HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l c o m Page 1 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP “ Tài liệu đ[.]
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP “ Tài liệu tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác chút xíu hiểu biết thân nhằm giúp bạn sinh viên trình làm đồ án tốt nghiệp Mình học ĐH GTVT nên hướng dẫn theo trình tự đồ án trường GT Nếu có nhầm lẫn hi vọng bạn điều chỉnh sửa đổi giúp Hi vọng không ” Trước vào thiết kế, cần tìm hiểu qua chút cống để hình dung cấu tạo cống Hiểu cấu tạo cống bước vào thiết kế dễ dàng nhiều Hơn hiểu cấu tạo cống việc trả lời câu hỏi tốt nghiệp ngon I – KHÁI NIỆM VỀ CỐNG - Cống cơng trình nhân tạo phổ biến tuyến đường Tác dụng chủ yếu cống dùng để nước dịng chảy thường xun hay định kỳ chảy qua phía đắp, ngồi cống làm đường chui dân sinh - Khẩu độ cống chiều rộng lớn tiết diện thoát nước Trường hợp cống có nhiều lỗ độ tính bẳng tổng số độ lỗ - Số lượng cơng trình nước tuyến phụ thuộc vào điều kiện địa hình, khí hậu cống chiếm 80%-:-90% số lượng cơng trình nước Ở Việt Nam đường cấp IV miền núi trung bình 1km đường có 4-:-9 cống Giá thành xây dựng cống thường chiếm 10%-:-20% giá thành toàn tuyến - Cống khác cầu nhỏ chỗ nước chảy cống khơng có chế độ chảy khơng áp mà cịn có loại chảy có áp bán áp chiều cao đất đắp đỉnh cống (kể chiều dày kết cấu áo đường) tối thiều 0,5m (đối với đường ơtơ) cịn đường sắt tối thiểu 1,0m - Khi giá thành xây dựng cống cầu việc lựa chọn dùng cống có ưu điểm sau: +) Cống không làm thay đổi điều kiện chuyển động xe ơtơ chạy đường qua vị trí cống; không hạn chế mặt đường lề đường; không yêu cầu thay đổi loại kết cấu mặt đường cống +) Việc bố trí cầu đường cong (cong cong đứng) hay đường dốc thường gây nên phức tạp kết cấu; song cống bố trí Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 cách dễ dàng với tổ hợp biểu đồ trắc dọc mà không gây nên phức tạp kết cấu +) Do nằm sâu đường nên tăng tải trọng đồn xe ảnh hưởng đến cống Vì nâng cấp đường (tăng cấp tải trọng) phải tăng cường cống (nhất chiều cao đất đắp đỉnh cống 2m) +) Người ta dùng cầu mà cống đảm bảo thoát chảy qua đường II – PHÂN LOẠI CỐNG: Dễ rồi, phần bạn rõ google search Phân loại theo vật liệu làm cống, phân loại theo hình dạng, phân loại theo chế độ chảy, phân loại theo số lỗ cống,… Nói chung phân loại theo kiểu người ta đặt Chi tiết bạn tự tìm hiểu III – CẤU TẠO CỐNG Khi biết cấu tạo cống bạn vẽ bố trí tốt cống vẽ tốt nghiệp, hiểu thơng số cần chọn, bố trí cốt thép Cấu tạo cống bao gồm phận sau: Đầu cống Thân cống Móng cống H×nh 1- Các thành phần cấu tạo cống 1- đốt cống ; 2- tường đầu cống ; 3- tường cánh cống ; 4- gia cố sân cống 5- móng thân cống ; 6- móng đầu cống ; 7- khe nối đốt cống ; 8- đất đắp cống Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 (a) Đầu cống - Tác dụng: +) Điều tiết dòng nước chảy vào chảy khỏi cống; +) Giữ ổn định cho mái dốc đắp hai đầu cống; +) Giữ ổn định cho cống không bị dịch chuyển dọc - Các phận đầu cống gồm có: +) Tường đầu, tường cánh xây đá hộc, gạch nung bê tông M150 Mặt cống phần tiếp giáp tường đầu với đất trát lớp vữa xi măng M100 dày 1cm +) Sân cống gia cố thượng, hạ lưu cống - Các dạng đầu cống: Có nhiều kiểu khác phổ biến gồm có kiểu sau đây: +) Kiểu hành lang: Đặc điểm: có hai tường kéo dài song song với tim cống, uốn cong hai đầu ngồi có chiều cao khơng đổi Ưu điểm: cải thiện tốt điều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lực nhỏ mặt khác có hai tường kéo dài song song nên bậc nước dầu tiên trước cống bị đẩy lùi nằm hoàn toàn ngồi đầu cống mà khơng rơi vào thân cống Nhược điểm: tốn vật liệu thi công tương đối phức tạp +) Kiểu tường cánh chéo: Đặc điểm: Là dạng cải tiến kiểu hành lang, có hai tường cánh đặt mở rộng đầu phía chiều cao thay đổi dần, phù hợp với độ dốc mái dốc đường Góc mở tốt tường cánh so với tim cống khoảng 300 tường cánh thượng lưu từ 120-:-150 tường cánh hạ lưu Trường hợp lưu tốc hạ lưu khơng lớn dùng chung góc mở 300 cho phía Ưu điểm: cải thiện tốt diều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lục nhỏ cấu tạo đơn giản dễ thi cơng Vì loại sử dụng phổ biến Nhược điểm: bậc nước trước cống khơng nằm hồn toàn đầu cống mà rơi phần vào thân cống Để khắc phục tăng khả nước cho cống tơn cao đoạn thân cống kề với đầu cống thượng lưu Trong đồ án hay sử dụng kiểu tường cánh chéo Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 +) Kiểu 1/4 nón: Đặc điểm: gồm tường đầu hai phần 1/4 hình nón Kiểu có đặc điểm tương tự kiểu tường cánh chéo Ưu điểm: so với kiểu tường cánh chéo tiết kiệm bê tông hai tường cánh mà thay hai khối đất 1/4 nón có mặt ngồi lát đá Nhược điểm: việc xây dựng hai khối 1/4 nón tương đối phức tạp +) Kiểu tường đầu kiểu cổ áo: Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ thi công tốn vật liệu Nhược điểm: khơng cải thiện điều kiện dòng chảy dòng nước qua cống dẫn đến tổn thất thuỷ lực lớn +) Kiểu hình loa: Ưu điểm: có hình dạng phù hợp với dịng chảy, đảm bảo điều kiện dòng nước qua cống tốt nhất, giảm sức cản thuỷ lực Nhược điểm: thi công tương đối phức tạp (b) Thân cống - Là phận chủ yếu cống cho nước qua đường chịu tồn tải trọng đất xung quanh đoàn xe tác dụng lên - Tải trọng tác dụng khơng phân bố theo chiều dọc cống: phần cống có trị số lớn sau giảm dần hai phía đầu cống, đất cống thường bị lún không dẫn đến cống dễ bị uốn dọc bị nứt vỡ Do người ta thường chia thân cống thành đoạn, đoạn bố trí khe phịng lún vật liệu đàn hồi đay tẩm bitum, matit bitum, nhét đầy kín khe tránh cho nước khơng bị thấm xuống đất - Đối với loại cống trịn thi cơng lắp ghép người ta thường đúc cống thành đoạn nhỏ có chiều dài đốt 1m, cịn loại cống thi cơng đổ liền công trường (cống hộp) người ta thường chia làm nhiều đoạn, đoạn có chiều dài thường 3-:-5m Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 H×nh 1- Sơ đồ tải tọng tác dụng dọc theo thân cống 1- áp lực tác dụng hoạt tải ; 2- áp lực tác dụng tĩnh tải (c) Móng cống - Có tác dụng truyền phân chia áp lực tải trọng xuống đất giữ ổn định cho cống theo phương thẳng đứng Trong số trường hợp móng hai đầu cống cịn có tác dụng giữ ổn định dọc cống, không cho cống bị trôi chống thấm nước vào đất móng cống - Móng cống có cấu tạo tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất u cầu kỹ thuật cơng trình Thơng thường móng cống chia làm loại bao gồm: +) Loại I: móng cống đặt đất thiên nhiên Loại móng áp dụng loại đất sỏi cuội, cát chặt, sét cứng có cường độ > 2,5kg/m2 Cao độ đặt cống mực nước ngầm tối thiểu 0,3m +) Loại II: móng cống lớp đệm đá dăm trộn cát Loại móng áp dụng đá phong hoá lớp đất sét, cát hạt nhỏ, đất không nước +) Loại III: móng xây đá có cường độ 40kg/m2 trở lên gạch mác M100 xây vữa xi măng mác M100, làm bê tơng BTCT lắp ghép Loại móng áp dụng tất loại đất sét, đất cát có cường độ tính tốn lớn ứng suất tính tốn đất móng - Căn vào đặc điểm cấu tạo loại móng cống mà người ta lại chia làm loại móng mềm móng cứng Móng cứng loại móng cống đặt đá tự nhiên hay móng đá xây, bê tông, bê tông độn đá hộc, BTCT Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 - Khi xây dựng cống có mặt cắt ngang lớn đất yếu đất đắp cao cống có độ dốc lớn nên dùng kiểu móng cống dạng khối để tránh cho cống không bị biến dạng cục móng bị lún khơng (d) Đất đắp cống - Để bảo vệ thân cống lớp sơn phịng nước sau xây xong cống phải đắp đất đoạn cống, đất đắp cống dùng loại đất đắp Khi đắp phải chia thành lớp dày 15-:-20cm Trong đồ án tốt nghiệp, hay sử dụng cấu trịn có D=1-2m Trong hướng dẫn hướng dẫn bạn thiết kế cống tròn Cống hộp tương tự, khác mặt cắt thơi, cịn thơng số khác móng cống đầu cống tương tự CÁC BƯỚC TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CỐNG TRONG PHẠM VI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - B1: Tính diện tích lưu vực (F) bình đồ 1:10 000 Các bạn tiếng hành khoanh lưu vực bình đồ, cách khoanh sau : Xác định vị trí đường tụ thủy cống qua, lưu vực toàn sườn đồi xung quanh đường tụ thủy mà nước đổ Như ranh giới khoanh đường phân thủy bao đường tụ thủy mà ta định thiết kế cống qua Việc khoanh lưu vực mang tính chất gần ko thể chuẩn 100% B2: Xác định lưu lượng tính tốn (Qtt): Cơng thức tính bạn học môn thủy văn rồi, cách dễ từ cơng thức Q cần tính dưới, bạn xác định thông số một, chủ yếu tra bảng nên vấn đề khó khăn Quy trình thiết kế cầu nhỏ, cống Bộ Giao thông vận tải quy định tính lưu lượng lớn (lưu lượng thiết kế) Qtk: Qtt = Ap*α*Hp*δl*F (m3/s) Hp – lượng mưa ngày (ứng với tần suất thiết kế); Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 Lưu lượng mưa ngày Hp ứng với tần suất thiết kế p% xác định theo tài liệu đo đặc trạm khí tượng thủy văn gần tham khảo tài liệu thống kê (xem phụ lục 1) Để tính tốn độ cống cần xác định lưu lượng nước dồn theo tần suất thiết kế p (phụ thuộc vào cấp hạng đường): Vtk > 80km/h p = 2% p = 4% Vtk ≤ 80km/h F – diện tích lưu vực (đã tính B1) α – hệ số dịng chảy lũ xác định theo bảng, phụ thuộc vào đặc trưng lớp đất mặt lưu vực, lượng mưa ngày H p diện tích lưu vực F (xem bảng 2.8); Ap – mơ đun tương đối dịng chảy lớn (khi Q = 1) Ap = qp/(α*Hp) q p – mơ đun dịng chảy Ap xác định theo bảng 2.9 phụ thuộc vào: Đặc trưng địa mạo thủy văn lịng sơng ФL; Thời gian tập trung dịng chảy sườn dốc τs; Phân khu mưa rào (vùng mưa) L 1000 L 11 m i F ( H P ) il – độ dốc lịng sơng, suối, dịng chảy (‰); L – chiều dài lịng (km); ml – hệ số nhám lịng sơng, suối, dịng chảy (bảng 2.10) Thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc τs xác định theo bảng 2.11 phụ thuộc vào vùng mưa đặc trưng địa mạo sườn dốc ФS Bs0,6 S ms is0,3 ( H p )0,4 is – độ dốc sườn lưu vực (‰); b s – chiều dài bình quân sườn lưu vực, m ms – hệ số nhám sườn dốc (tra bảng 2.12) Với lưu vực có diện tích lớn 10 km2 miền địa lý khác nhau, thiếu tài liệu lấy thời gian nước chảy sườn dốc τs gần sau: vùng rừng già với lưu vực khơng có đầm lầy: 60 – 100 phút, với lưu vực có đầm lầy: 150 phút Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 Vùng rừng non: 40 – 60 phút; Vùng đồng cỏ đồng cỏ khô cằn: 20 – 40 phút; Vùng cồn cát: 10 – 15 phút; Vùng núi: 10 – 60 phút Với địa hình lồi lõm đất lẫn đá, lấy giới hạn dưới, với sườn dốc phẳng lấy giới hạn δl – hệ số điều tiết lưu lượng lớn ao hồ (xem bảng 2.13) Khi ao hồ, đầm lầy vùng trung lưu rải lưu vực δl lấy theo trị số bình quân hai cột Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com May 14, 2014 Page HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com May 14, 2014 Page 10 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 BỐ TRÍ CỐNG BA NGUYÊN TẮC QUAN TRỌNG TRONG VIỆC BỐ TRÍ CỐNG: KHƠNG: - KHƠNG TREO - KHÔNG VÙI - KHÔNG ĐẶT TRÊN ĐẤT MƯỢN - Bố trí cống bình đồ: - Trong nhiều trường hợp phải dịch suối để đặt cống trực giao với đường Nhờ mà chiều dài cống ngắn cống đặt nơi khô tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng Tuy nhiên khối lượng đào mương dẫn nước lớn cho giao xiên góc a- Cống đặt vng góc với tim đường b- Cải suối cắt vng góc với đường Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 26 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 - Đối với trường hợp cống giao chéo với đường phải giải hình dạng đầu cống cho phù hợp Có cách sau đây: +) Nếu lưu lượng nước nhỏ, độ cống tròn nhỏ 1m dùng đầu cống lắp ghép dùng đầu cống dạng bình thường có đắp thêm phần đất phụ đầu cống +) Nếu lưu lượng nước lớn dùng kiểu tường đầu song song với tim đường hay vng góc với tim cống - Bố trí cống cắt hình cắt dọc: - Đối với vùng địa hình phẳng, cao độ đắp khơng hạn chế nên đặt lịng cống trùng với cao độ lòng suối tự nhiên tức cao độ độ dốc lòng cống trùng với cao độ độ dốc lòng suối tự nhiên Nếu điều kiện thuỷ văn, điều kiện kết cấu mà phải hạ cao độ lịng cống cần phải ý: Đáy lịng dẫn nước phía hạ lưu có nước hay không Nếu độ dốc hạ lưu nhỏ dẫn đến ứ đọng, bồi lắng - Khi đáy suối có độ dốc lớn phải xét tổng hợp kiểu loại cống, loại móng, điều kiện địa chất theo nguyên tắc kinh tế - Đối với địa hình dốc lớn, lưu lượng nước nhỏ (Q < 1m3/s) mà chiều cao đắp khơng hạn chế, đặt cống đắp có dộ dốc độ dốc phân giới cao độ đầu cống hượng lưu trùng với cao độ suối tự nhiên đặt cống nửa đào, nửa đắp - Khi lưu lượng nước lớn (Q > 1m3/s), nơi địa hình dốc lớn, vận tốc nước chảy lớn nên dễ gây xói mịn lịng dẫn, phá hoại cơng trình cầu cống nước Vì lịng dẫn thượng, hạ lưu phải có biện pháp gia cố đặc biệt để đảm bảo làm việc an toàn cầu cống Biện pháp thường dùng xây dựng dốc nước, bậc nước, giếng tiêu - Khi độ dốc lòng suối từ 0,2%-:-2% nên đặt cống độ dốc phân giới, thượng hạ lưu cống đặt dốc nước loại thơng thường có tiết diện khơng đổi dốc nước có độ nhám cao Đoạn độ dốc nước cống dốc nước có tiết diện thay đổi (góc mở 150) Chỗ vào cống bố trí đoạn bằng, không dốc nhằm làm giảm sức chảy Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 27 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 - Khi độ dốc lòng suối > 2% lưu tốc đoạn cuối dốc nước lớn, dùng bậc nước giếng tiêu - Khi độ dốc lịng suối q lớn dùng biện pháp đặt giếng tiêu đầu cống thượng lưu Biện pháp khơng áp dụng trường hợp dịng chảy mang nhiều phù sa, cỏ rác, dễ làm bẩn giếng gây tắc cống - Khi độ dốc lòng suối lớn mà xét thấy đặt cống độ dốc phân giới khối lượng tăng nhiều đặt cống theo độ dốc lớn Khi phải có biện pháp đặc biệt để giữ cho cống không bị trơi; móng cống phải làm đá xây hay bê tơng; đáy móng phải tạo bậc, tường đầu cống phải tăng kích thước có tác dụng tường chắn - Khi bố trí cống có độ dốc (>5%) phải tn theo quy định sau đây: +) Cống vòm cống bản, thân cống bố trí kiểu bậc thang; chiều cao bậc lớn không qúa 0,7m mép đỉnh cống vịm đoạn sau khơng thấp mép đỉnh vòm đoạn trước để tránh tụt đất vào cống thuận tiện cho việc bảo dưỡng +) Đối với cống trịn, thân cống bố trí thẳng xiên; móng cống phải làm bê tơng hay đá xây làm kiểu bậc thang; bố trí thân cống kiểu bậc thang nơi độ dốc khơng lớn chiều cao bậc không lớn 3/4 chiều dày cống +) Khi bố trí thân cống kiểu bậc thang, chiều dài bậc thân cống hay móng cống đá xây hay bê tông không nhỏ 2m BTCT không nhỏ 1m Trong phạm vị đồ án việc thõa mãn điều kiện khó Các bạn đọc để hiểu không cần tâm vào để gây rắc rối cho đồ án số liệu đồ án cho không đủ để xem xét tất yếu tố Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 28 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 - Xác định chiều dài cống a Trường hợp chiều cao đắp ≤ 6m mỈt cắt dọc cống b1 b2 Hv HT h1 Hđ c h2 c M1 L1 L2 M2 mặt cắt dọc cống b1 b2 c®t Hv HT H® c®v c®®c Bl® Bgc Bm i l® igc im b1 Bm Bgc Bl® im igc i l® c®t c®v b2 Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 29 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 - Chiều dài cống tính theo cơng thức: L= L1 + L2 Với: L1 L2 b1 m(H V h1 ) c m.i c (01) b m(H V h ) c m.i c (02) Trong đó: L1: chiều dài thân cống thượng lưu tính từ tim đường L2: chiều dài thân cống hạ lưu tính từ tim đường b1; b2: nửa bề rộng đường phía thượng lưu hạ lưu m: hệ số mái dốc đắp H: chiều cao đắp tim đường tính từ đáy lòng cống tới vai đường ic: độ dốc lòng cống h1; h2: chiều cao cống thượng lưu hạ lưu c: chiều dày tường đầu cống - Thông thường m = 1,5 ; b1= b2 = b ; h1 = h2 = h L1 b 1,5(H h) c 1,5.i (03) L2 b 1,5(H h) c 1,5.i (04) b Trường hợp chiều cao đắp > 6m - Khi chiều cao đắp lớn (H > 6m) phải làm mái dốc có độ dốc (m1 = 1,5 m2 = 1,75) cơng thức tính chiều dài cống áp dụng (01) ( 02) thay: Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 30 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b1 = b'1 ; b2 = b'2 ; m = m2 May 14, 2014 đó: b'1 = b1 + m1.H1 b'2 = b2 + m1.H1 m1 ; m2: hệ số mái dốc mái dốc phần phần H1: chiều cao mái dốc tối đa tương ứng với mái dốc phần Thông thường H1 = 6m ; b'1 = b1 + ; b'2 = b2 + - Do đó: L'1 L'2 b1 1,75(H h1 ) c 1,75.i (05) b 1,75(H h ) c 1,75.i (06) B(nỊn) b1 B(lỊ) b2 B(lỊ) B(mỈt) / H1 B(mỈt) / b'1 b'2 h1 H c h2 c M'1 L'1 L'2 M'2 Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 31 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 c Bố trí đốt cống - Đối với cống lắp ghép cống bán lắp ghép (cống trịn BTCT, cống BTCT, ) chiều dài thân cống phải bố trí với số chẵn đốt cống hay với số chẵn (kể khe nối) - Đối với móng mềm, chiều rộng khe nối đốt cống 1cm Gọi n số đốt cống, số mối nối là: n-1 Chiều dài cống xác định sau: L n (n 1) 0,01 Khi biết chiều dài cống số đốt cống tính sau: n L 0,01 1,01 - Đối với móng cứng: chiều rộng khe nối đốt cống 1cm khoảng đốt cống bố trí khe phòng lún rộng 3cm - Thường chiều dài đốt cống 1m Việc xác định chiều dài bạn áp cống lên trắc ngang, Áp sau: - Xác định độ dốc cống -Kẻ đường thẳng với độ dốc độ dốc cống - Đưa đường thẳng lên trắc ngang cho gần với đường tự nhiên phải thõa mãn cống ko bị treo (không cao nước ko vào cống đc) , không bị vùi (miệng cống vùi đất) Việc áp đường tùy thuộc vào trắc ngang thiết kế Nên ko thể nói cách xác nhiều trường hợp đường thẳng bố trí khác, bạn áp cống thấy hợp lý ok Cao độ đường thẳng cao độ đáy cống - Kẻ đường thẳng khác song song với đường thẳng kia,sao cho khoảng cách đường thẳng độ D cống Cắt taluy điểm Giới hạn điểm làm phạm vị bố trí đốt cống Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 32 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 - Tiếp phân chia đốt cống, dựa giới hạn điểm này, bố trí đốt cống phía nói - Sau bố trí đốt cống xong tiến bố trí móng cống, tường cách cống, tường thân cống, sân gia cố… * Các bạn dựa vào cấu tạo cống tròn để lựa chọn cấu tạo bố phận cống cho hợp lý: (a) Đầu cống: Đầu cống dùng phổ biến kiểu tường cánh chéo kiểu 1/4 nón - Đầu cống xây chỗ lắp ghép BTCT đúc sẵn - Nếu đầu cống xây khối đá xây mác vữa xây khơng thấp M30, cường độ đá R > 2000 kG/cm2 - Nếu đầu cống làm bê tơng đổ chỗ mác bê tơng không thấp M150 - Nếu đầu cống đúc sẵn mác bê tơng khơng thấp M200 (b) Thân cống: Được phân thành đốt với chiều dài 1m, trường hợp đặc biệt 0,75m 2m +) Giữa đốt cống khe nối có tác dụng phịng lún phịng co dãn bê tơng nhiệt độ thay đổi Thường có hai loại khe nối: phẳng khơng phẳng Khe nối phẳng áp dụng cho trường hợp độ 2m áp lực nước không lớn Khe nối không phẳng áp dụng trường hợp độ cống lớn 2m, cống chảy có áp +) Khe nối lấp đầy vật liệu cách nước đàn hồi từ hai phía ngồi vào Phía ngồi khe nối phủ đầy hai lớp giấy dầu rộng 25cm dán xen kẽ lớp bitum nóng Phía chiều sâu 3cm trát vữa xi măng để giữ không cho vật liệu cách nước đàn hồi bị chảy rớt nhiệu độ cao Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 33 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 +) Bề mặt đốt cống quét lớp bitum nóng Chỉ trường hợp đặc biệt làm lớp cách nước sau hạ chỉnh đốt cống +) Khi cần lưu lượng nước lớn sử dụng cống hai, ba chí bốn lỗ cống Trường hợp khoảng cống lấp đầy vật liệu loại với móng đệm Cự ly tối thiểu ống cống 20:-26cm để đảm bảo chèn chặt lớp vật liệu nêu Mặt phải tạo độ dốc hai phía 3-:-4% phủ lớp đất sét dẻo dày 15-:20cm +) Để tăng khả nước cống tôn cao đoạn đốt cống giáp với đầu cống thượng lưu kiểu hình nón cụt +) Các đốt cống thường chế tạo sẵn xưởng Bê tông chế tạo đốt cống thường dùng mác M200, cốt thép thường dùng loại CT3, CT5, Chiều dày đốt cống phụ thuộc vào cấp tải trọng (loại xe), chiều cao đất đắp, độ cống thường có giá trị 8-:-15cm 20cm * Bố trí cốt thép cống: Cốt thép chịu lực cống bố trí theo hai kiểu: Kiểu vịng elíp kiểu hai vịng trịn đồng tâm: - Kiểu vịng elíp có ưu điểm phù hợp với sơ đồ nội lực kết cấu, cốt thép đặt vùng chịu kéo tiết kiệm cốt thép Nhược điểm khó chế tạo, chế tạo phải đánh dấu vị trí cốt thép để xây dựng đặt đốt cống cho phù hợp - Kiểu vịng trịn tốn cốt thép kiểu elíp song việc chế tạo dễ dàng +)Theo chiều dọc đốt cống cốt thép chịu lực bố trí thành vịng riêng biệt hay bố trí theo kiểu hình lị xo dây xoắn: • Việc bố trí cốt thép thành vịng riêng biệt có nhược điểm lớn số mối nối cốt thép nhiều (ở vòng mối nối) nên tổn thất ứng suất cốt thép nhiều, mặt khác không tận dụng chiều dài thép, dễ gây lãng phí cốt thép Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 34 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 • Kiểu bố trí cốt thép theo kiểu hình lị xo dây xoắn khắc phục nhược điểm kiểu bố trí thành vịng riêng biệt Vì kiểu bố trí áp dụng phổ biến +)Cốt thép chịu lực liên kết với giữ vị trí cốt thép dọc cốt thép đai Cốt thép dọc cịn có tác dụng chống lại lực cắt uốn thi cơng +)Các đốt cống thiết kế định hình thường có hai loại: loại thơng thường loại gia cường, loại gia cường khác loại thông thường chỗ lượng cốt thép nhiều Ống cống gia cường thường áp dụng cống đặt cứng MặT CắT I-I 100 28 44 28 1-D10-02-SPRING 100 1-D10-01-SPRING 1-D10-02-SPRING 20 Ø1 100 32-D6-04 48-D6-04 100 28 44 28 CèT THÐP TRONG 1-D10-02-SPRING 100 32-D6-03 1000 Ø1000 4x200=800 300 CèT THÐP NGOµI 1-D10-02-SPRING 900 HµN 100 25 1-D10-01-SPRING OUTER DIA = 1148 INNER DIA = 1054 1000 4x200=800 75 300 MặT CắT II-II CHI TIếT A 75 100 4x200=800 Lmin = 1000 25 100 4x200=800 900 CHI TIÕT A 40 15 45 100 VËt liƯu tr¸t mèi nèi 50 Do làm theo định hình nên bạn download cống trịn định hình 53301-01 viện KHCN>VT thiết kế có sẵn vẽ bố trí cốt thép Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 35 May 14, 2014 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c, Móng cống: Móng cống trịn BTCT khối đá xây, bê tông, bê tông cốt thép lắp ghép trường hợp đất tương đối chặt dùng lớp đệm đá dăm, sỏi, cát, mãng cèng kiểu I móng cống kiểu IV-A Đắp đất xung quanh cống Đắp đất xung quanh cống 2d 2d d 2d 2d d 120° S 20 120 Chèn đất chỗ Hình 2.2 - a: Nền sỏi cuội chặt, cát thô vữa S Đệm cấp phối đá dăm cát thô Hình 2.2 - d: Nền đá phong hoá móng cống kiểu II Đắp đất xung quanh cống móng cống kiểu IV-B 2d Đắp đất xung quanh cèng 2d d 2d 2d 120° 30 d 120° c S §Ưm cấp phối đá dăm cát thô S Hình 2.2 - b: Nền đât sét, sét pha cát, cát mịn nơi khô Lớp chèn bê tông thừơng Hình 2.2 - e: Nền đá không phong hoá móng cống kiểu III Đắp đất xung quanh cèng 2d 2d d KÝch thø¬c (cm) S: cho c¸c kiĨu mãng l c I II III IV-A IV-B 0.75 17 23 114 54 91 74 78 1.00 24 31 9/12 149 89 124 109 107 1.25 30 38 10/13 190 130 151 150 130 1.50 35 45 12/15 230 170 180 190 156 30 30 120 Khẩu độ cống d m l Đá hộc xây vữa xi măng M150 Đệm cấp phối đá dăm cát thô Hình 2.2 - c : Nền đât sét, sét pha cát, cát mịn nơi ẩm ứơt hoặc cát pha sét nơi khô âm ứơt La chn múng cng Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 36 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 Như bạn hiểu bố trí cống cấu tạo phận cống bố trí cốt thép đốt cống, trình bày giải thích vài câu hỏi hay bị hỏi đồ án tốt nghiệp như: - Bố trí lớp cốt thép cống ko? Nếu bố trí bố trí nào? - Qt bitum mặt ngồi cống có tác dụng gì? Tiếp theo phần Tính xói xác định hình thức gia cố hạ lưu cơng trình: Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 37 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 TÍNH XĨI VÀ GIA CỐ Ở HẠ LƯU CƠNG TRÌNH - Ngun nhân: Sự xói lở lịng dẫn sau cơng trình hai ngun nhân chủ yếu là: +) Lưu tốc dịng chảy chỗ khỏi cơng trình lớn lưu tốc cống (đến 1,5 lần) đạt tới 5-:-6m/s; lưu tốc cho phép khơng xói lở đất tự nhiên lòng dẫn 0,7 -:- 1m/s +) Dịng chảy sau khỏi cống thường có dạng chảy xiết có lưu tốc động lớn - Để ngăn ngừa xói lở lịng dẫn hạ lưu cần phải có biện pháp tăng cường bảo vệ đoạn dài định Việc lựa chịn hình thức chiều dài gia cố tuỳ theo điều kiện khơng xói lở cục hay cho phép xói phải đảm bảo an toàn thân đoạn gia cố cơng trình - Việc xây dựng đoạn gia cố phẳng dài phía hạ lưu cơng trình khơng hợp lý mặt kinh tế Vì người ta cần gia cố đoạn ngắn kết thúc mái nghiên bảo vệ mà cho phép xói lở Khi bước nhảy thuỷ lực bị đẩy dồn từ đoạn gia cố chỗ bị xói chiều sâu mái nghiêng đáng kể nên xói lở khơng ảnh hưởng đến đoạn gia cố (a) Kích thước đoạn gia cố: - Để định chiều sâu mái nghiêng bảo vệ cần phải tính tốn chiều sâu xói lở sau đoạn gia cố tuỳ thuộc vào dòng chảy khỏi cống +) Chảy tự do: chiều sâu xói lở phụ thuộc vào chiều dài đoạn gia cố chiều cao nước dâng trước cống Theo kết nghiên cứu Anđrây kết rút từ nghiên cứu sau: Δ 2H h b 2,5.lg/c Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 38 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 Trong đó: : chiều sâu xói lở đoạn gia cố phẳng H: chiều sâu nước dâng trước công trình lg/c: bắt chiều dài đoạn gia cố phẳng tính từ chỗ dịng chảy từ cơng trình đầu bị khuyếch tán h: độ cống Bảng 3-6 Chiều sâu xói lở tương đối sau đoạn gia cố H lg/c tgβ 1,55 0,59 0,98 0,54 0,78 0,45 0,65 10 0,40 lg/c tgβ b b H Ghi chú: góc khuyết tán dịng chảy sau chảy khỏi cống - Đầu cống kiểu tường cánh chéo với góc mở = ; không lớn 450 ; đầu cống kiểu tường đầu thẳng đứng, kiểu cổ áo = 450 ; kiểu 1/4 nón = 300 - Qua bảng 3-6 ta thấy chiều dài đoạn gia cố phẳng không nên lớn lần độ cống, lg/c > lần độ cống chiều sâu xói lở đoạn gia cố khơng giảm mà diện tích gia cố lại tăng lên nhiều - Chiều rộng đoạn gia cố lòng dẫn sau cơng trình định xuất phát từ kích thước hố xói tự nhiên dạng chậu Xtrơphơid với chiều dài trục lc = 18. ; chiều rộng Bc = 12. Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 39 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 - Thường chiều rộng gia cố lấy 4-:-6 lần độ cống (Các bạn lựa chọn ln giá trị , phần đọc để hiểu thơi) (b) Hình thức gia cố: - Thường lát đá khan, lát đá có trát vữa hay lát bê tông đúc sẵn đổ bê tơng liền khối Việc lựa chịn hình thức gia cố phụ thuộc vào lưu tốc dịng chảy sau cơng trình điều kiện cung cấp vật liệu, khả xây dựng, - Mái nghiêng bảo vệ cuối đoạn gia cố thường đặt sâu hố xói 0,5m hm + 0,5 - Để giảm bớt khối lượng gia cố, áp đụng biện pháp rút ngắn chiều dài gia cố cách tăng độ nhám lịng dẫn sau cơng trình tường hay tăng nhám, cho phép xói sâu gia cố đổ đá đá to vào hố xói - Mái dốc đắp hạ lưu trước cống gia cố tới chiều cao tường đầu - Gia cố thượng lưu cống: chiều dài gia cố lấy 1/4 chiều dài gia cố hạ lưu Kiểu gia cố tình tới lưu tốc lưu tốc cống gia cố mái dốc đầu cống thiết chiều cao bằng: H + 0,5m - Chữ đỏ phần bạn cần ý để lựa chọn thông số cho hợp lý Như đến bạn hoàn thành xong việc thiết kế cống Phần tính tốn kết cấu phần thi cơng cống đồ án tốt nghiệp khơng u cầu nên khơng trình bày Bạn cần liên hệ mail mình, gửi cho bạn vài lý thuyết vấn đề Để hiểu tưởng tượng bạn search hình ảnh cống trịn mạng nhiều, thực tế xem cống cách tiếp cận nhanh Chúc bạn làm đồ án thành công! Tung Ken - 0974277986– tuantungvu@gmail.com Page 40