thiết kế kỹ thuật cống rạch rồng – cần thơ (phần thuyết minh)

Cao trình mực nước sông tính toán .... Tính toán nội lực và bố trí thép cho sàn mái .... Tính toán nội lực và bố trí thép cho dầm dọc sàn mái .... Tính toán nội lực và bố trí thép sàn co

Trang 1

BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỐNG RẠCH RỒNG – CẦN THƠ

(PHẦN THUYẾT MINH)

Trang 2

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.

Trang 3

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 ………

………

Trang 4

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

Trang 5

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

3.2 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

Trang 6

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

4.3.2 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

4.4.2 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

4.5.2 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

4.6.2 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

5.1.1 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

Trang 7

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

6.1.1 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

6.4.2 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

7.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 102

7.2.1 Tải trọng đứng 102

7.2.2 Tải trọng ngang 102

Trang 8

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

8.2 TÍNH TOÁN TƯỜNG CÁNH 113

8.2.1 Tải trọng 113

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

8.3.4 Kiểm tra sự hình thánh khe nứt và mở rộng khe nứt 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

Trang 9

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

Trang 10

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

Trang 11

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

Trang 12

Danh mục hình

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

Trang 13

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

Trang 14

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

Trang 15

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 7-10: 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 8-9: 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

Trang 16

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 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

- 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.

+ Lớp 1: Là lớp đất đắp. Chiều dày 0,6m.

+ Lớp 2: Là lớp bùn sét (phù sa bồi lắng). Chiều dày 0,3m.

Trang 17

+ 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

 Nhiệt độ không khí:Kí hiệu O

T , T MIN O ,T MAX O

 Độ ẩm tương đối: Kí hiệu: U%

Trang 18

- 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.

Trang 19

- 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.

Trang 20

1.6 QUẢN LÍ KHAI THÁC VÀ TỔ CHỨC QUẢN LÝ CÁC CÔNG TRÌNH

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.

Trang 21

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%.

Trang 22

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.

Trang 23

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:

Cao trình mực nước đồng tại thời điểm i

Ta có:

Z di Z d i(1) P H (m) ; (2.3) P: tổng lượng mưa phân bố đều (m) tương ứng với tưng trường hợp tiêu;

W: thể tích nước tiêu trong t giờ (m3).

2.2.5 Thể tích nước tự chảy qua cống

Ta có : W = Q. t (m3) (2.5) Trong đó:

H với

0

n pg

h H

Trang 24

v g

 thường là rất nhỏ, để dể tính toán ta bỏ qua giá trị

2 2

v g

.

 H0 H MNTL dc Khi lưu lượng chảy quu cống là chảy ngập thì ta dùng công thức:

0

2 ( )

Q h b g H h (2.7) Trong đó:

Trang 25

Bảng 2-1: Kết quả tính toán các bài toán tiêu và tưới

B cống

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.

Trang 26

0001 , 0 ) 5 , 1 5 , 1 1 2 ( 4 ) 1

2 (

Q

i m m



R

b tk

=> btk= 7,83.3,419 = 26,77 Vậy chọn btk = 28 (m) , htk = 3,6 (m) .

2.3.2.2 Kiểm tra khả năng bồi lắng của kênh

Trang 27

Wmax (b tk mhmax).hmin .

2.3.2.3 Kiểm tra điều kiện thông thủy khi mực nước min

- Mặt cắt ngang của kênh vận tải có đặc điểm riêng so với mặt cắt của các loại kênh khác. Hình dạng và kích thước của nó ngoài yêu cầu cần tải được lưu lượng nước cần thiết còn căn cứ vào điều kiện giao thông thủy.

- Chiều rộng của kênh ở những đoạn có chiều sâu tương ứng mớn nước toàn phần khi tàu chất tải tính toán theo công thức:

B  2bc + d + 2a

Trong đó :

B: chiều rộng trung bình của mặt nước và đáy kênh. Xét trường hợp bất lợi, mực nước sông min min MNSmin 1,07m vậy hk = -1,07 – 3,07 = 2 (m);

2000m

=1,5

m=1,5

Trang 28

Trang 29

+0,50 +0,50

+3,00 +3,00

m=1,5

Hình 2-3: ½ Mặt cắt kênh thượng lưu và ½ mặt cắt kênh hạ lưu

2.4 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ CÁC BỘ PHẬN CỦA CỐNG

Theo thiết kế “ Trịnh Bốn “, đối với mố trụ cửa van, tại chổ khe van thì chiều dày còn lại của mố cũng phải từ 0, 5 0,8m ,khe van sâu 0, 3 1m , rộng 0,1 0, 6m :

Trang 30

Lưu lượng dùng để thiết kế tiêu năng là lưu lượng chảy qua cống tạo nước nhảy phóng xa bất lợi cho công trình, tức ( hc” – hh )max lớn nhất.

Trình tự tính toán :

Cột nước tràn thượng lưu có kể đến vận tốc tới gần:

2 0

.2

H: cột nước tràn thượng lưu không kể tới vận tốc tới gần.

 : hệ số thay đổi lưu tốc ,  =11,1,chọn  =1

g:gia tốc trọng trường ,lấy g = 9,81 ( m/s2 ).

V : vận tốc ứng với lưu lượng qua cống.

Trang 31

q:lưu lượng đơn vị qua cống

c

Q q b



1 1

Tương ứng với từng cấp lưu lượng Q ta tính được ( hc” – hh )max lấy giá trị Q tương ứng với ( hc” – hh )max là lưu lượng tính toán tiêu năng. Xem phụ lục 2.2 ta có : Ứng với

Zd = 0,2 thì ( hc” – hh )max=-0,02 và Qtn =106,45 (m3/s).

2.6.2 Xác định kích thước tiêu năng

2.6.2.1 Xác định chiều sâu bể tiêu năng

Ta có ( hc” – hh )max= -0,12, do hình thức nước nhảy sau cống là nước nhảy ngập nên ta chọn chiều sâu đào bể là d = 0,5 (m).

2.6.2.2 Xác định chiều dài bể tiêu năng

Tính theo GS.MĐ.Tsêtouxôp:

L b .L nL1 (2.14) Trong đó :

 : là hệ số thực nghiệm, =0.7 0.8 ta chọn =0.7;

Trang 32

L roi 1,64 H0(P0,24H0)

Với P: là sự chênh lệch giữa mực nước đáy kênh và đáy cống, do cao trình đáy kênh và đáy cống bằng nhau nên P = 0;

)24,0(64,

L   =1, 64 3, 648 (0 0, 24.3, 648)    2,93( )m (2.15) Vậy chiều dài bể tiêu năng:

B

Q q

Trang 34

CHƯƠNG 3 - THIẾT KẾ CỬA VAN

Cống Rạch Rồng có nhiệm vụ tưới nước vào mùa khô và tiêu nước vào mùa mưa. Cho nên cửa van phải thiết kế sao cho nước ở triều cường không xâm vượt qua ngưỡng đỉnh cửa van.

Thiết kế của van bằng thép đóng mở tự động, để tăng tuổi thọ công trình toàn bộ mặt tiếp xúc với nước được phun bằng thép chống rỉ, phần làm việc của khe được chế tạo bằng thép không rỉ.

H   MNSmax   dc 1, 93 ( 3, 07)  5(m).

Trang 35

Nhưng để an toàn ta lấy chiều cao cửa van tính toán H = Hv = 5,5 (m).

-3,07-1,07

+1,93+2,43

Trang 37

cp

Q F



(cm2) Chọn thép CT3 có các số liệu sau :

yc

Dựa vào Wyc & Fyc chọn dầm chính là thép chữ I30 (xem phụ lục 3.1), tra bảng 3-5 (theo TCVN 1655-75) sổ tay kết cấu công trình Vũ Mạnh Hùng.

3.3.4 Kiểm tra khả năng chịu lực dầm chính có sự tham gia bản mặt

Kiểm tra khả năng chịu lực cảu dầm chính với sự tham gia của bản mặt. Sơ bộ chọn thép bản mặt có chiều dày,  = 10 mm = 1 (cm).

Trang 38

5 6

i i i

q a

Trong đó Mi là moment trên nhịp thứ i.

+ Lực cắt tại gối dầm phụ:

Trang 39

.

2

i i i

max 510

0, 57 900

Trang 40

3.5 TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA BẢN MẶT

Ta tính lại chiều dày của bản mặt theo công thức :

2(1 ) cp

P a

q P b

 : hệ số phụ thuộc tính chất liên kết của bản, bản được ngàm bốn mặt nên = 0,75;

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	1,58 MB