Phương pháp xác định trọng tâm cửa van phẳng kéo đứng tại hiện trường

Bài viết Phương pháp xác định trọng tâm cửa van phẳng kéo đứng tại hiện trường đề xuất sử dụng phương pháp cân cửa van để xác định trọng tâm cửa van ngoài hiện trường, vừa đơn giản nhưng hiệu quả và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Do chưa có điều kiện kiểm chứng trên thực tế nên các tác giả đã sử dụng phần mềm để mô phỏng nhằm cụ thể hóa phương pháp đề xuất.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM CỬA VAN PHẲNG KÉO ĐỨNG TẠI HIỆN TRƯỜNG Khúc Hồng Vân1, Bùi Thị Kiều Giang2, Nguyễn Danh Thuận2 Trường Đại học Thủy lợi, email: Buikieugiangpt@gmail.com Sinh viên Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi ĐẶT VẤN ĐỀ Các cơng trình kiểm sốt nước Đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) thường có quy mơ lớn nên địi hỏi cửa van điều tiết phải có độ từ 30 m đến 60 m lớn Cửa van phẳng kéo đứng dạng giàn ống thép hình thức kết cấu sử dụng phổ biến Cửa van nâng hạ nhờ xy lanh thủy lực đặt hai đầu cửa chuyển động thẳng đứng khe van Để cửa van chuyển động dễ dàng khe van, mặt phẳng xy lanh thủy lực thường đặt gần vị trí trọng tâm cửa van để giảm đến mức tối đa mô men không cân gây phát sinh lực ngang lên khe van lực kéo xy lanh bên cửa van khơng đều, cửa van bị lệch, có tượng bị kẹt, khơng thể vận hành Trong q trình tính tốn thiết kế, người thiết kế phải xác định trọng tâm cửa van mơ hình tính tốn để bố trí điểm đặt xy lanh thủy lực cho phù hợp Tuy nhiên cửa van chế tạo, vị trí trọng tâm cửa van có tính tốn thiết kế hay khơng vấn đề cần phải làm rõ để có phương án chỉnh trọng tâm cho phù hợp Chính báo đề xuất sử dụng phương pháp cân cửa van để xác định trọng tâm cửa van trường, vừa đơn giản hiệu phù hợp với điều kiện Việt Nam Do chưa có điều kiện kiểm chứng thực tế nên tác giả sử dụng phần mềm để mơ nhằm cụ thể hóa phương pháp đề xuất PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM CỬA VAN 2.1 Phương pháp phần tử hữu hạn Khi sử dụng phần mềm phân tích kết cấu chuyên dụng để tính tốn kết cấu cửa van, sau mơ hình cửa van xây dựng, sử dụng chức Joint Masses Conecvity Data để xuất khối lượng cửa van nút theo phương tọa độ tương ứng Dựa vào điều kiện cân ngẫu lực để xác định vị trí trọng tâm cửa van so với gốc tọa độ 2.1 Phương pháp cân trường Phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van trường tiến hành theo bước: Bước 1: Sử dụng kích thủy lực (100T 150T) điểm cửa van Hình đầu đo Loadcel đặt đầu kích Cửa van nâng lên 10 mm ~ 25 mm để hoàn toàn chịu tải cảm biến Kết liệu truyền máy tính Quy trình thực đến sai số lần đo nhỏ giá trị sử dụng để xác định trọng tâm cửa van [1] 220 Hình Vị trí đặt loadcel Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 Bước Dựa vào kết tải trọng thu trình đo khoảng cách Loadcel thể Hình để tiến hành tính tốn xác định xác vị trí trọng tâm cửa van mặt VÍ DỤ ÁP DỤNG 3.1 Số liệu cửa van thực nghiệm Nghiên cứu áp dụng mơ hình số cửa van ngăn triều khu vực TP Hồ Chí Minh - Cống Mương Chuối [2] (Hình 3) có độ 40 m, cao 11m kết cấu giàn theo vẽ Hình Hình Cơng trình cống Mương Chuối Vị trí đặt Loadcel Hình Mơ hình kết cấu cửa van Sơ đồ khoảng cách Loadcel Hình Mơ vị trí đặt Loadcel cửa van trường Bước 3: Thiết lập giải hệ phương trình tính tốn cân để xác định tọa độ trọng tâm cửa van:  e1  e2  e  (1) (V1  V2 ).e1  (V3  V4 ).e2  b a a b (V1(  X ) V3 (  X )  V4 (  X )  V2 ( X )  2 2 Từ kiểm chứng tính xác hiệu phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van ngồi trường triển khai áp dụng thực tế 3.2 Trường hợp tính tốn Phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van thực hai mơ hình thể điều kiện làm việc cửa van theo thiết kế cửa van thực tế bị lệch trọng tâm sau chế tạo Trong đó: e1, e2 : khoảng cách từ tâm cửa van đến trung tâm vị trí đặt loadcel V1V2; V3V4; a, b: khoảng cách trung tâm từ vị trí đặt loadcel V3V4; V1V2 V1, V2, V3, V4: giá trị phản lực điểm đo; ΔX : độ lêch tâm theo phương x so với tọa độ thiết kế 221 Hình Cửa van đối xứng Hình Cửa van không đối xứng Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 + Cửa van đối xứng: Cửa van theo vẽ thiết kế khí thể Hình + Cửa van khơng đối xứng: Trong thực tế cửa van sau chế tạo bị lệch so với tính tốn thiết kế ban đầu nhiều nguyên nhân khách quan sai lệch chiều dày, kích thước cấu kiện…, Hình thể phân bố ngẫu nhiên vài vị trí cửa van bị thay đổi chiều dày thép mặt chiều dày thép ống khiến cho trọng tâm cửa van bị lệch so với ban đầu Vị trí đặt loadcel tương ứng sơ đồ Hình phương pháp cân liên kết chống theo phương trục Z mơ hình 3.3 Kết tính tốn 3.3.1 Phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van trường Cả hai trường hợp lấy kết đo phản lực gối (V1, V2, V3, V4); sau áp dụng phương trình (1) để tính tốn tìm vị trí trọng tâm cửa van 3.3.2 Kiểm tốn vị trí trọng tâm cửa van Sau tính tốn xác định vị trí trọng tâm cửa van phương pháp phần tử hữu hạn phương pháp cân trọng lượng trường áp dụng cho trường hợp cửa van đối xứng không đối xứng Kết tọa độ trọng tâm tổng hợp Bảng Bảng Bảng tổng hợp kết tính tốn trọng tâm cửa van Trường hợp Cửa van đối xứng Cửa van không đối xứng Giá trị tính tốn V1 = V2 = 412,52 kN V3 = V4 = 165,49 kN e = 5,8 m; a = 5,5m , b = 40,7m V1 = 413,68 KN; V2 = 412,68KN; V3 = 164,58KN; V4 = 167,25 KN e = 5,8m; a = 5,5m, b = 40,7m Từ kết cho thấy phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van trường trùng khớp với kết tính tốn xác định trọng tâm cửa van mơ hình phần từ hữu hạn KẾT LUẬN VÀ GIẢI PHÁP Phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van ngồi trường thực mơ hình phần tử hữu hạn cho thấy: + Phương pháp tính tốn đơn giản; + Phương pháp có độ xác cao; Với giải pháp cân tìm trọng tâm cửa van ngồi trường kiểm chứng mơ hình số cho phép đơn vị quản lý vận hành có phương án chỉnh cửa van sau chế tạo để lắp đặt cách xác đưa thực tế trường Giải pháp xử lý cửa van bị lệch tâm Trong trường hợp cửa van lệch trọng tâm khơng q lớn, điều chỉnh trọng tâm Tọa độ Kết kiểm toán PP cân trường X 20,35 20,35 ΔX 0 Y 1,661 1,661 X 2,339 2,339 ΔX 0,011 0,011 Y 1,662 1,662 cửa van trùng với phương đặt xy lanh cách gia trọng thêm bê tông vật liệu thay điền đầy vào ống thép rỗng phía cửa van có trọng lượng nhẹ gia trọng thêm thép để cửa van cân nâng hạ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thuyết minh biện pháp cân, tìm trọng tâm trượt cửa van (2020) - Dự án giải ngập triều khu vực Hồ chí minh có xét đến yếu tố biến đổi khí hậu (giai đoạn 1), Công ty TNHH Trung Nam bt 1547 [2] Cơng trình cơng Mương Chuối- vẽ thiết kế khí - Dự án đầu tư Cơng trình cống Mương Chuối, Công ty cp tư vấn xây dựng Thủy Lợi II (HECII) 222 ... thấy phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van trường trùng khớp với kết tính tốn xác định trọng tâm cửa van mơ hình phần từ hữu hạn KẾT LUẬN VÀ GIẢI PHÁP Phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van ngồi trường. .. 3.3.2 Kiểm tốn vị trí trọng tâm cửa van Sau tính tốn xác định vị trí trọng tâm cửa van phương pháp phần tử hữu hạn phương pháp cân trọng lượng trường áp dụng cho trường hợp cửa van đối xứng không... tính xác hiệu phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van ngồi trường triển khai áp dụng thực tế 3.2 Trường hợp tính tốn Phương pháp cân tìm trọng tâm cửa van thực hai mơ hình thể điều kiện làm việc cửa