Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
a. Định tính đường mực nước trong cống:

a. Định tính đường mực nước trong cống:

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 148



Ngành kỹ thuật



cơng trình



3. Xác định độ sâu dòng đều trong cống ho: h0 được xác định bằng theo bài

toán đối chiếu mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực như mục (11.2.1.1) với Q = 0.22 (m 3/s),

bc = 1.0(m) và i = 0.0005 ta được ho = 0.438 (m)

c



k



o



So sánh thấy h < h < h nên dạng đường mặt nước sau cửa van là đường

I



nước dâng C .

b. Định lượng đường mực nước trong cống:

Xuất phát từ mặt cắt co hẹp C - C vẽ về cuối cống.

Mặt cắt C–C thường lấy cách cửa van một đoạn:

Lch = 1.4a = 1.4×0.022 = 0.031 (m)

Chiều dài tính tốn từ mặt cắt co hẹp C-C đến cuối cống là:

Ltt = L2 – Lch = 107 – 0.031 = 106.97 (m)

Dùng phương pháp cộng trực tiếp để tính tốn (còn gọi là phương pháp sai

phân).

Chia đoạn chiều dài cống thành n đoạn ngắn, như vậy ta sẽ có n + 1 mặt cắt.

Xác định đường mặt nước theo cơng thức: L =





i J



Trong đó:

+ L: Khoảng cách giữa 2 mặt cắt tính tốn.

+ : Chênh lệch tỉ năng giữa 2 mặt cắt.  = 1 – 2

+ i: độ dốc của cống, i = 0.0005

+ J : Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa 2 mặt cắt tính tốn.

Để thuận tiện cho việc tính tốn, lập bảng tính tốn.

Giải thích các đại lượng trong bảng tính 11.2

Cột 1: Thứ tự mặt cắt tính tốn.

Cột 2: Chiều sâu cột nước giả thiết tại mặt cắt tính tốn hi, giá trị bắt đầu hc.

Cột 3: Diện tích ướt tại mặt cắt tính tốn i = Bi.hi

Cột 4: Lưu tốc tại mặt cắt tính tốn vi =



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Qi

i



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 149



Ngành kỹ thuật



cơng trình



 .vi2

Cột 5: Tỉ năng tại mặt cắt tính tốn  i = hi +

2g



Cột 6: Chênh lệch tỉ năng giữa 2 mặt cắt   =



 i+1-  i



Cột 7: Chu vi ướt tại mặt cắt tính tốn i = bc + 2hi

Cột 8: Bán kính thuỷ lực Ri =

Cột 9: Hệ số Cezi Ci =



i

i



1 1/ 6

R , n = 0.014 là hệ số nhám của vật liệu làm cống

n



Cột 10: Độ dốc thuỷ lực Ji =



vi2

Q2

=

 i2 Ci2 R Ci2 .R



Cột 11: Độ dốc thủy lực trung bình Ji =



J i  J i 1

2



Cột 12: Hiệu số i - J

Cột 13: Khoảng cách giữa 2 mặt cắt tính tốn Ltt =





i J



Cột 14: Khoảng cách cộng dồn Ltt .

Với chiều sâu mực nước tại mặt cắt đầu tiên là h c (m) cách vị trí cửa van một

đoạn là Lch = 1.4a. Giả thiết h tăng dần cho tới khi h = hk thì dừng.



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 150



Ngành kỹ thuật



công trình



Bảng 11-3. Tính tốn đường mặt nước trong cống (Q = 0.22 m3/s)

Lưu lượng tính tốn: Qtk= 0.22 (m3/s)



Độ dốc cống I = 0.0005



Độ sâu mực nước đầu đoạn hc= 0.013 (m)



Độ nhám n=0.017

Chiều rộng cống bc=1.0(m)



MC

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



h(m)

0,013

0,033

0,053

0,073

0,093

0,113

0,133

0,153

0,163

0,170



ω(m2)

0,008

0,020

0,032

0,044

0,056

0,068

0,080

0,092

0,098

0,102





V(m/s)

28,205 40,560

11,111 6,325

6,918 2,492

5,023 1,359

3,943 0,885

3,245 0,650

2,757 0,520

2,397 0,446

2,249 0,421

2,157 0,407



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang

TL1





-34,234

-3,833

-1,134

-0,474

-0,236

-0,129

-0,075

-0,025

-0,014



(m)

0,626

0,666

0,706

0,746

0,786

0,826

0,866

0,906

0,926

0,940



R(m)

0,012

0,030

0,045

0,059

0,071

0,082

0,092

0,101

0,106

0,109



C

28,323

32,740

35,088

36,672

37,852

38,779

39,533

40,164

40,443

40,625



J

79,590

3,874

0,863

0,320

0,153

0,085

0,053

0,035

0,029

0,026



J



41,732

2,369

0,591

0,236

0,119

0,069

0,044

0,032

0,028



i- J



∆L(m) ∑∆L(m)

0,000

-41,732 0,820

0,820

-2,368 1,619

2,439

-0,591 1,919

4,358

-0,236 2,010

6,367

-0,119 1,987

8,355

-0,069 1,886 10,241

-0,043 1,718 11,959

-0,032 0,782 12,741

-0,027 0,509 13,250



Lớp:



51C







Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 151



Ngành kỹ thuật



cơng trình



c. Kiểm tra nước nhảy trong cống:

 hr  hk

Nước nhảy không xảy ra trong cống khi thỏa mãn đồng thời 

' (11-14)

 hr  hh



Trong đó: h’h là độ sâu liên hiệp với hh, hh' tính theo cơng thức :

h' h 





hh 

8q 2



1

 1



2 

ghh3





(11-15)



Ta có hh = 0.44 m, hk = 0.17 m => hh > hk nên hh = hr = 0.44 (m). Thay vào

công thức (11-15) ta được hh’= 0.046 (m).

Thay các giá trị vào hệ (11-14) thấy không thỏa mãn. Vậy có nước nhảy

trong cống.

Nhận xét: Có nước nhảy trong cống, do đó cần phải xử lý bằng các biện pháp sau:

-



Thay đổi độ dốc đáy cống



-



Thay đổi lại vị trí đặt tháp van.



-



Chấp nhận có nước nhảy trong cống và phải tính tốn để xác định độ sâu

sau nước nhảy để đảm bảo không trạm trần cống.



Nếu ta thay đổi vị trí đặt tháp van thì đoạn cống trước van chảy có áp sẽ lớn

vì vậy ta chấp nhận có nước nhảy trong cống và phải tính tốn để xác định độ sâu

sau nước nhảy đảm bảo không chạm trần cống để xử lý nước nhảy.

d. Xác định vị trí nước nhảy và chiều cao nước nhảy:

Vận dụng lý thuyết về sự nối tiếp, trước nước nhảy là đoạn chảy xiết theo

đường nước dâng CI bắt đầu từ mặt cắt co hẹp có độ sâu h c đến mặt cắt I - I có độ

sâu h'. Sau nước nhảy là đoạn chảy êm theo đường nước hạ b I bắt đầu từ mặt cắt II II có độ sâu h'' đến mặt cắt cửa ra có độ sâu hr. Độ sâu hr lấy như sau:

hr = hh – P khi hh – P > hk

hr = hk khi hh – P < hk.

Với P là chênh lệch độ cao đáy cống và đáy kênh hạ lưu.

Trong trường hợp này P = 0 m, hh = 0.44 m > hk = 0.17 m. Vậy ta chọn hr=hh.



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 152



Ngành kỹ thuật



cơng trình



I



II



CI''

CI'



Hc



bI



h''



hc CI



a



r



hr



hk



h'



d

Lb



L2

I



II



r



Hình 11-4. Sơ đồ xác định vị trí nước nhảy trong cống ngầm

*



Cách xác định vị trí nước nhảy (hình 11-3):



-



Vẽ đường mặt nước CI từ mặt cắt co hẹp đến khi chạm vào đường K – K.



-



Vẽ đường CI’ liên hiệp với đường CI, mỗi điểm của đường này là độ sâu liên



hiệp tương ứng với mỗi điểm của đường CI.



h

8q 2

h"   1 



1



2 

gh 3





-



Lùi đường CI’ về phía hạ lưu 1 đoạn có chiều dài bằng chiều dài nước nhảy



tương ứng với mỗi điểm. Ln = 4.5h''  đường CI”

-



Vẽ đường mặt nước bI từ hạ lưu vẽ lên , cắt đường C I” tại điểm S. Độ sâu tại S



chính là độ sâu sau nước nhảy h'' từ đó ta sẽ xác định được vị trí nước nhảy.



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



hh



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 153



Ngành kỹ thuật



cơng trình



Bảng 11-4. Bảng tính đường mặt nước CI’’

h (m)



∑∆L(m)



h'' (m)



∑∆L+Ln



0,013



0,000



0,8629



3,452



0,033



0,820



0,5294



2,938



0,053



2,439



0,4049



4,059



0,073



4,358



0,3322



5,687



0,093



6,367



0,2819



7,494



0,113



8,355



0,2437



9,330



0,133



10,241



0,2133



11,094



0,153



11,959



0,1882



12,712



0,163



12,741



0,1772



13,450



0,170



13,250



0,1700



13,930



Giải thích các đại lượng trong bảng (11-5):

Cột 1: Cột nước ứng với đường nước dâng CI ( Xác định ở bảng 11-3)

Cột 2: Khoảng cách cộng dồn ∑∆L ( Xác định ở bảng 11-3).



h

8q 2



1



Cột 3: Độ sâu liên hiệp với h, tính theo cơng thức: h   1 

2 

gh 3



"



Cột 4: Khoảng cách ∑∆L+Ln, Ln là chiều dài nước nhảy Ln = 4.5h”.



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 154



Ngành kỹ



thuật cơng trình



Bảng 11-5. Bảng tính tốn xác định đường bI ứng với Qtk = 0.22 (m3/s)



MC

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12



Lưu lượng tính tốn : Qtk = 0.22 (m3/s)



Độ dốc : i = 0.0005



Độ sâu mực nước đầu đoạn: hr = 0.44 (m)



Độ nhám: n = 0.017



Chiều dài tính toán cống: Ltt = 106.97 (m)



Chiều rộng cống: bc = 1m.



h (m)

0,440000

0,440008

0,440016

0,440024

0,440032

0,440040

0,440048

0,440056

0,440064

0,440072

0,440080

0,440089



ω



V



(m2)

0,4400

0,4400

0,4400

0,4400

0,4400

0,4400

0,4400

0,4401

0,4401

0,4401

0,4401

0,4401



(m/s)

0,5000

0,5000

0,5000

0,5000

0,5000

0,5000

0,4999

0,4999

0,4999

0,4999

0,4999

0,4999



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang

TL1



ɛ

0,4527

0,4527

0,4528

0,4528

0,4528

0,4528

0,4528

0,4528

0,4528

0,4528

0,4528

0,4528



∆ɛ

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008

0,000008



χ



R



(m)

1,8800

1,8800

1,8800

1,8800

1,8801

1,8801

1,8801

1,8801

1,8801

1,8801

1,8802

1,8802



(m)

0,2340

0,2340

0,2340

0,2340

0,2341

0,2341

0,2341

0,2341

0,2341

0,2341

0,2341

0,2341



C

46,1778

46,1779

46,1780

46,1781

46,1781

46,1782

46,1783

46,1784

46,1784

46,1785

46,1786

46,1787



J

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501



∆L



∑∆L

(m)

106,97

98,77

90,34

81,67

72,75

63,56

54,09

44,31

34,21

23,76

12,95

0,00



Jtb



i- J



(m)



0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501

0,000501



-9,1886E-07

-8,9419E-07

-8,6952E-07

-8,4485E-07

-8,2018E-07

-7,9551E-07

-7,7085E-07

-7,4618E-07

-7,2152E-07

-6,9686E-07

-6,7066E-07



-8,20

-8,43

-8,67

-8,92

-9,19

-9,47

-9,78

-10,10

-10,45

-10,82

-12,64



Lớp:



51C







Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 155



Ngành kỹ thuật



cơng trình



Hình 11-5. Vị trí nước nhảy trong cống

Qua kết quả tính tốn, xác định được vị trí và các đặc trưng cơ bản của nước

nhảy như sau:

Khoảng cách từ mặt cắt co hẹp C-C đến mặt cắt II-II: L = 8.2 m.

Độ sâu sau nước nhảy: h’’= 0.440016 (m)

Độ sâu trước nước nhảy:

3

3

 0.440016 



2hk 

h '' 

2 0.17 





 1 

h   1   ''   1 

  1 0.046 m

2

2







 0.440016 

 h 









'

h



Chiều dài nước nhảy: Ln = 4.5h’’ = 4.5×0.440016 = 1.98 (m)

Khoảng cách từ mặt cắt co hẹp C-C đến mặt cắt I-I:

LCC-I = L - 4.5h’’ = 8.2 – 1.98 = 6.22 (m)

Như vậy, thơng qua tính tốn đã chứng minh độ sâu sau nước nhảy không

chạm trần cống (h”< Hc) nên chấp nhận nước nhảy trong cống, ta có thể dùng cách

gia cố khớp nối thi công cống để đảm bảo cho cống vẫn làm việc bình thường khi

có nước nhảy trong cống.

19.4.4.3. Tính tốn tiêu năng:

Vì có hiện tượng nước nhảy trong cống, do đó năng lượng dòng chảy đã bị

tiêu tán, dòng chảy ra khỏi cống là dòng êm. Tuy nhiên, để phòng xói cho kênh hạ

lưu và theo điều kiện cấu tạo, vẫn bố trí bể tiêu năng ở sát cửa ra cống.

Chiều sâu bể lấy theo điều kiện cấu tạo: d = 0.5m.

Chiều dài bể tiêu năng theo điều kiện cấu tạo: L = 6m.

Dưới đáy bể bố trí tầng lọc ngược, trong bể có đục các lỗ thốt nước.

Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 156



Ngành kỹ thuật



cơng trình



19.5. Một số chi tiết cấu tạo cống.

19.5.1.Cấu tạo cửa vào, cửa ra:

Cửa vào và cửa ra cần phải đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận với kênh

thượng lưu, hạ lưu. Thường bố trí tường hướng dòng hình thức mở rộng dần.

19.5.1.1. Cửa vào:

Tường hướng dòng có mặt cắt hình thang phía tiếp xúc với nước thẳng đứng.

Góc chụm của 2 tường hướng dòng chọn 180. Tường hướng dòng hạ thấp dần theo

mái đập độ hạ thấp tới độ cao của mái kênh thượng lưu.

Đáy đoạn tường hướng dòng đổ bê tơng cốt thép M200, dày 0.5 m và dài 5m.

Tại cửa vào cống ta bố trí các khe phai có kích thước (15x15)cm, khoảng

cách 2 khe phai là 50cm.

Để tránh các vật trôi nổi lọt vào trong cống, sau hàng phai bố trí một lưới

thép chắn rác làm bằng thép tròn đường kính thanh thép là 15mm, kích thước của

các ơ lưới là (5x5)cm. Lưới được đặt nghiêng một góc 75o so với phương ngang.



Hình 11-6. Chi tiết cửa vào

19.5.1.2. Cửa ra:

Cửa ra kết hợp bố trí bể tiêu năng, ta bố trí tường hướng dòng theo hình thức

mở rộng dần.

Tường hướng dòng được thiết kế hạ thấp dần theo mái, phía hạ lưu hạ thấp

từ đỉnh cống xuống cao trình bờ kênh hạ lưu.

Sau bể tiêu năng là một đoạn kênh được bảo vệ bằng đá lát khan dày 25cm

với chiều dài đoạn bảo vệ:

Lbv=



0.4

hh

n



+ n: Độ nhám của lòng dẫn, với đá lát khan n = 0.017

+ hh= 0.44 m

Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 157



Ngành kỹ thuật



cơng trình



→ Lsân sau = 10.35 m

Chọn chiều dài kênh được bảo vệ sau bể là: Lsân sau = 11 m.



IV

IV

Hình 11-7. Chi tiết cửa ra

19.5.2.Thân cống:

19.5.2.1. Mặt cắt ngang cống:

Cống hộp thường làm bằng bê tông cốt thép M200 đổ tại chỗ. Mặt cắt ngang

cống có tiết diện chữ nhật (bxh) = (1x1.6) và có kết cấu khung cứng thường làm vát

các góc (10x10) cm để tránh ứng suất tập trung. Chiều dày thành cống xác định theo

điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm và yêu cầu cấu tạo.

-



Theo điều kiện chống thấm cần đảm bảo điều kiện: t 



H

J



Trong đó:

+ H: Cột nước lớn nhất.

H =525.42 - Zcv = 525.42 – 509.73 = 15.69 m.

+  J  : Gradien thấm cho phép của bê tông.  J  15

→t 



H 15.69



1.05 m

 J  15



Nếu lấy theo điều kiện chống thấm thì thành cống quá dày nên ta lấy theo

điều kiện cấu tạo t = 0.5 m.



Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 158



Ngành kỹ thuật



cơng trình



Hình 11-8. Mặt cắt cống

19.5.2.2. Phân đoạn cống:

Khi cống dài, cần bố trí khe nối chia cống thành từng đoạn để tránh rạn nứt

do lún không đều. Chiều dài mỗi đoạn phụ thuộc vào địa chất nền và tải trọng trên

cống, thường khoảng 10 ÷ 20 m.

Tại khe nối cần đặt thiết bị chống rò nước. Thiết bị chống rò bằng tấm kim

loại dùng cho tấm ngang và tấm đứng của cống hộp có cấu tạo như trên hình vẽ.

Khi cột nước tác dụng khơng cao, có thể làm thiết bị chống rò tại khớp nối

kiểu dây thừng tẩm nhựa đường.



Hình 11-9. Sơ đồ khớp nối của cống hộp bằng bêtông

a) Khớp nối ngang; b) Khớp nối đứng

1 – Bao tải tẩm nhựa đường; 2 – Đổ nhựa đường; 3 – Tấm kim loại hình Ω;

4 – Tấm kim loại hình phẳng; 5 – Vữa bêtơng đổ sau

19.5.2.3. Nối tiếp thân cống với nền:

Cống hộp có thể đổ trực tiếp trên nền hay trên lớp bêtơng lót, ở đây chọn

cống đổ trên lớp bêtơng lót dày 10cm.

Sinh viên: Dương Thị Huyền Trang



Lớp: 51C – TL1



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

a. Định tính đường mực nước trong cống:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×