Đồ án môn học thủy công thiết kế cống lộ thiên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (991.36 KB, 33 trang )
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Đồ áN MÔN HọC : ThủY CÔNG
Đề Tài : thiết kế cống lộ thiên
Phần I : đề bài
a.tài liệu thiết kế :
1.Nhiệm vụ:
Cống B xây dựng ven sông Y (vùng chịu ảnh hởng thuỷ triều) để tiêu nớc, ngăn triều
và giữ ngọt. Diện tích tiêu : 30.000 ha.
Cống xây dựng trên tuyến đờng giao thông có loại xe 8 - 10 tấn đi qua.
2. Các l u l ởng và mực n ớc thiết kế: Bảng 1.
Chỉ tiêu Tiêu nớc Ngăn triều
Đề
Q
tiêu
Max
(m
3
/s)
chekhong
dong
Z
(m)
Z
sông
Tk
(m)
Z
Sông
min
(m)
Z
sông
Max
(m)
Z
đồng
min
(m)
Đề số 35 50 3.50 3.32 0.00 6.00 1.00
3. Tài liệu về kênh:
Cao trình đáy kênh Z
đk
= -1,00m.
Độ dốc đáy kênh tiêu i = 10
-4
.
Độ dốc mái kênh tiêu m = 1,5.
Độ nhám kênh tiêu n = 0,025.
4. Tài liệu về gió:
P (%) 2 3 5 20 30 50
V (m/s) 28.0 26.0 22.0 18.0 16.0 14.0
5. Chiều dài truyền sóng:
Trờng hợp Z
S bình thờng
Z
sông Max
D (m) 200 300
6. Tài liệu địa chất:
- Đất thịt từ cao trình +1m đến cao trình -1m
- Đất cát pha từ cao trình -1m đến cao trình -20m
- Đất sét từ cao tình -20m đến cao trình -40m
Chỉ tiêu cơ lý: Xem Bảng 4.
Bảng 4. Chỉ tiêu cơ lý của đất
Chỉ tiêu Thịt Cát pha Sét
K
(T/m
3
)
1,47 1,52 1,41
tn
(T/m
3
)
1,70 1,75 1,69
Độ rỗng n 0,40 0,38 0,45
tn
(
0
)
19 23 12
bh
(
0
)
16 18 10
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
1
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
C
n
(T/m
2
) 1,5 0,5 3,5
C
bh
(T/m
2
) 1,0 0,3 2,5
K
t
(m/s) 4.10
-7
2.10
-6
10
-8
Hệ số rỗng e 0,67 0,61 0,82
Hệ số nén a (m
2
N) 2,2 2,0 2,3
Hệ số không đều hạt
8 9 7
b.Yêu cầu :
1. Xác định cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế
2. Tính toán thuỷ lực xác định chiều rộng cống và giải quyết tiêu năng
3. Chọn cấu tạo các bộ phận cống.
4. Tính toán thấm và ổn định cống.
5. Chuyên đề: tính toán bản đáy cống theo phơng pháp dầm trên nền đàn hồi
6. Bản vẽ: 1 bản vẽ A
1
thể hiện đợc cắt dọc, mặt bằng, chính diện thợng lu, chính
diện hạ lu cống, mặt cắt ngang cống và các cấu tạo chi tiết.
Phần ii : Nội dung thiết kế
A.Giới thiệu chung
I .Vị trí, nhiệm vụ công trình
1. Vị trí:
Cống B nằm ven sông Y (vùng chịu ảnh hởng thuỷ triều), xây trên tuyến đờng giao
thông có loại xe 8-10 tấn đi qua
2. Nhiệm vụ:
Nhiệm vụ chủ yếu của cống là tiêu nớc,ngăn triều,giữ ngọt và đảm bảo đờng giao
thông hoạt động bình thờng,xe trọng tải 8-10 tấn đi qua đợc.Diện tích tiêu là 30000ha.
II. Cấp công trình và chỉ tiêu thiết kế
1. Cấp công trình:
Cấp công trình xác định theo TCXDVN 285-2002 theo hai điều kiện
- Chiều cao công trình - tra theo P1.1 với đập bê tông trên nền đất có :
chiều cao đập < 10 m là công trình cấp IV.
- Nhiệm vụ công trình.Với nhiệm vụ tiêu cho 30.000ha tra bảng P1-2 tra đợc công
trình cấp II
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
2
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Từ hai điều kiện trên, để đảm bảo an toàn cho công trình khi làm việc ta chọn trờng
hợp thiết kế công trình cấp II.
2. Các chỉ tiêu thiết kế:
Dựa vào cấp công trình ta xác định đợc:
- Tần suất lu lợng thiết kế (P1-3) P% = 0,5 %.
- Tần suất mực nớc lớn nhất ngoài sông khai thác P% = 1%
- Hệ số vợt tải (P1-4) n = 1,2 (công trình chịu áp lực bên của đất)
- Hệ số điều kiện làm việc (P1-5) m = 1
- Hệ số tin cậy (P1-6) k
n
= 1,2.
- Hệ số tổ hợp tải trọng n
c
= 1,08
B. Tính toán thuỷ lực cống
Mục đích : Xác định khẩu diện cống và tính toán tiêu năng
I. Tính toán kênh hạ l u
Kênh hạ lu là đoạn kênh từ cửa cống đến sông đợc thiết kế nh sau:
Độ dốc mái kênh: m = 1.5
Độ dốc đáy kênh: i = 10
-4
Độ nhám lòng kênh : n = 0,025
Cao trình đáy kênh chọn bằng cao trình đáy kênh tiêu : Z = -1,00m
Lu lợng tính toán : Q = Q
tiêu
max
= 50 m
3
/s
Độ sâu mực nớc trong kênh h
h
= Z
S
TK
- Z
đk
= 4,32 m
- Tìm bề rộng đáy kênh theo phơng pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực.
Ta có :
( )
00168.0
4
0
ln
==
Q
im
F
R
Tra bảng 8-1 , bảng tra thủy lực (BTTL) với n = 0,025 đợc R
Ln
= 2.75 m
571,1
75.2
32,4
==
Ln
R
h
Tra PL. 8-3 đợc
1,3
=
Ln
R
b
Ln
Ln
R
R
b
b .
=
= 8.525 (m)
Chọn b
k
= 9 m.
- Kiểm tra điều kiện không xói
V
max
< V
kx
V
kx
= k.Q
0,1
Trong đó : Q = 50 m
3
/s
ở đây: k - Hệ số phụ thuộc đất lòng kênh,với cát pha k = 0,53
V
kx
= 0,53.50
0,1
= 0,783 (m/s)
V
max
: Là lu lợng lớn nhất trong kênh ứng với Q
max
= k.Q
ở đây: k - hệ số phụ thuộc Q, có thể lấy k =1,0
Q
max
= 1,0.50 = 50 (m
3
/s)
( ) ( )
748,0
32,4.5,1932,4
50
maxmax
max
=
+
=
+
==
mhbh
V
(m/s)
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
3
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
V
max
< V
kx
: Vậy kênh thiết kế thoả mãn điều kiện xói lở.
II. Tính toán khẩu diện cống :
1.Trờng hợp tính toán:
Chọn khi chênh lệch mực nớc thợng hạ lu nhỏ, cần tháo Q
tk
= 50 m
3
/s,
TK
Song
KC
dong
ZZZ
=
= 3,50 - 3,32 = 0,18 (m)
2. Chọn loại cống và cao trình ngỡng cống:
Cao trình ngỡng cống có thể chọn bằng hoặc cao hơn đáy kênh.Trong đồ án này
là cống tiêu nên ta chọn ngỡng cống ngang cao trình đáy kênh tiêu để tăng khả năng
tháo.
Hình thức ngỡng, chọn loại ngỡng đập tràn đỉnh rộng
3. Xác định bề rộng cống:
a) Xác định trạng thái chảy qua cống:
Theo quy phạm thuỷ lợi C8-76, đập chảy ngập khi h
n
> n.H
o
.
Trong đó: h
n
= h
h
- P
1
= 4,32 - 0 = 4,32m
Khi chênh lệch mực nớc thợng hạ lu nhỏ coi V
0
= 0
H
0
= H = h
K
tiêu
= Z
KC
đồng
- Z
tiêu
đáy
= 3,50 + 1,0 = 4,50 (m)
n- Là hệ số, sơ bộ lấy n = 0,8.
n.H
0
= 0,8.4,50 = 3,6 m.
h
n
= 4,32 > n.H
0
= 3,6.
Vậy dòng chảy qua cống (đập tràn đỉnh rộng) là chảy ngập
Sơ đồ tính toán là sơ đồ đập tràn đỉnh rộng chảy ngập.
b) Tính bề rộng cống b:
Từ công thức của đập tràn đỉnh rộng chảy ngập:
( )
hHghbQ
gn
=
0
2
(II-1)
Trong đó:
n
,
g
- Hệ số lu tốc lấy theo trị số của hệ số lu lợng m (tra theo bảng tra thuỷ
lực của Cumin)
Sơ bộ lấy m = 0,36 tra bảng 14-13(BTTL)
n
= 0,96
g
- Hệ số co hẹp bên,
g
= 0,5
0
+ 0,5.
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
4
H
h
h
h
Z
hp
Hình 1.
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Trình tự xác định khẩu diện cống :
Giả thiết
0
= 0,98
g
= 0,5.0,98 + 0,5 = 0,99.Thay vào (II-1)
( )
m
hHgh
Q
b
gn
48,6
)32,450,4.(81,9.2.32,4.99,0.96,0
50
2
0
=
=
=
Chọnb = 7,5 m.
Phân cống làm 3 khoang, bề rộng mỗi khoang là 2,50m,
Hai mố bên lợn tròn có
mb
= 0,7.
Hai mố trụ giữa đầu tròn có
mt
= 0,45:
Chiều dày mố d = 1 (m)
79,0
25,7
5,7
0
=
+
=
+
=
db
b
Với d là tổng chiều dày các mố, d = 2m
g
= 0,5.
0
+ 0,5 = 0,5.0,79 + 0,5 = 0,895
Tính
n
= f(m)
==
===
2,0
5.2
5,0
714,0
5,10
5,7
b
r
B
b
Tra bảng (14-8 BTTL) đợc m = 0,361
Với m = 0,361 tra bảng (14-13 BTTL) đợc
n
= 0,96.Thay vào (II-1) và tính lại b :
Ta đợc
( )
m
hHgh
Q
b
gn
268,7
)32,450,4.(81,9.2.32,4.895,0.96,0
50
2
0
=
=
=
Suy ra lấy b = 7,5m.
- Kiểm tra lại trạng thái chảy :
h
h
= h
n
= 4,32 V
0
=
543,1
32,4.5,7
50
.
===
hb
m/s
Từ đó H
0
= H +
g
V
2
2
0
.
= 4,5 + 0,121 = 4,671 m.
Lu lợng đơn vị:
667.6
5,7
50
==
=
b
Q
q
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
5
Hình 2.
b = 2,5m
d = 1m
B=10,5 m
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Tra (PL9-1), với = 1 độ sâu phân giới h
k
=1,655m
pg
nn
H
h
H
h
>==
00
924,0
671,4
32,4
= 0,87
pg
k
n
k
n
h
h
h
h
>== 61,2
655,1
32,4
= 1,4
Vậy trạng thái chảy trong cống vẫn là chảy ngập
III. Tính toán tiêu năng phòng xói :
1. Trờng hợp tính toán:
Khi tháo lu lợng qua cống với chênh lệch mực nớc thợng hạ lu lớn. Tức là trong trờng
hợp mực nớc triều hạ xuống thấp nhất Z
sông
min
= 0,00 m, ở phía đồng là mực nớc đã
khống chế Z
đồng
kc
=3,5 m. Trờng hợp này thờng tranh thủ mở hết cửa van để tiêu, lu l-
ợng tiêu qua cống có thể lớn hơn lu lợng thiết kế. Tuy nhiên chế độ đó không duy trì
trong một thời gian dài.
2. Lu lợng tính toán tiêu năng:
Vì cống đặt gần sông nên nói chung mực nớc hạ lu cống không phụ thuộc vào lu lợng
tháo qua cống. Khi đó Q
tt
là khả năng tháo lớn nhất ứng với các mực nớc tính toán đã
chọn ở trên , Q
tt
= Q
max
tiêu
= 50 m
3
/s .
Mặt cắt kênh thợng lu thiết kế có:
Chọn i = 1.10
-4
; m = 1,5 ; n = 0,025; Q = 50 (m
3
/s); h
h
= 4,32 m
Theo phơng pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực:
( )
0.001684
50
10.1.424,8
.4
4
0
ln
===
Q
im
Rf
Tra PL8-1(BTTL) R
ln
= 2,75 (m)
571,1
2,75
32,4
ln
==
R
h
Tra (PL 8-3 BTTL)
087,3
ln
=
R
b
b =
49,875,2.087,3.
ln
ln
==R
R
b
m.
Chọn b
K
= 9 m
3. Tính toán thiết bị tiêu năng :
a) Chọn hình thức tiêu năng:
Do cống đẳt trên nền đất nên ta chọn biện pháp tiêu năng là đào bể tiêu năng là hợp lý
nhất, vì kinh tế và không làm ảnh hởng tới khả năng tháo nớc qua cống
b)Tính toán kích thớc bể:
* Chiều sâu bể đợc tính theo công thức :
d =
"
.
c
h
- (h
n
+Z
2
) (II-3)
Trong đó: - là hệ số ngập , = 1,05
"
c
h
- độ sâu liên hiệp sâu nớc nhảy, xác định nh sau:
E
0
= H
0
+ d = H +
d
g
v
+
.2
2
0
= 4,57 + d (II-4)
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
6
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Giả thiết d = 0,5(m) E
0
= 5,07 (m)
( )
615,0
07,5.95,0
667.6
2
3
2
3
0
===
E
q
F
c
Tra (PL16-1 BTTL) có
c
= 0,150 h
c
=
c
. E
0
= 0,76 m
c
= 0,605 h
c
=
c
.E
0
= 3,067 m
Z
2
-
Chênh lệch đầu nớc ở cuối bể vào kênh tính nh đập tràn đỉnh rộng chảy ngập
Z
2
=
( )
=
2
''
22
2
2''
2
22
2
.
1
.
1
2
)(2 2
c
hnchn
h
h
g
q
hg
q
hg
q
Z
2
=
( )
( )
222
2
067,3.05,1
1
.96,0
1
81,9.2
667.6
h
h
(II-5)
- Xác định h
h
:
Vẽ đờng mặt nớc trong kênh từ cửa ra của kênh đổ vào sông đến ngỡng cống bằng
phơng pháp cộng trực tiếp. Tuy nhiên ở đây lu lợng tiêu năng lại ứng với khả năng tháo
lớn nhất nên h
h
= 1,2 m, thay vào (II-5)
Z
2
=1,5 m.
Thay các thông số vừa tính trên vào (II-3)
d = 1,05.3,067 - (1,2 + 1,5) = 0,51 (m)
Thấy d d
gt
. Vậy chiều sâu bể tiêu năng là d = 0,5m
*Chiều dài bể tiêu năng đợc tính theo công thức :
l
b
= l
1
+ l
n
.
Trong đó: l
1
- Chiều dài nớc rơi từ ngỡng xuống sân bể tiêu năng,tính theo
công thức Trectôuxôp:
l
1
=
( )
kk
hPh 35,02 +
với
( )
mHh
k
047,357,4.
3
2
3
2
0
==
P - Chiều cao ngỡng cống so với bể P = 0,7 (m)
l
1
=
( )
047,3.35,07,0047,32
+
= 4,64 m.
l
n
- Chiều dài nớc nhảy, tính theo công thức kinh nghiệm
l
n
=4,5(h
c
- h
c
) = 4,5(3,067 - 0.76) = 10,38m.
Với = 0,8
l
b
= 4,64 + 0,8.10,38= 12.945 m. Chọn l
b
= 13 m.
C. Bố trí các bộ phận cống
I. Thân cống :
Thân công bao gồm: bản đáy,trụ và các bộ phận bố trí trên đó nh: cầu giao thông và
bộ phận dàn van.
1. Cửa van:
Theo tính toán trên ta có b
c
= 7,5 m ở đây ta chọn cửa van phẳng.
Chiều dài thân cống L = 16 m dễ bố trí càng van,đờng giao thông.
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
7
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Chiều dày cửa van t = 0,4
2. Tờng ngực:
Bố trí để giảm chiều cao van và lực đóng mở cửa van.
a) Các giới hạn của tờng ngực
- Cao trình đáy tờng ngực :
Z
đt
= Z
tt
+
Trong đó: Z
tt
- mực nớc tính toán khẩu diện cống, tức cần đảm bảo ứng với trờng hợp
này, khi mở hết cửa van chế độ chảy qua cống là không áp : Z
tt
= 4,32 m
- là độ lu không, chọn = 0,6 m
Z
đt
= 4,32 + 0,6 = 4,92 (m)
- Cao trình đỉnh tờng lấy bằng cao trình đỉnh cống
đ
1
= Z
S
+ h +
S
+ a (III-1)
đ
2
= Z
S
max
+ h
+
S
+ a
(III-2)
Trong đó: a,a - độ cao an toàn, phụ thuộc cấp công trình. Với cống công trình cấp II
lấy a = 0,7m ; a= 0,5m
h, h - độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.
S
,
S
- độ dềnh do sóng ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.
*.Tính h :
B
gH
DV
h
cos.10.2
2
6
=
(III-3)
Trong đó: V - vận tốc gió tính toán lớn nhất ứng với tần suất
P = 3% V = 26 m/s
g - gia tốc trọng trờng, g = 9,81 m/s
2
H - chiều sâu nớc trớc cống
H = Z
TK
S
-
đáy
= 3,32 + 1 = 4,32 m
D - đà sóng, D = 200 m
B
- góc kẹp giữa trục dọc cống và hớng gió, cos
B
= 1
Thay vào (III-3) :
1.
32,4.81,9
200.26
.10.2
2
6
=h
h = 0,00638 m.
*. Tính
S
:
S
= k
S
.h
Trong đó: k
S
- là hệ số phụ thuộc
h
H
,
; tra theo phụ lục P1-3
ở đây:h - chiều cao sóng
H - chiều sâu nớc sóng
- chiều dài sóng.
Giả thiết là sóng nớc sâu và tính các trị số không thứ nguyên, với t là thời gian gió
thổi liên tục t = 6
h
= 21600
s
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
8
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
902,2
26
200.81,9
;85,8149
26
21600.81,9
22
====
V
gD
V
gt
Tra đồ thi P2-1 với đờng bao trên cùng xác định đợc các trị số không thứ nguyên.
Với
077,0;82,385,8149
2
===
V
hg
V
g
V
gt
Với
0033,0;55,0902,2
22
===
V
hg
V
g
V
gD
Chọn cặp trị số nhỏ nhất:
( )
m
g
V
V
g
V
g
458,1.55,0 =
==
;
( )
m
g
V
V
hg
h
V
hg
227,0.0033,0
2
22
=
==
( )
m
g
32,3
14,3.2
458,1.81,9
2
2
2
===
Kiểm tra điều kiện sóng nớc sâu:
mH 66,15,032,4 =>=
thoả mãn điều kiện sóng nớc sâu
Chiều cao sóng h ứng với mức đảm bảo 5%
hkh .
%% 55
=
.Tra đồ thị P
2-2
k
5%
= 1,73
h
5%
=1,73.0,217 = 0,375 (m)
Độ dềnh cao nhất của sóng:
%
.
5
hk
S
S
=
,tra đồ thị P
2-3
Với
12,0
18,3
375,0
31,1
43,2
32,3
==
==
h
H
251,=
S
k
( )
mhk
S
S
469,0375,0.25,1.
%5
===
Thay các kết quả vào (III-1)
đ
1
= 3,32 + 0,00638 + 0,469 + 0,7 = 4,495 m.
*.Tính h
B
gH
DV
h 'cos
'
''
.10.2'
2
6
=
(III-4)
Trong đó: V - vận tốc gió ứng với P = 30%, V = 16m/s
D - đà sóng, D = 300 m.
H - mực nớc trong sông ứng với Z
S
max
H = Z
S
max
- Z
đáy kênh
= 6,0 + 1,0 = 7,0 m
Thay vào (III-4) :
0,1.
0,7.81,9
300.16
.10.2'
2
6
=h
h = 0,00224 m
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
9
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
*. Tính
S
S
= k
S
.h
Trong đó: k
S
- là hệ số phụ thuộc
'
'
,
'
'
h
H
;tra theo phụ lục P1-3
h - chiều cao sóng
H - chiều sâu nớc sóng
- chiều dài sóng.
Giả thiết là sóng nớc sâu và tính các trị số không thứ nguyên, với t là thời gian gió
thổi liên tục t = 6
h
= 21600s
49611
16
200819
513243
16
21600819
22
,
.,
'
'
;,
.,
'
====
V
gD
V
gt
Tra đồ thi P2-1 với đờng bao trên cùng xác định đợc các trị số không thứ nguyên.
Với
11084513243
2
,
'
'
;,
'
'
,
'
'
===
V
hg
V
g
V
gt
Với
007509049611
22
,
'
'
;,
'
'
,
'
'
===
V
hg
V
g
V
gD
Chọn cặp trị số nhỏ nhất:
( )
m
g
V
V
g
V
g
468190 ,
'
.
'
'
',
'
'
=
==
;
( )
m
g
V
V
hg
h
V
hg
196000750
2
22
,., =
==
( )
m
g
293,2
14,3.2
468,1.81,9
2
'
2
2
===
Kiểm tra điều kiện sóng nớc sâu:
mH 1465,1'5,00,7' =>=
thoả mãn điều kiện sóng nớc sâu
Chiều cao sóng h ứng với mức đảm bảo 5%
'.''
%%
hkh
55
=
.Tra đồ thị P
2-2
k
5%
=1,73
h
5%
=1,73.0,196 = 0,339 (m)
Độ dềnh cao nhất của sóng:
%
'.''
5
hk
S
S
=
,tra đồ thị P
2-3
với
1480
2932
3390
4020
27
2932
,
.
,
'
'
.
.
.
'
'
==
==
h
H
251,' =
S
k
( )
mhk
S
S
42403390251
5
,,.,'.''
%
===
Thay các kết quả vào (III-2)
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
10
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
đ
2
= 7,0 + 0,00224 + 0,424 + 0,5 = 7.926 m
Vậy chọn đỉnh tờng là +8,00 m
b) Kết cấu tờng:
Kết cấu tờng gồm bản mặt và các dầm đỡ.
Chiều cao tờng: H
t
= Zđ
2
-Z
đáy
= 8,00 - 4,92 = 3,08 m
Bố trí 2 dầm đỡ ở đỉnh và đáy tờng. Bản mặt đổ liền khối với dầm, chiều dày bản mặt
chọn bằng 0,3 m.
3. Cầu công tác:
Là nơi dặt máy đóng mở và thao tác van. Chiều cao cầu công tác cần tính toán đảm
bảo khi kéo hết cửa van lên vẫn còn khoảng không cần thiết để đa van ra khi cần thiết.
Kết cấu cấu cầu bao gồm: bản mặt, dầm đỡ và các trụ chống. Kích thớc các bộ phận
chọn nh sau:
Chiều cao cầu: 4,5m
Bề rộng cầu : 4 m
Kích thớc cột chống: 30x40 cm
Chiều cao lan can: 0,8 m
4. Khe phai và cầu thả phai:
Bố trí ở đầu và cuối cống để ngăn nớc và giữ cho khoang cống khô ráo khi sửa chữa.
Vì đây là cống lớn nên trên trên cầu thả phai bố trí đờng ray cho cầu thả phai.
5. Cầu giao thông:
Cao trình mặt cầu chọn cao hơn cao trình đỉnh cống khoảng (50ữ100) cm nên chọn
cao tình đặt cầu cao bằng đỉnh tờng là +7m, bề rộng và kết cấu cầu đáp ứng yêu cầu
giao thông cho xe 8-10 tấn đi qua nên chọn bề rộng cầu là 6 m.
Vị trí đặt cầu chọn sao cho không ảnh hởng tới việc thao tác van và phai.
6. Mố cống:
Bao gồm mố giữa và mố bên, trên mố bố trí, khe phai, khe van, chiều dày mố trụ chọn
là 1m.
Chiều dày mố bên cần đủ để chịu áp lực đất nằm ngang, chọn chiều dày mố bên là
0,8 m.
Mố giã có đầu lợn tròn để giảm tổn thất thuỷ lực.
7. Khe lún:
Do ống không rộng lắm, (chỉ có 3 khoang) nên không cần bố trí khe lún.
8. Bản đáy:
Chiều dày bản đáy cần thoả mãn các điều kiện thuỷ lực, ổn định của côngvà yêu cầu
bố trí kết cấu bên trên. Sơ bộ chọn chiều dài bản đáy từ điều kiện bố trí các kết cấu bên
trên là L = 15m (chiều dài này sẽ đợc kiểm tra lại bằng tính toán ổn định cống và độ
bền của nền).
Chiều dày bản đáy chọn theo điều kiện chịu lực, nó phụ thuộc vào bề rộng khoang
cống,tải trọng bên trên và tính chất đất nền, thờng chọn theo kinh nghiệm = 1m.
(chiều dày này sẽ đợc kiểm tra lại bằng tính toán kết cấu bản đáy).
II. Đ ờng viền thấm :
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
11
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Đờng viền thấm bao gồm bản đáy cống, sân trớc, bản cừ và chân khay, kích thớc bản
đáy cống chọn nh trên, kích thớc các bộ phận khác chọn nh sau:
1.Sân trớc:
Vật liệu làm sân có thể là đất sét, á sét, bê tông, bê tông cốt thép hay bitum, nên cố
gắng chọn vật liệu tai chỗ để giảm kinh phí.
Chiều dài sân : Ls
(3 - 4)H
với H - cột nớc tác dụng lên cống, H = 4,50 m.
Thờng chọn Ls =1,5H = 1,5.4,50 = 6,75 m.
Chiều dày sân chọn theo đièu kiện cấu tạo t
0,6 m, ở đây chọn t =1m.
2.Bản cừ:
a. Vị trí đặt cừ:
Cống vùng triều chịu đầu nớc hai chiều nên đóng cừ ở cả hai đầu của bản đáy
b. Chiều sâu đóng cừ:
Chiều sâu đóng cừ phụ thuộc vào chiều dày tầng thấm, vật liệu làm cừ và điều kiện
thi công. ở đây, chiều dày tầng thấm là 19m, tơng đối dày nên làm cừ lơ lửng (cừ treo).
Chiều sâu đóng cừ là S
1
= 6m, S
2
= 4m.
3. Chân khay:
Hai đầu bản đáy làm chân khay cắm sâu vào trong đất 1m để tăng ổn định và góp
phần kéo dài đờng viền thấm.
4. Thoát nớc thấm:
Các lỗ thoát nớc thấm đợc bố trí ở sân tiêu năng, dới sân khi đó phải bố trí tầng lọc
ngựơc. Đờng viền thấm đợc tính đến vị trí bắt đấu có tầng lọc ngợc.
Do cống làm việc với cột nớc 2 chiều nên sử dụng một đoạn sân tiêu năng không đục
lỗ (đoạn giáp với bản đáy). đoạn này đóng vai trò nh một sân trớc ngắn khi cột nớc đổi
chiều.
5. Sơ đồ kiểm tra chiều dài đờng viền thấm:
Theo công thức :
L
tt
C.H
Trong đó: L
tt
- chiều dài tính toán của đờng viền thấm tính theo phơng pháp của Len
. L
tt
= L
d
+
m
L
n
L
d
- chiều dài tổng cộng của các đoạn thẳng đứng và các đoạn xiên góc có
góc nghiêng so với phơng ngang > 45
o
L
d
= 1+ 1 + 6.2 + 4.2 + 2 = 24 m
L
n
- chiều dài tổng cộng của các đoạn nằm ngang, L
n
= 6,75 + 16 = 22,75 m.
m - số hàng cừ có trông sơ đồ đờng viền thấm, với 2 hàng cừ, m = 2,0.
L
tt
= 24 +
2
75,22
= 35,735 m.
C - hệ số phụ thuộc loại đất nền tra bảng P3.1 C = 5,0.
H - cột nớc lớn nhất của cống, H = Z
S
Max
- Z
đk
= 6,0 + 1 =7,0 m.
L
tt
= 39,33 > C.H = 7,0 . 5 = 35,0 m , thoả mãn điều kiện.
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
12
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
III. Nối tiếp công với th ợng, hạ l u :
1.Nối tiếp thợng lu:
Góc mở của tờng về phía trớc,chọn với
0
14250
4
1
===
,tg
, tờng thẳng. Đáy
đoạn nối tiếp thợng lu phủ xốp chống xói bằng đá xây khan dày 0,5m. Chiều dài lớp
phủ khoảng (3ữ5).H
1
, với H
1
là chiều sâu nớc chảy vào cống , H
1
= 7,0 m
Chọn L
P
= 30m. Phía dới lớp đá bảo vệ còn có tầng đệm bằng dăm cát dày 10cm.
2. Nối tiếp hạ lu:
- Tờng cánh thẳng
0
1120
5
1
===
,tg
- Sân tiêu năng: Bằng bê tông đổ tại chỗ có bố trí các lỗ thoát nớc. Chiều dày sân xác
định theo công thức Đômbrôpxki:
t =
1
.15,0 hV
Trong đó: V, h
1
- lu tốc và chiều sâu đoạn có nớc nhảy
V
=
1
.hb
Q
Q
=
(m/s)
h
1
= .h
c
"
Với:
mh
h
c
22,3067,3.05,1
067,3
05,1
1
"
==
=
=
725,1
22,3.9
50
.
1
====
hb
V
464,022,3.725,1.15,0 ==t
(m). Chọn t = 0,5 m
- Sân sau: làm bằng tấm đá xếp có đục lỗ thoát nớc, phía dới có tầng đệm theo hình
thức lọc ngợc. Chiều dài sân sau đợc xác định theo công thức kinh nghiệm:
L
SS
=K.
Hq .
Trong đó: q - lu lợng đơn vị cuối sân tiêu năng,
q =
k
b
Q
= 5,556 (m
2
/s)
H - chênh lệch cột nớc thợng hạ lu,
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
13
16 m 14 m
6,7
55
m
1 m
1 m
0,5 m
Hình 3.
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
H = Z
S
Max
- Z
đ
min
= 6,0 - 1,0 = 5,0 m
K - hệ số phụ thuộc tính chất lòng kênh, K=10
L
SS
= 35,25 m. Chọn L
SS
= 35 m.
D.tính toán thấm d ới đáy cống :
I. Những vấn đề chung :
1. Mục đích:
Xác định lu lợng thấm q, lực thấm đẩy ngợc lên đáy cống Wt và građien thấm J. ở
đây, do đặc điểm cống, chỉ yêu cầu tính W
t
và J.
2. Trờng hợp tính toán:
Khi chênh lệch mực nớc thợng hạ lu rất lớn (H = 6,25m).
3. Phơng pháp tính thấm:
Có nhiều phơng pháp tính thấm nhng ở đây trình bày phơng pháp tính thấm bằng đồ
giải vẽ lới thấm bằng tay.
II. Tính thấm cho tr ờng hợp đã chọn:
1. Vẽ lới thấm:
Lới thấm có 18 dải và 6 ống dòng.
2. Dùng lới thấm xác định các đặc trng dòng thấm: W
t
, J
ra
.
Số dải lới thấm n =18 dải. Cột nớc thấm tổn thất qua mỗi giải là:
n
H
H =
; trong đó H = H
1
- H
2
= Z
S
max
- Z
S
min
= 6,00 - 0,00 = 6,00 m
Vậy
m
n
H
H 333,0
18
00,6
===
Cột nớc thấm tại điểm x nào đó cách đờng thế cuối cùng i dải là:
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
14
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
h
x
=
i
n
H
i .333,0. =
Từ lới thấm ta tính đợc: h
D
= 0,333.9 = 3 m
h
E
= 0,333.6 = 2 m.
Từ đây vẽ đợc biểu đồ áp lực thấm dới đáy công trình.
- Tổng áp lực thấm lên bản đáy:
TL
hh
W
day
ED
nt
4016.
2
23
.1.
2
. =
+
=
+
=
- Xác định građien thấm
Građien thấm tại ô lới bất kỳ có trung đoạn S sẽ là:
Sn
H
S
H
J
TB
.
==
(IV-1)
Dựa vào công thức (IV-1) ta vẽ đợc biểu dồ građien thấm tại cửa ra.
STT 5 4 3 2 1
S
i
1,25 1,75 2,5 3 4
H/n 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333
J
tbi
0,417 0,583 0,833 1,0 1,333
III. Kiểm tra độ bền thấm của nền :
1. Kiểm tra độ bền thấm chung:
n
TB
K
TB
K
J
J
(IV-2a)
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
15
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Trong đó: J
TB
- građien cột nớc trung bình tại vùng thấm tính toán
J
TB
=
itt
T
H
.
. (IV-2b)
ở đây: H - cột nớc tác dụng, H = 6 m
T
tt
- chều sâu tính toán của nền T
tt
= 19,0m
i - tổng hệ số cản của đờng viền thấm tính theo phơng pháp Trugaep.
Ta tính hệ số sức kháng cho từng bộ phận
(7)
(1)
(6)
(5)
(4)
(3)
(2)
- Bộ phận cửa vào:
496,0
18
1
44,044,0
0
=+=+=
T
a
V
(IV-3)
Tại đây T
0
= 19 - 1 = 18 m ; a = 1 m .
- Bộ phận cửa ra:
468,0
18
5,0
44,0 =+=
R
(IV-4)
- Bộ phận giữa (3) Với điều kiện:
<==
==
8,0333,0
18
6
0
1
18
18
5,0
2
1
1
2
T
S
T
T
thì:
2
1
2
1
2
1
3
7501
50
51
T
S
T
S
T
S
T
a
tt
g
,
.,
.,
)(
++=
(IV-5)
722,0
18
6
75,01
18
6
.5,0
18
6
.5,1
19
0
)3(
=
++=
g
- Bộ phận giữa (5) Với điều kiện:
<==
==
8,0222,0
18
4
0
1
18
18
5,0
3
2
2
3
T
S
T
T
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
16
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
thì:
3
2
3
2
2
2
5
7501
50
51
T
S
T
S
T
S
T
a
tt
g
,
.,
.,
)(
++=
(IV-6)
467,0
18
4
75,01
18
4
.5,0
18
4
.5,1
19
0
)5(
=
++=
g
-Bộ phận nằm ngang:
Khi khoảng cách giữa hai hàng cừ S
1
, S
2
thoả mãn điều kiện:
2
21
SS
l
+
thì:
( )
l
i
in
T
SSl
21
)(
5,0 +
=
(IV-7)
Ta có L
đáy
= 16m > 0,5(S
1
+S
2
) = 0,5.(4+6) = 5m.
Thay các số liệu vào công thức (IV-7) tính đợc:
n(2)
=
n(4)
=
( )
l
i
T
SSl
21
5,0 +
=
18
)46(5,016 +
=0.611
Từ các kết quả vừa tính toán trên ta có:
i
= 0,496 + 0,468 + 0,722 + 0,467 + 2 . 0,611 = 3,375 Thay vào (IV-2b)
J
TB
=
itt
T
H
.
=
017,0
375,3.19
6
=
Tra bảng tìm J
K
TB
theo quy phạm, với cát pha hạt thô có J
K
TB
= 0,35.
K
n
- hệ số tin cậy, K
n
=1,15.
Thay J
TB
= 0,017, J
K
TB
= 0,35, K
n
= 1,15 vào (IV-2) thấy rằng:
J
TB
=0,017 < 0,35/1,15 = 0,304 thoả mãn điều kiện độ bền thấm chung.
2. Kiểm tra độ bền thấm cục bộ:
Theo công thức:
[ ]
JJ
R
(IV-8)
Trong đó:J
R
- građien thấm cục bộ ở cửa ra, xác định theo kết quả tính trên ,J
R
= 0,278
[J] - građien thấm cho phép, xác định theo biểu đồ Ixtômina, chủ yếu dựa
vào hệ số không đều của hạt đất:
9
10
60
==
d
d
Tra hình P 3.1 có [J] = 0,6.
Vậy J
R
= 0,278 < 0,6. Thoả mãn điều kiện thấm cục bộ.
E. tính toán ổn định cống
I. Mục đích và tr ờng hợp tính toán
1. Mục đích:
Kiểm tra ổn định cống về trợt, lật, đẩy nổi. Trong phạm vi đồ án này chỉ yêu cầu tính
ổn định trợt.
2. Trờng hợp tính toán:
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
17
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Tính toán cho trờng hợp chênh lệch mực nớc thợng hạ lu lớn nhất và tính cho một
mảng.
II. Tính toán ổn định trợt
1. Xác định các lực tác dụng lên mảng tính toán:
a) Các lực đứng:
Trọng lợng cầu giao thông, cầu công tác, cầu thả phai, cửa van, tờng ngực, mố cống,
bản đáy, nớc trong cống (nếu có), phần đất giữa hai chân khay (trong phạm vi khối tr-
ợt) và các lực đẩy ngợc (thấm, thuỷ tĩnh).
- Trọng lợng bản đáy:
Chiều rộng bản đáy:
B = b+2d
tr
+4d
b
= 7,5 + 2.1 + 2.0,5 = 10,5 m
Diện tích mặt cắt ngang
F=16.1+2.0,5(1+1,5).1 = 18,5m
2
Thể tích bản đáy
V = F.B = 10,5 . 18,5 = 194,25 m
3
Trọng lợng bản đáy
G = V.
b
= 194,5 . 2,4 = 466,2 tấn
Điểm đặt tại tâm bản đáy.
- Trọng lợng mố cống
+ Mố giữa (2 mố)
Diện tích:
F = [15,5.1+2..(0,5)
2
].2 = 34,14 m
2
Chiều cao trụ pin bằng chiều cao cống bằng 8 m.
Thể tích trụ:
V = 34,14 . 8 = 273,12 m
3
Trọng lợng mố:
G
M
= V.
b
= 273,12 . 2,4 = 655,488 tấn
+ Mố bên (2 mố):
Diện tích:
F = 2.0,5 . 15,5 + 4.(0,5)
2
.3,14 = 18,64 m
2
Thể tích:
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
18
Hình 6.
d
b
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
V = 18,64 . 8 = 149,12 m
3
Trọng lợng mố bên:
G
b
= 2,4 . 149,12 = 357,888 tấn
Vậy G
MC
= 1013,376 tấn
- Trọng lợng cầu giao thông
+ Chiều dài cầu
L = B
C
= 10,5 m
+ Diện tích mặt cắt ngang cầu
F = 2.(0,8.0,2+0,2.1+0,2.0,2+0,5.0,7)+4.0,3 = 2,724m
2
+ Thể tích
V =2,724 . 10,5 = 28,6.2 m
3
+ Trọng lợng
G
C
= 2,4 . 28,6.2 = 68,645 tấn
- Trọng lợng tờng ngực
+
Chiều dài tờng ngực
L =10,5m
+ Diện tích tờng ngực
F
TN
= 2.0,3.0,6+0,3.2,25 = 1,035m
2
+ Thể tích tờng ngực
V
TN
= 10,5.1,035 = 10,868m
3
+ Trọng lợng tờng ngực
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
19
§å ¸n m«n häc : Thñy C«ng Gvhd:NguyÔn V¨n Th×n
G
TN
=2,4. 10,868 = 26,082tÊn
-Träng lîng cÇu c«ng t¸c
+ DiÖn tÝch cÇu c«ng t¸c
F
CT
= 2.0,3.4,2+2.0,2.2+0,3.3 = 4,22m
2
+ThÓ tÝch cÇu c«ng t¸c
V
CT
= 4,22 . 10,5 = 44,31 m
3
+ Träng lîng cÇu c«ng t¸c
G
CT
= 2,4 . 44,31 = 106,344 tÊn
- PhÇn lan can
+ DiÖn tÝch lan can
F
LC
= 2 . 0,2 . 0,6 = 0,24 m
2
+ ThÓ tÝch lan can
V
LC
= F. B = 0,24 . 10,5 = 2,52 m
3
+ Träng lîng lan can
G
LC
= V.γ
b
= 2,52 . 2,4 = 6,048 tÊn
G
cct
= G
LC
+G
CT
= 106,344 + 6,048 = 112,392 tÊn
- Träng lîng cÇu th¶ phai
SV thùc hiÖn : Lª ThiÖn QuyÕt – 43NQ2
20
4,2m
H×nh 9.
§å ¸n m«n häc : Thñy C«ng Gvhd:NguyÔn V¨n Th×n
50
50
20
40
20
50
30
20
+ DiÖn tÝch cÇu th¶ phai
F
CTP
= 2.(0,3.0,3 + 0,2.0,5)=0,6m
2
+ ThÓ tÝch cÇu th¶ phai
V
CTP
= F.B = 0,6 . 10,5 = 6,3m
3
+ Träng lîng cÇu th¶ phai
G
CTP
= V.γ
b
= 6,3.2,4 = 215,12tÊn
Träng lîng níc trong cèng
- PhÝa s«ng (thîng lu)
+ ThÓ tÝch
V = 7,0 . 7,5 . 6 = 315 m
3
+ Träng lîng
G
CTP
= V.γ
n
= 315 . 1 = 315 tÊn
SV thùc hiÖn : Lª ThiÖn QuyÕt – 43NQ2
21
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
- Phía đồng (hạ lu)
+ Thể tích
V = 1,0 . 7,5 . 10 = 75 m
3
+ Trọng lợng
G
CTP
= V.
n
= 75 . 1 = 75 tấn
- Trọng lợng phần đất giữa hai chân khay
+ Diện tích
F =
2
75,1205,10.
2
1211
m=
+
(m
2
)
đ
=
bh
=
k
+ n.
n
= 1,52+0,38.1 = 1,9T/m
3
+ Trọng lợng
G
Đ
= F.
bh
= 120,75 . 1,9 = 229,425 tấn
- áp lực đẩy ngợc
+ áp lực đẩy nổi
W
đn
= (H
2
+ t
d
) . L
bđ
. B .
n
= (1+ 1) . 16 . 10,5 . 9,81 = 329,616 tấn
+ áp lực thấm
W
T
=
02,41281,9.5.10.16.
2
32
2
=
+
=
+
nCC
ED
BL
hh
tấn
W
đn
= 329,616 + 412,02 = 741,636 tấn
- Trọng lợng cửa van
+ Trọng lợng 1 cửa van
Theo công thức kinh nghiệm của Laupman
Đối với van chuyển động trợt :
(
)
1640
3
2
0
= lHg
(V-3)
Trong đó: g - trọng lợng trung bình của 1 m
2
của van
H
0 -
cột nớc tính đến trung tâm lỗ cống :
H
0
= 7,0/2 = 3,5 m
l - chiều rộng lỗ cống:
l =2,5 m
Thay vào (V-3) g = 1149,9N/m
2
Ta có trọng lợng toàn bộ cửa van : G = g.H.l
0
(V-4)
Trong đó: H là chiều cao cửa van H =7,0 m
l
0
- chiều rộng cửa van l
0
= 3,1m
Thay vào (V-4) G = 24952,88 N
+ Trọng lợng của hệ thống van:
G
van
= G
1v
.n = 3.24952,88 = 74858,64 N = 7,486 tấn
b) Các lực ngang:
Các lực ngang bao gồm áp lực nớc thợng, hạ lu, áp lực đất chủ động ở chân khay th-
ợng lu (E
Ctl
), áp lực đất bị động ở chân khay hạ lu (E
Bhl
)
- áp lực nớc thợng lu (phía đồng)
W
T
= 0,5.
n
.H
2
2
. B
c
= 0,5.9,81.1
2
.10,5 = 51,503 KN
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
22
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Điểm đặt cách đáy đoạn h
đ
= h
d
/3 = 0,333m
- áp lực nớc hạ lu (phía sông)
W
H
= 0,5.
n
.H
1
2
.B
c
= 0,5.9,81.7
2
.10,5 = 2523,623 KN
Điểm đặt cách đáy đoạn h
H
= h
S
/3 = 2,333 m
- áp lực đất chủ động ở chân khay thợng lu (phía đồng)
Tính theo nguyên lý của tờng chắn đất của Rankin:
q
sân trớc
=
b
.1 = 2,4T/m
3
q
nớc
=
n
.H
2
.1 = 1.1,0.1 = 1,0T/m
3
q = q
sân trớc
+ q
nớc
= 2,4+1,0 = 3,4 T/m
3
k
c
=
2
45
2
o
tg
, với đất cát pha
bh
=18
o
k
c
= tg
2
(45
o
-9
o
) = tg
2
(36
o
) = 0,726
2
> = 9
o
k
c
.q = 0,727
2
.3,5 = 1,8 T/m
2
c
kC2
=
qk
c
.,,.,. <= 43607270302
2
Biểu đồ áp lực chủ động nh hình vẽ
ccbhc
kckHkqEc .2.
2
1
.
2
2
+=
(V-1)
Thay số liệu vào (V-1) và E
c
= 19,16 KN .
E
cTL
= E
c
.L = 19,16.10,5 = 201,18 KN
-áp lực đất bị động ở chân khay hạ lu (phía sông)
q
h
= q
n
+ q
bể TN
q
nớc
=
n
.H
1
.1 = 1.7,0 .1 = 7,0 T/m
2
q
TN
=
b
.1.0,5 = 2,4.1.0,5 = 1,2 T/m
2
q = 7,0 + 1,2 = 8,2 T/m
2
bbbhbb
kCkHkqE 2.
2
1
.
2
1
+=
, (V-2)
k
b
= tg
2
(45
0
+9) = tg
2
(54
0
) = 1,376
2
Thay số liệu vào (V-2) E
b
= 175,48 KN
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
23
q
=
q
st
+
q
n
Hình 12.
q
n
Hình 13.
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
Eb
HL
= E
c
.L = 175,48.10,5 = 1842,54 KN
Bảng 5.:Bảng tổng hợp lực
T
T
Lực tác dụng Kí hiệu
Lực đứng P Lực ngang T
Tay đòn
(m)
M
0
(T.m)
+ - + -
1 Trọng lợng BĐ G
1
466,2 0,00
0
2 Trọng lợng MG G
2
655,488 1,75
1147.1
3 Trọng lợng MB G
3
357,888 5,00
1789.44
4 Trọng lợng CGT G
4
68,645 4,00
274.58
5 Trọng lợng TN G
5
26,082 5,05
131.714
6 Trọng lợng CCT G
6
106,344 2,45
260.543
7 Trọng lợng CTF G
7
215,12 2,45
527.044
8 Trọng lợng nớc Đ G
8
315 5,00
1575
9 Trọng lợng nớc S G
9
75 3,00
225
10 Trọng lợng ĐGCK G
10
229,425 0,00
0
11 AL nớc đẩy ngợc W
11
741,64 0,00 0,000
12 Trọng lợng CV G
12
7,486 2,00 14.972
13 ALTT phía sông W
13
252,362 2,833 -714.952
14 ALTT phía đồng W
14
51,503 0,833 42.902
15 ALĐ chủ động E
15
20,118 1,025 20.621
16 ALĐ bị động E
16
184,354 1,017 -187.488
2522,678 741,64 71,621 436,716
5106.48
Sơ đồ các lực tác dụng nh hình 14.
2. Xác định áp lực đáy móng:
Theo sơ đồ nén lệch tâm:
WF
0
=
(V-5)
Trong đó: P - tổng áp lực đứng:
P = 2522,678- 741,64= 1781,038 T.
M
0
- tổng mô men của các lực tác dụng lên mảng, lấy đối với
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
24
O
G
2
G
3
W
đn
G
1
G
10
G
8
G
9
W
13
W
14
G
4
G
6
E
16
E
15
G
5
G
12
Hình 14.
Đồ án môn học : Thủy Công Gvhd:Nguyễn Văn Thìn
tâm đáy mảng
M
0
= 5106.48T.m
F - diện tích đáy móng
F = 10.5.16 = 168 m
2
W - mô đun chống uốn của đáy mảng:
W=
448
6
16.5,10
6
.
22
==
bL
m
3
Thay vào (V-5) ta tính đợc:
max
=
448
48,5106
168
038,1781
+
= 22 (T/m
2
)
min
=
448
48,5106
168
038,1781
= 0,797 (T/m
2
)
TB
=
399,11
2
797,22
2
minmax
==
+
T/m
2
3.Phán đoán khả năng trợt:
Xét 3 điều kiện:
a) Chỉ số mô hình:
lim
max
.
N
B
N =
1
(V-6)
Trong đó: B - chiều dài bản đáy: B = L = 16m
1
- dung trọng đất nền (lấy bằng dung trọng đảy nổi
1
=
bh
-
n
= 1,9-1 = 0,9T/m
3
N
Lim
- chuẩn số không thứ nguyên lấy bằng 3
Thay vào (V-6) ta có:
N = 1,528 < N
Lim
= 3: thoả mãn.
b) Hệ số kháng cắt nền:
450
1
11
,+=
TB
C
tgtg
(V-7)
Trong đó:
1
, - góc ma sát trong của đất nền:
1
=18
o
C
1
- lực dính đơn vị của đất nền: C
1
= 0,3
Thay vào (V-7) ta có:
35,0
399,11
3,0
18
0
1
11
=+=+= tg
C
tgtg
TB
tg
1
= 0,35< 0,45: không thoả mãn.
c) Hệ số mức đọ cố kết:
2
0
01
1
0
ha
tk
V
n
V
).(
+
=
Trong đó: k - Hệ số thấm của đất nền, k = 2.10
-6
m/s
1
- hệ số rỗng của đất nền,
1
= 0,61
a - hệ số nén của đất nền, a = 2,0
SV thực hiện : Lê Thiện Quyết 43NQ2
25
