Giáo trình thủy công - Chương 11 potx

53


Hçnh 10.1 Så âäư cáúu tảo cạc loải cỉía van trãn màût

CHỈÅNG 11
CỈÍA VAN CÄNG TRÇNH THU LÅÜI
1. CHỈÏC NÀNG PHÁN LOẢI V ÂIÃƯU KIÃÛN LM VIÃÛC
I. Chỉïc nàng
Cỉía van l mäüt bäü pháûn quan trng ca cäng trçnh thu låüi bäú trê tải vë trê thạo nỉåïc
nhỉ âáûp, cäúng cọ chỉïc nàng âiãưu tiãút mỉûc nỉåïc v lỉu lỉåüng theo u cáưu sỉí dủng
nỉåïc åí tỉìng thåìi k.
II. Phán loải
1. Theo vë trê âàût van
-Van trãn màût : khi âọng âènh van nhä lãn khi màût nỉåïc -> thỉåìng tháúy åí âáûp trn,
cäúng läü thiãn.
-Van dỉåïi sáu : khi âọng cỉía van ngáûp sáu v chëu ạp lỉûc nỉåïc ráút låïn -> thỉåìng tháúy
bäú trê åí cạc loải cäúng ngáưm.
2. Phán loải theo mủc âêch sỉí dủng
- Van chênh(van cäng tạc) : lm viãûc thỉåìng xun.
- Van phủ ( van sỉía chỉỵa) : dng âãø dọng cạc cỉía âãø sỉía chỉỵa van chênh hay mäüt bäü
pháûn no âọ ca cäng trçnh.
- Van sỉû cäú (van dỉû phng) : dng âãø âọng bët cỉía thạo nỉåïc khi cọ sỉû cäú.
- Van thi cäng : dng trong giai âoản thi cäng.
Trong nhiãưu trỉåìng håüp thỉåìng sỉí dủng kãút håüp cạc chỉïc nàng khạc nhau trãn mäüt cỉía
van, vê dủ sỉû cäú-sỉía chỉỵa, van thi cäng-sỉía chỉỵa
3. Phán loải theo ngun tàõc lỉûc tạc dủng lãn cäng trçnh
-Van truưn lỉûc lãn trủ pin hồûc trủ biãn : phai, van phàóng, van cung, van trủ làng.
-Van truưn lỉûc xúng ngỉåỵng cäng trçnh : van hçnh quảt, van mại nh, van lỉåỵi g.
-Van vỉìa truưn lỉûc xúng ngỉåỵng vỉìa truưn sang trủ.

54


Hçnh 10.2 Så âäư cạc loải van dỉåïi sáu







4.Theo váût liãûu
Van gäù, van thẹp, van bãtäng cäút thẹp
II. Âiãưu kiãûn lm viãûc ca cỉía van
- Âäúi våïi cỉía van nọi chung, âàûc biãût l âäúi våïi van chênh (van cäng tạc) u cáưu phi
lm viãûc täút trong mi âiãưu kiãûn, tỉïc l cho phẹp âiãưu tiãút âỉåüc mi mỉûc nỉåïc v lỉu
lỉåüng (cạc loải van khạc chè lm viãûc åí trảng thại âọng chỉï khäng âiãưu tiãút). Phi cọ bäü
pháûn chäúng tháúm täút, âiãưu chènh thao tạc nhanh v nhẻ nhng, cọ kãút cáúu tỉång âäúi âån
gin nhỉng âm bo chàõc chàõn, cọ giạ thnh xáy làõp v giạ thnh qun l r.
- Âäúi våïi van náng, khi âäü måí nh (≤0,5H) dng chy dỉåïi ca van cọ lỉu täúc låïn kẹo
theo cạc bt khê tảo thnh vng chán khäng v mảch âäüng ca váûn täúc sau cỉía van gáy
rung âäüng v sinh ra lỉûc cọ xu hỉåïng lm tàng lỉûc náng cỉía van, nãn phi khàõc phủc
bàòng cạc biãûn phạp:
+ Gim chán khäng v mảch âäüng lỉu täúc bàòng cạch bäú trê dáưm lỉåün cong tải mẹp
dỉåïi ca van.
+ Xáy dỉûng äúng thäng khê cọ diãûn têch bàòng 10% diãûn têch äúng thoạt nỉåïc.

+ Ngỉåỵng lỉåün cong våïi däü däúc vãư hả lỉu âãø tạch dng chy khi cỉíu van.










Hçnh 10.3 Nỉåïc chy dỉåïi cỉía van

55

2. PHAI
1. Âënh nghéa
Phai l mäüt hçnh thỉïc cỉía van âån gin nháút, gäưm mäüt hãû thäúng dáưm hồûc táúm bàòng
gäù, thẹp hay bãtäng cäút thẹp xãúp chäưng lãn nhau trong rnh phai bäú trê åí trủ pin hồûc trủ
biãn.
2. Phán loải phai
a. Theo váût liãûu xáy dỉûng
- Phai gäù : dng khi bãư räüng khoang chỉìng 2÷4m, cäüt nỉåïc tạc dủng <4÷5m.
- Phai thẹp : cọ thãø chàõn âỉåüc khoang cọ chiãưu räüng 20÷30m, våïi cäüt nỉåïc 10÷12m.
- Phai bãtäng cäút thẹp.
b. Phán loải theo hçnh chiãúu trãn màût bàòng
- Phai thàóng.
- Phai hçnh cung.
c. Theo hçnh thỉïc th phai
- Phai âàût nàòm.

- Phai âàût âỉïng hay cn gi phai cháún song. Loải ny cọ thãø dng cho nhỉỵng khoang
ráút räüng nhỉng cäüt nỉåïc tháúp 2÷4m.









3. Âiãưu kiãûn thiãút kãú phai
Cạc trỉåìng håüp lm viãûc cáưn xem xẹt
khi thiãút kãú phai:
- Quạ trçnh váûn chuøn, váûn hnh
phai, trỉåìng håüp ny phai chëu tạc
dủng ca trng lỉåüng bn thán
W
â
W
n
W
â
W
â
n
W

Hçnh 10.5 Så âäư tênh ạp lỉûc thu âäüng
khi kẹo phai

Hçnh 10.4 cạc loải phai

56

- Khi phai âỉåüc th xúng hon ton âãø chàõn nỉåïc. Trỉåìng håüp ny phai chëu tạc dủng
ca ạp lỉûc thy ténh, lục ny phai âỉåüc xem nhỉ dáưm âån, tỉì âọ xạc âënh kêch thỉåïc
håüp l ca phai.
- Khi th phai xúng nỉåïc, dáưm chëu tạc dủng ca ạp lỉûc thy âäüng, bao gäưm:
+ Lỉûc nàòm ngang :
W
n
= kγ
v
2
2g
al
+ Lỉûc thàóng âỉïng
W
â
= k
1
γ
v
2
2g
bl
a, b, l xem chụ thêch åí hçnh v
k : hãû säú chy vng(hãû säú lỉu tuún), âäúi våïi táúm tiãút diãûn chỉỵ nháût k=2
k

1
= 0,7 khi a=b; k
1
= 1 khi a>b
- Khi phai th xúng nàòm åí vë trê cúi cng ca nọ thç W
â
cọ tạc dủng kẹo phai lãn, vç
váûy trng lỉåüng bn thán ca nọ phi â låïn âãø chäúng lả lỉûc ny.


3 CỈÍU VAN PHÀĨNG
I. Cạc loải cỉía van phàóng
1. Cỉía van gäù : Cáúu tảo âån gin, nhẻ, tuy nhiãn khäng bãưn trong nỉåïc so våïi cạc loải
váût liãûu khạc. Hiãûn nay êt dng vç giạ thnh âàõt so våïi tøi th ca nọ.
2. Cỉía van bãtäng cäút thẹp : Gäưm cạc dáưm chëu lỉûc bàòng bãtäng cäút thẹp v bn
màût cáúu tảo dỉåïi dảng bãtäng lỉåïi thẹp. Giạ thnh tháúp, âäü cỉïng låïn, chëu ti trng âäüng
täút. Tuy nhiãn váûn hnh khọ khàn, hay gàûp sỉû cäú vç váûy êt âỉåüc sỉí dủng.
3. Cỉía van thẹp : l kãút cáúu khäng gian gäưm hãû dáưm chëu lỉûc v bn màût chàõn nỉåïc
bàòng thẹp lạ. Cọ thãø phán biãût hai loải hãû dáưm :
- Hãû dáưm ngang (hçnh11.6) : cạc dáưm phủ (b) bë càõt âoản tải vë trê cạc cäüt âỉïng (c) v
truưn lỉûc sang cäüt âỉïng, tỉì âọ truưn lỉûc sang dáưm chênh (a) v cúi cng truưn sang
cäüt biãn (d) sau âọ truưn lãn hãû thäúng gäúi tỉûa di âäüng.
- Hãû dáưm dc : khi bn màût âỉåüc gàõn vo cạc dáưm phủ chảy liãn tủc tỉì cäüt âỉïng ny
qua cäüt âỉïng khạc v v tỉûa vo cạc cäüt âỉïng âọ. -> Âáy l så âäư cọ ỉu âiãøm hån så âäư
trỉåïc vç khi cỉía van bë ún thç bn màût cng lm viãûc våïi cạc dáưm chëu lỉûc.



57

Dỏửm chờnh (a)
Dỏửm phuỷ (b)
Cọỹt õổùng (c)
Cọỹt bión (d)
Baớn mỷt (f)
Dỏửm bión trón
Dỏửm bión dổồùi
Hỗnh 11.6 Sồ õọử cỏỳu taỷo van
phúng theùp

III. Kóỳt cỏỳu cổớa van phúng (van theùp)
Loaỷi naỡy õổồỹc sổớ duỷng phọứ bióỳn ồớ nhổợng nồi coù nhởp lồùn, chởu aùp lổỷc lồùn, bóửn vổợng
vaỡ thồỡi gian sổớ duỷng lỏu daỡi. Cỏỳu taỷo gọmg coù: baớn mỷt chừn nổồùc, dỏửm chờnh, dỏửm
phuỷ, cọỹt õổùng, cọỹt bión, thanh chọỳng cheùo.
1. Lổỷc taùc duỷng
- Lổỷc tộnh : aùp lổỷc nổồùc tộnh, troỹng lổồỹng baớn thỏn, aùp lổỷc buỡn caùt (nóỳu coù baỡn caùt lừng
õoỹng trổồùc van).
- Lổỷc õọỹng : aùp lổỷc soùng, aùp lổỷc gioù, aùp lổỷc thuyớ õọỹng, lổỷc va õỏỷp cuớa caùc vỏỷt trọi nọứi,
chỏỳn õọỹng do õọỹng õỏỳt
2. Sổỷ truyóửn lổỷc vaỡ sồ õọử tờnh kóỳt cỏỳu
- Aùp suỏỳt taùc duỷng lón baớn mỷt sau õoù phỏn bọỳ sang caùc dỏửm bao quanh (a,b,c) theo
nguyón từc õổồỡng phỏn giaùc.





Hỗnh 10.
7 Nguyón từc truyóửn
lổỷc tổỡ baớn mỷt lón caùc dỏửm

58

-Dỏửm phuỷ (b)
+ Chởu lổỷc phỏn bọỳ daỷng hỗnh thang hoỷc tam giaùc, tờnh theo sồ õọử dỏửm õồn vồùi hai gọỳi
tổỷa laỡ caùc cọỹt õổùng khi dỏửm phuỷ bở cừt bồới caùc cọỹt õổùng.
+ Khi dỏửm phuỷ khọng bở cừt õoaỷn bồới caùc cọỹt õổùng, ta tờnh theo sồ õọử dỏửm lión tuỷc.
- Cọỹt õổùng (c) : chởu lổỷc phỏn bọỳ daỷng hỗnh thang hoỷc tam giaùc tổỡ baớn mỷt truyóửn sang

vaỡ lổỷc tỏỷp trung do caùc dỏửm phuỷ truyóửn lón, sồ õọử tờnh laỡ caùc dỏửm õồn vồùi gọỳi tổỷa laỡ caùc
dỏửm chờnh vaỡ dỏửm bión.
- Dỏửm chờnh (a) : Chởu lổỷc phỏn bọỳ daỷng hỗnh thang hoỷc tam giaùc vaỡ caùc lổỷc tỏỷp trung
do caùc cọỹt õổùng truyóửn lón, sồ õọử tờnh laỡ dỏửm õồn tổỷa lón caùc cọỹt bión.











3. Nguyón từc xaùc õởnh vở trờ dỏửm chờnh
- Nguyón từc
ổồỹc xaùc õởnh theo nguyón từc caùc dỏửm chờnh chởu lổỷc tổồng õổồng nhau, nghộa laỡ
caùc dỏửm chờnh coù tióỳt dióỷn bũng nhau, nhũm tỏỷn duỷng hóỳt khaớ nng chởu lổỷc cuớa caùc
dỏửm.
- Caùch xaùc õởnh
+ Chia bióứu õọử aùp lổỷc nổồùc thaỡnh caùc phỏửn coù dióỷn tờch bũng nhau
+ Caùc dỏửm chờnh õỷt taỷi caùc vở trờ troỹng tỏm cuớa caùc phỏửn bióứu õọử õaợ chia.
a. ọỳi vồùi cổớa van phúng trón mỷt
- Veợ õổồỡng troỡn õổồỡng kờnh AB
- Chia chióửu cao H thaỡnh n õoaỷn bũng nhau (n : sọỳ dỏửm chờnh dổỷ õởnh õỷt)
- Veợ caùc õổồỡng nũm ngang cừt õổồỡng troỡn taỷi 1,2,3
- Veợ caùc õổồỡng troỡn tỏm A baùn kờnh A1, A2, A3 cừt AB taỷi caùc õióứm 1',2',3' (caùc
õióứm1',2',3' chờnh laỡ ranh giồùi caùc phỏửn bióứu õọử coù dióỷn tờch bũng nhau)
- ỷt dỏửm chờnh taỷi tỏm caùc bióứu õọử õaợ chia.

b. ọỳi vồùi cổớa van phúng õỷt dổồùi sỏu
(b)
(b), õọỳi vồùi sồ õọử hóỷ dỏửm doỹc
(a)
Cọỹt õổùng c
Hỗnh 10.8 Sồ õọử phỏn
bọỳ aùp lổỷc nổồùc vaỡ sồ õọử
tờnh caùc dỏửm
59

P
daac

Hỗnh 10.10 Sồ õọử cổớa van phúng coù 2 dỏửm chờnh

d 0,45H
c(0,13ữ
0,18)H
2a0,5m
- Veợ õổồỡng troỡn õổồỡng kờnh AB
- Veợ õổồỡng troỡn tỏm A baùn kờnh AA' cừt õổồỡng troỡn vổỡa veợ taỷi A''
- Chia H' thaỡnh n phỏửn bũng nhau
- Veợ õổồỡng troỡn tỏm A baùn kờnh A1, A2, A3, cừt AB taỷi 1', 2',3'
- ỷt dỏửm chờnh taỷi tỏm caùc bióứu õọử



Ghi chuù :
- Ta coù thóứ xaùc õởnh toaỷ õọỹ caùc õióứm chia vaỡ vở trờ õỷt dỏửm bũng cọng thổùc giaới tờch
+ Van phúng trón mỷt

h
k
= H
k
n

k : thổù tổỷ cuớa dióỷn tờch cỏửn xeùt
y
k
=
2
3

H
n
[k
3/2
- (k-1)
3/2
]
+ Van phúng dổồùi sỏu
h
k
= H
k +
n +

Y
k
=

2
3
.
H
n +
[(k + )
3/2
- (k - 1 +)
3/2
]
=
na
2
H
2
- a
2
a: õọỹ ngỏỷp meùp trón cuớa van dổồùi nổồùc
- Trổồỡng hồỹp bọỳ trờ hai dỏửm chờnh, vở trờ bọỳ trờ hai dỏửm chờnh nón õỷt caùch õóửu õióứm õỷt
cuớa tọứng hồỹp lổỷc.
4. Tờnh chióửu daỡy baớn mỷt
Chióửu daỡy baớn mỷt õổồỹc tờnh theo cọng thổùc cuớa Bak
= a
.p
2(1+n
2
)[]
cm
H'/3
1

y1
h1
h2
h3
y3
y2
B
2'
1'
H/3
H/3
2
H
B
1'
2'
2
1
H'
H'/3
H'/3
H/3
h2
h1
h3
y1
y2
y3
A
A'

A''
A
Hỗnh 10.9 Sồ õọử xaùc õởnh vở trờ dỏửm
chờnh

60

n=a:b, thêch håüp a:b=1:1 hay 1:2 , n cọ thãø âảt âãún 1:7÷1:10 âäúi våïi hãû dáưm dc
a,b : cảnh ngàõn v cảnh di ca ä, tênh bàòng cm.
ϕ : hãû säú âàûc trỉng cho trảng thại ngm ca bn màût dc theo chu vi
ϕ = 1,13 khi bn màût tỉûa tỉû do
ϕ = 1 khi bn màût ngm hai cảnh
ϕ = 0,75 khi bn màût ngm bäún cảnh
p : ạp sút nỉåïc âån vë tải tám ca ä bn tênh toạn
[σ] : ỉïng sút ún cho phẹp ca thẹp
Âäü dy tênh nhỉ trãn phi âỉåüc cäüng thãm 1mm âãø phng rè, âäưng thåìi phi láúy trn
theo cåỵ chiãưu gáưn nháút ca thẹp lạ tiãu chøn.
5. Trng lỉåüng v lỉûc náng cỉía van
- Trng lỉåüng v lỉûc náng âỉåüc xạc âënh trãn cå såí kãút cáúu v váût liãûu thiãút kãú thỉûc tãú
cỉía van. Trong giai âoản thiãút kãú så bäü cọ thãø tênh trng lỉåüng cỉía van theo cạc cäng
thỉïc kinh nghiãûm, bng tra.
- Xạc âënh lỉûc náng v hả cỉía van phàóng :
Mún náng âỉåüc cỉía van cáưn phi khàõc phủc âỉåüc cạc lỉûc sau :
+ Trng lỉåüng bn thán G
+ Lỉûc ma sạt åí gäúi tỉûa T
+ Lỉûc ma sạt åí bäü pháûn chäúng tháúm T
ct

+ Cạc lỉûc cn khạc nhỉ : ạp lỉûc bn cạt, ạp lỉûc thu âäüng khi náng van
Lỉûc náng van âỉåüc xạc âënh bàòng cạch nhán våïi trng lỉåüng mäüt hãû säú bäø sung k

1
=
1,1 våïi cạc lỉûc T, T
ct
mäüt hãû säú k
2
= 1,2
Váûy lỉûc náng van s l :
S
n
= k
1
.G + k
2
(T+Tct)
Lỉûc hả van :
S
h
= k'[k
2
(T+Tct) - k
1
G], k'≥1,25
trỉåìng håüp k
1
.G > k
2
(T+Tct), cỉía van s hả tỉû âäüng
III. Cáúu tảo cạc bäü pháûn cỉía van phàóng
1. Hãû thäúng dáưm

Tu theo kêch thỉåïc v âiãưu kiãûn lm viãûc ca cỉía van, dáưm chênh cọ thãø lm bàòng
dáưm âàûc liãn tủc hồûc bàòng kãút cáúu dn.
Cạc dáưm phủ, dáưm liãn kãút, cäüt âỉïng thỉåìng bàòng thẹp âënh hçnh chỉỵ U, T, thẹp gọc
2. Bäü pháûn tỉûa di âäüng v bäü pháûn âãûm ca cỉía van
Phán biãût hai loải bäü pháûn tỉûa
- Bäü pháûn tỉûa cäú âënh hay cn gi l bäü pháûn âãûm : âỉåüc gàõn chàût trong cạc rnh ca
trủ pin hay trủ biãn
61

- Bäü pháûn tỉûa di âäüng : láư pháưn kãút cáúu di âäüng, âỉåüc gàõn våïi cỉía van cọ cạc loải sau :
a. Bäü pháûn tỉûa di âäüng theo ngun tàõc trỉåüt










Lỉûc ma sạt cn tråí chuøn âäüng
T= f.W
f: hãû säú ma sạt trỉåüt, phủ thüc vo váût liãûu dng lm gäúi tỉûa v bäü pháûn âãûm
W : ạp lỉûc nỉåïc thỉåüng lỉu
b. Gäúi tỉûa di âäüng bàòng bạnh xe

- Bạnh xe nãn bäú trê tải vë trê dáưm chênh, cọ thãø bäú trê lãn cäüt hồûc trỉûc tiãúp lãn dáưm
chênh
- Xạc âënh kêch thỉåïc bạnh xe :
+ p lỉûc truưn cho mäüt bạnh xe :
P =
W
n

W : ạp lỉûc nỉåïc phêa thỉåüng lỉu
n : säú bạnh xe
+ Âỉåìng kênh bạnh xe âỉåüc xạc âënh theo ngun tàõc nẹn dáûp cho phẹp åí màût càõt
xun tám :
Bäü pháûn âãûm
Bäü pháûn trỉåüt
Con làn âënh hỉåïng
Thẹp gọc trỉåüt
Bäü pháûn trỉåüt
Hçnh 10.11 Bäü pháûn tỉûa di âäüng trỉåüt
aa
W
P
R
2
r
Q

b
Hçnh 10.12 Gäúi tỉûa di âäüng bàòng bạnh xe

62

D
bx
=
P
b.[σ
nd
]

b : chiãưu räüng bạnh xe
[σ
nd
] : ỉïng sút nẹn dáûp cho phẹp tải màût càõt xun tám
+ Lỉûc cn åí bạnh xe khi cỉíu van di âäüng bao gäưm lỉûc ma sạt trỉåüt giỉỵa trủc quay cọ
bạn kênh 2r våïi vng bảc v lỉûc ma sạt làn giỉỵa bạnh xe våïi ray
T
o
=
P
R
(f.r + f
1
)
f : hãû säú ma sạt trỉåüt
f
1

: hãû säú ma sạt làn, f
1
= (0,05÷0,1)cm
R : bạn kênh bạnh xe
r : bạn kênh trủc quay
Nãúu ta thay äø bảc bàòng äø bi thç lỉûc ma sạt s gim xúng, nhỉng äø bi cọ thãø bë kẻt do
bn cạt cho nãn trong thỉûc tãú êt dng loải gäúi tỉûa di âäüng bàòng äø bi.
3. Bäü pháûn chäúng tháúm
Âãø ngàn ngỉìa tháúm tiãúp xục giỉỵa cỉía van våïi pháưn tỉûa nhỉ ngỉåỵng, rnh van trong
trủ pin hay trong trủ biãn ngỉåìi ta bäú trê bäü pháûn chäúng tháúm.
Cọ hai loải bäü pháûn chäúng tháúm
- Bäü pháûn chäúng tháúm âạy
- Bäü pháûn chäúng tháúm biãn









4. Mäüt säú cáúu tảo âàûc biãût ca van phàóng
Cạc loải cỉía van phàóng âån âỉåüc giåïi thiãûu trãn cọ nhỉåüc âiãøm l khäng thûn låüi
cho vãûc thạo cạc váût träi näøi. Ngoi ra, khi bãư räüng v bãư sáu ca khoang trn låïn, âàûc
biãût khi bãư räüng hẻp v bãư sáu låïn, lục âọ kãút cáúu cỉía van cng nhỉ bäü pháûn tỉûa di âäüng
v bäü pháûn âãûm, trủ pin âi hi phỉïc tảp hån. Âãø khàõc phủc nhỉåüc âiãøm âọ ngỉåìi ta
âỉa ra loải cỉía van hai táưng, cỉía van nhiãưu táưng v cỉía van lỉåỵi g.
a. Cỉía van hai táưng
- Táưng trãn : hả xúng âãø thạo cạc váût träi näøi v thạo mäüt pháưn lỉu lỉåüng tênh toạn.

Hçnh 10.13 Bäü pháûn chäúng tháúm âạy v bäü pháûn

chäúng tháúm bãn
63

- Táưng dỉåïi : náng lãn âãø thạo lỉu lỉåüng cáưn thiãút.
Khi cáưn cọ thãø kẹo c hai táưng âãø thạo nỉåïc.
b. Cỉía van lỉåỵi g
- Táưng trãn (lỉåỵi g) : chuøn âäüng quay quanh trủc nàòm ngang , cọ tạc dủng thạo cạc
váût träi näøi hồûc thạo mäüt pháưn lỉu lỉåüng tênh toạn. Âäü cao lỉåỵi g ≥1,5m.
- Táưng dỉåïi : l pháưn ch úu dng âãø thạo pháưn lỉu lỉåüng cå bn.
-> Ỉu âiãøm ca van lỉåỵi g cng nhỉ van phàóng hai táưng l thûn låüi cho viãûc thạo cạc
váût träi näøi, gim âäü cao trủ pin v dn kẹo van.











IV. Nháûn xẹt chung vãư van phàóng
- Cọ kãút cáúu tỉång âäúi gn, viãûc chãú tảo làõp rạp tỉång âäúi âån gin, lm viãûc âm bo,
qun l váûn hnh âån gin.
- Nhỉåüc âiãøm l lỉûc náng låïn, vç váûy cáưn táûp trung nghiãn cỉïu tçm ra hçnh dảng, váût liãûu
cỉía van täút hån v hản chãú ma sạt åí gäúi tỉûa.

4. CỈÍA VAN CUNG
I. Khại quạt chung
- L loải cỉía van cọ bn chàõn nỉåïc cong màût trủ. Sau táúm chàõn nỉåïc l hãû thäúng dáưm
tỉûa vo cng , chán cng tỉûa vo trủc quay gàõn vo trủ. Chuøn âäüng khi náng hồûc hả
cỉía van l chuøn âäüng quay.
- Van cung thỉåìng chè dng lm van chênh.
- Cỉía van cung trãn màût chè cọ cạc hçnh thỉïc sau:
+ Cỉía van cung âån;
+ Cỉía van cung cọ lỉåỵi g;
Hçnh 10.14 Så âäư cáúu tảo van hai

táưng v van lỉåỵi g
64

+ Cổớa van cung hai tỏửng.
- ọỳi vồùi ỏu thuyóửn bao giồỡ cuợng bọỳ trờ van cung theo kióứu haỷ.
- óứ traùnh hióỷn tổồỹng chỏỳn õọỹng, thổồỡng ngổồỡi ta bọỳ trờ mỷt chừn nổồùc theo daỷng cung
troỡn coù tỏm truỡng vồùi truỷc quay cuớa caỡng. Trong trổồỡng hồỹp doỡng chaớy chổùa nhióửu buỡn
caùt coù khaớ nừng lừng õoỹng õeỡ lón baớn mỷt thỗ nón bọỳ trờ truỷc van thỏỳp hồn tỏm cuớa baớn
mỷt chổỡng 50mm.
- Truỷc quay cổớa van cung thổồỡng õỷt cao hồn mổỷc nổồùc lồùn nhỏỳt ồớ haỷ lổu õóứ traùnh bở
han gố.

II.Tờnh lổỷc taùc duỷng lón cổớa van cung
1. Aùp lổỷc nổồùc
Chia aùp lổỷc nổồùc taùc duỷng lón tỏỳm chừn laỡm hai thaỡnh phỏửn:
- Thaỡnh phỏửn nũm ngang
W
1
= 0,5H
2
l
- Thaỡnh phỏửn thúng õổùng
W
2
= w.
w : thóứ tờch vỏỷt aùp lổỷc;
l : chióửu daỡi chởu lổỷc cuớa khoang;
H: cọỹt nổồùc taùc duỷng lón cổớa van phờa thổồỹng lổu;
R: baùn kờnh quay cuớa cổớa van
Lổỷc W
1
: taùc duỷng ồớ õọỹ sỏu 2H/3 vaỡ caùch tỏm O mọỹt khoaớng l
1
, coỡn W
2
caùch tỏm O
mọỹt khoaớng l
2

.
Tọứng hồỹp lổỷc W = W
1
2
+ W
2
2
õi qua tỏm quay O nón ta coù :
W
1
.l
1
- W
2
.l
2
= 0
l
2
= W
1
.l
1
/W
2

vồùi l
1
= R.sin
1

+ 2H/3
- Xaùc õởnh chióửu daỡi chởu lổỷc cuớa khoang (nhổ hỗnh veợ 10.17)


Hỗnh 10.15
Sồ õọử caùc laoỹi
cổớa van cung

65


Lổu yù : Trón õỏy laỡ trổồỡng hồỹp tờnh toaùn aùp lổỷc nổồùc lón van coù truỷc quay truỡng vồùi
tỏm cuớa cung chừn nổồùc vaỡ nũm cao hồn so vồùi mổỷc nổồùc tổỷ do thổồỹng lổu. Caùc trổồỡng
hồỹp khaùc cuỷ thóứ lỏỷp luỏỷn tờnh toaùn nhổ trón.
2. Troỹng lổồỹng cổớa van cung
ổồỹc xaùc õởnh trón cồ sồớ kóỳt cỏỳu vaỡ vỏỷt lióỷu thióỳt kóỳ cuỷ thóứ. Trong giai õoaỷn thióỳt kóỳ
sồ bọỹ coù thóứ duỡng cọng thổùc kinh nghióỷm hoỷc õọử thở õóứ sồ bọỹ xaùc õởnh khọỳi lổồỹng.
3. Lổỷc nỏng cổớa van
Muọỳn nỏng cổớa van hỗnh cung cỏửn taỷo nón mọỹt mọmen lổỷc õóứ thừng caùc mọmen do
troỹng lổồỹng cổớa van G, lổỷc ma saùt ọứ truỷc T
o
, lổỷc ma saùt ồớ bọỹ phỏỷn chọỳng thỏỳm T
ct

S.R.cos - G.R
G
.cos - f.Q.r - T
ct
.R
ct

= 0
S : lổỷc nỏng cổớa van õỷt taỷi A
R
G
: baùn kờnh quay cuớa õióứm
õỷt troỹng lổồỹng cổớa van
R
ct
: baùn kờnh taùc duỷng cuớa
lổỷc ma saùt chọỳng thỏỳm
Q
r
= W
r
+
o
G
r

G
o
=G(1-
R
g
.cos
R.cos
): phỏửn troỹng lổồỹng van
W
1
W

1
W
R
l1

1




2
W
Hỗnh 10.16 Sồ õọử tờnh aùp lổỷc nổồùc

lk
l
lk=l
Hỗnh 10.17 Sồ õọử xaùc õởnh chióửu daỡi chởu taới cuớa khoang

A
O
W
Q
Go


W

Hỗnh 10.18

Sồ õọử xaùc õởnh lổỷc
nỏn
g van

66


W1
A
O
b
G
W2
V
l1
n
R
g

Hỗnh 10.19

Sồ õọử tờnh toaùn
ọứn õởnh van
truyóửn tồùi truỷc quay
=> S = G
R
G
.cos
R.cos
+ f.Q.

r
R.cos
+ T
ct
.
R
t
R.cos

trở sọỳ r rỏỳt beù nón tyớ sọỳ
r
R.cos
cuợng rỏỳt beù nón coù thóứ boớ qua trở sọỳ f.Q.
r
R.cos

T
ct
: thổồỡng cuợng nhoớ
Cho nón S bao giồỡ cuợng nhoớ hồn G -> õỏy laỡ ổu õióứm cuớa van cung.
Lổu yù :
- Trong thổỷc tóỳ õóứ õaớm baớo an toaỡn nhỏn troỹng lổồỹng cổớa van vồùi hóỷ sọỳ dổỷ trổợ k
1
=1,1
vaỡ caùc lổỷc coỡn laỷi nhỏn vồùi k
2
=1,2.
- Khi tỏm quay nũm thỏỳp hồn tỏm mỷt chừn nổồùc thỗ lổỷc mồớ seợ giaớm; khi tỏm quay
nũm phờa trón tỏm cung mỷt chừn thỗ aùp lổỷc nổồùc coù taùc duỷng eùp cổớa van xuọỳng ngổồợng
laỡm cho õaùy khờt hồn nón ờt roỡ rố nhổng laỡm tng lổỷc nỏng cổớa van. Song nhổồỹc õióứm

cuớa caùc trổồỡng hồỹp naỡy laỡ dóự gỏy hióỷn tổồỹng rung õọỹng khi mồớ cổớa. Vỗ vỏỷy thổồỡng bọỳ trờ
truỷc quay truỡng vồùi tỏm voỡng troỡn cuớa mỷt chừn.
4. Tờnh toaùn ọứn õởnh cổớa van cung :
Caùc lổỷc taùc duỷng lón cổớa van cung gỏy
ra mọmen coù hai xu hổồùng
-Loaỷi mọmen coù xu hổồùng õoùng cổớa van
M
1
= W
1
.l
1
+ G.R
G
.cos
-Loaỷi mọmen coù xu hổồùng nỏng cổớa van
M
2
= W
2
.l
2
+ V.n
V : aùp lổỷc õỏứy nọứi cuớa nổồùc taùc duỷng lón tỏỳm chọỳng thỏỳm ồớ õaùy, V = .b.l.H (b :
chióửu rọỹng tỏỳm chọỳng thỏỳm.
Hóỷ sọỳ ọứn õởnh cổớa van õỷt lón ngổồợng phaới thoaớ maợn :
k =
M
1
M

2
1,25
Lổu yù : baùn kờnh baớn mỷt chừn nổồùc cổớa van lión quan õóỳn troỹng lổồỹng vaỡ kóỳt cỏỳu cổớa
van, aớnh hổồớng õóỳn õọỹ ọứn õởnh. Theo kinh nghióỷm R=(1,25ữ1,5)H, khi cỏửn nỏng cao vở
trờ truỷc quay lón thỗ R=(2ữ2,5)H.
III. Kóỳt cỏỳu cổớa van cung
Caùc bọỹ phỏỷn cỏỳu taỷo cổớa van cung gọửm : hóỷ thọỳng dỏửm chởu lổỷc, baớn chừn nổồùc, caỡng
quay vaỡ gọỳi tổỷa baớn lóử.
1. Hóỷ dỏửm chởu lổỷc
Kóỳt cỏỳu hóỷ thọỳng dỏửm chởu lổỷc vaỡ baớn mỷt giọỳng nhổ trong cổớa van phúng.
67

a
bc
de

- ọỳi vồùi cổớa van trón mỷt ngổồỡi ta thổồỡng thióỳt kóỳ hóỷ hai dỏửm chờnh, coỡn õọỳi vồùi cổớa
van dổồùi sỏu thổồỡng thióỳt kóỳ hóỷ nhióửu dỏửm chờnh.
- Dỏửm chờnh õổồỹc thióỳt kóỳ theo nguyón từc chởu lổỷc bũng nhau. Vở trờ caùc dỏửm chờnh:
õỷt caùch õóửu vóử hai bón kóứ tổỡ õióứm õỷt cuớa hồỹp lổỷc W cuớa aùp lổỷc nổồùc (lỏỳy theo õổồỡng
cong). Cuợng coù thóứ xaùc õởnh vở trờ dỏửm chờnh bũng phổồng phaùp õọử giaới, dổỷa trón
nguyón từc õa giaùc lổỷc õóứ tỗm tọứng hồỹp lổỷc W rọửi chia W thaỡnh nhổợng lổỷc bũng nhau õóứ
xaùc õởnh vở trờ caùc dỏửm chờnh.

2. Khung chởu lổỷc (caỡng quay)
Aùp lổỷc nổồùc tổỡ baớn mỷt truyóửn qua caỡng quay vaỡ cuọỳi cuỡng truyóửn vaỡo gọỳi tổỷa baớn lóử.
Coù hai loaỷi kóỳt cỏỳu caỡng quay:
- Taới troỹng tổỡ dỏửm chờnh truyóửn sang hai hóỷ thọỳng daỡn tổỷa hỗnh quaỷt (hỗnh 10.21a )
- Dỏửm chờnh vaỡ caỡng quay hồỹp thaỡnh mọỹt khung tổỷa chởu toaỡn bọỹ taới troỹng tổỡ cổớa van
truyóửn sang. Khung tổỷa coù daỷng phúng (hỗnh 10.21b) hoỷc khung tổỷa coù daỷng khọng
gian (hỗnh 10.21c). Khung khọng gian coù õọỹ cổùng lồùn õổồỹc duỡng trong trổồỡng hồỹp
khoang cổớa van lồùn hoỷc cọỹt nổồùc taùc duỷng lồùn. Khung tổỷa coỡn coù daỷng hỗnh cọng sọn
(hỗnh 10.21d ) hoỷc daỷng nghióng.
Hỗnh 10.2
1

Khung chởu
lổỷc vaỡ caỡng
van


Hỗnh 10.20 cỏỳu taỷo van cung

68


3. Gäúi tỉûa bn lãư
Cọ hai hçnh thỉïc:
- Khi khoang van nh (nh hån 8m) dng hçnh thỉïc trủc quay nam ngang (hçnh
10.20).

- Khi khoang cỉía van låïn v cäüt nỉåïc tạc dủng låïn dng hçnh thỉïc trủc quay nàòm
ngang cọ miãúng âãûm hçnh cáưu. Loải ny chán cng quay cọ thãø quay âỉåüc khi bë biãún
do ti trng hay thay âäøi nhiãût âäü gáy ra, do âọ gim âỉåüc mämen ún åí chán cng
quay v gim âỉåüc hiãûn tỉåüng phán bäú lỉûc khäng âãưu lãn trủc quay.
4. Bäü pháûn chäúng tháúm
- Bäü pháûn chäúng tháúm âạy giäúng nhỉ cỉía van phàóng.
- Bä pháûn chäúng tháúm bãn âỉåüc lm bàòng cao su âục, âãø gim ma sạt cho bäü pháûn
chäúng tháúm khi di âäüng ngỉåìi ta gàõn mäüt táúm thẹp theo âỉåìng di âäüng ca bäü pháûn
chäúng tháúm.
- Lỉûc ma sạt åí bäü pháûn chäúng tháúm cọ thãø tênh theo cäng thỉïc:
T
t
=f
γH
2
e
2cosβ
.
R+e
R

f:hãû säú ma sạt åí màût chäúng tháúm;
H: cäüt nỉåïc tạc dủng lãn cỉía van;
e: chiãưu räüng táúm thẹp lọt;
β: gọc tảo båíi bạn kênh v qua trng tám cỉía van so våïi màût ngang.
5. Mäüt säú kãút cáúu âàûc biãût ca cỉía van cung
Cng nhỉ van phàóng, âãø thạo nỉåïc trn bãn trãn cỉía van hồûc thạo cạc váût träi näøi,
ngỉåìi ta dng cỉía van hai táưng hồûc cỉía van lỉåỵi g (hçnh 10.15).
IV Ỉu nhỉûåc âiãøm ca cỉía van cung
So våïi van phàóng, van cung cọ nhỉỵng ỉu âiãøm sau:

- Lỉûc náng nh, lm viãûc âån gin.
- Âäü cỉïng kãút cáúu låïn, täúc âäü âọng måí nhanh.
- Gim âỉåüc chiãưu dy trủ van vç khäng cọ rnh van, hồûc rnh ráút cản.
- Cọ kh nàng âiãưu khiãøn tỉû âäüng.
Nhỉng cỉía van cung cọ mäüt säú nhỉåüc âiãøm sau:
- Chiãưu di trủ van låïn hån khi dng cỉía van phàóng, tuy nhiãn cọ thãø gim âỉåüc
chiãưu cao trủ van.
- Cọ phn lỉûc ngang åí gäúi tỉûa nh hỉåíng âãún äøn âënh trong trủ van.
- Khäng thãø thay cỉía van tỉì khoang ny sang khoang khạc khi cáưn trong thåìi gian
thi cäng hồûc sỉía chỉỵa
IV Phảm vi ạp dủng
69

Âỉåüc dng ráút räüng ri trong cäng trçnh thy låüi. Cỉía van cung bàòng thẹp cọ thãø
âọng nhỉỵng khoang räüng 36m v cao 5÷7m. Khi chiãưu räüng khong 10÷15m thç chiãưu
cao âảt tåïi 10m. Diãûn têch chàõn ca mäüt cỉía van cungâảt tåïi 240m
2
.

5. CẠC LOẢI CỈÍA VAN KHẠC
Ngoi cạc loải cỉía van âỉåüc dng räüng ri nhỉ â trçnh by (phai, van phàóng, van
cung). Trong thỉûc tãú thiãút kãú ngỉåìi ta cn dng cạc loải cỉía van nhỉ: van trủ làng (hçnh
10.1), van trủ âỉïng, van truưn lỉûc xúng ngỉåỵng (hçnh 10.1 v 10.22), van hçnh nhán
(hçnh 10.23), van dỉåïi sáu





Hçnh 10.22 Van truưn lỉûc xúng ngỉåỵng

Hçnh 10.23 Van hçnh nhán