Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
4 THIẾT KẾ CẦU NHỎ TẠI CỌC C1

4 THIẾT KẾ CẦU NHỎ TẠI CỌC C1

Tải bản đầy đủ - 0trang

Chương 5. Thuỷ văn cơng trình

Trong phạm vi thiết kế sơ bộ, mặt cắt ngang của sông được lầy gần đúng trên mặt cắt dọc

tuyến như sau:



34.40



31.70



25.40



19.50



16.90

17.50



17.80



H5



H2



H3



H4



H5



H6

H6



H7



H8



H7



H8



800.00



C1

H4



700.00



H2



600.00



CU LY CONG DON



100.00



H1



0.00



LY TRINH



H3



500.00



H1



365.34

400.00



TEN COC



300.00



100.00 100.00 100.00 65.34

34.66100.00 100.00 100.00



KM0



200.00



KHOANG CACH LE



19.20



CAO DO TU NHIEN



22.50



27.80



MSS:-24.00



Hình 5.11 Mặt cắt ngang sơng tại vị trí xây dựng cầu

-



Độ dốc tự nhiên tại lòng sơng:

i0 



-



h

5



 3.95 �103  0.395%

L 1266.58



Hệ số mái dốc của lòng sông xác định trên mặt cắt ngang sông:



Bên trái:



Bên phải:



h1  19.20  1.90  2.30m � m1 



165.33

 71.89

2.30



h 3  19.50  16.90  2.60m � m 3 



-



134.67

 51.79

2.60



Hệ số nhám của dòng chảy: n = 0.04.



5.4.2 Xac đinh chiêu sâu dòng chảy tự nhiên tai vi tri xây dựng câu

Giả sử chiều sâu dòng chảy 0.0m ≤ hδ ≤ 19.20-16.90= 2.30m.

Xác định hδ theo phương pháp thử dần từ cơng thức tính lưu lượng dòng chảy ứng với

chiều sâu hδ.



(6.1.2 [1])



Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy ứng với chiều sâu hδ < 2.3m:

1

1

  h  2 m1  h  2 m 2

2

2



SVTH: Trần Minh An-81000023



-72-



Chương 5. Thuỷ văn cơng trình



Chu vi ướt dòng chảy:



  h  1  m12  h  1  m 22



Bán kính thủy lực của mặt cắt ngang dòng chảy:



Hệ số Chézy:



C 



Vận tốc dòng chảy:



1 y

R

n



Với:



R 









y  2.5 n  0.13  0.75 R  ( n  0.10)



v   C R  i 0



Lưu lượng dòng chảy ứng với chiều sâu hδ:



Q    v 

Q 



Q p%  Q 



Sai số cho phép của phương pháp giải lặp:



Q p%



�5%



Giả thiết giá trị h  �[0.00m; 2.30m] , giải lặp bằng phần mềm MS Excel, ta có:

Chiều sâu dòng chảy

Hệ số nhám





n



Diện tích ướt



ωδ



Chu vi ướt



χδ



Bán kính thủy lực

Hệ số y





y



Hệ số Sezy







Vận tốc dòng chảy







Lưu lượng dòng chảy



Q



0.75

0.04

34.7

6

92.7

7

0.37

0.32

18.1

9

0.7

24.3



5

Sai số lưu lượng

ΔQ

0.38

Vậy chọn giá trị hδ = 0.75(m) ứng với sai số ΔQδ = 0.38%.



m



m2

m

m



m/s

m3/s

%



5.4.3 Xac đinh chiêu sâu dòng chảy khi đã xây dựng câu

5.4.3.1 Chiều sâu phân giới của dòng chảy hk

Chiều sâu phân giới là chiều sâu khi ứng với lưu lượng Qp% đã cho thì năng lượng đơn

vị của mặt cắt dòng chảy có giá trị nhỏ nhất.

SVTH: Trần Minh An-81000023



-73-



Chương 5. Thuỷ văn cơng trình

Sau khi xây dựng cầu, mặt cắt ngang sơng tại vị trí cầu có dạng hình thang (khi có xây

dựng mái đất trước mố cầu và độ dốc của mái đất là 1:m với m = 1.5).

Với dạng dòng chảy dưới cầu là hình thang, chiều sâu phân giới hk được xác định theo



cơng thức sau:



Bk  Bk2  4m �k

hk 

2m



Trong đó:

-



m: Hệ số mái dốc của phần đất trước mố cầu.



-



Bk: Bề rộng mặt thống của dòng chảy phân giới.



Bk 

k 



gQ p%

v3k

Q p%

v k



-



ωk: Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy phân giới.



-



Vk: Lưu tốc ứng với chế độ nước chảy phân giới. Trong tính tốn thường lấy giá



trị: Vk = Vcp = 3.1m/s: Lưu tốc cho phép không gây xói ở đáy sơng.

-



α: Hệ số hiệu chỉnh khi tính động năng đơn vị theo tốc độ trung bình của mặt cắt –



Hệ số Crôiôlit. Trong thực tế đối với dòng chảy rối thường lấy α = 1.1

-



ε: Hệ số thu hẹp dòng chảy do trụ và mố. Với dạng cửa vào có ¼ nón đất ở mố



cầu, giá trị ε = 0.9

Bk 



gQp%

v



3

k







Q

9.81�24.25

24.25

 8.07(m)

k  p% 

 8.69(m2 )

3

0.9 �1.1�3.1



v

0.9



3.1

k

;



Bk  B2k  4m �k 8.07  8.07 2  4 �1.5 �8.69

hk 



 1.49(m)

2m

2 �1.5



Chiều sâu dòng chảy phân giới: hk = 1.49m.

Bề rộng đáy của mặt cắt:



b k  Bk  2mh k  8.07  2 �1.5 �1.49  3.60(m)



5.4.3.2 Độ dốc phân giới của dòng chảy ik

Độ dốc phân giới là độ dốc khi lưu lượng đã cho Qp% chảy qua kênh có độ nhám lòng

kênh là n trong điều kiện chuyển động đều với độ sâu bằng hk tức là:

Q p%  k v k  k Ck R k i k � i k 



SVTH: Trần Minh An-81000023



Q 2p%

2k C2k R k



-74-



Chương 5. Thuỷ văn cơng trình

Độ dốc phân giới được xác định như sau:

Rk 



k

k

8.69





 0.97

 k b k  2h k 1  m 2 3.60  2 �1.49 � 1  1.52



y k  2.5 0.04  0.13  0.75 0.97( 0.04  0.10)  0.296

1 yk

1

Rk 

�0.97 0.296  24.77

n

0.04

2

Q p%

24.252

ik  2 2



 0.0131  1.31%

k Ck R k 8.69 2 �24.77 2 �0.97

Ck 



Vậy độ dốc phân giới ik = 1.31%.

Với: is = 0.39% < ik = 1.31% và hδ = 0.75(m) < 1.3hk = 1.3×1.49= 1.94(m)

� Dòng chảy tự do và chiều sâu của dòng chảy ở dưới cầu bằng hk.



5.4.4 Xac đinh khẩu đô va mực nươc dâng trươc câu

Ứng với trường hợp dòng chảy tự do, khẩu độ cầu được xác định như sau:

Lc  Bk  Nb



Trong đó:

-



N: Số trụ cầu. N = 0



-



b: Bề rộng của mỗi trụ cầu.

Lc  Bk  Nb  8.07  0  8.07(m)



Chiều sâu nước dâng trước cầu được xác định theo phương trình Becnuli ở hai mặt cắt

dòng chảy ở thượng lưu cầu và ở trong cầu:

H  hk 



v 2k v 2H



2g 2 2g



Trong đó:

-



ψ: Hệ số vận tốc. Với dạng cửa vào có ¼ nón đất ở mố cầu: ψ = 0.9



-



vH: Tốc độ nước chảy ở thượng lưu cầu ứng với chiều sâu H.

 Giải lặp bài tốn để tìm chiều cao nước dâng trước cầu:



Ứng với chiều cao H0 mặt cắt ở thượng lưu (mặt cắt sơng tự nhiên), ta có:

1

1

0  H 0 2 m1  H 0 2 m 2

2

2



;



v0 



Q p%

0 ;



H1  h k 



v 2k v 02



2g 2 2g



Sai số cho phép của phương pháp giải lặp:

SVTH: Trần Minh An-81000023



-75-



Chương 5. Thuỷ văn cơng trình



H 



H1  H 0

�5%

H0



. Khi đó H = H0 là giá trị chấp nhận được.



Giả thiết giá trị H �[0.00m; 2.30m] , giải lặp bằng phần mềm MS Excel, ta có:

Chiều sâu mực nước dâng trước cầu

Diện tích ướt mặt cắt ngang trước cầu

Vận tốc dòng chảy trước cầu

Chiều sâu mực nước dâng trước cầu (giải lặp)

Sai số chiều sâu mực nước

Vậy : Vận tốc dòng chảy trước cầu: vH = 0.08m/s



H

ω0

v0

H

ΔH



2.16

288.52

0.08

2.16

0.20



m

m2

m/s

m

%



Chiều sâu nước dâng trước cầu: H = 2.16m.

5.4.5 Xac đinh khẩu đơ thi cơng



0.88H



0.5m



K



Ltc



B



0.88.H.1.5



0.750.50.5



Hình 5.12 Khẩu độ thi cơng cầu

Khẩu độ cầu tính theo các cơng thức ở trên là khẩu độ cầu tính tốn theo điều kiện thủy

lực, cần phải xác định khẩu độ cầu thi cơng có xét đến các yếu tố cấu tạo của mố và gối

cầu.

Ta có: Δ là chiều cao tĩnh khơng dưới cầu, giá trị của Δ phụ thuộc vào đặc điểm và u

cầu thơng thuyền của từng sơng. Đối với sơng có cây trôi Δ ≥ 1.5m. Chọn Δ = 1.5m.

Khẩu độ cầu thi công xác định theo công thức sau:

Lc = b + 2m×0.88H + (0.75 + 0.5 + 0.5)×2

Lc = 3.60 + 2×1.5×0.88×2.16+3.5 = 12.79(m)

Chọn chiều dài của dầm cầu: L =13.0m.



SVTH: Trần Minh An-81000023



-76-



Chương 5. Thuỷ văn cơng trình

5.4.6 Xac đinh chiêu cao nên đương đâu câu tôi thiêu so vơi đay sông

Chiều cao nền đường đầu cầu so với đáy sông:

H min

mep  max  H  0.5m; H  h ad 

H min

mep  max  2.16  0.5; 2.16  0.735  2.895(m)



Chiều cao tim đường đầu cầu so với đáy sông:

H min

0.06  4 �0.02  3.005(m)

tim  2.895  0.5 �



5.4.7 Xac đinh chiêu cao măt câu tôi thiêu so vơi đay sông

min

H cau

 0.88H    K



Trong đó:

- Δ: Chiều cao tĩnh không dưới cầu. Δ = 1.5m.

- K: Chiều cao của kết cấu nhịp cầu. Theo (Bảng 2.5.2.6.3-1 22TCN 272-05) thì chiều cao

tối thiểu (gồm cả bản mặt cầu) của kết cấu dầm bê tông dự ứng lực giản đơn là 0.045L.

Chiều cao của kết cấu nhịp và bản mặt cầu:



K  0.045L  0.045 �13  0.585(m)



min

Vậy: H cau  0.88 �2.16  1.5  0.585  3.98(m).



Từ bản mặt cầu đến cao độ tim đường trên cầu chênh lệch nhau một khoảng bằng chiều dày

cau

áo đường trên cầu ( h ad  0.08m ) và chiều dày mui luyện tạo độ dốc ngang từ mép cầu:

tim

H cau

 3.98  0.08  4 �0.02  4.14(m)



5.4.8 Gia cô thượng lưu va ha lưu câu

Gia cố ở thượng lưu cầu, thông thường chiều dài đoạn gia cố ở thượng lưu lấy bằng

0.4lgc, với lgc = 15m là chiều dài đoạn gia cố ở hạ lưu cầu.



([2]trang 156)



Theo kinh nghiệm thực tế, chỉ nên dùng biện pháp gia cố lòng sơng ở duới cầu khi khẩu

độ cầu không lớn hơn 10m ([2]trang 157). Với chiều dài cầu và khẩu độ tính tốn như

trên, ta sử dụng giải pháp chấp nhận lòng sơng bị xói lở đi một chiều sâu nhất định và

thay vào đó là tăng chiều cao của mố cầu.

SVTH: Trần Minh An-81000023



-77-



Chương 5. Thuỷ văn cơng trình

5.5 THIẾT KẾ CẦU NHỎ TẠI COC C7

5.5.1 Sô liệu thiêt kê

Xây dựng cầu tại lý trình Km5+562.24m



-



Cầu nhỏ được thiết kế tại cọc C1 lý trình KM5+562.24 ứng với lưu lượng đỉnh lũ thiết

kế được xác định là: Qp=4% = 25.02(m3/s).



-



Mặt cắt ngang của sơng suối tại vị trí xây dựng cầu. Số liệu này được lấy từ số liệu

khảo sát đo mặt cắt ngang tại vị trí cầu.



Trong phạm vi thiết kế sơ bộ, mặt cắt ngang của sông được lầy gần đúng trên mặt cắt dọc



H5



H6



3 1 .5 0



2 8 .6 0



H8



H7



5 8 0 0 .0 0



H4



H7



5 7 0 0 .0 0



H3



5 5 6 2 .2 4



H2



37.76100.00 100.00

50.49



H5

H6

TC11 C7



5 6 0 0 .0 0



H4



2 4 .2 0



2 4 .9 0

6 . 7 52 4 . 6 0

2 2 .2 0



2 9 .4 0



3 1 .5 0



2 8 .5 0



100.00



H3



5 5 0 0 .0 0

5 5 0 6 .7 5



H1



100.00 100.00



H2



5 4 0 0 .0 0



Km 5+000



100.00



H1



5 3 0 0 .0 0



LY TRINH



5 0 0 0 .0 0



KM5



CU LY CONG DON



3 3 .4 0



100.00



TEN COC



5 2 0 0 .0 0



KHOANG CACH LE



5 1 0 0 .0 0



MSS:-24.00

CAO DO TU NHIEN



3 3 .8 0



tuyến như sau:



Hình 5.13 Mặt cắt ngang sơng tại vị trí xây dựng cầu

-



Độ dốc tự nhiên tại lòng sơng:

i0 



-



h

5



 1.88 �103  0.188%

L 2662.41



Hệ số mái dốc của lòng sơng xác định trên mặt cắt ngang sơng:

Bên trái:

Bên phải:



h1  24.60  22.20  2.40m � m1 



55.49

 23.12

2.40



h 3  24.20  22.20  2.00m � m 3 



37.76

 18.88

2.00



Hệ số nhám của dòng chảy: n = 0.04.

Tính tốn tương tự như cầu tại cọc C1 ta được các kết quả như sau:

5.5.2 Xac đinh chiêu sâu dòng chảy tự nhiên tai vi tri xây dựng câu

Chiều sâu dòng chảy







1.26



Hệ số nhám



n



0.04



Diện tích ướt



ωδ



33.34



SVTH: Trần Minh An-81000023



m

m2

-78-



Chương 5. Thuỷ văn cơng trình

Chu vi ướt



χδ



52.98



m



Bán kính thủy lực







0.63



m



Hệ số y



y



0.31



Hệ số Sezy







21.65



Vận tốc dòng chảy







0.74



m/s



Lưu lượng dòng chảy



Q



24.82



m3/s



ΔQ



0.83



%



Sai số lưu lượng

Vậy chọn giá trị hδ = 1.26(m) ứng với sai số ΔQδ = 0.83%.



5.5.3 Xac đinh chiêu sâu dòng chảy khi đã xây dựng câu

5.5.3.1 Chiều sâu phân giới của dòng chảy hk

Hệ số mái dốc của phầ đất trước mố cầu



m



1.5



Vận tốc phân giới



vk



3.1



m/s



Qp%



25.02



m3/s



Hệ số thu hẹp dòng chảy do trụ và mố



ε



0.90



Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy phân giới



ωk



8.97



Hệ số điều chỉnh khi tính động năng



α



1.1



Gia tốc trọng trường



g



9.81



m2/s



Bề rộng mặt thống dòng chảy phân giới



Bk



8.32



m



Chiều sâu phân giới



hk



1.46



m



Bể rộng đáy dòng chảy phân giới



b



3.93



m



Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy phân giới



ωk



8.97



m2



Chu vi ướt mặt cắt ngang dòng chảy phân giới



χk



9.21



m



Bán kính thủy lực phân giới



Rk



0.97



m



Hệ số y



y



0.296



Hệ số Sezy phân giới



Ck



24.80



Độ dốc phân giới



ik



0.0130



Lưu lượng dòng chảy



m2



5.5.3.2 Độ dốc phân giới của dòng chảy ik



Vậy độ dốc phân giới ik = 1.30%.

Với: is = 0.188% < ik = 1.30% và hδ = 1.26(m) < 1.3hk = 1.3×1.46= 1.90(m)

� Dòng chảy tự do và chiều sâu của dòng chảy ở dưới cầu bằng hk.



SVTH: Trần Minh An-81000023



-79-



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

4 THIẾT KẾ CẦU NHỎ TẠI CỌC C1

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×