thiết kế kỹ thuật cống rạch rồng – cần thơ (phần thuyết minh)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.58 MB, 140 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CỐNG RẠCH RỒNG – CẦN THƠ
(PHẦN THUYẾT MINH)
CBHD: TRẦN VĂN TỶ
SVTH: HUỲNH TIẾN THỊNH
MSSV: 1117751
LỚP: XD CTT 2-K37
Cần Thơ, tháng 5/2015
Lời cảm ơn
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho em xin kính gửi đến quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ và
Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng – khoa Công nghệ nói chung và ngành Xây dựng Công
trình thủy nói riêng lời cám ơn chân thành và sâu sắc.
Sau 4 năm học tập tại trường Đại học Cần Thơ, với sự dạy dỗ nhiệt tình và của
các thầy cô và sự nỗ lực cố gắng không ngừng của bản thân, em đã tích lũy được
những kiến thức cơ bản về chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy, với những kiến
thức bổ ích đó sẽ giúp ích cho em rất nhiều trong công việc tương lai.
Luận văn tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng, nỗ lực không ngừng của bản
thân, là thành quả trong suốt quá trình học tập của em.
Xin cám ơn gia đình, bạn bè đã bên cạnh, đóng góp ý kiến và tạo điều kiện
thuận lợi cho em trong suốt thời gian học tập tại trường và trong thời gian làm luận
văn tốt nghiệp.
Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, em rất cám ơn sự hướng dẫn nhiệt tình
của quý thầy cô trong Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng, đặc biệt là thầy Trần Văn Tỷ là
người trực tiếp hướng dẫn luận văn cho em.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng do thời gian làm luận văn tốt nghiệp
tương đối ngắn cùng với kiến thức và kinh nghiệm bản thân còn non yếu nên những
thiếu sót là không thể tránh khỏi. Em xin quý thầy cô chỉ bảo để em có thể hoàn thiện
mình hơn và tránh được những sai lầm tương tự sau này.
Em xin kính gửi đến quý thầy cô lời chúc sức khỏe và hạnh phúc!
Em xin chân thành cám ơn!
Cần Thơ tháng 04 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Tiến Thịnh
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Lời nhận xét
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
HỌ VÀ TÊN CBHD: THẦY TRẦN VĂN TỶ
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
HỌ VÀ TÊN CBPB: THẦY LÊ NGỌC LÂN
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………….
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Mục lục
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................... 1
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN ................................................................ 1
1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH ..................................................... 1
1.2.1.
Vị trí công trình .................................................................................... 1
1.2.2.
Nhiệm vụ công trình và cấp công trình ................................................. 1
1.3. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG ..................................................................... 1
1.3.1.
Địa hình khu vực .................................................................................. 1
1.3.2.
Địa chất công trình................................................................................ 1
1.4. KHÍ TƯỢNG- THỦY VĂN SÔNG NGÒI ..................................................... 2
1.4.1.
Khí tượng ............................................................................................. 2
1.4.2.
Thủy văn ............................................................................................... 3
1.5. TÌNH HÌNH DÂN SINH XÃ HỘI ................................................................. 4
1.5.1.
Dân sinh, kinh tế ................................................................................... 4
1.5.2.
Cơ sở hạ tầng ........................................................................................ 4
1.6. QUẢN LÍ KHAI THÁC VÀ TỔ CHỨC QUẢN LÝ CÁC CÔNG TRÌNH
TRONG DỰ ÁN ...................................................................................................... 5
1.6.1.
Quản lí khái thác ................................................................................... 5
1.6.2.
Tổ chức quản lí ..................................................................................... 5
1.7. KẾT LUẬN .................................................................................................... 5
CHƯƠNG 2 - THỦY LỰC ..................................................................................... 6
2.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .................................................................................. 6
2.2. XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG ...................................................................... 7
2.2.1.
Chọn cao trình đáy kênh ....................................................................... 7
2.2.2.
Cao trình mực nước sông tính toán ....................................................... 8
2.2.3.
Cao trình mực nước đồng ruộng............................................................ 8
2.2.4.
Lớp nước giảm sau t giờ .................................................................... 8
2.2.5.
Thể tích nước tự chảy qua cống ............................................................ 8
2.2.6.
Lưu lượng qua cống .............................................................................. 8
2.2.7.
Chọn sơ bộ chiều rộng cống .................................................................. 9
2.3. THIẾT KẾ KÊNH PHÍA ĐỒNG (TL) VÀ PHÍA SÔNG (HL) ..................... 10
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Mục lục
2.3.1.
Số liệu tính toán .................................................................................. 10
2.3.2.
Thiết kế kênh dẫn phía đồng (TL) ....................................................... 10
2.3.3.
Thiết kế kênh dẫn phía sông (HL) ....................................................... 13
2.4. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ CÁC BỘ PHẬN CỦA CỐNG . 14
2.5. XÁC ĐỊNH CAO TRÌNH ĐỈNH TRỤ ......................................................... 15
2.6. TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG .......................................................................... 15
2.6.1.
Trình tự tính toán ................................................................................ 15
2.6.2.
Xác định kích thước tiêu năng ............................................................ 16
2.7. TÍNH TOÁN HỐ XÓI .................................................................................. 17
CHƯƠNG 3 - THIẾT KẾ CỬA VAN .................................................................. 19
3.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ................................................................................ 19
3.2. KÍCH THƯỚC TÍNH TOÁN ....................................................................... 19
3.2.1.
Kích thước cửa van ............................................................................. 19
3.2.2.
Chiều rộng cửa van ............................................................................. 19
3.2.3.
Trường hợp tính toán .......................................................................... 19
3.3. TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH ......................................................................... 20
3.3.1.
Xác định vị trí dầm chính .................................................................... 20
3.3.2.
Tính toán lực tác dụng lên dầm chính ................................................. 21
3.3.3.
Chọn kết cấu cho dầm chính ............................................................... 21
3.3.4.
Kiểm tra khả năng chịu lực dầm chính có sự tham gia bản mặt ........... 22
3.4. TÍNH TOÁN DẦM PHỤ ............................................................................. 23
3.5. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA BẢN MẶT ................................................... 25
3.6. TÍNH TOÁN LỰC NÂNG HẠ VAN ........................................................... 26
3.6.1.
Trọng lượng cửa van ........................................................................... 26
3.6.2.
Chọn máy nâng cửa van và phai ......................................................... 26
CHƯƠNG 4 - TÍNH TOÁN CẦU CÔNG TÁC ................................................... 27
4.1. SỐ LIỆU ...................................................................................................... 27
4.2. KÍCH THƯỚC CẦU CÔNG TÁC ............................................................... 27
4.2.1.
Chiều dài nhịp .................................................................................... 27
4.2.2.
Bề rộng nhịp ....................................................................................... 27
4.2.3.
Chiều dài dầm cầu trục và dầm công tác ............................................. 28
4.2.4.
Cao trình đỉnh dầm cầu công tác ......................................................... 28
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Mục lục
4.2.5.
Cao trình đỉnh dầm cầu trục ................................................................ 28
4.2.6.
Cao trình sàn mái ................................................................................ 28
4.2.7.
Xác định dầm cầu trục và cột .............................................................. 28
4.3. TÍNH TOÁN SÀN MÁI ............................................................................... 29
4.3.1.
Số liệu tính toán .................................................................................. 29
4.3.2.
Tính toán nội lực và bố trí thép cho sàn mái ........................................ 30
4.3.3.
Tính toán nội lực và bố trí thép cho dầm dọc sàn mái ......................... 31
4.4. TÍNH TOÁN SÀN CONSOL VÀ DẦM CÔNG TÁC .................................. 32
4.4.1.
Số liệu tính toán .................................................................................. 32
4.4.2.
Thiết kế lan can .................................................................................. 33
4.4.3.
Tính toán nội lực và bố trí thép sàn consol .......................................... 33
4.4.4.
Tính toán nội lực ................................................................................. 34
4.5. TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC .................................................................. 36
4.5.1.
Số liệu tính toán .................................................................................. 36
4.5.2.
Tải trọng tính toán .............................................................................. 36
4.5.3.
Tính toán nội lực ................................................................................. 38
4.5.4.
Bố trí thép ........................................................................................... 39
4.5.5.
Kiểm tra dầm theo trạng thái giới hạn thứ II (độ võng) ....................... 40
4.5.6.
Kiểm tra nứt ........................................................................................ 40
4.6. TÍNH TOÁN KHUNG CẦU CÔNG TÁC ................................................... 41
4.6.1.
Số liệu tính toán .................................................................................. 41
4.6.2.
Tính toán và bố trí thép cột ................................................................. 44
4.6.3.
Tính toán thép dầm khung .................................................................. 45
4.6.4.
Tính toán thép vai cột ......................................................................... 46
CHƯƠNG 5 - THIẾT KẾ CẦU GIAO THÔNG ................................................. 48
5.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ................................................................................ 48
5.1.1.
Chọn sơ bộ kích thước cầu giao thông ................................................ 48
5.1.2.
Hệ số vượt tải và tiêu chuẩn thiết kế ................................................... 48
5.1.3.
Vật liệu tính toán ................................................................................ 49
5.2. TÍNH TOÁN CẦU GIAO THÔNG .............................................................. 49
5.2.1.
Tính toán lan can và lề bộ hành ........................................................... 49
5.2.2.
Tính toán sàn cầu ................................................................................ 53
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Mục lục
5.2.3.
Tính toán dầm chính ........................................................................... 58
5.2.4.
Tính toán xà mũ và cột trụ .................................................................. 68
CHƯƠNG 6 - TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH THÂN CỐNG – BỂ TIÊU NĂNG........ 75
6.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ................................................................................ 75
6.1.1.
Số liệu cơ bản ..................................................................................... 75
6.1.2.
Số liệu địa chất ................................................................................... 75
6.2. ỔN ĐỊNH BỂ TIÊU NĂNG ......................................................................... 76
6.2.1.
Tải trọng ............................................................................................. 76
6.2.2.
Tính toán ứng suất .............................................................................. 77
6.2.3.
Tính toán sức chịu tải đất nền dưới bể tiêu năng ................................. 80
6.2.4.
Xử lí bể tiêu năng ............................................................................... 80
6.3. ỨNG SUẤT THÂN CỐNG .......................................................................... 80
6.3.1.
Tải trọng tác dụng ............................................................................... 80
6.3.2.
Tính toán ứng suất .............................................................................. 81
6.4. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH THÂN CỐNG ....................................................... 84
6.4.1.
Số liệu tính toán .................................................................................. 84
6.4.2.
Phán đoán hình thước trượt ................................................................. 85
6.4.3.
Xác định ứng suất giới hạn của đất nền ............................................... 85
6.4.4.
Xác định sơ bộ hệ số an toàn trượt sâu ................................................ 88
6.4.5.
Hệ số an toàn cung trượt tròn .............................................................. 88
6.5. XỬ LÍ NỀN THÂN CỐNG .......................................................................... 89
6.5.1.
Phương án cừ tràm .............................................................................. 89
6.5.2.
Phương án cọc bê tông cốt thép .......................................................... 89
6.6. XỬ LÍ NỀN KHUNG NHÀ PHAI ............................................................... 99
6.6.1.
Xác định kích thước móng .................................................................. 99
6.6.2.
Xử lí bằng cọc bê tông cốt thép ......................................................... 100
6.7. XỬ LÍ NỀN CHO MỐ TRỤ CẦU GIAO THÔNG .................................... 100
CHƯƠNG 7 - TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÂN CỐNG ..................................... 102
7.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .............................................................................. 102
7.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG.......................................................................... 102
7.2.1.
Tải trọng đứng .................................................................................. 102
7.2.2.
Tải trọng ngang ................................................................................. 102
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Mục lục
7.3. ỨNG SUẤT ĐÁY TRỤ ............................................................................. 106
7.3.1.
Trường hợp 1: Trường hợp vừa thi công xong .................................. 106
7.3.2.
Trường hợp 2: Vận hành với MNĐmax - MNSmin ............................... 106
7.3.3.
Trường hợp 3: Vận hành với MNĐmin - MNSmax ............................... 107
7.3.4.
Trường hợp 4: Sửa chữa ................................................................... 107
7.4. TÍNH TOÁN KẾT CẤU MỐ TRỤ ............................................................. 107
7.4.1.
Trụ pin .............................................................................................. 108
7.4.2.
Trụ biên ............................................................................................ 109
7.5. TÍNH TOÁN KẾT CẤU BẢN ĐÁY .......................................................... 109
7.5.1.
Nội lực .............................................................................................. 109
7.5.2.
Tính toán và bố trí thép ..................................................................... 110
7.6. BỐ TRÍ THÉP GIA CƯỜNG TẠI CỬA VAN ........................................... 111
7.6.1.
Trụ biên ............................................................................................ 111
7.6.2.
Trụ pin .............................................................................................. 112
CHƯƠNG 8 - BỂ TIÊU NĂNG .......................................................................... 113
8.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .............................................................................. 113
8.2. TÍNH TOÁN TƯỜNG CÁNH ................................................................... 113
8.2.1.
Tải trọng ........................................................................................... 113
8.2.2.
Tính toán và bố trí thép ..................................................................... 118
8.2.3.
Kiểm tra sự hình thành khe nứt ......................................................... 119
8.3. TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY BỂ TIÊU NĂNG ................................................ 119
8.3.1.
Tính toán nội lực tại vị trí 1-1 ........................................................... 119
8.3.2.
Tính toán nội lực tại vị trí 2-2 ........................................................... 122
8.3.3.
Tính toán và bố trí thép ..................................................................... 122
8.3.4.
Kiểm tra sự hình thánh khe nứt và mở rộng khe nứt .......................... 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 125
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Danh mục hình
DANH MỤC HÌNH
Hình 2-1: Biểu đồ triều Cần Thơ năm 1900 ................................................................. 6
Hình 2-2: Mặt cắt kênh đảm đảm điều kiện giao thông thủy ...................................... 12
Hình 2-3: ½ Mặt cắt kênh thượng lưu và ½ mặt cắt kênh hạ lưu ................................ 14
Hình 2-4: Kích thước sơ bộ thân cống ....................................................................... 14
Hình 2-5: Sơ bộ mặt bằng cống.................................................................................. 18
Hình 2-6: Sơ bộ mặt cắt dọc cống .............................................................................. 18
Hình 2-7: Sơ bộ mặt cắt ngang cống .......................................................................... 18
Hình 3-1: Sơ bộ cao trình cửa van .............................................................................. 20
Hình 3-2: Sơ đồ tính toán dầm chính ......................................................................... 21
Hình 3-3: Thép I dầm chính ....................................................................................... 22
Hình 3-4: Thép chữ U dầm biên và đáy ..................................................................... 23
Hình 3-5: Sơ đồ tính toán dầm phụ ............................................................................ 24
Hình 4-1: Mặt cắt ngang và cắt dọc khung cầu công tác ............................................. 29
Hình 4-2: Sơ đồ tính bản sàn ...................................................................................... 30
Hình 4-3: Tải trọng tác dụng lên dầm sàn mái ............................................................ 31
Hình 4-4: Sơ đồ lan can ............................................................................................. 33
Hình 4-5: Sơ đồ bố trí lan can .................................................................................... 33
Hình 4-6: Sơ đồ tính sàn consol ................................................................................. 34
Hình 4-7: Biểu đồ bao moment dầm công tác thân cống ............................................ 35
Hình 4-8: Biểu đồ bao lực cắt dầm công tác thân cống ............................................... 35
Hình 4-9: Sơ đồ hệ thống dầm cầu trục ...................................................................... 36
Hình 4-10: Phản lực gối trường hợp nâng van ............................................................ 37
Hình 4-11: Phản lực lối trường hợp di chuyển van ..................................................... 37
Hình 4-12: Sơ đồ tính dầm cầu trục phía thân cống .................................................... 38
Hình 4-13: Biểu đồ bao moment dầm cầu trục phía thân cống ................................... 38
Hình 4-14: Biểu đồ bao lực cắt dầm cầu trục thân cống ............................................. 38
Hình 4-15: Kích thước sơ bộ khung ........................................................................... 43
Hình 4-16: Tiết diện vai cột ....................................................................................... 46
Hình 4-17: Hình minh họa bố trí thép sàn .................................................................. 47
Hình 4-18: Hình minh họa bố trí thép dầm dọc và ngang sàn mái .............................. 47
Hình 4-19: Hình minh họa bố trí thép dầm công tác và cầu trục ................................. 47
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Danh mục hình
Hình 5-1: ½ Mặt cắt ngang nhịp thân cống và ½ nhịp biên ........................................ 48
Hình 5-2: Sơ đồ tính thanh lan can ............................................................................. 50
Hình 5-3: Sơ đồ bố trí trụ lan can ............................................................................... 51
Hình 5-4: Sơ đồ tính trụ lan can ................................................................................. 51
Hình 5-5: Sơ đồ tính lề bộ hành ................................................................................. 52
Hình 5-6: Sơ đồ tính lề bộ hành ................................................................................. 53
Hình 5-7: Sơ đồ tính bảng hẫng ................................................................................. 54
Hình 5-8: Sơ đồ tính trường hợp 1 ............................................................................. 55
Hình 5-9: Đường ảnh hưởng moment và lực cắt trường hợp 1 ................................... 56
Hình 5-10: Sơ đồ tính trường hợp 2 ........................................................................... 56
Hình 5-11: Đường ảnh hưởng moment và lực cắt trường hợp 2 ................................. 56
Hình 5-12: Kích thước dầm chính nhịp 6m ................................................................ 58
Hình 5-13: Sơ đồ hệ số phân bố ngang ....................................................................... 59
Hình 5-14: Đường ảnh hưởng moment và lực cắt tại vị trí giữa nhịp .......................... 60
Hình 5-15: Đường ảnh hưởng moment và lực cắt tại vị trí ¼ nhịp .............................. 60
Hình 5-16: Đường ảnh hưởng moment và lực cắt tại gối ............................................ 60
Hình 5-17: Sơ bộ bố trí thép dầm chính nhịp 6m........................................................ 63
Hình 5-18: Sơ bộ kích thước dầm chính 12m ............................................................. 64
Hình 5-19: Đường ảnh hường moment và lực cắt dầm 12m tại giữa nhịp ................... 65
Hình 5-20: Đường ảnh hưởng moment và lực cắt dầm 12m tại ¼ nhịp ...................... 65
Hình 5-21: Đường ảnh hưởng moment và lực cắt dầm 12m tại gối ............................ 65
Hình 5-22: Sơ bộ ố trí thép dầm biên 12m ................................................................. 66
Hình 5-23: Kích thước xà mũ và cột trụ cầu giao thông ............................................. 68
Hình 5-24: Sơ đồ kết cấu xà mũ và cột trụ ................................................................. 72
Hình 5-25: Kích thước và lực tác dụng lên mố trụ cầu ............................................... 74
Hình 6-1: Cột địa tầng ............................................................................................... 75
Hình 6-2: Trọng tâm bể tiêu năng .............................................................................. 76
Hình 6-3: Kích thước bản đáy bể tiêu năng ................................................................ 76
Hình 6-4: Kích thước tường cánh bể tiêu năng ........................................................... 77
Hình 6-5: Tải trọng tác dụng lên bản đáy trường hợp 2 .............................................. 78
Hình 6-6: Tải trọng tác dụng lên bản đáy trường hợp 3 .............................................. 79
Hình 6-7: Mặt cắt dọc và cắt ngang cống ................................................................... 81
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Danh mục hình
Hình 6-8: Kích thước các phần bản đáy cống ............................................................. 81
Hình 6-9: Tải trọng tác dụng trường hợp 2 ................................................................. 82
Hình 6-10: Đa giác lực Evđôkimov ............................................................................ 86
Hình 6-11: Sơ đồ tính cung trượt ............................................................................... 88
Hình 6-12: Trường hợp cọc 20m ................................................................................ 91
Hình 6-13: Sơ đồ bố trí cọc thân cống ........................................................................ 93
Hình 6-14: Biểu đồ quan hệ e-p ................................................................................. 95
Hình 6-15: Sơ đồ tính lún các lớp phân tố .................................................................. 96
Hình 6-16: Moment trường hợp vận chuyển .............................................................. 96
Hình 6-17: Moment trường hợp thi công ................................................................... 97
Hình 6-18: Sơ đồ cung trượt cắt hệ thống cọc ............................................................ 97
Hình 6-19: Sơ đồ tính lực kháng trượt........................................................................ 98
Hình 6-20: Sơ đồ bố trí cọc nhà phai ........................................................................ 100
Hình 6-22: Sơ đồ bố trí cọc mố trụ cầu .................................................................... 101
Hình 6-23: Mặt bằng bố trí cọc mố trụ cầu ............................................................... 101
Hình 7-1: Áp lực nước tác dụng lên trụ pin .............................................................. 102
Hình 7-2: Áp lực đất tác dụng lên trụ biên trường hợp 1 .......................................... 103
Hình 7-3: Áp lực tác dụng lên trụ biên trường hợp 2 ................................................ 104
Hình 7-4: Lực tác dụng lên trụ biên trường hợp 3 .................................................... 105
Hình 7-5: Sơ đồ kết cấu bản đáy ............................................................................. 109
Hình 7-6: Moment bản đáy ...................................................................................... 110
Hình 7-7: Lực cắt bản đáy ........................................................................................ 110
Hình 7-8: Bố trí thép thân cống ................................................................................ 111
Hình 7-9: Sơ đồ tính thép khe van trụ biên ............................................................... 111
Hình 8-1: Vị trí tính toán tường cánh ....................................................................... 113
Hình 8-2: Áp lực đất chủ động tại vị trí 1-1 ............................................................. 114
Hình 8-3: Áp lực đất tác dung lên bể tiêu năng trường hợp 2-2 ................................ 114
Hình 8-4: Áp lực tác dụng lên tường cánh tại vị trí 1-1 ............................................ 115
Hình 8-5: Áp lực tác dụng lên tường cánh tại vị trí 2-2 ............................................ 116
Hình 8-6: Áp lực tác dụng lên tường cánh trường hợp 3 vị trí 1-1 ............................ 117
Hình 8-7: Lực tác dụng lên tường cánh trường hợp 3 vị trí 2-2 ................................ 117
Hình 8-8: Lực tác dụng lên tường cánh trường hợp 4 vị trí 1-1 ................................ 118
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Danh mục hình
Hình 8-9: Lực tác dụng lên tường cánh trường hợp 4 vị trí 2-2 ................................ 118
Hình 8-10: Biểu đồ moment tĩnh Sc ......................................................................... 120
Hình 8-11: Sơ đồ kết cấu tại vị trí 1-1 ...................................................................... 121
Hình 8-12: Biểu đồ bao moment trường hợp 1-1 ...................................................... 122
Hình 8-13: Biểu đồ bao lực cắt trường hợp 2-2 ........................................................ 122
Hình 8-14: Bố trí thép sơ bộ tường cánh .................................................................. 123
Hình 8-15:Bố trí thép sơ bộ bản đáy ........................................................................ 124
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Danh mục bảng
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1: Các chỉ tiêu cơ lí của đất ............................................................................. 2
Bảng 1-2: Thống kê các tài liệu khí tượng ................................................................... 3
Bảng 2-1: Kết quả tính toán các bài toán tiêu và tưới ................................................. 10
Bảng 2-2: Bảng tính vận tốc trong kênh ..................................................................... 12
Bảng 3.3-1: Vị trí dầm chính ..................................................................................... 20
Bảng 3-2: Tính toán nội lực dầm phụ ......................................................................... 24
Bảng 3-3: Bảng tính chiều dày thép bản mặt .............................................................. 25
Bảng 3-4: Trọng lượng cửa van ................................................................................. 26
Bảng 4-1: Thông số kỹ thuật vật liệu ......................................................................... 27
Bảng 4-2: Bảng tính toán sàn mái .............................................................................. 30
Bảng 4-3: Bảng tính toán thép sàn mái ....................................................................... 31
Bảng 4-4: Bố trí thép dọc dầm sàn mái ...................................................................... 32
Bảng 4-5: Bảng tính thép sàn consol .......................................................................... 34
Bảng 4-6: Bảng tổng hợp nội lực dầm công tác .......................................................... 35
Bảng 4-7: Bảng tính thép dầm công tác ..................................................................... 35
Bảng 4-8: Bảng tổng hợp nội lực dầm cầu trục .......................................................... 39
Bảng 4-9: Bảng tính thép dầm cầu trục ...................................................................... 39
Bảng 4-10: Tổng hợp tĩnh tải tác dụng lên khung cầu công tác .................................. 42
Bảng 4-11:Bảng tổng hợp hoạt tải tác dụng lên khung cầu công tác ........................... 42
Bảng 4-12: Các giá trị nội lực ở khung ...................................................................... 43
Bảng 4-13: Kết quả tính toán thép cột ........................................................................ 45
Bảng 4-14: Bảng tính thép dầm khung ....................................................................... 45
Bảng 4-15: Bảng tính thép vai cột .............................................................................. 46
Bảng 5-1: Các hệ số vượt tải ...................................................................................... 48
Bảng 5-2: Thông số kỹ thuật xe theo tiêu chuẩn thiết kế ............................................ 48
Bảng 5-3: Bảng tính thép thanh lan can ..................................................................... 50
Bảng 5-4: Bảng tính thép lề bộ hành .......................................................................... 53
Bảng 5-5: Bảng tính thép bản hẫng ............................................................................ 54
Bảng 5-6: Tĩnh tải tác dụng lên bản mặt cầu .............................................................. 55
Bảng 5-7: Bảng tính thép sàn cầu giao thông ............................................................. 58
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Danh mục bảng
Bảng 5-8: Tĩnh tải tác dụng lên dầm chính ................................................................. 59
Bảng 5-9: Bảng tổng hợp nội lực dầm ngắn nhịp 6m ................................................ 62
Bảng 5-10: Bảng tính thép dầm chính nhịp ngắn 6m .................................................. 62
Bảng 5-11: Kết quả tính độ võng dầm 6m .................................................................. 64
Bảng 5-12: Tải trọng dầm chính nhịp 12m ................................................................. 64
Bảng 5-13: Tính toán nội lực dầm 12m ...................................................................... 66
Bảng 5-14: Tính toán thép dầm chính nhịp 12m ........................................................ 66
Bảng 5-15: Tải trọng tác dụng lên xà mũ ................................................................... 68
Bảng 5-16: Phản lực gối dầm chính ........................................................................... 68
Bảng 5-17: Tổng tĩnh tải và hoạt tải tác dụng ............................................................. 69
Bảng 5-18: Phản lực gối do tĩnh tải và hoạt tải ........................................................... 70
Bảng 5-19: Bảng kết quả phản lực do hoạt tải xe ....................................................... 70
Bảng 5-20: Tổng hợp tải trọng truyền xuống cột trụ và xà mũ ................................... 71
Bảng 5-21: Kết quả nội lực trụ biên ........................................................................... 72
Bảng 5-22: Kết quả nội lực trụ pin ............................................................................. 72
Bảng 5-23: Bảng tính thép xà mũ ............................................................................... 72
Bảng 5-24: Tải trọng truyền xuống trụ pin và biên ..................................................... 73
Bảng 5-25: Bảng tổng hợp lực tác dụng lên mố trụ .................................................... 74
Bảng 5-26: Ứng suất đáy mố trụ ................................................................................ 74
Bảng 6-1: Số liệu địa chất .......................................................................................... 75
Bảng 6-2: Ứng suất bể tiêu năng trường hợp 1 ........................................................... 78
Bảng 6-3: Tính toán ứng suất bể tiêu năng trường hợp 2 ............................................ 78
Bảng 6-4: Tính toán ứng suất bể tiêu năng trường hợp 3 ............................................ 79
Bảng 6-5: Bảng tổng hợp ứng suất bể tiêu năng ......................................................... 79
Bảng 6-6: Bảng tính toán ứng suất trường hợp 1 ........................................................ 82
Bảng 6-7: Tính toán ứng suất thân cống trường hợp 2................................................ 84
Bảng 6-8: Tính toán ứng suất trườn hợp 3 .................................................................. 84
Bảng 6-9: Tính toán ứng suất trường hợp 4 ................................................................ 84
Bảng 6-10: Bảng tông hợp ứng suất thân cống ........................................................... 84
Bảng 6-11: Kết quả kiểm tra hình thức trượt .............................................................. 85
Bảng 6-12: Kết quả tính toán tải trọng giới hạn .......................................................... 87
Bảng 6-13: Hệ số an toàn các trường hợp .................................................................. 88
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Danh mục bảng
Bảng 6-14: Bảng sức chịu tải và số lượng cọc ............................................................ 92
Bảng 6-15: Bảng tính toán sức kháng cọc .................................................................. 99
Bảng 6-16: Ứng suất đáy mố trụ cầu ........................................................................ 100
Bảng 7-1: Bảng tổng hợp lực ngang tác dụng lên trụ biên trường hợp 2 ................... 104
Bảng 7-2: Bảng tổng hợp lực ngang tác dụng lên trụ biên trường hợp 3 ................... 105
Bảng 7-3: Lực tác dụng ngang lên trụ biên trường hợp 4 ......................................... 105
Bảng 7-4: Tổng hợp lực ngang tác dụng lên trụ biên trường hợp 4 ........................... 105
Bảng 7-5: Tổng hợp lực tác dụng lên trụ biên .......................................................... 106
Bảng 7-6: Ứng suất đáy trụ trường hợp 1 ................................................................. 106
Bảng 7-7: Ứng suất đáy trụ trường hợp 2 ................................................................. 107
Bảng 7-8: Ứng suất đáy trụ trường hợp 3 ................................................................. 107
Bảng 7-9: Ứng suất đáy trụ trường hợp 4 ................................................................. 107
Bảng 7-10: Tổng hợp ứng suất trụ pin và biên ......................................................... 107
Bảng 7-11: Nội lực trụ pin ....................................................................................... 108
Bảng 7-12: Nội lực trụ biên ..................................................................................... 109
Bảng 7-13: Ứng suất tương đương bản đáy cống ..................................................... 110
Bảng 7-14: Bảng tính thép bản đáy .......................................................................... 110
Bảng 7-15: Tính toán thép gia cố trụ biên ................................................................ 112
Bảng 8-1: Kết quả tính toán nội lực tại vị trí 2-2 ...................................................... 115
Bảng 8-2: Áp lực đất chủ động ................................................................................ 115
Bảng 8-3: Tổng hợp lực tác dụng lên tường cánh vị trí 1-1 ...................................... 116
Bảng 8-4: Tổng hợp lực tác dụng lên tường cánh vị trí 2-2 ...................................... 116
Bảng 8-5: Lực tác dụng lên tường cánh trường hợp 3 vị trí 1-1 ................................ 117
Bảng 8-6: Lực tác dụng lên tường cánh trườn hợp 3-3 vị trí 2-2 ............................... 117
Bảng 8-7: Lực tác dụng lên tường cánh trường hợp 4 vị trí 1-1 ................................ 118
Bảng 8-8: Lực tác dụng lên tường cánh trường hợp 4 vị trí 2-2 ................................ 118
Bảng 8-9: Tổng hợp tải trọng tác dụng lên tường cánh ............................................. 118
Bảng 8-10: Bảng tính thép tường cánh bể tiêu năng ................................................. 119
Bảng 8-11: Moment tĩnh tại vị trí 1-1 ...................................................................... 120
Bảng 8-12: Lực tác dụng lên bản đáy tại vị trí 1-1 ................................................... 122
Bảng 8-13: Kết quả tính toán thép bể tiêu năng ........................................................ 123
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
Chương 1: Giới thiệu chung
CHƯƠNG 1 1.1.
GIỚI THIỆU CHUNG
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN
Cống Rạch Rồng thuộc Tiểu dự án Đê bao bảo vệ vườn cây ăn trái thành phố Cần
Thơ, thuộc dự án thủy lợi phục vụ phát triển nông thôn vùng Đồng bằng sông Cửu
Long (WB6).
1.2.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH
1.2.1. Vị trí công trình
Cống Rạch Rồng nằm trên xã Nhơn Ái, huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ.
1.2.2. Nhiệm vụ công trình và cấp công trình
- Theo qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình thủy lợi – Các qui định chủ yếu
về thiết kế : QCVN 04-05: 2012: Công trình tưới, tiêu có diện tích từ => 2000ha (đất
sản xuất dự án :388,27ha) thì cấp công trình là cấp IV.
- Theo qui phạm Phân Cấp đê QPTL.A6-77 thì đê bao bảo về vườn cây ăn trái
thành phố Cần Thơ- xã Nhơn Ái- huyện Phong Điền có diện tích bảo vệ khỏi ngập lũ
dưới 4000 ha và lưu lượng thiết kế <500 (m3/s) thuộc công trình cấp V.
1.3.
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG
1.3.1. Địa hình khu vực
- Khu địa hình có địa hình tương đối thấp, độ cao biến đổi từ +0,3m đến +0,9m.
Địa hình nằm ven sông Cần Thơ +0,8m đến +0,9m và thấp dần vào đồng ruộng +0,5m
đến +0,6m.
+ Cao độ > +0,9m khoảng 3%.
+ Cao độ +0,7m ÷+0,9m khoảng 60%.
+ Cao độ +0,5m ÷ +0,7m khoảng 32%.
+ Cao độ < +0,5m khoảng 5%.
1.3.2. Địa chất công trình
- Tài liệu khảo sát địa chất giai đoạn lập thiết kế bản vẽ thi công, trong phạm vi
công trình tham khảo 2 hố khoan chiều sâu bình quân 30m gồm 1 hố khoan trên cạn và
1 hố khoan dưới nước. Độ sâu khoảng 30m mỗi hố khoan.
- Dựa vào hình trụ hố khoan, tính chất và trạng thái vửa từng lớp đất, có thể phân
chia địa tầng khu vực công trình từ trên xuống như sau:
+ Lớp 1: Là lớp đất đắp. Chiều dày 0,6m.
+ Lớp 2: Là lớp bùn sét (phù sa bồi lắng). Chiều dày 0,3m.
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
1
Chương 1: Giới thiệu chung
+ Lớp 3: Là lớp bùn sét màu xám nâu. Trạng thái chảy. Chiều dày 9,2÷14,8m.
+ Lớp 4: Là lớp sét pha lẫn tạp chất hữu cơ màu nâu đen. Trạng thái chảy.
Chiều dày 3,1÷5,9m.
+ Lớp 5: Là lớp sét pha cát hạt mịn màu xám nâu vàng. Trạng thái dẻo cứng.
Chiều dày đến đáy hố khoan là 14,4÷17,4m.
Bảng 1-1: Các chỉ tiêu cơ lí của đất
TT
Chỉ tiêu
Kí
hiệu
THỨ TỰ LỚP ĐẤT
Đ/v
Lớp 1
Lớp 2
Lớp 3
Lớp 4
Lớp 5
I
Chiều dày lớp
H
m
0,6
II
Chỉ tiêu cơ lý
1
Độ ẩm tự nhiên
W
%
62,13
77,00
30,33
2
Dung trọng tự nhiên
g/cm³
1,500
1,891
3
Dung trọng khô
c
g/cm³
0,992
0,848
1,453
4
Dung trọng đẩy nổi
đn
g/cm³
0.612
0.520
0,919
5
Tỷ trọng
2,613
2,589
2,724
6
Độ bão hòa
G
%
97,643
96,965
93,893
7
Độ rỗng
N
%
62,06
67,26
46,67
8
Tỷ lệ kẽ rỗng
1,661
2,056
0,879
9
Chỉ số dẻo
Wn
%
19,26
24,48
21,28
10
Độ nhão
B
1,639
1,300
0,380
11
Góc ma sát trong
3 11'
3 47'
11 26'
12
Lực kết dính
C
kg/cm²
0,072
0,104
0,380
13
Mô đun biến dạng
E1-2
kg/cm²
6,675
9,967
59,589
1.4.
0,3 9,2÷14,8 5,9÷8,2
11,5÷14,6
KHÍ TƯỢNG- THỦY VĂN SÔNG NGÒI
1.4.1. Khí tượng
- Tài liệu khí tượng trạm cần thơ được sử dụng để nghiên cứu dự án các đặc trưng
như sau:
O
O
Nhiệt độ không khí:Kí hiệu T O , TMIN
, TMAX
Độ ẩm tương đối: Kí hiệu: U %
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
2
Chương 1: Giới thiệu chung
Mưa: Lượng mưa trung bình của trạm Cần Thơ. Thống kê mưa trung bình từ
năm 1980 đến năm 2009. Kí hiệu X
Bảng 1-2: Thống kê các tài liệu khí tượng
Hạng
mục
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Năm
T O 25,7 26,2 27,3 28,4 27,8 27,3 27,1 26,8 26,7 26,9 26,6 25,9 27,0
O
32,6 33,7 34,8
TMAX
35 34,6 34,1 33,6 33,5 33,8 33,5 32,6 32,3 35,5
O
20,2 20,6 22,5 23,3 22,9 23,2 22,5 22,6 22,8
TMIN
U%
X
81 78,5 78,5 80,1 85,9 87,2
11,5
4,5 31,1
23 22,1 20,4 18,5
88 87,5 88,1 87,8 83,1 84,2
75 166 182 189 177 232 307 137
85
83 1597
1.4.2. Thủy văn
- Sông Hậu: nằm phía Tây khu dự án là sông lớn chi phối chế độ nước khu dự án.
Có trạm thủy văn Cần Thơ, tài liệu đo trên 30 năm dùng để tính toán chế độ chảy khu
dự án.
- Sông Cần Thơ: nối Sông Hậu, Tắc Ông Thục và kênh Xà No, có B = 80÷200m,
đáy=-3,0 đến -10. Sông nội địa cấp thoát nước cho thành phố Cần Thơ và khu vực Ô
Môn -Xà No.
- Sông Cần Thơ – Tắc Ông Thục, kênh Xà No chảy trong địa phận khu dự án là
trục chính cấp, thoát nước và gây ngập khu dự án.
- Diễn biến mực nước max lũ 2000 và xét ảnh hưởng nước biển dâng.
- Mực nước lũ cao nhất 2000 tai Cần Thơ đạt +1,79m vào ngày 30/09. Mực nước
nhỏ nhất (chân triều ) +0,5m.
- Biên độ mực nước trong thời gian này chỉ đạt từ 0,2m ÷ 1,2m. Càng vào sâu trong
đồng biên độ thấp gây ngập và khó thoát.
-Nước biển dâng tại thành phố Cần Thơ có xu hướng giảm thấp so với mực nước
tại cửa Định An: nước dâng tại biển 0,7m thì tại Cần Thơ tăng 0,65m và mực nước
Zmax=+2,35m. Nước dâng ở biển 0,3m thì tại TP Cần Thơ dâng lên xấp xỉ 0,3m và
mực nước lớn nhất Zmax=+2,0m.
- Nguồn nước Sông Hậu cấp cho dự án khá tốt: độ PH>7. Hàm lượng phù sa mùa
kiệt khoảng 100g/m3 và mùa lũ 300÷500g/m3.
- Vùng dự án chưa bị mặn và nước chua, phèn đã không còn ảnh hưởng tới chất
lượng nước khu vực.
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
3
Chương 1: Giới thiệu chung
- Dự báo do ảnh hưởng của nước biển dâng vào thế kỷ 21 mặn có thể tiến sâu vào
từ 15÷20 km và khu vực có thể bị nhiễm mặn.
1.5.
TÌNH HÌNH DÂN SINH XÃ HỘI
1.5.1. Dân sinh, kinh tế
- Sự phân bố dân cư mang đặc điểm chung của vùng đồng bằng Nam Bộ, tức dân
cư phân bố chủ yếu theo tuyến, điểm dân cư chỉ có xung quanh khu hành chính xã và
tại các cửa sông.
- Người dân sinh sống chủ yếu bằng trồng trọt và chăn nuôi. Trong đó trồng trọt
chủ yếu là trồng lúa, dừa và cây ăn trái. Cơ cấu cây trồng, vật nuôi chuyển đổi theo
hướng tăng năng xuất, chất lượng, hiệu quả, mô hình trồng xen, nuôi xen trong vườn
dừa tiếp tục được triển khai và nhân rộng, dịch bệnh nguy hiểm trên gia xúc, gia cầm
không xảy ra.
1.5.2. Cơ sở hạ tầng
1.5.2.1.
Hệ thống giao thông
- Giao thông đường bộ: nằm cách quốc lộ khoảng 10-15km cùng với hệ thống
đường giao thông nông thôn được bê tông hóa tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại
của người dân.
- Giao thông đường thủy: do nằm ven sông Vàm Cỏ Tây nên việc vận chuyển
hàng hóa bằng đường thủy tương đối thông dụng.
1.5.2.2.
Hệ thống điện dân sinh
Đường điện dân sinh hầu như phủ khắp địa bàn khu vực. Gần 100% hộ dân sử
dụng điện chiếu sáng và phục vụ sản xuất nông nghiệp.
1.5.2.3.
Hệ thống cung cấp nước
Người dân trung khu vực sử dụng nước sinh hoạt chủ yếu là nước mưa, nước ngầm
và nước sông.
1.5.2.4.
Các xã trong khu vực đều có trạm y tế và giường bệnh.
1.5.2.5.
Hệ thống y tá
Giáo dục
Toàn bộ các xã trong khu vực đều có trường tiểu học và đã hoàn thành phổ cập tiểu
học.
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
4
Chương 1: Giới thiệu chung
1.6.
QUẢN LÍ KHAI THÁC VÀ TỔ CHỨC QUẢN LÝ CÁC CÔNG TRÌNH
TRONG DỰ ÁN
1.6.1. Quản lí khái thác
- Quản lý là yếu tố quyết định đến hiệu quả và tuổi thọ công trình. Khi hình thành
dự án, ban quản lý dự án theo dõi giám sát ngay từ khâu thiết kế kỹ thuật đến chất
lượng thi công và đảm bảo tuân thủ đúng theo qui phạm quản lý kỹ thuật.
- Khi công trình hoàn thành phải đưa vào sử dụng ngay, đồng thời xây dựng quy
trình bảo vệ và vận hành công trình theo pháp lệnh. Không khai thác công trình một
cách tùy tiện, thường xuyên kiểm tra, duy tu bảo dưỡng công trình, ngăn chặn các
hành vi làm hại đến công trình.
1.6.2. Tổ chức quản lí
Cơ quan chịu trách nhiệm vận hành dự án: Chi cục thủy lợi Tp Cần Thơ, đơn vị
trực thuộc Sở Nông nghiệp & PTNT Thành phố Cần Thơ.
Việc quản lý vận hành và duy tu bảo dưỡng công trình sau khi thi công sẽ được
giao đơn vị chuyên trách đảm nhận, bố trí các đội tuần tra, kiểm tra công trình trong
mùa mưa bảo. Có kế hoạch duy tu, bảo dưỡng hàng tháng, hàng quý và hàng năm đảm
bảo công trình luôn luôn vận hành tốt, đảm bảo mục tiêu dự án đề ra, phát động ý thức
của người dân trong công tác bảo đảm an toàn các công trình thủy lợi và đê điều.
1.7.
KẾT LUẬN
Qua phân tích đánh giá và tính toán có thể kết luận được một số kết luận Công
trình Cống Rạch Rồng là công trình mang tính chất phục vụ xã hội với nhiều nhiệm vụ
quan trọng:
- Chống ngập cho vùng thuộc dự án.
- Tiêu thoát nước mưa và các nguồn nước khác.
- Dẫn trữ ngọt, cấp nước cho sản xuất nông nghiệp.
- Kết hợp với giao thông thủy, bộ và cảnh quan môi trường.
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
5
Chương 2: Thủy lực
CHƯƠNG 2 2.1.
THỦY LỰC
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
Diện tích tính toán là 3000 ha.
Chọn sơ bộ chiều cao đáy kênh đk = -3,07m.
Cao trình bình quân mặt ruộng BQMR = +0,5m. Dựa vào tài liệu khảo sát bình quân
mặt ruộng, nhu cầu phát triển hoa màu, cây ăn trái và đặc biệt là cây lúa tại địa
phương. Nên lấy cây lúa để tính toán độ ngập cho phép:
MNCP = +0,5m+0,2 = +0,7m
Tài liệu quan trắc lượng mưa trong nhiều năm, ta tìm được tổ hợp mưa 1, 3, 5 ngày
max liên tiếp ứng với tần suất tính toán 10%.
- Mưa ngày max là: 117mm.
- Mưa 3 ngày max là: 162mm.
- Mưa 5 ngày max là : 192mm.
Về cao trình mực nước sông: dựa vào biểu đồ triều thành phố Cần Thơ năm 1990
để tính toán.
Hình 2-1: Biểu đồ triều Cần Thơ năm 1900
Dựa vào biểu đồ triều trên ta chia lịch thời vụ như sau:
+ Vụ đông xuân từ đầu tháng 11 đến tháng 2.
+ Vụ hè thu từ đầu tháng 2 đến tháng 6.
+ Vụ lắp vụ từ đầu tháng 6 đến tháng 10.
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
6
Chương 2: Thủy lực
Quan sát biểu đồ triều hình 2.1 ta có chân triều cao nhất rơi vào tháng 9 ( do tháng
11 sẽ nghĩ chuyển mùa) bất lợi cho tiêu nước, tháng 3 có đỉnh triều thấp nhất bất lợi
cho việc đưa nước vào đồng ruộng nên sẽ chọn làm bài toán tưới.
2.2.
XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG
Tính toán khẩu độ cống theo phân tích phương trình cân bằng nước cho khu vực
khép kín.
Ta có:
Wmưa +Wthấm = Wbốc hơi + Wtc
(2.1)
Trong đó:
Wmưa : Thể tích mưa trên khu vực tại thời điểm tính toán;
Wthấm : Thể tích thấm vào khu vực, xem như bằng 0 (Do không có số liệu);
Wbốc hơi Thể tích bốc hơi, xem như bằng 0 (Do không có số liệu);
Wtc : Thể tích tự chảy qua cống.
Như vậy để quản l y nước trong khu vực ta cần tính toán lượng mưa, khả năng tiêu
tự chảy qua cống để đạt cao trình mực nước đồng cho phép là +0.4m.
Trong phương trình (2.1) dấu “ = “ chỉ xảy ra trong một thời đoạn tính toán nhất
định (ví dụ : trong một vụ mùa…..) đối với một khu vực khép kín.
Vì vậy khi tính toán trong từng khoảng thời gian t 1 giờ thì ta có:
Chia hai vế phương trình cho F (diện tích khu vực cần tiêu) thì ta được:
Wmưa – Wtc = W
P H Z di Z d (i 1)
Z di Z d (i 1) P H (m)
Trong đó :
P: tổng lượng mưa phân bố đều (m) tương ứng với tưng trường hợp tiêu;
Zdi: cao trình đồng ruộng tại thời điểm i;
Zd(i-1): cao trình đồng ruộng tại thời điểm i-1;
H : lớp nươc giảm theo thời gian t (m).
(2.2)
2.2.1. Chọn cao trình đáy kênh
Do nhu cầu về giao thong thủy nên ta chọn cao trình đáy kênh phải thấp hơn mực
nước thấp nhất của sông, dựa vào biểu đồ triều ta có Zmin= -1,07 m vậy ta chọn sơ bộ
cao trình đáy kênh dk 3,07m .
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
7
Chương 2: Thủy lực
2.2.2. Cao trình mực nước sông tính toán
Từ hiện trạng sản xuất nông nghiệp trong vùng chủ yếu là cây lúa và cây ăn quả
nên ta tính toán trong 3 trường hợp:
- Mưa 1 ngày max tiêu 3 ngày từ 23-25/9/1990.
- Mưa 1 ngày max tiêu 3 ngày từ 23/27/9/1990.
- Mưa 1 ngày max tiêu 3 ngày từ 23/29/9/1990.
2.2.3. Cao trình mực nước đồng ruộng
Cao trình mực nước đồng ruộng ban đầu chọn bằng cao trình bình quân đồng ruộng
khu vực +0,5m cộng thêm độ chịu ngập cây lúa +0,2m là +0,7m.
Cao trình mực nước đồng tại thời điểm i
Ta có:
Z di Z d ( i 1) P H (m) ;
P: tổng lượng mưa phân bố đều (m) tương ứng với tưng trường hợp tiêu;
Zdi: cao trình đồng ruộng tại thời điểm i;
Zd(i-1): cao trình đồng ruộng tại thời điểm i-1;
H : lớp nươc giảm theo thời gian t (m).
(2.3)
2.2.4. Lớp nước giảm sau t giờ
Lớp nước giảm trên diện tích 3000ha
Ta có : H W / F ( m)
F: diện tích tiêu 2250ha;
W: thể tích nước tiêu trong t giờ (m3).
(2.4)
2.2.5. Thể tích nước tự chảy qua cống
Ta có : W = Q. t (m3)
Trong đó:
Q: lưu lượng qua cống (m3/s);
t = 1 giờ = 3600 giây.
(2.5)
2.2.6. Lưu lượng qua cống
h
hn
với n xem chế độ chảy qua cống ngập hay không ngập.
H0
H 0 pg
So sánh
Trong đó :
+ hn: cột nước hạ lưu;
Với hn MNHL dc
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
8
Chương 2: Thủy lực
+ H0: cột nước trong cống;
Nếu
Khi lưu lượng chảy qua cống là chảy không ngập thì dùng công thức:
Với H 0 MNTL dc
hn hn
0.75 0.85 thì chảy ngập ngược lại chảy không ngập.
H 0 H 0 pg
Q m.Bc . 2 g .H 03/2
Trong đó :
Q: lưu lượng qua cống;
m: hệ số lưu lượng ,lấy m= 0,35;
Bc: khẩu độ cống;
H0: cột nước trong cống có kể đến lưu tốc đến gần;
H0 H
Trị số
v2
2g
v2
2g
(2.6)
(m)
thường là rất nhỏ, để dể tính toán ta bỏ qua giá trị
v2
2g
.
H 0 H MNTL dc
Khi lưu lượng chảy quu cống là chảy ngập thì ta dùng công thức:
Q n .hn . b. 2 g ( H 0 hn )
Trong đó:
n : hệ số ngập chọn bằng 0,96;
Hn: cột nước hạ lưu, hn MNHL dc (m);
b : khẩu diện cống (m);
g: gia tốc trọng trường lấy bằng 9,81 (m/s2);
dc : cao trình đáy cống chọ bằng cao trình đáy kênh -3,07m.
(2.7)
2.2.7. Chọn sơ bộ chiều rộng cống
Ta chọn sơ bộ chiều rộng cống B=6m, B=8m, B=10m. Tính toán với các trường
hợp tiêu và tưới. Ta lập bảng tính chế độ nước chảy qua cống và kiểm tra các trường
hợp tiêu và tưới (xem phụ lục 2.1).
Kết quả tính toán tiêu ta thấy B=6m, B=8m không thỏa, trường hợp B=10m thỏa
các trường hợp tính toán, chọn B=10m làm khẩu độ cống thiết kế.
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
9
Chương 2: Thủy lực
Bảng 2-1: Kết quả tính toán các bài toán tiêu và tưới
Mưa 1 tiêu 3
Mưa 3 tiêu 5
Mưa 5 tiêu 7
Trước
Trước
Tưới 3 ngày
B cống
Trước
2.3.
Sau
Sau
Sau
Trước
Sau
6
0,7
0,73
0,7
0,64
0,7
0,62
0,7
1,03
8
0,7
0,71
0,7
0,59
0,7
0,55
0,7
1,14
10
0,7
0,682
0,7
0,57
0,7
0,51
0,7
1,17
THIẾT KẾ KÊNH PHÍA ĐỒNG (TL) VÀ PHÍA SÔNG (HL)
2.3.1. Số liệu tính toán
Lưu lượng thiết kế: để đảm bảo kênh làm việc ổn định với mọi cấp lưu lượng chảy
qua cống, ta chọn lưu lượng thiết kế kênh bằng với lưu lượng lớn nhất qua cống
Qtkk max(Qt ; Qtiêu ) =89,4(m3/s).
Cao trình đáy kênh thượng lưu và hạ lưu dktl dkhl 3,07m .
Cao trình MNTL max =+1,93m.
Cao trình MNHL max =+1,93m.
Cao trình MNTL min = -1,07m.
Cao trình MNHL min = -1,07m.
Căn cứ vào số liệu địa chất và lưu lượng chảy qua cống :
+ Lớp đất được bốc lên để làm kênh là lớp sét pha
+ Lưu lượng chảy qua kênh Qtkk 89, 4(m3 / s)
+ Theo sổ tay Kỹ thuật Thủy lợi tập 1
Tra bảng (3-42), độ dốc mái kênh m = 1,5
Tra bảng (3-44), hệ số nhám n = 0,025
+ Theo tài liệu tham khảo sổ tay Kỹ thuật Thủy lợi, khu vực đồng bằng thiết kế
với độ dốc đáy kênh i = 10-4 .
2.3.2. Thiết kế kênh dẫn phía đồng (TL)
2.3.2.1.
Xác định các kích thước của kênh
Tính toán kênh theo phương pháp đối chiếu mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực của
AGƠRỐTSKIN.
- Tính htk : htk Z dmax dktl
Trong đó :
dktl : Cao trình đáy kênh thượng lưu, dktl = -3,07m;
SVTH: Huỳnh Tiến Thịnh
10
