Đồ an môn học cống lộ thiên đề c1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________

THIẾT KẾ CỐNG LỘ THI£N
A - Tµi liƯu cho tríc
I. NhiƯm vơ c«ng tr×nh:
- Cèng C x©y dùng ven s«ng Z ®Ĩ lµm nhiƯm vơ d©ng níc tíi
cho 35000ha rng, tiªu níc cho khu vùc trªn vµ ng¨n lò tõ s«ng
vµo. Cèng x©y dùng trªn ®êng giao th«ng cã lo¹i xe 8 -10 tÊn ®i
qua.
II. C¸c mùc níc vµ Lu lỵng tiªu:
Trêng hỵp
ChØ tiªu
§Ị sè

Tiªu
Qtiªumax Z®ångmin Zs«ngTK
(m3/s) (m)
(m)

1-C

80

5.10

4.95

Ng¨n lò
Z®ång

ma

x

(m)
6.50

Zs«ngmin Zs«ngmax Z®ångmin
(m)
(m)
(m)
3.00

6.00

2.00

III. Tµi liƯu vỊ kªnh tiªu:
Z®¸y kªnh = +1.00m
§é dèc ®¸y i = 10-4  10-5
§é dèc m¸i m = 1,5
§é nh¸m n = 0,025
IV. Tµi liƯu vỊ giã vµ chiỊu dµi trun sãng:
- Giã:
TÇn st P%
V (m/s)

- Sãng:
Trêng hỵp
D (m)

2

3

5

20

30

50

28

26

22

18

16

14

Zs«ng b×nh thêng

Zs«ng max

200

300

V. Tµi liƯu ®Þa chÊt:
- §Êt thÞt tõ cao ®é: +2.50 ®Õn +1.00
- §Êt c¸t pha tõ :
+1.00 ®Õn -15.00
- §Êt sÐt tõ :
-15.00 ®Õn -35.00
ChØ tiªu c¬ lý xem b¶ng 1
VI. Thêi gian thi c«ng:
2 n¨m

__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________

B - Yªu cÇu ®å ¸n

I. Thut minh:
1/ X¸c ®Þnh cÊp c«ng tr×nh vµ c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ.
2/ TÝnh to¸n thđy lùc x¸c ®Þnh chiỊu réng cèng vµ gi¶i qut
tiªu n¨ng.
3/ Chän cÊu t¹o c¸c bé phËn cèng.
4/ TÝnh to¸n thÊm vµ ỉn ®Þnh cèng.
5/ Chuyªn ®Ị: tÝnh to¸n b¶n ®¸y cèng theo ph¬ng ph¸p dÇm
trªn nỊn ®µn håi
II. B¶n vÏ:
Tõ 1 ®Õn 2 b¶n khỉ A1, thĨ hiƯn ®ỵc c¾t däc, mỈt b»ng,
chÝnh diƯn thỵng, h¹ lu, mỈt c¾t ngang cèng vµ c¸c cÊu t¹o chi tiÕt.
ChØ tiªu c¬ lý cđa ®Êt nỊn cèng
(b¶ng 1)
Lo¹i ®Êt

§Êt thÞt

C¸t pha

§Êt sÐt

1,47
1,70
0,40
19o
16o
1,50
1,00

1,52

1,75
0,38
23o
18o
0,50
0,30

1,41
1,69
0,45
12o
10o
3,50
2,50

Kt (m/s)

4.10-7

2.10-6

1.10-8

HƯ sè rçng e

0,67

0,61

0,82

2,20

2,00

2,30

8

9

7

ChØ tiªu
k (T/m3)
tn (T/m3)
§é rçng n
tn (®é)
 bh (®é)
Ctn (T/m2)
Cbh (T/m2)

Hª sè nÐn a
(m2/N)
HƯ
sè
kh«ng
®Ịu 

__________________________________________________________________________

SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________

CH¦¥NG I :
GiíI THIƯU CHUNG
I. VÞ TRÝ, NHIƯM VU C«NG TR×NH:
Cèng C ®ỵc x©y dùng ven s«ng Z ®Ĩ lµm nhiƯm vơ d©ng níc tíi cho 35000ha rng, tiªu níc cho khu vùc trªn vµ ng¨n lò tõ s«ng
vµo. §ång thêi cèng ®ỵc x©y dùng trªn trơc ®êng giao th«ng cho
lo¹i xe 8 -10 tÊn ®i qua.
II. CÊP C«NG TR×NH VΜ C¸C CHØ TIªU THIÕT KÕ:
1/ CÊp c«ng tr×nh: (x¸c ®Þnh theo TCXD VN 285:2002)
CÊp c«ng tr×nh ®ỵc x¸c ®Þnh tõ 2 ®iỊu kiƯn sau:
a- Theo chiỊu cao c«ng tr×nh vµ lo¹i nỊn: c¨n cø vµo c¸c sè
liƯu vỊ mùc níc, kªnh tiªu ®· cho tríc nhËn xÐt thÊy chiỊu cao c«ng
tr×nh ë vµo kho¶ng tõ (5-10)m, víi nỊn lµ ®Êt thÞt vµ ®Êt c¸t pha
tra b¶ng 2.2 (TCXD VN 285:2002)  c«ng tr×nh thc cÊp IV.
b- Theo nhiƯm vơ c«ng tr×nh: Víi nhiƯm vơ tíi, tiªu cho
35000ha tra b¶ng 2.1 (TCXD VN 285:2002)  c«ng tr×nh thc cÊp
II.
* KÕt ln: Tõ 2 ®iỊu kiƯn trªn, chän cÊp cđa c«ng tr×nh lµ
cÊp II
2. C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ: T¬ng øng víi c«ng tr×nh cÊp II ta x¸c

®Þnh ®ỵc c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ nh sau: (theo TCXD VN 285:2002)
- TÇn st lu lỵng, mùc níc lín nhÊt ®Ĩ tÝnh ỉn ®Þnh vµ kÕt
cÊu (b¶ng 4.2) P = 0,5%
- TÇn st giã lín nhÊt vµ giã b×nh qu©n lín nhÊt tÝnh to¸n
dùa theo QPTL C1-78
TÇn st giã lín nhÊt P2%  V2% = 28 m/s
TÇn st giã b×nh qu©n lín nhÊt P50%  V50% = 14 m/s
- HƯ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc: m = 1 (phơ lơc B)
- HƯ sè tin cËy: Kn= 1,20.

__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________

Ch¬ng II :
TÝnh to¸n thđy lùc cèng
Mơc ®Ých: X¸c ®Þnh khÈu diƯn vµ tÝnh to¸n tiªu n¨ng cèng.
I. TÝNH TO¸N KªNH H¹ LU:
+ X¸c ®Þnh kÝch thíc mỈt c¾t kªnh:
Chän h×nh thøc kªnh h×nh thang cã c¸c u tè thđy lùc nh sau:
- HƯ sè m¸i kªnh m = 1,5.
- §é dèc ®¸y kªnh i = 10-4

- §é nh¸m n = 0,025.
- Lu lỵng tÝnh to¸n Q = Qtiªumax = 95 m3/s.
- Cao tr×nh ®¸y kªnh Z®¸ykªnh = +1.00 m.
- Cao tr×nh mùc níc s«ng thiÕt kÕ Zs«ngTK = 4.95 m
 hh = Zs«ngTK - Z®¸ykªnh = 4.95-1 = 3.95 m
Ta t×m ®ỵc chiỊu réng ®¸y kªnh b theo ph¬ng ph¸p mỈt c¾t
cã lỵi nhÊt vỊ mỈt thủ lùc b»ng c¸ch thư dÇn ta cã kÕt qu¶ nh
sau:
i
h (m) b (m) (m2) V(m/s)
0.000
80.00
1.5 0.025
3.95 18.57 96.75
0,83
1
Tõ kÕt qu¶ b¶ng tÝnh trªn ®Ĩ thn tiƯn cho thi c«ng chän b k =
20 m
+ KiĨm tra ỉn ®Þnh kªnh theo ®iỊu kiƯn kh«ng xãi: Vmax <
[Vkx]
Víi kÕt qu¶ b¶ng tÝnh trªn ta cã Vmax = V = 0,83 m/s
[Vkx ] : tèc ®é kh«ng xãi cho phÐp, phơ thc chÊt ®Êt n¬i
tun kªnh ®i qua ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiƯm [V kx ]
= k.Q0,1max
* Qmax = Q = 80 m3/s: lu lỵng lín nhÊt ch¶y trong kªnh
* k: hƯ sè phơ thc chÊt ®Êt n¬i tun kªnh ®i qua, víi
®Êt thÞt tra ®ỵc k = 0,57
Q (m3/s)

m

n

__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
 [Vkx ] = 0,57*800,1 = 0,90 m/s.
VËy Vmax < Vkx  kªnh ®¶m b¶o ỉn ®Þnh.
II. TÝnh to¸n khÈu diƯn CèNG
1/ Trêng hỵp tÝnh to¸n: Chän khi chªnh lƯch mùc níc thỵng h¹ lu
nhá Zmin, cÇn th¸o lu lỵng thiÕt kÕ. Theo tµi liƯu cho tríc, chän trêng hỵp tÝnh to¸n lµ:
+ Lu lỵng thiÕt kÕ: QTK = Qtiªumax = 80 m3/s.
+ Chªnh lƯch mùc níc: Zmin = Z®ångmin - Zs«ngTK = 5.10-4.95 =
0,15 m
2/ Chän lo¹i vµ cao tr×nh ngìng cèng:
+ Cao tr×nh ngìng cèng: §Ĩ t¨ng kh¶ n¨ng th¸o cđa cèng, khi
chªnh lƯch mùc níc khèng chÕ nhá  Chän ngìng thÊp cã cao tr×nh
b»ng cao tr×nh ®¸y kªnh tiªu Zngìng = Z®¸ykªnh = +1.00 m.
+ H×nh thøc ngìng: ®Ëp trµn ®Ønh réng.
3/ X¸c ®Þnh bỊ réng cèng:
a- §Þnh tr¹ng th¸i ch¶y: Theo QPTL C8-76, ®Ëp trµn ®Ønh
réng ch¶y ngËp khi hn > nHo.

trong ®ã: + hn = hh - P1 ; (P1= 0 )  hn = hh = 3.95 m
+ Ho = H + Vo2/2g: cét níc trµn toµn phÇn
* H: cét níc trµn: H = 5.1-1 = 4,1 m
* V0: lu tèc tíi gÇn: V0 = Q/0
0 = (20+1.5*4.1)*4.1 = 107.21 m2
 V0 = 80/107.21 = 0.746 m/s
 Vo2/2g = 1*0.832/2*9.81 = 0.035 m
 H0 = 4.1+0.035 = 4.135 m
+ n: hƯ sè, s¬ bé lÊy 0.75  n  0.830.87; lÊy n =
0.8
 n.Ho = 0.8*4.135 = 3.30 m
So s¸nh hn = 3.95 m > n.Ho = 3.30 m  tr¹ng th¸i ch¶y ngËp.
b- TÝnh bỊ réng cèng: tõ c«ng thøc tÝnh lu lỵng qua ®Ëp
trµn ®Ønh réng ch¶y ngËp
  b

Q  n. g. b.h. 2g H o  h
Q
 n . g.h. 2g  H o  h

(1)

Trong ®ã:
+ n: hƯ sè lu tèc, ®ỵc lÊy theo trÞ sè cđa hƯ sè lu lỵng m.
Víi cưa vµo t¬ng ®èi thn, theo Cumin lÊy m = 0,35  n =
0,93
+ g: hƯ sè co hĐp bªn; g = 0,5o + 0,5
S¬ bé chän o = 0,97  g = 0,5*0,97 + 0,5 = 0,985
+ h = hn-Zhp
__________________________________________________________________________

SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
Zhp: ®é cao håi phơc, víi ®Ëp ch¶y ngËp Z hp rÊt nhá nªn cã thĨ
bá qua.
 h = hn = 3.95 m
Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo ph¬ng tr×nh (1), ta ®ỵc:
80
b 
 11,45m; chän b = 12.0 m.
0,93* 0,985* 3,95* 2* 9,81*  4,135 3,95
- Víi b = 12.0 m, ph©n cèng thµnh 3 khoang
 bỊ réng mçi khoang bc = 4 m, chän h×nh thøc mè bªn vu«ng
gãc, mè trơ lỵn trßn, chiỊu dµy mè d = 1,2 m. Ta cã B = b+d =
12+2,4 = 14,4 m
- TÝnh l¹i b:
+ TÝnh lÇn thø nhÊt:
* n: víi sè khoang cèng vµ h×nh thøc mè ®· chän nh trªn,
tra theo b¶ng cđa Cumin nhËn thÊy hƯ sè lu lỵng m kh«ng thay ®ỉi
lín, v× vËy cã thĨ gi÷ nguyªn n = 0,93 ®Ĩ tÝnh to¸n.
b
12


0,833
* g: ®ỵc tÝnh to¸n l¹i víi  0 
b  d 14,4
 g = 0,5*0,833 + 0,5 = 0,917
80
 12,88m
 b 
0,93* 0,917* 3,95* 2* 9,81*  4,135 3.95
+ TÝnh lÇn thø hai:
* g: ®ỵc tÝnh to¸n l¹i víi  0 

b
12,88

0,843
b  d 12,88 2,4

 g = 0,5*0,843 + 0,5 = 0,921
80
 12,83m
 b 
0,93* 0,921* 3,95* 2* 9,81*  4,135 3,95
So s¸nh thÊy kÕt qu¶ tÝnh lÇn thø nhÊt vµ lÇn thø hai xÊp xØ
nhau.

VËy víi viƯc ph©n cèng thµnh 3 khoang nh trªn, ®Ĩ thn
tiƯn cho thi c«ng chän b = 12,90 m  bỊ réng mçi khoang bc =
4,3 m. H×nh thøc mè trơ vµ mè bªn nh ®· chän ë trªn.
III - TÝnh tiªu n¨ng phßng xãi .
1/ Trêng hỵp tÝnh to¸n: Chän khi th¸o lu lỵng qua cèng víi chªnh

lƯch mùc níc thỵng h¹ lu lín nhÊt lµ Zmax.
Víi cèng tiªu kÕt hỵp d©ng tíi nh tµi liƯu cho tríc, chän trêng hỵp
tÝnh to¸n cơ thĨ lµ: mùc níc s«ng nhá nhÊt (Zs«ngmin) vµ mùc níc
®ång lín nhÊt (Z®ångmax). Trêng hỵp nµy do yªu cÇu d©ng níc tíi mµ
kh«ng më hÕt van, chØ më ®đ ®Ĩ th¸o lu lỵng tiªu thiÕt kÕ. §Ĩ
®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n chän trêng hỵp më ®Ịu c¸c cưa van.
T¬ng øng trêng hỵp tÝnh to¸n ®· chän ta cã:

__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
+ Chªnh lƯch mùc níc: Zmax = Z®ångmax - Zs«ngmin = 6.50-3.00 =
3.5 m
+ Lu l¬ng tiªu thiÕt kÕ: QTK = Qtiªumax = 80 m3/s.
2/ Lu lỵng tÝnh to¸n tiªu n¨ng: Trong trêng hỵp nµy v× cèng ®Ỉt
gÇn s«ng nªn mùc níc h¹ lu cèng kh«ng phơ thc lu lỵng th¸o qua
cèng. Do ®ã lu lỵng tiªu n¨ng ë ®©y chÝnh lµ kh¶ n¨ng th¸o lu lỵng
tiªu thiÕt kÕ cđa cèng Q TK = 80 m3/s, øng víi cao tr×nh mùc níc thỵng lu lµ Z®ångmax = 6.50 m. VËy lóc nµy cÇn x¸c ®Þnh ®é më a cđa
cèng.
+ TÝnh ®é cao më cèng a theo c¸c bíc sau:
- X¸c ®Þnh chÕ ®é ch¶y vµ ®é më cèng:
Q

* TÝnh F( c ) 
; : hƯ sè lu tèc; chän  = 0,95
.b.H 30/ 2
Q = 80 m3/s; b = 12,90 m; H0  H = 6.50-1 = 5.50 m
80
0,514, tra phơ lơc 16-1 (c¸c b¶ng
 F( c ) 
0,95* 12,9* 5,53/ 2
tÝnh Thđy lùc) ®ỵc "c = 0,567  h"c = "c*H = 0,567*5,50 = 3,46 m
* Víi trêng hỵp tÝnh to¸n Zs«ngmin = 3.00 m  hh = 3.00-1 =
2.00m
So s¸nh ta thÊy h"c = 3,46 m > hh = 2,00 m  cèng ch¶y tù do.
* Víi chÕ ®é ch¶y tù do, tra phơ lơc 16-1 (c¸c b¶ng tÝnh
Thđy lùc) ®ỵc:
c = 0,124  hc = c*H = 0,124*5,5 = 0,76 m
a/H = 0,2  a = 0,2*H = 0,2*5,5 = 1,10 m
- X¸c ®Þnh h×nh thøc nèi tiÕp:

Q 2
1* 802
3

0,05m ;
* TÝnh ®é s©u ph©n giíi: hk 3
g.b2
9,81* 12,92
So s¸nh c¸c ®é s©u ta thÊy h" c > hh > hk > hc  h×nh thøc nèi
tiÕp lµ níc nh¶y phãng xa, cÇn ph¶i tÝnh to¸n tiªu n¨ng.
3/ TÝnh to¸n kÝch thíc thiÕt bÞ tiªu n¨ng:
a- Chän biƯn ph¸p tiªu n¨ng: §Ĩ ®¶m b¶o ®iỊu kiƯn lµm

viƯc ỉn ®Þnh, c¨n cø vµo tµi liƯu ®Þa chÊt nỊn cèng lµ ®Êt thÞt
pha c¸t, chän biƯn ph¸p tiªu n¨ng b»ng c¸ch ®µo bĨ.
b- TÝnh to¸n kÝch thíc bĨ:
+ Sè liƯu tÝnh to¸n:
Qtn = 80 m3/s  qtn = 80/12,9 = 6.20 m3/s-m; hh = 2.0 m
Bá qua lu tèc tíi gÇn, khi cha ®µo bĨ ta cã E0 = H = 5.50 m
+ TÝnh ®é s©u bĨ: theo c«ng thøc d = h''c - (hh+ Z2).
Trong ®ã: - : hƯ sè ngËp, chän  = 1,05. hh = 2.0 m
- h''c: ®é s©u liªn hiƯp sau níc nh¶y.
- Z2: chªnh lƯch ®Çu níc ë ci bĨ vµo kªnh, ®ỵc tÝnh
nh ®Ëp trµn ®Ønh réng ch¶y ngËp.

__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
q2
q2
Z2 

2
2
2g. 2

2g .h'c'
n .hh





* Tr×nh tù tÝnh to¸n: b»ng c¸ch tÝnh ®óng dÇn, gi¶ thiÕt
q
chiỊu s©u bĨ dgt1  E01' = E0 + dgt1  F(c ) 
, cã F(c ), tra
 .E'3o/ 2
phơ lơc (15-1) b¶ng tra thủ lùc ®ỵc c''  hc'' = c ''.E0  Z2  dtt1:
nÕu dtt1  dgt1 th× ®ã lµ ®é s©u bĨ cÇn t×m, nÕu kh«ng gi¶ thiÕt
l¹i vµ thùc hiƯn theo tr×nh tù nh trªn cho ®Õn khi nµo d tt  dgt lµ ®ỵc. KÕt qu¶ nh b¶ng tÝnh sau:
dgti E0' (m) F(c)
h"c (m) Z2 (m) dtti (m)
"c
(m)
1,00 7,10 0,409 0,5169 3,67
0,393
1,16
8
1,20 7,30 0,393 0,5091 3,72
0,397
1,20
0
Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë b¶ng trªn ta cã ®é s©u bĨ tiªu n¨ng d =
1,20 m
+ TÝnh chiỊu dµi bĨ: theo c«ng thøc Lb = L1 + Ln.

- L1: ChiỊu dµi níc r¬i tõ ngìng xng s©n tiªu n¨ng, tÝnh
theo Trect«uxèp L 1 2 hk  P  0,35hk 
* P = 1,20 m: chiỊu cao ngìng cèng so víi bĨ
* hk  2/3.Ho = 2/3*-5.5 = 3.66 m
 L 1 2 3.66* 1,2  0,35* 3,66 6,02m
- Ln: chiỊu dµi níc nh¶y, tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiƯm
Ln = (4,55)(hc''- hc)
Víi F(c ) = 0,393, tra phơ lơc (15-1) b¶ng tra thủ lùc ®ỵc c =
0,093  hc = c .E0 = 0,093*7.3 = 0,68 m
 Ln = (4,55)*(3,72- 0,68) = (13,6815,20) m; chän Ln
= 14 m
- : hƯ sè; lÊy  = 0,8
 Lb = 6,02+0,8*14 = 17,22 m
VËy ®Ĩ thn tiƯn cho thi c«ng chän Lb = 18 m

Ch¬ng III :
Bè trÝ c¸c bé phËn cèng
I -Th©n cèng: Bao gåm b¶n ®¸y, trơ vµ c¸c bé phËn bè trÝ trªn
®ã

1. Cưa van:
Víi bỊ réng khoang cèng bc = 4,3 m (bỊ réng kh«ng lín l¾m) 
chän h×nh thøc bè trÝ cưa van ph¼ng b»ng thÐp. Lo¹i nµy ®ỵc sư
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
dơng phỉ biÕn v× cÊu t¹o ®¬n gi¶n, l¾p r¸p dƠ, ®iỊu tiÕt lu lỵng
kh¸ tèt.
Chän chiỊu réng c¸nh cèng b = 4,80 m ( b = 4,3+2*0,25 =
4,8m), chiỊu cao hv = 6-1+0.4 = 5,4m
2. Têng ngùc: bè trÝ ®Ĩ gi¶m chiỊu cao van do ®ã gi¶m ®ỵc
cao tr×nh cÇu c«ng t¸c vµ lùc ®ãng më
a- C¸c giíi h¹n cđa têng ngùc:
+ Cao tr×nh ®¸y têng ngùc: Z®t = Ztt + 
Trong ®ã: - Ztt: lµ cao tr×nh mùc níc khi tÝnh to¸n khÈu diƯn
cèng, tøc lµ cÇn ®¶m b¶o øng víi trêng hỵp nµy, khi më hÕt cưa van
chÕ ®é ch¶y trong cèng ph¶i lµ kh«ng ¸p, øng víi trêng hỵp tÝnh
to¸n ë trªn ta cã:
H0 = 4.13m  Ztt = 4.13+1 = 3.13 (m)
- : ®é lu kh«ng, thêng lÊy  = (0,5-0,7) m; Chän  =
0,57 m
VËy
Z®t = 3.13 + 0.57 = 3.7 m
+ Cao tr×nh ®Ønh têng ngùc ®ỵc lÊy b»ng cao tr×nh ®Ønh
cèng, ®ỵc x¸c ®Þnh th«ng qua tÝnh to¸n cao tr×nh ®Ønh cèng øng
víi 2 trêng hỵp sau:
Z®c1 = MNDBT + d
Z®c2 = MNDGC + d'
Trong ®ã:
- MNDBT:cao tr×nh mùc níc s«ng thiÕt kÕ: MNDBT = Z s«ngTK =
4.95m
- MNDGC: cao tr×nh mùc níc s«ng lín nhÊt øng víi trêng hỵp ng¨n

lò (theo nhiƯm vơ c«ng tr×nh) MNDGC = Zs«ngmax = 6.00 m
- d,d': ®é vỵt cao cđa ®Ønh ®Ëp so víi MNDBT vµ MNDGC ®ỵc
x¸c ®Þnh nh sau:
d = h + s + a
'
d' = h' +  s + a'
*h , h': ®é dỊnh cđa sãng do giã.
* s,'s: ®é dỊnh cao nhÊt cđa sãng
* a, a': ®é cao an toµn øng víi cÊp c«ng tr×nh
Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy viƯc tÝnh to¸n cao tr×nh ®Ønh têng
ngùc kh«ng ph¶i yªu cÇu chÝnh, v× thÕ s¬ bé chän d, d' theo b¶ng
(5-1) trang 93 Gi¸o tr×nh Thđy C«ng tËp1, t¬ng øng víi c«ng tr×nh
cÊp II ta cã: d = 1,5 m; d' = 1,0 m.
 Z®c1 = 4.95 + 1.5 = 6.45 m
Z®c2 = 6.00 + 1.0 = 7.00 m
VËy chän Z®c = 7.00 m
b- KÕt cÊu têng: Chän h×nh thøc kÕt cÊu têng b»ng bª t«ng
cèt thÐp M200, gåm b¶n mỈt vµ 2 dÇm ®ì (ë ®Ønh vµ ®¸y têng)
®ỉ liỊn khèi víi mè trơ. Víi chiỊu réng khoang cèng b c = 3,5m,
chiỊu cao têng l = 7.0 - 6.0 = 1.0 m, ta cã: b/l > 2  tÝnh to¸n theo
s¬ ®å dÇm 2 ®Çu ngµm. KÝch thíc têng s¬ bé x¸c ®Þnh nh sau:
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang 9


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
+ ChiỊu dµy b¶n mỈt:  = 0,20 m
+ DÇm trªn:
(bxh) = (0,20,5) m
+ DÇm díi: (bxh) = (0,30,5) m
3. CÇu c«ng t¸c:
CÇu c«ng t¸c lµ n¬i ®Ỉt m¸y ®ãng më vµ thao t¸c van. Chän
h×nh thøc kÕt cÊu gåm c¸c trơ cÇu, 2 dÇm däc vµ b¶n mỈt b»ng
bª t«ng cèt thÐp M200. ChiỊu cao cÇu c«ng t¸c ph¶i ®¶m b¶o khi
kÐo hÕt cưa van lªn vÉn cßn kho¶ng kh«ng cÇn thiÕt ®Ĩ ®a van ra
khái vÞ trÝ cèng khi cÇn. KÝch thíc c¸c bé phËn c¬ b¶n s¬ bé chän
nh sau:
+ Cao tr×nh ®¸y dÇm däc: Z®d = Z®c+hv+e+
* e: kÝch thíc cđa hƯ thèng ®Ỉt rßng räc kÐo van; chän e
= 0,8m
* : kÝch thíc an toµn; chän  = 0,7m
 Z®d = 7.0+5.4+0.8+0.7 = 13.90 m
+ Cao tr×nh mỈt cÇu: Zmc = 13.90+0.5 = 14.40 m
+ BỊ réng mỈt cÇu: Bcct = 3 m.
+ ChiỊu cao lan can: hlc = 0,8 m.
4. Khe phai vµ cÇu th¶ phai:
§ỵc bè trÝ ë ®Çu vµ ci cèng ®Ĩ ng¨n níc vµ gi÷ cho kho¶ng
kh«ng kh« r¸o khi sưa ch÷a cèng. Víi bỊ réng khoang cèng kh¸ lín
nªn trªn cÇu th¶ phai bè trÝ ®êng ray cho cÇn cÈu th¶ phai.
5. CÇu giao th«ng:
Cao tr×nh mỈt cÇu bè trÝ b»ng ®Ønh cèng, do yªu cÇu giao
th«ng cã xe qua l¹i tõ 8 10 tÊn, chän bỊ réng mỈt cÇu Bcgt = 6 m.
VÞ trÝ cÇu ®ỵc ®Ỉt sau cưa van.
6. Mè cèng: Bao gåm mè gi÷a vµ mè bªn. Nh ®· chän s¬ bé ë

trªn, ta cã h×nh thøc vµ kÝch thíc c¬ b¶n cđa mè nh sau:
+ Mè gi÷a: ®Çu mè lỵn trßn, chiỊu dµy mè dgi = 1,20m. Cao
tr×nh ®Ønh mè: Z®m = Z®c = 7.00 m
+ Mè bªn: ®Çu mè vu«ng gãc, chiỊu dµy mè bªn cÇn ®đ
®Ĩ chÞu ¸p lùc ®Êt n»m ngang, s¬ bé chän db= 1,0 m.
7. Khe lón: BỊ réng cèng kh«ng lín l¾m nªn kh«ng cÇn bè trÝ
khe lón.
8. B¶n ®¸y:
+ ChiỊu dµi b¶n ®¸y: tõ ®iỊu kiƯn bè trÝ c¸c kÕt cÊu bªn trªn,
s¬ bé chän chiỊu dµi b¶n ®¸y Lb® = 15 m.
+ BỊ dµy b¶n ®¸y: thêng chän theo ®iỊu kiƯn chÞu lùc, víi bỊ
réng khoang cèng, c¸c t¶i träng bªn trªn vµ tÝnh chÊt ®Êt nỊn.
Theo kinh nghiƯm s¬ bé chän bỊ dµy b¶n ®¸y b® = 1m.

__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
II. §êng viỊn thÊm:
Bao gåm b¶n ®¸y cèng, s©n tríc, c¸c b¶n cõ, ch©n khay, kÝch
thíc b¶n ®¸y cèng nh ®· chän ë trªn Lb® = 15 m.
KÝch thíc c¸c bé phËn kh¸c s¬ bé chän nh sau:

1. S©n tríc: Chän h×nh thøc s©n tríc b»ng ®Êt sÐt, bªn trªn
phđ 1 líp bª t«ng M200 dµy 0,15 m. KÝch thíc s©n ®ỵc chän nh sau:
+ ChiỊu dµi s©n: theo kinh nghiƯm Ls  (34)H.
* H: cét níc tríc cèng. H = 7.0-1 = 6.0 m
 Ls  (18,324,4) m. Chän Ls= 20 m.
+ ChiỊu dµy s©n: thay ®ỉi tõ ®Çu ®Õn ci s©n
* §Çu s©n: theo ®iỊu kiƯn cÊu t¹o chän t1 = 0,8 m
* Ci s©n: theo yªu cÇu chèng thÊm t2  H/[J].
[J]: gradien thÊm cho phÐp, víi s©n b»ng ®Êt sÐt chän [J] =
4.
H: ®é chªnh mùc níc ë phÝa trªn vµ phÝa díi s©n tríc lÊy
b»ng chªnh lƯch mùc níc tríc vµ sau cèng, øng víi trêng hỵp tÝnh
to¸n ë ®©y H = 7.0-3.3 = 3.2 m
 t2  3.2/4 = 0.8m; chän t2 = 1.0 m
2. Ch©n khay: ®Ĩ t¨ng ỉn ®Þnhvµ gãp phÇn kÐo dµi ®êng
viỊn thÊm, bè trÝ ch©n khay ë 2 ®Çu b¶n ®¸y.
3. Tho¸t níc thÊm: bè trÝ lç tho¸t níc thÊm ë s©n tiªu n¨ng theo
h×nh thøc so le nhau, c¸c lç c¸ch nhau 2,0m. Díi s©n tiªu n¨ng bè
trÝ tÇng läc ngỵc bao gåm líp c¸t läc dµy 20cm, líp d¨m (sái) läc dµy
20cm, s©n tiªu n¨ng ®ỵc lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp M200 dµy 1m
®ỉ t¹i chç.
S¬ ®å ®êng viỊn thÊm xem b¶ng vÏ trang sau:
4. S¬ bé kiĨm tra chiỊu dµi ®êng viỊn thÊm:
C«ng thøc kiĨm tra:
Ltt  C.H
Trong ®ã:
- H: cét níc lín nhÊt cđa cèng; H = 6.0 m.
- C: hƯ sè phơ thc vµo lo¹i ®Êt nỊn. Tra phơ lơc P3-1  C = 5.
- Ltt: chiỊu dµi tÝnh to¸n cđa ®êng viỊn thÊm tÝnh theo ph¬ng
ph¸p cđa Len Ltt = L® + Ln/m

* L®: ChiỊu dµi tỉng céng cđa c¸c ®o¹n th¼ng ®øng vµ c¸c
®o¹n xiªn gãc cã gãc nghiªng so víi ph¬ng ngang  45o.
L® = 0,8 + 1,41 + 2,24 = 4,45 m.
* Ln: ChiỊu dµi tỉng céng cđa c¸c ®o¹n n»m ngang vµ c¸c
®o¹n xiªn gãc cã gãc nghiªng so víi ph¬ng ngang < 45o.
Ln= 18+1,44+2+11+2 = 34,44 m.
* m = (11,5): hƯ sè phơ thc sè hµng cõ. Chän m = 1,0.
 Ltt= 4,45 + 34,44/1,0 = 38,89 m; C.H = 5*6.0 = 30,5 m
VËy Ltt > C.H tho¶ m·n ®iỊu kiƯn chiỊu dµi ®êng viỊn thÊm.
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
III. Nèi tiÕp thỵng lu vµ h¹ lu:
1. Nèi tiÕp thỵng lu: Chän h×nh thøc têng c¸nh nèi tiÕp lµ têng
th¼ng, têng c¸nh më réng dÇn tõ mÐp trong mè bªn cèng ®Õn ®¸y
kªnh thỵng lu. KÕt cÊu têng b»ng bª t«ng cèt thÐp M200. ChiỊu dµi
®o¹n nèi tiÕp b»ng chiỊu dµi s©n tríc L = 20 m  gãc më  =
10o03'.
2. Nèi tiÕp kªnh h¹ lu: Chän h×nh thøc nèi tiÕp nh thỵng lu
+ S©n tiªu n¨ng: b»ng bª t«ng cèt thÐp M200, cã bè trÝ lç tho¸t
níc. ChiỊu dµy s©n cã thĨ x¸c ®Þnh nh sau: t 0,15V1 h1

- V1,h1: lu tèc vµ chiỊu s©u chç ®Çu ®o¹n níc nh¶y.
* h1= .hc = 1,05*0,68 = 0,714 m.
* V1= Q/1 = Q/(b.h1) = 80/(20*0,714) = 5,60 m/s.
 t 0,15 * 5,6 * 0,714 0,84 m ; Chän t = 1,0 m.
+ S©n sau: Lµm b»ng tÊm bª t«ng M200 cã ®ơc lç tho¸t níc,
phÝa díi cã tÇng ®Ưm (c¸t, d¨m) theo h×nh thøc läc ngỵc. ChiỊu dµi
s©n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiƯm:

Lss k q. H
- H: chªnh lƯch cét níc thỵng h¹ lu, H = 7.0-3.3 = 3.7 m.
- k: hƯ sè phơ thc tÝnh chÊt ®Êt lßng kªnh. Do ®Êt lßng kªnh
lµ lo¹i ®Êt c¸t pha nªn k = 10 20, lÊy k = 10
- q: lu lỵng ®¬n vÞ ci s©n tiªu n¨ng, q = 80/15,3 = 5,22
3
(m /s-m)
 L ss 10 5,22. 3,8 34,79 m; Chän Lss = 35 m.

Ch¬ng IV:
TÝnh to¸n thÊm díi ®¸y c«ng tr×nh
I. Nh÷ng vÊn ®Ị chung:
1. Mơc ®Ých:
X¸c ®Þnh lu lỵng thÊm q, lùc thÊm ®Èy ngỵc lªn b¶n ®¸y cèng
Wt vµ Gradien thÊm J. Trong ph¹m vi ®å ¸n do ®Ỉc tÝnh cđa cèng
chØ yªu cÇu x¸c ®Þnh Wt vµ J.
2. Trêng hỵp tÝnh to¸n: Khi chªnh lƯch mùc níc thỵng - h¹ lu lín
nhÊt. Trong ®å ¸n nµy chän trêng hỵp khi ng¨n lò cã Zs«ngmax = 6.40
m; Z®ångmin = 2.10 m
3. Ph¬ng ph¸p tÝnh: VÏ líi thÊm b»ng tay.
II. TÝnh thÊm cho trêng hỵp ®· chän:
1. VÏ líi thÊm:

- TÊt c¶ c¸c ®êng dßng vµ ®êng ®¼ng thÕ ph¶i trùc giao
nhau.
- C¸c « líi lµ h×nh vu«ng cong.
- §êng thÕ ®Çu tiªn lµ mỈt nỊn thÊm phÝa thỵng lu
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
12


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
- §êng thÕ ci cïng lµ mỈt nỊn thÊm phÝa h¹ lu
- §êng dßng ci cïng lµ tÇng kh«ng thÊm níc ë -35
S¬ ®å líi thÊm díi c«ng tr×nh xem h×nh vÏ trang sau
2. X¸c ®Þnh c¸c ®Ỉc trng cđa dßng thÊm:
a - Tỉng ¸p lùc thÊm ®Èy ngỵc lªn b¶n ®¸y: Tõ h×nh vÏ líi
thÊm ta thÊy líi thÊm cã: 5 èng dßng vµ 10 d¶i ta cã:
+ Cét níc tỉn thÊt qua mçi d¶i: H = H/n
Víi H = ZS«ngmax - Z®ångmin = 6.0 - 2.0 = 4.0 m  H = 4.0/10 =
0.4 m
+ Cét níc thÊm t¹i mét ®iĨm x bÊt kú c¸ch ®êng thÕ ci cïng
i d¶i, cã cét níc thÊm sÏ lµ hx = i. H. Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®ỵc
hA = 9*0.4 = 3.6 m; hB = 5*0.4 = 2.0 m.
Dùa vµo hA vµ hB ta vÏ ®ỵc biĨu ®å ¸p lùc thÊm díi ®¸y c«ng
tr×nh.

BiĨu ®å ¸p lùc thÊm díi ®¸y c«ng tr×nh xem h×nh vÏ trang sau
+ Tỉng ¸p lùc thÊm ®Èy ngỵc lªn b¶n ®¸y: ®ỵc x¸c ®Þnh nh
sau
Wt = W®n+ Wtt; trong ®ã:
Wtt 

n  hA  hB  L bd 1*  3.6  2.0 * 15

42(T/m)
2
2

W®n = n (H2+t)Lb® = 1*(1.1 + 1)*15 = 31.5 (T/m).
 Wt = W®n+ Wtt = 31.5+ 42.0 = 73.2 (T/m).
b - X¸c ®Þnh Gradien thÊm ë cưa ra:
H
n.S
Dùa vµo líi thÊm ®· vÏ ta cã trung ®o¹n S t¹i « líi 10 (« líi cưa ra)
lµ S = 2,30 m
4.0
 J ra 
0,187
10* 2.3
Gradien thÊm t¹i mét « líi bÊt kú cã trung ®o¹n S sÏ lµ: J tb 

III. KiĨm tra ®é bỊn thÊm cđa nỊn:
1. KiĨm tra ®é bỊn thÊm chung:
J Ktb
§iỊu kiƯn: J tb 
Kn

Trong ®ã:
- Kn: HƯ sè tin cËy, Kn = 1,2
- JKtb: Gradien cét níc tíi h¹n trung b×nh tÝnh to¸n lÊy theo b¶ng
2 TCVN 4253-86, JKtb= 0,22
- Jtb: Gradien cét níc trung b×nh trong vïng thÊm tÝnh to¸n.
+ TrÞ sè Jtb ®ỵc x¸c ®Þnh theo ph¬ng ph¸p cđa ViƯn VNIIG
H
J tb 
nh c«ng thøc sau:
Ttt.  
Trong ®ã:
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
13


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
* H: Cét níc t¸c dơng; H = 4.0m
* Ttt: ChiỊu s©u tÝnh to¸n cđa nỊn. Do tÇng kh«ng thÊm n»m
rÊt s©u, víi chiỊu dµy tÇng thÊm thùc T = 36m nªn chiỊu s©u tÝnh
to¸n cđa nỊn ®ỵc x¸c ®Þnh theo tû sè:
hinhchieuchieudainamngang 35
 17,5 5
hinhchieuchieudaithang

dung 2
(theo b¶ng 4-2 thiÕt kÕ cèng) ta cã T tt = 0,5l0 = 0,5*35 = 17,5
m
* : Tỉng hƯ sè c¶n cđa ®êng viỊn thÊm tÝnh theo ph¬ng
ph¸p cđa Trugaev:  = v + r + d + n
+ v, r: HƯ sè søc kh¸ng ë bé phËn vµo vµ ra, ta coi bé phËn
vµo vµ ra nh nhau vµ kh«ng cã cõ.
 v = r = 0,44+b = 0,44 + a/Ttt = 0,44+1,0/17,5 = 0,497
+ d = b + c, v× kh«ng cã cõ nªn: d = b= a1/T1 = 2/17,5 =
0,114
+ n: HƯ sè søc kh¸ng cđa bé phËn n»m ngang, v× kh«ng cã
cõ nªn:
n = l0/Ttt = 35/17,5 = 2
  = 0,497+0,497+0,114+2 = 3,108
4.0
0,08
 J tb 
17,5* 3,108
 Jtb = 0,08 < JKtb/Kn = 0,22/1,2 = 0,183
VËy c«ng tr×nh tho¶ m·n ®iỊu kiƯn ®é bỊn thÊm chung.
2. KiĨm tra thÊm cơc bé:
§iỊu kiƯn:
Jra  [J]
Trong ®ã:
Jra: tri sè gradien cơc bé ë cưa ra, x¸c ®Þnh theo kÕt qu¶ trªn
Jra = 0,187.
[J]: gradien thÊm cho phÐp: [J]: = Jgh/m.
Jgh: gradien thÊm cơc bé tíi h¹n. Theo tiªu chn ®· nªu J gh
cÇn x¸c ®Þnh theo thÝ nghiƯm m« h×nh hc ë hiƯn trêng.
Trong ph¹m vi ®å ¸n v× cha cã tµi liƯu nh vËy nªn tham kh¶o

c¸c trÞ sè cđa Ixtomina, víi J gh phơ thc hƯ sè kh«ng ®Ịu h¹t 
= d60/d10; theo tµi liƯu cho tríc  = 9. Tra phơ lơc P3-1 ®ỵc Jgh =
0,51
m: hƯ sè an toµn; m = 1,2
 [J] = 0,51/1,2 = 0,425
VËy Jra = 0,187 < [J] = 0,425  tho¶ m·n ®iỊu kiƯn ®é bỊn
thÊm cơc bé.

Ch¬ng V
TÝnh to¸n ỉn ®Þnh cèng
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
I. Mơc ®Ých vµ trêng hỵp tÝnh to¸n:
1. Mơc ®Ých: KiĨm tra ỉn ®Þnh cđa cèng vỊ trỵt, lËt, ®Èy
nỉi. Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy chØ giíi h¹n phÇn tÝnh to¸n ỉn ®Þnh
trỵt.
2. Trêng hỵp tÝnh to¸n: Chän trêng hỵp tÝnh to¸n khi ng¨n lò, lóc
nµy chªnh lƯch mùc níc thỵng h¹ lu lµ lín nhÊt Z = 4,3m. (t¬ng øng
víi trêng hỵp ®· tÝnh thÊm)
Cèng kh«ng ph©n khe lón, v× vËy s¬ ®å tÝnh to¸n lµ toµn bé

b¶n ®¸y víi tÊt c¶ c¸c bé phËn trªn nã.
II. TÝnh to¸n ỉn ®Þnh trỵt:
1. Sè liƯu tÝnh to¸n:
- B¶n ®¸y b»ng BTCT M200 dµy 1,0m
+ ChiỊu dµi (theo ph¬ng dßng ch¶y): L = 15,0 m
+ ChiỊu réng: B = 4,0*3+1,2*2+1*2 = 17,3 m
- NỊn lµ ®Êt c¸t pha (c¸c chØ tiªu nh b¶ng 1)
- S©n phđ thỵng lu lµ ®Êt sÐt (c¸c chØ tiªu nh b¶ng 1)
2. X¸c ®Þnh c¸c lùc t¸c dơng lªn b¶n ®¸y:
a - C¸c lùc ®øng bao gåm: träng lỵng cÇu giao th«ng, cÇu
c«ng t¸c, cưa van, têng ngùc, mè cèng, b¶n ®¸y, níc tríc cèng, phÇn
®Êt gi÷a hai ch©n khay (trong ph¹m vi khèi trỵt) vµ c¸c lùc ®Èy ngỵc (thÊm, thđy tÜnh).
+ Träng lỵng mè cèng G1:
G1 = V1.b (b= 2,5 T/m3).
G1 = [2*6,0*15+2,4*6,0*15]*2,5 = 1056 (T); a1 = 0
+ Träng lỵng têng ngùc G2:
G2= (0,2*0,5+0,3*0,5+0,2*0,9)*12,9*2,5 = 13,87 (T).
Ta
cã:
Yc
=
(F1Y1+F2Y2+F3Y3)/(F1+F2+F3)
=
(0,2*0.5*0.25+0,3*0,5*0,25
+
0,2*0,9*0,1)/
(0,2*0,5+0,3*0,5+0,2*0,9) = 0,19  a2 = 7,5-(4,2+0,19) = 3,11 m
+ Träng lỵng cÇu c«ng t¸c G3: s¬ bé chän G3 = 40 (T); a3 = 2,8m
+ Träng lỵng cÇu giao th«ng G4: s¬ bé chän G4 = 100 T; a4 =
1,1m

+ Träng lỵng cưa van G5: s¬ bé chän G5 = 50T; a5 = 2,65m
+ Träng lỵng b¶n ®¸y:
G6 = 1*15*17,3*2.5 = 648,75 (T); a6 = 0
G6' = 1,5*2*17,3*2.5*2 = 259,5 (T); a6' =  6,75 m
+ Träng lỵng níc phÝa s«ng G7
G7 = 10*5,4*12,9*1 = 696,6 (T); a7 = 2,5m
+ Träng lỵng níc phÝa ®ång G8:
G8= 5*1,1*12,9*1 = 70,95 (T); a8 = 5m
+ Träng lỵng ®Êt gi÷a 2 ch©n khay G9:
G9 = 2*12*17,3*1,75 = 726,6 (T); a9 = 0m
+ ¸p lùc thđy tÜnh ®Èy ngỵc G10:
G10 = Wtt .B = 31,5*17,3 = 544,95(T), a10 = 0
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
+ ¸p lùc thÊm G11:
G11 = n .hB .B.L= 1*2,15*17,3*15 = 557,93 (T); a11 = 0
G11' = n .(hA - hB).B.L= 1*(3,87-2,15)/2*17,3*15 = 223,17
(T);
a11' = 2,5 m
b - C¸c lùc ngang bao gåm: ¸p lùc níc thỵng, h¹ lu, ¸p lùc ®Êt

chđ ®éng ë ch©n khay thỵng lu (Ectl), ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng ë ch©n
khay h¹ lu (Ebhl).
+ ¸p lùc níc thỵng lu:
T1= n.H12/2.Bc = 1*5,42/2*12,9 = 188,09 (T).
y1 = H1/3 +0,5 = 5,4/3 +0,5 = 2,5 m.
+ ¸p lùc níc h¹ lu:
T2 = n.H22/2.Bc = 1*1,12/2*12,9 = 7,8 (T)
y2 = 1,1/3 + 0,5 = 0,87 m.
+ ¸p lùc ®Êt chđ ®éng ë ch©n khay thỵng lu Ec®:
Ectl = ®.H®2.c/2
Trong ®ã:
® - Dung träng cđa ®Êt, ® = 1,75 T/m3
H® - ChiỊu cao cét ®Êt t¸c dơng, H® = 3 m
Víi  =  = 0  c = tg2(45o -/2) = tg2(45o - 18o/2) = 0,528
 Ec® = 1,75*32*0,528/2 = 4,158 (T/m)
 Toµn bé ch©n khay: Ec® = 4,158*17,3 = 71,93 (T); yc® = 2,5
m
+ ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng ë ch©n khay h¹ lu:
Ebhl = b; víi  b dH b  2C  b
Trong ®ã:
b - Cêng ®é ¸p lùc ®Êt ë ®iĨm ®¸y ch©n khay.
C - Lùc dÝnh ®¬n vÞ cđa ®Êt, C = 0,3T/m2
b = tg2(45o +/2) = tg2(45o + 18o/2) = 1,89
 b = 1,75*3*1,89+2*0,3. 1,89= 10,74 (T/m)
 Ebhl = 10,74*17,3 = 185,8 (T); yb® = 2,5 m
3. X¸c ®Þnh ¸p lùc ®¸y mãng: theo s¬ ®å nÐn lƯch t©m ta cã:
 = (P/F)  (Mo/W).
Trong ®ã:
F: DiƯn tÝch b¶n ®¸y cèng tÝnh to¸n; F = (15*17,3) = 259,5 m2.
W: m«®un chèng n cđa b¶n ®¸y cèng tÝnh to¸n;

W = B.L2/6 = (17,3*152)/6 = 648,75 m3.
P: tỉng c¸c lùc th¼ng ®øng; tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn ta cã
tỉng c¸c lùc ®øng P = 4988,32 (T)
Mo: tỉng m« men cđa c¸c lùc t¸c dơng lªn b¶n ®¸y cèng, lÊy
®èi víi t©m O ®¸y cèng. Víi lùc t¸c dơng vµ c¸nh tay ®ßn ®· x¸c
®Þnh ë trªn ta cã:
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
Mo = 1018,92 (T.m)
Thay sè liƯu vµo c«ng thøc trªn ta cã kÕt qu¶ c¸c lo¹i øng st
®¸y mãng nh sau:
max = 4988,32/259,5 + 1018,92/648,75 = 20,79 T/m 2
min = 4988,32/259,5 - 1018,92/648,75 = 17,65 T/m 2
 tb = (20,79+17,65)/2 = 19,22 T/m2
4. Ph¸n ®o¸n kh¶ n¨ng trỵt: XÐt theo 3 ®iỊu kiƯn sau:
a. ChØ sè m« h×nh ho¸: N = max/B.1  Nlim
Trong ®ã:
B: ChiỊu réng m¶ng tÝnh to¸n (chiỊu song song víi lùc ®Èy trỵt)
 B = L = 15 m
1: Dung träng ®Èy nỉi cđa ®Êt nỊn tõ c¸c chØ tiªu ®· cho ë

b¶ng 1 ta cã 1 = ®n = [k(1+)-1]. n/ (1+) = [1,52*(1+0,61)1]*1/(1+0,61) = 0,9 (T/m3)
Nlim- ChØ sè kh«ng thø nguyªn, ®Êt c¸t pha Nlim = 3.
 N = 20,79/15*0,9 = 1,54 < N lim = 3. VËy tháa m·n ®iỊu kiƯn
1
b. ChØ sè kh¸ng trỵt:
tg 1 = tg1 + C1/tb  0,45
Trong ®ã:
1, C1 - Gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh ®¬n vÞ cđa ®Êt nỊn chØ
sè 1 lµ t¬ng øng khi tÝnh to¸n ®Êt nỊn theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø
nhÊt: 1 = 18o; C1 = 0,3 T/m2.
 tg1 = tg18o+0,3/19,22 = 0,34 < 0,45.
 Kh«ng tho¶ m·n ®iỊu kiƯn chØ sè kh¸ng trỵt, nh vËy ngoµi trỵt ph¼ng ta ph¶i xÐt ®Õn trỵt s©u vµ trỵt hçn hỵp. Tuy nhiªn trong
ph¹m vi ®å ¸n m«n häc nµy chØ tÝnh to¸n cho trêng hỵp trỵt ph¼ng.
0
c. HƯ sè møc ®é cè kÕt: C V 

K t .(1 ).t0
4
a.n .h20

Trong ®ã:
Kt: hƯ sè thÊm; Kt = 2.10-6 (m/s = 0,61
h0: chiỊu dµy líp ®Êt cã sÐt (nhng kh«ng lín h¬n B), h0 = 3 m;
a: hƯ sè nÐn cđa ®Êt; a = 2 (m2/N)
t0: thêi gian thi c«ng c«ng tr×nh; chän 12 th¸ng
t0=12*24*86400 = 24,9. 06 (s)
2.10 6 * (1 0,61) * 24,9.106
 C 0V 
4,45 4 .
2* 1* 32

VËy tháa m·n ®iỊu kiƯn 3
5. TÝnh to¸n trỵt ph¼ng:
m
Sù ỉn ®Þnh cđa cèng ®ỵc ®¶m b¶o vỊ trỵt khi: ncN tt  R (*)
Kn
Trong ®ã:
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
nc- HƯ sè tỉ hỵp t¶i träng, víi c«ng tr×nh cÊp II, tỉ hỵp lùc chđ
u n = 1,2
Kn - HƯ sè tin cËy, Kn = 1,2
Ntt vµ R lµ c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n cđa lùc tỉng qu¸t g©y trỵt vµ
chèng trỵt giíi h¹n. V× mỈt trỵt n»m ngang nªn c¸c gi¸ trÞ trªn x¸c
®Þnh nh sau:
Ntt = Ttl + Ectl - Thl
R = Ptg1 +m1Ebhl+FC1
Trong ®ã:
Ttl vµ Thl lµ tỉng gi¸ trÞ tÝnh to¸n c¸c thµnh phÇn n»m ngang
cđa c¸c lùc chđ ®éng t¸c dơng tõ phÝa thỵng vµ h¹ lu trõ ¸p lùc chđ
®éng cđa ®Êt.

m1: hƯ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc xÐt ®Õn quan hƯ gi÷a ¸p lùc bÞ
®éng cđa ®Êt víi chun vÞ ngang cđa cèng, lÊy m 1 = 0,7
C¨n cø vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn ta cã:
Ntt = 188,09+71,93-7,8 = 252,22 (T)
R = 4988,32*tg18o+0,7*185,8+259,5*0,3 = 1828,71 (T)
 Thay c¸c kÕt qu¶ trªn vµo ®iỊu kiƯn (*) ta ®ỵc:
ncNtt = 1,2*252,22 = 302,66 (T)
(m/Kn).R = (1/1,2)*1828,71 = 1523,93 (T)
So s¸nh ta thÊy tháa m·n ®iỊu kiƯn (*). VËy c«ng tr×nh ®¶m
b¶o ỉn ®Þnh vỊ trỵt ph¼ng

Ch¬ng VI
TÝnh kÕt cÊu b¶n ®¸y cèng
I. Më ®Çu.
1. Mơc ®Ých: X¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh to¸n néi lùc vµ bè
trÝ cèt thÐp trong b¶n ®¸y cèng. Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy, chØ yªu
cÇu x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc ®Ĩ tÝnh kÕt cÊu b¶n ®¸y theo ph¬ng ph¸p dÇm trªn nỊn ®µn håi.
2. Trêng hỵp tÝnh to¸n: Chän trêng hỵp tÝnh to¸n khi ng¨n lò, lóc
nµy chªnh lƯch mùc níc thỵng h¹ lu lµ lín nhÊt Z = 4,0m. (t¬ng øng
víi trêng hỵp ®· tÝnh thÊm vµ tÝnh ỉn ®Þnh ë trªn)
3. Chän b¨ng tÝnh to¸n: TÝnh cho 1 b¨ng ë sau cưa van, gi÷a
hai mỈt c¾t vu«ng gãc víi chiỊu dßng ch¶y, cã chiỊu réng b = 1m.
II.TÝnh to¸n ngo¹i lùc:
Trªn b¨ng tÝnh to¸n ®· chän, c¸c ngo¹i lùc t¸c dơng lªn b¶n ®¸y
gåm: lùc tËp trung tõ c¸c mè, lùc ph©n bè trªn b¨ng vµ c¸c t¶i träng
bªn.
1. Lùc tËp trung trun tõ mè:
ChÝnh lµ tỉng hỵp cđa c¸c ¸p lùc ®¸y c¸c mè trong ph¹m vi
cđa b¨ng ®ang xÐt, thêng xÐt riªng cho tõng mè. S¬ ®å tÝnh
to¸n cho mét mè xem h×nh vÏ trang sau:

Tõ s¬ ®å tÝnh to¸n ta cÇn x¸c ®Þnh:
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
- G1, G2 - Träng lỵng c¸c phÇn cđa mè
- G3 - Träng lỵng têng ngùc
- G4 - Träng lỵng cÇu c«ng t¸c.
- G5 - Träng lỵng cÇu giao th«ng
- G6 - Träng lỵng do ngêi vµ xe trªn cÇu.
- T1, T2 - ¸p lùc níc ngang tõ thỵng lu vµ trun qua khe van .
øng st th¼ng ®øng ë ®¸y mè x¸c ®Þnh theo c«ng thøc nÐn
lƯch t©m:
G M 0
m 

Fm
Wm
Trong ®ã:
G: tỉng c¸c lùc th¼ng ®øng
Mo: tỉng m« men ngo¹i lùc lÊy víi t©m ®¸y mè.
Fm: diƯn tÝch ®¸y mè

Wm: m« men chèng n cđa ®¸y mè.
KÕt qu¶ tÝnh to¸n nh b¶ng sau:
Lo¹i
mè

Mè
bªn

Tªn
t¶i
träng
G1+G2
G3
G4
G5
G6
T1
T2


TrÞ sè
240,0
2,3
13,3
33,3
8,6
31,4
1,3
330,2
0

Tay
®ßn
Mo
(m)
0
0
-3,11
-7,15
-2,8 -37,24
1,1 36,63
2,0 17,20
-1,8 -56,52
0,37
0,48
-46,60

Lo¹i
mè

TrÞ sè

Mè
gi÷a

240,0
4,6
26,6
66,6
17,2

62,8
2,6
420,4
0

Tay
®ßn

M«
men

0
0
-3,11
-14,30
-2,8
-74,48
1,1
73,26
2,0
34,40
-1,8 -113,04
0,37
0,96
-93,20

Tõ b¶ng tÝnh trªn ta x¸c ®Þnh ®ỵc øng st th¼ng ®øng ë ®¸y
mè nh sau:
+ TÝnh cho mè bªn:
Fm = 1*15 = 15,0 (m2).

d.L 2m 1* 152
Wm 

37,5 (m3)
6
6
 G  M o 330,2 46,6 23,36
m 




Fm
Wm
15 37,5 20,77
+ TÝnh cho mè gi÷a:
Fm = 1,2*15 = 18 (m2).
Wm = 45 (m3).
m 

G  Mo
420,4 93,2 25,43




(T/m2)
Fm
Wm
18

45 21,28

Tõ biĨu ®å øng st ®¸y mè ®· tÝnh ®ỵc ë trªn, t¸ch mét b¨ng
gi÷a b¶n ®¸y dĨ tÝnh to¸n ta cã:
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
19


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
+ Gäi P'1 lµ lùc tËp trung cđa mè bªn trun cho ®¸y  P'1 =
PK1.b.d, víi b = 1m, d = 1,0 m ta cã:
   min (23,36 20,77)
PK 1  max

22,07 (T)
2
2
 P'1 = 22,07*1*1 = 22,07 (T)
+ Gäi P'2 lµ lùc tËp trung cđa mè gi÷a trun cho ®¸y  P'2 =
PK2.b.d, víi b = 1m, d = 1,2 m ta cã:
   min (25,43 21,28)
PK 2  max


23,36 (T)
2
2
 P'2 = 23,36*1*1,2 = 28,03 (T)
2. C¸c lùc ph©n bè trªn b¨ng:
-Träng lỵng níc trong cèng
qo = .b.hn; hn: chiỊu s©u líp níc ë b¨ng tÝnh to¸n ta cã
hn=3.95m
 qo = 1*1*3.95 = 3.95 (T/m)
- Träng lỵng b¶n ®¸y:
q1 = b.t.b = 2,5*1*1 = 2,5 (T/m); t: chiỊu dµy b¶n ®¸y t¹i
b¨ng tÝnh to¸n
- Lùc ®Èy nỉi: ( gåm lùc thÊm vµ lùc thủ tÜnh)
q2 = nh®nb; h®n: cét níc ®Èy nỉi t¹i b¨ng tÝnh to¸n
h®n = H2 + t +(hA+hB)/2 = 1,1+1+(3,6+2,0)/2 = 4,9 m
 q2 = 1*4,9*1 = 4,9 (T/m)
- Ph¶n lùc nỊn: (s¬ bé coi nh ph©n bè ®Ịu)
q3 = Pp.b; Pp: cêng ®é ¸p lùc ®¸y mãng t¹i b¨ng tÝnh to¸n
Pp = (max+min)/2 = (20,79+17,65)/2 = 19,22 (T/m2)
 q3 = 19,22*1 = 19,22 (T/m)
3. Lùc c¾t kh«ng c©n b»ng (Q):
a-TrÞ sè: x¸c ®Þnh tõ ph¬ng tr×nh c©n b»ng tÜnh sau:
Q + PK + 2l.qi = 0.
Trong ®ã:
2l: chiỊu dµi b¨ng tÝnh to¸n; 2l = 17,3 m
P'K = 2P'1 + 2P'2 = 2*22,07+2*28,03 = 100,2 (T)
qi = qo + q1 - q2 - q3 = 5,4+2,5-5,11-19,22 = -16,43 (T/m)
3

 Q = -P'K - 2l.  qi = -100,2 - (17,3*-16,43) = 184,04 (T )

i 0

b- Ph©n phèi lùc c¾t (Q) cho mè vµ b¶n ®¸y:
+ X¸c ®Þnh vÞ trÝ trơc trung hßa: y0 

Fm .y1  Fđ .y2
Fm  Fđ

Trong ®ã:
Fm: Tỉng diƯn tÝch c¸c mè; Fm = 1*6,4*2+1,2*6,4*2 = 28,16
m2
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
20


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
F®: DiƯn tÝch phÇn b¶n ®¸y; F® = 17,3*1 = 17,3 m2
y1 = 4,2 m; y2 = 0,5 m
 y0 

28,16* 4,2  17,3* 0,5
2,79 m
28,16 17,3

+ VÏ biĨu ®å m« men tÜnh Sc cđa b¨ng tÝnh to¸n:
- Tõ trơc trung hoµ trë lªn:
Sc = Fc.Yc = 2*4,61*1*4,61/2+2*4,61*1,2*4,61/2 = 46,75 m 3
- Tõ ®¸y mè trë xng:
Sc = Fc.Yc = 1*17,3*(2,79-0,5) = 39,62 m3
+ TÝnh diƯn tÝch biĨu ®å Sc:
- PhÇn A1 (t¬ng øng víi mè)
A1 = 46,75*4,61/2+(46,75+39,62)*1,79/2 = 185,06 m 4
- PhÇn A2 (t¬ng øng víi b¶n ®¸y)
A2 = 39,62*1/2 = 19,81 m4
+ Ph©n phèi Q cho mè (Qm) vµ b¶n ®¸y (Q®):
Qm Q.

A1
185,06
184,04*
166,24 (T)
A1  A 2
185
,06 19,81

Q® = Q - Qm = 184,04-166,24 = 17,80 (T).
+ Ph©n Qm cho c¸c mè theo tû lƯ diƯn tÝch: P"K Fmk.

Qm
 Fm

Fmè bªn = 1*6,4 = 6,4 m2; Fmè gi÷a = 1,2*6,4 = 7,68 m 2
 Fmè = 2*6,4+2*7,68 = 28,16 m2

* Mè bªn: P''1 = P''4 = 6,4*166,24/28,16 = 37,78 (T)
* Mè gi÷a: P''2 = P''3 = 7,68*166,24/28,16 = 45,34 (T)
+ Ph©n Q® ®Ịu cho b¶n ®¸y: q4 = Q®/2l = 17,8/17,3 = 1,03
(T/m)
4. T¶i träng bªn: do cèng kh«ng ph©n khe lón nªn chØ tÝnh to¸n
t¶i träng bªn gi¸p víi bê ®Êt bao gåm:
+ T¶i träng ®øng: S = ®.h®.b
®,h®: dung träng vµ chiỊu cao cđa cét ®Êt ®¾p; ®,= 1,7 T/m3;
h®:= 7,4m
 S = 1,7*7,4*1 = 12,58 (T/m)
+ M« men do ¸p lùc ®Êt n»m ngang g©y ra: M® = E.y®
E: ¸p lùc ®Êt n»m ngang ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:
dH 2 . c
2.C2
E
 2CH  c 
2
d
Víi c = tg2(45-/2) = tg2(45o-16/2) = 0,568


1,7* 7,42 * 0,568
E
 2* 1* 7,4*
2

0,568

2* 12
16,46(T/m)

1,7

y®: kho¶ng c¸ch tõ ®iĨm ®Ỉt cđa E ®Õn ®¸y b¨ng y® = H/3 =
7,4/3 = 2,47 m
 M® = 16,46*2,47 = 40,66 (T.m)
+ T¶i träng do xe cé trªn ®êng: S¬ bé chän q5 = 2 (T/m)
__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
21


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG
CỐNG LỘ THIÊN

THIẾT KẾ

____________________________________________________________________
5. S¬ ®å ngo¹i lùc ci cïng:
+ C¸c lùc tËp trung t¹i mè:
- Mè gi÷a: P2 = P2 = P'2 + P''2 = 28,03+45,34 = 73,37 (T).
- Mè bªn: P1 = P4 = P'1 + P''1 = 22,07+37,78 = 59,85 (T).
+ Lùc ph©n bè ®Ịu trªn b¨ng:
q = q0 + q1 + q2 + q4 = 5,4+2,5-5,11+1,03 = 3,82 (T/m).
+ Lùc bªn tõ phÝa gi¸p ®Êt: ( S, M®, q5):
S = 12,58 (T/m); M® = 40,66 (T.m); q5 = 2 (T/m)
III. tÝnh to¸n néi lùc vµ cèt thÐp:
Nh mơc ®Ých ®· nªu ë trªn, trong ®å ¸n nµy x¸c ®Þnh s¬ ®å
ngo¹i lùc ®Ĩ tÝnh kÕt cÊu b¶n ®¸y theo ph¬ng ph¸p dÇm trªn nỊn
®µn håi. Cơ thĨ ë ®©y ta ¸p dơng ph¬ng ph¸p cđa M.I.GorbunopPoxadop v× qu¸ tr×nh tÝnh to¸n t¬ng ®èi ®¬n gi¶n vµ cã b¶ng lËp

s½n.
Theo ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®· nªu c¸c trÞ sè néi lùc ®ỵc tra
theo b¶ng lËp s½n øng víi c¸c lo¹i t¶i träng vµ phơ thc vµo ®é
E l3
. Sau khi
E h3

cøng t cđa d¶i tÝnh to¸n, ®ỵc x¸c ®Þnh nh sau: t 10. 0 .

x¸c ®Þnh ®ỵc ®é cøng cđa d¶i tra b¶ng øng víi tõng lo¹i t¶i träng
x¸c ®Þnh c¸c hƯ sè P, Q, M vµ tiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c trÞ sè néi lùc
theo c¸c biĨu thøc trong b¶ng 8-2 (trang 118 - ThiÕt kÕ cèng). Víi
c¸c biĨu ®å néi lùc øng víi tõng lo¹i t¶i träng ®· tÝnh ®ỵc, dïng ph¬ng ph¸p céng biĨu ®å ta x¸c ®Þnh ®ỵc néi lùc trong dÇm.
Sau khi x¸c ®Þnh ®ỵc néi lùc trong dÇm tiÕn hµnh tÝnh to¸n vµ
bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc theo ph¬ng ngang cßn theo ph¬ng däc
®Ỉt thÐp theo cÊu t¹o./.
-------------------------------o0o-----------------------------

__________________________________________________________________________
SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11
Trang
22