Trình tự tính toán Trình tự tính thường chia ra làm các trường hợp sau đây: Trường hợp 1: - Số liệu đã biết đầu vào: Lưu lượng QP %; loại mố trụ cho hệ số m; độ dốc dòng chảy i0, chiề
Trang 1kng: hệ số lấy theo bảng 8 –4
Bảng 8 – 4 Thông số tính toán thủy lực cầu nhỏ theo sơ đồ chảy ngập
ng K n
g
2
1 ng K n
g
2
1 ng K n
g
2
1
0,8
1
0,8
2
0,8
3
0,8
4
0,8
6
0,8
8
0,9
0
0,9
2
0,9
4
0,9
6
0,9
8
0,9
1
0,9
6
0,9
0,8
4
0,7
6
0,6
7
0,5
6
0,4
0,2
8
0,5
9
0,6
4
0,6
9
0,7
4
0,8
0
0,8
5
0,9
0,9
5
0,9
7
1 1,2
6 1,5
7 2,0
4 2,6
5 3,5
2
5 8,6
15
1,1
9 1,1
3 1,0
7
1 0,9
2 0,8
2 0,7
1 0,5
5 0,4
3
6,9 4,8 3,4 2,2
5
1,4 0,8 0,4 0,1 0,0
5
1 0,9
8 0,9
3 0,8
8 0,8
2 0,7
5 0,6
6 0,5
5 0,3
9 0,2
8
0,6 0,6
2 0,6
7 0,7
2 0,7
6 0,8
1 0,8
6 0,9
1 0,9
5 0,9
8
1,1 1,2
5 1,5 1,8 2,0
8 2,6
8 3,8
7 5,2 8,6
5
15
1,2 1,1
7 1,1
1 1,0
5 0,9
7 0,9 0,8
1 0,7 0,5
4 0,4
3
7,1 6,1 4,3
3 2,1 1,3
5 0,8 0,3
5 0,1 0,0
5
1 0,9
8 0,9
6 0,9
4 0,9 0,8
5 0,7
9
0,7
2 0,6
4 0,5
3 0,3
8
0,2
7
0,6
1 0,6
3 0,6
5 0,6
7 0,7
1 0,7
5 0,8 0,8
4 0,8
8 0,9
2 0,9
6 0,9
8
1 1,1 1,2 1,3
1 1,5
6 1,8
8 2,3
5 2,9 3,3 5,3 8,6
5
15
1,2
3 1,2 1,1
7 1,1
4 1,0
8 1,0
2 0,9
5 0,8
8 0,7
8 0,6
8 0,5
3 0,4
2
7,3 6,3 5,5 4,7
3 3,6 2,6 1,7
5 1,1
5 0,7 0,3
5 0,1 0,0
5
Trang 29
Bảng 8 – 4 (Tiếp)
ng K ng 2
1 ng K ng 2
1
0,78
0,80
0,82
0,84
0,86
0,88
0,90
0,92
0,94
0,96
0,98
0,99
1 0,97 0,93 0,89 0,84 0,78 0,71 0,62 0,52 0,37 0,27
0,63 0,67 0,7 0,74 0,78 0,82 0,85 0,89 0,93 0,96 0,98
1 1,18 1,36 1,61 1,94 2,36 2,9 3,8 5,2 8,65
15
1,25 1,19 1,13 1,07 1,01 0,94 0,86 0,77 0,57 0,53 0,42
7,75
6 4,6 3,6 2,55 1,8 1,15 0,65 0,35 0,1 0,05
1 0,9
7 0,9
4 0,9
1 0,8
6 0,8
1 0,7
5 0,6
9 0,6 0,5
1 0,3
6 0,2
6
0,6
4 0,6
7 0,7
1 0,7
4 0,7
7 0,8
1 0,8
4 0,8
7 0,9 0,9
3 0,9
7 0,9
8
1 1,14 1,34 1,54 1,77 2,11 2,53 3,05 3,9 5,2 8,7
15
1,2
8 1,2
3 1,1
7 1,1
1 1,0
5 0,9
9 0,9
2 0,8
5 0,7
6 0,6
7 0,5
2 0,4
1
8,08 6,5 5,1 4,05 3,05 2,25 1,55 1,05 0,6 0,35 0,1 0,05
Nếu chiều sâu hạ lưu hh > h0 thì chiều sâu tính toán bằng chiều sâu hạ lưu: ht
= hh;
Công thức xác định chiều dài thoát nước dưới cầu
2 / 3 0
2gH
m
Q b
ng
trong đó:
ng: hệ số ngập;
H0: cột nước dâng trước cầu, m;
Trang 3V H H
2
0 0
Do tốc độ của dòng chảy trước cầu không lớn nên thường lấy H H0
Tốc độ tại mặt cắt tính toán dưới cầu:
t t
bh
Q
d Trình tự tính toán
Trình tự tính thường chia ra làm các trường hợp sau đây:
Trường hợp 1:
- Số liệu đã biết (đầu vào): Lưu lượng QP %; loại mố trụ (cho hệ số m); độ dốc dòng chảy i0, chiều sâu dòng chảy tự nhiên h0 (hay hh); độ dốc dòng chảy dưới cầu ioc; cột nước trước cầu H, hay điều kiện chảy
Yêu cầu tìm: chiều rộng thoát nước b; lựa chọn dạng gia cố dưới cầu Trình tự tính:
Chọn loại mố cầu, xác định hệ số lưu lượng m; xác định tiêu chuẩn ngập N; sau đó tính NH; nếu h0 < NH thì dòng chảy dưới cầu là chảy tự do và ng = 1;
Xác định chiều rộng thoát nước dưới cầu b và chọn chiều dài cầu tiêu chuẩn (định hình) b1 gần với b nhất;
Xác định cột nước trước cầu tương ứng với b1 theo công thức dưới đây:
3 2
1
b
b H
So sánh h0 với NH1; nếu h0 < NH1 thì chế độ chảy vẫn là chảy tự do;
Tìm k1 và xác định chiều sâu tính toán ht = k1H1;
Xác định dạng gia cố lòng sông dưới cầu phù hợp với tốc độ tính toán Vt và chiều sâu ht;
Nếu h0 > NH1 thì tính b theo chế độ chảy ngập
Trường hợp 2:
- Số liệu đã biết (đầu vào): Lưu lượng QP%; loại mố trụ; độ dốc dòng chảy
i0; chiều sâu h0 (hay hh); độ dốc dòng chảy dưới cầu ioc; tốc độ cho phép tại mặt cắt tính toán Vt theo hình thức gia cố lòng cầu (song thường lấy Vmaxt 4 – 5 m/s)
- Yêu cầu: Xác định chiều rộng thoát nước dưới cầu b; cột nước trước cầu H; Kiểm tra dạng gia cố, tốc độ dưới cầu tương ứng
Trình tự tính
Chọn dạng gia cố lòng sông tìm Vt;
Chọn dạng trụ, xác định , N, k1;
Trang 4 Giả thiết chế độ chảy tự do (ng = 1) tính cột nước trước cầu:
3 2
2 2
2m
g
V
H t
So sánh h0 với NH, nếu h0 < NH thì dòng chảy tự do, sau đó:
Xác định kích thước b:
2 / 3
2 H g m
Q
b
Chọn kích thước định hình b1 gần với b nhất
Tính lại cột nước trước cầu tương ứng với b1;
3 2
1
b
b H H
So sánh h0 với NH1; nếu h0<NH1 thì chế độ chảy là tự do (đúng với giả thiết);
Xác định: ht = k1H1
t t t
h b
Q
V
Kiểm tra Vt với Vt; nếu Vt<Vt thì dừng tính
Trường hợp 3: Trạng thái chảy ngập
Khi trạng thái chảy dưới cầu chảy ngập thì việc tính toán phải theo phương pháp đúng dần vì ng chưa biết Trình tự tính toán như sau:
Trường hợp 1
Tra bảng tìm giá trị m, N tính NH;
Xác định mức độ ngập
H
h
n1 o ; tra bảng tìm ng1 theo n1 và m
Xác định kích thước thoát dưới cầu b
2 / 3
2 H g m
Q
Chọn kích thước định hình b1 phù hợp với b nhất
Xác định hàm bổ trợ để tìm cột nước mới trước cầu H1
0
3
2
h b
b H
t
ng
Tra bảng với , m, tìm n2 và ng2; nếu n2 và ng2 không thay đổi so với n1 và
ng1 thì cột nước H1 là cột nuớc H1 đã biết
Xác định chiều sâu tính toán ht và tốc độ tính Vt
ht = kngH
Trang 5trong đó:
kng: phụ thuộc vào m và n;
t t
t
h
b
Q
V
Căn cứ vào kết quả tính xác định dạng gia cố lòng sông dưới cầu
Trường hợp 2
Tra bảng tìm m, N, 2
Giả thiết ng = 1 tìm cột nước trước cầu
3 2
2 2
2m
g
V
H t
Tính NH và so sánh h0 với NH; h0 >NH thì chế độ chảy dưới cầu là chảy ngập nên tính tiếp
Xác định tốc độ lớn nhất có thể dưới cầu
5 , 0
3 2 0 max
2
N
m gh
Nếu Vmax>Vt thì Vmax=Vt; Nếu Vmax<Vt thì lấy Vt = Vmax
Xác định hàm bổ trợ 1 để xác định cột nước trước cầu
0
2
1
h
V t
Sau đó tra bảng tìm ng1, n, 2 theo m và 1; và tính cột nước trước cầu lần thứ nhất H1:
3 2 1
2 2
1
2m
g
V H
ng
Tính chiều rộng thoát nước dưới cầu
2 / 3
1m 2g.H
Q b
ng
Chọn chiều dài định hình b1 phù hợp với b nhất
Xác định hàm số bổ trợ lần thứ 2 để xác định cột nước gần đúng lần thứ hai
0
3
2
1
h b
b
H ng
Tra bảng tìm n1, ng2 theo m và :
2
2
1 1
ng
ng
b
b H H
