Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
h = hn = 3.95 m

h = hn = 3.95 m

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG

CỐNG LỘ THIÊN



THIẾT KẾ



____________________________________________________________________

+ Chªnh lệch mực nớc: Zmax = Zđồngmax - Zsôngmin = 6.50-3.00 =

3.5 m

+ Lu lơng tiêu thiết kế: QTK = Qtiêumax = 80 m3/s.

2/ Lu lợng tính toán tiêu năng: Trong trờng hợp này vì cống đặt

gần sông nên mực nớc hạ lu cống không phụ thuộc lu lợng tháo qua

cống. Do đó lu lợng tiêu năng ở đây chính là khả năng tháo lu lợng

tiêu thiết kế của cống Q TK = 80 m3/s, øng víi cao tr×nh mùc níc thợng lu là Zđồngmax = 6.50 m. Vậy lúc này cần xác định độ mở a của

cống.

+ Tính độ cao mở cống a theo các bớc sau:

- Xác định chế độ chảy và độ mở cống:

Q

* Tính F( c ) 

; : hÖ sè lu tèc; chän  = 0,95

.b.H 30/ 2

Q = 80 m3/s; b = 12,90 m; H0  H = 6.50-1 = 5.50 m

80

0,514, tra phô lôc 16-1 (các bảng

F( c )

0,95* 12,9* 5,53/ 2

tính Thủy lực) đợc "c = 0,567 h"c = "c*H = 0,567*5,50 = 3,46 m

* Với trờng hợp tính toán Zsôngmin = 3.00 m hh = 3.00-1 =

2.00m

So sánh ta thÊy h"c = 3,46 m > hh = 2,00 m cống chảy tự do.

* Với chế độ chảy tự do, tra phụ lục 16-1 (các bảng tính

Thủy lực) ®ỵc:

c = 0,124  hc = c*H = 0,124*5,5 = 0,76 m

a/H = 0,2  a = 0,2*H = 0,2*5,5 = 1,10 m

- Xác định hình thức nối tiếp:



Q 2

1* 802

3



0,05m ;

* Tính độ sâu phân giới: hk 3

g.b2

9,81* 12,92

So sánh các độ sâu ta thấy h" c > hh > hk > hc hình thức nối

tiếp là nớc nhảy phóng xa, cần phải tính toán tiêu năng.

3/ Tính toán kích thớc thiết bị tiêu năng:

a- Chọn biện pháp tiêu năng: Để đảm bảo điều kiện làm

việc ổn định, căn cứ vào tài liệu địa chất nền cống là đất thịt

pha cát, chọn biện pháp tiêu năng bằng cách đào bể.

b- Tính toán kích thớc bể:

+ Số liệu tính to¸n:

Qtn = 80 m3/s  qtn = 80/12,9 = 6.20 m3/s-m; hh = 2.0 m

Bá qua lu tèc tíi gÇn, khi cha đào bể ta có E0 = H = 5.50 m

+ Tính độ sâu bể: theo công thức d = h''c - (hh+ Z2).

Trong ®ã: - : hƯ sè ngËp, chän  = 1,05. hh = 2.0 m

- h''c: độ sâu liên hiệp sau nớc nhảy.

- Z2: chênh lệch đầu nớc ở cuối bể vào kênh, đợc tính

nh đập tràn đỉnh rộng chảy ngập.



__________________________________________________________________________

SV: Trần thị Minh Nguyệt Lớp TH11

Trang 7



ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG

CỐNG LỘ THIÊN



THIẾT KE



____________________________________________________________________

q2

q2

Z2



2

2

2g. 2

2g .h'c'

n .hh











* Trình tự tính toán: bằng cách tính đúng dần, giả thiết

q

chiều sâu bể dgt1 E01' = E0 + dgt1  F(c ) 

, cã F(c ), tra

 .E'3o/ 2

phơ lơc (15-1) b¶ng tra thủ lực đợc c'' hc'' = c ''.E0 Z2 dtt1:

nếu dtt1 dgt1 thì đó là độ sâu bể cần tìm, nếu không giả thiết

lại và thực hiện theo trình tự nh trên cho đến khi nào d tt dgt là đợc. Kết quả nh bảng tính sau:

dgti E0' (m) F(c)

h"c (m) Z2 (m) dtti (m)

"c

(m)

1,00 7,10 0,409 0,5169 3,67

0,393

1,16

8

1,20 7,30 0,393 0,5091 3,72

0,397

1,20

0

Tõ kÕt qu¶ tÝnh toán ở bảng trên ta có độ sâu bể tiêu năng d =

1,20 m

+ Tính chiều dài bể: theo công thøc Lb = L1 + Ln.

- L1: ChiỊu dµi níc rơi từ ngỡng xuống sân tiêu năng, tính

theo Trectôuxốp L 1 2 hk  P  0,35hk 

* P = 1,20 m: chiỊu cao ngìng cèng so víi bĨ

* hk  2/3.Ho = 2/3*-5.5 = 3.66 m

 L 1 2 3.66* 1,2  0,35* 3,66 6,02m

- Ln: chiỊu dµi níc nhảy, tính theo công thức kinh nghiệm

Ln = (4,55)(hc''- hc)

Với F(c ) = 0,393, tra phơ lơc (15-1) b¶ng tra thuỷ lực đợc c =

0,093 hc = c .E0 = 0,093*7.3 = 0,68 m

 Ln = (4,55)*(3,72- 0,68) = (13,6815,20) m; chän Ln

= 14 m

- : hÖ sè; lÊy  = 0,8

 Lb = 6,02+0,8*14 = 17,22 m

VËy ®Ĩ thuận tiện cho thi công chọn Lb = 18 m



Chơng III :

Bố trí các bộ phận cống

I -Thân cống: Bao gồm bản đáy, trụ và các bộ phận bố trí trên

đó



1. Cửa van:

Với bề rộng khoang cống bc = 4,3 m (bề rộng không lớn lắm)

chọn hình thức bố trí cửa van phẳng bằng thép. Loại này đợc sử

__________________________________________________________________________

SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11

Trang 8



ẹO AN MON HỌC: THỦY CÔNG

CỐNG LỘ THIÊN



THIẾT KẾ



____________________________________________________________________

dơng phỉ biÕn v× cÊu tạo đơn giản, lắp ráp dễ, điều tiết lu lợng

khá tèt.

Chän chiỊu réng c¸nh cèng b = 4,80 m ( b = 4,3+2*0,25 =

4,8m), chiÒu cao hv = 6-1+0.4 = 5,4m

2. Tờng ngực: bố trí để giảm chiều cao van do đó giảm đợc

cao trình cầu công tác và lực đóng mở

a- Các giới hạn của tờng ngực:

+ Cao trình ®¸y têng ngùc: Z®t = Ztt + 

Trong ®ã: - Ztt: là cao trình mực nớc khi tính toán khẩu diện

cống, tức là cần đảm bảo ứng với trờng hợp này, khi mở hết cửa van

chế độ chảy trong cống phải là không áp, ứng với trờng hợp tính

toán ở trªn ta cã:

H0 = 4.13m  Ztt = 4.13+1 = 3.13 (m)

- : độ lu không, thờng lấy = (0,5-0,7) m; Chän  =

0,57 m

VËy

Z®t = 3.13 + 0.57 = 3.7 m

+ Cao trình đỉnh tờng ngực đợc lấy bằng cao trình đỉnh

cống, đợc xác định thông qua tính toán cao trình đỉnh cống ứng

với 2 trờng hợp sau:

Zđc1 = MNDBT + d

Z®c2 = MNDGC + d'

Trong ®ã:

- MNDBT:cao trình mực nớc sông thiết kế: MNDBT = Z sôngTK =

4.95m

- MNDGC: cao trình mực nớc sông lớn nhất ứng với trờng hợp ngăn

lũ (theo nhiệm vụ công trình) MNDGC = Zsôngmax = 6.00 m

- d,d': độ vợt cao của đỉnh đập so với MNDBT và MNDGC đợc

xác định nh sau:

d = h + s + a

'

d' = h' +  s + a'

*h , h': ®é dỊnh cđa sãng do giã.

* s,'s: ®é dỊnh cao nhÊt cđa sãng

* a, a': độ cao an toàn ứng với cấp công trình

Trong phạm vi đồ án này việc tính toán cao trình đỉnh tờng

ngực không phải yêu cầu chính, vì thế sơ bộ chọn d, d' theo bảng

(5-1) trang 93 Giáo trình Thủy Công tập1, tơng ứng với công trình

cấp II ta cã: d = 1,5 m; d' = 1,0 m.

 Z®c1 = 4.95 + 1.5 = 6.45 m

Z®c2 = 6.00 + 1.0 = 7.00 m

VËy chän Z®c = 7.00 m

b- KÕt cấu tờng: Chọn hình thức kết cấu tờng bằng bê tông

cốt thép M200, gồm bản mặt và 2 dầm đỡ (ở đỉnh và đáy tờng)

đổ liền khối với mố trụ. Víi chiỊu réng khoang cèng b c = 3,5m,

chiỊu cao têng l = 7.0 - 6.0 = 1.0 m, ta có: b/l > 2 tính toán theo

sơ đồ dầm 2 đầu ngàm. Kích thớc tờng sơ bộ xác định nh sau:

__________________________________________________________________________

SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11

Trang 9



ẹO ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG

CỐNG LỘ THIÊN



THIẾT KẾ



____________________________________________________________________

+ ChiỊu dµy bản mặt: = 0,20 m

+ Dầm trên:

(bxh) = (0,20,5) m

+ Dầm dới: (bxh) = (0,30,5) m

3. Cầu công tác:

Cầu công tác là nơi đặt máy đóng mở và thao tác van. Chọn

hình thức kết cấu gồm các trụ cầu, 2 dầm dọc và bản mặt bằng

bê tông cốt thép M200. Chiều cao cầu công tác phải đảm bảo khi

kéo hết cửa van lên vẫn còn khoảng không cần thiết để đa van ra

khỏi vị trí cống khi cần. Kích thớc các bộ phận cơ bản sơ bộ chọn

nh sau:

+ Cao trình đáy dầm dọc: Zđd = Zđc+hv+e+

* e: kích thớc của hệ thống đặt ròng rọc kéo van; chọn e

= 0,8m

* : kÝch thíc an toµn; chän  = 0,7m

Zđd = 7.0+5.4+0.8+0.7 = 13.90 m

+ Cao trình mặt cầu: Zmc = 13.90+0.5 = 14.40 m

+ Bề rộng mặt cÇu: Bcct = 3 m.

+ ChiỊu cao lan can: hlc = 0,8 m.

4. Khe phai và cầu thả phai:

Đợc bố trí ở đầu và cuối cống để ngăn nớc và giữ cho khoảng

không khô ráo khi sửa chữa cống. Với bề rộng khoang cống khá lớn

nên trên cầu thả phai bố trí đờng ray cho cần cẩu thả phai.

5. Cầu giao thông:

Cao trình mặt cầu bố trí bằng đỉnh cống, do yêu cầu giao

thông có xe qua lại từ 8 10 tấn, chọn bề rộng mặt cầu Bcgt = 6 m.

Vị trí cầu đợc đặt sau cửa van.

6. Mố cống: Bao gồm mố giữa và mố bên. Nh đã chọn sơ bộ ở

trên, ta có hình thức và kích thớc cơ bản của mố nh sau:

+ Mố giữa: đầu mố lợn tròn, chiều dày mố dgi = 1,20m. Cao

trình đỉnh mố: Zđm = Zđc = 7.00 m

+ Mố bên: đầu mố vuông góc, chiều dày mố bên cần đủ

để chịu áp lực đất nằm ngang, sơ bộ chọn db= 1,0 m.

7. Khe lún: Bề rộng cống không lớn lắm nên không cần bố trí

khe lún.

8. Bản đáy:

+ Chiều dài bản đáy: từ điều kiện bố trí các kết cấu bên trên,

sơ bộ chọn chiều dài bản đáy Lbđ = 15 m.

+ Bề dày bản đáy: thờng chọn theo điều kiện chịu lực, với bề

rộng khoang cống, các tải trọng bên trên và tính chất đất nền.

Theo kinh nghiệm sơ bộ chọn bề dày bản đáy bđ = 1m.



__________________________________________________________________________

SV: Trần thị Minh Ngut – Lớp TH11

Trang

10



ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG

CỐNG LO THIEN



THIET KE



____________________________________________________________________

II. Đờng viền thấm:

Bao gồm bản đáy cống, sân trớc, các bản cừ, chân khay, kích

thớc bản đáy cống nh đã chọn ở trên Lbđ = 15 m.

Kích thớc các bộ phận khác sơ bộ chọn nh sau:

1. Sân trớc: Chọn hình thức sân trớc bằng đất sét, bên trên

phủ 1 lớp bê tông M200 dày 0,15 m. Kích thớc sân đợc chọn nh sau:

+ Chiều dài sân: theo kinh nghiƯm Ls  (34)H.

* H: cét níc tríc cèng. H = 7.0-1 = 6.0 m

 Ls  (18,324,4) m. Chọn Ls= 20 m.

+ Chiều dày sân: thay đổi từ đầu đến cuối sân

* Đầu sân: theo điều kiện cấu tạo chọn t1 = 0,8 m

* Cuối sân: theo yêu cầu chống thấm t2 H/[J].

[J]: gradien thấm cho phép, với sân bằng đất sét chọn [J] =

4.

H: độ chênh mực nớc ở phía trên và phía dới sân trớc lấy

bằng chênh lệch mực nớc trớc và sau cống, ứng với trờng hợp tính

toán ở đây H = 7.0-3.3 = 3.2 m

 t2  3.2/4 = 0.8m; chän t2 = 1.0 m

2. Chân khay: để tăng ổn địnhvà góp phần kéo dài đờng

viền thấm, bố trí chân khay ở 2 đầu bản đáy.

3. Thoát nớc thấm: bố trí lỗ thoát nớc thấm ở sân tiêu năng theo

hình thức so le nhau, các lỗ cách nhau 2,0m. Dới sân tiêu năng bố

trí tầng lọc ngợc bao gồm lớp cát lọc dày 20cm, lớp dăm (sỏi) lọc dày

20cm, sân tiêu năng đợc làm bằng bê tông cốt thép M200 dày 1m

đổ tại chỗ.

Sơ đồ đờng viền thấm xem bảng vẽ trang sau:

4. Sơ bộ kiểm tra chiều dài đờng viền thấm:

Công thøc kiĨm tra:

Ltt  C.H

Trong ®ã:

- H: cét níc lín nhÊt cđa cèng; H = 6.0 m.

- C: hƯ sè phụ thuộc vào loại đất nền. Tra phụ lục P3-1 C = 5.

- Ltt: chiều dài tính toán của đờng viền thấm tính theo phơng

pháp của Len Ltt = Lđ + Ln/m

* Lđ: Chiều dài tổng cộng của các đoạn thẳng đứng và các

đoạn xiên góc có góc nghiêng so với phơng ngang 45o.

Lđ = 0,8 + 1,41 + 2,24 = 4,45 m.

* Ln: ChiỊu dµi tỉng céng của các đoạn nằm ngang và các

đoạn xiên góc có góc nghiêng so với phơng ngang < 45o.

Ln= 18+1,44+2+11+2 = 34,44 m.

* m = (11,5): hƯ sè phơ thc sè hµng cõ. Chän m = 1,0.

 Ltt= 4,45 + 34,44/1,0 = 38,89 m; C.H = 5*6.0 = 30,5 m

VËy Ltt > C.H thoả mãn điều kiện chiều dài đờng viền thấm.

__________________________________________________________________________

SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11

Trang

11



ẹO AN MON HỌC: THỦY CÔNG

CỐNG LỘ THIÊN



THIẾT KẾ



____________________________________________________________________

III. Nèi tiÕp thỵng lu và hạ lu:

1. Nối tiếp thợng lu: Chọn hình thức tờng cánh nối tiếp là tờng

thẳng, tờng cánh mở rộng dần từ mép trong mố bên cống đến đáy

kênh thợng lu. Kết cấu tờng bằng bê tông cốt thép M200. Chiều dài

đoạn nối tiếp bằng chiều dài sân trớc L = 20 m  gãc më  =

10o03'.

2. Nèi tiÕp kênh hạ lu: Chọn hình thức nối tiếp nh thợng lu

+ Sân tiêu năng: bằng bê tông cốt thép M200, có bố trí lỗ thoát

nớc. Chiều dày sân có thể xác định nh sau: t 0,15V1 h1

- V1,h1: lu tốc và chiều sâu chỗ đầu đoạn nớc nhảy.

* h1= .hc = 1,05*0,68 = 0,714 m.

* V1= Q/1 = Q/(b.h1) = 80/(20*0,714) = 5,60 m/s.

 t 0,15 * 5,6 * 0,714 0,84 m ; Chän t = 1,0 m.

+ S©n sau: Làm bằng tấm bê tông M200 có đục lỗ thoát nớc,

phía dới có tầng đệm (cát, dăm) theo hình thức lọc ngợc. Chiều dài

sân xác định theo công thức kinh nghiệm:



Lss k q. H

- H: chênh lệch cột nớc thợng h¹ lu, H = 7.0-3.3 = 3.7 m.

- k: hƯ số phụ thuộc tính chất đất lòng kênh. Do đất lòng kênh

là loại đất cát pha nên k = 10 20, lấy k = 10

- q: lu lợng đơn vị cuối sân tiêu năng, q = 80/15,3 = 5,22

3

(m /s-m)

L ss 10 5,22. 3,8 34,79 m; Chän Lss = 35 m.



Chơng IV:

Tính toán thấm dới đáy công trình

I. Những vấn đề chung:

1. Mục đích:

Xác định lu lợng thấm q, lực thấm đẩy ngợc lên bản đáy cống

Wt và Gradien thấm J. Trong phạm vi đồ án do đặc tính của cống

chỉ yêu cầu xác định Wt và J.

2. Trờng hợp tính toán: Khi chênh lệch mực nớc thợng - hạ lu lớn

nhất. Trong đồ án này chọn trờng hợp khi ngăn lũ có Zsôngmax = 6.40

m; Zđồngmin = 2.10 m

3. Phơng pháp tính: Vẽ lới thấm bằng tay.

II. Tính thấm cho trờng hợp đã chọn:

1. Vẽ lới thấm:

- Tất cả các đờng dòng và đờng đẳng thế phải trực giao

nhau.

- Các ô lới là hình vuông cong.

- Đờng thế đầu tiên là mặt nền thấm phía thợng lu

__________________________________________________________________________

SV: Trần thÞ Minh Ngut – Lớp TH11

Trang

12



ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CONG

CONG LO THIEN



THIET KE



____________________________________________________________________

- Đờng thế cuối cùng là mặt nền thấm phía hạ lu

- Đờng dòng cuối cùng là tầng không thấm nớc ở -35

Sơ đồ lới thấm dới công trình xem hình vẽ trang sau

2. Xác định các đặc trng của dòng thấm:

a - Tổng áp lực thấm đẩy ngợc lên bản đáy: Từ hình vẽ lới

thấm ta thấy lới thấm có: 5 ống dòng và 10 dải ta có:

+ Cột nớc tổn thất qua mỗi dải: H = H/n

Với H = ZSôngmax - Zđồngmin = 6.0 - 2.0 = 4.0 m  H = 4.0/10 =

0.4 m

+ Cột nớc thấm tại một điểm x bất kỳ cách ®êng thÕ ci cïng

i d¶i, cã cét níc thÊm sÏ là hx = i. H. Từ đó xác định đợc

hA = 9*0.4 = 3.6 m; hB = 5*0.4 = 2.0 m.

Dựa vào hA và hB ta vẽ đợc biểu đồ áp lực thấm dới đáy công

trình.

Biểu đồ áp lực thấm dới đáy công trình xem hình vẽ trang sau

+ Tổng áp lực thấm đẩy ngợc lên bản đáy: đợc xác ®Þnh nh

sau

Wt = W®n+ Wtt; trong ®ã:

Wtt 



n  hA  hB  L bd 1*  3.6  2.0 * 15



42(T/m)

2

2



W®n = n (H2+t)Lb® = 1*(1.1 + 1)*15 = 31.5 (T/m).

 Wt = W®n+ Wtt = 31.5+ 42.0 = 73.2 (T/m).

b - Xác định Gradien thấm ở cửa ra:

H

n.S

Dựa vào lới thấm đã vẽ ta có trung đoạn S tại ô lới 10 (ô lới cửa ra)

là S = 2,30 m

4.0

J ra

0,187

10* 2.3

Gradien thấm tại một ô lới bất kỳ có trung đoạn S sẽ là: J tb 



III. KiĨm tra ®é bỊn thÊm cđa nỊn:

1. KiĨm tra độ bền thấm chung:

J Ktb

Điều kiện: J tb

Kn

Trong ®ã:

- Kn: HÖ sè tin cËy, Kn = 1,2

- JKtb: Gradien cột nớc tới hạn trung bình tính toán lấy theo b¶ng

2 TCVN 4253-86, JKtb= 0,22

- Jtb: Gradien cét níc trung bình trong vùng thấm tính toán.

+ Trị số Jtb đợc xác định theo phơng pháp của Viện VNIIG

H

J tb

nh công thức sau:

Ttt.

Trong đó:

__________________________________________________________________________

SV: Trần thị Minh Ngut – Lớp TH11

Trang

13



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

h = hn = 3.95 m

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×