Nghiên cứu kết cấu và phương pháp tính toán âu thuyền cho các công trình ngăn sông vùng ven biển đồng bằng sông cửu long

BỘ GIÁO DỤC VÀĐÀOTẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀPTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI  NGUYỄN VIỆTANH NGHIÊN CỨU KẾT CẤU VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ÂU THUYỀN CHO CÁC CƠNG TRÌNH NGĂN SƠNG VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG Chun ngành : Xây dựng cơng trình thủy Mã số : 60.58.40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoahọc; GS.TS NguyễnChiến PGS.TS Trần Đình Hịa HÀ NỘI -2013 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Nguyễn Chiến, PGS.TS Trần Đình Hịa - người hướng dẫn, vạch định hướng khoa học để tác giả hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ThS Trần Văn Thái anh, chị em Trung tâm cơng trình đồng ven biển đê điều - Viện Thủy Công - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam người giúp đỡtác giả công việc nghiên cứu khoa học Xin cảm ơn thầy cô giáo Trường đại học Thủy Lợi, Phòng đào tạo Đại học sau Đại học giúp đỡ thời gian tác giả học tập nghiên cứu Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân gia đình động viên suốt trình viết luận văn Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2013 Tác giả Nguyễn Việt Anh BẢN CAM KẾT Tên đề tài luận văn:“Nghiên cứu kết cấu phương pháp tính tốn âuthuyền cho cơng trình ngăn sơng vùng ven biển Đồng sông Cửu Long” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn tơi hồn tồn làm Những kết nghiên cứu không chép từ nguồn thông tin khác Nếu vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm, chịu hình thức kỷ luật Nhà trường Học viên Nguyễn Việt Anh MỤC LỤC L ỜICẢMƠN 45T 5T B ẢNCAMKẾT M ỤCLỤC 45T 5T 45T 5T D ANHMỤCHÌNHẢNH 45T ANHMỤCBẢNGBIỂU D 5T 45T 5T M ỞĐẦU 45T 5T C hương1.TỔNGQUANCÁCVẤNĐỀCẦNNGHIÊNCỨU 45T 5T 5T 1.Tínhcấpthiếtphảixâydựngcáccơngtrìnhngănsơng 2.Tổngquanvềâuthuyền 45T 5T 4 45T Cấutạochungcủaâuthuyền 45T 5T 2.2 Phânloạiâuthuyền 5T 45T 2.3 Cửavandùngtrongâuthuyền 45T 5T 10 2.1 3.Tổngquancáccơngtrìnhâuthuyềntrongnướcvàtrênthếgiới 5T 4 Âuthuyềntrênthếgiới 5T T54 14 14 45T 3.2 Âuthuyềntrongnước 5T 45T 21 3.1 4.ÂuthuyềnvùngđồngbằngsôngCửuLongvànhữngvấnđềnghiêncứucủa 5T luậnvăn 4 45T 5.Kếtluậnchương1 5T 4T5 22 23 C hương2.LỰACHỌNKẾTCẤUTHUYỀNTRONGXÂYDỰNGCÁC 5T CƠNG TRÌNH NGĂN SƠNG VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNGCỬULONG 25 1.Phântích,lựachọnkếtcấuthuyền 5T 4T5 1.1.Nhữngvấnđềcầnxemxétkhithiếtkếâuthuyềntrongcơngtrìnhngăn 5T sơngvàđiềutiếtnướckhuvựcđồngbằngSơngCửuLong 45T 25 1.2.Đềxuấtmộtsốgiảiphápkếtcấuthuyềnphùhợpvớiđịahình,địachất 5T khuvựcđồngbằngsơngCửuLong 26 1.3.Phântíchlựachọnkếtcấu 30 45T 4 25 5T 4T5 2.Bốtríkếtcấuâuthuyền 30 2.1.Bốtrítổngthể 30 5T 4T5 5T T54 4 2.2.Bốtríkếtcấuâuthuyền 5T 4T5 33 C hương3.TÍNHTỐNKẾTCẤUBUỒNGÂUCĨMẶTCẮTCHỮNHẬT 5T TRÊNNỀNĐẤTYẾU 45 T 37 1.Kếtcấubuồngâutrênnềnđấtyếu(baogồmphầnmóngcọcphíadướivà 5T phầnbuồngâuphíatrên) 4 45T Nềnđấtyếuvàphânloạinềnđấtyếu 5T 37 37 45T 1.2 Biệnphápxửlýcơngtrìnhtrênnềnđấtyếu 5T 45T 1.3 Kếtcấubuồngâumặtcắtchữnhậttrênnềnđấtyếu 5T 45T 38 40 1.1 2.Tínhtốnkếtcấubuồngâutrênnềnđấtyếutheophươngpháptruyềnthống41 5T 4 T Thiếtkếmóngcọctheophươngpháptruyềnthống 5T 45T 41 2.2 Thiếtkếphầnkếtcấubuồngâuphíatrênmóngcọc 5T 54 45T 54 2.1 3.Tínhkếtcấubuồngâutrênnềncọctheophươngpháphiệnđại 5T 4 4T5 54 Nộidungtínhtốntheophươngpháphiệnđại 54 5T 45T 3.2 Cácmơhìnhphầntủhữuhạnnghiêncứuhệđài-cọc 5T 45T 3.3 Lựachọnphầnmềmtínhtốn 45T 5T 55 60 3.1 4 4.Kếtluậnchương3 5T 4T5 62 C hương4.ÁPDỤNGTÍNHTỐNCHÔUTHUYỀNTẠICỐNGTÂN 5T THUẬN–TP.HỒCHÍMINH 45T 1.Giớithiệuchungvềcơngtrình: 5T 4 4 4 Vùngdựán 5T 45T T54 63 63 63 1.2 Mụctiêu,quymôcủadựán 5T 45T 65 1.3 Chỉtiêukinhtế,kỹthuậtchủyếucủadựán: 65 1.4 Điềukiệntựnhiêndựán 66 45T 5T 5T 45T 1.5 Cấpcơngtrìnhvàchỉtiêuthiếtkế 5T 45T 70 1.1 4 2.BốtríchungâuthuyềntạicốngTânThuận 5T T54 42.1 5T 4 5T 4 5T 70 Giảiphá 2.2 Biệnphápcơngtrình pxâydự 2.3 Quymơvàbốtrícáccơngtrìnhchính ngchun gcủadựá n 45T 45T 70 70 45T 70 4 3.Cáctrườnghợptínhtốnkếtcấu Trườnghợpthicơng1: 75 3.2 Trườnghợpthicơng2: 3.3 Trườnghợpvậnhành1: 3.4 Trườnghợpvậnhành2: 3.5 Trườnghợpđặcbiệt: 5T 4T5 75 45T 5T 45T 5T 45T 5T 45T 5T 45T 75 75 76 76 5T 3.1 4 4.Tínhtốnkếtcấubuồngâutheophươngpháptruyềnthống 5T 4 4 Tínhkếtcấubuồngâu(mặtcắtchữnhật) 5T 45T 4T5 76 76 4.2 Kiểmtrakhảnăngchịutảicủanền 81 4.3 Thiếtkếmóngcọc 83 45T 5T 45T 5T 4.4 Tínhtốnkếtcấutườngbênbuồngâu 5T 45T 92 4.1 4 5.Tínhtốnkếtcấubuồngâulàmviệcđồngthờivớihệcọc(Phươngpháphiện 5T đại) 4 4 45T 96 Trườnghợptínhtốn 96 45T 5T 5.2 Chọnmơhìnhtốn 5T 45T 5.3 Cáckếtquảtínhtốn 5T 45T 5.4 Tổnghợpkếtquảtínhtốn 5T 45T 96 98 110 5.1 4 4 5T 5T 6.Phântíchkếtquảtínhtốn 7.Kếtluậnchương4 45T K ẾTTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 5T 4 5T 5T 5T Cáckếtquảđạtđược 45T T54 45T .Mộtsốđiểmcòntồntại 45T Hướngtiếptụcnghiêncứu 45T T 5T 114 115 116 116 117 117 P 5T À HỤLỤCTÍNHTỐN I L I Ệ U T H A M K H Ả O 45T 119 45 T 1 4 H 5T H 5T H H 5T 5T H H 5T 5T H H 4 5T 5T H H H H 4 5T 5T 5T 5T H 5T H 5T 4 H 5T 4 H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T H 5T ình1-1:Bảnvẽâuthuyềncổvàcửavanchữnhân,Trungquốc-1497 D ình1-2:Cấutạochungâuthuyền A N ình1-3:Âuthuyềnđơncấp H ình1-4:Âuthuyềnđacấp 45T 45T 45T 45T ình1-5:Cửavanbốtríngập 45T M ình1-6:Cửavankhơngngập Ụ C ình1-7:Âuthuyềnđơntuyến 45T ình1-8:Âuthuyềnđatuyến 45T 45T H ình1-9:Hìnhảnhchôuthuyềnđatuyến Ì N ình1-10:Mộtsốdạngcấpnướctrựctiếp H ình1-11:Cấpnướctậptrungbằngđườngốngngắn 45T 45T 45T ình1-12:Cấpnướcphântánbằngđườngốngdài Ả N ình1-13:Cácloạicửathườngdùngtrongâuthuyền H ình1-14:Cửavanchữnhân 45T 45T 45T ình1-15:Cửavanphẳngkéolên 45T ình1-16:Cửavancungtrụcđứng 45T 7 8 9 10 10 11 12 12 ình1-18:Cửavantrụxoay 14 ình1-19:HệthốngâuthuyềntrênkênhđàoPanama ình1-20:ÂuthuyềnGatun,kênhđàoPanama 45T 45T ình1-21:ÂuthuyềnPedroMiguel,kênhđàoPanama ình1-22:ÂuthuyềnMiraflores,kênhđàoPanama 45T 45T ình1-23:ÂuthuyềnYangtzeđậpTamhiệp–TrungQuốc 45T 15 15 16 16 17 ình1-24:ÂuthuyềnEisenhower,Massena–Mỹ 18 ình1-25:ÂuthuyềnUelzenI–Đức 18 45T 45T ình1-26:ÂuthuyềnSault,Machigan–Mỹ 45T ình1-27:ÂuthuyềnHiramM.Chittenden,Washington–Mỹ ình1-28:ÂuthuyềnThảoLong–ThừaThiênHuế H 5T H H H H 5T 5T 5T 4 H H 5T 5T H H 5T 13 45T 5T ình1-17:TổngthểâuthuyềnZandviliedvàBezendrecht–Bỉ 45T 4 5T 45T 45T 19 20 21 H 5T H 5T H 5T H 5T ình1-29:ÂuthuyềnTắcThủ–Càmau 45T ình2-1:Âuthuyềncótườngâuvàbảnđáyliềnkhối 45T ình2-2:Phốicảnhâuthuyềncóbảnđáyvàtườngliênkhối 45T ình2-3:Âuthuyềncótườngâudạngcơngxơn 45T 22 26 27 28 H ình2-4:ÂuthuyềnxâydựngbằngcọccừbảnBTCT 5T 45T 29 H ình2-5:Cắtngangbuồngâuthuyềndạnghộpphao 45T 5T H ình2-6:Phốicảnhâuthuyềnbuồngâudạnghộpphao 45T 29 30 5T H ình2-7:Bốtríâuthuyềnlùivềphíahạlưu(trái)vànhơvềthượnglưu(phải) H ình2-8:Mộtvídụbốtrítổngthểcơngtrìnhđiềutiếtvàâuthuyền 45T 32 5T 45T 33 5T H 5T H 5T H 5T H 5T ình2-9:Cắtngangbuồngâudạngmặtcắtchữnhậtbảnđáyliềnkhối ình3-1:Hìnhthứcmóngcơngtrìnhtrênnềnđất ình3-2:Phươngphápxửlýnềnbằngmóngcọc ình3-3:Kếtcấubuồngâumặtcắtchữnhật 45T 45T 45T 45T ình3-4:Sơđồbốtrícọcđiểnhình 45T 35 38 40 40 43 H ình3-5:Sơhọakhốimóngquyước 5T 45T 44 H ình3-6:Mặtbằngmóngcọcquyước 45T 5T 44 H ình3-7:Phânbốứngsuấtdocọcđơnvànhómcọc 45T 45 5T H ình3-8:Sứcchịutảikéocủacọcmởrộngchân 45T 47 5T H ình3-9:Sựhuyđộngsứckháng ình3-10:Sựlàmviệccủahệđài-cọc,cọcvànềnđất H ình3-11:Sơđồtínhtốnkếtcấubảnkhixemđầucọcnhưmộtgốiđànhồi H ình3-12:MơtảphươngpháptínhlúncủaGambin 45T 48 5T 45T 5T 45T 5T 45T ình3-13:Mơhìnhtínhtốntrongphươngpháp 45T 53 56 56 58 ình3-14:Mơhìnhtínhtốn,phươngphápsửdụnglịxothaythếtươngtáccọc-đất 59ình445T 1:VịtrívùngdựántrênbảnđồViệtNam 45T ình4-2:VịtrívùngdựántrênbảnđồhànhchínhQuận7-Tp.HồChíMinh 45T 66 ình4-4:Bìnhđồvịtrítuyến1-tuyếnchọn 67 ình4-5:Bìnhđồbốtrítổngthểcơngtrình H 72 45T 5T H H H H 5T 5T 5T 5T H H 5T 64 ình4-3:Vùngtuyếndựkiếnxâydựngcơngtrình(GoogleEarth) 45T 63 5T 45T H 5T H 5T ình4-6:Chínhdiệncơngtrình(nhìntừphíasơngSàiGịn) 73 ình4-7:Mặtbằng,cắtdọcâuthuyền 74 45T 45T ình4-8:Cắtngangâuthuyền(mặtcắtđiểnhình) 45T ình4-9:Sơđồngoạilựctácdụnglênâutrườnghợpthicơng1 45T ình4-10:Sơđồngoạilựctácdụnglênâutrườnghợpthicông2 45T 78 78 ình4-11:Sơđồngoạilựctácdụnglênâutrườnghợpvậnhành1 79 ình4-12:Sơđồngoạilựctácdụnglênâutrườnghợpvậnhành2 79 ình4-13:Mặtbằngbốtrícọcdướiâuthuyền 92 45T 45T 45T ình4-14:Mơhìnhhóatườngâuphíasơng(trái)vàphíabờ(phải) 77 45T H ình4-15:Sơđồngoạilựcvàbiểuđồnộilựctườngâuphíasơng-THthicơng2 5T 93 4T5 H ình4-16:Sơđồngoạilựcvàbiểuđồnộilựctườngâuphíabờ-THthicơng2 5T 45T 94 H ình4-17:Sơđồngoạilựcvàbiểuđồnộilựctườngâuphíasơng-THvậnhành1 94ình45T 45T H 18:Sơđồngoạilựcvàbiểuđồnộilựctườngâuphíabờ-THvậnhành1 45T 5T 94 H ình4-19:Sơđồngoạilựcvàbiểuđồnộilựctườngâuphíasơng-THvậnhành2 95ình445T 5T H 20:Sơđồngoạilựcvàbiểuđồnộilựctườngâuphíabờ-THvậnhành2 H ình4-21:Mơphỏngkếtcấuthuyền 45T 95 5T 45T 97 5T H 5T H 5T ình4-22:BiểuđồứngsuấtS11,S22-THThicơng1 45T ình4-23:BiểuđồứngsuấtS12,Smax-THThicơng1 45T ình4-24:BiểuđồứngsuấtSmin,Svm-THThicơng1 45T H 5T ình4-25:BiểuđồmoomenM11,M22-THThicơng1 45T 98 98 99 99 H ình4-26:BiểuđồmoomenMmax,Mmin-THThicơng1 5T 45T 100 H ình4-27:BiểuđồlựcdọcvàmơmenM33trongcọcdướiđáu-THthicơng1 ình45T 45T100 H 28:BiểuđồứngsuấtS11,S22-THThicông2 45T 5T H ình4-29:BiểuđồứngsuấtS12,Smax-THThicông2 45T 101 101 5T H ình4-30:BiểuđồứngsuấtSmin,Svm-THThicơng2 H ình4-31:BiểuđồmoomenM11,M22-THThicơng2 45T 102 5T 45T 102 5T H 5T H 5T H ình4-32:BiểuđồmoomenMmax,Mmin-THThicơng1 45T103 34:BiểuđồứngsuấtS11,S22-THvậnhành1 H 5T H 5T 103 ình4-33:BiểuđồlựcdọcvàmơmenM33trongcọcdướiđáu-THthicơng2 ình4- 5T 45T H 5T 45T 104