741.01



123.8

W32



1.2



Sóng



WS



1



Đẩy nổi



Wđn



1



3484.95



2



431506.51



79.96



0.00



AL

-457.1

-2011.13



63.81



Wth

AL



1



2



-128330.21



124.1

1



-21213.5



2



Wth

Thấm



-36549.72



-2633015.90



115.0

1



-111155



2



-12785071.1



1



-40701.6



72.97



-2969996.48



Wth

3



52441341.9





507491



-271703



5



-29337019.3



Tính tốn các lực tác động ta có kết quả như sau :

+ Tổng lực đứng : P = 507491 (T).

+ Tổng lực ngang : T = 271703 (T) (Theo chiều thượng lưu về hạ lưu).

+ Tổng mô men quanh A : MA = 23104322,63 (T.m) (chiều ngược KĐH).



+ Tổng mô men chống lật : MCL = 52441341,95 (T.m).

+ Tổng mô men gây lật : MGL = 29337019,32 (T.m).

+ Độ lệch tâm e = 18,28 (m) lệch tâm về phía hạ lưu trọng tâm đáy).

Tính tốn hệ số an tồn về trượt, lật và tính ứng suất lớn nhất, nhỏ nhất tương tự

phần ổn định đập không tràn ta có kết quả :

+ KT = 1,894 > KC = 1,316 : Đảm bảo an toàn về trượt.

+ KL = 1,788 > KC = 1,316 : Đảm bảo an toàn về lật.

+ max = 211,29 (T/m2) < Rn/Kc = 683,89 (T/m2) : Đảm bảo điều kiện bền.

+ min = 15,96 (T/m3) > 0 : Đảm bảo điều kiện khơng có ứng suất kéo.

Như vậy với tổ hợp cơ bản điều kiện ổn định lật, trượt, đièu kiện bền đảm bảo.

2 – Tính tốn cho trường hợp 3 :

Đây là trường hợp trong hồ là MNDBT, van đóng hồn tồn, có động đất cấp 8.

Lực tác dụng lên cơng trình gồm các thành phần như trường hợp 2 và có thêm

các thành phần lực tăng thêm khi có động đất :

+ Lực quán tính : F, FTrụ, FTường, FVan, Fcầu.

+ Áp lực nước tăng thêm : W’11 = 13023,5 (T)

+ Áp lực bùn cát tăng thêm : W’31 = 754,51 (T).



 Tính tốn các lực qn tính động đất :

Tính tốn lực qn tính cho các thành phần trọng lượng bản thân ta có kết quả như sau

Bảng 5.6 – Kết quả tính lực quán tính (trường hợp 3 - tổ hợp đặc biệt)

G



GV



GTR



GC



GT



G(103T)



60,17



0,28



8,34



0,77



1,57



hi(m)



37,44



114,75



115,14



129,92



57,08



ho(m)



48,29



48,29



48,29



48,29



48,29







1,39



2,19



2,19



2,35



1,59



Fi (T)



4180



30



910



90



120



Ftt i (T)



5600



33



1001



99



132



 Sơ đồ tính tốn như sau : tính cho hai khoang tràn L = 35.00 (m)



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐẬP TRÀN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×