Đồ án công trình thủy

Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
PHẦN I
A. TÀI LIỆU
Theo quy hoạch trị thủy và khai thác sông C, tại vị trí X phải xây dựng một cụm
công trình đầu mối thủy lợi với nhiệm vụ phát điện là chính, kết hợp phòng lũ cho hạ
lưu,điều tiết nước cho phục vụ tưới,cấp nước sinh hoạt và giao thông trong mùa kiệt.
I. Nhiệm vụ công trình
1. Phát điện là chính, với công suất lắp máy N=150MW.
2. Cấp nước sinh hoạt cho 10000 dân.
3. Kết hợp nuôi trồng thủy sản và du lịch sinh thái.
4. Kết hợp dùng nước sau nhà máy thủy điện tưới cho 1000ha đất canh tác.
5. Phòng lũ lụt cho hạ du.
II. Các hạng mục công trình đầu mối
Tại đầu mối có 3 hạng mục công trình chủ yếu được xây dựng :
1. Đập chính ngăn sông – được chọn phương án là đập Bê tông trọng lực.
2. Công trình tháo lũ với phương án tràn tự do đặt trong than đập Bê tông trọng lực.
3. Công trình lấy nước và nhà máy Thủy điện sau đập.
III. Tài liệu cơ bản cho trước
1. Tài liệu địa hình
- Cho trước bình đồ địa hình vùng tuyến tỷ lệ 1:2000
- Tuyến đập thiết kế đã được chọn trước trên bình đồ.
- Tài liệu địa chất: Địa chất nền tuyến đập tương đối đơn giản, trên mặt có phủ một
lớp đất thịt dày từ 1-5m. Nền đá gốc có độ phong hóa nứt nẻ trung bình.
a. Nền tuyến đập:
Nền sa thạch phân lớp, trên mặt có phủ một lớp đất thịt dày từ 3-5 m. Đá gốc có
độ phong hóa, nứt nẻ trung bình.
b. Tài liệu ép nước tuyến đường tại tuyến đập
Độ sâu (m) 10 15 20
Độ mất
nước(l/ph)

0,06 0,04 0,02
c. Chỉ tiêu cơ lý của đá nề:
- Hệ số ma sát: f = 0,6.
- Các đặt trưng chống cắt: f
0
= 0,63; c = 2 kg/cm
2
.
- Cường độ chịu nén giới hạn: R = 1700 kg/cm
2
.
2. Vật Liệu Xây Dựng
Khu vực xây dựng có đủ cát, đá bảo đảm tiêu chuẩn làm cốt liệu Bê tông
3. Tài liệu thủy văn
- Cao trình bùn cát lắng đọng ( sau thời hạn phục vụ của công trình): 58m.
- Chỉ tiêu cơ lý của bùn cát: n = 0,45; γk = 1,2 T/m3; ϕbh = 120.
- Lưu lượng tháo lũ (Qtháo), cột nước siêu cao trên MNDBT (Ht)
Tần suất P%
0,1
0,5
1,0
1,5
2,0
Q
tháo
(m
3
/s)
1500
1400

1300
1200
1000
H
t
(m)
6
5,5
5
4,5
4,0
1
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 1
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
- Đường quan hệ Q~Z ở hạ lưu tuyến đập
Q (m
3
/s) 200 300 500 800 1000 1200 1400 1600
Z (m) 54.5 55.0 55.5 56.0 56.5 57 57.5 58.0
4. Tài liệu về thủy năng
- Trạm thủy điện có 4 tổ máy
- Mực nước dâng bình thường: MNDBT = 91.4 (m)
- Mực nước chết: MNC = 64.4 (m)
- Lưu lượng qua 1 tổ máy: QTM = 130 (m3/s)
5. Các tài liệu khác
- Tốc độ gió ứng với tần suất P(%)
Tần suất P% 2 3 4 5 20 30 50
V (m/s) 32 30 27 26 17 14 12
- Chiều dài truyền sóng: D = 2.7 km (ứng với MNDBT)
- D' = 3.2 km (ứng với MNLTK).

- Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 7.
- Đỉnh đập không có giao thông chính đi qua.
2
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 2
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
B. YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ
I. Yêu cầu
- Hiểu được cách bố trí đầu mối thủy lợi và phương án chọn đập bê tông.
- Nắm được các bước thiết kế đập bê tông trọng lực tràn nước và không tràn nước
(trong giai đoạn thiết kế sơ bộ).
II. Nhiệm vụ
- Bố trí phần đập tràn và không tràn trên tuyến đã chọn.
- Xác định mặt cắt cơ bản của đập.
- Xác định mặt cắt thực dụng cho đập không tràn, đập tràn (bao gồm cả tính toán tiêu
năng).
- Kiểm tra ổn định mặt cắt đập tràn.
- Phân tích ứng suất mặt cắt đập tràn.
- Chọn cấu tạo các bộ phận: tho¸thoát nước ở thân đạp và nền đập, chống thấm ở nền,
xử lý nền, bố trí thấm nằm ngang trên đập.
- Đồ án gồm 1 bản thuyết minh và 1-2 bản vẽ khổ A1, trên đó thể hiện:
 Bình đồ bố trí và các công trình lân cân.
 Chính diện thượng lưu.
 Chính diện hạ lưu.
 1 mặt cắt qua phần đập không tràn.
 1 mặt cắt qua phần đập tràn.
 Các chi tiết cấu tạo: khớp nối, hành lang, đỉnh đập.
- Bản vẽ phải theo đúng quy định bản vẽ kỹ thuật.
3
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 3
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi

Phần II. THIẾT KẾ PHẦN BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
A. MỞ ĐẦU
I. Vị trí và nhiệm vụ công trình
1. Phát điện là chính, với công suất lắp máy N=150MW
2. Cấp nước sinh hoạt cho 10000 dân
3. Kết hợp nuôi trồng thủy sản và du lịch sinh thái.
4. Kết hợp dùng nước sau nhà máy thủy điện tưới cho 1000ha đất canh tác
5. Phòng lũ cho hạ du
II. Chọn tuyến đập và bố trí công trình đầu mối
1. Tuyến đập
Dựa vào bình đồ khu đầu mối và mặt cắt địa chất ta chọn tuyến đập II-II như
bình đồ đã chọn.
2. Chọn loại đập
Dựa vào tài liệu địa chất và vật liệu xây dựng ta chọn đập bê tông trọng lực.
3. Bố trí tổng thể công trình đầu mối
- Đập bê tông trọng lực dâng nước có đoạn cho nước tràn qua ở giữa dòng.
- Nhà máy thủy điện đặt ở hạ lưu đập nằm ở phía bờ trái.
- Công trình dâng tàu bố trí ở bờ trái, cách xa nhà máy thủy điện.
III. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế
1. Cấp công trình: xác định theo 2 điều kiện
. Theo chiều cao đập và loại nền
MNLTK = MNDBT + H
t
= 91,4 + 5,0 = 96,4 m
Sơ bộ chọn cao trình đỉnh đập là:
∇
đỉnh đập
= MNLTK + d = 96,4 + 3,0 = 99,4 m ( chọn d = 3m)
∇
đáy đập

= 50 - 0,8 = 49,2 m
Chiều cao mặt cắt: H = 99,4 + 49,2 = 50,2 m. Chọn H = 50 m
Cao trình đỉnh đập: ∇
đỉnh đập
= ∇
đáy đập
+ H = 49,2 + 50 = 99,2 m
Tra bảng P1-1 ta có cấp công trình tương ứng là cấp II
. Theo nhiệm vụ của công trình
Công trình có nhiệm vụ chính là phát điện với công suất chính là 150.000
KW. Tra bảng P1-2 ta có cấp công trình chính là cấp II.
Vậy ta xác định được cấp công trình là cấp II.
. Các chỉ tiêu thiết kế
- Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất tính toán: P = 1%.
- Tần suất lớn nhất: P = 2% ứng với vận tốc gió V= 32 m/s.
- Tần suất gió bình quân lớn nhất P = 20% ứng với vận tốc gió V=17m/s.
- Hệ số vượt tải: n = 1,05.
- Hệ số điều kiện làm việc: m = 0,95.
- Hệ số tin cậy: K
n
= 1,2.
- Hệ số tổ hợp tải trọng: n
c
= 1.
- Các độ vượt cao an toàn đỉnh đập: a = 0,7 m; a' = 0,5 m.
4
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 4
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
B. TÍNH TOÁN MẶT CẮT ĐẬP
I. Mặt cắt cơ bản

1. Dạng mặt cắt cơ bản
Do đặc điểm chịu lực, mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực có dạng tam giác.
Hình1: Sơ đồ xác định mặt cắt cơ bản
- Đỉnh mặt cắt ở ngang MNLTK:
MNLTK = MNDBT + H
t
= 91,4 + 5 = 96,4 m
- Chiều cao mặt cắt:
H
1
= MNLTK - ∇
đáy
= 96,4 - 49,2 = 47,2 m. Chọn H
1
=48 m
- Chiều rộng đáy đập là B, trong đó đoạn hình chiếu của mái thượng lưu nB,
hình chiếu của mái hạ lưu (1-n)B. Trị số n có thẻ chọn trước theo kinh nghiệm, chọn
n = 0. Trị số của B xác định theo các điều kiện ổn định và ứng suất.
2. Xác định chiều rộng đáy đập
a. Theo điều kiện ổn định








−+
=

1
1
1
.
α
γ
γ
nf
H
KB
n
c

Trong đó:
H
1
: chiều cao mặt cắt, H
1
= 48 m.
f: hệ số ma sát, f = 0,6.
γ
1
: dung trọng của đất, γ
1
= 2,5 T/m
3
.
γ
n
: dung trọng của nước, γ

n
= 1,0 T/m
3
.
α
1
: hệ số cột nước còn lại sau màn chống thấm. Vì đập cao, công trình quan
trọng nên cần thiết phải xử lý chống thấm cho nền bằng cách phụt vữa tạo màn chống
thấm.
Chọn α
1
= 0,4.
- K
c
: hệ số an toàn ổn định cho phép. Theo quan điểm tính toán ổn định cho
các quy phạm mới, ổn định của công trình được đảm bảo khi:
5
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 5
H1
MNDGC
§¸y
S1
nB
(1-n)B
L2
L1
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
R
K
m

Nn
n
ttc
.≤
(*)
Trong đó:
n
c
: hệ số tổ hợp tải trọng, n
c
= 1.
m : hệ số điều kiện làm việc, m = 0,95.
K
n
: hệ số tin cậy, K
n
= 1,2.
N
tt
và R lần lượt là già trị tính toán của lực tổng quát gây trượt và lực chống
giới hạn.
Có thể viết (*) dưới dạng:
m
Kn
N
R
nc
tt
.
≥

So sánh với công thức tính ổn định trong quy phạm cũ có thể coi:
m
Kn
K
nc
c
.
=
=
95,0
2,1.1
= 1,26
→
1
1
1
48
1,26 44,3
2,5
0,65. 0 0,4
.
1
c
n
H
B K m
f n
γ
α
γ

= = =
   
+ −
+ −
 ÷
 ÷
 
 

.Theo điều kiện ứng suất
1
1
1
)2.()1.(
α
γ
γ
−−+−
=
nnn
H
B
n
=
48
33,12
2,5
.1 0,4
1
m=

−

c. Chọn B
Để thỏa mãn đồng thời cả 2 điều kiện ổn định và ứng suất, chọn B = max( 44,3;
33,12)m = 44,3 m. Chọn B = 45 m
II. Mặt cắt thực dụng đập không tràn
Tại mặt cắt cơ bản, tiến hành bổ sung một số chi tiết ta được mặt cắt thực dụng.
1. Xác định cao trình đỉnh đập
a. Theo MNDBT
∇
đ1
= MNDBT + ∆h + η
s
+ a
Trong đó:
∆h: Độ dềnh do gió ứng với vận tốc gió tính toán lớn nhất
s
Hg
DV
h
α
cos.
.
.
.10.2
2
6−
=∆
Trong đó:
V: vận tốc gió tính toán lớn nhất V = 32 m/s.

D: đà gió ứng với MNDBT, D = 2700 m.
H: chiều sâu nước trước đập ứng với, H = MNDBT - ∇
đáy
= 91,4 - 49,2 =
42,2m.
α
s
: góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió, α
s
= 0
0
.
6
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 6
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
Suy ra:
2
6
32 .2700
2.10 . .cos0 0,0134
9,81.42,2
o
h m
−
∆ = =
- η
s
: Độ dềnh cao nhất của sóng ứng với vận tốc gió tính toán lớn nhất.
η
s

= k
η
s
.h
Trong đó:
k
η
s
: tra đồ thị hình P2-4.
h: chiều cao sóng với mức đảm bảo tương ứng.
Giả thiết sóng đang xét là sóng nước sâu: H >
2
λ
Ta có:
V
gt
=
6621
32
3600.6.81,9
=

2 2
9,81.2700
25,87
32
gD
V
= =
2 2

9,81.42,2
0,404
32
gH
V
= =
Tra bảng P 2 – 1
2
2,7
6621
0,043
g
gt
V
V
gh
V
τ

=


= →


=



2
2
1,05
25,87
0,0091
g
gD
V
V
gh
V
τ

=


= →


=


Ta chọn cặp giá trị
V
g
τ
= 1,05;
2
V
hg

= 0,0091
=>
2 2
0,012. 32
0,0091. 0,95( )
9,81
V
h m
g
= = =
và
_
1,05. 32
1,05. 3,43( )
9,81
V
s
g
τ
= = =
Bước sóng trung bình được xác định theo công thức :
_
2 2
_
. 9,81.4,43
18,38
2 2.3,14
g
m
τ

λ
π
= = =
Kiểm tra: H = 42,2 m >
2
λ
= 9,19 m, vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng.
Tra đồ thị P2-2 ứng với
2
25,87
gD
V
=
ta có: K
1%
= 2,3
→ h
1%
= K
1%
.
h
= 2,3.0,95 = 2,19 m
Tra đồ thị P2-3 ứng với
18,38
0,44
42,2H
λ
= =
và

2,19
0,12
18,38
h
λ
= =

Ta có: K
η
s
= 1,22
→ η
s
= K
η
s
.h = 1,22.2,19 = 2,67 m.
a=0,7 (Công trình cấp II) tra bảng 5 – 1 GTTC
7
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 7
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
→ ∇
đ1
= MNDBT + ∆h + η
s
+ a = 91,4 + 0,0134+ 2,67 + 0,7 = 94,78m
b. Theo MNLTK
∇
đ2
= MNLTK + ∆h' + η

s
' + a'
Trong đó:
- ∆h': độ dềnh do gió ứng với vận tốc gió bình quân lớn nhất.
- η'
s
: độ dềnh cao nhất của sóng ứng với vận tốc gió bình quân lớn nhất.
s
g
DV
h
α
cos.
H.
'.
.10.2'
2
6−
=∆
Trong đó:
V': vận tốc gió bình quân lớn nhất, V' = 17 m/s.
D': đà gió ứng với MNLTK, D' = 3200 m.
g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s
2
.
H
’
: chiều sâu trước đập, H’ = MNLTK- ∇
đáy
=96,4 - 49,2 = 47,2 m.

α
s
: góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió, α
s
= 0
0
.
→
mh 0038,00cos.
3,38.81,9
3200.17
.10.2'
2
6
==∆
−
.
Độ dềnh cao nhất của sóng: η'
s
= k
η
's
.h
Trong đó:
k
η
's
: tra đồ thị P2-4.
h: chiều cao sóng với mức đảm bảo tương ứng
Giả thiết sóng đang xét là sóng nước sâu: H’ >

2
λ
Ta có:
22'
17
2,47.81,9'
=
V
gH
= 1,70
47,12464
17
3600.6.81,9
'
==
V
gt
;
6,108
17
3200.81,9
'
'
22
==
V
gD
47,12464
2'
=

V
gt







=
=
→
09,0
'
'
4,4
'
2
V
hg
V
g
τ

6,108
'
'
2
=
V

gD







=
=
→
018,0
'
61,1
'
2
V
hg
V
g
τ
Ta chọn cặp giá trị
61,1
'
=
V
g
τ
;
018,0

'
2
=
V
hg
.
Từ đó ta tính được:
mh 53,0
81,9
17
.018,0
2
==

8
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 8
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
s79,2
81,9
17
.61,1 ==
τ

Bước sóng trung bình được xác định theo công thức:
16,12
14,3.2
79,2.81,9
2
.
2

_
2
_
===
π
τ
λ
g
m
Kiểm tra: H’ = 47,2 m >
2
λ
= 6,08 m. Vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng.
Tra đồ thị P2-2 ứng với
6,108
'
'
2
=
V
gD
ta có: K
1%
= 2,1
→ h
1%
= K
1%
.
h

= 2,1.0,53 = 1,113 m
Tra đồ thị P2-4a ứng với
258,0
2,47
16,12
'
==
H
λ
và
092,0
16,12
113,1
==
λ
h
=> K
η
s
= 1,21.
→ η’
s
= K
η
s
.h = 1,21.1,113 = 1,347 m .
a’=0,5 (Cấp công trình II) tra bảng 5 – 1 GTTC
→∇
đ2
= MNLTK + ∆h' + η

s
' + a' = 96,4 + 0,0038 + 1,347 + 0,5 = 98,25 m .
c. Theo MNLKT
∇
đ2
= MNLKT + a”
a’=0,4 (Cấp công trình II) tra bảng 5 – 1 GTTC
→∇
đ2
= MNLKT + a” = 96,4 + 1 = 97,4 m .
Vậy chọn cao trình đỉnh đập ∇
đ
= max(94,78; 98,25; 97,4) = 98,25 m. Chọn ∇
đ
= 99 m
Chiều cao đập: P = ∇
đ đập
- ∇
đáy
= 99 – 49,2 = 49,8 m .chọn P = 50m
Vậy cao trình đỉnh đập: ∇
đỉnh đập
= 99,2
2. Bề rộng đập: Chọn b = 5 m.
3. Bố trí các lỗ khoét
Các hành lang trong thân đập có tác dụng tập trung nước thấm trong thân đập
và nền, kết hợp để kiểm tra, sửa chửa; hành lang ở gần nên để sử dụng phụt vữa
chống thấm.
Theo chiều cao đập, bố trí hành lang ở các tầng khác nhau, tầng nọ cách tầng
kia 15÷20m.Khoảng cách từ mặt thượng lưu đến mép trước của hành lang chọn theo

điều kiện chống thấm:
J
H
l =
1
Trong đó: H là cột nước tính đến đáy hành lang.
J là gradien thấm cho phép của bê tông, J = 20.
Ta bố trí 3 hành lang, khoảng cách giữa các hành lang là 15 m.
Hành lang dưới cùng cách hành lang kề nó 15 m.Hành lang dưới cùng phụt vữa
cách đáy 2 m, hành lang này do phải tính đến kích thước máy khoan phụt vữa và
khoảng không cần thiết cho thi công nên ta chọn kích thước là 4x4 m. Còn 1 hành
lang trên chọn kích thước là 2x2,5m.
Các cột nước tính từ MNDGC:
9
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 9
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
H
1
= 15,2 m →
1
1
15,2
0,76
20 20
H
l m= = =
H
2
= 30,2 m →
2

2
30,2
1,51
20 20
H
l m= = =
H
3
= 45,2 m →
3
2
2,26
20
H
l m= =
4500
1750
2x2,5
2x2,5
4x4
500
805
+50,0
+99,2
200
1500 1500 1800
5000
N?N ÐÁ G? C SA TH?CH
+31,7
MÀNG CH? NG TH?M

? NG THOÁT NÝ ? C THÂN Ð? P
XU? NG H? LÝ U
Φ
150
BÊ TÔNG
+49,2
Hình2: Bố trí hành lang trong thân đập
III. Mặt cắt thực dụng của đập tràn
1. Mặt cắt đập tràn
Chọn mặt tràn dạng Ôphixêrốp không chân không. Loại này có hệ số lưu lượng
tương đối lớn và chế độ làm việc ổn định.
Cách xây dựng mặt cắt đập như sau:
- Chọn cao trình ngưỡng tràn ngang với MNDBT = 91,4 m.
- Chọn hệ trục oxy có: trục ox ngang cao trình ngưỡng tràn, hướng về hạ lưu; trục oy
hướng xuống dưới gốc o ở mép thượng lưu đập, ngang cao trình ngưỡng tràn.
- Vẽ đường cong theo tọa độ Ôphixêrốp trong hệ trục đã chọn với H
tk
= H
t
= 5m.
10
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 10
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
Tra phụ lục 14-2 ta có bảng tọa độ đường cong mặt đập như bảng sau:
(X =
X
.H
tk
, Y =
Y

.H
tk
)
X
Y
X
Y
0 0,126 0 0.63
0,1 0,036 0,5 0,18
0,2 0,007 1,0 0,035
0,3 0 1,5 0
0,4 0,007 2,0 0,035
1 0,256 5,0 1,28
1,2 0,393 6,0 1,965
1,4 0,565 7,0 2,825
1,7 0,873 8,5 4,365
2 1,235 10 6,175
2,5 1,96 12,5 9,8
3 2,842 15 14,21
3,5 3,318 17,5 16,59
4 4,93 20 24,65
4,5 6,22 22,5 31,1
- Từ bảng tọa độ ta vẽ đường cong mặt đập.
Hình 3: Đường công mặt đập
- Tịnh tiến đường cong đó theo phương ngang về hạ lưu cho đến khi tiếp xúc với
biên hạ lưu của mặt cắt cơ bản tại điểm D.
- Mặt cắt hạ lưu nối tiếp với sân sau bằng mặt cong có bán kính R.
R = (0,2 ÷ 0,5).(P + H
t
) = 0,5.(50 + 5) = 27,25m . Chọn R = 27,5m.

Trong đó:
11
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 11
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
P: chiều cao đập, P = 50m.
H
t
: cột nước trên đỉnh tràn
Mặt tràn cuối cùng sẽ là mặt ABCDEF trong đó:
AB: Nhánh đi lên của đường cong Ôphixêrốp ( khi mặt thượng lưu đập tràn là
nghiêng, cần kéo dài đoạn Ba về phía trước cho đến khi gặp mái thượng lưu tại A)
BC: Đoạn nằm ngang trên đỉnh
CD: Một phần của nhánh đi xuống của đường cong Ôphixêrốp
DE: Một đoạn của mái hạ lưu mặt cắt cơ bản
EF: Cung nối tiếp với sân sau.
+49,2
+91,4
4220
+50,0
O
x
y
R
2
7
5
0
4500
Hình 4: Mặt cắt đập tràn
2. Trụ pin và cầu giao thông

Đỉnh đập không có đường giao thông chính chạy qua, nhưng để đi lại kiểm tra
và khai thác công trình, vẫn ohair làm cầu giao thông qua đập tràn, bề rộng tràn lớn
nên cần làm các trụ pin để đỡ cầu.Mặt trụ thượng lưu chọn là mặt tròn có R = 0.5m,
dày 1m để đảm bảo điều kiện để chảy bao hợp lý. Cao trình đỉnh cầu giao thông chọn
ngang đỉnh đập, bề rộng mặt cầu chọn bằng mặt đập b = 5m.
12
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 12
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
C. TÍNH TOÁN MÀN CHỐNG THẤM
I. Mục đích
Xác định các thông số cần thiết của màn chống thấm(chiều sâu, chiều dày, vị
trí đặt) để đảm bảo được yêu cầu chống thấm đề ra (hạn chế lượng mất nước, giảm
nhỏ áp lực thấm lên đáy đập).
Hình 5: sơ đồ tính màn chống thấm
II. Xác định các thông số của màn chống thấm:
. Chiều sâu phụt vữa
(S
1
) Phụ thuộc vào mức độ nứt nẻ của nền và chiều cao đập.
Lưu lượng tháo qua nhà máy thủy điện:
520130.4.4
===
TMTĐ
QQ
(m
3
/s)
Lưu lượng qua tràn:
7805201300 =−=−=
TĐthaoTran

QQQ
(m
3
/s)
Tra quan hệ (Q~Z
HL
) với Q
tran
= 780(m
3
/s) tra quan hệ Q
thao
~Z suy ra Z
HL
= 55,97
m.
→ Cột nước thấm lớn nhất của đập:
H = MNLTK – Z
HL
= 96,4– 55,97 = 40,43 m.
Theo quy phạm Liên Xô CH 123-60, chiều sâu xử lý chống thấm xác định như
sau:
13
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 13
H1
MNDGC
§¸y
S1
nB
(1-n)B

L2
L1
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
25 ≤ H ≤ 75 m tương ứng đến 0,03 l/ph.Suy ra [J] = 15
Từ tài liệu ép nước thí nghiệm đã cho, ta xác định được chiều sâu màn chống
thấm là S
1
= 17,5 m.
2. Chiều dày màn chống thấm
Xác định theo điều kiện chống thấm cho bản thân màn.
δ ≥
[ ]
J
H.
α
=
44,1
15
43,40.46,0
=
Trong đó:
- α.H là cột nước tổn thất qua màn, α = 1 - α
1
= 1 - 0,46= 0,54.( Giả thiết
α
1
= 0,46)
- [J] là gradien thấm cho phép của vật liệu làm màn chống thấm.
Chọn δ = 1,5 m.
3. Vị trí màn chống thấm

Màn chống thấm bố trí càng gần mặt thượng lưu đập càng tốt. Nhưng để chống
thấm cho thành phần phía trước của hành lang phụt vữa cần khống chế:
L
1
≥
b
J
H
1
=
m36,2
20
2,47
=
Trong đó:
- H
1
là cột nước lớn nhất tính đến đáy hành lang
H
1
= MNLTK - ∇
đáy
= 96,4- 49,2 = 47,2m.
- J
b
là gradien thấm cho phép của bê tông, J
b
= 20.
Chọn L
1

= 2,4 m → L
2
= B – L
1
- δ = 45 – 2,4 – 1,5= 41,1 m.
4. Kiểm tra trị số của
α
1
Trong thiết kế sơ bộ, có thể áp dụng phương pháp của Pavơloopsxki, theo đó:
α
1
=
1
2
p
p
Với:
- p
1
= γ
n
.H = 1.40= 40T
- p
2
=

π
γ
H
n

.
.arccos


















−








+ b

S
x
a
2
1
1.
1
Trong đó: x =
2
δ
=
2
5,1
= 0,75 m
a =

















++








+
2
1
2
2
1
1
11
2
1
S
L
S
L
=
=















++






+
22
15
1,41
1
15
4,2
1
2
1
1,78
14
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 14

Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
b =
















+−








+
2
1

1
2
1
2
11
2
1
S
L
S
L
=
77,0
15
4,2
1
15
1,41
1
2
1
22
=















+−






+

36,1877,0
15
1
1
78,1
1
arccos.
14,3
40.1
2
2
=



















−






+=p
T
 α
1
=
46,0
40

36,18
=

Như vậy trị số α
1
đưa ra trong giả thiết đúng.
D. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐẬP TRÀN
I. Tính toán khẩu diện tràn
1. Công thức chung
Tài liệu đã cho cao trình ngưỡng, cột nước lớn nhất trên tràn( ứng với tần suất
thiết kế) và lưu lượng cần tháo. Cần xác định bề rộng tràn để tháo được lưu lượng
cần thiết.
Sử dụng công thức chung của đập tràn
2
3
.2
ont
HgbmQ
∑
=
σε
Trong đó:
- ε: Hệ số co hẹp bên.
- σ
n
: Hệ số ngập, trường hợp đập tràn chảy tự do thì σ
n
= 1
- m: Hệ số lưu lượng
- ∑b: tổng chiều dài tràn nước

- H
0
: Cột nước trên đỉnh tràn
- Q
t
: Lưu lượng tháo qua tràn.
2. Xác định các thông số
a) Trường hợp sử dụng cả các tổ máy thủy điện để tháo lũ, Q
t
xác định như sau:
Q
t
= Q - α
t
.Q
0
Trong đó:
Q: lưu lượng tháo lũ lớn nhất, Q = 1300 m
3
/s
Q
0
: Khả năng tháo lớn nhất của nhà máy thủy điện, lấy trong trường hợp
4 tổ máy đều làm việc, Q
0
= 520 m
3
/s.
α
t

: Hệ số lợi dụng, lấy α
t
= 0,8.
=> Q
t
= 1300 – 0,8.520 = 884 m
3
/s
b) Hệ số lưu lượng của đập tràn:
m = σ
H
. σ
hd
.m
tc

Trong đó:
15
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 15
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
- m
c
: Hệ số lưu lượng của đập tràn tiêu chuẩn với đập Cơrigơ-
Ôphixêrốp loại 1, m
tc
= 0,504.
-









=
tk
H
H
H
f ,
ασ
: Hệ số sửa chửa do cột nước thay đổi.
o
45=
α
và
1=
tk
H
H
ta có σ
H
= 1.
-









=
1
,,
P
l
f
hd
βασ
: Là hệ số sửa chữa do thay đổi hình dáng so với
mặt cắt tiêu chuẩn. Tra bảng ta được: σ
hd
= 0,978.
→ m = 1.0,978.0,504 = 0,493
c) Hệ số co hẹp bên ε phụ thuộc số khoang và dạng mố, xác định theo công thức:
( )
b
H
n
n
mtmb 0
.
1
.2,01
ξξ
ε
−+
−=

Trong đó:
- ξ
mt
= 0,45: hệ số co hẹp mố trụ.
- ξ
mb
=0,7: hệ số co hẹp mố bên.
- n: số khoang.
- b: bề rộng 1 khoang.
d) Cột nước toàn phần

g
V
HH
t
.2
.
2
0
0
α
+=
Trong đó: V
0
là lưu tốc tới gần, lấy V
0
= 0.
→ H
0
= H

t
= 5,5 m.
3. Xác định khẩu diện
∑b =
2
3
0
2 Hgm
Q
n
t
σε
Giả thiết ε = 0,94 →
mb 52,38
5.81,9.2.493,0.1.94,0
1028
2
3
==
∑
Chọn n = 5 → b = ∑b/n = 7,7 m.
Kiểm tra lại:
( )
94,0
7,7
5
.
5
45,0.157,0
.2,01 =

−+
−=
ε
.
Giả thiết ε là phù hợp.
Vậy bề rộng một khoang tràn là b = 7,7 m.
II. Tính toán tiêu năng
1. Chọn hình thức và biện pháp tiêu năng
a) Hình thức: Có thể là tiêu năng đáy hoặc tiêu năng phóng xa.
b) Biện pháp
- Tiêu năng đáy: Làm bể tường kết hợp
16
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 16
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
- Tiêu năng phóng xa: Làm mũi phun cuối đập tràn. Cao trình mũi phun chọn cao
hơn mực nước hạ lưu max.
2. Tính toán cho hình thức tiêu năng đáy
a) Xác định lưu lượng tính toán tiêu năng
Hình 6: Sơ đồ tính đường mực nước
B
đập
= 2.d’ + (n-1).d + n.b = 2.0,5 + (5-1).1 + 5.7,7 = 43,5 m
( )
b
H
n
n
mtmb 0
.
1

.2,01
ξξ
ε
−+
−=
2
3
0
.2 HgbmQ
nt
∑
=
σε
q =
dap
t
B
Q
0
.QQQ
tt
α
+=
, với α
t
= 0,8; Q
0
= 520 m
3
/s

Z
HL
: cao trình mực nước hạ lưu, tra quan hệ Z~Q.
h
h
= Z
HL
- ∇
đáy
= Z
HL
+ 0,8
E
0
= P + H
0
với P = 50 m.
2
3
0
)(
.E
q
F
c
ϕ
τ
=
với ϕ = 0,95 là hệ số lưu tốc ở cửa ra của bể.
,,

c
τ
: Tra bảng phụ lục 15-1, bảng tra thủy lực.
h
c
’’
=
,,
c
τ
.E
0
BẢNG LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG
H
o
ε
Q
t
E
o
q
( )c
F
τ
,,
c
τ
h
c
'' Q Z

hl
h
h
h
c
''-h
h
(m) (m
3
/s) (m) (m
2
/s) (m) (m
3
/s) (m) (m) (m)
1 0.987013 82.98 51 1.693
0.004
9
0.062
1
3.167 498.981
55.50
0
6.30
0
-3.133
2 0.974026 231.62 52 4.727
0.013
3
0.096
9

5.039 647.618
55.75
0
6.55
0
-1.511
3 0.961039 419.84 53 8.568
0.023
4
0.135
6
7.187 835.836
56.09
0
6.89
0
0.297
4
0.948051
9
637.65 54
13.01
3
0.034
5
0.161
5
8.721
1053.64
5

56.64
0
7.44
0
1.281
5
0.935064
9
878.93 55
17.93
7
0.046
3
0.187
5
10.313
1294.92
9
57.24
0
8.04
0
2.273
17
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 17
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
Vậy lưu lượng tính toán tiêu năng là Q
t
= 878,93 m
3

/s ứng với (h
c
’’
– h
h
)
max
=
2,27 m .
Hình 7: sơ đồ tính toán bể tường tiêu năng kết hợp
b) Tính toán kích thước bể tiêu năng
Ta có: E
0
= 55 m; q = 17,94 (m
3
/s).
Để có nước nhảy ngập trong bể tiêu năng thì:
h
b
= σ.h
c
’’ = d + c + h
t
Với: c: chiều cao tường
d: chiều sâu đào bể
h
t
cột nước trên đỉnh tường tiêu năng.
Chiều cao tường lớn nhất để không có nước nhảy phóng xa sau tường:
c

max
= E
t
– h
t

Ta có: h
h
= 8,04 m
m
gh
qh
h
h
h
c
9,31
04,8.81,9
94,17.1
81
2
04,8
181
2
3
2
3
2
0
1

=








−+=−








+=
α
E
01
cột nước toàn phần trước tường:
)(10,5
9,3.95,0.81,9.2
94,17
9,3
2
22
2

22
2
10
1
1
m
hg
q
hE
ct
c
=+=+=
ϕ
Độ sâu liên hiệp trước tường: h
c
’’ = E
10
= 5,10m
m
gm
q
H
t
53,4
81,9.2.42,0
94,17
2
3/2
3/2
10

=








=








=
( m
t
= 0,42: hệ số lưu lượng của tường tiêu năng)
=> c
max
= E
10
- H
10
=

5,10 – 4,53 = 0,6 m
Chọn c = 0,6m.
Để có nước nhảy ngập sau tường ta cần phải đào bể với độ sâu:
d
1
= σ.h
c
” - c - H
10
= 1,05.10,31 – 0,6 – 4,53 = 5,73 m.
Sau khi có bể, cột nước E
0
thay đổi, ta tính lại chiều sâu đào bể:
E
20
= E
0
+ d
1
= 55 + 5,73 = 60,73 m
18
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 18
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
039,0
73,60.95,0
94,17
.
2
3
0

)(
2
3
===
E
q
F
c
ϕ
τ
→
,,
c
τ
= 0,197 → h
c
’’
= 0,197.60,73 =11,96 m.
)/(43,1
96,11.05,1
94,17
".
sm
h
q
v
c
b
===
σ

→
1,0
81,9.2
43,1
.2
2
2
==
g
v
b
)(43,41,053,4
.2
2
)0(
m
g
v
hh
b
tt
=−=−=
d
2
= σ.h
c
’’ – c – h
t
= 1,05.11,96 – 0,6 – 4,43 = 6,76 m.
Chọn d

2
= 6,8 m
Chiều dài bể tiêu năng:
l
b
= β.l
n
+ l
1

Cho l
1
= 0
Với: β = (0,7÷0,8), chọn β = 0,8
l
n
= 4,5.h
c
’’ = 4,5.11,96= 53,82m : chiều dài nước nhảy hoàn chỉnh
→ l
b
= 0,8.53,82 = 43,06m.Chọn l
b
= 43,5 m
Vậy: c = 0,6 m; d = 6,8 m; l
b
= 43,5 m.
3. Tính toán cho hình thức tiêu năng phóng xa
MNTL
MNhL

4500
+49,2
+91,4
+50,0
dA H
ZB
ZD
α
R
A
B
C
D
h
A
Va
L
B
C
L
C
D
Hình: Sơ đồ tính tiêu năng phóng xa
a. Góc nghiêng
α
Góc nghiêng
α

của mũi phun được xác định cân cứ vào diều kiện chiều
dài dòng phun xa, đồng thời thể tích bê tông ở chân đập tương đối ít. Theo kinh

nghiệm thì lấy
α
=30
0
.
b. Cao trình mủi phun
Phải cao hơn mực nước hạ lưu ít nhất 1m để đẩm bảo dòng phun vào
không khí và tránh nước hạ lưu ngập vào mũi phun. Xác định theo đường tọa
độ đập và bán kính nối tiếp.
c. Bán kính cong R nối tiếp
Bán kính cong R nối tiếp giữa mặt đập và mũi phun cần đảm bảo sao cho
dòng chảy không tách rời khỏi mặt đập và mũi phun. R>(8:10)h, với h là độ sâu
nước trên ngưỡng tràn, sơ bộ lấy bằng độ sâu co hẹp cuối dốc nước h
b.
Từ bảng tính toán trên h
b
= 0,68 m
19
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 19
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
R=(8;10) h
b
=(5,44:6,8) vậy chọn R=6m
d. Chiều dài phóng xa
L kho ng cách theo ph ng ngang t m i phun n trung tâm dòng n cà ả ươ ừ ũ đế ướ
t i áy kênh h l u, c xác nh theo công th c:ạ đ ạ ư đượ đị ứ










−+
++=
S
Sh
SL
2
)1.(.2cos.
sinsin.cos 2
2
22
δϕ
δα
αααδϕ
2 2
2
0,825.cos30 2.47,2.(1 0,793)
2.0,9 .0,793.47,2.cos30. sin 30 sin 30
2.0,9 .0,793.47,2
 
+ −
= + +
 
 
= 63,39m
Trong ó:đ

+
ϕ
là hệ số tổn thất cột nước
ϕ
= 0,9.
+
o
30=
α
góc nghiêng mũi phun
+
1
96,4 58.2
0,793
96,4 48,2
MUIPHUN
ĐÁY
MNLTK
S
S MNLTK
δ
−∇
−
= = = =
−∇ −
S
1
chiều cao từ mực nước thượng lưu đến đỉnh mũi phun
S chiều cao từ mực nước thượng lưu đến cao trình đáy
+ h: độ sâu nước trên mũi phun,

1
884
0,825
.
. . 2. . 43,5.0,9. 2.9,81.38,2
t t
Q Q
h m
B v
B g S
φ
= = = =

trong đó B chiều rộng tràn cuối dốc nước.
v là vận tốc cuối dốc nước.
e. Xác định chiều sâu hố xói
Hình 8: Các thông số cơ bản tiêu năng phóng xa
0,25
0,5
0
90
3,9.
x h
Z
d q h
d
 
= −
 ÷
 

q lưu lượng đơn vị
20
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 20
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
Z
0
= E
0
– h
h
= 55-8,01=46,99m năng lượng toàn phần của dòng chảy
lấy đối với MNHL
d
90
- đường kính hạt mà trọng lượng của những hạt nhỏ hơn chiếm 90%,
chon d
90
= 10
0,25
0,5
46,99
3,9.17,94 8.1 16,22
10
x
d
 
= − =
 ÷
 
E. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP

I. Mục đích
Kiểm tra ổn định trượt, lật cho các mặt cắt đập không tràn và đập tràn.
Trong đồ án này, yêu cầu tính ổn định trượt cho phần đập không tràn( kiểm tra
cho mặt cắt có chiều cao lớn nhất của phần này).
II. Các trường hợp tính toán
Cần kiểm tra với các trường hợp làm việc khác nhau của đập.
1. Ứng với MNDBT, các thiết bị chống thấm và thoát nước làm việc bình thường (tổ
hợp cơ bản).
2. Ứng với MNDBT có động đất (đặc biệt).
3. Ứng với MNLTK (đặc biệt).
4. Ứng với MNDBT, các thiết bị chống thấm và thoát nước làm việc không bình thường
(đặc biệt).
Trong đồ án này yêu cầu kiểm tra với trường hợp 2 và 3.
III. Kiểm tra ổn định trượt cho các trường hợp
Theo trình tự sau:
1. Xác định các lực tác dụng lên đập
a) Trường hợp ứng với MNDBT và có động đất
Cao trình đáy đập: ∇
đáy
= 49,2 m. P = 50 m
H = MNDBT - ∇
đáy
= 91,4 – 49,2 = 42,2 m.
B = 45 m.
 Áp lực thủy tĩnh tác dụng ở thượng lưu đập ( hạ lưu không có nước)
Thành phần nằm ngang:
W
1
=
2

1
.γ
n
.H
2
=
42,8902,42.1.
2
1
2
=
Tấn
Điểm đặt cách đáy
07,14
3
2,42
3
1
===
H
y
m
21
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 21
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
 Áp lực sóng
Áp lực sóng lớn nhất đạt được ứng với độ dềnh:
hK
đd
.

η
η
=
Trong đó:
đ
K
η
: xác định theo đồ thị 2-5c, giáo trình thủy công tập I
h: chiều cao sóng ứng với tần suất đảm bảo 5%;
Với
87,25
2
=
V
gD
và i = 5% tra hình P2.2 ta được K
5%
= 1,75 và theo tính toán ở
trên ta có
h
= 0,95 m. Từ đó ta có h = K
5%
.
h
= 1,75.0,95 = 1,66 m.
−
λ
= 18,38 m →








==
==
09,0
38,18
66,1
44,0
2,42
38,18
λ
λ
h
H
tra hình 2.5c ( GTTC) ta được K
η
đ
= 1,22
→ η
đ
= 1,22.1,66 = 2,03 m
 Trị số áp lực sóng lớn nhất lên mặt đập:
W
s
=
)
2

.(
h
HhK
nđ
+
γ
Tra đồ thị P2-4c( đồ án TC) ta có: K
đ
= 0,21.
→ W
s
= 0,21.1.1,66.(42,2+
2
66,1
) = 15,00 T
 Momen lớn nhất đối với chân đập do sóng gây ra
)
22
.
6
.(
2
2
max
H
Hhh
hKM
nm
++=
γ

Tra đồ thị P2-4d ( đồ án TC) ta có: K
m
= 0,2
→
)(98,306
2
2,42
2
2,42.66,1
6
66,1
.66,1.1.2,0
22
max
TmM
=








++=
Hình 8: Lực ứng với MNDBT và có động đất
Điểm đặt cách đáy:
47,20
00,15
98,306

max
2
===
s
W
M
y
 Áp lực thấm
Do chênh lệch mực nước thượng lưu và hạ lưu nên phát sinh dòng thấm từ
thượng lưu về hạ lưu, công trình gây nên áp lực thấm dưới đáy công trình.
22
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 22
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
Biểu đồ phân bố áp lực thấm coi gần đúng là hình tam giác, có cường độ lớn
nhất tại vị trí sau màn chống thấm.
P
max
=
H
n

1
αγ
Trong đó:
-
1
α
: hệ số cột nước thấm còn lại sau màn chống thấm,
1
α

= 0,5
- H: cột nước thấm, H = 42,2 m.
→ P
max
=
1,212,42.5,0.1
=
T
Tổng áp lực thấm đẩy ngược sẽ là:
W
th
=
2
1
.B.P
max
=
2
1
.45. 21,1 = 474,75 T
Điểm đặt cách chân đập ở hạ lưu là:
m
B
x 30
3
45.2
3
.2
1
===

 Áp lực bùn cát
Thành phần nằm ngang:
W
2
=
abcbc
Kh
2
1
2
γ
Trong đó: K
a
là hệ số áp lực ngang
K
a
=
65,0
2
12
45
2
45
0
0202
=









−=






−
tgtg
ϕ

φ: góc ma sát trong của bùn cát, φ = 12
0
.
n
b
: độ rỗng của bùn cát lắng đọng.
bc
γ
: dung trọng đẩy nổi của bùn cát.

65,0)45,01.(12,1)1(
=−−=−−=
bnkbc
n
γγγ

T/m
3
h
bc
: chiều sâu bùn cát lắng đọng trước công trình.
h
bc
= ∇
bùn cát
- ∇
đáy
= 58- 49,2 = 8,8 m
→ W
2
=
1,1565,0.8,8.6,0
2
1
2
=
T
Điểm đặt cách đáy:
m
h
y
bc
93,2
3
8,8
3

4
===
 Trọng lượng của thân đập
Để dễ dàng tính toán lực do trọng lượng bản thân và điểm đặt của nó. Mặt cắt
đập được chia thành các phần hình tam giác và chữ nhật. Trọng lượng của phần đập
có mặt cắt Ω
i
sẽ là G
i
= γ
h
.Ω
i
; Trọng lượng của toàn đập G = Σ G
i
.
6255.50.5,2
1
=== bPG
b
γ
T
Điểm đặt
1
x
= 42,5
23602,47).545.(5,2.
2
1
) (

2
1
2
=−=−= HbBG
b
γ
T(Do ngưỡng tràn tại MNDBT)
23
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 23
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
Điểm đặt
2
x
= 26,67
→ G = G
1
+ G
2
= 625 + 2360 = 2985 T
 Lực sinh ra khi có động đất
- Lực quán tính động đất của công trình:
F
đ
= K.α.G
Trong đó: K = 0,025 hệ số động đất, tương ứng với động đất cấp 7.
α: hệ số đặc trưng động lực,
5,15,01
1
=+=
o

h
h
α
F
đ1
= 0,025.1,5.625 = 23,44T, cánh tay đòn:
m
P
y 25
2
50
2
6
===
F
đ2
= 0,025.1,5.2360 = 88,5 T, cánh tay đòn:
m
H
y 73,15
3
2,47
3
7
===
- Áp lực nước tăng thêm khi động đất:
W
đ
=
)(85,272,47.1.025,0

2
1

2
1
22
THK
n
==
γ
- Áp lực bùn cát tăng thêm khi động đất:
W
3
= 2.K. tgϕ.W
2
= 2.0,025.tg12
0
.15,1 = 0,16T
Điểm đặt cách đáy là
m
h
y
bc
93,2
3
8,8
3
5
===
BẢNG TỔNG HỢP CÁC GIÁ TRỊ LỰC TÁC DỤNG LÊN ĐẬP

TT Lực
Trị số Cánh tay
đòn
(m)
Momen
(T.m)
(+) (+)
1 W
1
590.42 14.07 8307.2094
2 W
s
15 20.47 306.98
3 W
th
-474.75 30 -14242.5
4 W
2
15.1 2.93 44.243
5 G
1
625 42.5 26562.5
6 G
2
2360 26.67 62941.2
7 F
đ1
23.4375 22.5 527.34375
8 F
đ2

88.5 15.733333 1392.4
9 W
đ
27.85 14.07 391.8495
10 W
3
0.16 2.93 0.4688
11
Σ
2510.25 760.4675 86231.694
b) Trường hợp ứng với MNLTK
24
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 24
Đồ án Công Trình Thủy GVHD:Th.S.Lê Văn Hợi
- H = MNLTK - ∇
đáy
= 96,4 - 49,2=47,2 m
- B = 45 m
 Áp lực thủy tĩnh
 Mặt thượng lưu
Thành phần nằm ngang: W
1
=
2

2
1
H
n
γ

=
2
2,47.1.
2
1
= 1113,92 T
Điểm đặt cách đáy:
3
H
=
3
2,47
= 15,73 m
 Mặt hạ lưu
Q = 884 m
3
/s, tra quan hệ Q~Z ở hạ lưu ta được Z
hl
= 55,97 m.
h
h
= Z
hl
- ∇
đáy
= 55,97- 49,2 = 6,77 m
+ Thành phần đứng: W
3
=
2

1
.γ
n
.m’.h
h
2
Trong đó: m’ = cotgβ =
H
B
=
2,47
45
= 0,95
→ W
3
=
2
1
.1.0,95.6,77
2
= 21,77 T
Điểm đặt: x =
3
.
'
h
hm
=
3
77,6.95,0

= 2,14 m
+ Thành phần ngang: W
4
=
2
1
.γ
n
.h
h
2
=
2
1
.1.6,77
2
= 22,92 T
Điểm đặt: x =
3
h
h
=
3
77,6
= 2,26 m
 Áp lực sóng
- Áp lực sóng lớn nhất đạt được ứng với độ dềnh:
hk
dd
.

η
η
=
Trong đó:
d
k
η
: Xác định theo đồ thị hình 2-5c (GTTLCT).
h: chiều cao song ứng với gió bình quân lớn nhất,
Với
6,108
'
'
2
=
V
gD
và i = 5% tra hình P2.2 ta được K
5%
= 1,75 và theo tính toán ở
trên ta có
h
= 0,53 m
→ h = K
5%
.
h
= 1,75.0,53 = 0,94 m
→








==
==
02,0
2,47
94,0
26,0
2,47
16,12
λ
λ
h
H
→ k
η
đ
= 1,06
→ η
đ
= 1,06.0,94 = 1,00
25
SVTH: Lê Phan Vũ - Lớp 10THXD Trang 25