Hướng dẫn tính cống trong môn học thủy văn công trình

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

LOGO

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ CỐNG THOÁT
NƯỚC NGANG ĐƯỜNG


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
NỘI DUNG

1

Thu thập tài liệu liên quan về thủy văn khu vực.

2

Trình tự tính toán thủy lực cống.

3

Tính toán kết cấu cống.

4

Thiết kế chi tiết cấu tạo cống.

LOGO

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

LOGO

NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CỐNG
•

Nên đặt cống vông góc với tim đường để đảm bảo kỹ thuật và kinh
tế.

•

Khẩu độ của cống không nên dùng loại nhỏ hơn 0,75m để tiện cho
việc duy tu bảo dưỡng sau này.

•

Mực nước chảy trong cống phải cách đỉnh cống một đoạn để đảm
bảo những vật trôi có thể thoát qua.

•

Bề dầy lớp đất đắp trên cống không được nhỏ hơn 0,5m để đảm bảo
cống không bị vỡ dưới tác dụng của tải trọng xe.

•

Sử dụng kết cấu định hình.

•

…..


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN THỦY LỰC CỐNG
Bước 1: Xác định vị trí cống, tính diện tích lưu vực.
Bước 2: Xác định lưu lượng tính toán Qtt.
Bước 3: Lựa chọn cấu tạo cống.
Bước 4: Xác định khẩu độ cống.
Bước 5: Bố trí cống.

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỐNG, TÍNH DIỆN TÍCH LƯU VỰC

Xác định đường tụ thủy trên bình
đồ

Xác định vị trí cống

LOGO

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỐNG, TÍNH DIỆN TÍCH LƯU VỰC

Xác định diện tích lưu vực:
F = 0.173 Km2

Khoanh lưu vực

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
Công thức xác định:
Qtt = Ap*φ*Hp*δl*F (m3/s)
Hp – lượng mưa ngày (ứng với tần suất thiết
kế);
F – diện tích lưu vực;

φ – hệ số dòng chảy lũ;
Ap – mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất;
δl – hệ số điều tiết lưu lượng lớn nhất do ao hồ

LOGO


LOGO

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
1. Xác định lưu lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế Hp
(Tra phụ lục 15 – TKĐ tập 3)
-

Tần suất thiết kế: p = 4% (V ≤ 80 Km/h).
H4% = 197(mm)
1%

2%

4%

10%

25%

50%


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
2. Hệ số dòng chảy lũ φ
- Phụ thuộc vào đặc trưng lớp đất mặt của lưu vực, lượng
mưa ngày Hp và diện tích lưu vực F.
- φ = 0,790

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
3. Xác định Ap - mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất
Ap phụ thuộc vào:
 Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông
ФL;
 Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn
dốc τs;
1000 L
 : mưaϕrào
 Phân khu
L =(vùng
1 mưa).
1
1

ml il 3 F 4 (ϕ H P ) 4

il – độ dốc lòng sông, suối, dòng chảy (‰);
L – chiều dài lòng chính (km);
ml – hệ số nhám của lòng sông, suối, dòng
chảy

LOGO

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
3. Xác định Ap - mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất
il = 50 ‰
= 11.81
L = 0.7 Km
ml = 7

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

LOGO

XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
3. Xác định Ap - mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất
 Tính τs:
Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs xác định phụ
thuộc vào vùng mưa và đặc trưng địa mạo của sườn dốc Ф S.

Bs 0.6
ϕs =
ms is 0.3 (ϕ H P )0.4
is – độ dốc sườn lưu vực (‰);
bs – chiều dài bình quân của sườn lưu vực,
m
ms – hệ số nhám của sườn dốc

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
3. Xác định Ap - mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất
is = 67.3 ‰
1000 L
b
=
s
bs = 138 m
1,8.( L + ∑ l )
ms = 0.25

= 2.84

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
3. Xác định Ap - mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất
Thời gian nước chảy trên sườn dốc τs:
-

Vùng mưa: Đắk Lắk – XVI
= 2.84

τs = 11.24 phút

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
3. Xác định Ap - mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất
Xác định Ap:
-

Vùng mưa: Đắk Lắk – XVI
Ts = 11.24
= 11.81

Ap = 0.267

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt
4. Hệ số điều tiết lưu lượng lớn nhất do ao hồ δl
δl = 0.9

LOGO

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN Qtt

Vậy lưu lượng thiết kế:

Qtt = Ap*φ*Hp*δl*F = 0.267x0.79x197x0.9x0.173
= 6.5 m3/s

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

LOGO

LỰA CHỌN CẤU TẠO VÀ XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG
THOÁT NƯỚC CỦA CỐNG
• Nếu Q  15 m3/s: dùng cống tròn.
qTT
• Nếu
15 < Q < 25 m3/s: dùng cống bản.
• Nếu Q  25 m3/s: dùng cống hộp, cầu khẩu độ lớn hơn 3m.
Với Qtt = 6.5 m3/s < 15 m3/s . Lựa chọn cống tròn BTCT

Khẩu độ cống lựa chọn: 200x200 cm
[Qp] = 8 m3/s > Qtt =6.5 m3/s
Chế độ chảy: Không áp.

Tra phụ lục 16
TKĐ tập 3 –
Công trình vượt
sông


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

BẢNG TỔNG HỢP TÍNH TOÁN THỦY LỰC CỐNG
qTT

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
TÍNH TOÁN CHIỀU DÀI CỐNG

qTT

Chiều dài cống
được tính theo
công thức: L= L1
+ L2

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY
BỐ TRÍ CỐNG

BA NGUYÊN
qTT TẮC QUAN TRỌNG TRONG VIỆC BỐ TRÍ
CỐNG:
3 KHÔNG:
 KHÔNG TREO
 KHÔNG VÙI
 KHÔNG ĐẶT TRÊN ĐẤT MƯỢN.

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

LOGO

BỐ TRÍ CỐNG

qTT

Cống đặt vuông góc với tim đường Cải suối cắt vuông góc với đường


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

qTT

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

LOGO


TRƯỜNG: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ - SÂN BAY

LOGO

TÀI LIỆU THAM KHẢO
 Thiết đường tập 3 – Công trình vượt sông – Nguyễn Xuân Trục.
 Thiết kế cống và cầu nhỏ trên đường ô tô – Nguyễn Quang Chiêu.
 22TCN220-95: Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ.
 TCVN 9845-2013: Tính toán đặc trưng dòng chảy lũ.
 ….