(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu tính toán kết cấu và thiết bị đóng mở cửa van cổng khẩu độ lớn

Luậnvănthạcsĩ:“NGHIÊNCỨUTÍNHTOÁNKẾTCẤUVÀTHIẾTBỊĐÓNG MỞ CỬA VAN CỔNG KHẨU ĐỘ LỚN” đã được tác giả hoàn thànhtạiKhoa Cơ Khí trường Đại học Thuỷ Lợi tháng 8 năm 2015 Trong quá trình họctập,nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡcủathầycô,bạnbèvàgiađình

Trước hết, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đếnPGS.TSNguyễn Đăng Cường là người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tác giảtrong quátrìnhnghiêncứuvàhoànthànhluậnvăn

Xingửilờicảmơnđếnphòngđàotạođạihọcvàsauđạihọc,cácthầycôtrườngĐạihọcThuỷLợiHàNội,cácthầyctrongkhoaKthuậtCơKhíđãtậntụygiảngdạytácgiảtrongsuốtquátrìnhhọcđạihọcvàcaohọctạitrường

Trong khuôn khổ một luận văn, do thời gian và điều kiện hạn chếnênkhôngthể tránh khỏi những thiếu sót, tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp quýbáucủacácthầycô,vàcácđồngnghiệp

Xintrântrọngcảmơn!

HàNội,ngày19tháng08n ă m 2015.

Tácgiả

HoàngThịThanhTâm

Ti xincamđoan:luậnvăn nàylàcn g trìnhnghiêncứuthựcsự củacá nhân

ti , đượcthựchiệndướisựhướngdẫncủaPGS.TSNguyễnĐăngCường.

Kếtq u ả n g h i ê n c ứ u t r o n g l u ậ n v ă n l à h o à n t o à n t r u n g t h ự c v à c h ư a t ừ n gđượccôngbốtrongbấtkỳcôngtrìnhnào khác

Tôixinchịutráchnhiệmvềnghiêncứucủamình

Tácgiả

HoàngThịThanhTâm

CHƯƠNGI.TỔNGQUANVỀCỬAVANVÀTHIẾTBỊĐÓNGMỞ 1

1.1 Tổngquanvềcácloạicửavanápdụngchocn g trìnhngănsn g 1

1.1.1 Đặcđiểm,chứcnăngcủacửavankhẩuđộlớn 1

1.1.2.Phânloạicửavan 2

1.2 Cácnghiêncứuvàsửdụngcửavancókhẩuđộlớn trênthế giới 4

1.3 Cửavantrongcác cn g trìnhngănsn g ở ViệtNam 16

1.4 Thiếtbịđóngmởcửavan[1] 18

1.4.1 Thiếtbịđóngmởcửavítme 19

1.4.2 Thiếtbịđóngmởkiểuthanhrăngbánhrăng 20

1.4.3 Thiếtbịđóngmởcửavankiểudâymềm (cáp,xích) 20

1.4.4 Thiếtbịđóngmởkiểuxilanht h u ỷ lực 22

CHƯƠNGI I LỰACHỌNGIẢIPHÁPKẾTCẤUVÀPHƯƠNGPHÁP TÍNHTOÁNCỬAVANCỔNG 24

2.1 Lưạchọngiảiphápkếtcấucửavan 24

2.1.1 Kếtcấucửavan 24

2.1.2 Sơđồcửavan 26

2.1.3 Tảitrọngvàtổhợptảitrọngtácdụnglêncửa 30 2.2 Xâydựngphươngpháptính 30

2.2.1 Phươngphápphântíchkếtcấuhệphẳng 31

2.2.2 Phương phápphântíchhệkếtcấukhônggian[3] 43

CHƯƠNGI I I GIẢIPHÁPĐÓNGMỞCỬAVANCỔNG 56

3.1 Lựachọngiảiphápthiếtbịđóngmởcửavan 56

3.2 Yêucầuchungđối vớicơcấuđóng mởcửavan 60

3.3 Bốtrí cơcấuđóngmởcửavan cổng 60

3.4 Giảipháp tínhtoáncácthông sốthiếtbịđóngmởcửavan 61

CHƯƠNG IV NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CỬA VAN CỔNG

ỨNGDỤNGCHOCÔNGTRÌNHCỤTHỂ 66

4.1 Đặcđiểmcôngtrìnhvàlựachọnkếtcấucửavanhợplý 66

4.1.1 GiớithiệuchungvềcôngtrìnhngănsôngTràLý 66

4.1.2 Nhiệmvụcủacôngtrình 66

4.1.3 Cácthôngsốvềcôngtrìnhliênquanđếnlựachọncửavan 67

4.1.4 Lựachọnthôngsốthiếtkế 68

4.1.5 Lựachọnkếtcấucửavancôngtrìnhthiếtkế 69

4.2 Tínhtoáncửavan cổngtheophươngphápphântíchhệphn g 69

4.2.1 Vậtliệuchếtạo 69

4.2.2 Tínhtoánkếtcấucửavan 70

4.3 Phươngphápphântíchhệkếtcấukhônggian 77

KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 86

TÀILIỆUTHAMKHẢO 88

Hình1.1.Cửavancungđậptràn 3

Hình1.2.Cửavanngănsn g 4

Hình1.3.CôngtrìnhMaeslandtkeringkhimởvàkhiđónghoàntoàn 5

Hình1.4.CôngtrìnhLower-HàLan 6

Hình1.5.CôngtrìnhH a r t e l Canal–HàLan 7

Hình1.6.Cửavanphn g trêncôngtrìnhEMS-Đức 8

Hình1.7.CốngHaringvliet–HàLan 9

Hình1.8.ĐậpUpper Meuse–Bỉ 10

Hình1.9.ĐậpsôngThames–Anh 11

Hình1.10.CôngtrìnhEMS–Đức 12

Hình1.12.Mặtcắtngangkhoangcửathôngthuyềnchính 13

Hình1.11.Khoangcửaphn g ởtrạngtháiđóngvà mở 13

Hình1.13.DựánngăncáccửasôngởVenice–Italia 14

Hình1.14.DựántrênsôngOlm,M 15

Hình1.15.Đ ậ p Thảo Longđượcxâydựngtheocôngnghệđậptrụđỡ 16

Hình1.16.CốngđậpPhướcLongkiểuxàlanlúcđóngvàmởcửacống 17

Hình1.17 Thiếtbịđóngmởvítchạyđiện-quaytay 19

Hình1.18.Thiếtbịđóngmởkiểuthanhrăngbánhrăng 20

Hình1.19.Thiếtbịkiểudâymềmdiđộng-cốđịnh 21

Hình1.20.Máyđóngmởkiểuxilanhthuỷlực 22

Hình2.1.Cửavancổngkhi mở(hìnhtrên);khiđóng(hìnhdưới) 24

Hình2.2.Sơđồkếtcấucửa 26

Hình2.3.Cửavancóthp bưng1phía(phải)vàcửaốpcả2phía(trái) 27

Hình2.4.Gốiquaycửavancổng 28

Hình2.5.Cơcấunângcửavancổng 29

Hình2.6.S ơ đồáplựcthủytĩnh tácdụnglêncửavan 31

Hình2.7.Phântícháplựclêncửavan 33

Hình2.8.Ápdụngnướctĩnhtácdụnglêncửavantheođườngtrọngtâm 35

Hình2.10.SơđồxácđịnhcáclựcN,Q 37

Hình2.11.X á c định mm e n tĩnhcủanửađườngtròn 40

Hình2.12 Lựctácdụnglêngốikhicửavanđóng 41

Hình2.13 Lựctácdụnglêngốikhicửavanmở 42

Hình2.14.Vịtríđặtgốiquaycửavancổng 42

Hình2.15.Kếtcấutổhợpbảnvớidầm 46

Hình2.16.H ệ toạđộcụcbộcủaphầntửthanh 52

Hình2.17 Trụctoạđộcụcbộ2và3củaphần tửthanh 52

Hình2.18.H ệ toạđộcụcbộ123củaphầntửthanh 53

Hình2.19.Hệtoạđộcụcbộcủaphầntửvỏ 53

Hình2.20 Quyước dấucủalựcdọcvàmômenxoắn 54

Hình2.21 Quyước dấucủalựccắtvàmômenuốn 54

Hình2.22.Quyước dấunộilựccủavỏ 54

Hình3.1 Thiếtbịnângcửavancổngbằngxilanhthuỷlực 56

Hình3.2 Thiếtbịnângcửavancổngbằngtờicáp 57

Hình3.3 Sosánhgócnânglựckéocápvàxi lanh 57

Hình3.4.Dâycápluôn tiếptuyến vớiđườngtrònchuyểnđộngcủacửa 58

Hình3.5.Hệthốngcáp vàròngrọc đóng mởcửa-vịtríđóng 59

Hình3.6 Hệthốngđóng mởcáp- vịtrí mởhết đểthong 59

Hình3.7.Tờikéocửa van 61

Hình3.8.Xácđịnhlực ko mi nhánhdâycáp 62

Hình4.1 Biểuđồáplựcnướctácdụnglêncửavan 71

Hình4.2.Bốtríkhungdầmcửavan 72

Hình4.3 Mặtcắtđứngkếtcấucửavancổng 74

Hình4.4.Mặtcắtngangdầmcửavan 74

Hình4.5.Lựcđóngmởcửavan 76

Hình4.6.Địnhnghĩatiếtdiệndầm 78

Hình4.7.Xâydựngsơđồlướicửavan cổng 79

Hình4.8.Mh ì n h cửavan cổngtrongSAP 80

Hình4.9.Môhìnhthépbảnmặtcửavan 80

Hình4.10 Phổmàuáplựcnướcthượnglưulênbề mặt 80

Hình4.11 Phổmàuáplựcnướchạlưulênbềmặt 81

Hình4.12.Tổhợptảitrọng 81

Hình4.13.Chuyểnvịgiữadầm 82

Hình4.14.Phổmàulựcdọcdầmc h í n h 83

Hình4.15.Lựctácdụngvàogốiquaycửavan 83

Bảng4.1.Thôngsốcủacửavantínhtoán: 69

Bảng4.2.Ứ n g suấtchophépcủakếtcấuthép 70

Bảng4.3.Áplựcnướctácdụnglên cửavan 71

Bảng4.4.Ứngsuấtcácôdầmthp bưng 73

Bảng4.5.Bảngthôngsốdầmcửavan 74

Bảng4.6.L ự c tácdụnglên1gốiquaycửavancổng 75

Bảng4.7.Tínhtoánđườngkínhtrụcgối quay 76

Bảng4.8.Lựctácdụngvàogốiquay 84

Bảng4.9.Bảngso sánh vớikếtquảphântíchtheohệphn g 84

1 Tínhcấpthiếtcủađềtài

Biếnđổikhíhậu,cụmtừkhôngnhữngđượcnhắcđếnnhiềutrongtruyềnthông,màthựctếảnhhưởngtiêucựccủanótrêntoàncầuđangdiễnranhanhhơnsovớidựbáocủacácnhàkhoahọc.Thiêntainhưhạnhánbấtthường,mưalớn,lũlụt,bãovớitốcđộgiócựclớn,lốcxoáy

cósứctànphámạnhvàkhốcliệtđãxẩyrathườngxuyênhơntrước.Nhiệtđộtráiđấtngàymộttăngcao,làmtanbăngcảbắccựcvànamcực,dẫnđếnnướcbiểndângcao,làmúngngậpnhiềuvùngvenbiểnrộnglớn,làmxâmnhậpmặnpháhoạimùamàng,ảnhhưởnglớnđếnđờisốngcủangườidân.Trongkhi

đó,ViệtNamcóđườngbờbiểndàihơn3200km,dân

cưtậptrungđn g tạicácvùngđồngbằngvenbiển,cáchoạt

độngkinhtếphụthuộcnhiềuvàonôngnghiệp,tài nguyênthiênnhiên

TheokhuyếncáocủaLiênhợpQuốc,ViệtNamlàmộttrongnămnướcảnhhưởnglớnnhất donướcbiểndâng.Nếunhiệtđộtráiđấtnónglên

thêm20CthìđồngbằngsôngCửuLongsẽmấtđến45%đất

canhtácvàcóđến20triệungườimấtnhàcửa.ĐặcbiệtthànhphốHồChíMinh,CầnThơ…làcácthànhphốbịđedọaảnhhưởngtriềucườngnhấttrênthếgiới.Trongnhữngnămgầnđây,triềucườnggâyúngngậpthànhphốngàycàngnhiều,nămsaucaohơnnămtrước,thờigian úngngậpkéodàinhiềungày hơntrongnăm Kéotheohệlụygâykhókhănchopháttriểnkinhtếxãhội

Những nlực để ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng trongthờigianquacủathếgiớiđãdẫntớimộtthôngđiệpmangtínhchiếnlược:đólàchúngtaưu tiên chonhững giải pháp thích ứng thích hợp một cách khoa học, nhằm giảmthiểu các tác động như xây dựng cáccông trình cứng như đê kè ven biển, đập ngănsông và các giải pháp công trìnhkhác Khi nghiên cứu biện pháp ngăn sông đểchống triều cường, một bộ phận phảinghĩ tới đó là cửa van Do đặc điểm của dòngchảy liên tục trên sông, yêu cầu về

thái,cảnhquanmàcáccửavantrênsôngphảisửdụngvớikhẩuđộlớn(thườngcóchiều

nămtrởlạiđây

Nhưvậy,việcxâydựngcáccn g trìnhtrênsn g rạchđểkiểmsoáttriềulàcònmớimẻởViệtNam.Nướctamớinghiêncứuvàxâydựngmộtvàicn g trìnhngănsn g nhưcn g trìnhThảoLongvớidạngcửavanclapetrụcdưới,cókhẩuđộ31,5m, chiềucaocột nước chỉđến4,2m.Vớicácloạicửa van

cókhẩuđộtrên40m,chiềuc a o c ộ t n ư ớ c t r ê n 1 0 m đangđượcn g h i ê n c ứ u v à h ầ u

n h ư c h ư a c ó k i n h nghiệmthiếtkếthicn g Đểđápứngđượcyêucầuvềquymcn g trìnhtrênsn g lớn,đápứngyêucầuthủylựccn g trìnhvàcấpđộgiaothn g thủy,chúngtaphảinghiêncứucácloạicửavancókhẩuđộtrên50m,chiềucaocộtnướccaohơn15m,vớicácgiảiphápđóngmởkhácnhau.Dođósựlựachọnhìnhthứccốngvớicửavantruyềnthốngkhn g cònphùhợpvớiđiềukiệnthựctế.Chínhvìvậyemchọnđềtàinghiêncứucủaluậnv

ăn:“Nghiêncứutínhtoánkếtcấuvàthiếtbịđóngmởcửavancổngkhẩuđộlớn”làr

ấtcấpbáchvàcầnthiết,gópphầnvàonghiêncứucửavankhẩuđộlớnhiệnnaycủaViệtNam

b Phạmvinghiêncứu:

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu cửa van cổng về cấu tạo,kếtcấu, phương pháp tính nguyên lý hoạt động đồng bộ cùng thiết bị đóng mở vàứngdụngvàocôngtrìnhcụthể.

đểnghiêncứuápdụngphùhợpvớiđiềukiệnthựctiễnkinhtế Sosánh,đềxuấtkế t cấ u cửa vanvà t h i ế t b ịđóngm ở p h ù hợpv ớ i côngtrình;

- Phântích,xâydựngcôngthứctínhvàsửdụngphầnmềmtínhtoánkếtcấu

cụthểvàrútrakếtluận

CHƯƠNGI.TỔNGQUANVỀCỬAVANVÀTHIẾT

BỊĐÓNGMỞ 1.1 Tổngquanvềcácloạicửavanápdụngchocôngtrìnhngănsông

1.1.1 Đặcđiểm,chứcnăngcủacửavankhẩuđộlớn

Việt Nam là quốc gia có khí hậu nhiệt đới gió mùa, lại có địa hình đadạng,với hàng trăm con sn g c h ả y r a b i ể n d ọ c s u ố t c h i ề u d à i

h ơ n 3 2 0 0 k m b ờ b i ể n t ừ Bắc vào Nam Các con sng đã mang đến

nôngnghiệp,côngnghiệp,thủyđiệnvàsinhhoạtởnướcta

Tuy nhiên, một khó khăn rất lớn là s ng thường nhiều nước vào mùa mưa,vàcạn kiệt, thiếu nước vào mùa khô, cộng với nước biển ngày càng dâng cao doảnhhưởngcủabiểnđổikhíhậu.Điềunàykhôngnhữnggâythiếunướcchocácsông,hồphục vụnông nghiệp, thủy điện mà còn khiến cho nước mặn xâm nhập vào sâutrong đất liền, ảnh hưởng rất lớn đếnsản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản vàđờisốngngườidân

Công trình trên sông chủ yếu dùng cửa van làm thành tường chắn hay gọilàbarietrênsông.Cáccửavanđượcđặtvàokhevanởcáctrụpinxâysẵn.Cácthiếtbịđóng mở được đặt trên đỉnh trụ pin để vận hành Việc khai thác công trình cóđạthiệu quả như thiếtkếhay khônglà phụ thuộc rất lớnvào độ tin cậy của quátrìnhvậnhành các cửa van trên công trình Nếu vận hành các cửa van có sự cố thì dẫnđến không những tổn hại lớn chocông trình mà còn gây tác hại cho sản xuất, đờisốngcủacảvùng

Để bảo đảm tốc độdòng chảy qua cn g t r ì n h v à đ á p ứ n g

đ ư ợ c y ê u c ầ u v ề cấpđộgiaothôngthủy,chúngtaphải xâydựng cáccôngtrìnhtrên sôngcókhẩuđộ

lớn có nơi lên trên 75m, độ tĩnh kh ng trên 9m tùy theo cấp độ giao thông thủycủatừng công trình, tải trọng lên tới hàng trăm tấn, thiết bị đóng mở với hành trìnhlớn.Chúng ta phải nghiên cứu sâu hơn về cửa van, thiết bị đóng mở và cải tiếncôngnghệ,nângcaokhảnăngnghiêncứuthiếtkếđểđápứngyêucầu mới.

Các lọaicửavancókhẩuđộlớnhơn45m

vàcóchiềucaotrên10mtuychưatừngđượcchếtạovàlắpđặttạiViệtNa mnhưngđãđượcápdụngởnhiềucôngtrìnhtrênsôngcủanhiềunướctrênthếgiới,vìvậyviệcnghiêncứu,ứngdụngvàocáccn g trìnhngăntriềuởnướctalàhoàntoànkhảthi.Sựứngdụngthànhcôngloạicửa vancó khẩuđộlớnchocáccông trìnhsẽmở rathời kỳmới

ứngdụngcôngnghệtiêntiếnchocáccôngtrìnhkiểmsóattriềuquymôlớn,giảmnhẹảnhhưởngcủatìnhtrạngnước biểndângtrongtươnglai

1.1.2.Phânloạicửavan

a Nhiệmvụ,chứcnăngcủacửavan

Cửava nl à m ộ t b ộ p h ậ n cơ k hí t h ủ y côngr ấ t q u a n t r ọ n g t r o n g c ô n g t r ì n

h thủy lợi, thủy điện nói chung và công trình kiểm soát triều, ngăn mặn giữ ngọt nóiriêng Cửa van được lắp đặt vàocác khoang của công trình thủy lợi, thủy điện,cóthểlàcốnglộthiên,haycốngngầm.Nhiệmvụcủacửavanlàđiềutiếtdòngchảyvàbảovệantoànchocôngtrìnhtrongquátrìnhsửdụng:đóngđểtrữnướctrongc ngtrình đầu mối, hồ chứa và mở để cấp nước tưới, cấp nước phát điện, thoát lũđiềutiết mực nước bảo vệ công trình Mặt khác cửa van được lắp ở các công trìnhtrênsng khi đóng để ngăn triều, giữ ngọt; khi mở để tiêu úng, điều tiết mực nước,phục

1 Cửavantrêncn g trìnhđầumối

Cng trình đầu mối là các cng trình đập cố định bằng bê tông hoặc đậpđất,mục đích là để trữ nước vào mùa mưa của một lưu vực để sử dụng vào mùakhô.Như vậy cửa van lắp đặt vào c ng trình khi đóng kín thì nó trở thành một phầncủathânđậpđểgiữnước,

Cửavanđầumốiđãcólịchsửpháttriểnhàngtrămnăm,cóhàngchụcloạikếtcấukhácnhaunhư:cửavanphn g trượt,cửavanphn g bánhxeko đứng,cửavancung,cửavanrẻquạt,cửavanmáinhà,cửasập,cửaclapetrụcdưới,cửavanchữnhân,cửavantrụđứng,trụngang,cửavantrống,cửavancổng ,

Mi cửavanđápứngchocácđiềukiện,đặcđiểmcủatừngcôngtrìnhcụthể

Hình 1.2 Cửa van ngăn sông

nghĩalàhaiphíacủacửavanbaogiờcũngcómựcnướcnhấtđịnh.Dođó,ápsuấtlêncửavankhônglớn,nhưngdokhẩuđộlớnnênbấtlợivềđộổnđịnh,trọnglượngcửavanlớn.Tuynhiênkhimởcửathườnglợidụnglúcđổidòng,nướcđứng,nênlựcđóngmởchỉlàtrọnglượngbảnthâncửa.Cácthiếtbịđóngmởcócôngsuấtđápứngđượclựcđóngmởnày

1.2 Cácnghiêncứuvàsửdụngcửavancókhẩuđộlớntrên thếgiới

Nhiềunướctrênthếgiới,đặcbiệtlàcácnướccósôngtiếpgiápvớibiển,cótác độngtừ triềudâng, đã nghiên cứuthiếtkế nhiềuloại cửavan để ngănsn g chốngúng ngập,bãolớn.Mộtsốloạicửavanđiểnhìnhnhư:

Cửa van cung trục đứng có kết cấu phần động với mặt cắt ngang dạnghìnhcung Khi hoạt động, cửa quay quanh trục th ng đứng đi qua tâm cối quay, lựctậptrungvềcối trụcdovậycửavancókhảnăngchịulựclớn

Cửa van loại này đã được áp dụng ở cng trình như cống Maeslant thuộcdựánDelta– HàLan(2cửavancungtrụcđứngcóbánkínhcửavan240m)

Có thể nói rằng đây là sự kỳ diệu của trí tuệ con người trong lĩnh vựcxâydựngcôngtrìnhthủy.TheoWIKIPEDIA,đâylàkếtcấuđộnglớnnhấthànhtinh

Công trình có tên gọi Maeslant Barrier được xây dựng như một lá chắnbảovệ vùng ven biển trước bão mạnh ở cảng Rotterdam, Hà Lan Hai cánh cửahìnhquạt, chắn trọn tuyến luồng tàu có chiều dài gần 300m, rộng 210m và chiềucao22m; trọng lượng gần 5500 tấn Tuyến luồng tàu, tại vị trí công trình, rộng360m vàsâu17m.Từ1997đếnnaytại

sáng màu đỏ và cửa van bắt đầu di chuyển đến vị trí giữa sông Thời gian đưacửavan từ khoang hầm ra đến giữa sông mất khoảng 15 phút Sau khi hai cửa van

nạpđầynướcvàđượchạxuốngđáysn g dướitácdụngcủatrọnglượngbảnthân

Mởcửavanđượcthựchiệntheoquytrìnhngượclại.Saukhimốiđedọatừbãođãq

u a , n ư ớ c ởcáck h o a n g đượcđẩyr a, c ử a v a n n ổ i l ê n v à d i c h u y ể n t h e o đườngcongvềvịtríbanđầucủamình T oà nbộquátrìnhnà yđượcgiámsátvà điều khiển bởi hệ thống B.O.S (hệ thống trợ giúp và ra quyết định) Hệ thống này tựđộng thu thập

dữ liệu, tiến hành mô phỏng tình huống trên máy tính và đưa ra quyếtđịnh

Tuycửavancónhiềuưuđiểm,nhưngtrongđiềukiệnViệtNamvềkt h u ậ t , kinhtế,quymôkhócóthểápdụngđược

2.Cửavancổnghaylưỡitrai(Visorgate)

Đâylàloạicửavancóhìnhdạngbántrụ,cánhcửaliênkếtgốibảnlềlênhaitrụpincủacôngtrình

Loạikếtcấucửacókhảnăngchịulựclớn,ổnđịnh,khicửamởcóthểchotàuthuyềndichuyểnquacôngtrình,lựcnânghạcửavancổngtươngđốinhỏ,doquátrìnhcửavanđóngmởquayquanhcốibảnlềchonênmộtphầntrọnglượng cửatruyềnlêngốiquay,khicửakéohếthànhtrìnhthìtrọnglượngcửavangâyảnhhưởnglênlựckéocànggiảm,quátrìnhbảodưỡngcửavanđượcthựchiệndễdàngvàt h u ậ n t i ệ n k h i c ử a v a n q u

a y l ê n t r ê n k h ỏ i m ặ t n ư ớ c K h i c ử a m ở cóđộtĩnhkhônglớn,thíchhợpchogiaothôngthủy.Ngoàira,mộtưuđiểmcủaloạicửanàylàcóthểđiềuchỉnhvịtríđặtcốiquaykhicầnđiềuchỉnhđộtĩnhkhn g củacửa.Tuy nhiênloại cửanày có hạnchế làcần khoảng không giantrụ pin lớn để bố

tríkhungđỡ.Phầnngưỡngtiếpxúcởđáycủacửavancổngvớicôngtrìnhtheomộtcungtrònchonênviệcbốtríkếtcấubảnđáycn g trìnhphứctạp

3 Cửavandạngthấukínhkéothẳngđứng

Loại cửa van này có dạng như cửa van phn g k é o t h n g đ ứ n g , c h ỉ

k h á c l à mặt chắn nước hình cong theo mặt ngang gần giống cửa van cổng Loạicửa này đãứng dụng vào công trình ngăn s ng Hartel, Hà Lan (một khoang cửarộng 49,3m vàmột khoang cửa rộng 98m, chiều cao cửa là 9,3m), đóng mở bằng xilanh thủy lực,hình1.5

Loạic ử a v a n c ó d ạ n g t h ấ u k í n h n ằ m nga ng, c â n b ằ n g , c ó độổnđịnhc a o

Hình1.5.CôngtrìnhH a r t e l Canal–HàLan.

Hình 1.6 Cửa van phẳng trên công trình

EMS-trong quátrìnhvậnhành,kếtcấucửalàmộttổhợpkết

cấugiànchonêngiảmđượctrọnglượngcửavan,chắcchắnnênkhẩu độđạtđến98m.Thiếtbịđóngmởđơngiản, quá trình bảo dưỡng cửa van được thực hiện dễ dàng và thuận tiện khi cửa vanđượckéolênkhỏimặtnước

Khi k o đứng đòi hỏi hành trình thiết bị đóng mở lớn, chịu gió lớn khineogiữtrêncao

4 Cửavanphẳngkéođứng

Các loại cửa này có mặt chắn nước dạng ph ng như các cửa van trêncôngtrình đầu mối Cửa van ph ng khẩu độ lớn k o đứng được sử dụng khá rộng rãitrênnhiều công trình như c ng trình Shinanogawa – Nhật Bản, đóng mở bằng tờicáp.Công trình trên sông EMS cộng hòa liên bang Đức đã sử dụng 5 cửa van ph ngkéothn g đứngcókhẩuđộđến63,5m,cao10,5m,vậnhànhbằngxilanhthủylực

Cửa van loại này có kết cấu mặt chắn nước là ph ng Do vậy kết cấutươngđối đơn giản, thiết kế và chế tạo dễ dàng, kết cấu công trình thủy cn g

trìnhngănsn g , nhấtlàsửdụngchocáckhoangcửa khôngcầngiaothôngthủy.Thiếtbịđóngmởchocửavannàycóthểlàbằngxilanhthủylựchoặctờicáp

Hình 1.7 Cống Haringvliet – Hà Lan

Hạn chế của loại cửa này là khi sử dụng cho khoang phục vụ giao thôngthìphải kéo lên cao, ảnh hưởng tới không gian của công trình, trụ pin thường rấtcaotheo cấp cn g t r ì n h g i a o t h n g N h ư v ậ y k h i s ử d ụ n g

m á y đ ó n g m ở b ằ n g x i l a n h thủy lực có hành trình lớn sẽ rất khókhăn, rất ít nhà máy có thể sản xuất và đáp ứngđược điều kiện vận hành Khi kéo lên cao thì diện tích chắngió lớn, mômen do giógâyrasẽtácdụng lêncôngtrìnhthủycn g

v à đặcbiệtkhicógióbão.Nhưvậyhìnhthứctoànbộcn g trình khn g đượchàihòakhiđộtĩnhkhn g đòihỏi lớn

Loạicửavannàyđượcứngdụngchomộtsốcôngtrình, tiêubiểu là cốngHaringvliet–

HàLan(17khoangbốtrí2lớpcửarộng56m),ĐậpUpperMeuseBỉ,đậpBraddock–M( 4

c ử a rộng33,53m),đậpIron–Romania(7 cửarộng21m)

Cửanàycókhảnăngchịulựclớn,cộtnướccao,lựcnâng

hạcửavancungcólợivềlựcvìquátrìnhcửavanđóngmởquayquanhcốibảnlềchonênmộtphần

Hình1.8.ĐậpUpperMeuse–Bỉ

trọnglượngcửatryềnlêngốiquay,hơnnữanhờbảnmặthìnhcungchonêncóthểlợidụngsứcnướcđểgiảmlựcnângcửavan,kếtcấucửavankhôngquáphứctạpchonênkhảnăngchếtạovàlắpđặtcóthểthựchiệnđượcdễdàng,quátrìnhbảodưỡngcửavanđượcthựchiệndễdàngvàthuậntiệnkhicửavanquaylênkhỏimặtnước.T u y n h i ê n h ạ n c h ế c ủ a c ử

a v a n l o ạ i n à y l à m ở q u a y l ê n t r ê n c h i ế m m ộ t khoảngk h ô n g g i a n c ủ a c ô n g t r ì

n h v à t ạ o t h à n h m ộ t t ấ m chắ ng i ó g â y ra l ự c t á c dụnglêncn g trình.Khiđộtĩnhkhn glớn,cánhvansẽrấtdài,hànhtrìnhđóngmởlớn,k h ó k h ă n c h o v i ệ c l ự a c h ọ n x i l a n h đón

gm ở v à g i ữ ổnđịnhđểđạtđộtĩnhkhôngkhitàuthuyềnqualại

6 Cửavanviênphânquay (rotarysegmentgate)

Kết cấu cửa van bằng thép gồm phần chắn nước có mặt cắt ngang làhìnhviên phân kín gắn vào hai đĩa hình trụ tròn quanh trục nằm ngang gắn trên haitrụpin

Hình 1.9 Đập sông Thames – Anh

Cửa có thể quay quanh trục nằm ngang trong phạm vi 1800và làm việc tại5vị trí khác nhau: (a) thân cửa nằm ngang sử dụng khi cần thông thuyền, (b) bảnmặtcửa nghiêng 450sử dụng khi chắn sóng và ngăn triều thấp, (c) bản mặt nghiêng

Thaotácđóngmởcửavanđượctiếnhànhkháthườngxuyênvàmi lầnnhưvậy trởthành màn xem thực sựhấp dẫn đối với khách du lịch Trong 21 năm, tổhợpnàyđãthựchiệnđóngmởtổngcộng92lần

Hình 1.10 Công trình EMS – Đức

Cn g trình ngănsn g EMS –

Đứctổngchiềudài476mcónhiệmvụngăntriềuởhạlưuvàbảođảmgiaothôngthủyphíathượng lưuvàomùa kiệt.Đâylàcôngtrìnhmớihoànthànhnăm2002trêncơsởrútkinhnghiệmcủacáccôngtrìnhcủaHàlanvàAnh,dođósửdụngtổhợpcửavanrấthợplý.Côngtrìnhbaogồm7

cửa, 2 cửa phục vụ cho mục đích giao thng thủy: một cửa van viên phân quay

rộng60mchophéptàuthuyềnchínhqualại,mộtcửacungrộng50mphụcvụchogiaothôngt h ủ y n ộ i địa,5 c ử a c ò n l ạ i đềul à c ử a v a n p h n g k o đứngr ộ n g t ừ 5 0 –

62,5m.Tấtcảcáccửavanđềuchuyểnđộngnhờvàohệthốngxilanhthủylựcđượcđiềukhiểntừphòng trungtâm

Cửa van viên phân quay có khẩu độ lớn, có góc quay làm việc lớn nêncửađáp ứng được hầu hết các yêu cầu của công trình mà các loại cửa khác khôngthểlàm được, đặc biệt là giao thông thủy, kết cấu cửa cứng và ổn định, không giớihạnchiều cao thông thuyền Có thể mở rộng khẩu độ cống lên đến 60m hoặc hơnnữa.Kết cấu trụ đỡ thấp, tạo vẻ đẹp và hài hòa cho công trình Cửa van có lực đẩynổilớn Có thể lợi dụng lực đẩy nổi để đóng mở cửa nhẹ nhàng và giảm áp lực lêngốiquaycủa cửa

Hình1.12.Mặtcắtngangkhoangcửathôngthuyềnchính

Hạnchếcủacửavanviênphânquaycókhẩu

độlớnlàtrọnglượngcửalớn.Vìkíchthướcmặtcắtngangđềunhausuốtcảchiềudàicửa,dođóđểc h ố n g lạimômen uốn và bảo đảm độ võng trong phạm vi cho ph p thì độ đặc của kết cấu phảilớn.N h ư n g n ế u t ă n g kícht h ư ớ c b a o

đ ể làmt ă n g độr n g k ế t c ấ u l ớ n t h ì b ị ảnhhưởngdochiềusâucộtnướcvàmặtđáycửasátvớinền.Nhượcđiểmnữalàkhivậnhành,trườnghợpchỉsửdụngxilanhthủylực,thìkhóvượtquađiểmchết,làđiểmđườngtâmxilanhthủylựcđiquatâmquaycửavan.Lúcđókhn g còncánhtay đòn tạo ramômenquay.Do vậy phải sửdụng nước dằn để đưa cửa vượt

quađiểmchết.Kếtcấuphầnthủycn g đòihỏitươngđốichínhxácđểbảovệđộkínkhíttrongquátrìnhvậnhành

7 Cửavanclapetrụcdưới:

Kết cấu cửa van có dạng kết cấu bản dầm, phía dưới cánh cửa bố trí cáccốiquay, các cối quay có thể gắn trực tiếp lên bản đáy cng trình hoặc lắp trên kếtcấudầmđịnhvị,trường hợpkhẩuđộlớn, cửavanđượcchếtạodạnghộpphao.Quá

trìnhvậnhành,cửavanquayquanhcốiquay,khingăngiữnướccửaquaylêntrênvàkhitháonướccửavanquayxuốngnằmsát đáycn g trình.

Tiêu biểu ứng dụng cửa van này là dự án xây dựng các công trình giảmnhẹlụt lội do triều cường cho thành phố Venice – Italia , hệ thống gồm 78 cửa vanbằngthép trên hệ thống xà lan, mi cửa cao từ 18 ÷ 28m, rộng 20m, dày 5m Cửa vanlàloạidạng Clape phao trục dưới khi cần tháo lũ thì bơm nước vào bụng cửa vanđểcửahạxuống,khicầnngăntriềuthìbơmnướcrakhỏibụngđểcửatựnổilên.Dự

Hình 1.13.DựánngăncáccửasôngởVenice–Italia

ánnàydựkiến làmtrong10nămvàtiêutốntới4,8tỷ USD

Cửavannàycókếtcấuđơngiản,lựcnânghạcửavancólợivềlựcvìquátrìnhcửavanđóngmởquayquanhcốibảnlề chonênmộtphầntrọnglượngcửatryềnlêncốiquay,nếucửaphaothìsửdụngđượcsứcđẩynổitrongnướcnêncóthểt h i ế t k ế đóng

m ở t ự động.K h i m ở c ử a v a n n ằ m s á t đáyc n g t r ì n h c h o n ê n khôngchiếmmấtkhônggiancủacôngtrình

Loại cửa van này có hai cách đóng mở: xi lanh đẩy từ dưới lên hoặcdùngchân chống cóthiết bị giúp đóng mở Ưu điểm là không cần trụ đỡ nên vì thếmàkhông ảnh hưởng đến dòng chảy tự nhiên lại chống được triều cường Điều đóđòihỏiphảicó hệthốngngầmdướiđểcấpdầuchoxilanhthủylực

Hạn chế của loại cửa này là quá trình làm việc của cửa van luôn nằmtrongnước cho nên rất khó khăn trong việc bảo dưỡng và sửa chữa.Đối với cửa vancókếtcấulớnđòihỏiphảicóhệthốngống thn g hơiđểgiảmlựcchânkhôngkhi nânghạ cửa van.Cửa van sử dụng cơ cấu đóng mở đẩy dưới thì hệ thống công trình thủycông hết sức phức tạp, việc làm kínnước vào đường hầm, việc dẫn dòng thủy lựcvào xi lanh là những vấn đề không dễkhắc phục Cửa van chỉ thích hợp khi phía hạlưu của cửa có độ dốc để tạo vị trínằm ngang của cửa khi mở hết Mi cửa có haiđiểm chống nên thân cửa van (mặtcắt ngang) không quá dầy để có thể nằm sátngưỡng đáy cho tàu thuyền đi lại, màkhông phải có chiều sâu lõm dưới ngưỡng saucửa quá lớn, để chống lắng đọng bùn cát Đối với cửa vankéo trên thì phải xây trụlớn để lắp xi lanh Do vậy kích thước cửa bị hạn chế và chiều sâu cộtnước khôngquá lớn Việc cân đối kích thước cửa phù hợp với công trình là rất khókhăn, nhất làcôngtrìnhcócộtnướccaotrên6m

Hình 1.15 Đập Thảo Long được xây dựng theo công nghệ đập trụ đỡ

1.3 CửavantrongcáccôngtrìnhngănsôngởViệtNam

Khixâydựngcáccôngtrìnhcócửavantrên

cáckênhrạch,sôngnhỏởđồngbằngsôngCửuLongvà miềntrungởnướcta,đãsửdụngcôngnghệđậptrụđỡ.Nguyênlýcủa đậptrụđỡlàđưatoàn bộlựctácdụngvào

côngtrìnhvềcáctrụriêng

biệt,

sauđótruyềnxuốngnềnthn g quađàicọcvàhệcọcđóngsâuvàonền.Chốngthấmchocôngtrìnhlàhàngcừđóngsâuvàonềnđấtvàđầucừđượcliênkếtvớidầmđỡvanvàđàicọc.Giữacáctrụpinlàcửavan.Dầmđỡvanlàkếtcấuliênkếtkínnướcvớiđầucừvàđồngthờilàkếtcấukínnướcgiữacửavanvàcôngtrình,haiđầudầmvangáclênbệtrụpin.Ưuđiểmcủađậptrụđỡlàgiảmchiphíđầutưxâydựng,đặcbiệtcóhiệuquảcaokhingăncácsn g

l ớ n Côngnghệngănsn g nàyđượcthửnghiệmtừngbướcởcáccôngtrìnhnhỏđếnlớnnhưcn g trìnhPhóSinh,SôngCuivàhiệuquảcủaứngdụngcôngnghệmới

nàythểhiệnrấtrõkhixâydựngđậpThảoLong–

Huếvớichiềurộngth n g nước472,5m.Cốnggồm15khoang, mi k h o a n g r ộ n

g 3 1 , 5 m v à â u t h u y ề n r ộ n g 8 m Đâylàc n g t r ì n h n g ă n m ặ n g i ữ ngọtlớnnhất Đng NamÁ

Nhờứngdụngcôngnghệđậptrụđỡnênđãtiếtkiệmđượckinhphíđầutư

tới35%sovớicốngtruyềnthống

Côngnghệđậpxàlanđượcứngdụngđểxâydựngcáccn g trìnhngănsn gởcáccốngvùngtriềucóchênhlệchcộtnướcnhỏhơn3mvàcóđịachấtmềmyếu.

g truyềnthốngkhẩuđộvàcộtápkhn g lớnnhưđãnêutrênvàmớinhấtvẫnlàc ng trình ThảoLong sử dụng cửa van dạng clape trục dưới, có khoang cửa 31,5mchiều cao cột nước 4,3m, đóng mở bằng xi

lanh thủy lực Một đề tài nghiên cứukhoa học cấp nhà nước (2009-2010)“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vậnhành một số cửa van kiểu mới phục vụ chống ngập úng khu vực TP Hồ ChíMinh”do Viện Khoa Thủy Lợi kết hợp với trường Đại

học Thủy Lợi, Đại học BáchKhoathực hiện.Đềtàiđã nghiêncứuvàđềxuất mộtsốloạicửa vankhẩuđộvàcột

1.4 Thiếtbịđóngmở cửavan[1]

Để cửa van khẩu độ lớn hoạt động được, người ta sử dụng các thiết bịđóngmở cưỡng bức, sử dụng năng lượng điện, hoặc động cơ đốt trong Các cửavan vùngtriều, có kích thước nhỏ, cũng có thể lợi dụng dùng dòng triều thay đổi để đóngmởgọilàcửavanthủylựctựđộngvùngtriều

Chức năng chính của một thiết bị đóng mở cửa van là sử dụng một lựcvậnhànhlớnvớinguồncungcấpnănglượngtừbênngoài.Lựcnàylàcầnthiếtđểthắngtrọng lượngcủa các bộ phận chuyển động, lực ma sát do áp lực nước tác độnglêncửavantruyềnđếngốitựđộngvàgioăngkínnước,áplựcthủyđộngvàtảitrọngkh

n g thườngxuyênhoặcbấtthườnggâyra

Công trình khai thác có tốt hay khng, có đạt được mục tiêu thiết kếhaykhông là phụ thuộc vào sự vận hành cửa van Thiết bị đóng mở cửa van phảiphùhợp với loại kết cấu cửa, quđạo chuyển động, phù hợp tải trọng nâng, mitrườngkhắc nghiệt và các điều kiện cụ thể khác của chế độ làm việc của cửa vantrên côngtrình thuỷ Đối với máy đóng mở cửa van trên thế giới và trong nước hiệnnay gồmcó các loại chính: thiết bị đóng mở kiểu vít me - đai ốc, kiểu thanh răngbánh răng,kiểudâymềmvàkiểuđóngmở bằngxylanhthủylực

1.4.1 Thiếtbịđóngmởcửavítme

Vítmelàcơcấutrụcvítănkhớpvớiđaiốc,khiđaiốcquaytạichsẽđẩyvít mechuyển động tịnh tiến, sẽ kéo theo cửa van gắn ở đầu vít me chuyển độngtheo Đai

ốc được tựa trên các ổ bi và truyền tải trọng vào hộp chịu lực xuống nền.Trục vít

me thường rất dài so với đường kính của nó, có ren hình thang hoặchìnhchữnhậtđểchịuáplựccao

Hình 1.17 Thiết bị đóng mở vít chạy điện- quay tay

Ưuđiểm:Cácloạithiếtbịđóngmởcửavankiểuvítme-đaiốccókếtcấucứng,cókhảnăngtănglựcấnkhiđóngcửaxuốngtậnngưỡng.Dùngđểnânghạcácloạ

icửavan phn g kéothn g đứng.Dễchếtạo,giáthànhrẻ,bền vàdễthaythế.Nhược điểm củamáy nâng vít: thiết bị cóhiệu suất rất thấp Khi vítm e

v à đai ốc chế tạo khng chính xác, các bước vít khn g đ ề u n h a u , k h ô n g

t h n g g ó c , s ẽ gây ra ma sát và lực kẹt lớn Ngay cả khi chế tạo chính xácnhưng lắp đặt trên côngtrình không cân bằng cũng gây ra lực kẹt Vì vậy cầnnghiên cứu thiết kế các bộphận ổ đỡ có khả năng tự lựa Khi chiều cao nâng lớn,các vít me nhô lên cao khôngbảo đảm mt h u ậ t , d ễ b ị c o n g t r ụ c k h i c ó

l ự c x ô n g a n g t á c đ ộ n g K h i t ả i t r ọ n g

l ớ n , kếtcấucủamáynặngnề,côngsuấtđộngcơlớn

n t r u y ề n độngbánhrăngthanhrăngkhn g cókhảnăngtựhãm,vìvậythườngdùngđểnângcửavanphn g trêncôngtrìnhthuỷcóchiềucaonângkhônglớnvàcókếthợpbộtruyềnbánhvíttrụcvít.

Thiết bị kiểu di động: là cầu trục, cổng trục, cần trục dùng kết hợp đóngmởnhiềucửavanvàlắprápsửachữacácthiếtbịcơđiệntrêncôngtrình Trênmáytrụccó cơ cấu tờicáp liên kết với một cơ cấu chuyên dùng, thực hiện việc đóng mở cửavan.

Thiếtbịkiểucốđịnh:làloạitờicápbaogồmcảtờiđiệnvàtờitayđặtcốđịnhphíatrênđỉnhcửavan.Nguyênlýloạinàylàdùnghaitangsongsonghoặcđồngtrụ

cđểcuốnnhảcáp,đặtcốđịnhtrênđỉnhcửavanđểthựchiệnđóngmởcửa

Ưu điểm của thiết bị đóng mở dây mềm: Dễ lắp đặt và điều chỉnh Cókhảnăng tăng bội suất pa lăng để giảm lực trong dây cáp Không bị hạn chế tốcđộnâng, hiệu suất bộ truyền cao, tiết kiệm được công suất máy Có khả năng tựđộnghoá, thời gian đóng mở cửa van nhanh, an toàn khi hạ cửa, lắp đặt trên côngtrìnhgọn gàng, giá thành rẻ, không bị ảnh hưởng bởi khoảng cách từ đỉnh cửa đếncaotrìnhđặtmáy

Hình 1.20 Máy đónmở kiểu xilanh thuỷ l c.

Thiếtbị

đóngmởnàyápdụnghiệuquảchocửavancungt r ê n t r à n k h i khoangcửalớn,nânghạcửavanphn g sửachữatrongcáccn g trìnhthủyđiện

Nhược điểm: Khó sử dụng trong trường hợp cửa van không tự đóngbằngtrọng lượng bản thân Sơ đồ bố trí hệ thống dây cáp khá phức tạp, nhất là đốivớicác cửa van chịu tải lớn cần tăng bội suất pa lăng Khi trọng lượng cửa kh ng

đủ đểtựđóng,phảithêmgiatrọnghoặcphải mắccápphứctạp

1.4.4 Thiếtbịđóngmởkiểuxilanht h u ỷ lực

Thiết bị làm việc dựa trên nguyên lý thuỷ lực thể tích (thuỷ tĩnh) M itrườngtruyền lực là chất lỏng Áp lực chất lỏng được bơm vào xi lanhp lên pít tng,đẩycho pít tông chuyển động qua lại trong xi lanh Cán pít tôngmột đầu liên kết vớipíttông, đầu còn lạiliên kết với cửa van bằng chốt, do vậy cửa van cũng được chuyểnđộngtheo và thực hiện nhiệm vụ đóng mở cửa van Trên vỏ xi lanh có tai ở đui,trục trênthân hoặc ổ cầu ở đầu để lắp với bộ phận cố địnhtrên công trình bằngbulông.Nhờđómàxilanhthựchiệnhaichuyểnđộng:chuyểnđộngtịnhtiếncủapíttn

g trongxylanhvàđồngthời gâyrachuyển độngquaykhi cócánh tayđòn; cònởcửavan

năng điều chỉnh vô cấp, đóng mở được cửa van có tải trọng lớn Có khả năngkhốngchế lực nâng một cách dễ dàng, an toàn Thiết bị đóng mở thuỷ lực làm việc cảhaichiềurấtlinhhoạt,khảnăngtựđộng hóacao.

Nhượcđiểmcủathiếtbịđóng

mởxilanhthuỷlựclàhệthốngđườngốngdẫndầuthườngrấtphứctạp,rấtdàivàxilanhcn gtácđặtxamáybơmvàbểdầu,dođótổnthấtthuỷlựcđườngốngkhálớn,mặtkhácdễxẩyrasựcốròrỉdầuquacáccútnối.Chỉcầncósựcốnhỏtrênđườngốnglàxylanhthủylựckhônglàmviệcđược.Tr ên hệ th ốn g đườngốngl ắ p g h é p k há n hi ều va n điềuk h i ể n, s ự cu ng cấp điệnđếncáchệthốngđiềukhiểnkháphứctạp.Xilanhthuỷlựcdùngởcôngtrìnhthuỷlợiphứctạphơndùngởlĩnhvựckhác.Mi trườnglàmviệccóđộẩmrấtcao,thậmchícóđộmặnrấtlớnnhưởcáccốngvùngtriềunêncácchitiếtđượcchếtạotừthp đendễbịănmòn

Kếtluận:

QuachươngnàytácgiảđãtổngkếttoànbộvềcáccửavankhẩuđộlớnvàcácthiếtbịđóngmởđãđượcápdụngởtrênthếgiớivàởViệtNammàtácgiảđãnghiêncứu,thuthậpđược

Đãphântíchcácưunhượcđiểmvềcấutạo,cácđặctínhriêngcủatừngloại,ưunhược điểm khi sửdụng, trong đó có cả cửa van cổng mà tác giả lấy làm đối tượngnghiêncứutrongluậnvăn

Trongcn g trìnhngănsn g lớn,cửavanthườngrấtrộngvàcónhữngđặctínhkthuật phức tạp hơn nhiều so với các c ng trình th ng thường Các nước trên thế

giớiđãứngdụngthànhcôngcácloạicửavancókhẩuđộhàngtrămmt , cộtnướccaotrên15m.Vìvậyviệcnghiêncứusâucửavancổngđểứngdụngvàocáccôngtrìnhtrênsôngvenbiểnchốngtriềucườnglàcầnthiết

ÁNCỬAVANCỔNG 2.1 Lƣạchọngiảiphápkếtcấucửavan

2.1.1 Kếtcấucửavan

Cửa vancódạngbántrụ,cánhcửaliên kết cốibảnlềlắptrênhaitrụpincủa

Hình2.1.Cửavancổn khimở(hìnhtrên);khiđón (hìnhdưới)

côngtrình.Ởvịtríđóng,lácánhcửaépxuốngngưỡngbêtôngcódạnghìnhvànhkhăn.Ởvịtrímở,khikhn g ngăngiữnước,cửađượcquaylênxungquanhkhớpquaybảnlềchođếnkhicửađạtđượcđộtĩnhkhn g yêucầuđểchophéptàulớnvượtquadướilòngcánhcửa.

Loạikếtcấucửavancổngcókhảnăngchịulựclớn.Đểtạođiềukiệnchoviệcchếtạo,vậnchuyển,lắpđặt,ngườitathườngthiếtkếcửacổngthànhhaimảnh.Haimảnhđượcliênkếtvớinhautạiđỉnhbằngkhớpbảnlề.Vìđườngtâmcủacửacó dạng hình tròn nên đây là trục hợp lý của dạng vòm ba khớp chịu tải trọng

vuônggócvớitrụcvòm.Trụchợplýcủavòmcónghĩalàthểtíchcủavòmcógiátrịnhỏnhấtmàvẫnđảmbảođượcđiềukiệnbền[7].Haymômenuốnvàlựccắttạitấtcảcáctiếtdiệnđềubằngkhông.Dovậysovớicửavanphn g cùngkhẩuđộthìcửacổngtốthơnvìk

hn g chịuuốn,chịucắtmàchỉchịunén

Khic ử a m ở c ó t h ể c h o t à u t h u y ề n d i c h u y ể n q u a c ô n g t r ì n h d ễ d à n g , l

ự c nâng hạ cửa van cổng có lợi về lực do quá trình cửa van đóng mở quay quanh gốibản lề, cho nên một phần trọnglượng cửa truyền lên gối quay, khi cửa kéo hết hànhtrình thì trọng lượng cửa van gây ảnh hưởng lên lựckéo càng giảm, nhưng trọnglượng cửa tác dụng lên trục gối quay cửa càng lớn Quá trình bảodưỡng cửa vanđượcthựchiệndễ dàng vàthuậntiệnkhicửavanquaylêntrênkhỏimặt nước

Mộtlợithế nữacủacửavancổng làcóthểđiều

chỉnhđộtĩnhkhn g caolênkhithayđổivịtríđặtcốiquay.Ởvịtrícửađóng,nếugốiđỡđượclắpđặtcaodầntheoch iề u c a o c ử a , t h ì k hi m ở độtĩnhk h n g c à n g c a o dầ nl ê n s o v ớ i

m ặ t n ư ớ c chuẩn

Tuynhiênloạic ử a nàycóhạnch ế l à cầnk h o ả n g khônggiantrụ p i n lớn,phầnngưỡngtiếpxúcởđáycủacửavancổngvớicôngtrìnhtheomộtcungtròn,vìvậyviệcbốtríkếtcấubảnđáycủacôngtrìnhthủycôngphứctạp,nềnmónglớn.Cầncóphầnkếtcấuthủycn g đểlắpđặttờiđiện,cáccụmròngrọcđỡcápdẫnhướngkhi

đóngmởvàphầndẫnhướng

đểgiữổnđịnhchocửavan.Hệthốnggốibảnlềthườngngâmtrongnước,cókíchthướclớn,chịutảilớn.Dovậyviệcgiacố,

Hình2.2.Sơđồ kếtcấucửa

Hình 2.3 Cửa van có thép bưng 1 phía (phải) và cửa ốp cả 2 phía (trái)

1 Kếtcấuthépthâncửavan

Thân cửa van có dạng lá uốn cong theo nửa đường tròn Mặt cắt đứnghoàntoàn giống cửa van ph ng Ở đây bố trí các dầm chính để chịu toàn bộ tảitrọng vàtruyền tải trọng xuống gối quay Bản mặt cũng có tấm th p bưng, dầm phụđứng

vàngangc h ị u t ả i t r ọ n g c ụ c b ộ T u y n h i ê n d ầ m c h í n h , d ầ m p h ụ , t h p b ư n g đề

uu ố n

cong theo bán kính R của cửa Mặt th p bưng có thể lắp về một phía và cũng cóthểlắp cả hai phía Lắp về một phía, dạng hở, thường là nằm về phía có cột áp caohơn.Kết cấu dạng này có ưu điểm là dễ chế tạo, công nghệ hàn không phức tạp, sơn phủbảo vệ dễ dàng Tuy nhiênlực đẩy nổi nhỏ, nên mở nặng Loại kết cấu thứ hai là haimặt đều có th p bưng Dạng này là kiểuhộp kín, khả năng chịu lực tốt, chiều dầymặtcắt cửa sẽn h ỏ T h ể t í c h c h i ế m

dạngvìchốtbảnlềliênkếthaimảnhnày.Cóthểlắpthêmthanhcăng

6 5 4 3 2 1

nốihaitấmnhằmtiếpnhậnlựcxôvàchịulựcdọc.Mặtkhácnhờchốtbảnlềliênkết haimảnh mà khi lắp gối quay áp suất trên toàn bộ bạc đỡ được phân bố đều; cóthểbùtrừsaisốgiữachếtạovàlắp đặt

2 Sơđồkếtcấugốiquay

Hình2.4.Gốiquaycửa vancổng

1:Buln g móng2:Đế

3:Tailắpđế4: Trục gối quay5:Bạccầu6:Tailắpcửavan

Mi cửa van có hai gối quay, gối quay của cửa van cổng không bị côngxon.gối quay gồm hai phần; phần lắp xuống nền làm điểm tựa cho cửa quay, nhận vàtruyền tải trọng cửa vanxuống nền Kết cấu phần này gồm đế và hai tai để lắp trụcquay Phần gối quay thứhai lắp vào cửa van, bên trong làm ộ t b ạ c t r ụ , b ọ c b ê n ngoàilàkhớpcầu

3 Sơđồbốtrícơcấuđóngmở

Khi cửa van cổng đóng, thân van ở tư thế nằm ngang, gối quay nằm ởchâncửa,hình2.2.Khimở,cánhcửacổngđượcquayquanhtrụcgốiquay.Nhưvâybộ