thiết kế kỹ thuật cống giầy lăng

Danh mục Bảng Bảng 6.21: Bảng tổng hợp tính toán cường độ chịu tải của cọc theo độ sệt B ..... Đồng bằng Sông Cửu LONG với diện tích tự nhiên gần 4 triệu ha, dân số hơn 17 triệu người, l

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỐNG GIẦY LĂNG

(PHẦN THUYẾT MINH)

MSSV:1110508 LỚP: XD CTT K37-1

Cần Thơ, tháng 5/2015

Trang 2

Lời cảm ơn

LỜI CẢM ƠN

Trải qua 4 năm học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Cần Thơ, em đã hoàn thành xong chương trình đào tạo của ngành, đánh dấu cho bước ngoặc quan trọng ấy chính là hòan thành luận văn tốt nghiệp đại học.Quyển luận văn này là kết quả của cả một quá trình học tập, phấn đấu, tìm tòi, học hỏi của bản thân, sự giảng dạy tận tình của Quý Thầy Cô, , sự ủng hộ của gia đình, sự chia sẻ và giúp đỡ từ bạn bè…

Trước tiên là lòng biết ơn sâu sắc nhất công ơn sinh thành nuôi dạy của Cha và

Mẹ dành cho con, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho con sống và học tập

Em xin cảm ơn toàn thể Quý thầy Cô của trường Đại học Cần Thơ nói chung và của Khoa Công nghệ nói riêng đã trang bị cho em những kiến thức cần thiết và bổ ích

từ đại cương đến chuyên ngành để em góp vào hành trang trong cuộc sống cụ thể là

có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Lâm Văn Thịnh đã hướng dẫn cho em tận tình, ân cần, cung cấp và đề ra những định hướng trong suốt quá trình học

và làm luận văn của em

Em xin cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi về

cơ sở vật chất để chúng em có thể hòan thành luận văn đúng tiến độ

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và lượng kiến thức thì bao la vô tận nên khó tránh khỏi những thiếu xót trong khi thực hiện đề tài Em rất mong được sự đóng góp và ý kiến quí báu của Quý Thầy Cô và bạn bè để ngày càng hòan thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn!

Cần Thơ, tháng 5 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Quách Trần Khánh Dung

Trang 3

Lời cảm ơn

Trang 4

Nhận xét của Cán bộ hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

HỌ VÀ TÊN CBHD: LÂM VĂN THỊNH

………

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN HỌ VÀ TÊN CBPB: CÙ NGỌC THẮNG ………

………

Trang 5

Nhận xét của Cán bộ phản biện

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

Cần Thơ, tháng 5 năm 2015 i

Quách Trần Khánh Dung i

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC BIỂU BẢNG xiii

DANH MỤC KÝ HIỆU xvi

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 GIỚI THIỆU 1

1.1.1 Giới thiệu chung về dự án 1

1.2 CỐNG GIẦY LĂNG CÓ NHIỆM VỤ: 1

1.2.1 Đặc điểm khí tượng thủy văn 4

1.2.2 Tình hình dân sinh – kinh tế 4

1.2.3 Tình hình sử dụng đất và sản xuất nông nghiệp 5

CHƯƠNG 2 - TÍNH TOÁN THỦY LỰC 1

2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1

2.2 XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM TƯỚI VÀ TIÊU 2

2.2.1 Thời điểm tiêu nước 2

2.3 XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG 3

2.3.1 Bài toán tiêu 3

2.3.2 Bài toán tưới 5

2.4 THIẾT KẾ KÊNH THƯỢNG HẠ LƯU 7

2.4.1 Số liệu tính toán 7

2.4.2 Kiểm tra không lắng, không xói 8

2.4.3 Kiểm tra điều kiện không lắng, không xói 9

2.4.4 Kiểm tra điều kiện giao thông thủy 10

2.4.5 Kiểm tra chiều rộng đáy kênh 11

2.5 TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG 12

2.5.1 Tính toán hố xói 13

Trang 6

CHƯƠNG 3 - THIẾT KẾ CỬA VAN 15

3.1 HÌNH THỨC KẾT CẤU CỬA VAN 15

3.1.1 Kích thước cửa van 15

3.2 TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH 16

3.2.1 Tính toán lực tác dụng lên dầm chính 16

3.2.2 Tính kết cấu 17

3.3 TÍNH TOÁN DẦM PHỤ 20

3.3.1 Xác định nội lực 20

3.3.2 Tính toán và kiểm tra bản mặt 21

3.4 TÍNH LỰC NÂNG, HẠ CỬA VAN 21

3.4.1 Lực hạ van 22

CHƯƠNG 4 - TÍNH TOÁN CẦU CÔNG TÁC 23

4.2 KÍCH THƯỚC CẦU CÔNG TÁC 24

4.2.1 Kích thước nhịp 24

4.2.2 Cao trình 24

4.2.3 Xác định kích thước dầm và cột 25

4.3 TÍNH TOÁN SÀN MÁI 26

4.3.2 Tính toán nội lực và bố trí thép cho sàn mái 27

4.4 TÍNH TOÁN SÀN CONSOL VÀ DẦM CÔNG TÁC 30

4.5 TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ THÉP DẦM CÔNG TÁC 32

4.5.1 Chọn tiết diện dầm công tác 25x50cm 32

4.6 TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC 34

4.6.1 Chọn sơ bộ tiết diện 34

4.6.2 Tải trọng tính toán 34

4.7 TÍNH TOÁN KHUNG CẦU CÔNG TÁC 40

4.7.1 Tải trọng tác dụng 40

4.7.2 Tổ hợp tải trọng 40

4.7.3 Trường hợp hoạt tải khi nâng van (HT1) 41

Trang 7

4.7.5 Tính toán thép vai cột 45

4.7.6 Tính toán cốt đai 46

CHƯƠNG 5 - TÍNH TOÁN CẦU GIAO THÔNG 47

5.1.1 Các hệ số vượt tải 47

5.1.2 Vật liệu tính toán 48

5.2 TÍNH TOÁN CẦU GIAO THÔNG 48

5.2.1 Tính toán lan can và lề bộ hành 48

5.2.2 Tính toán lề bộ hành 52

5.2.3 Tính toán sàn cầu 54

5.3 TÍNH TOÁN DẦM 5,1M 60

5.3.1 Tính thép chịu lực cho dầm 65

5.4 TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH NHỊP 10M 67

5.4.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện 67

5.4.2 Xác định tải trọng 68

5.5 TÍNH TOÁN XÀ MŨ CỘT TRỤ 72

5.5.1 Trụ biên 76

5.5.2 Trụ pin 76

5.5.3 Tính toán xà mũ và cột trụ 77

5.5.4 Tính toán nội lực 78

5.5.5 Tính toán xà mũ và cột trụ trên trụ biên 80

CHƯƠNG 6 - TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH THÂN CỐNG – BỂ TIÊU NĂNG 82

6.1.1 Tải trọng cầu công tác 83

6.1.2 Tải trọng cầu giao thông 83

6.2 TRỌNG LƯỢNG THÂN CỐNG 84

6.2.1 Trọng lượng 2 trụ biên 84

6.2.2 Trọng lượng trụ pin 84

6.2.3 Trọng lượng bản đáy 84

6.2.4 Trọng lượng bể tiêu năng 85

6.3 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT 86

Trường hợp vừa thi công xong 86

Trang 8

6.3.2 Ứng suất bể tiêu năng 88

6.3.3 Ứng suất thân cống 89

6.3.4 Ứng suất bể tiêu năng 93

6.3.5 Ứng suất thân cống 93

6.3.6 Trường hợp sửa chữa 95

6.4 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH 97

6.4.1 Trường hợp vừa thi công xong 98

6.4.2 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền 100

6.4.3 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền thân cống 101

6.4.4 Kiểm tra sức chịu tải đất nền bể tiêu năng 101

6.5 XỬ LÝ NỀN THÂN CỐNG 101

6.5.1 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (theo độ sệt B) 102

6.5.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền(theo c, ) 104

6.5.3 Kiểm tra tải trọng công trình tác dụng lên cọc 106

6.5.4 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền 107

6.5.5 Kiểm tra lún dưới mũi cọc 108

6.5.6 Kiểm tra kết cấu cọc 110

6.5.7 Kiểm tra sức kháng trượt của cọc 111

6.5.8 Sử dụng lại phần mền Geo – Slop tính toán lại hệ số an toàn 113

CHƯƠNG 7 - TÍNH TOÁN THÂN CỐNG 115

7.1.1 Vật liệu tính toán 115

7.1.2 Trường hợp tính toán 115

7.2 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT DƯỚI ĐÁY TRỤ 116

7.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÂN CỐNG 117

7.3.1 Tính toán trụ pin 117

7.4 TÍNH TOÁN TRỤ BIÊN 117

7.4.1 Sữa chữa 117

7.4.2 Vừa thi công xong 118

7.4.3 Sửa chữa 121

7.5 TÍNH TOÁN KẾT CẤU BẢN ĐÁY 126

Trang 9

7.5.2 Trụ pin 129

CHƯƠNG 8 - TÍNH TOÁN TƯỜNG CÁNH - BỂ TIÊU NĂNG 131

8.1.1 Kích thước bể tiêu năng 131

8.2 TÍNH TOÁN TƯỜNG CÁNH THƯỢNG HẠ LƯU 132

8.2.1 Vị trí tính toán 132

8.2.2 Trường hợp tính toán 132

8.2.3 Tính toán bố trí thép cho tường cánh 135

8.3 TÍNH TOÁN ĐÁY BỂ TIÊU NĂNG 136

8.3.1 Trường hợp vận hành 141

8.3.2 Tính toán và bố trí thép 141

DỰ TOÁN 143

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 144

TÀI LIỆU THAM KHẢO 145

Trang 10

Danh mục Hình

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Huyện Vĩnh Châu tỉnh Sóc Trăng 2

Hình 1.2: Vị trí Cống Giầy Lăng 2

Hình 2.1: Biểu đồ triều điển hình Sóc Trăng 1

Hình 2.2: Lượng mưa trung bình năm 2004 2

Hình 2.3: Biểu đồ triều tháng 10 - 2004 2

Hình 2.4: Điều kiện giao thông thủy 10

Hình 3.1: Chiều cao cửa van 15

Hình 3.2: Sơ đồ vị trí dầm chính 17

Hình 3.3: Sơ đồ tính toán dầm chính 18

Hình 3.4: Thép I dầm chính Hình 3.5: Thép U dầm biên 18

Hình 4.1: Mặt đứng cầu công tác 26

Hình 4.2: Sơ đồ tính toán bản sàn 27

Hình 4.3: Sơ đồ tính toán nội lực dầm dọc 28

Hình 4.4: Sơ đồ sàn consol 30

Hình 4.5: Sơ đồ bố trí lan can 31

Hình 4.6: Sơ đồ tính toán nội lực sàn có 31

Hình 4.7: Biểu đồ bao momen 32

Hình 4.8: Biểu đồ bao lực cắt 33

Hình 4.9: Hình minh họa hệ thống cầu trục dầm cầu trục 34

Hình 4.10: Phản lực gối trường hợp nâng van 35

Hình 4.11: Đường ảnh hưởng phản lực gối cầu trục trường hợp di chuyển van 35

Hình 4.12: Biểu đồ bao momen 37

Hình 4.13: Biểu đồ bao lực cắt 37

Hình 4.14: BĐ bao momen Hình 4.15: BĐ bao lực cắt Hình 4.16: BĐ bao lực dọc 42

Hình 4.17: Bố trí thép phần dưới vai cột 46

Hình 5.1: Mặt cắt cầu giao thông 47

Hình 5.2: Sơ đồ tính toán nội lực thanh lan can 49

Hình 5.3: Sơ đồ bố trí lan can 51

Hình 5.4: Sơ đồ tính trụ lan can 52

Hình 5.5: Sơ đồ tính lề bộ hành 53

Hình 5.6: Sơ đồ kết cấu lề bộ hành 53

Trang 11

Danh mục Hình

Hình 5.8: Sơ đồ kết cấu bản hẫng 55

Hình 5.9: Sơ đồ hoạt tải xe tải và xe hai trục 57

Hình 5.10: Sơ đồ tính toán trường hợp 1 57

Hình 5.11: Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại 0,5L 57

Hình 5.12: Sơ đồ tính toán trường hợp 2 57

Hình 5.13: Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại 0,5L 58

Hình 5.14: Kích thước chi tiết dầm chính 60

Hình 5.15: Kích thước chi tiết dầm chính 61

Hình 5.16: Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại vị trí 0,5L 62

Hình 5.17: Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại vị trí 1/4L 62

Hình 5.18: Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại gối 63

Hình 5.19: Bố trí thép trong dầm chính 5,1m 66

Hình 5.20: Sơ bộ kích thước dầm chính nhịp 10m 67

Hình 5.21: Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại vị trí 0,5L 68

Hình 5.22: Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại vị trí 1/4L 69

Hình 5.23: Đường ảnh hưởng lực cắt gối 69

Hình 5.24: Bố trí thép dầm chính nhịp 10m 71

Hình 5.25: Kích thước xà mũ và cột trụ 77

Hình 5.26: Sơ đồ kết cấu xà mũ và cột trụ 78

Hình 5.27: Sơ bộ kích thươc mố trụ cầu 81

Hình 6.1: Cột địa tầng 83

Hình 6.2: Kích thước chi tiết trụ biên 84

Hình 6.3: Kích thước chi tiết trụ piN 84

Hình 6.4: Kích thước chi tiết bản đáy 84

Hình 6.5: Tường cánh bể tiêu năng 85

Hình 6.6: Bể tiêu năng 85

Hình 6.7: Biểu đồ ứng suất dưới bản đáy 88

Hình 6.8: Chi tiết kích thước tính toán momen quán tính bể tiêu năng 88

Hình 6.9: Sơ đồ tính trọng lượng nước trường hợp MNS max và MNĐ min 90

Hình 6.10: Sơ đồ tính áp lực thấm và áp lực nước 91

Hình 6.11: Sơ đồ tính trọng lượng nước trường hợp MNĐ max và MNS min 94

Hình 6.12: Sơ đồ tính áp lực thấm và áp lực nước 94

Hình 6.13: Biểu đồ quan hệ max và max 99

Trang 12

Danh mục Hình

Hình 6.15: Phương án cọc 30x30x20m 103

Hình 6.16: Phương án cọc 30x30x25m 103

Hình 6.17: Mặt bằng bố trí cọc 106

Hình 6.18: Biểu đồ quan hệ e 109

Hình 6.19: Sơ đồ tính lún tổng các lớp phân tố 110

Hình 6.20: Momen trường hợp vận chuyển 110

Hình 6.21: Momen trường hợp thi công 111

Hình 6.22: Sơ đồ cung trượt cắt hệ thống cọc 111

Hình 6.23: Sơ đồ tính lực kháng trượt của cọc 112

Hình 6.24: Sơ đồ tính lực kháng trượt hàng cọc 1 112

Hình 6.25: Sơ đồ tính hệ số an toàn trên Geo-Slop 113

Hình 7.1: Kích thước thân cống 115

Hình 7.2: Sơ đồ tính toán trụ pin 117

Hình 7.3: Sơ đồ tính toán trụ biên 118

Hình 7.4: Sơ đồ tính toán trụ biên 118

Hình 7.5: Áp lực nước tác dụng lên trụ biên 121

Hình 7.6: Áp lực nước tác dụng lên trụ pin 123

Hình 7.7: Vị trí tính toán bản đáy 127

Hình 7.8: Sơ đồ kết cấu tính toán bản đáy 127

Hình 7.9: Biểu đồ moment bản đáy 128

Hình 7.10: Biểu đồ lực cắt bản đáy 128

Hình 7.11: Sơ đồ tính thép trụ biên 129

Hình 7.12: Sơ đồ tính thép trụ pin 130

Hình 8.1: Kích thước bể tiêu năng 131

Hình 8.2: Vị trí tính toán tường cánh bể tiêu năng 132

Hình 8.3: Sơ đồ tính toán áp lực đất tại mặt cắt 1-1 134

Hình 8.4: Sơ đồ tính toán áp lực đất tại mặt cắt 2-2 134

Hình 8.5: Sơ đồ tính toán áp lực đất tại mặt cắt 1-1(a) và 2-2(b) 135

Hình 8.6: Sơ đồ tính toán momen tĩnh tại MC 1-1 137

Hình 8.7: Sơ đồ tải tại MC 1-1 138

Hình 8.8: Sơ đồ tính toán momen tĩnh tại MC 2-2 140

Hình 8.9: Sơ đồ tải tại MC 2-2 140

Hình 8.10: Biểu đồ momen MC 1-1 141

Trang 13

Danh mục Hình

Hình 8.12: Bố trí thép cho bản đáy bể tiêu năng 142

Trang 14

Danh mục Bảng

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1.1: Bảng chỉ tiêu cơ lý 3

Bảng 2.1: Bảng tính bài toán tiêu 5

Bảng 2.2: Bảng tính bài toán tưới 7

Bảng 2.3: Bảng lượng mưa 7

Bảng 2.4: Tính toán Vmin 9

Bảng 2.5: Bảng tính toán tiêu năng 12

Bảng 3.1: Bảng vị trí dầm chính 16

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật bê tông B20 23

Bảng 4.2: Bảng thông số kỹ thuật thép CII&CI 23

Bảng 4.3: Bảng tính toán nội lực sàn mái 27

Bảng 4.4: Bảng tính thép sàn mái 28

Bảng 4.5: Bảng tính thép dầm dọc của sàn mái 29

Bảng 4.6: Bảng tính thép sàn conson 32

Bảng 4.7: Bảng tổng hợp nội lực dầm công tác 33

Bảng 4.8: Bảng tính thép dầm công tác 33

Bảng 4.9: Bảng tổng hợp nội lực dầm cầu trục 37

Bảng 4.10: Bảng tổng hợp nội lực dầm cầu trục 38

Bảng 4.11: Bảng giá trị nội lực của khung 43

Bảng 4.12: Kết quả tính toán thép cho cột dưới khung cầu công tác 45

Bảng 4.13: Tính toán cốt thép cho dầm khung 45

Bảng 4.14: Tính toán bố trí thép 46

Bảng 5.1: Các hệ số vượt tải 47

Bảng 5.2: Thông số kỹ thuật đoàn xe tiêu chuẩn thiết kế 48

Bảng 5.3: Bảng tính thép thanh lan can 50

Bảng 5.4: Bảng tính thép bản hẫng 55

Bảng 5.5: Bảng tính thép BMC 60

Bảng 5.6: Bảng tính tĩnh tải tác dụng lên một dầm 61

Bảng 5.7: Bảng tổng hợp nội lực dầm 5,1m 64

Bảng 5.8: Bảng kết quả tính thép dầm chính nhịp 5,1m 65

Bảng 5.9: Bảng kết quả tính võng dầm chính nhịp 5,1m 67

Bảng 5.10: Kết quả tính toán tĩnh tải 68

Trang 15

Danh mục Bảng

Bảng 5.13: Bảng kết quả tính võng dầm chính nhịp 10m 72

Bảng 5.14: Tải trọng tác dụng 73

Bảng 5.15: Bảng kết quả phản lực gối 73

Bảng 5.16: Bảng tính tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm 73

Bảng 5.17: Bảng kết quả phản lực gối cho trường hợp tĩnh tải và hoạt tải 74

Bảng 5.18: Bảng kết quả phản lực do hoạt tải xe 74

Bảng 5.19: Bảng kết quả tổng hợp phản lực tại gối dầm ngắn 75

Bảng 5.20: Bảng kết quả tổng hợp phản lực tại gối dầm dài 75

Bảng 5.21: Bảng kết quả tổng hợp phản lực tại gối dầm dài 76

Bảng 5.22: Lực truyền vào dầm 10m 77

Bảng 5.23: Bảng kết quả nội lực 78

Bảng 5.24: Bảng tính thép xà mũ trên trụ biên 78

Bảng 5.25: Bảng kết quả nội lực cột trụ 79

Bảng 5.26: Tải trọng truyền xuống trụ biên 80

Bảng 5.27: Tải trọng truyền xuống trụ pin 80

Bảng 6.1: Kết quả thí nghiệm cơ học đất 82

Bảng 6.3: Bảng tổng hợp trọng lượng các hạng mục thân cống 85

Bảng 6.4: Trọng lượng các hạng mục bể tiêu năng 86

Bảng 6.5: Momen của các hạng mục so với tâm bản đáy cống 87

Bảng 6.6: Ứng suất tính toán 87

Bảng 6.7: Momen của các hạng mục của bể tiêu năng so với tâm bể 88

Bảng 6.8: Trọng lượng nước tác dụng lên thân cống 90

Bảng 6.9: Momen tác dụng lên thân cống trường hợp MNS max & MNĐmin 92

Bảng 6.10: Momen các lực tác dụng của bể tiêu năng so với tâm bể 93

Bảng 6.11: Momen các lực tác dụng lên cống so với tâm bản đáy cống 94

Bảng 6.12: Momen tác dụng lên thân cống trường hợp MNĐ max & MNSmin 95

Bảng 6.13: Momen các lực tác dụng lên thân cống trường hợp sửa chữa 96

Bảng 6.14: Bảng tổng hợp ứng suất thân cống 96

Bảng 6.15: Bảng tổng hợp ứng suất bể tiêu năng 97

Bảng 6.16: Kết quả kiểm tra hình thức trượt phẳng 98

Bảng 6.17: Đa giác lực Evđôkimov 98

Bảng 6.18: Kết quả tính toan tải trọng giới hạn 99

Bảng 6.19: Kết quả tính hệ số an toàn trượt sâu 100

Bảng 6.20: Bản chỉ tiêu cơ ly đất 102

Trang 16

Danh mục Bảng

Bảng 6.21: Bảng tổng hợp tính toán cường độ chịu tải của cọc theo độ sệt B 104

Bảng 6.22: Bảng tính toán cường độ chịu tải của cọc theo cường độ đất nền 105

Bảng 6.23: Bảng tổng hợp tính toán sức chịu tải cọc và số lượng cọc 105

Bảng 6.24: Bảng tính lún 109

Bảng 6.25: Bảng tính toán lại hệ số an toàn 114

Bảng 7.1: Bảng tổng hợp ứng suất tiêu chuẩn dưới đáy trụ 116

Bảng 7.2: Bảng tổng hợp ứng suất tính toán dưới đáy trụ 116

Bảng 7.3: Bảng tổng hợp lực 124

Bảng 7.4: Bảng tổng hợp tính toán thép trụ biên và trụ pin 124

Bảng 7.5: Bảng tổng hợp ứng suất thân cống 127

Bảng 7.6: Bảng tính thép cho bản đáy thân cống 128

Bảng 7.7: Bảng tính thép khe van phần chịu uốn 129

Bảng 8.1: Kết quả tính toán áp lực đất trường hợp 2 135

Bảng 8.2: Kết quả tính toán thép cho phía giáp đất 135

Bảng 8.3: Kết quả tính toán Sc theo yi 137

Bảng 8.4: Kết quả tính toán Sc theo yi 140

Bảng 8.5: Kết quả tính toán thép cho bản đáy 142

Trang 17

Danh mục Ký hiệu

DANH MỤC KÝ HIỆU

Trang 18

Chương 1 – Giới Thiệu Chung

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG

- - -  - - - 1.1 GIỚI THIỆU

1.1.1 Giới thiệu chung về dự án

Trong thực trạng hiện nay, chính sách của Đảng và Nhà nước ta là đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Vì vậy có rất nhiều dự án Thủy lợi ra đời nhằm cải thiện hệ thống thủy lợi, nâng cao mục đích sử dụng tài nguyên nước một cách hữu ích để gớp phần cải thiện mùa vụ và nâng cao năng suất cho cây trồng Đồng bằng Sông Cửu LONG với diện tích tự nhiên gần 4 triệu ha, dân số hơn 17 triệu người, là địa bàn kinh tế có tiềm năng to lớn về nhiều mặt, nhất là về nông nghiệp và thuỷ sản, có vị trí quan trọng đối với sự phát triển của cả nước

Sóc Trăng có tổng diện tích đất tự nhiên là 322330,36 hécta, dân số hơn một triệu người, kinh tế chủ yếu là nông nghiệp Hệ thống Thủy lợi dọc theo kênh Giầy Lăng nhỏ và đã xuống cấp không đủ khả năng điều tiết nước cho khu vực nên tình hình sản xuất nông nghiệp rất bấp bênh

Cống Giầy Lăng thuộc xã Hòa Đông, huyện Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng Công trình được xây dựng tạo nguồn nước ngọt tưới tiêu phục vụ 8000 hécta đất tự nhiên, trong đó có gần 6000 hécta đất sản xuất nông nghiệp Qua đó góp phần ổn định sản xuất, chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp theo hướng toàn diện, xóa đói giảm nghèo và cải thiện đời sống cho người dân

Giới thiệu chung về công trình

1.2 CỐNG GIẦY LĂNG CÓ NHIỆM VỤ:

+ Chủ động tưới nước kết hợp tiêu nước cho khoảng 6000 ha đất canh tác nông nghiệp thuộc Xã Hòa Đông Huyện Vĩnh Châu Tỉnh Sóc Trăng

+ Cải thiện môi trường sinh thái nội đồng vùng dự án

+ Vị trí xây dựng công trình

Cống Giầy Lăng nằm từ cầu Mỹ Thanh 1 đến cầu Mỹ Thanh 2 thuộc địa phận

xã Hòa Đông huyện Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng Cách sông Mỹ Thanh 100m

+ Phía Bắc giáp huyện Mỹ Xuyên và Trần Đề

+ Phía Nam và phía Đông giáp Biển Đông

+ Phía Tây giáp Tỉnh Bạc Liêu

Trang 19

Hình 1.1: Huyện Vĩnh Châu tỉnh Sóc Trăng

Hình 1.2: Vị trí Cống Giầy Lăng

Những tiêu chuẩn thiết kế chủ yếu

Trang 20

Theo TCVN 9160:2012 với diện tích phục vụ 2000 - 10000ha nên công trình thuộc cấp III  Tần suất thiết kế bảo đảm tiêu mƣa trong đồng P = 10%

Đặc điểm tự nhiên của vùng

Đặc điểm địa chất công trình

Qua công tác khảo sát và kết quả số liệu thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, có thể phân chia đất nền trong khu vực khảo sát thành các lớp đất sau:

+ Lớp 1: Bùn sét – bùn sét pha, màu nâu đen – xám nâu, trạng thái chảy

+ Lớp 2: Sét, màu nâu, trạng thái dẻo mềm

+ Lớp 3: Cát hạt nhỏ - vừa, màu nâu vàng

Trang 21

1.2.1 Đặc điểm khí tượng thủy văn

Nhiệt độ

+ Nhiệt độ bình quân khu vực trong năm là: 26,80C

+ Nhiệt độ thấp nhất: 23,80C; nhiệt độ cao nhất: 31,10

C + Nhiệt độ cao đều trong năm nên rất thuận lợi cho thâm canh tăng năng suất

và tăng vụ, đặc biệt rất thuận lợi cho tăng năng suất cây lúa

+ Số giờ nắng bình quân 2,527 giờ/năm

+ Số giờ nắng bình quân trong ngày 6 giờ 42 phút

+ Bức xạ dồi dào: 150 – 160 Kcal/cm2/năm

Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội:

1.2.2 Tình hình dân sinh – kinh tế

+ Sự phân bố dân cư chủ yếu theo tuyến, điểm dân cư chỉ có xung quanh khu hành chính xã hội và tại các cửa sông

+ Nhân dân trong vùng sống chủ yếu bằng nghề nông nghiệp và mua bán, đời sống gặp nhiều khó khăn

+ Giáo dục: Toàn bộ các xã, ấp đã có trường tiểu học, THCS và đã phổ cập giáo dục tiểu học

+ Điện: Lưới điện quốc gia đã về tới xã nhưng số hộ dân dùng điện còn thấp, tỷ

lệ điện về tới từng nhà còn chưa cao

+ Nước cho dân sinh hoạt: chủ yếu là nguồn nước ngầm và nước mưa, chưa có nước sạch

Trang 22

1.2.3 Tình hình sử dụng đất và sản xuất nông nghiệp

Vùng dự án có điều kiện tự nhiên phù hợp với phát triển sản xuất nông nghiệp với nguồn nước ngọt lấy từ các kênh Giầy Lăng và tiêu thoát nước thuận lợi ra rạch Giầy Lăng

Trang 23

Chương 2 – Tính toán thủy lực

CHƯƠNG 2 - TÍNH TOÁN THỦY LỰC

- - -  - - -

2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Diện tích lưu vực 7000ha

Cao trình trung bình mặt ruộng chọn theo cao trình mặt đất tự nhiên Zđr = +0,3m 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 = +0,3 + 0,2 = +0,5m

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 triềumin: Zđk = Zmin - t = -2,15 – 1,5= -3,5m

Trang 24

Số liệu mưa:Sử dụng số liệu mưa tại Sóc Trăng được quan trắc trong năm 2004

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)

Hình 2.2: Lượng mưa trung bình năm 2004

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 trong mùa mưa nên ta chọn triều tháng 10 để tính toán

Trang 25

+ Mưa 3 ngày tiêu 5 ngày: ứng với số liệu triều từ 26/10/2004 đến 30/10/2004 + Mưa 5 ngày tiêu 7 ngày: ứng vớisố liệu triều từ 26/10/2004 đến 1/11/2004 Thời điểm tưới

Dựa vào biểu đồ triều và biểu đồ lượng mưa ta chọn thời điểm lấy nước bất lợi nhất là ngày 1/03/2004 có đỉnh triều thấp nhất trong mùa khô.Ta tính toán tưới nước trong 3 ngày:ứng với số liệu triều từ 01/03/2004 đến 03/03/2004

Thời điểm tiêu năng

Ta tính tiêu năng cho 3 trường hợp

Tiêu năng 1 ngày,tiêu năng 3 ngày ,tiêu năng 3 ngày

Ta chọn giống ngày của bài toán mưa tiêu

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

pg o n o



: cột nước thượng lưu có lưu tốc tới gần

Trang 26

Để đơn giản ta có thể bỏ qua

g

v 2o



lấy Ho = H = Zđ-Zđc 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

Q. 

Trong đó:

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

F: diện tích tiêu (ha)

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

Trang 27

Hmưa: lượng mưa trong 1 giờ (m)

F: diện tích lưu vực tính toán (m2)

Q: lưu lượng nước chảy qua cống (m3/s)

F

Wtc   : 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

(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

Trang 28

Cao trình mực nước đồng được xác định theo phương trình cân bằng nước cho khu vực khép kín trong thời gian t = 1 giờ

ha s

l (

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:

Trang 29

Bảng 2.2: Bảng tính bài toán tưới

Mưa 1 ngày tiêu 3 ngày 8 0.5 0.421 101.82

2.4 THIẾT KẾ KÊNH THƯỢNG HẠ LƯU

2.4.1 Số liệu tính toán

Lưu lượng thiết kế: ta chọn lưu lượng chảy qua cống lớn nhất để tính toán Qtk =

Qmax = 101,82m3/s Cao trình đồng ruộng Zđr = 0,5m

Cao trình đáy kênh: Zđk = Zđc = -3,5m

Trang 30

Trang 31

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

Bảng 2.4: Tính toán V min

Qmin

(m3/s)

F (R ln ) Rln b/Rln h/Rln

h (m)

A min (m2)

Vmin (m/s)

40,728 0,00207 2,536 8,675 0,967 2,452 62,692 0,65

2.4.3 Kiểm tra điều kiện không lắng, không xói

Để đảm bảo điều kiện không lắng, không xói thì: Vmin> [Vkl]; Vmax< [Vkx]

=> [Vkl] = 0,3< Vmin = 0,65<Vmax = 0,95< [Vkx] = 1,11

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

Kiểm tra khả năng tải lưu lượng qua kênh

Trang 32

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

6,1210001,0.42,3.1,49.9,133iR.C

Vậy kênh đủ khả năng tải lưu lượng thiết kế

2.4.4 Kiểm tra điều kiện giao thông thủy

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

2.4.5 Kiểm tra chiều rộng đáy kênh

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

ZTLmax: cao trình mực nước thượng lưu cao nhất

ZHlmax: cao trình mực nước hạ lưu cao nhất

Trang 34

2.5 TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG

+ Nếu hc’’ = hh: là nước nhảy tại chỗ

+ Nếu hc’’ > hh: là nước nhảy phóng xa

+ Nếu hc’’ < hh: là nước nhảy ngập

Trong đó: hc’’được xác định theo phương pháp gần đúng Xem phụ lục 2.5 Lập bảng tính toán ứng với thời điểm tiêu năng đã chọn tìm ra giá trị (hc’’-hh)maxtừ đó xác định được lưu lượng tiêu năng QTN

Bảng 2.5: Bảng tính toán tiêu năng

Chú thích xem phụ lục 2.6 và 2.7

Qua tính toán ta xác định được (hc’’-hh)max = -1,061 ứng với lưu lượng tiêu năng

QTN =97,71 m3/s

Tính toán bể tiêu năng

Chiều sâu đào bể

Qua tính toán tiêu năng ta xác định được (hc’’-hh)max= -1,061 < 0 nên hình thức nối tiếp sau cống là nhảy ngập Do đó ta chọn chiều sâu đào bể tiêu năng theo cấu tạo

d = 0,5m Cao trình đáy bể tiêu năng: Z = Zđc – 0,5 = -3,5 - 0,5 = -4m

Trang 35

Chiều dài bể tiêu năng

Theo công thức M.Đ.Tréctôuxốp ta có:lb = .ln + l1

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 H o*(P 0, 24*H o): 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* 5,31 1, 6

3, 48  m

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)

101,8

5,3111

Trang 36

Vậy ta chọn cao trình hố xói= -5,1m

Chiều dài hố xói:lx = (920)*dx= 9*dx = 9*1,6 =15 m

Chọn lx = 15m

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 6m, lề bộ hành rộng 1m=>Lgt = 6+2= 8m

Chiều rộng cầu công tác: Lcct = 3,5m

Khoảng cách giữa 2 mép cầu giao thông và cầu công tác 0,5m

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

Khoảng cách giữa mép thân cống và cầu công tác 2m

Chiều dài thân cống: L = 8 + 3,5 + 0,5 + 1 + 2 = 15 m

Trang 37

Chương 3 – Thiết kế cửa van

CHƯƠNG 3 - THIẾT KẾ CỬA VAN

3.1 HÌNH THỨC KẾT CẤU CỬA VAN

Hình 3.1: Chiều cao cửa van

Vì cống có kích thước 2 cửa là như nhau nên khi tính toán ta chỉ tính chọn một cửa đại diện để tính

+ Chiều cao cửa van được xác định theo công thức: Hv =MAX

MNHL - ĐC + a

(Với: a = 0,7m: Độ cao an toàn khi sóng leo)

 Chiều cao cửa van là: Hv = 1,86 - (-3,5) + 0,5 = 5,86 (m)

 Ta chọn Hv = 5,86m

+ Chiều rộng cửa van: bằng chiều rộng thông nước của cống: BV = BC = 4m

Trang 38

3.2 TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

Xác định vị trí đặt dầm chính

Cửa van có bản mặt bằng thép phẳng, đƣợc liên kết với các dầm phụ và dầm chính Các dầm chính đƣợc bố trí song song với nhau, gối lên 2 dầm biên đứng, các dầm phụ vuông gốc với dầm chính và gối lên dầm chính Chọn số dầm chính là n = 8

Khoảng cách bố trí các dầm chính đƣợc xác định theo công thức:hk = HV*

Trang 39

Trang 40

Chọn thép các dầm biên ngang và biên đứng của cửa van, chọn thép chữ U, theo

phụ lục TCVN 1655-75 Các thông số thép dầm biên thể hiện ở [phụ lục 3.1 và 3.2]

Hình 3.4: Thép I dầm chính Hình 3.5: Thép U dầm biên

Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm chính

Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm chính với sự tham gia của bản mặt Sơ bộ

Định dạng
Số trang	167
Dung lượng	3,09 MB