Đồ án môn Thủy công - Đề tài: Thiết kế cống lộ thiên

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

thiÕt kÕ cèng lé thiªn

Ch-¬ng 1: GIÔÙI THIEÄU CHUNG

I-Tµi liÖu:

1- NhiÖm vô: Cèng C x©y dùng ven s«ng Z ®Ó lµm nhiÖm vô t-íi n-íc cho

35.000ha ruéng, tiªu n-íc cho khu vùc trªn vµ ng¨n lò tõ s«ng vµo. Cèng ®-îc x©y dùng

trªn tuyÕn ®-êng giao th«ng cã xe 8-10 tÊn ®i qua.

2- C¸c l-u l-îng vµ mùc n-íc thiÕt kÕ:

Q_tiªuma

Z_®ångmin

(m)

Z_®ångminZ_s«ngTKZ_®ångmaxZ_s«ngminZ_s«ngmax

Ñeà

x

(m)

(m³/s)

86C

86

5,4

5,22

6,65

6,30

6,35

2,35

3- Tµi liÖu vÒ kªnh tiªu:

- Z_{®¸y kªnh}= +1,0 m.

- §é dèc m¸i: m = 1,5.

- §é nh¸m: n = 0,025.

- §é ®èc ®¸y: i = 10^-4.

4- Tµi liÖu vÒ giã:

TÇn suÊt P%

V (m/s)

2

3

5

20

18

30

16

50

14

28

26

22

5- ChiÒu dµi truyÒn sãng:

Tr-êng hîp

Z_{s«ng b×nh th-êng}

200

Z_{s«ng max}

300

D (m)

6- Tµi liÖu ®Þa chÊt:

- §Êt thÞt tõ cao ®é +2,50 ®Õn +1,0.

- §Êt c¸t pha tõ +1,0 ®Õn -15,0.

- §Êt sÐt tõ -15,0 ®Õn -35,0.

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 1

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

*ChØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn cèng

Lo¹i ®Êt

ChØ tiªu

ThÞt

C¸t pha

SÐt

_k(T/m³)

_tn(T/m³)

§é rçng n

_tn(®é)

1,47

1,70

0,40

19⁰

1,52

1,75

0,38

23⁰

1,41

1,69

0,45

12⁰

16⁰

18⁰

10⁰

_bh(®é)

C_tn(T/m²)

C_bh(T/m²)

1,50

1,00

4.10^-7

0,67

2,20

8,00

0,50

0,30

2.10^-6

0,61

2,00

9,00

3,50

2,50

1.10^-8

0,82

2,30

7,00

K_t(m/s)

HÖ sè rçng e

HÖ sè nÐn a (m²N)

HÖ sè kh«ng ®Òu ()

7- Thêi gian thi c«ng: 2 n¨m.

Ch-¬ng II: THIÕT KÕ CèNG Lé THI£N

A- Giíi thiÖu chung:

I- VÞ trÝ, nhiÖm vô c«ng tr×nh:

1- VÞ trÝ: Công trình được bố trí ven s«ng Z.

2- NhiÖm vô:

- T-íi, tiªu n-íc cho diÖn tÝch 35.000 ha.

- Ng¨n lò tõ s«ng vµo.

II- CÊp c«ng tr×nh vµ c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:

1- CÊp c«ng tr×nh:

a- Theo chiÒu cao c«ng tr×nh:

H_ct= Z_{®ång max}+ d - Z_{®¸y kªnh}= 6,65 + 0,55 - 1 = 6,2m.

Trong ®ã: d lµ ®é v-ît cao an toµn, lÊy d = 0,55m.

Tra b¶ng P1-1 (Phô lôc 1 - §å ¸n m«n häc Thuû c«ng) t-¬ng øng víi c«ng tr×nh ®Ëp

bª t«ng trªn nÒn ®Êt ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp IV.

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 2

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

b- Theo nhiÖm vô c«ng tr×nh: tra b¶ng P1-2 (Phô lôc 1 - §å ¸n m«n häc Thuû

c«ng) víi diÖn tÝch tiªu lµ 35.000 ha ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III ( Công trình thứ yếu ).

VËy ta chän cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III.

2- C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:

- TÇn suÊt l-u l-îng, mùc n-íc lín nhÊt ®Ó tÝnh æn ®Þnh, kÕt cÊu: P = 1%.

- TÇn suÊt mùc n-íc lín nhÊt ngoµi s«ng khai th¸c: P = 10%.

- C¸c hÖ sè v-ît t¶i n:

+ Träng l-îng b¶n th©n c«ng tr×nh: 1,05.

+ Áp lùc th¼ng ®øng cña träng l-îng ®Êt: 1,20.

+ Áp lùc bªn cña ®Êt: 1,20.

+ Áp lùc n-íc tÜnh, ¸p lùc thÊm ng-îc, ¸p lùc sãng: 1,00.

+ T¶i träng do giã: 1,30.

+ T¶i träng cña ®éng ®Êt: 1,00.

- HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc: m = 1,00.

- HÖ sè tin cËy: K_n= 1,15.

B- TÝnh to¸n thuû lùc cèng:

Môc ®Ých: x¸c ®Þnh khÈu diÖn cèng vµ tÝnh to¸n tiªu n¨ng.

I- TÝnh to¸n kªnh h¹ l-u: theo ph-¬ng ph¸p ®èi chieáu víi mÆt c¾t cã lîi nhÊt vÒ

thuû lùc.

1- C¸c tµi liÖu vÒ kªnh tiªu:

- Z_{®¸y kªnh}= +1,0 m.

- §é dèc m¸i: m = 1,5.

- §é nh¸m: n = 0,025.

- §é ®èc ®¸y: i = 10^-4.

- L-u l-îng tÝnh to¸n: Q = Q_tiªumax= 86 m³/s.

2- TÝnh bÒ réng kªnh:

* §é s©u mùc n-íc trong kªnh:

H = Z_s«ngTK- Z_{®¸y kªnh}= 5,22 - 1 = 4,22(m)

* ChiÒu réng ®¸y kªnh:

4.m₀. i

8,424. 0,0001

86

Ta cã: f(R_ln) =

=

= 0,0009

Q

Tra b¶ng phô lôc 8-1 (b¶ng tra TL) víi n = 0,025 ta cã: R_ln= 3,5m.

4,22

3,5

H

LËp tû sè

=

= 1,206

R_ln

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 3

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

b

Tra b¶ng 8-2 (b¶ng tra TL) víi m = 1,5 ta cã:

= 5,68  b = 19,88(m.)

R_ln

VËy ta chän bÒ réng kªnh b = 20m.

 B=b+2mh = 18+2.1,5.4,22 = 32,66(m).

II- TÝnh khÈu diÖn cèng:

1- Tr-êng hîp tÝnh to¸n: Chän khi chªnh lÖch mùc n-íc th-îng h¹ l-u nhá, cÇn

th¸o Q thiÕt kÕ.

- Q_TK= Q_tiªumax= 86m³/s.

- Z = Z_{®ång min}- Z_s«ngTK= 5,4 - 5,22 = 0,18(m).

2- Chän lo¹i vµ cao tr×nh ng-ìng cèng:

a- Cao tr×nh ng-ìng: ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng th¸o ta chän ng-ìng cèng ngang víi ®¸y

kªnh th-îng l-u, Z_ng= +1,0 m.

b- H×nh thøc ng-ìng: ®Ëp trµn ®Ønh réng.

3- X¸c ®Þnh bÒ réng cèng:

a- X¸c ®Þnh tr¹ng th¸i ch¶y: h_n= h_h- P₁= h_h= 4,22m.

Z_h

h_h

h

H

+1

H×nh 1: S¬ ®å tÝnh khÈu diÖn cèng khi ng-ìng ®Ønh réng

.v₀²

2.g

H₀= H +

= (Z_{®ång min}- Z_{®¸y kªnh}) = 5,4 - 1 = 4,4m.

h_n

4,22

4,4



=

= 0,959 > (

)_pg= (0,7  0,8)  ch¶y ngËp

H₀

Do ®é cao håi phôc nhá nªn cã thÓ bá qua, lÊy h = h_n= 4,22m.

b- TÝnh bÒ réng cèng b:

* Ta cã:

Q = _n._g.b.h. 2.g.(H₀ h)

Trong ®ã:

- _n: hÖ sè l-u tèc, chän m = 0,36  _n= 0,96. (B¶ng 14-13 b¶ng tra TL).

- _g: hÖ sè co hÑp bªn, _g= 0,5₀+ 0,5 = 0,5.0,98 + 0,5 = 0,99.

- ₀=0,98

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 4

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

Q

86

0,96.0,99.4,22. 2.9,81.(4,4  4,22)

 b =

=

= 11,4 (m)

_n._g.h. 2.g.(H₀ h)

+ TÝnh l¹i ₀: Chän sè khoang n = 2. Mçi khoang réng 5,7m

ChiÒu réng trô pin: 1(m), l-în trßn: R = 0,5m.

b

VËy: ₀=

Víi d: Tæng chiÒu dµy cña mè.

b  d

11,4

₀=

= 0,919 9,2 .  _g= 0,96.

11,4 1

- TÝnh hÖ sè ngËp _n

Chän ®-êng c¸nh vµ trô pin l-în trßn cã : R = 0,5(m).

Tra b¶ng (14-12-B¶ng tra thuû lùc) víi møc ®é cöa vµo t-¬ng ®èi thuËn víi m = 0.36

Tra b¶ng (14-13 ) ta cã _n= 0.96

86

VËy b=

= 11,8(m).

0,96 0,96 4,22 19,62(4,4  4,22)

So s¸nh 2 lÇn ta chän b = 5,9 m (®Ó ®¶m b¶o an toµn).

KiÓm tra l¹i tr¹ng th¸i ch¶y:

.q²

g

Q

86

=7,29(m²/s)

3

Theo c«ng thøc h_K=

, trong ®ã: q=

=

b 11,8

Thay vµo ta ®-îc : h_K= 1,76 m

h_n

4,22

XÐt



=2,39 

= 1,4.

h_k1,76

h_k

Nh- vËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ngËp.

VËy: kÕt qu¶ tÝnh l¹i lÇn 2 lµ chÝnh x¸c.

III. TÝnh to¸n tiªu n¨ng phßng xãi.

1. Tr-êng hîp tÝnh to¸n: Tr-êng hîp mùc n-íc s«ng nhá nhÊt vµ mùc n-íc ®ång

lín .Nh-ng tr-êng hîp nµy do yªu cÇu d©ng n-íc mµ kh«ng më hÕt cöa van, chØ më ®ñ

®Ó th¸o l-u l-îng thiÕt kÕ, ë ®©y còng yªu cÇu tÝnh víi chÕ ®é më ®Òu c¸c cöa.

Tøc lµ phÝa h¹ l-u mùc n-íc xuèng cao tr×nh: +3,30m

PhÝa th-îng l-u møc n-íc ë cao tr×nh: +6,65m

chän Q_tt= 86m³/s = Q^max

tiªu

2. L-u l-îng tÝnh to¸n tiªu n¨ng: XÐt trong tr-êng hîp mùc n-íc h¹ l-u cèng

kh«ng phô thuéc l-u l-îng th¸o qua cèng. Khi mùc n-íc th-îng l-u ®· khèng chÕ, Q_tt

chÝnh lµ l-u l-îng th¸o thiÕt kÕ cña cèng.

Khi ®ã cÇn x¸c ®Þnh ®é më a cña cèng theo c«ng thøc ch¶y d-íi cöa cèng

Q=bh_c

=ba 2g(H_oa)

2g



H_o h_c



Q

86

Trong ®ã: :hÖ sè co hÑp bªn;

F(_c) =

=

=0,831

bH_o^{3/ 2}

0,95.11,8.4,4^{3/ 2}

=0,95:hÖ sè l-u tèc;

h_c=a,víi : hÖ sè co hÑp ®øng;

a









Tra b¶ng ta cã: =0,338;  =0,628; a=

H_o=0,225.4,4=1,49m

H





3.TÝnh to¸n thiÕt bi tiªu n¨ng:

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 5

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

a - Chän biÖn ph¸p tiªu n¨ng:

C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt (do cèng trªn nÒn ®Êt) chän ph-¬ng ph¸p ®µo bÓ.

b - TÝnh to¸n kÝch th-íc bÓ:

+ ChiÒu s©u ®µo bÓ ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

d = .h”_c- (h_h- Z₂).

Trong ®ã: : hÖ sè ngËp, lÊy  = 1,07.

h”_c: ®é s©u liªn hiÖp n-íc nh¶y øng víi h_c.

Z₂: ®é chªnh lÖch cét n-íc cöa ra cña bÓ tÝnh nh- ®Ëp trµn ch¶y ngËp:

q²

q²

Z₂=



.

2

''

2g._n.h_h

Q_tt

2g(.h_c)²

86

Trong c«ng thøc trªn: q =

=

= 7,29m²/s

b 11,8

_b: hÖ sè l-u tèc ë cöa ra cña bÓ lÊy _b= 0,95.

h_h: mùc n-íc ë h¹ l-u sau bÓ.

Theo ph-¬ng ph¸p nµy, chiÒu s©u bÓ (d) ®-îc tÝnh theo ph-¬ng ph¸p ®óng dÇn.

- S¬ bé lÊy chiÒu s©u bÓ theo c«ng thøc:

+ TÝnh h”_c:

d_o= h”_c- h_h

Ta cã: E_o= H_o+ P = (5,4 - 1) + 0 = 4,4(m).

q

7,29

0,95 4,4^{3/ 2}



 0,831

F(_c) =

3/ 2

.E₀

Tra b¶ng (15-1) ta cã: _c^’’= 0,678

VËy: d₀= 2,98 - 2= 0,98(m).



h"_c= Eo. _c^’’= 4,40,678 = 2,98m

Khi ®ã so víi ®¸y bÓ cét n-íc toµn phÇn lµ: E₀₁= E₀+ d = 4,4 + 0,98 = 5,38 (m)

7,29

0,955,38^{3/ 2}

TÝnh l¹i: F(_c) =

= 0,615(m²)  _c^’’= 0,609 =>h”_c= 5,38  0,609 = 3,27(m).

TÝnh: .h”_c= 1,07  3,27 = 3,5(m).

7,29²

1 7,29²

Z₂=



= 0,53(m)

19,62 0,95² 2²19.623,5²

TÝnh l¹i chiÒu s©u bÓ theo c«ng thøc:

®èi víi d₁=.h”_c- (h_h+ Z₂) = 1.07  3,47 - (2+ 0,49) = 1,22 (m).

Ta thÊy d₀d₁vËy phÐp tÝnh trªn lµ ®-îc. Ta chän d = 0,98(m).

+ ChiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng: L_b= L₁+ L_n

Trong ®ã: L₁: chiÒu dµi n-íc r¬i tõ ng-ìng cèng xuèng s©n tiªu n¨ng.

L₁=2 h_k(P  0.35h_k)

P: ChiÒu cao ng-ìng cèng so víi ®¸y bÓ, P = 0,98m.



.

2

H₀ 4,4  2,93

h_K=

(m).

3

VËy L₁=2 2,93(0,98  0,35 2,93) = 4,85(m).

L_n: ChiÒu dµi n-íc nh¶y:

L_n= 4.75 (h”_c- h_c) = 4,75.(3,27 - 1,49.0,628) = 11,09(m).

: hÖ sè , (  = 0,75).

vËy L_b= 4,85 + 0,75  11,09 = 13,17(m).

KÝch th-íc ®µo bÓ lµ:

- §é s©u ®µo: d = 0,98(m); - ChiÒu dµi: L_b= 13(m)

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 6

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

Ch-¬ng 3: Bè trÝ c¸c bé phËn cèng

I - Th©n cèng: bao gåm b¶n ®¸y, trô vµ c¸c bé phËn kh¸c.

1. Cöa van: chän cöa van ph¼ng

2. T-êng ngùc:

a - C¸c giíi h¹n cña t-êng

+ Cao tr×nh ®¸y t-êng: Z_®t= Z_tt+ 

Z_tt: cao tr×nh mùc n-íc tÝnh to¸n Z_tt= 4,40m

: ®é l-u kh«ng lÊy  = 0,6 m

VËy Z_®t= 4,40 + 0,6 = 5,0 m. LÊy Z _®¸y= 5,0(m)

+ Cao tr×nh ®Ønh t-êng : lÊy b»ng cao tr×nh ®Ønh cèng, ®-îc x¸c ®Þnh theo 2 c«ng thøc:

Z₁= Z_s«ng^TK+ h + _s+ a

(1)

Z₂= Z_s«ng^Thùc+ h’ + _s’+ a’ (2)

TrÞ sè cao tr×nh ®Ønh sÏ lÊy gi¸ trÞ lín trong 2 c«ng thøc trªn

* TÝnh Z₁

V ².D

TK

TÝnh h: §é dÒnh do giã øng víi Z_s«ng: h = 210^-6

.cos

g.H

Trong ®ã: V: VËn tèc giã lín nhÊt V = 28 m/s

D: §µ sãng øng víi mùc n-íc s«ng b×nh th-êng D = 200 (m)

H: Cét n-íc trong ®ång: H = 4,4m

: gãc hîp bëi trôc däc cña hå vµ h-íng giã = 0⁰

28² 200

VËy h = 210^-6

1  0.17(m)

9.81 4,4

TÝnh _s(®é dÒnh cao nhÊt cña sãng)

Theo c«ng thøc _s= K_s.h_s1%.

h

Gi¶ thiÕt tr-êng hîp ®ang xÐt lµ sãng n-íc s©u H > 0.5

tÝnh c¸c ®¹i l-îng kh«ng thø nguyªn.



gt 9.81 63600

gh

V ²

g

V



 7567.7



 0.032

g

;

 23

V

28

gD 9.81 200

gh

V ²



 2.5 

 0.003

;

 0.53

V ²

28²

V

gh

V ²

g

V

Chän trÞ sè nhá trong 2 trÞ sè trªn ta cã:

 0.003

;

 0.53



h

= 0.24;



= 1.51

g. ²9.811.51²

TÝnh



:



=

 3.56 (m)

2

23.14

KiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sãng s©u H > 0.5



6.0 > 1.78 tho¶ m·n

+ TÝnh h_1%= K_1%.

h

g.H

V ²

víi K_1%= f (

) tra ®å thÞ P2-2 ta cã: K = 2.4

VËy h_1%= 2.4 0.24 = 0.58

 h

+ TÝnh K_s= f(

,

) Tra P2-4  K_s= 1.2

H 

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 7

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

VËy _s= 1.2  0.58  0.24 = 0.0016

T×m a: ®é cao an toµn lÊy a = 0.4 m

VËy Z₁= 5.22 + 0.0061 + 0.0016 + 0.4 = 5.63 (m)

V ².D

+ TÝnh Z₂:

h' = 210^-6

.cos

g.H

V: vËn tèc giã b×nh qu©n lín nhÊt V = 18 (m/s).

D: ®µ giã øng víi mùc n-íc lín nhÊt D = 300 (m).

H: cét n-íc trong s«ng H = 6,0(m)

18²300

h' = 210^-6

 0,025.10^3

9.815

+ TÝnh _s: _s= K_s. K_1%.

gt 9.813600 6

h

gh

V ²

g

V

TÝnh



 11772 

 0.085

g

;

 4.2

V

18

gD 9.81300

gh



 9.1





 0.0055

;

 0.75

V ²

18²

gh

V ²

V

gi¸ trÞ nhá nhÊt:

 0.0055

h

= 0.18

g

V

 0.75



= 1.38

g ²9.811.38²

TÝnh



=



 2.97(m)

2

23.14

gH

V ²

TÝnh h_s1%=K_1%.

h

; Víi K_1%=f(

)

Tra ®å thÞ P2-2 cã K_1%= 2,23

VËy h_1%= 2.23  0.18 = 0.40

 h

+ TÝnh K_s= f(

,

) Tra P2-4  K_s= 1.25

H 

do ®ã: _s= 1.25 0.40.18 = 0.09 (m)

§é cao an toµn a = 0,4 m

VËy: Z₂= 7.10 + 0,025.10^-3+ 0.09 + 0.4 = 7,59(m)

Ta thÊy: Z₂> Z₁vËy chän Z₂= 7,59(m) = Z _{®Ønh t-êng}

b, KÕt cÊu t-êng: gåm dÇm ®ì vµ b¶n mÆt. Bè trÝ 2 dÇm ®ì ë ®Ønh vµ ®¸y t-êng.

B¶n mÆt ®æ liÒn khèi víi dÇm chiÒu dµy b¶n mÆt 0.4m vµ ®-îc chÝnh x¸c ho¸ trong tÝnh

to¸n kÕt cÊu ë phÇn sau.

3 - CÇu c«ng t¸c: lµ n¬i ®Æt m¸y ®ãng më vµ thao t¸c van chiÒu cao sµn c«ng t¸c

cÇn ®¶m b¶o khi kÐo van lªn hÕt, cöa van cßn kho¶ng trèng ®Ó ®-a van ra khái cèng khi

cÇn thiÕt ®Ó thay thÕ, söa ch÷a.

KÕt cÊu cÇu c«ng t¸c bao gåm: DÇm ®ì, b¶n mÆt, cét trèng cao tr×nh ®Ønh cÇu c«ng

t¸c: +14,0 m

BÒ réng: 6m

4 - Khe phai vµ cÇu th¶ phai: bè trÝ ë ®Çu vµ cuèi cèng, ®Ó ng¨n n-íc gi÷ cho

khoang cèng kh« gi¸o khi cÇn söa ch÷a

Cao tr×nh mÆt cÇu th¶ phai: 7,59 m

BÒ réng mÆt cÇu: 1.0 m

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 8

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

5 - CÇu giao th«ng: cao tr×nh mÆt cÇu :7.2 m,réng : 6 m

6 - Mè cèng: bao gåm 1 mè gi÷a vµ 2 mè bªn trªn mè bè trÝ khe phai vµ khe van.

Mè dµy1 m,khe phai:25 cm x 25 cm,khe van:30 cm x 30 cm,mè gi÷a l-în trßn R =

0.5 m

7 - Lùc lón: do cèng më nªn kh«ng cÇn bè trÝ khe lón.

8 - B¶n ®¸y: chiÒu dµy b¶n ®¸y s¬ bé chän: 1m

II - §-êng viÒn thÊm

Bao gåm: b¶n ®¸y cèng, s©n tr-íc, c¸c b¶n cõ, ch©n khay

1, S©n tr-íc: vËt liÖu lµm s©n lµ bª t«ng

ChiÒu dµi s©n: Ls =3H ; Ls = 3 4,4 =13,2(m).

chiÒu dµy: ®Çu s©n lÊy t₁= 0.6m

H

Cuèi s©n theo c«ng thøc: t₂

 

j

H: ®é chªnh cét n-íc ë 2 mÆt s©n

[j] gra®ien thÊm cho phÐp phô thuéc vµo vËt liÖu lµm s©n.

ë ®©y ta kh«ng tÝnh mµ chän b»ng b¶n ®¸y; t₂= 0,8m.

2 - B¶n cõ

a - VÞ trÝ: do cèng chÞu ¸p lùc n-íc tõ 2 chiÒu thuËn nghÞch nªn ta bè trÝ cõ ë phÝa

cã ®Çu n-íc cao h¬n.

b - ChiÒu dµi ®ãng cõ: v× tÇng thÊm dµy nªn ta chØ ®ãng cõ ®Õn mét ®é s©u nhÊt

®Þnh (cõ treo). ChiÒu dµi cõ S = (0.6 1)H

S = 0.8H = 0.8  4,4 = 3,52(m) ta lÊy S = 3,5(m)

ChiÒu dµy t-êng cõ: 0,4(m)

ChiÒu réng cõ lÊy: 0,6(m)

VËt liÖu lµm cõ: bª t«ng cèt thÐp

3 - Ch©n khay: lµm ë 2 ®Çu b¶n ®¸y c¾m s©u vµo nÒn ®Ó t¨ng æn ®Þnh vµ kÐo dµi

®-êng viÒn thÊm.

4 - Tho¸t n-íc thÊm: do cèng lµm viÖc 2 chiÒu nªn 1 ®o¹n s©n tiªu n¨ng phÝa s«ng

tiÕp gi¸p b¶n ®¸y kh«ng ®ôc lç. §o¹n nµy ®ãng vai trß nh- 1 s©n tr-íc ng¾n khi n-íc

s«ng lín.Ta chän 1 ®o¹n kh«ng ®ôc lç lµ 6(m).

5 - S¬ bé kiÓm tra chiÒu dµi ®-êng viÒn thÊm.

KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn sau: L_tt C . H

L_n

Trong ®ã: L_tt= L_®+

(chiÒu dµi tÝnh to¸n ®-êng viÒn thÊm).

m

L_®: chiÒu dµi tæng céng cña c¸c ®o¹n th¼ng ®øng:

L_®= 0,6+24,5+0,4+0,6+0,4 = 11(m)

L_n: Tæng chiÒu dµi ®o¹n n»m ngang ; L_n= 16,5+12+6=34,5 m

m: hÖ sè hiÖu qu¶ trªn hai cét n-íc thÊm trªn c¸c ®o¹n th¼ng ®øng so víi c¸c ®o¹n

n»m ngang. V× cã 1 hµng cõ nªn m = 1.5

C: hÖ sè phô thuéc vµo lo¹i ®Êt nÒn, víi c¸t pha lÊy C = 5 (phô lôc 3)

H: chªnh lÖch cét n-íc th-îng h¹ l-u cèng

34.5

VËy: L_tt= 11 +

= 34 (m)

1.5

+ Tr-êng hîp trong ®ång lµ mùc n-íc max vµ ngoµi s«ng lµ mùc n-íc min th× :

H = 3.5 m Khi ®ã: C .H = 17.5 < L_tt= 34 m

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 9

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

+ Tr-êng hîp trong ®ång lµ mùc n-íc min vµ ngoµi s«ng lµ mùc n-íc max th×:

H = 4m Khi ®ã: C H = 20 < L_tt= 34 m

Nh- vËy chiÒu dµi ®-êng viÒn thÊm s¬ bé tÝnh to¸n nh- trªn lµ ®¶m b¶o ®é bÒn thÊm

chung.

III - Nèi tiÕp cèng víi th-îng h¹ l-u:

1 - Nèi tiÕp th-îng l-u:

1

Gãc më cña t-êng vÒ phÝa tr-íc lÊy víi tg₁=

4

H×nh thøc t-êng lµ mÆt trô nèi tiÕp víi kªnh th-îng l-u, ®¸y ®o¹n kªnh nèi tiÕp víi

kªnh th-îng l-u ®-îc x©y b»ng ®¸ cã chiÒu dµy 0,5m. PhÝa d-íi cã tÇng ®Öm c¸t dµy

15cm.

2 - Nèi tiÕp h¹ l-u:

1

- Gãc më cña t-êng vÒ phÝa sau tg₂= h×nh thøc t-êng lµ t-êng xo¾n vá ®ç, chiÒu

5

dµi kÐo hÕt bÓ tiªu n¨ng.

- S©n tiªu n¨ng: B»ng bª t«ng ®æ t¹i chç cã bè trÝ lç tho¸t n-íc ë cuèi bÓ. ChiÒu dµy

s©n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: t = 0.15.V₁. h₁

Trong ®ã: V₁vµ h₁lµ l-u tèc & chiÒu s©u chç ®Çu ®o¹n n-íc nh¶y. ChiÒu dµy lÊy

t_s= 0,4(m)

- S©n sau: ®-îc x©y b»ng ®¸ l¸t khan cã bè trÝ lç tho¸t n-íc so le nhau, phÝa d-íi cã

tÇng ®Öm h×nh thøc läc ng-îc.

ChiÒu dµi ®-îc x¸c ®Þnh L_s= K q H

H: Chªnh lÖch mùc n-íc th-îng h¹ l-u: H = 4 m

Q

86

q =



 4,3(m³/s) (L-u l-îng ®¬n vÞ ë cuèi s©n tiªu n¨ng)

b_s20

K: HÖ sè phô thuéc vµo chÊt ®Êt (lÊy k = 15)

VËy L_s= 15 4,3 4 = 43,99(m)

Ch-¬ng 4: TÝnh to¸n thÊm d-íi ®¸y cèng

I - Nh÷ng vÊn ®Ò chung:

1. Môc ®Ých: X¸c ®Þnh l-u l-îng thÊm q, lùc thÊm ®Èy ng-îc lªn ®¸y cèng w_t,

gra®ien thÊm J.

2. Tr-êng hîp tÝnh to¸n: tÝnh to¸n víi tr-êng hîp chªnh lÖch mùc n-íc th-îng h¹

l-u lín nhÊt; ë ®©y ta chØ tÝnh cho tr-êng hîp: Mùc n-íc ®ång lµ mùc n-íc min(2), mùc

n-íc s«ng lµ mùc n-íc max(5,0)dßng thÊm ng-îc

3. Ph-¬ng ph¸p tÝnh:

TÝnh theo ph-¬ng ph¸p vÏ l-íi thÊm b»ng tay.

II - TÝnh thÊm cho tr-êng hîp ®· chän

Mùc n-íc ®ång lµ 2,0 mùc n-íc s«ng lµ 5,0

1. VÏ l-íi thÊm: vÏ theo ph-¬ng ph¸p ®óng dÇn

Dùa vµo s¬ ®å thÊm ta x¸c ®Þnh ®-îc n = 20 d¶i vµ m = 7 èng dßng

2. Dïng l-íi thÊm ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr-ng cña dßng thÊm

a. X¸c ®Þnh ¸p lùc thÊm ®Èy ng-îc w_®n

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 10

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

Cét n-íc thÊm t¹i 1 ®iÓm x nµo ®ã c¸ch ®-êng thÊm cuèi cïng i d¶i sÏ lµ:

H

h_x= i.

n

H: chªnh lÖch cét n-íc tr-íc vµ sau cèng: H = 4. 0 m

4.0

h_A= 15.5

= 3.1 (m)

20

4.0

h_B= 9.5

= 1.9 (m)

20

_n.h_A

_n.h_B

Tõ kÕt qu¶ trªn ta vÏ ®-îc biÓu ®å ¸p lùc thÊm d-íi ®¸y c«ng tr×nh vµ tÝnh ®-îc

tæng ¸p lùc ®Èy ng-îc

h_A h

w_®n= w_t+ w₁= _n.L(

^B)   _n.L(h_h t)

=

2

3.11.9

= 10  12 (

) 1012(1 0.7) =300+204= 504 (kN/m)

2

b. X¸c ®Þnh gra®ien thÊm

H

Gra®ien thÊm trung b×nh t¹i « l-íi bÊt kú cã trong ®o¹n s sÏ lµ: J_tb=

, øng

n.s

víi c¸c trung ®o¹n ë c¸c « l-íi ë cöa ra cña dßng thÊm.

s₁= 1.2; s₂= 2.4; s₃= 4.0; s₄= 5.2

Ta cã J_tbt-¬ng øng lµ:

J_Tb1= 211.10^-3

J_tb2= 105.10^-3

J_tb3= 63.10^-3

J_tb4= 49.10^-3

Do ®ã ta vÏ ®-îc biÓu ®å gra®ien thÊm t¹i cöa ra (J_ra) vµ x¸c ®Þnh ®-îc:

J_r= J_bh^max= 230.10^-3

III - KiÓm tra ®é bÒn thÊm cña nÒn.

1. KiÓm tra ®é bÒn thÊm chung:

J_K_tb

Theo c«ng thøc: J_tb

k_n

tb

Trong ®ã: J_kGra®ien thÊm tíi h¹n trung b×nh (b¶ng P3-2), ®Êt c¸t h¹t nhá - víi

tb

c«ng tr×nh cÊp III, lÊy J_k= 0.22 = 220.10^-3

k_n: hÖ sè tin cËy (k_n= 1.15)

tb

J_K

0.22

1.15

Ta cã:

=

 0.191  19110^3

k_n

J_tb: Gra®ien trung b×nh trong vïng thÊm tÝnh to¸n

L₀

S₀

H

J_tb=

T_tt: chiÒu s©u tÝnh to¸n cña nÒn - phô thuéc vµo

T_tt.

L₀: h×nh chiÕu ngang L₀= 34.5(m)

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 11

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

S₀: h×nh chiÕu ®øng cña ®-êng viÒn S₀=5.5(m)

L₀

34.5

Ta cã:

=

 6.27  5

S₀5.5

Ta lÊy T_tt= 0.5 .L₀= 0.5  34.5 = 17.25

: Tæng hÖ sè søc c¶n cña ®-êng viÒn thÊm, tÝnh theo ph-¬ng ph¸p cña TrugaÐp

(ph-¬ng ph¸p hÖ sè søc kh¸ng)

 = _V+ _n’ + _n’’ + _c+ _r

Trong ®ã:

a

0.4

_v= 0.44 +

= 0.44 +

 0.463

17.25

T_tt

(L  L₂)  0.55

(14  9)  0.55

_n’=

_n”=

=

= 1.24

T_tt

16.5

L₁ 0.55

10  0.55

=

 0.45

T_tt

16.5

S

0.5

T_tt

S

_c= 1.5

+

= 0.51

S

T_tt

1 0.45

T_tt

a

0.4

_ra= 0.44 -  0.44 

T_tt

 0.42

16.5

VËy:  = 3.08

H

4.05

 J_tb=



 0.0797; Ta thÊy: J_tb< J_ktb--> §Êt nÒn kh«ng bÞ tr«i

T_tt 16.53.08

2. KiÓm tra ®é bÒn thÊm côc bé:

Theo c«ng thøc: J_r< J_k

J_r: trÞ sè gra®ien thÊm côc bé ë cöa ra J_r= 230.10-3

J_k: TrÞ sè gra®ien thÊm tíi h¹n côc bé (Tra P3 -1)

d₆₀

J_kphô thuéc vµo  =

 9

d₁₀

Ta cã: J_gh= J_k= 0.6 = 60010^-3

Nh- vËy: J_r< J_kNªn kh«ng cã hiÖn t-îng xãi ngÇm c¬ häc t¹i mÆt c¾t cöa ra.

Ch-¬ng 5: TÝnh to¸n æn ®Þnh cèng

I - Môc ®Ých vµ tr-êng hîp tÝnh to¸n:

1. Môc ®Ých: KiÓm tra æn ®Þnh cèng vÒ tr-ît, lËt, ®Èy næi, yªu cÇu chØ kiÓm tra æn

®Þnh tr-ît

2. Tr-êng hîp tÝnh to¸n.

- TÝnh to¸n cho tr-êng hîp: mùc n-íc trong ®ång lµ mùc n-íc min (+2,0). Mùc

n-íc ngoµi s«ng lµ mùc n-íc max (+5,0).

II - TÝnh to¸n æn ®Þnh tr-ît cho tr-êng hîp ®· chän.

1. X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn m¶ng tÝnh to¸n.

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 12

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

a. C¸c lùc th¼ng ®øng (tÝnh s¬ bé).

* Träng l-îng b¶n ®¸y cèng:

- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang:

1110

F = 121.5 - 0.5

= 12.75( m²)

2

 G_b®= _b.F.B = 2,41212.75 = 367,2 T

* Träng l-îng mè gi÷a vµ 2 mè bªn:

DiÖn tÝch mè 2 gi÷a vµ 2 mè bªn lµ: F =0.5²3.142+111+120.52 =24,17(m²)

ChiÒu cao mè lµ H = 7.2-1 =6.2 (m)

G_mè= FH2.4 = 24.176.22.4 = 359.6 T

* Träng l-îng cÇu giao th«ng:

- ChiÒu dµi cÇu: L_c= 11.8+2 =13.2 (m). (2m lµ chiÒu dµi t¨ng thªm vÒ 2 phÝa)

- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cÇu:

F = 6 0.9 - 40.2 - 0.80.32- 0.820.4 -20.4 =2,68 m².

 G_cÇu= _b.F.L_c= 2.42.6813.8 = 88.76 T

* Träng l-îng t-êng ngùc:

- ChiÒu dµi t-êng: L_t= b - 2= 11.8 - 2 =9.8 m.

- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang t-êng:

F = F_t= 1.60.6 -1.0,3 = 0.66 m²

 G_t= F_t.L_t._b= 0.669.82,4 = 15.5 T

* Träng l-îng cÇu c«ng t¸c:

- ChiÒu dµi cÇu c«ng t¸c: L_ct= 11.8 m.

- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang:

F₁= 30,3 = 0,9 m²

F₂= 20,36.5 + 20,22 = 4.7 m²

 G_ct= _b.[F₁11.8+ F₂0.44] = 2,4.(0,911.8 + 4.70.44) = 43.5 T

* Träng l-îng cÇu th¶ phai:

- DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang: F = 20,31 = 0,6 m²

 G_p= _bFb = 2,40,611.8 = 17 T(Träng l-îng cña c¶ 2 cÇu)

* Träng l-îng n-íc trong cèng:

- PhÝa s«ng: H = Z_{s«ng max}- Z_{®¸y cèng}= 6- 1 = 5 m  G_TL= 139.85 = 146.6 T

- PhÝa ®ång: H = Z_{®ång min}- Z_{®¸y kªnh}= 2 - 1 = 1 m  G_HL= 1199.8= 88.2 T

*Trängl-îng cöa van:Lµm b»ng thÐp: G_cv=qHl₀(GTTC tËp I)

Trong ®ã: + l₀: chiÒu daøi cöa van; l₀= 4.9 +0.3 = 5.2 (m)

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 13

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

+ H: ChiÒu cao cöa van; H = 4.6+0.5= 5.1 (m)

q: Träng l-îng phÇn déng cña cöa van ph¼ng tÝnh cho 1 m²lç cèng

q = 60(H_cl₀)^1/3-601.4 =60(2.35.2)^1/3- 601.4 =29.4 daN/m²

H_cCét n-íc tÝnh to¸n tai t©m lç cèng H_c= 2.3 m

G_cv1= 29.45.25.1 0.1= 78.1 T

Träng l-îng 2 cöa van lµ G_cv= 156.2 T

* C¸c lùc ®Èy ng-îc:

- AÙp lùc thuû tÜnh:

- AÙp lùc thÊm:

W_tt= (0.7 + 1) .1211.8=240.7 T

W_th= 3011.8 = 354 T.

b. C¸c lùc ngang (tÝnh s¬ bé)

1

2

1

1.5².11.8

- AÙp lùc n-íc phÝa s«ng: W_S= . _n.H_s².b

=

= 147.5 T

2

1

§iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n H_s+1= 2.67 m.

3

1

2

- AÙp lùc n-íc phÝa ®ång: W_®= . _n.H_d². b

=

1.²1.11.8 = 5.9 T

2

1

§iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n H_®+1 = 1.33 m.

3

1

- AÙp lùc bÞ ®éng ë ch©n khay h¹ l-u: E_b®=(

Trong ®ã: = _bh= _®n+ _n=1,9(T/m⁸)



H²K_b+2CH Kb )11,8

2



K_b=tg²(45⁰+ )=1.89 (víi = 18⁰)

2

C =C_bh= 0.3(T/m₂)

1

E_b®=( 1.91²1.89  2 0.31 1.89 )11.8=30.9 (TÊn)

2

1

2C²

- AÙp lùc chñ ®éng ë ch©n khay th-îng l-u: E_c= (



H²K_c-2CH Kc +

)11.8

2



_bh

2

Trong ®ã:K_c=tg²(45⁰-

) =0,53

 = _bh= _®n+ _n=1,9 (T/m₃)

C =C_bh= 0,3(T/m₂)

 = _bh= 18⁰

1

2 0.3²

E_c®=( 1.91² 0.53  2 0.31 0.53 

)11.8 = 1.84(T)

2

2 - X¸c ®Þnh ¸p lùc ®¸y mãng:

 M₀

W

 P

F

Theo s¬ ®å nÐn lÖch t©m:  =

P: Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng



SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 14

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

Mo:Tæng m«men cña c¸c lùc t¸c dông lªn ®¸y mãng lÊy ®èi víi t©m O cña m¶ng.

F: DiÖn tÝch ®¸y m¶ng , F = L.B = 14 x 11.8 = 165.2 (m²)

BL²11.812²



 283.2(m³)

W: m« ®un chèng uèn cña ®¸y m¶ng ;

w =

6

§Ó tÝnh tæng m« men cña c¸c lùc t¸c dông lªn ®¸y m¶ng lÊy ®èi víi t©m O cña ®¸y;

ta s¬ bé bè trÝ c¸c chi tiÕt vµ h¹ng môc.

B¶ng 1: TÝnh m« men c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn b¶n ®¸y

K

Lùc

ngang

Tay

®ßn(m)

0

STT

Tªn lùc

B¶n ®¸y

Trô gi÷a vµ bªn

CÇu GT

T-êng ngùc

CÇu c.t¸c

Cöa van

M₀(Tm)

0

hiÖu ®øng(T)

1

2

3

4

5

6

7

G_®

G_tr

G_c

G_t

G_ct

G_cv

361.1

359.6

88.76



0

2

3.3

3

0

177.52

-54.25

-130.5

-468.6

15.5

43.5



3

156.2



N-íc trong cèng G_HL

(phÝa ®ång)

N-íc trong cèng G_TL

(phÝa s«ng)

1.5

4.5

-132.3

659.7

88.2



8

146.6





9

¸p lùc thÊm

W_th

W_tt

W_s

W_®

E_c®

E_b®

G_p

0.48

0

2.67

1.67

0.33

5.5

169.92

0

393.8

-9.85

354



10

11

12

13

14

15

¸p lùc thuû tÜnh

¸p lùc n-íc TL

¸p lùc n-íc HL

¸p lùc ®Êt chñ ®

¸p lùc ®Êt bÞ ®

CÇu th¶ phai

240.7

147.5



5.9



1.84

31.9





0.6

-10.53

+46.75

-46.75

591.2

17/2



690.76

111.54



 M₀

 P

F

Tõ c«ng thøc: 



W

690.76 591.29

Ta cã:

_max=

_min=

_tb=



 6.26(T/m²)

165.2

283.2

690.76 591.29



 2.09(T/m²)

165.2

283.2

 _max _min

2.09  6.26



 4.18 (T/m²)

2

3. Ph¸n ®o¸n kh¶ n¨ng tr-ît: xÐt 3 ®iÒu kiÖn

 _max

B 

 N._^lim 1

a. ChØ sè m« h×nh:

N=

Trong ®ã: B: ChiÒu réng m¶ng (chiÒu réng // víi lùc ®Èy)

2.45 1

1 0.61

 1

: Dung träng ®Êt nÒn (dung träng ®Èy næi); = _®n=



1  0.9 (T/m³)

Trang 15

 _n

1 

: hÖ sè rçng cña ®Êt nÒn (c¸t pha = 0.61)

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

 _tn _k(1 )

1.52(1 0.61)

 



 2.45

 _n

1

6.26

N =

 0.55  1

12.0.9

c

b. ChØ sè chèng tr-ît: tg

 = tg +

 0.45

_tb

0.3

,c: lµ gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh cña ®Êt nÒn. tg

K_t(1 e)t₀



= tg18⁰+

 0.396  0.45

4.18

c. Møc ®é cè kÕt: C_v=

 4

2

a _nh₀

K_t: hÖ sè thÊm (K_t= 210^-6m/s)

e: hÖ sè rçng tù nhiªn cña ®Êt (e = 0.61)

t₀: Thêi gian thi c«ng c«ng tr×nh (2 n¨m = 63.07210⁶(s))

a: hÖ sè nÐn cña ®Êt (a = 2 m²/N = 210⁴m²/T)

h₀: ChiÒu dµy tÝnh to¸n cña líp cè kÕt lÊy = B ; h₀= B = 12 (m)

210^6(1 0.61)63.07210⁶

VËy: C_u=

 0.7  4

2112²

Trong 3 ®iÒu kiÖn trªn, ®iÒu kiÖn trªn, ®iÒu kiÖn 2 vµ 3 kh«ng tho¶ m·n do vËy c«ng

tr×nh cã thÓ x¶y ra tr-ît hçn hîp. (Trong ®å ¸n nµy chØ yªu cÇu kiÓm tra tr-ît ph¼ng).

4- TÝnh to¸n tr-ît ph¼ng:

m

§iÒu kiÖn cña cèng ®-îc æn ®Þnh khi: N_c.N_tt



R

k_n

Trong ®ã:

n_c: HÖ sè tæ hîp t¶i träng n_c= 1

m: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc m = 1

k_n: hÖ sè tin cËy (c«ng tr×nh cÊp III) k_n= 1.15

N_tt= T_tl+ E_ctl- T_hl(ph-¬ng ngang)= W₁+ E_c1- w₂= 147.5+1.84 -5.9 = 143.44 (T)

R: Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña lùc chèng tr-ît giíi h¹n

R =

 P.tg+m₁.E_bhl+FC

m₁: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cã xÐt ®Õn quan hÖ gi÷a ¸p lùc bÞ ®éng cña ®Êt víi

chuyÓn vÞ ngang cña cèng. V× kh«ng cã tµi liÖu thÝ nghiÖm tr-ît nªn lÊy m₁= 0,7

VËy: R = 690.7.tg18^o+ 0,7 31.9 + 165.20,3 = 296.25 (T)

Do ®ã; N_tt.n_c= 143.44 x 1 = 143.44

m

R  296.25

Ta thÊy: n_c.N_tt= 143.44 <

=> VËy c«ng tr×nh kh«ng bÞ tr-ît ph¼ng.

K_n

Ch-¬ng 6 : TÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cèng

I - Më ®Çu:

1. Môc ®Ých: x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh to¸n néi lùc vµ bè trÝ cèt thÐp trong b¶n

®¸y cèng. (ChØ yªu cÇu x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh kÕt cÊu b¶n ®¸y cèng theo ph-¬ng

ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi).

2. Tr-êng hîp tÝnh to¸n:

- TÝnh to¸n tr-êng hîp bÊt lîi vÒ mÆt chÞu lùc cña b¶n ®¸y (khi chªnh lÖch mùc

n-íc th-îng h¹ l-u lín nhÊt).

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 16

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

3. Chän b¶ng tÝnh to¸n: ViÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cÇn tiÕn hµnh cho c¸c b¨ng

kh¸c nhau (tÝnh nh- bµi to¸n ph¼ng, lÊy chiÒu réng b¨ng b = 1 m).

Trong ®å ¸n chØ yªu cÇu tÝnh to¸n cho 1 b¨ng ë sau cöa van.

II - TÝnh to¸n ngo¹i lùc t¸c dông:

Trªn 1 b¨ng cña m¶ng c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn b¶n ®¸y bao gåm: Lùc tËp trung tõ

1. Lùc tËp trung tõ c¸c mè:

Th-êng xÐt riªng cho tõng mè.

G₁, G₂: Träng l-îng c¸c phÇn cña mè.

G₃: Träng l-îng t-êng ngùc.

G₄: Träng l-îng cÇn c«ng t¸c.

G₅: Träng l-îng cÇn giao th«ng.

G₆: T¶i träng do ng-êi vµ xe cé ®i l¹i trªn cÇu.

T₁, T₂: ¸p lùc ngang cña n-íc tõ th-îng, h¹ l-u truyÒn qua khe van (khi van ®ãng).

C¸c lùc G₃, G₄, G₅, G₆, T₁, T₂tÝnh trong ph¹m vi phô tr¸ch cña mè (nöa nhÞp cèng

khi tÝnh cho 2 bªn, hai nöa nhÞp 2 bªn khi tÝnh cho mè gi÷a).

KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:

TrÞ sè cña lùc t¸c dông lªn mè

Lo¹i mè

G₁

37.2

G₂

52.08

G₃

G₄

G₅

G₆

10

T₁

T₂

Mè bªn

Mè gi÷a 78.64 108.64

3.875

7.75

10.87

21.75

22.19

44.38

36.87 1.475

73.75 2.95

G Mo

=



.

m



Fm Wm

Trong ®ã:

 G: Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng.

F_m: DiÖn tÝch ®¸y mè.

W_m: M« ®un chèng uèn cña ®¸y mè.



a. TÝnh cho mè bªn:

F_mb= 6 (m²)

dL²0.512²

6

W_n=



 12 (m³).

6

136.22 80

_A=

_B=



 29.37 (T/m²).

6

12

136.22 80



 16 (T/m²).

6

12

P_k= 26,6(T/m²).

Lùc t¸c dông cña mè truyÒn cho b¶n ®¸y coi nh- lùc tËp trung, cã trÞ sè nh- sau:

P'_k= P_k.b.d

Trong ®ã: b: chiÒu réng b¨ng tÝnh to¸n (b = 1^m)

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 17

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

d: ChiÒu dµy mè ë ®¸y (d = 0.5^m)

VËy P'_k= P_k= 13.28 T/m²

KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:

Mo (T/m)

Lo¹i

C¸nh tay



G

Tªn t¶i träng

mè

TrÞ sè

®ßn

3.5

2.5

3.3

3

+

-

G₁

G₂

G₃

G₄

G₅

G₆

T₁

130.2

37.2

52.08

3.875

10.87

22.19

10

130.2

12.79

32.61

136.22

2

44.38

20

2

1.67

61.57

36.87

0.49

T₂

0.333

1.475

176.1

256.1

271

G₁

G₂

G₃

G₄

G₅

G₆

T₁

3.5

2.5

3.3

3

78.64

108.4

7.75

271

25.58

65.25

21.75

44.38

10

272

2

88.76

20

2

1.67

123.16

73.75

0.98

362.8

T₂

0.333

2.95

520.92

b - TÝnh cho mè gi÷a:

F_m=11.8 (m²);

W_n= 24 (m³)

272 140.12

_B=



 17.2 (T/m²).

11.8

24

272 140.12

_A=



 28.9 (T/m²).

11.8

24

 P_k=26.46 (T/m²) P’_k= 26.46 (T/m²).

+ Träng l-îng n-íc trong cèng: q_o=_n.h_n.b.

Trong ®ã _n= 1

h_n: chiÒu dµy n-íc t¹i b¨ng tÝnh to¸n

q_o= 151 = 5 (T/m)

+ Träng l-îng b¶n ®¸y: q_i= _b.t.b

Trong ®ã: _b= 2.4

t: chiÒu dµy b¶n ®¸y (t = 1m)

b: ChiÒu réng b¨ng tÝnh to¸n

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 18

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát



q₁= 2.4

11 = 2.4 (T/m)

¸p lùc ®Èy ng-îc (lùc thÊm + ¸p lùc thuû tÜnh)

q₂=_n.h_®n.b

Trong ®ã :

q₂= 1

h_®n: cét n-íc ®Èy ng-îc t¹i b¨ng tÝnh to¸n (h_®n= 4.55 ^m)



4.55 1 = 4.55 (T/m)



q₃= P_p.b

Trong ®ã: P_p:ph¶n lùc t¹i ®¸y mãng

q₃= 8.0581 = 8.058 (T/m)

3

Q =



P'_K+ 2L.

q

i



i1

Trong ®ã:

2L: ChiÒu dµi b¨ng ®ang xÐt (2L = 14^m)



P'_K= -2 (20.4 + 24.2) = -89.2 (T)

qi = q_o+ q₁+ q₂+ q₃= -1.3 – 2.5 + 5.45 + 8 = 9.7 (T/m)

VËy: Q = -89.2 + 14

 9.7 = 46.6 (T)

 F_m.Y₁ F_d.Y₂

X¸c ®Þnh vÞ trÝ trô trung hoµ : Y₀=

F_m F_d

Trong ®ã:

F_m:tæng diÖn tich c¸c mè

F_®:diÖn tÝch phÇn b¶n ®¸y

1 6.55 4.25 141 0.5

Y₀=

 0.85 (m)

5 6.51141

VÏ biÓu ®å momen tÜnh S_ccña b¨ng tÝnh to¸n

Trong ®ã F_c:diÖn tÝch phÇn bÞ c¾t

S_c= F_c.y_c

XÐt hai phÇn: PhÇn I: b¶n ®¸y

PhÇn II: t-êng mè

*TÝnh cho phÇn I:

F_c¹=141 = 14 (m²)

y_c¹= 0.85 + 0.5 = 1.35 (m)

 S_c¹= 14  1.35 =18.9 (m³)

*TÝnh cho phÇn II:

2

Mè gi÷a: F_cg= 6.5  1 = 6.5 (m²)

6.5

2

y_cg=

 0.85  2.4 (m)

2

S_cg= 6.5  2.4 = 15.6 (m³)

2

Mè bªn: F_cb= 6.5  1 = 6.5 (m²)

2

S_cb= 6.5  2.4 = 15.6 (m³)

2

S_c²= S_cg+ S_cb=15.6  2 = 31.2 (m³)

TÝnh diÖn tÝch biÓu ®å S_c, phÇn t-¬ng øng víi mè (A₁) vµ víi b¶n ®¸y (A₂)

3F

h

6.531.2

Tõ S =

 F  S

A₁=

 135.2

2h

3/ 2

118.9

3/ 2

A₂=

 12.6

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 19

Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng

GVHD: Laõ Baù Thieát

A

135.2

1

Q_m= Q

 46.6

 42.63 (T)

A  A₂

135.2 12.6

1

Q_®= Q - Q_m= 46.6 – 42.63 = 3.97 (T)

Q_m

42.63

P’₁= P’₂= P’₃= P’₄= P’₅= F_m

 6.5

 8.526 (T)

 F_m

6.55

Q_d

3.97

2,14

q₄=



 0,142

2l

4, T¶i träng bªn:

§Çu m¶ng tinh to¸n giap bê ®Êt, mè bªn

Ph¹m vi ®Êt ®¾p ®µo mãng

T¶i träng ®øng: S = _dh_db

lÊy

b =1 (m)

h_d= 7.5 (m)

_d= 1.65

 S = 1 1.65  7.5 = 12.38 (T/m)

¸p lùc ®Êt ngang E:

h_d

1

7.5

3

E= ( _dh_db)h_d)  12.38 7.5  46.43(T); vÞ trÝ E so víi ®¸y lµ y_ñ=



 2.5 (m)

2

3

T¶i träng xe ®i l¹i q_s= 10 (T/m)

kiÖn æn ®Þnh chÞu lùc .

KÕt luËn

Qua ®å ¸n nµy em ®· hiÓu râ c«ng viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ quy tr×nh tÝnh to¸n, lùa

chän c¸c kÕt cÊu c«ng tr×nh cèng lé thiªn,®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cèng vµ nh÷ng yªu cÇu

kü thuËt tr×nh trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ.

trong qu¸ tr×nh lµm bµi kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt chñ quan, em rÊt mong cã ®-îc sù

chØ b¶o cña c¸c thÇy trong bé m«n ®Ó em cã ®iÒu kiÖn kh¾c phôc nh÷ng sai sãt ®· m¾c

ph¶i.

gi¸o h-íng dÉn ®· chØ b¶o, gióp ®ì em hoµn thµnh ®å ¸n nµy.

SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân

Trang 20