SÁNG KIẾN CẢI TIẾN VẬT LIỆU PHAI THÉP VÀ DÀN ĐÓNG MỞ CÔNG TY TNHH KHAI THÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI BÌNH ĐỊNH PHÒNG KỸ THUẬT SÁNG KIẾN CẢI TIẾN VẬT LIỆU PHAI VÀ DÀN ĐÓNG MỞ PHAI ĐẬP DÂNG Tháng 9 năm 2015 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến Công ty TNHH Khai thác công trình thủy lợi Bình Định Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Công trình thủy lợi Tác giả sáng kiến Huỳnh Văn Trung Ngày sáng kiến được thử nghiệm 1582013 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu 17122014 1 Phai thép đập dâng Hiện nay, Công ty.
CƠNG TY TNHH KHAI THÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI BÌNH ĐỊNH PHÒNG KỸ THUẬT SÁNG KIẾN CẢI TIẾN VẬT LIỆU PHAI VÀ DÀN ĐÓNG MỞ PHAI ĐẬP DÂNG Tháng năm 2015 Chủ đầu tư tạo sáng kiến Cơng ty TNHH Khai thác cơng trình thủy lợi Bình Định Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Cơng trình thủy lợi Tác giả sáng kiến: Huỳnh Văn Trung Ngày sáng kiến thử nghiệm: 15/8/2013 Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu: 17/12/2014 Phai thép đập dâng • Hiện nay, Cơng ty TNHH Khai thác cơng trình thủy lợi Bình Định quản hệ thống cơng trình thủy lợi lớn nhỏ địa bàn tồn tỉnh, bao gồm 24 đập dâng lớn hệ thống sông Kone, sông Lại Giang sơng La Tinh Với số đập dâng đó, hàng năm Cơng ty có nhu cầu sử dụng lượng gỗ tương đối lớn làm ván phai vận hành Trong đó, thực trạng rừng đầu nguồn nước ta bị khai thác bừa bãi, tài nguyên rừng cạn kiệt, vật liệu gỗ trở nên khan • Trước tình hình đó, lãnh đạo Cơng ty u cầu Phòng Kỹ thuật nghiên cứu phương án đưa loại vật liệu khác thay cho gỗ để làm ván phai đập dâng, cho kích thước, trọng lượng không thay đổi so với gỗ, độ bền cao, giá thành tương đối thấp… Đập Thạnh Hòa cao 2.5m, gồm 35 cửa, cửa rộng 2m; sử dụng 875 phai Phai gỗ sau thời gian sử dụng bị hư hỏng • Sau nhận yêu cầu, với cương vị lãnh đạo Phịng, tơi có nhiều trăn trở, sức nghiên cứu, tính tốn cuối đến thống phương án sử dụng vật liệu thép thay cho gỗ Với hệ thống đập dâng sông tương đối lớn, bước đầu tính tốn thử nghiệm đại diện cho đập Thạnh Hịa đập có quy mơ lớn, số lượng ván phai sử dụng nhiều (875 t), đồng thời vi trí đập thuận tiện cho việc lại khảo sát, kiểm tra, thử nghiệm …; sau thành cơng có hướng nhân rộng đập dâng khác • Đập Thạnh Hịa vốn có 35 cửa đóng mở phai gỗ Kích thước cữa B=2m Chiều cao đập H=2,5m Kích thước khe phai (BxL)=(12x14)cm Để đảm bảo điều kiện đặt ra, phai thép sơ chọn sau: Chiều cao phai thép H=0.2m Chiều dài phai thép L=2,24m Kết cấu phai thép gồm sắt hình chữ U5 KT( 50x26x3,5)mm chịu lực, dài L=2,24m Thanh thép phụ đứng cao H=0,193m thép U5 KT( 50x26x3,5)mm gồm Thép mặt dày 3mm Sau phần gia công thô, phai thép quét phủ hắc ín bảo vệ mặt Phai thép thực tế sau gia công chế tạo Sơ họa kết cấu kích thước phai thép Các tính tốn cụ thể khả chịu lực phai thép: • Thứ nhất: Tính tốn khả chịu uốn dầm chính: a/Chọn trường hợp tính tốn: Tính tốn cho phai thép sát đáy đập Chiều cao cột nước H=2,5m ( Bằng đỉnh đập) Đập đóng hồn tồn để tưới b/ Sơ đồ tính tốn: Ta có Lo = 2m Xem lực phân bố toàn chiều rộng cửa đập: Xác định lực phân bố qi qi= α H a Với: - α: Trọng lượng riêng nước, α=10 KN/m3 H= (H1+H2)/2=(2,3+2,5)/2=2,4m Chiều cao phai thép a=0,2m qi= 10 2,4 0,2=4,8KN/m Mô men lớn dầm Mmax=qi Lo2/8= 4,8x22/8=2,40 KNm Lực cắt lớn đầu dầm: Qmax= qi Lo/2=2,4 /2=2,4 KN c/ Kiểm tra điều kiện chịu uốn: Để đảm bảo phai thép không bị uốn cong phải thỏa mãn biểu thức sau α= Mmax/Wx [ Ru]= 2.100 Dan/cm2 • Vậy dầm chịu lực khơng đảm bảo * Trường hợp Bản mặt kết hợp với dầm tham gia chịu lực: • MẶT CẮT NGANG TIẾT DIỆN THÉP TÍNH TỐN • Xác định Yc: Yc: Khoảng cách từ trục X đến trục trung hòa Xc Yc= Yc = ((0,15*0,3*20)+(0,475*0,35*2,6.2)+(2,8*0,35*4,3*2)+(5,47 *0,35*2,6*2))/ (0,3*20 )+(0,35*2,6.2)+(0,35*4,3.2) + (0,35*2,6*2)=1,59 cm • Xác định Mơ men qn tính Jx Jx =Jx + Y2 F Với: Y: Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt tính tốn đến tâm trục trung hịa F: Diện tích mặt cắt tính tốn • Ta chia mặt cắt tính tốn thành hình: Gồm hình chữ nhật lớn có kích thước (BxH)=(20x5,3)cm, 01 hình chữ nhật nhỏ: có cạnh ( bxh)= (14,8x5)cm, 01 hình chữ nhật có cạnh ( bxh)= (2,25x4,3)cm Ta có: Jx= Jx’ – ( Jx”+ 2Jx’’’) Jx’ = (20.5,33/12) + (1,062 20 5,3)= 367,22 cm4 Jx” = (14,8.53/12) + (1,212 14,8.5)= 261,51 cm4 Jx’’’ = ((2,25.4,33/12) + (1,212 2,25.4,3)).2= 58,14 cm4 Vậy Jx= 46,57 cm4 Wx= Jx/ Yc’ Với Yc’ = H - Yc= 5,3-1,59=3,71 cm Wx= Jx/ Yc’ = 46,57/ 3,71= 12,55 cm3 [ Ru]: Cường độ chịu uốn Thép cho phép, Với thép CT3, [ Ru]=2.100 DaN/cm2 α= Mmax/Wx = 2,4.104/12,55 =1.912 Dan/cm2 < [ Ru] =2.100 Dan/cm2 • Vậy với điều kiện mặt tham gia chịu lực với dầm đảm bảo điều kiện chịu uốn Thứ hai: Kiểm tra điều kiện chịu cắt đầu dầm: • Để đảm bảo phai thép không Qbị cắt đầu dầm phải thỏa mãn biểu S max max [ Rc] thức sau: Jx.b Ta có cơng thức sau: • Trong đó: - Jx: mơmen qn tính tiết diện đầu dầm - S0 : mômen tĩnh tiết diện đầu dầm - Qmax: Lực cắt lớn đầu dầm - δb: Chiều dày Với So = = (2,5* 5*5,2) – (2,15* 4,5*4,3)= 23,40 cm2 Jx= 24,35 cm4 δb =0,35cm Ta có: max = (2,4*100*23,4)/(24,35*0,35)=658,96Dan/cm2 =2 nên ta tính tựa lên cạnh Bản mặt tính sau( Xét dải có bề rộng 1m) Ta có δ = M/Wbm = 0,61 b Pi/mRu (*) Trong đó: m: Hệ số điều kiện làm việc, m=1 Pi: Cường độ áp lực tác dụng lên tâm ô b: cạnh ngắn bản, b=20 cm a: Cạnh dài Ơ bản, a=40 cm Ru: Cường độ chịu uốn thép làm mặt; Ru=2.100 DaN/cm2 Ta có Pi = qi/S qi = 4,8 100 DaN S=a.b=40 20= 800 Cm2 S: Diện tích chịu lực có cạnh a,b Nên Pi= 4,8.100/ 800=0,6 Dan/ cm2 Thế giá trị vào biểu thức (*) ta có δbm>= 0,61* 20* 0,6/2100 = 0,206 cm Vậy ta chọn thép mặt dày δbm=3mm đảm bảo chịu lực Kết luận: Với kết cấu thép chọn đảm bảo điều kiện chịu lực • Kiểm tra đẩy nổi: Tấm phai thép chìm lực đẩy Archimedes nhỏ trọng lượng phai FAgiá thành phai gỗ đơn vị thời gian sử dụng = 83.930đồng/năm; Trong giá thành phai thép tính tốn thời điểm = 980.000 đồng/13 năm => giá thành đơn vị thời gian sử dụng phai thép = 75.385 đồng/năm So sánh hai kết quả, nhận thấy, giá thành phai thép thấp so với ván phai gỗ tính đơn vị thời gian sử dụng Khơng vậy, bề mặt phai thép có độ phẳng tốt, đảm bảo độ khít để giữ nước nên đóng đập sử dụng hàng phai; ưu hẳn ván phai gỗ với bề mặt dễ bị gồ ghề, cong vênh, lồi lõm, đóng đập phải sử dụng đồng thời hai hàng phai, long lớp đất đảm khảo độ khít, gây tốn không nhỏ công sức tiền bạc hàng năm Hiệu quả: + Đối với phai thép: Giảm sử dụng gỗ làm phai góp phần bảo vệ rừng, bảo vệ mơi trường sinh thái Giá tính theo năm rẻ gỗ phai Độ bền sử dụng cao nhiều so với phai gỗ Bảo quản kho đơn giản phai gỗ khơng cần biện pháp diệt mối chống cháy Vận chuyển nhẹ nhàng, dễ phai gỗ + Đối với Dàn đóng mở: Mở phai pa lăng nhẹ nhàng mở người với móc, xà beng… Rất an tồn so với mở thủ cơng lâu nay, có lúc bật đầu ván phai kéo theo công nhân văng xuống đập nguy hiểm Dàn đóng mở di chuyển nhẹ nhàng bánh xe, tháo lắp dễ dàng Việc ứng dụng phai thép vào thực tiễn sản xuất mang lại hiệu cao kỹ thuật, kinh tế mà cịn góp phần giảm thiểu việc sử dụng gỗ tự nhiên, nạn khai thác, tàn phá rừng bừa bãi, đóng góp tích cực việc bảo vệ tài ngun, môi trường, giảm sức tàn phá thiên tai Dàn đóng mở có kết cấu đơn giản, vận hành thuận tiện, di chuyển nhẹ nhàng bánh xe nhỏ Việc đóng thả phai dàn đóng mở giải phóng đáng kể sức lao động, đem lại an tồn cho người cơng nhân vận hành, đồng tình, hoan nghênh anh em quản lý đập Tôi xin cam đoan thông tin nêu đơn trung thực, thật hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật./ ... Phai thép đập dâng • Hiện nay, Cơng ty TNHH Khai thác cơng trình thủy lợi Bình Định quản hệ thống cơng trình thủy lợi lớn nhỏ địa bàn tồn tỉnh, bao gồm 24 đập dâng lớn hệ thống sông Kone, sông Lại... cuối đến thống phương án sử dụng vật liệu thép thay cho gỗ Với hệ thống đập dâng sông tương đối lớn, bước đầu tính tốn thử nghiệm đại diện cho đập Thạnh Hịa đập có quy mơ lớn, số lượng ván phai sử... dàn đóng mở sử dụng thí điểm đập dâng Thanh Hịa 1, lâu dài nhân rộng đồng cho toàn hệ thống đập dâng Công ty quản lý - Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: Phai thép có kích thước, kết
