Bài giảng công trình trên hệ thống thủy lợi âu tà

U TU
1. Giới thiệu chung về âu tầu
Âu tầu là gì?
Tại sao phải xây dựng âu tầu?
Có các dạng âu tầu nào?

2. Cấu tạo và đặc điểm của các bộ phận chính của âu tầu

3. Tính toán các kích thớc cơ bản của âu tầu
1


1.1.Khái niệm
Âu tầu là công trình thủy đợc xây dựng tại những nơi có mực
nớc thay đổi tập trung giúp tầu, thuyền qua lại một cách
thuận lợi

2


1.2.Tại sao phải xây dựng âu tầu?
- Trong tự nhiên tồn tại các ngỡng cạn với quy mô lớn;
- Xây dựng đập thủy điện, hồ chứa >> chênh lệch mực n−íc;

3


1.3. Phân loại âu tầu
a. Dựa vào số lợng buồng âu theo hàng dọc:
- Âu đơn cấp: chỉ có một buồng âu/mặt cắt dọc.
- Âu đa cấp: có từ 2 buồng âu trở lên/mặt cắt dọc

4


1.3. Phân loại âu tầu
b. Dựa vào số lợng buồng âu theo hàng ngang
- Âu đơn tuyến: 1 buồng âu/mặt cắt ngang
- Âu đa tuyến: >= 2 buồng âu/mặt cắt ngang

5

5



U TU
1. Giới thiệu chung về âu tầu
1.1. Khái niệm
1.2. Lý do xây dựng âu tầu
1.3. Phân loại âu tầu
2. Cấu tạo và đặc điểm các bộ phận chính của ©u tÇu

7


2.1. Các bộ phận chính của âu tầu
7

6

5

4
3

1
2
7
6

1,2.đờng dẫn tầu TL, HL; 3.buồng âu;
4,5.đầu âu TL,HL; 6.bến thuyền ; 7.giá d¾t thun

8


2.2. Cấu tạo và đặc điểm của Đầu Âu
a. Cấu tạo: tờng đầu âu + cửa van

b. Đặc điểm:
-Tờng đầu âu là tờng trọng lực để đảm bảo ổn định trợt, lật.
- Luôn bố trí cửa van phụ.
- Cửa van có hai dạng: cửa van phẳng; cửa van chữ nhân.
9


10


2.3. Cấu tạo và đặc điểm Buồng Âu

a. Cấu tạo:

b. Đặc điểm:
-Có nhiều hình thức kết cấu của tờng bên
-Bản đáy đảm bảo điều kiện đẩy nổi
-Liên kết giữa bản đáy và tờng bên
11

11


2.4. Bố trí hệ thống cấp tháo nớc cho âu
a. Cấp tháo nớc tập trung (thợng lu)

12

12


2.4. Bố trí hệ thống cấp tháo nớc cho âu
a. Cấp tháo nớc tập trung (hạ lu)

13

13


2.4. Bố trí hệ thống cấp tháo nớc cho âu
b. Cấp tháo nớc phân tán

Loi kt cu ny cú cng dẫn dài nằm trong tường dọc suốt thân âu và
những cống ngắn chạy vào buồng âu. Bố trí kiểu này sẽ làm cho nước phân
bố đều hơn suốt dọc thân âu. Điều quan trọng là bố trí sao cho các cống
ngắn so le nhau.
14



U TU
1. Giới thiệu chung về âu tầu
1.1. Khái niệm
1.2. Lý do xây dựng âu tầu
1.3. Phân loại âu tầu
2. Cấu tạo và đặc điểm các bộ phận chính của âu tầu
2.1. Các bộ phận chính của âu tầu
2.2. Cấu tạo và đặc điểm của đầu âu
2.3. Cấu tạo và đặc điểm buồng âu
2.4. Bố trí hệ thống cấp thoát nớc
3. Tính toán các kích thớc cơ bản của âu

16


3.1.Chiều dài hữu ích của buồng âu:
La

3
1-tàu kéo; 2- tầu;
3 , 4-đầu âu thợng và hạ lu

Khi dùng tầu công tác là tầu kéo:

La = L1 + L2 + (1+2) ∆L

2
L

L2

4
1

L

L1

L

La = L1 + nL2 + (n+2) ∆L

Khi dïng tÇu công tác là tầu đẩy:

La = L1 + L2 + 2 ∆L

La = L1 + nL2 + 2 ∆L

Khi dïng xe kÐo:

La = L2 + 2 ∆L

La = nL2 + (n+1) L

L1 - chiều dài tầu công tác; L2 - chiều dài tầu qua âu.
n - số tầu qua âu xếp theo hàng dọc; L : khoảng cách an toàn

17


3.2. Chiều rộng hữu ích của buồng âu:
Bt

B

Bt

B

T

B

Khi các tầu cã gi n c¸ch ngang (∆
∆B):

T

hv
Ba

Ba = mBt + (m + 1) B

Khi các tầu ghép sát nhau:

Ba = mBt + 2 B
Trong đó:
m : số tầu xếp theo phơng ngang; BT : chiỊu réng 1 tÇu; ∆B: (0.8-3.0)m
18


3.3. Chiều sâu hữu ích của buồng âu:
B

Bt

B

T

hv = T + T

Bt

B

Trong đó:

T

hv
Ba

hv : chiều sâu hữu ích của buồng âu;
T: mớn nớc vận tải lớn nhất của tầu thiết kế;

T: chiều sâu dự trữ (0.8-3.0)m
19


3.3. ChiỊu cao bng ©u:

ZVTmax

δ
∆Zmax

Ha = hv + ∆Zmax +

hv

ZHLmin

Ha

Trong đó:
Zmax: phạm vi dao động mực nớc lớn nhất cđa ©u.
∆Zmax = ZVTmax - ZHLmin
ZVTmax: MNTL lín nhÊt cho phép vận tải qua âu.
ZHLmin: MNHL nhỏ nhất cho phép vận tải qua âu.

- độ cao an toàn ~ quy mô (cấp) công trình.
20

3.4 Cao trình đỉnh và đáy buồng âu:
Cao trình đáy buồng âu:

Zđáy = ZHLmin - hv
Cao trình đỉnh buồng âu:

Zđỉnh ©u = ZVTmax +δ
δ
Chó ý:
- Khi ZVTmax = ZTLmax ⇒ Zđỉnh âu = Zđỉnh đập.
- Khi ZVTmax < ZTLmax Zđỉnh âu < Zđỉnh đập.

21


U TU
1. Giới thiệu chung về âu tầu
2. Cấu tạo và đặc điểm các bộ phận chính của âu tầu
3. Tính toán các kích thớc cơ bản của âu
4. Tính toán các thông số thiết kế của âu tầu

22


4.1. Tính toán thời gian đa tầu qua âu (đơn tuyến-1 cấp)
a. Trờng hợp âu vận hành không phối hợp đoàn thuyền
ngợc + xuôi:
(Trạng thái ban đầu, âu đang chờ thuyền ở Thng lu)

Thứ tự

Thao tác

Thời gian

1

Dắt thuyền vào âu

t2

2

Đóng van TL

t1

3

H mc nớc buồng âu (=MNHL)

t3

4

Mở van HL

t1

5

Dắt thuyền ra khỏi âu

t4

6

Đóng van HL

t1

7

Dâng nớc buồng âu ( = MNTL)

t3

8

Më van TL

t1

Tỉng thêi gian cÇn thiÕt: T1 = 4t1 + t2 + 2t3 + t4

23


b. Trờng hợp âu vận hành phối hợp đoàn thuyền ngợc + xuôi:

Trạng thái ban đầu: âu đang chờ 1 thuyền thợng lu; 1 thuyền đang cho
âu ở hạ lu
Thứ tù

Thao t¸c

Thêi gian
2t1 + t2 + t3 + t4

1-5

Nh− tr−êng hợp a

6 (*)

Dắt thuyền từ HL vào âu

t2

7

Đóng van HL

t1

8

Dâng mực nớc buồng âu ( = MNTL)

t3

9

Mở van TL

t1

Dắt thuyền ra khỏi âu

t4

10 (*)

Tổng thời gian cần thiết: T2 = 4t1 + 2t2 + 2t3 + 2t4
Tỉng thêi gian cÇn thiết cho hai tầu đi qua nếu không phối hợp:
T2a = 8t1 + 2t2 + 4t3 + 2t4
24
24


4.2. Tính toán lu lợng nớc cấp-tháo cho âu
-Lu lợng nớc cấp-tháo để cân bằng mực nớc: Q1 (m3/s)
-Lu lợng nớc rò rỉ qua các cửa van: Q2 (m3/s)

Q = Q1 + Q2
Q1 =

∑V
86.400

ΣV = n0V0 + n1 (V0 + D) + n2 (V0 - D)

ΣV :tỉng l−ỵng n−íc vËn hành trong 1 ngày (m3).
n0 - số lần phối hợp thuyền lên + xuống.
n1 - số lần thuyền lên (riêng).
n2 - số lần thuyền xuống (riêng).
D - thể tích nớc do thuyền choán chỗ 1 lần qua âu
V0 - thể tích của khối nớc tháo cho 1 lần tầu qua ©u:
V0 = (1,15 - 1,20)La.Ba.H
25