Đang tải... (xem toàn văn)
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN 978 604 82 2548 3 89 PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG THÁP CỐNG LẮP GHÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC CĂNG SAU VỚI HÌNH THỨC TIẾP XÚC NGÀM ÂM DƯƠNG MỐ VÁT ÁP DỤNG[.]
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG THÁP CỐNG LẮP GHÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC CĂNG SAU VỚI HÌNH THỨC TIẾP XÚC NGÀM ÂM DƯƠNG MỐ VÁT ÁP DỤNG CHO THÁP CỐNG VĨNH TRINH Ngô Văn Hương1 , Hồ Sỹ Tâm2 , Vũ Hồng Hưng2 Trường Cao đẳng Cơng nghệ, Kinh tế Thủy lợi miền Trung Email: ngohuongtlmt@gmail.com; Trường Đại học Thủy lợi GIỚI THIỆU CHUNG Với yêu cầu khai thác chống lũ nên việc thi công tháp cống đổ liền khối truyền thống sửa chữa, nâng cấp cống đập gặp nhiều khó khăn, như: thời gian thi công ngắn khoảng thời gian cuối mùa kiệt đến đầu mùa mưa để đảm bảo kéo dài thời gian cấp nước, đắp đập vượt lũ tích nước phục vụ tưới cho năm sau; phương pháp thi công truyền thống tháp cống phân chia khoảnh đổ theo phương đứng, chờ cho khoảnh đổ bê tông đủ cường độ thi công khoảnh đổ bên làm thời gian thi công kéo dài Giải pháp sử dụng tháp cống dạng đúc sẵn, lắp ghép ứng suất trước căng sau giải yêu cầu tiến độ thi công (Trần Duy Quân & nnk, 2015) Đối với nghiên cứu tính tốn lực căng cáp cho tháp van cống ngầm sử dụng giải pháp kết cấu lắp ghép ứng suất trước căng sau (Trần Duy Quân & nnk, 2015), xác định lực căng cáp yêu cầu thi công, với cống Vĩnh Trinh xác định T yc = 1158,68 kN, loại tao thép sợi có đường kính 12,7 mm Đối với nghiên cứu phân tích kết cấu tháp cống lắp ghép ứng suất trước - áp dụng cho tháp cống Vĩnh Trinh (Hồ Sỹ Tâm, 2017)[6] Kết cho thấy, hai loại cống (kết cấu tháp cống liền khối đổ bê tông truyền thống tháp cống lắp ghép ứng suất trước căng sau) có tương đồng dạng đường quan 89 hệ chuyển vị ngang theo chiều cao cống; Phân bố ứng suất theo phương đứng (SY) tháp cống lắp ghép ứng suất trước căng sau tốt so với tháp cống liền khối dọc chiều cao tháp chủ yếu xuất ứng suất nén Với kết cấu tháp cống liền khối, ứng suất kéo xuất mép chân tháp (mặt tiếp xúc với đập) Tuy nhiên nghiên cứu dừng lại việc nghiên cứu phần tháp cống lắp ghép có chân tháp cống liên kết ngàm cứng với đoạn thân cống lắp đặt cửa van mà chưa xét đến đoạn thân cống với ứng xử nền, hình thức tiếp xúc mơ đun tháp cống tiếp xúc phẳng Trên sở nghiên cứu trước mô thành công trạng thái ứng suất biến dạng tháp van cống lắp ghép ứng suất trước căng sau, kế thừa phương pháp nghiên cứu cách tiếp cận này, tác giả tiếp tục nghiên cứu phân tích kết cấu tháp cống lắp ghép ứng trước căng sau xét đoạn thân cống đổ chỗ đặt đàn hồi, hình thức tiếp xúc đoạn tháp cống ngàm âm dương mố vát, có xét đến tải trọng đỉnh tháp cho cống lấy nước Vĩnh Trinh điều kiện cơng trình làm việc bình thường, khắc phục vấn đề nghiên cứu trước chưa đề cập Cơng trình thủy lợi Vĩnh Trinh có nhiệm vụ tưới cho 1500 đất canh tác xã Duy Châu, Duy Hòa Duy Trinh huyện Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam Sau thời gian dài khai thác, cụm cơng trình đầu mối hồ chứa nước Vĩnh Trinh xuống cấp nghiêm trọng, hai cống lấy nước bị hư hỏng nặng khơng đáp ứng u cầu làm việc an tồn Yêu cầu đặt phải làm lại hai cống phải đảm bảo cấp nước đến cuối tháng sẵn sàng ngăn lũ sớm vào tháng Cơ sở lý luận thông số hình học, đặc trưng học bê tơng, cáp, đất đắp đập dùng tính tốn tháp cống lắp ghép ứng suất trước căng sau cống lấy nước Vĩnh Trinh lấy theo nghiên cứu trước [5], [6] Sơ đồ cấu tạo sơ đồ tính tốn tháp cống hình hình - Mặt cắt 2-2: mặt cạnh tháp cống phía đỉnh đập (vng góc dịng chảy) - Mặt cắt 3-3: mặt cạnh tháp cống phía lịng hồ (vng góc dịng chảy) Sử dụng phần mềm ANSYS dựa phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích ứng suất biến dạng cho kết cấu Kết tính tốn trích xuất từ mơ hình cho thấy: NODAL SOL UTION USUM (AVG) RSYS=0 DMX = 002 733 SMX = 002 733 AUG 12 2018 21:23:37 MX X MN 60 7E-03 304E- 03 00 121 11E-0 001 822 0015 18 02429 00 2126 002 733 PHAN TIC H THA P LAP GH EP U NG SUAT TRUOC Hình Phổ màu chuyển vị tổng NODAL SOL UTION UX (AVG) RSYS=0 DMX = 002 733 SMN =- 00 1323 SMX = 203 E-03 AU G 12 2018 21:24:29 MN H2 H1 Ht H Hh KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Y P Eh Các mục đích báo đạt dựa phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp phân tích, thống kê; - Phương pháp kế thừa: Kế thừa kết nghiên cứu trước, áp dụng công nghệ dùng lĩnh vực xây dựng; - Phương pháp mơ hình: Mô phương pháp phần tử hữu hạn Z Hình Sơ đồ cấu tạo tháp van cống G Et MX Y Z X W1 Hc W2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 0013 23 -.984 E-03 -.001154 - 64 5E- 03 -.8 15E -03 -.3 06E-0 -.475E-03 334E -04 - 13 6E-03 203E -03 PHA N TI CH THAP LAP G HEP UNG SUAT TRUOC Hình Sơ đồ tính tốn tháp cống lắp ghép ứng suất trước căng sau Vĩnh Trinh Hình Phổ màu chuyển vị theo phương dòng chảy thân cống Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng số giả thiết sau: Đáy đoạn thân cống nối với tháp cống đặt đàn hồi Trong báo bỏ ảnh hưởng Lực kéo căng toàn tháp van cống chịu nén với T yc = 1558,68 kN, tao thép sợi có đường kính 12,7 mm [5], bố trí bó cáp thép góc tháp van lỗ chừa sẵn; Hệ số ma sát tiếp xúc mô đun tháp cống f = 0,5 Đối với chuyển vị theo chiều cao tháp: Kết tính tốn cho thấy phổ chuyển vị tổng cộng lớn đỉnh tháp cống, có giá trị DMX = 0,002733 m, giảm dần xuống đến phần thân cống, hình Xét chuyển vị theo phương dịng chảy với mặt cắt 2-2 3-3 (chú thích hình 1), chuyển vị tăng dần theo chiều cao tháp dao động từ giá trị 0.000203 m đến 0.001323 m, chuyển vị ngang theo mặt cắt 2-2 nhỏ mặt cắt 3-3 với chiều cao tháp không chênh lệch nhiều, hình 90 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Đối với ứng suất tháp cống theo phương ngang (SX) theo phương đứng (SY): Hình thể ứng suất theo phương X (phương dòng chảy), ứng suất nén xung quanh mặt bên mố từ -2684,27 kN/m2 đến -49,8225 kN/m2 Trên mặt cắt 2-2 3-3 ứng suất nén phân bố 1/3 đỉnh tháp cống có giá trị -49,8225 kN/m2 , phân bố 2/3 chân tháp cống có giá trị -1367,05 kN/m2 Ứng suất nén phân bố nơi đặt cáp có giá trị -49,8225 kN/m2 NODAL SOLUTION SX (AVG) RSYS=0 DMX =.002733 SMN =-6635.94 SMX =5219.07 AUG 12 2018 22:30:37 MX Y MN X Z -6635 94 -4001 49 - 5318.7 -1367 05 - 2684.2 1267.4 - 49.823 901.84 584.6 219.0 PHA N T ICH TH AP LAP GHEP UNG SUA T T RUO C Hình Phổ ứng suất theo phương dòng chảy thân cống SX NODAL SOLUTION SY (AVG) RSYS=0 DMX =.002733 SMN =-15187.2 SMX =1631.67 AUG 12 2018 22:31:14 kết cho ta thấy chuyển vị ngang nhỏ Tại vị trí liên kết đoạn tháp cống khơng có chuyển vị cục Với kết chứng tỏ tháp cống làm việc liên tục Về ứng suất theo phương đứng SY tháp cống lắp ghép ứng suất trước căng sau, toàn dọc theo chiều cao tháp cống chủ yếu ứng suất nén từ -2105,86 kN/m2 đến 5843,39 kN/m2 , đạt từ 12,38 % đến 34,37% so với ứng suất nén cho phép bê tông, trường hợp tháp cống không phát huy hết hiệu làm việc vật liệu bê tông Ứng suất nén thay đổi tăng dần từ đỉnh tháp đến chân tháp thể khả làm việc tháp liên tục hay mô đun tháp cống làm việc tạo liền khối với Về phương diện kết cấu cho thấy hình thức tiếp xúc ngàm âm dương mố vát ưu điểm tiếp xúc phẳng đoạn tháp, kết tính tốn cho thấy triển vọng ứng dụng giải pháp kết cấu đúc sẵn lắp ghép ứng suất trước căng sau việc sửa, nâng cấp tháp cống lấy nước đập TÀI LIỆU THAM KHẢO MN Y MX Z -15187 X -11449 - 13318 -7712 16 - 9580.9 -3974 63 - 5843.3 - 237.09 - 2105 86 631.6 PHA N T ICH TH AP LAP GHEP UNG SUA T T RUO C Hình Phổ ứng suất theo phương đứng SY Hình thể ứng suất theo phương đứng Y, ứng suất lớn hai mặt bên với ứng suất nén -15187,2 kN/m2 đoạn tháp cống đổ chỗ mô đun tháp cống Ứng suất nén phân bố theo xu hướng tăng dần từ đỉnh tháp xuống chân tháp từ -2105,86 kN/m2 đến -5843,39 kN/m2 Ứng suất nén đoạn thân cống nhỏ tháp cống nhiều từ -3974,63 kN/m2 đến -237,09 kN/m2 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu tháp cống lắp ghép ứng suất trước căng sau với hình thức tiếp xúc ngàm âm dương mố vát đoạn tháp cho thấy: Về chuyển vị, theo phổ chuyển vị ngang tháp tăng dần từ chân tháp đến đỉnh tháp với giá trị từ 0,203 mm đến 1,323 mm, 91 [1] Bộ xây dựng (2005), Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 356: 2005 Kết cấu bê tông cốt thép, Hà Nội [2] Nguyễn Tiến Chương (2014), Kết cấu bê tông ứng suất trước căng sau, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [3] Công ty tư vấn xây dựng Ninh Bình (2007), Hồ sơ thiết kế dự án sửa chữa nâng cấp hồ chứa nước Vĩnh Trinh, Ninh Bình [4] Vũ Hồng Hưng, Nguyễn Quang Hùng (2011), ANSYS phân tích kết cấụ cơng trình thủy lợi thủy điện (Tập - Các toán bản), NXB Xây dựng, Hà Nội [5] Trần Duy Qn & nnk (2015), Tính tốn lực căng cáp cho tháp van cống ngầm sử dụng giải pháp kết cấu lắp ghép ứng suất trước căng sau, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên Đại học Thủy Lợi 2015 [6] Hồ Sỹ Tâm, (2017), Phân tích kết cấu tháp cống lắp ghép ứng suất trước - áp dụng cho tháp cống Vĩnh Trinh, Tạp chí KH&CN thủy lợi ... đoạn tháp cống khơng có chuyển vị cục Với kết chứng tỏ tháp cống làm việc liên tục Về ứng suất theo phương ? ?ứng SY tháp cống lắp ghép ứng suất trước căng sau, toàn dọc theo chiều cao tháp cống. .. lắp ghép ứng suất trước căng sau, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên Đại học Thủy Lợi 2015 [6] Hồ Sỹ Tâm, (2017), Phân tích kết cấu tháp cống lắp ghép ứng suất trước - áp dụng cho tháp cống. .. lắp ghép ứng suất trước căng sau với hình thức tiếp xúc ngàm âm dương mố vát đoạn tháp cho thấy: Về chuyển vị, theo phổ chuyển vị ngang tháp tăng dần từ chân tháp đến đỉnh tháp với giá trị từ 0,203