thiết kế kỹ thuật công chính hường huyện gò quao tỉnh kiên giang

Hiện trạng thủy lợi - Tổng vùng có hệ thống kênh trục và kênh cấp 1 hoàn chỉnh, hệ thống kênh cấp 2 phát triển khá nhanh nhưng vẫn chưa đồng đều, có một số khu vực mật độ kênh quá mức cầ

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÔNG CHÍNH HƯỜNG HUYỆN GÒ QUAO TỈNH KIÊN GIANG

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho em xin kính gửi đến quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ và

Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng – khoa Công nghệ nói chung và ngành Xây dựng Công trình thủy nói riêng lời cám ơn chân thành và sâu sắc

Sau 4 năm học tập tại trường Đại học Cần Thơ, với sự dạy dỗ nhiệt tình và của các thầy cô và sự nỗ lực cố gắng không ngừng của bản thân, em đã tích lũy được những kiến thức cơ bản về chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy, với những kiến thức bổ ích đó sẽ giúp ích cho em rất nhiều trong công việc tương lai

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

Em xin kính gửi đến quý thầy cô lời chúc sức khỏe và hạnh phúc!

Em xin chân thành cám ơn!

Cần Thơ tháng 04 năm 2015

Sinh viên thực hiện Nguyễn Vũ Linh

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: Trần Đức Trung ………

………

Trang 4

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 -GIỚI THIỆU CHUNG……… 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TIỂU DỰ ÁN Ô MÔN – XÀ NO 1

1.2 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 1

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CỐNG CHÍNH HƯỜNG 1

1.4 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG 1

1.4.1 Địa hình khu vực 1

1.4.2 Địa chất 1

1.4.3 Thổ nhưỡng 2

1.5 KHÍ TƯỢNG VÀ THỦY VĂN 2

1.5.1 Nhiệt độ 2

1.5.2 Độ ẩm 2

1.5.3 Gió mặt đất 3

1.5.4 Mưa 3

1.5.5 Thủy văn 3

1.6 TÌNH HÌNH DÂN SINH 3

1.6.1 Địa giới hành chính của khu dự án 3

1.6.2 Tình hình sử dụng đất và sản xuất nông nghiệp hiện nay 3

CHƯƠNG 2 - TÍNH TOÁN THỦY LỰC 5 2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 5

2.2 XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM TƯỚI VÀ TIÊU 6

2.2.1 Thời điểm tiêu nước 6

2.2.2 Thời điểm tưới 6

2.2.3 Thời điểm tiêu năng 7

2.3 XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG 7

2.3.1 Bài toán tiêu 7

2.3.2 Bài toán tưới 9

2.3.3 Xác định khẩu độ cống 10

2.4 THIẾT KẾ KÊNH THƯỢNG HẠ LƯU 11

2.4.1 Số liệu tính toán 11

2.4.2 Tính toán kích thước mặt cắt kênh 12

2.4.3 Kiểm tra không lắng, không xói 12

Trang 5

2.4.4 Kiểm tra khả năng tải lưu lượng qua kênh 14

2.4.5 Kiểm tra điều kiện giao thông thủy 14

2.4.6 Cao trình đường bờ kênh 15

2.4.7 Cao trình đỉnh trụ 15

2.5 TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG 16

2.5.1 Xác định hình thức nối tiếp 16

2.5.2 Tính toán bể tiêu năng 16

2.5.3 Tính toán hố xói 17

2.6 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN CỐNG 18

CHƯƠNG 3 -CỬA VAN……… 19

3.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 19

3.2 KÍCH THƯỚC CỬA VAN 19

3.2.1 Chiều cao cửa van 19

3.2.2 Chiều rộng cửa van 19

3.2.3 Chiều cao cột nước tác dụng lên cửa van 19

3.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỬA VAN 20

3.3.1 Tính toán dầm chính 20

3.3.2 Tính toán dầm phụ 23

3.3.3 Chọn thép dầm đỉnh, dầm đáy và 2 dầm biên 24

3.3.4 Tính toán và kiểm tra bản mặt 24

3.4 TÍNH TOÁN LỰC NÂNG HẠ VAN 25

3.4.1 Trọng lượng cửa van 25

3.4.2 Tính toán phai bê tông cốt thép 25

3.4.3 Lực nâng van 26

3.4.4 Lực hạ van 26

CHƯƠNG 4 -TÍNH TOÁN CẦU CÔNG TÁC………27

4.2 KÍCH THƯỚC CẦU CÔNG TÁC 27

4.2.1 Kích thước nhịp 27

4.2.2 Chiều dài dầm cầu trục và dầm công tác 27

4.2.3 Cao trình các bộ phận cầu công tác 27

4.2.4 Chọn tiết diện dầm, cột 28

4.3 TÍNH TOÁN SÀN MÁI 28

Trang 6

4.3.2 Nội lực sàn 29

4.3.3 Tính toán và bố trí thép 30

4.3.4 Tính toán thép dầm sàn mái 30

4.4 TÍNH TOÁN SÀN CONSOL 32

4.4.2 Thiết kế lan can 33

4.4.3 Tính toán và bố trí thép sàn consol 34

4.5 TÍNH TOÁN DẦM CÔNG TÁC 34

4.5.2 Tính toán nội lực 34

4.5.3 Tính toán bố trí thép 35

4.5.4 Tính toán thép đai 36

4.6 TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC 36

4.6.2 Tải trọng 36

4.6.3 Nội lực 39

4.6.4 Tính toán và bố trí thép 40

4.6.5 Tính toán thép đai 40

4.6.6 Tính toán dầm theo trạng thái giới hạn II 41

4.7 TÍNH TOÁN KHUNG 42

4.7.1 Tải trọng tác dụng lên khung 42

4.7.2 Nội lực 44

4.7.3 Tính toán và bố trí thép cột 46

4.7.4 Tính toán thép dầm khung 46

4.7.5 Tính toán thép vai cột 46

CHƯƠNG 5 -CẦU GIAO THÔNG……… 48

5.1.1 Kích thước cầu giao thông 48

5.1.2 Tải trọng thiết kế 48

5.1.3 Hệ số vượt tải (Theo 22 TCN 272-05) 48

5.2 TÍNH TOÁN LAN CAN 48

5.2.1 Thanh lan can 48

5.2.2 Trụ lan can 51

Trang 7

5.3 TÍNH TOÁN LỀ BỘ HÀNH 52

5.3.1 Tải trọng tác dụng 52

5.3.2 Tính toán thép 53

5.4 TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 53

5.4.1 Tính toán bản hẫng 53

5.4.2 Tính toán sàn trong 54

5.5 TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH NHỊP GIỮA 5,1m 58

5.5.1 Kích thước dầm chính 58

5.5.3 Hệ số phân bố ngang 60

5.5.4 Nội lực 60

5.5.6 Tính toán cốt đai 66

5.6 TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH NHỊP 10M 69

5.6.1 Kích thước dầm 69

5.6.2 Tải trọng tác dụng 69

5.6.3 Hệ số phân bố ngang 70

5.6.4 Nội lực 70

5.6.6 Tính toán cốt đai 74

5.7 TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU 76

5.7.1 Tính toán trụ và xà mũ 76

5.7.2 Tính toán mố cầu 78

CHƯƠNG 6 -TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH……….81

6.1.1 Số liệu cơ bản 81

6.1.2 Số liệu địa chất 81

6.2 ỔN ĐỊNH BỂ TIÊU NĂNG 81

6.2.2 Tính toán ứng suất 83

6.2.3 Sức chịu tải đất nền dưới đáy bể tiêu năng 86

6.2.4 Xử lý nền bể tiêu năng 86

Trang 8

6.3 ỨNG SUẤT THÂN CỐNG 86

6.3.2 Tính toán ứng suất 88

6.4 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH THÂN CỐNG 91

6.4.2 Kiểm tra hình thức trượt phẳng 92

6.4.3 Xác định ứng suất giới hạn của đất nền 92

6.4.4 Xác định sơ bộ hệ số an toàn trượt sâu 95

6.4.5 Xác định sơ bộ hệ số an toàn trượt hỗn hợp 95

6.4.6 Hệ số an toàn cung trượt tròn 96

6.5 XỬ LÝ NỀN THÂN CỐNG 98

6.5.1 Phương án 1: Cừ tràm 98

6.5.2 Phương án 2: Cọc bê tông cốt thép 98

CHƯƠNG 7 -KẾT CẤU THÂN CỐNG………108

7.1.1 Số liệu cơ bản 109

7.1.2 Số liệu địa chất 109

7.2 TẢI TRỌNG 109

7.2.1 Tải cầu công tác 109

7.2.2 Tải cầu giao thông 109

7.2.3 Trọng lượng bản thân mố trụ 109

7.2.4 Tải trọng ngang 109

7.3 ỨNG SUẤT DƯỚI ĐÁY TRỤ 113

7.3.1 Trường hợp 1: Vừa thi công xong 114

7.3.2 Trường hợp 2: Vận hành MNĐmax - MNSmin 114

7.3.3 Trường hợp 3: Vận hành MNĐmin - MNSmax 115

7.3.4 Trường hợp 4: Sửa chữa 115

7.4 TÍNH TOÁN KẾT CẤU MỐ TRỤ 116

7.4.1 Nội lực 116

7.4.2 Trụ pin 117

7.4.3 Trụ biên 118

7.5 TÍNH TOÁN KẾT CẤU BẢN ĐÁY 119

7.5.1 Nội lực 119

Trang 9

7.6 BỐ TRÍ THÉP GIA CƯỜNG KHE VAN 121

7.6.1 Trụ biên 121

7.6.2 Trụ pin 122

CHƯƠNG 8 -BỂ TIÊU NĂNG……… Error! Bookmark not defined.122 8.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 123

8.2 TÍNH TOÁN TƯỜNG CÁNH 123

8.2.3 Kiểm tra sự hình thành và mở rộng khe nứt 128

8.3 TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY BỂ TIÊU NĂNG 129

8.3.1 Tính toán nội lực tại vị trí 1-1 129

8.3.2 Tính toán nội lực tại vị trí 2-2 132

8.3.4 Kiểm tra sự hình thành và mở rộng khe nứt 134

Trang 10

DANH SÁCH HÌNH

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC………5

Hình 2.1 – Biểu đồ triều điển hình Rạch Giá 5

Hình 2.2 – Lượng mưa trung bình từ 1980 đến 2012 6

Hình 2.3 – Biểu đồ triều tháng 10 - 2010 6

Hình 2.4 – Điều kiện giao thông thủy 14

Hình 2.5 – Mặt bằng (a), cắt dọc (b) & cắt ngang (c) 18

CHƯƠNG 3 CỬA VAN……… 19

Hình 3.1 – Áp lực nước tác dụng lên cửa van 19

Hình 3.2 – Sơ đồ vị trí đặt dầm chính 21

Hình 3.3 – Sơ đồ tính dầm chính 21

Hình 3.4 – Thép I dầm chính (a) & sơ đồ làm việc của hệ dầm bản (b) 22

Hình 3.5 – Sơ đồ tính dầm phụ 23

Hình 3.6 – Thép U dầm biên 24

CHƯƠNG 4 CẦU CÔNG TÁC………27

Hình 4.1 – Kích thước vai cột……….28

Hình 4.2 – Khung cầu công tác 28

Hình 4.3 – Sơ đồ tính toán nội lực sàn 29

Hình 4.4 – Sơ đồ kết cấu dầm dọc sàn mái 31

Hình 4.5 – Sàn consol 33

Hình 4.6 – Lan can 33

Hình 4.7 – Sơ đồ kết cấu sàn consol 34

Hình 4.8 – Sơ đồ kết cấu dầm công tác phía thân cống 34

Hình 4.9 – Sơ đồ kết cấu dầm công tác phía nhà phai 34

Hình 4.10 – Biểu đồ bao momen dầm công tác phía thân cống 35

Hình 4.11 – Biểu đồ bao lực cắt dầm công tác phía thân cống 35

Hình 4.12 – Biểu đồ bao momen dầm công tác phía nhà phai 35

Trang 11

Hình 4.13 – Biểu đồ bao lực cắt dầm công tác phía nhà phai 35

Hình 4.14 – Hệ thống dầm cầu trục trường hợp nâng van 37

Hình 4.15 – Phản lực gối trường hợp nâng van 37

Hình 4.16 – Hệ thống dầm cầu trục trường hợp di chuyển van 38

Hình 4.17 – Phản lực gối trường hợp di chuyển van 39

Hình 4.18 – Sơ đồ kết cấu dầm cầu trục phía thân cống 39

Hình 4.19 – Sơ đồ kết cấu dầm cầu trụ phía nhà phai 39

Hình 4.20 – Biểu đồ bao momen dầm cầu trục phía thân cống 40

Hình 4.21 – Biểu đồ bao lực cắt dầm cầu trục phía thân cống 40

Hình 4.22 – Biểu đồ bao momen dầm cầu trục phía nhà phai 40

Hình 4.23 – Biểu đồ bao lực cắt dầm cầu trục phía nhà phai 40

Hình 4.24 – Kích thước vai cột 42

Hình 4.25 – Sơ đồ kết cấu khung 44

Hình 4.26 – Biểu đồ BAO momen và lực dọc khung giữa thân cống 44

Hình 4.27 – Biểu đồ BAO momen và lực dọc khung biên thân cống 45

Hình 4.28 – Biểu đồ bao momen và lực dọc khung nhà phai 45

Hình 4.29 – Lực tác dụng lên vai cột 46

CHƯƠNG 5CẦU GIAO THÔNG………48

Hình 5.1 – Mặt cắt ngang cầu giao thông 48

Hình 5.2 – Kích thước lan can 49

Hình 5.3 – Sơ đồ kết cấu lan can 49

Hình 5.4 – Sơ đồ kết cấu lan can 50

Hình 5.5 – Sơ đồ kết cấu trụ lan can 51

Hình 5.6 – Kích thước lề bộ hành 52

Hình 5.7 – Sơ đồ kết cấu 53

Hình 5.8 – Kích thước bản hẫng 53

Hình 5.9 – Sơ đồ kết cấu bản hẫng 54

Hình 5.10 – Hoạt tải xe tải (a) & xe 2 trục (b) 55

Hình 5.11 – Sơ đồ kết cấu sàn trong 56

Hình 5.12 – Đường ảnh hưởng M và Q sàn trong 56

Hình 5.13 – Kích thước dầm chính 58

Trang 12

Hình 5.14 – Hoạt tải xe tải 59

Hình 5.15 – Hoạt tải xe 2 trục 59

Hình 5.16 – Hệ số phân bố ngang 60

Hình 5.17 – Sơ đồ kết cấu tĩnh tải dầm chính 60

Hình 5.18 – Sơ đồ kết cấu hoạt tải phân bố dầm chính 61

Hình 5.19 – Đường ảnh hưởng M và Q do hoạt tải xe tại vị trí ½L 62

Hình 5.20 – Đường ảnh hưởng M và Q do hoạt tải xe tại vị trí 1/4L 63

Hình 5.21 – Đường ảnh hưởng Q do hoạt tải xe tại gối 64

Hình 5.22 – Bố trí thép dầm chính 5,1m 66

Hình 5.23 – Kích thước dầm chính 10 m 69

Hình 5.24 – Sơ đồ kết cấu hoạt tải phân bố dầm chính 70

Hình 5.27 – Đường ảnh hưởng Q do hoạt tải xe tại gối 71

Hình 5.28 – Bố trí thép dầm chính 10m 73

Hình 5.29 – Kích thước trụ và xà mũ 76

Hình 5.30 – Sơ đồ kết cấu trụ - xà mũ 76

Hình 5.31 – Biểu đồ momen khung trụ cầu 77

Hình 5.32 – Biểu đồ lực cắt khung trụ cầu 77

Hình 5.33 – Biểu đồ lực dọc khung trụ cầu 77

Hình 5.34 – Kích thước mố cầu 78

Hình 5.35 – Sơ đồ kết cấu trụ cầu 79

Hình 6.1 - Cột địa tầng 80

Hình 6.2 - Trọng tâm bản đáy bể tiêu năng 81

Hình 6.3 - Kích thước bản đáy bể tiêu năng 81

Hình 6.4 - Kích thước tường cánh bể tiêu năng 82

Hình 6.5 - Tải trọng tác dụng lên bản đáy trường hợp 2 83

Hình 6.6 - Tải trọng tác dụng lên bản đáy trường hợp 3 84

Hình 6.7- Mặt cắt dọc (a ) và cắt ngang cống (b) 86

Hình 6.8 - Kích thước bản đáy cống 87

Hình 6.9 - Tải trọng tác dụng trường hợp 2 88

Trang 13

Hình 6.10 - Tải trọng tác dụng trường hợp 3 89

Hình 6.12 - Đa giác lực Evđôkimov 93

Hình 6.13 - Biểu đồ quan hệ gh~gh 94

Hình 6.14 - Tải trọng tác dụng lệch tâm về hạ lưu 95

Hình 6.15 - Sơ đồ tính toán trượt cung tròn 95

Hình 6.16 - Phương án cọc 0,30  0,30 20m 98

Hình 6.17 - Mặt bằng bố trí cọc 100

Hình 6.18 - Biểu đồ đường quan hệ e – P 103

Hình 6.19 - Momen trường hợp vận chuyển 104

Hình 6.20 - Momen trường hợp thi công 104

Hình 6.21 - Sơ đồ cung trượt cắt hệ thống cọc 105

Hình 6.22 - Sơ đồ tính lực kháng trượt của cọc 105

Hình 6.23 - Sơ đồ tính hàng cọc 1 106

Hình 7.1 - Áp lực nước tác dụng lên trụ pin 109

Hình 7.2 - Áp lực đất tác dụng lên trụ biên trường hợp 1 109

Hình 7.3 - Áp lực ngang tác dụng lên trụ biên trường hợp 2 110

Hình 7.6 - Ứng suất dưới bản đáy và mố trụ 115

Hình 7.7 - Sơ đồ kết cấu mố trụ 116

Hình 7.8 - Bố trí thép trụ pin 116

Hình 7.9 - Bố trí thép trụ biên 118

Hình 7.10 - Sơ đố kết cấu bản đáy cống 118

Hình 7.11 - Biểu đồ bao Momen bản đáy 119

Hình 7.12 - Biểu đồ bao lực cắt bản đáy 119

Hình 7.13 - Bố trí thép bản đáy 119

Hình 7.14 - Sơ đồ tính thép khe van trụ biên 120

Hình 7.15 - Sơ đồ tính thép khe van trụ pin 121

Hình 8.1 - Vị trí tính toán tường cánh 122

Hình 8.2 - Áp lực đất tác dụng lên tường cánh (a),(b) 123

Hình 8.3 - Áp lực đất tác dụng lên tường cánh tại (a), (b) 124

Hình 8.4 - Tải trọng tác dụng lên tường cánh tại (a), (b) 125

Trang 14

Hình 8.5- Áp lực đất tác dụng lên tường cánh tại (a), (b) 126

Hình 8.6 - Bố trí thép sơ bộ tường cánh phía giáp đất 127

Hình 8.7 - Biểu đồ momen tĩnh Sc 128

Hình 8.8 - Momen tĩnh tại vị trí 1-1 128

Hình 8.9 - Sơ đồ kết cấu tại vị trí 1-1 129

Hình 8.10 - Biểu đồ bao momen vị trí 1-1 131

Hình 8.11 - Biểu đồ bao lực cắt vị trí 1-1 131

Hình 8.12 - Biểu đồ bao momen bản đáy vị trí 2-2 132

Hình 8.13 - Biểu đồ bao lực cắt bản đáy vị trí 2-2 132

Hình 8.14 - Bố trí thép bản đáy bể tiêu năng 133

Trang 15

DANH MỤC BIỂU BẢNG

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG……… 1

Bảng 1.1 – Cấu tạo địa tầng 8

Bảng 1.2 – Chỉ tiêu cơ lí đất 10

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC………8

Bảng 2.1 – Bảng tính bài toán tiêu 8

Bảng 2.2 – Bảng tính bài toán tưới 10

Bảng 2.3 – Tổng hợp tính toán khẩu độ cống 11

Bảng 2.4 – Tính toán Vmin 13

Bảng 2.5 – Bảng tính toán tiêu năng 16

CHƯƠNG 3 CỬA VAN………23

Bảng 3.1 – Tính toán dầm phụ 23

Bảng 3.2 – Tính toán khối lượng cửa van 25

CHƯƠNG 4 CẦU CÔNG TÁC………29

Bảng 4.1 – Cấu tạo sàn mái 29

Bảng 4.2 – Tính toán thép sàn mái 30

Bảng 4.3 – Tính toán thép dầm dọc sàn mái 31

Bảng 4.4 – Tính toán thép sàn consol 34

Bảng 4.5 – Nội lực dầm công tác phía thân cống và nhà phai 35

Bảng 4.6 – Tính toán thép dầm công tác phía thân cống & nhà phai 35

Bảng 4.7 – Nội lực dầm cầu trục phía thân cống & nhà phai 40

Bảng 4.8 – Tính toán thép dầm cầu trục phía thân cống & nhà phai 40

Bảng 4.9 – Tổng hợp tĩnh tải tác dụng lên khung cầu công tác 43

Bảng 4.10 – Tổng hợp hoạt tải tác dụng lên khung cầu công tác 43

Bảng 4.11 – Tổng hợp nội lực khung cầu công tác 45

Bảng 4.12 – Tổng hợp tính toán thép 46

Bảng 4.13 – Tính toán thép dầm khung phía thân cống & nhà phai 46

CHƯƠNG 5CẦU GIAO THÔNG………50

Trang 16

Bảng 5.1 – Tính toán thép lan can 50

Bảng 5.2 – Tính toán thép bản hẫng 54

Bảng 5.3 – Tính toán thép sàn trong 57

Bảng 5.4 – Tính toán nội lực dầm 2 64

Bảng 5.5 – Tính toán nội lực dầm 3 64

Bảng 5.6 – Tổng hợp nội lực tiêu chuẩn 64

Bảng 5.7 – Tổng hợp nội lực tính toán 65

Bảng 5.8 – Tính toán thép dầm chính 65

Bảng 5.9 – Nội lực dầm 1 70

Bảng 5.12 – Tổng hợp nội lực tiêu chuẩn 71

Bảng 5.13 – Tổng hợp nội lực tính toán 72

Bảng 5.14 – Tính toán thép dầm chính 72

Bảng 5.15 – Tải trọng từ cầu giao thông 75

Bảng 5.16 – Tổng hợp nội lực 76

Bảng 5.17 – Tính toán thép xà mũ 77

Bảng 5.18 – Tổng hợp lực tác dụng lên mố 78

Bảng 5.19 – Tính toán ứng suất 79

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH………80

Bảng 6.1 – Số liệu địa chất 80

Bảng 6.2 – Ứng suất bể tiêu năng trường hợp 1 83

Bảng 6.3 – Tính toán ứng suất bể tiêu năng trường hợp 2 83

Bảng 6.4 – Tính toán ứng suất bể tiêu năng trường hợp 3 84

Bảng 6.5 – Tổng hợp ứng suất bể tiêu năng 84

Bảng 6.6 – Tải trọng cầu công tác 85

Bảng 6.7 – Tính toán ứng suất thân cống trường hợp 1 87

Bảng 6.8 – Tính toán ứng suất thân cống trường hợp 2,3&4 89

Bảng 6.9 – Tổng hợp ứng suất bể thân cống 90

Bảng 6.10 – Chỉ tiêu cơ lí đất 90

Bảng 6.11 – Kết quả kiểm tra hình thức trượt phẳng 91

Trang 17

Bảng 6.12 – Kết quả tính toán tải trọng giới hạn 94

Bảng 6.13 – Hệ số án toàn trượt sâu 94

Bảng 6.14 – Tính toán hệ số an toàn 96

Bảng 6.15 – Tổng hợp hệ số an toàn cung trượt tròn 97

Bảng 6.16 – Tổng hợp sức chịu tải của cọc 99

Bảng 6.17 – Ứng suất dưới đáy móng quy ước trường hợp P max 102

Bảng 6.18 – Bảng thí nghiệm kết quả nén lún 103

Bảng 6.19 – Tính toán lún dưới mũi cọc 103

Bảng 6.20 – Tính toán lực kháng trượt của cọc 107

CHƯƠNG 7 KẾT CẤU THÂN CỐNG………110

Bảng 7.1 – Áp lực đất chủ động 110

Bảng 7.2 – Tổng hợp áp lực ngang tác dụng lên trụ biên trường hợp 2 111

Bảng 7.5 – Tổng hợp nội lực tác dụng lên trụ biên 112

Bảng 7.6 – Tính toán ứng suất trụ pin & trụ biên trường hợp 1 113

Bảng 7.7 – Tính toán ứng suất trụ pin, trụ biên trường hợp 2 114

Bảng 7.10 – Tổng hợp ứng suất tính toán trụ pin và trụ biên 115

Bảng 7.11 – Tải trọng tác dụng lên trụ pin 116

Bảng 7.12 – Tải trọng tác dụng lên trụ biên 117

Bảng 7.13 – Kiểm tra điều kiện khe nứt trụ biên 118

Bảng 7.14 – Các tổ hợp tải trọng bản đáy cống 118

Bảng 7.15 – Tính toán thép khe van phần chịu uốn 120

CHƯƠNG 8 KẾT CẤU BỂ TIÊU NĂNG………123

Bảng 8.1 – Áp lực đất tác dụng lên tường cánh tại vị trí 2-2 123

Bảng 8.2 – Áp lực đất chủ động 124

Bảng 8.3 – Tổng hợp nội lực tác dụng lên tường cánh 124

Bảng 8.4 – Tổng hợp tải trọng tác dụng lên tường cánh 125

Trang 18

Bảng 8.7 – Kiểm tra điều kiện nứt tường cánh 127

Bảng 8.8 – Lực tác dụng trường hợp (Vị trí 1-1) 130

Bảng 8.9 – Lực tác dụng trường hợp (Vị Trí 2-2) 131

Bảng 8.10 – Tính toán thép bản đáy bể tiêu năng 132

Bảng 8.11 – Kiểm tra điều kiện nứt tường cánh 133

Trang 19

SVTH: Nguyễn Vũ Linh - 1 -

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TIỂU DỰ ÁN Ô MÔN – XÀ NO

Tiểu dự án Ô Môn – Xà No thuộc dự án phát triển thủy lợi Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm ở khu vực trung tâm Đông Bằng Sông Cửu Long Diện tích tự nhiên của vùng tiểu dự án Ô Môn – Xà No là 45.430 ha, bao gồm một phần của huyện Phong Điền, Thới Lai và quận Ô Môn thuộc TP.Cần Thơ, một phần các huyện Châu Thành A, Vị Thủy và thị xã Vị Thanh thuộc tỉnh Hậu Giang; một phần huyện Giồng Riềng, Gò Quao thuộc tỉnh Kiên Giang

Khu tiểu dự án được giới hạn bởi:

- Phía Đông Bắc giáp sông Tắc Ông Thục

- Phía Tây Bắc giáp kênh Ô Môn

- Phía Tây Nam giáp sông Cái Tư

- Phía Đông Nam giáp kênh Xà No

1.2 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

Kiểm soát lũ cả năm cho vùng dự án có diện tích tự nhiên 45.430 ha, bảo vệ sản xuất nông nghiệp cho 3 vụ ổn định (vụ Hè Thu, Đông Xuận và Vụ Mùa), bảo vệ diện tích vườn cây ăn trái và cơ sở hạ tầng

Xây dựng hệ thống thủy lợi phục vụ tưới, tiêu, xổ phèn, ngăn mặn, lấy phu sa cải tạo cho đất nông nghiệp

Cấp nước sinh hoạt và cấp nước sinh hoạt cho nông thôn

Kết hợp phát triển giao thông thủy bộ, tạo nền khu dân cư

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CỐNG CHÍNH HƯỜNG

Cống đặt tại lòng rạch Chín Hường thuộc xã Vĩnh Hòa Hưng Nam, huyện Gò Quao, tỉnh Kiên Giang Tim dọc cống theo tim dòng chảy, tim ngang cống vuông góc với tim dọc, cách bờ sông Cái Tư 60,4m, cách cầu hiện hữu về phía trong đồng 10,5m 1.4 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG

Trang 20

Bảng 1.1 - Cấu tạo địa tầng

1 +0,18 -11,82 11,64 Bùn sét hữu cơ màu xám đen, xanh đen trạng thái chảy -

dẻo chảy

Sét màu xám nâu vàng, đốm trắng, nâu đỏ, xám hồng Cuối tầng lẫn các lớp á sét trung mỏng Trạng thái dẻo cứng

Kết quả thí nghiệm cơ lí đất

Độ sệt

B

Lực dính C (T/m2)

Góc ma sát (o)

1.5 KHÍ TƯỢNG VÀ THỦY VĂN

- Đặc điểm khí tượng thủy văn vùng hưởng lợi các cống cấp 2 Ô Môn - Xà No được mô tả trên cơ sở dữ liệu thu thập từ trạm Vị Thanh và Cần Thơ

Trang 21

là Đông Bắc và gió Bắc, xuất hiện từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, giữa 2 mùa mưa

và khô là thời kỳ chuyển tiếp từ tháng 3 đến tháng 4, hướng gió thường xuất hiện là gió Đông Nam và gió Đông

Tốc độ gió bình quân thay đổi từ 2,0 đến 3,0 m/s, tốc độ gió lớn nhất là 30 m/s Vùng dự án ít gặp bão

1.5.4 Mưa

Mưa bị chi phối rõ rệt theo 2 mùa:

- Mùa khô: Từ tháng 11 đến tháng 6 năm sau Lượng mưa tương đối ít

- Mùa mưa: Kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10

1.5.5 Thủy văn

Vùng Ô Môn - Xà No bị chia cắt bởi mạng lưới kênh rạch chằng chịt Nguồn cấp nước ngọt cho vùng dự án là sông Hậu với lưu lượng bình quân mùa cạn vào khoảng 1200m3/s, lưu lượng bình quân mùa lũ vào khoảng 7000m3/s

Vùng dự án chịu ảnh hưởng của triều biển Đông có dạng bán nhật triều không đều với biên độ lớn 3 đến 3,5 mét và tác động của nguồn nước sông Hậu từ thượng nguồn chảy về

1.6 TÌNH HÌNH DÂN SINH

1.6.1 Địa giới hành chính của khu dự án

- Vị trí vùng hưởng lợi của công trình thủy lợi Ô Môn – Xà No thuộc Ô Môn, Châu Thành, Vị thanh và Gò Quao tỉnh Kiên Giang

Khu dự án được giới hạn bởi:

- Phía Đông: giới hạn bởi rạch Tắc Ông Thục

- Phía Tây: giới hạn bởi sông Cái Tư

- Phía Nam: giới hạn bởi Kênh Xà No

- Phía Bắc: giới hạn bở kênh Ô Môn

1.6.2 Tình hình sử dụng đất và sản xuất nông nghiệp hiện nay

1.6.2.1 Sử dụng đất

- Việc sử dụng đất nông nghiệp chủ yếu vào việc trồng lúa, cây ăn trái, sau đó là trồng rau, màu và cây công nghiệp

Trang 22

1.6.2.2 Hiện trạng thủy lợi

- Tổng vùng có hệ thống kênh trục và kênh cấp 1 hoàn chỉnh, hệ thống kênh cấp

2 phát triển khá nhanh nhưng vẫn chưa đồng đều, có một số khu vực mật độ kênh quá mức cần thiết nhưng vẫn có một số khu vực chưa đào đủ mật độ, một số kênh bị bồi lắng làm hạn chế khả năng dẫn nước tưới tiêu

- Hệ thống nội đồng tương đối phát triển nhưng chưa hoàn chỉnh, phân bố không đồng đều hầu hết do dân tự làm chỉ đáp ứng nhu cầu trước mắt mà chưa đáp ứng theo yêu cầu vận hành của hệ thống

1.6.2.3 Hiện trạng cơ sở hạ tầng về giao thông

- Giao thông thủy:

+ Mạng lưới giao thông thủy nơi đây chủ yếu là trục sông Tắc Ông Thục, kênh Xà No, kênh Ô Môn, kênh KH8, KH9 và các kênh cấp 2 cùng với các kênh cấp 3 mới đào hoặc mở rộng

+ Tải trọng lớn nhất các ghe qua lại là 200 tấn chuyên chở các loại vật liệu xâu dựng, hàng hóa sinh hoạt, các loại nông ngư cơ, phân bón phục vụ sản xuất nông nghiệp và nhất là chuyên chở các sản phẩm nông nghiệp đi giao lưu mua bán trên thị trường

- Giao thông bộ: Mạng lưới giao thông bộ đã và đang khôi phục và phát triển 1.6.2.4 Phương hướng phát triển sản xuất

Trong những năm tới đây Cần Thơ, Hậu Giang và Kiên Giang sẽ đẩy mạnh phát triển kinh tế về mọi mặt trong đó việc phát triển sản xuất nông nghiệp là mục tiêu hết sức quan trọng, vì đây là vùng có 86,53% diện tích đất đai là đất nông nghiệp Trong đó có đến 80,22% diện tích đất nông nghiệp là canh tác lúa Do đó vấn đề thủy lợi phục vụ tưới tiêu, kiểm soát lủ nơi đây cần phải được chú trọng và quan tâm đúng mức

Việc phân bố đất đai như hiện tại, để tăng sản lượng nông nghiệp thì mục tiêu chính đặt ra thì bảo vệ sản xuất nông nghiệp cho 3 vụ ổn định, bảo vệ diện tích vùng cây ăn trái, bảo vệ hạ tầng cơ sở, quy hoạch cây trồng hợp lí và áp dụng khoa học kỹ thuật canh tác mới

môi trường

Trang 23

2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Diện tích lưu vực 5000ha

Cao trình trung bình mặt ruộng chọn theo cao trình mặt đất tự nhiên Zđr = +0,5m

Do nhu cầu phát triển cây lúa nên ta chọn cao trình mực nước đồng cao hơn cao trình mặt đất tự nhiên một khoảng 0,05 – 0,2m

Zđ = Zđr + a = +0,5 + 0,2 = +0,7m Trong đó: Zđr: cao trình mặt ruộng

a = 0,05 – 0,2m: độ ngập nước để cây lúa sinh trưởng

Cao trình đáy kênh: để đảm bảo giao thông thủy cao trình đáy kênh phải thấp hơn cao trình mực triều min: Zđk = Zmin - t = -0.44 – 2 = -2.44m

Trong đó: Zmin: cao trình mực triều thấp nhất

Hình 2.1 - Biểu đồ triều điển hình Rạch Giá

Số liệu mưa: Sử dụng số liệu mưa tại Rạch Giá được quan trắc 33 năm từ

1980 đến 2012 để tính toán và vẽ đường tần suất xác định được lượng mưa 1 ngày max, 3 ngày max và 5 ngày max ứng với P = 10% (công trình cấp IV)

Kết quả xem phụ lục 2.1

Trang 24

0 20 40 60 80 100

Hình 2.2 - Lượng mưa trung bình từ 1980 đến 2012

2.2 XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM TƯỚI VÀ TIÊU

2.2.1 Thời điểm tiêu nước

Dựa vào biểu đồ triều và biểu đồ lượng mưa ta thấy tháng 10 là thời điểm có chân triều cao nhất trong mùa mưa nên ta chọn triều tháng 10 để tính toán

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

Hình 2.3 - Biểu đồ triều tháng 10 - 2010

Ta chọn thời điểm tiêu bất lợi nhất là ngày 16/10/1990 có chân triều cao nhất

Do trong vùng sản xuất nông nghiệp chủ yếu là trồng lúa nên ta dựa trên đặc tính của cây lúa tính toán tiêu nước trong 3 trường hợp:

+ Mưa 1 ngày tiêu 3 ngày: ứng với số liệu triều từ 16/10/2010 đến 18/10/2010 + Mưa 3 ngày tiêu 5 ngày: ứng với số liệu triều từ 16/10/2010 đến 20/10/2010 + Mưa 5 ngày tiêu 7 ngày: ứng với số liệu triều từ 16/10/2010 đến 22/10/2010 2.2.2 Thời điểm tưới

Dựa vào biểu đồ triều và biểu đồ lượng mưa ta chọn thời điểm lấy nước bất lợi nhất là ngày 15/03/2010 có đỉnh triều thấp nhất trong mùa khô Ta tính toán tưới nước trong 3 ngày: ứng với số liệu triều từ 15/03/2010 đến 17/03/2010

Trang 25

2.2.3 Thời điểm tiêu năng

Chọn thời điểm bất lợi nhất là ngày 12/07/2010 do chênh lệch triều (max – min) trong ngày lớn nhất, khi đó năng lượng dòng chảy qua cống lớn nhất

Tính toán tiêu năng 3 ngày từ 11/07/2010 đến 13/07/2010

2.3 XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG

2.3.1 Bài toán tiêu

Ta chọn cao trình đáy cống bằng cao trình đáy kênh: Zđc = Zđk = -2.44m

Dựa vào thời điểm tiêu ta lấy số liệu triều ứng với các ngày đã chọn để tính các bài toán: mưa 1 ngày tiêu 3 ngày, mưa 3 ngày tiêu 5 ngày và mưa 5 ngày tiêu 7 ngày

Xem cống như đập tràn đỉnh rộng Lưu lượng qua cống phụ thuộc vào tỷ lệ

o

nHh

H

h H

h

pg o n o

H g b m

h

pg o n o



: cột nước thượng lưu có lưu tốc tới gần

Để đơn giản ta có thể bỏ qua

g

v 2o



lấy Ho = H = Zđ-Zđc

2.3.1.4 Thể tích nước tự chảy qua cống sau thời gian t

V = Q.t Trong đó: V: thể tích nước tự chảy qua cống sau thời gian t (m3)

Q: lưu lượng nước chảy qua cống (m3)

t = 1 giờ = 3600s

Trang 26

2.3.1.5 Chiều cao lớp nước giảm xuống sau thời gian t

H =

F

V F

t Q.





Trong đó:

V: thể tích nước chảy qua cống sau thời gian t (m3)

F: diện tích tiêu (ha)

W tc : thể tích nước tự chảy qua cống (m 3 )

Do thể tích thấm và bốc hơi rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua

= Zđ i + H mưa - H

Trong đó: W: Thể tích nước tiêu hao trong thời gian t

H mưa : lượng mưa trong 1 giờ (m)

F: diện tích lưu vực tính toán (m 2 )

Q: lưu lượng nước chảy qua cống (m 3 /s)

F

 : chiều cao lớp nước giảm xuống sau 1 giờ

Dựa vào các số liệu trên ta lập được bảng tính chế độ chảy qua cống:

Bảng 2.1 - Bảng tính bài toán tiêu

Giờ Zđ Zs hh Ho Hn/Ho Chế độ chảy Q Wtc H Hmưa

Trang 27

(5): H o = Z đ – Z đc : cột nước thượng lưu (m)

(6): điều kiện chảy ngập

(7): chế độ chảy qua cống

(8): lưu lượng nước chảy qua cống (m 3 /s)

(9): thể tích nước chảy qua cống (m 3 )

(10): chiều cao lớp nước giảm xuống sau 1 giờ (m)

(11): chiều cao lớp nước tăng lên do mưa trong 1 giờ (m)

2.3.2 Bài toán tưới

Dựa vào thời điểm tưới ta lấy số liệu triều tương ứng với các ngày đã chọn để tính bài toán tưới 3 ngày hoặc tưới 5 ngày

Tương tự trường hợp bài toán tiêu

Wtc

-L B.

Wd



Zđi+1 = Zđi +

L B.

Trong đó: Wd = 3,6.q.Ftưới: lượng nước dùng (m3)

q: hệ số tưới (q=(1-1,2): lúa, q=(10-30): thủy sản) )

ha s l (

Trang 28

Ftưới = 75%.F: diện tích tưới (ha)

Wtc: thể tích nước tự chảy qua cống (m3)

Q: lưu lượng chảy qua cống (m3/s)

t = 1 giờ = 3600s: thời gian chảy qua cống

z= Zđi+1 – Zđi: chênh lệch mực nước sau thời gian t

B: bề rộng kênh (m)

L=MĐK.F.10: tổng độ dài kênh (m)

F: diện tích lưu vực (m2)

MĐK: mật độ kênh (3÷4) km/km2

 H: chiều cao lớp nước thay đổi sau thời gian t (m)

Mực nước đồng ban đầu khi chưa mở cống:

Trường hợp 1: Nếu Zsmax>Zđr thì Zđ1=

Lập bảng tính toán chế độ chảy qua cống tương tự bài toán tiêu

Bảng 2.2 - Bảng tính bài toán tưới

o

nH

(5): H o = Z s – Z đc : cột nước thượng lưu (m)

(6), (7), (8), (9): tương tự trường hợp bài toán tiêu

(10): H =

L B

Trang 29

Ta thấy với khẩu độ b = 6m thì cống tiêu không hết nước, còn b = 8m thì cống tiêu hết nước cho cả 3 bài toán tiêu và đảm bảo lượng nước cho bài toán tưới Do đó ta chọn khẩu độ cống b = 8m ứng với lưu lượng qua cống Q max = 67,13 m 3 /s để tính toán Tổng hợp tính toán khẩu độ cống xem bảng 2.3

Bảng 2.3 - Tổng hợp tính toán khẩu độ cống

Bài toán Khẩu độ

cống

Z đ ban đầu

Z đ sau tính toán

Q max (m3/s)

Mưa 1 ngày tiêu 3 ngày

Bài toán Khẩu độ

cống

Zđban đầu

Zđ sau tính toán

Qmax(m3/s)

Trang 30

2.4.2 Tính toán kích thước mặt cắt kênh

h tk = Z đr – Z đc = 0,5-(-2,44) = 2,94m Trong đó: h tk : độ sâu thiết kế (m)

Trang 31

Tính toán tương tự trường hợp vmax Kết quả xem bảng 2.4

Bảng 2.4 - Tính toán Vmin

Qmin (m3/s) f(Rln) Rln b/Rln h/Rln h (m) Amin (m2) Vmin (m/s)

2.4.3.3 Kiểm tra điều kiện không lắng, không xói

Để đảm bảo điều kiện không lắng, không xói thì: V min > [V kl ]; V max < [V kx ]

=> [V kl ] = 0,3 < V min = 0,41 < V max = 0,71 < [V kx ] = 1,14

Vậy kênh thiết kế thỏa điều kiện không lắng, không xói

Trang 32

2.4.4 Kiểm tra khả năng tải lưu lượng qua kênh

Ứng với mặt cắt kênh thiết kế, khả năng tải lưu lượng qua kênh được xác định theo công thức:

Vậy kênh đủ khả năng tải lưu lượng thiết kế

2.4.5 Kiểm tra điều kiện giao thông thủy

2.4.5.1 Kiểm tra chiều sâu mực nước chết trong kênh

Để đảm bảo giao thông thủy, mực nước thấp nhất trong kênh phải thỏa mãn điều kiện: h  T + h

Trang 33

Trong đó: B: chiều rộng đáy kênh (m)

c: chiều rộng tối đa của thuyền

c = b – 2.t = 4 – 2.0,25 = 3,5m

b: chiều rộng 1 cửa cống

T = 0,25m: khoảng cách an toàn để thuyền qua cống

d= 3m: khoảng cách giữa 2 thuyền

a = 3m: khoảng cách giữa thuyền và bờ

m: hệ số mái dốc của kênh

h: chiều sâu an toàn từ đáy thuyền đến đáy kênh

Vậy chiều rộng kênh thỏa điều kiện giao thông thủy

2.4.6 Cao trình đường bờ kênh

Cao trình bờ kênh thượng lưu: ZBKTL = ZTLmax + d = +0,74 + 0,7 = +1,44

Chọn ZBKTL = +1,44m

Cao trình bờ kênh hạ lưu: ZBKTL = ZHLmax + d = +0,78 + 0,7 = +1,48

Chọn ZBKHL = +1,5m

Trong đó:

ZTLmax: cao trình mực nước thượng lưu cao nhất

ZHlmax: cao trình mực nước hạ lưu cao nhất

d = 0,6 – 0,75m: độ vượt cao an toàn

Do bờ kênh làm đường giao thông nên ta chọn cao trình bờ kênh thượng hạ lưu ZBK = +2,00 m bề rộng bờ kênh b = 5 m, hệ số mái dốc m = 1,5

2.4.7 Cao trình đỉnh trụ

Cao trình đỉnh trụ biên và trụ pin:Ztrụ = ZHLmax + d = +0,74 + 0,66 = +1,4

Chọn Ztrụ pin = +1,4m

Trong đó: ZHLmax: cao trình mực nước hạ lưu cao nhất

d = 0,5 – 0,75m: độ vượt cao an toàn

Trang 34

2.5 TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG

+ Nếu h c ’’ = h h : là nước nhảy tại chỗ

+ Nếu h c ’’ > h h : là nước nhảy phóng xa

+ Nếu h c ’’ < h h : là nước nhảy ngập

Trong đó: h c ’’được xác định theo phương pháp gần đúng Xem phụ lục 2.3

Lập bảng tính toán ứng với thời điểm tiêu năng đã chọn tìm ra giá trị (h c ’’-h h ) max

từ đó xác định được lưu lượng tiêu năng Q TN

Bảng 2.5 - Bảng tính toán tiêu năng

2.5.2 Tính toán bể tiêu năng

Qua tính toán tiêu năng ta xác định được (hc’’-hh)max = 0,12 < 0 nên hình thức nối tiếp sau cống là nước nhảy phóng xa Do đó ta chọn chiều sâu đào bể tiêu năng theo

Trang 35

Chiều dài bể tiêu năng: lb = .ln + l1

Theo công thức M.Đ.Tréctôuxốp ta có:

Trong đó: lb: chiều dài đào bể

: hệ số kinh nghiệm (0,7 ÷ 0,8) ln=4,5.hc’’: chiều dài nước nhảy

l1=lrơi-S: khoảng cách từ chân công trình đến mặt cắt co hẹp lrơi=1,64 Ho( P  0 , 24 Ho): chiều dài nằm ngang của dòng nước từ cửa công trình đến mặt cắt có hẹp

S: chiều dài nằm ngang của mái dốc đến hạ lưu công trình (do đập tràn đỉnh rộng nên S=0)

P: khoảng cách từ đáy cống đến đáy kênh (P=0 do đáy cống bằng đáy kênh)

q

=1, 05.1, 2. 5, 2 1, 54

Trong đó: Dx: chiều sâu lớn nhất hố xói

kp: hệ số kinh nghiệm lấy 1,05

Vkx: vận tốc không xói

Với đáy kênh gia cố bằng đá D>20 cm lấy Vkx = 3,48m/s

q: lưu lượng đơn vị ở cuối bể tiêu năng (m2/s)

Q q b

btn: chiều rộng cuối bể tiêu năng (m)

Z hx Z dk d x  2, 44 1,54  3,98m

Vậy ta chọn cao trình hố xói: -4,00m

Chiều dài hố xói: lx = (920).dx = 9.dx = 9.1,54 =14 m

Trang 36

Chọn lx = 14 m

2.6 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN CỐNG

Chọn chiều dày trụ biên tb=1m, trụ pin tp=1,2m

Để đảm bảo điều kiện lưu thông chọn khổ cầu giao thông 5m, lề bộ hành rộng 1m=>Lgt = 5+ 2 = 7m

Chiều rộng cầu công tác: Lcct = 4,5m

Khoảng cách giữa 2 mép cầu giao thông và cầu công tác 1 m

Khoảng cách giữa mép thân cống và cầu giao thông 1m

Khoảng cách giữa mép thân cống và cầu công tác 1 m

Chiều dài thân cống: L = 7 + 4,5 + 1 + 1 + 1 = 14,5 m

Trang 37

CHƯƠNG 3 - CỬA VAN

3.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

- Cao trình mực nước sông max: Zsmax = +0,74m

- Cao trình mực nước sông min: Zsmin = -0,44m

- Cao trình mực nước đồng max: Zđmax = +0,78m

- Cao trình mực nước đồng min: Zđmin = -0,44m

- Cao trình đáy cống: Zđc = -2,44m

Do cống nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của triều nên ta thiết kế loại cửa van phẳng tự động đóng mở hai chiều theo nguyên tắc chênh lệch mực nước trước và sau cống từ 5 – 10cm

Khẩu độ cống b = 8m chia làm 2 cửa mỗi cửa 4m có nhiệm vụ ngăn mặn vào mùa khô và tiêu úng, xổ phèn vào mùa mưa

3.2 KÍCH THƯỚC CỬA VAN

3.2.1 Chiều cao cửa van

Hv = Zsmax - Zđc + d = +0,74 - (-2,44) + 0,5 = 3,68m Chọn Hv = 4m

Trong đó: Zsmax: cao trình mực nước sông max (m)

Zđc: cao trình đáy cống (m)

d: độ cao an toàn (m)

3.2.2 Chiều rộng cửa van

Chọn chiều rộng cửa van bằng chiều rộng 1 cửa cống: Bv = Bc = 4m

3.2.3 Chiều cao cột nước tác dụng lên cửa van

-1.56

-2.44

Hình 3.1 - Áp lực nước tác dụng lên cửa van

Xét trường hợp bất lợi nhất là mực nước sông max, mực nước đồng không có nước Để đảm bảo an toàn ta lấy cột nước tác dụng lên cửa van bằng chiều cao cửa van

để tính toán Hv = 4m

Trang 38

3.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỬA VAN

3.3.1 Tính toán dầm chính

3.3.1.1 Vị trí đặt dầm chính

Cửa van được cấu tạo bởi bản mặt bằng thép phẳng liên kết với dầm chính và dầm phụ Các dầm chính được bố trí song song với mặt nước, khi tính toán ta xem như dầm chính tựa lên 2 dầm biên đứng Các dầm phụ bố trí vuông góc và tựa lên dầm chính

Áp lực nước tác dụng lên cửa van tăng dần theo độ sâu nên để đảm bảo các dầm chịu lực bằng nhau thì khoảng cách bố trí các dầm phải giảm dần theo độ sâu

Chọn số dầm chính là 6 dầm Khi đó độ sâu phân chia các phần chịu áp lực nước bằng nhau được tính như sau:

H.n

n

H.3

2a

Trong đó:

i: số thứ tự dầm

ai: Khoảng cách từ đỉnh cửa van đến dầm thứ i (m)

H: chiều cao cột nước tác dụng lên cửa van (m)

p i

Trong đó: : trọng lượng riêng của nước (T/m3)

hi: độ sâu chịu áp lực nước (m)

Trang 39

p: tổng áp lực nước tác dụng lên cửa van (T/m)

Tải trọng tính toán: ptt = pi.n

M W

R



Trong đó:

Mmax: momen lớn nhất tác dụng lên dầm chính

 = 1: hệ số điều kiện làm việc

R: cường độ chịu kéo của thép

Trang 40

Dựa vào Wxyc tra phụ lục thép chữ I TCVN 1655:85 ta chọn thép I18a có Wx=159>Wxyc Có các thông số kỹ thuật: xem phụ lục 3.1

y c

x2

Hình 3.4 - Thép I dầm chính (a) & sơ đồ làm việc của hệ dầm bản (b)

3.3.1.4 Khả năng chịu lực của dầm chính với sự tham gia của bản mặt

Chọn thép bản mặt có chiều dày  = 10mm = 1cm Chiều rộng bản mặt tham gia chịu lực: B = b + 30. = 10 + 30.1 = 40 cm

Trong đó:

B: bề rộng bản mặt tham gia chịu lực (cm)

b: bề rộng cánh thép chữ I (cm)

: bề dày bản thép mặt (cm)

Tính toán momen chống uốn hệ dầm – bản: phục lục 3.2

Kết quả tính toán momen chống uốn:

max

2835 192 14,8

I W

y

Ứng suất trong dầm chính:

max max

294000

1531192

k x

M W

    < .R = 2100(kG/cm2) (thỏa)

max min

294000

436 675

n x

M W

Kiểm tra độ võng dầm chính:

Độ võng dầm chính: Kiểm tra trong trường hợp Mmax

5 max

Định dạng
Số trang	153
Dung lượng	2,19 MB