Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công dầm van lắp ghép cho đập trụ đỡ

Đặc biệt khi ứng dụng cho công trình ngăn sông lớn thì Bap trụ đỡ tô ra wu việt hơn cả "Với nhiễu wu điểm nỗi bật, công nghệ Đập trụ đỡ đã và đang được áp dụng rất rộng rãi trên phạm vi

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Trần Đình Hòa

đã vạch ra những định hướng khoa học và tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này Cảm ơn GS.TS Trương Đình Dụ, TS Trần Văn Thái

là những người tiên phong trong việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ

Đập trụ đỡ ở Việt Nam.

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường đại học Thủy Lợi, Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả học

tập và nghiên cứu tại trường.

Cảm ơn các anh chị em trong Trung tâm công trình đồng bằng ven biển và Dé điều - Viện Thủy Công - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam là những người đã sát cánh cùng tác giả trong quá trình nghiên cứu Đặc biệt là các đồng nghiệp thuộc Bộ môn Đập xa lan đã đóng góp nhiều ý kiến bổ ích dé tác giả hoàn thiện luận văn này.

Xin cảm ơn lãnh đạo tỉnh Ca Mau, Sở nông nghiệp và PTNT và Ban PPMU

Cà Mau đã tạo điều kiện để ứng dụng thành công công nghệ Đập trụ đỡ cho cống Bào Chấu và nhiều công trình khác trên địa bàn tỉnh Cà Mau.

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình đã động viên tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Hà Nội ngày tháng 5 năm 2014

Tác giả

Lê Sỹ Trọng

BAN CAM KET

Ho và tên học vin: L@ SY Trong

Chuyên ngành XXây dựng công trình thủy

Tên để tài luận văn _ : “Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công dim van

lip ghép cho Đập trụ da”

Tôi xin cam đoan để tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm Những kết

quả nghiên cứu, tính toán là trung thực, không sao chép tử bắt kỳ nguồn thông tin

nào khác, Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu bắt kỳ hình thức

kỷ luật nào của Khoa và Nhà trường.

Ha Nội, ngày thing 05 năm 2014

Hoe viên cao học

Lê Sỹ Trọng

M6 DAU

1 Tính cắp thiết của Dé tải 1

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

4 Kết quá đạt được của luận vẫn 3Chương 1 TONG QUAN

1.1 Tổng quan một số công trình ngăn sông ở Việt nam và trên th giới

4

4

1.2 Đập trụ da và dim van công Đập tr đỡ 5 1.2.1 Công nghệ Đập trụ đỡ 8 1.2.2 Các kết quả nghiên cứu, ứng dung các loại dim van Đập trụ đỡ

1.3 Kết luận chương 1 0

1.4 Những vẫn đề nghiên cứu của luận văn 18

Chương 2 NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP KET CAU DAMVAN CHO CONG TRINH DAP TRỤ D

2.1 Các giải php kết cầu dim van áp dung cho công trình Đập trụ đỡ 19

2.1.1 Dim đỡ van thi công tại chỗ trong khung vây khô 19 2.1.2 Dằm đỡ van thi công theo phương én lắp ghép trong nước, 21

2.2 Tinh toán kết edu cho các giải pháp dim van Đập trụ đỡ 28

3.1 Biện pháp thi công chế tao dim van “4

3.1.1 Lựa chon vị tr đúc dẫm van 44

3.1.2 Phương án chế tạo dầm van: 44

3.2 Biện pháp thi công vận chuyển và lắp đặt dim van, 48 3.2.1 Dim van dang phao rỗng, có thé nỗi va di chuyển trên nước; 48

3.2.2 Dim van Không tự nỗi, vận chuyển và lắp đặt bằng this 33

3.3 Biện pháp xử ý kin nước diy dim van 59 3.31 Biện pháp xử lý kín nước bằng cao su kín nước: oo 3.3.2 Biện pháp xử lý kin nước đầy bằng vữa b tông hoặc vữa xi mang 61 3.4 Kết luận chương 3 6

Chương 4 ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN, THIẾT KE DAM VAN THEOPHƯƠNG AN LAP GHÉP CHO CONG BAO CHAU (KHẨU ĐỘ 30M), TĨNH

CÀ MAU

4.1 Giới thiệu chung và bổ trí tng thể kết edu công trình 66 4.1.1 Giới thiệu chung, 66 4.1.2 Vị tríđịa lý, bu kiện tự nhiên, xã hội của dự án 66

4.13 Quy mô công trình và bồ tí tổng thé cdngtrinh “94.2 Tinh toín, thiết kế dâm van 1

42.1 Cấp công tình, các thông số thiết kế và quyđịnh về tính ton 73 42.2 Tinh toán thắm dưới đấy dim van 23

4.2.3 Tinh toán kết cầu dầm van 7

43.1 Mots6 ưu ý trong quá tinh thi công đúc dim van 87 43.2 Biện php thi cOng lai dt và hạ chim dm van 88 43.3 Biện pháp xử lý kín nước đáy dim van, 91

44, Kết luận chương 4 2

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

1 Kết luận: 94

2 Kiến nghị 94

MỤC LUC HÌNH VE MINH HỌA.

Hình 1.1 Ban đồ dự ân Delta ~ Hà Lan

Hình 1.2 Tong thé đập Ems Barrier - Đức.

Hình 1.3 Tổng thể Đập Thames Barrier - Anh

Hình 1.4 Tong thé đập Braddock - Mỹ

Hình L.5 Đập ngăn tiểu của dự ân Moses Italia

Hình 1.6 Cổng đập Ba Lai ~ Bến Tre

Hình 1.7 Cổng Nghỉ Quang ~ Nghệ An

Hình 1.8 Cổng Phước Long = Bạc Liêu

Hình 1.9 Công Rạch Lim ~ Cà Mau

Hình 1.10, Lai đất Đập xà lan trên sông lớn từ Hỗ đúc v vị trí công trinh

Hình 1.16 Cống Cái Lớn - Kiên Giang

Hình 1.17 Cổng Hà Giang - Kiên Giang

Hình 1.24, Kết cầu dầm đỡ van cổng Thảo Long.

Hình 1.25, Cầu tạo dim đỡ van

4

14

15 16

Hình 1.27, Lip đặt cốt thép dầm đỡ van trong khung vây khô sau khí đổ b tông bitđáy công Bà Dim C 16Hình 1.28, Hoàn thiện dầm đỡ van Biện Nhị trong khung vây khô 16

Hình 1.29, Cit ngang dim đỡ van Biện Nhị trong khung vây thí công, 16 Hình 1.30, Dim đỡ van đập chin sóng Ems Barrier „ Hình 3.1 Phương án dầm van kết cầu đặc, thi công ti chỗ trong khung vây 19

Hình 2.2 Phương án dim van kết cầu dạng hộp rỗng, thi công tại chỗ trong khung

vây khô 20

Hình 2.3 Kết cầu dầm van lắp ghép dạng đặc 22Hình 2.4 Cao su kin nước đầu cit và dim van (đặt trong hốc dim) 2

Hình 2.5 Cit ngang dim van 2

Hình 2.6 Cấu tạo dim van dang phao rồng, cổ thé nổi và lai lt én sông 28Hình 2.7 Kết cấu dim van dạng hộp ring, trọng lượng lớn, lắp đặt bằng hệ thông

cầu nổi hiện đại, tải trọng lớn 27

Hình 2.8 Mô hình tính kết cầu dầm trường hop dim không gia cổ cọc 31

Hình 2.9 Mô hình tinh kết cấu dim trường hợp dim có gia cố cọc 3

Hình 2.10, Ap lực nước ngang lên dim 3

Hình 2.11 Trọng lượng nước trên dằm van 33

Hình 2.12, Ap lực nước thắm dưới dim van 4

Hình 2.13, Moment trong dim trường hợp cu lắp 39

Hinh 2.14 So đỗ tinh các 6 bản 40

Hình 3.1 Hồ móng chế tạo dim van 45

Hình 3.2 Ụ nỗi chế tao dam van 45 Hình 3.3 Hệ ray chế ạo và hạ thay dim van 46 Hình 3.4 Thi công chế tạo nhiều đơn nguyên dầm van dạng hộp rỗng, tai trọng, kích thước lớn trên bãi khô, 48 Hình 3.5 Ha thay dm van trong hồ đúc 48

Hình 3.6 Hạ thuỷ dam van trên y nổi 48Hình 3.7 So họ cất ngang biện pháp hỗ rg li dt dim van 49

Hình 3.8 Di chuyển, lai dit dim van trên sơng s0Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống dẫn hướng và các thiết bị hỗ trợ, căn chinh để hạ chim

van SI Hình 3.10, Hệ thống lai dắt, định vị và ha chìm hằm Thủ Thiêm trên sơng Sai Gịn.

5ã Hình 3.11, Cần câu nỗi Kaisho ~ Nhật Ban, sức nâng 4.100 tấn 54

Hinh 3.12, Cần câu Yoshida, sức năng 3.700 tắn của Mitsubishi ““

Hình 3.13, Câu nỗi hỗ trợ lắp đặt cửa van đập Hartel Barrier (Hi lan) và Ems

Barrier (Đức)

Hình 3.14, Một inh ảnh các hệ cầu nỗi lớn trên thể giới 5s

Hình 3.15, Câu nỗi Biển Đơng, sức năng 600 tin của Nhà máy đĩng tàu Bạch Đẳng

56 Hình 3.16, Câu nỗi 1000T của Nhà mây cơ khí Ha Nam 56

Hình 3.17 Cau nỗi Yết Kiêu P3, sức nâng 280T của Cơng ty trục vớt cứu hộ Việt

Nam 56 Hình 3.18, Cần cầu 100 tin trên thị trường $6

Hình 3.19, Thi cơng lắp ghép đầm van loại vừa và nhỏ vio v tri cơng trình (kết cầu

«dim dang đặc) 38

Hình 3.20, Vận chuyển dim van đến cơng trình & lắp đặt sHình 3.21 Thi cơng ché tg, vận chuyển và lấp ghép dim van dip EMS banier 59

Hình 3.22 Các loại cao su kín nước trong các cơng trình thủy lợi 60

Hình 3.23, Mặt bằng chỉ tit kin nước giữa đầu dim van và bộ trụ otHình 3.24 Chi tiết giộng cao su kin nước bệ trụ và dim van (hình ©) 61

Hình 3.25 Lip đặt cao su chống thắm vio bốc dim van trước khi kip ghép 61

Hình 3.26 Cắt ngang dim van cơng trình và bố tri các ống bơm vữa xuống đáy dầm

Hình 4,1 Cổng Bào Chiu trên bản đồ HTTL Tiểu Vũng X = Nam Cà Mau.

Hình 4.2 Vị trí cống Bao Chau nhìn từ bản đồ Google Earth

Hình 43 Phối cảnh tổng thể công trình cống Bảo Chiu, tỉnh Cả Mau

Hình 4.13, Sơ đồ lực ác dụng lên dim TH3

Hình 4.14, Mô phòng kết cấu dim van

Hình 4.15, Ap lực nước tổ hợp ai dắt

Hình 4.16, Cau tạo hệ phao kẹp hỗ trợ nồi, lai đắt và hạ chìm dam van.

Hình 4.17, Cắt ngang biện pháp căn chính hạ chim dm (vị trí sắt tru pin)

Hình 4.18, Cắt ngang biện pháp ha chim dim van (vi tí giữa khoang cổng)

Hình 4,19, Mặt bằng và mặt đứng quá tinh thi công hạ chim dim van

Hình 420 Chỉ thống thắm hỗc dim van trước và sau khi lắp ghép,

Hình 4.21 Cắt ngang dim van cống Bao Chau sau khi bom vữa xi măng chống

thắm xuống nn

cl) Gl] 69

70

n n

n 7 15

75

18 79 81 81 88 89 90 90 9Ị

MỤC LUC BANG BIEU

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp kết quả nội lực tinh toán 3 tổ hợp

Bảng 4.2 Bảng tính toán cốt thép sản SI và S2

Bảng 4.3, Bing tính toán cốt thép tường TI và T2.

Bảng 4.4, Bảng tinh toán vết nứt sản dim van,

Bing 45 Bing tỉnh toán vết núi tường dim van

1 Tính cấp thiết của Đề tài:

"Với sự gia tăng về dân số và sự phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu về sử dụng,nước ngày cùng gi tăng về số lượng và da dạng về chất lượng Trong khi đó dướitác động của con người và biển đổi khí hậu toàn cầu, tai nguyên nước đang ngày.cảng cạn kiệt Việt Nam từ một quốc gia có tải nguyên nước dỗi dio, hiện dang

img trước nguy cơ thiếu trim trọng nguồn nước ngọt và nước sạch.

Để phát triển dn định và bền vũng Nông nghiệp Nông thôn nói riêng và kinh

18 xã hội nói chung, việc xây dụng các công trinh thủy lợi nhằm chủ động tạonguồn, điều khiển nguồn nước đáp ứng yêu cầu sản xuất, dân sinh đóng vai trò đặc

biệt quan trọng Trong đó, việc triển khai các dự án ngăn sông, nhất là mị

sông lớn đã trở thành một nhu cầu, đòi hoi cấp bách của thực tế sản xuất.

Trong những năm vừa qua vẫn để ngăn các con sông rộng, cột nước sâu đã

Auge các nhà khoa học không ngimg nghiên cứu, ải tiến nhằm mang lại hiệu quảcao về kinh tế, kỳ thuật Trong bối cảnh Việt Nam hiện nay đang là một trong.những quốc gia bị ảnh hưởng nghiệm trọng nhất từ tác động của kiện biển đổi khí

hậu và nước biển dang thì ‘ge nghiên cứu hoàn thiện các công nghệ ngăn sông

vũng ven biển, cửa sông lại cing có ý nghĩa hơn vé mặt thực tiễn cũng như về Khoa

học kỹ thuật.

Hiện gi ở nước ta đang có 3 công ng công các công trình ngăn

sông vùng ven biển: Đập trụ đỡ, Đập xa lan và công nghệ truyền thống Trong đó,công nghệ Đập trụ dé và Đập xà lan đang có nhiều ưu thé hơn so với công nghệtruyền thống vì giá thành rẻ, tỉ công nhanh, giảm đền bi giải phóng mặt bằng và ít

ảnh hưởng đến môi trường Đặc biệt khi ứng dụng cho công trình ngăn sông lớn thì Bap trụ đỡ tô ra wu việt hơn cả

"Với nhiễu wu điểm nỗi bật, công nghệ Đập trụ đỡ đã và đang được áp dụng rất

rộng rãi trên phạm vi cả nước, mang lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế xã hội cao, đóng,

ốp đặc biệt quan trong cho sự phát triển của đắt nước Công nghệ nảy cũng đã dat

giải thường VIFOTECH năm 2004, được Cục sở hữu tri tuệ cấp bằng Độc quyểnsáng chế năm 2007, giải thưởng Bông lúa vàng năm 2013 Đặc biệt năm 2012, cụm.

sông trình ngăn sông Đập xa lan và Đập trụ đỡ đã vinh dự là | trong 12 công trinh

xuất sắc của cả nước, là công trình duy nhất của ngành nông nghiệp được Nhà nước

thưởng Hồ Chí Minh về Khoa học ~ Công nghệ

Mặc dù vậy, Đập trụ đỡ vẫn côn một số thn ti cần phái ip tục nghiên cứu,

&t ting Gi

cải tiến và hoàn thiện công nghệ Đến nay đã có nhiều nghiên cứu khoa học như:

sọc xiên, xử lý nỀn móng, khung vây thi công cửa van cho Dap trụ đỡ, tuy nhiên, chưa có nghiên cứu chính thức nào về phan nối tiếp giữa 2 trụ pin đập (con

sợi là dim van hay dim đỡ van), Do đồ việc thiết kế, tính toán lựa chọn kết cầu và

giải pháp thi công cũng như việc xử lý kín nước đáy dim van Đập trụ đỡ là vấn để

Đặc biệt là khi ứng dụng cột nước sâu.

Hiện nay, đa số dim van các công Dap trụ đỡ đều thi công tại chỗ trong khung

vậy giữa lòng sông Khung vây được tạo thành nhờ các hàng cử Lassen được đóng.

ở giữa lông sông, có hình chữ nhật trên mặt bằng và được gong bằng hệ thống sin

im soái được chit lượng thi côngđạo, khung chống Phương dn này có ưu điềm

tuyển cũ và các lên kết của bộ phận chống thắm trong khô Nhược điểm là tuyểnkhung vây sẽ cản trở dòng chảy, ảnh hưởng đến giao thông thủy và có thể gây xói 2

bờ kênh, giá thành công trình cao hơn do chỉ phí khung vây thi công dim van,

Phuong án thi công lắp ghép dầm van trong nước đã được ứng dụng cho công.

Sông Cui - Long An, cổng Hiền Lương - Quảng Ngãi sống Hà Giang - Kiên

Giang Phương én này có giá thành rẻ hơn phương án trên, tiến độ thi công nhanh

hơn tuy nhiên nó đòi hỏi kỹ thuật thi công phức tạp, biện pháp lắp đặt với độ chính.

xác cao, yêu cầu công nghệ vả thiết bị thi công hiện dại

Do đó, đề tài: *Nghiên cứu Kết iu và giải pháp thi công dim van lắp ghépcho Đập trụ da” sẽ tập trung nghiên cứu lựa chon các loại kết cấu dim van và đề

xuất giải pháp thi công dim van theo phương án lip ghép trong nước Trên cơ sở nghiên cứu kế thừa các công nghệ xây dựng đã và dang phát triển ở trong nước vài

ngoài nước để lựa chọn kết cầu và giải pháp thi công hợp lý cho các cổng Đập trụ

9, đặc biệt là ở các công trình có khẩu độ rộng, cột nước sâu.

2 Mye dich của Đề tài:

"Nghiên cứu, phân tích lựa chọn các phương án kết cầu dm van và đề xuất

pháp thi công dim van lắp ghép trong nước cho Đập trụ đỡ Sau đó ứng dụng tínhtoán, thiết kế cho 1 công trình cụ thể (Cổng Bào Chiu, tỉnh Cà Mau),

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

~ Cách tiếp cận:

Tiếp cận bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các 16 chức, cá nhân

khoa học hay các phương tiện thông tin đại chúng; qua các kết quả nghiên cứu công, trình ngăn sông, các giải pháp kết edu dim van rên thể giới cũng như trong nước đã

có, kết hợp tìm hiểu, thu thập, và phân tích đánh giá các tài liệu có liên quan, đo đạc

khảo sit thực ế hiện trạng khu vực xây dựng công trinh, từ đó đỀ ra phương án cụthể phủ hợp với tình hình điều kiện cụ thé của nước ta

~ Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp điều tra khảo sắt, thu thập tổng hợp tải liệu.

+ Phương phấp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mô hình toán và các phần mém

‘ing dung.

+ Phương pháp chuyên gia và hội tháo.

+ Phương pháp phân tích, tổng hop.

.4 KẾt quả đạt được cũa luận văn

«Ting quan về các dạng công tình ngăn sông; công nghệ Đập trụ đỡ và các

giải pháp thiết kế và thi công dim van Đập trụ đỡ,

- Phận tích, nghiên cứu, đề xuất phương pháp và nguyên lý tinh toán cho các

giải pháp kết cầu dầm van Đập trụ đỡ.

= Để xuất các giải pháp thi công dim van theo phương án lắp ghép trong nước,

- Tính toán thiết kế và giải pháp thi công dim van lắp ghép cho công tinh

cổng Bảo Chiu (khẩu độ 30m), tinh Cả Mau

Chương 1 TONG QUAN1.1, Tống quan một số công trình ngăn sông ở Việt nam và trên thé giới.

Từ những năm giữa thé ky XX, các nước trên thé giới có tiềm lực vẻ khoahọc, kinh tế đã bit tay vào nghiên cứu các giải pháp công trình để xây dựng cáccông trình ngăn sông lớn phục vụ phát triển kinh tế và phòng chống thiên tai đặcbiệt là ảnh hưởng của thủy trigu, biển đổi khí hậu và nước biển dâng và đến nay đã

số một bé day kính nghiệm cũng như đã có rắt nhiều công trình ứng dụng vào thực

tế, Hệ thing nhàng công trình ngăn sông lớn rên thể giới rất đa dạng về kết cấu vàphong phú vé giải pháp xây dụng, lắp đặt công trình Các công trinh lớn nỗi bậtnhấ tp trung ở một số nước như Hà Lan, Anh, Italia, MY v.v Trong đó, Ấn tượngnhất là những công tình ngăn sông ven biển của Hà Lan

Ha Lan là nước có phần lớn đất tự nhiên có cao độ thấp hơn mực nước biến.Sau trận lũ lịch sử năm 1953 chính phủ Hà Lan đã quyết định nghiên cứu va triểnkhai dự án Delta nhằm bảo vệ dân cư, chống lại sự tàn pha từ biển Bắc, Dự án đượctriển khai từ năm 1958 đến 1997, được coi là một hệ thống kiểm soát l lụ, ngăntriều lớn nhất với công nghệ và quy mô hiện đại bộc nhất th giới

Dự án Delta TM gồm 9

cửa sông chính và hệ thống đẻ,

đập bai chin Trong dự án này,

nhiều công nghệ xây dựng mới

đã được nghiên cứu, ứng dung,

mang lại nhiều kinh nghiệm

quý báu cho việc xây đựng các

công tỉnh ngân sông lớn ở

nhiều quốc gia trên thể giới,

trong đó có Việt Nam.

Hình 1.1, Bản dé dự án Delta ~ Hà Lan

Ngoài ra & các nước Anh, Đức, Ý, Mỹ nhiều dự án ngăn sông lớn cũng đãđược xây dựng với nhiều hình thức, quy mô và giải pháp công trình khác nhau Đập Ems Barrier = Dice!

Đập chin song Ems có tổng

chiều rộng thông nước 476m với

7 khoang Trong đô 4 khoang

63,5m; một khoang 50m (cửa van

phẳng): một khoang thông thuyền

6Ôm cửa vàn trụ xoay, một

khoang 50m cửa van viên phân.

Đập Thames Barrier - Anh

Dap Thames Barrer li công

trnh tiêu biểu cho việc ứng dụng

cọc cho giải pháp ôn định trong

xây dựng công trình ngăn sông

Công trình này có tổng cộng.

433 m cổng gm 4 khoang 61 m,

6 khoang 31,5 m, cửa van trụ

xoay cao hơn 20 m Hình 1.3 Ting thé Đập Thames Barrier - Anh:

Céng mình Braddock = Mỹ

Đập Braddock trên sông

Monongahela là một điển

cho việc xây dựng công trình

ngay trên sông với nguyên lý

dạng đập xa lan Dap gồm Š

khoang, mỗi khoang rộng 33,6m.

° gu Hình 1.4 Tổng thé đập Braddock ~My

Dự án Moses - Italia Project MOSES: How it wil work

Dự án xây dựng các đập

ngĩn tru ở 3 của nhận nước từ

vịnh Venice: Malamoeeo, Lido,

Chioggis bằng hệ thông gồm 79

cửa van bing thép trên hệ thống

ce xà lan, mi cửa cao 18 + 28

m, rộng 20 m, diy Sm Dự án này.

tiêu tốn gần &,§ tỷ USD, được Xây Hin 1.5 Đập main tri cia dr ám Moses ~

căng tong giả đoạn 2006-2016, alia

6 Việt Nam hiện nay có 3 công nghệ chính dé xây dựng các công trình ngĩnsông ving đồng bing, ven bién: công nghệ ngăn sông dang truyền thông, công nghệ

Đập xả lan và công nghệ Đập trụ đỡ.

Trong đó, cổng truyền thống có ru điểm là dễ kiểm tra chất ượng trong quátrình thi công, công tác thiết kế và xây dựng đã có nhiều kinh nghiệm ty nhiên

sông nghệ này còn tôn tại nhiễu nhược điểm như: giá thành cao, ảnh hưởng đến

sino thông thủy, môi trường, khối lượng đền bi, giải phóng mật bằng lớn, quả nh thi công phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, tiền độ thi công chậm.

Công nghệ Đập xi lan di động có ưu điểm là giá thành rẻ, tiến độ thi công

nhanh, giảm diện tích chiếm dat, giảm khôi lượng dén bù giải phóng mặt bằng, hạnchế ảnh hướng và gây ôi nhiễm môi trưởng, có thé di dời vị trí cổng một cách linhhoạt khi có yêu cầu chuyển đổi về cơ cấu sản xuất Tuy nhiên, Đập xa lan thường

chỉ ứng dụng cho các công trình ngăn sông vừa và nhỏ.

“Một sé công trình ngần sông dạng truyền thống:

Hình 1.6 Cổng đập Ba Lai ~ Bên Tre — Hình L7 Cổng Nghỉ Quang- Nghệ An

‘cong trình ứng dụng công nghệ Đập Xà Lan:

Hinh 18 Cổng Phước Long ~ Bạc Liêu ` Hình 1.9 Công Rach Lim ~ Cà Maw

Hình 1.10 Lai dat Đập xà lan trên sông lớm từ Hồ đúc về vị trí công trình

Đập trụ đỡ là công nghệ mới với nguyên lý và gii pháp xây dưng tiên in

Công nghệ hiện nay đã được ứng dụng rắtrộng rãi trên phạm vi toàn quốc Do cóthể giải quyết được nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp trong quá trình xây dựng công.trình ngăn sông Đập trụ đỡ hiện đang có nhiều wu thé va tỏ ra ưu việt hơn cả khi

ứng dụng để xây dựng các công trình ngăn lớn với khẩu độ rộng, cột nước sâu.

1.2, Đập trụ đỡ và dằm van cổng Đập trụ đỡ

1.2.1 Công nghệ Đập tru đỡ

Đây là công nghệ ngăn sông kiéu mới đã được ứng dung rt rộng rãi cho các sông trình ving đồng bằng ven biển và cửa biển trên phạm vi cả nước

Đập trụ đỡ!” là công trình ngăn sông bao gdm cúc trụ đỡ bằng bể tông

cốt thếp (BTCT), các trụ này chịu lực cho toàn bộ công trình, móng try là các cọc

cắm sâu vào nên, giữa các trụ có dim đỡ van liên kết với trụ, đưới dâm đỡ van vàtrụ là cir chống thấm đồng sâu vào nền, các thanh cử liên kết với nhau, đỉnh cử liênkết với dầm đỡ van và trụ, trên dầm đỡ van là cửa van kết hợp với các trụ để ngăn

và điều tiết nước

a, Nguyên If của Đập trụ đỡ.

Ôn định công trình: Dựa vào hệ

thống móng cọc cắm sâu vio nền

On định thắm: Chống thắm theo

nguyên lý đường viễn đứng bằng bản

cử, trên hàng cừ là dim van kin nước

Ôn định xối: Mở rộng khẩu độ

cống dé tăng khả năng thoát lũ, đồng | il

sau hạ lưu nhỏ hơn lưu tốc xôi cho [Sire mm

phép của đất nền, Hình 1.11 Kết cấu chung Đập tru đỡ

Đập trụ đỡ chịu lực tập trung ở các try bằng hệ cọc nên có thé kết hợp làm cầu.

sino thông vớ tất cả các kết cầu cầu thông dung, nhịp cầu phụ thuộc vio khả năngchế tạo cửa van, Đập trụ đỡ được xây dựng dưới lòng sông là để giữ được quy luậthình thi, cảnh quan mai trường tự nhiên của dòng sông Đập được thiết kể mỡ rồngkhẩu độ thoát nước dim bảo lưu tốc qua công trình nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép

của đất nỀn nên kết cầu gia cổ chống xổi cho thượng hạ lưu chỉ cin bằng thảm đá

hoặc tắm BTCT.

b Mật số công tình đã ứng dụng công nghệ Dip trụ đỡ

* Cổng Sông Cui~ Long An

Cổng gồm 2 khoang,

mỗi khoang ôm với 3 trụ pin

(trụ đỡ) Cầu giao thông trên be

sống: bằng BTCT tiêu chuẩn

HI3, rộng 4.4m; dài 43,5m.

1g thống của van gdm 2 cửa

dạng cánh cửa tự động hai

chiều, kích thước; 5.7m x 8m "Hình 112 Công Sông Cui Long An

* Cổng Hiền Lương = Quảng Ngãi"

Cổng gồm 16 khoang

cống, mỗi khoang rộng 4m

và 15 trụ giữa + 2 trụ biên

Chiễu dài trụ pin lôm, chiều

day trụ pin giữa 0.7m, Cao

nh trụ pin: + 280 m Cao

trình ngưỡng cổng -1,0m,

cao trình sân thượng lưu và

hạ lưu -1,3m.

* Cổng Thảo Long = Thừu Thiên Huế

Công tình Thảo Long nằm trên Sông Hương thuộc huyện Phú Vang - Tinh

“Thừa Thiên Huế Nhiệm vụ công trình là ngăn mặn, giữ nguồn nước ngọt của sông.

Hương phối hợp với hỗ Tả Trạch đảm bảo cung cắp dt nước cho nông nghiệp công

nghiệp, môi trường sinh hái, ân sinh và đảm bảo iêu thoát lũ sông Hương

khoang, mỗi khoang rộng

31,5m; cửa van Clape trục

dưới, edu giao thông

H30-XB80, nhịp cầu 33m Hình 1.14 Cong Tháo Long = Thừa Thiên Huế

* Một sổ công trinh Đập trụ đỡ khác:

Hình 1.15 Cổng Biện Nhĩ - Cà Mau Hình 1.16 Cắng Cai Lớn ~Kiên Giang

Hinh 1.17 Cổng Hà Giang - Kiên Giang ` Hình 1.18 Cb

Uw điểm của Đập trục

= Thi công ngay trên lòng sông để không cần dio kênh dẫn dòng tỉ công,

giảm thiểu công tác đền bù, giải phóng mặt bằng.

= Giá thành xây đựng công trình giảm từ 20 + 30%.

- Công trnh đảm bảo nhiệm vụ điều tết như công nghệ trayén thống nhưng

tăng kha năng tháo lũ và ít gây biến động môi trường tự nhiên

+ Mỡ rộng khẩu độ thoát nước đảm bảo lưu tốc qua công trình nhỏ hơn lưu tốcxói cho phép Việc gia cổ trước và sau cống đơn giản, chi can thảm đá hoặc thảm bêtông cốt th

- Có thể xây dựng cổng với khẩu độ lớn, cột nước sâu, cũng như kết hợp làm

cầu giao thông hiện đại theo hình thức trên là cẳu dưới là công

Xi nhiễu ưu điểm nỗi bt, công nghệ Dap tr đỡ đã và dang được áp dụng rit

rộng tải trên phạm vi cả nước, mang lại hiệu quả kỹ thuật, kinh té xã hội cao, đồng góp Không nhỏ cho sự phit triển của dit nước Công nghệ này cũng đã dat giải thưởng VIFOTECH năm 2004, được Cục sở hữu trí tug cấp bằng Độc quyỂn sing

ch năm 2007, giải thưởng Bông lúa vàng năm 2013, Đặc biệt năm 2012, cụm công trình ngăn sông Đập xa lan và Đập trụ đỡ đã vinh dự là trong 12 công trình xuất

sắc của cả nước, là công trình duy nhất của ngành nông nghiệp được Nhà nước xéttăng Giải thường Hỗ Chi Minh về Khoa học ~ Công nghệ

1.2.2 Các kết qui nghiên cứu, ứng dung các loại dim van Đập trụ đỡ

1.2.2.1, Dim van cổng Bap trụ đỡ

Dam đỡ van hay dim van là bộ phận nỗi tiếp giữa 2 trụ pin của cổng Dap trụ

đỡ Dim này có thé dim đơn bằng bê tông cốt thép, BTCT dự ứng lực hoặc bằngthếp gic lên hai bệ trụ để đỡ và làm kin nước với cũa van đồng thời liên kết kin

nước với hàng cừ chống thắm và bệ trụ.

Liên kết kin nước giữa dim đỡ van và hing cờ chống thắm phụ thuộc vio biện

pháp thi công dim, Nếu dim đỡ van được thi công tại chỗ tong khung vay thi cử

ếp với cốt thép và ngim vio dim đỡ van; nếu dim

chống thắm được ve ti

đỡ van được lip ghép thi cừ có thể được ngâm vào bẽ tông đỗ sau dưới đầy dim

hoặc giữa đình cử và đáy dim có cao su kín nước

Kích thước dim đỡ van được xác định phụ thuộc vio quy mô công tinh (khẩu

449 khoang thoát nước, độ sâu của ngưỡng cổng) và biện pháp thi công dim (đúc tại

chỗ hay lắp ghép), Liên kết hai đầu dim đỡ van với các bệ trụ là liên kết khóp,

không ngàm vào bệ trụ Ở đó có thé đặt khớp nổi hoặc tắm cao su dé chống thắm,hoặc đỗ bê tông chèn sau khi lắp dầm 46 van, D6 là nguyên lý của đập trụ đỡ để

cho các trụ lâm việc độc lập

Ngoài ra tinh chất của dim đỡ van phụ thuộc loại cửa van sử dụng cho công trình: Đối với cửa van phẳng kéo đứng khi đóng đã được tựa lên bệ trụ, nên dim van chỉ có tác dụng lim kín khít giữa cửa van và cử chống thấm, chứ không có.

nhiệm vụ đỡ cửa van Đối với cửa van clape trục dưới, dim đỡ van ngoài các nhiệm

‘vy làm kin khit với cử chống thắm, còn có nhiệm vụ nhận toàn bộ áp lực nước và trọng lượng cửa van và truyền vào bệ trụ, day là dầm đỡ van trực tiếp chịu lực.

Với mỗi công tình cổng Đập trụ đỡ, tuỷ thuộc vào phương án, nguyễn lý

chống thắm khác nhau mà kích thước và biện pháp tạo liên kết với nền công trình

của dim van cũng khác nhau Dim van cũng có tÌ được mỡ rộng theo chiều ding chảy để đảo bảo đường viên thắm ngang, lúc này việc xử lý nén day dim van khá

đơn giản, có thé sử dụng cọc hoặc thậm chí đặt trực tiếp trên nền đắt trong trường.hợp địa chất cho phép Trong trường hợp ngược lại, khi sử dụng nguyên lý chống

thắm theo đường viền đứng, kết cầu dim van sẽ nhỏ hơn, liên kết giữa dim van và

công tình bằng hệ thống cử chẳng thắm ho

ống thắm,

ng, xi măng liên kết ch

1.2.2.2 Tổng quan một số gidi pháp dam van ứng dụng cho Đập tru đỡ

Sau đây tác giả giới thiệu 1 số dạng kết cấu dim van và giải pháp thi công

van cổng Đập trụ đỡ hoặc dạng Đập trụ đờ đã được ứng dụng vào thực tiễn

a Dim van BIống Sông Cui - Long An!

‘Cong Sông Cui được thiết kế theo công nghệ đập trụ đỡ với hai khoang, mỗikhoang rộng 7.5m bằng cửa van cảnh cửa tự động Hệ kết edu dim đỡ van ~ đỡ phaiđược thi công theo phương án lắp ghếp trong nước

Dim van bằng BTCT đặc, "“¬

dài 7.3m; cao 80cm, chiều rộng HAI,

cm, Phần diy dim được khoét

khe có kích thước 28x25cm dé đặt.

dm cao su kín nước đầu cừ, trong conn

lượng 1 dầm đỡ van là 122 tấn

Dim dé phai bằng BTCT đặc, se TRỤ BICT

chu rộng định dầm 1i0em, ctor

chiều rộng diy dằm 90em Trọng ui

Hình 1.19 Hình vẽ kế ed dim van Sông Cui

lượng dim đỡ pha là 14 tấn

Dim đỡ văn và đỡ phai được i kết cố định với nhau, xung quanh các mặt là

các tim cao su la để kin nước giãn dim và bệ trụ Cử chống thẩm là cử Larsen đồi7.5m, Cir chống thắm được giữ để tránh bị tut bằng dim đỡ cir bằng BTCT ngâm

vào bệ try.

Dim đỡ van và phai được thi công lắp đặt vào vi tí xây đựng công trình bằng

‘cn cầu nổi thông qua các móc thép bắt cố định sẵn trong quá trình chế tạo dim van

Tình 1.20 Dẫn đỡ van - phái cổng Sing Hình 1.21 Câu lip dém van Sông

Cut (úp ngược) Cui vào vịt

b Cổng Hiền Lương = Quảng Ngãi"!

Cống Hiền Lương được thiết kế theo công nghệ đập trụ đỡ với 16 khoang, mỗi

khoang rộng 4m, cửa van tự động | chiều Dim đỡ van được thi công theo phương

án lắp ghép trong nước.

Mỗi Ì đơn nguyên dầm đỡ văn — ,.

có dạng chữ U ngược, bằng BTCT M2775

đặc, đãi 47 + 49m; cao 40em, chiều ý

xông 90em Trọng lượng 1 dim đỡ

van khoảng 3,85 tấn

Cit chống thắm Larsen đài 8m

có tại đặt tựa lên dầm đỡ cử Dam đỡ

cử g6i lên cọc BTCT kích thước

40x40em, Đầu cử có đặt đệm cao su

hin mớc đợc ep ens nh mm TL Ý || Ì

lượng dim van và hệ bulong vít chật ;——

giữa dầm đỡ van và dim dé ett Hình 1.23 Kết cầu dằm đỡ van Hiền Lương

Para

¢, Cống đập Thảo Long - Thừa Thiên Huế ''

Đập Thảo Long được thiết ké, thi công theo công nghệ Đập trụ đỡ Céng gồm

15 khoang rộng 31,Sm Trụ cổng và dầm van được thi công khô trong khung vây cir

ván thép Dim đỡ van có kết cấu bê tông cốt thép đặc, dưới dim là bộ phận chốngthấm công trình bing cir bản nhựa, được ngầm trong dim đỡ van Dam có bé trí khe

48 lắp đặt của van Clape Chiều rộng dim van là 3m, chiều cao dim 1,75m, chiều

dải dim 31,55m Gia cố dưới đáy dim van bằng các cọc BTCT 40x40em

d, Cống Hà Giang - Kiên Giang!"

Cổng Hà Giang có khẩu độ B~25m, ngưỡng cống 2.50; cửa van Clape trụcdưới được thiết kế theo công nghệ Đập trụ đỡ Hai trụ pin công được thi công độc.lập tong khung vây cit vấn thép giữa lông sông Dim đỡ van được thi công theo

phương án lắp ghép trong nước,

Dim đỡ van có kết

cấu dạng phao hộp:

chiểu dai 24/7m; chiều

cao 1.5m; rộng đầy dim

2.3m; rộng đỉnh

2.5m, Tổng trọng lượng,

của dim khoảng 85 tấn Hình 1.25, Cấu tao dầm đỡ van edng Hà Giang.

Dam đỡ van có bổ trí hi thông bơm nước để hạ chim hoặc làm nổi dim, bổ trí các ống thép để phục vụ công tic bơm vữa xỉ ming cát hoặc bê tông,

Dim dé van được thi công trong hố móng khô, sau đó lai dit đến vị trí công.trình và hạ chim vio vịt giữa 2 bệ trụ, kin nước giữa dim và bệ tru bằng tắm cao

su Sau khi hạ chim dim vào vị , tiền hành bơm vữa xi măng cát dưới đáy dim,

bê tông vữa ding 2 bên dim để đảm bio chống thắm cho công trình Sau đó tiến

hành bơm bê tông điền diy hộp dim van để cổ định công trình Giải pháp này chỉ

cứng, có hệ số thấm nhỏ

áp dụng được khi địa chất nên là dit

e‹ Cổng Bà Đầm C ~ Hậu Giang”!

Cổng Bà Dam C thuộc Tiểu dự án Ô môn xà no, thuộc các tỉnh Đồng bing

sông Cửu Long Cổng gồm | khoang rộng 16m, cửa van clape true dưới Trụ pin cống được thi công trong khô trong thùng chụp Dim đỡ van được thi công khô trong khung vây cọc vin thép

Dim đỡ van có kết cấu bê tông cốt thép đặc, ngàm dưới dim là hệ cử chốngthấm bằng BTCT dai 8m Chiều rộng dim van là 2,2m, chiều cao dim Im, chỉdải dim 16m, Gia cổ đới đấy dm van bing các cọc BTCT 30x30em xiên 1:7

Hinh 1.26 Khung vay thi công đầm van

cổng Bà Đầu C

Tình 1.27, Lắp đặt cắt thép dim đỡ vantrong khung vay khô sau khi dé bê tong

bịt day cong Bà Dam C

£ Công Biện Nhị - Cà Mau"!

Cổng Biện Nhị có tổng khẩu độ thông nước 30m, gồm 3 khoang rộng 10m,

"Hình 1.29 Cit ngang dim đỡ van Biện Nhi

trong khung vay th công

Cống được thiết kế theo công nghệ đập trụ đỡ dạng bệ cao, Toàn bộ dim đỡ

van và một phần trụ pin cống được thi công khô trong khung vây cọc ván thép.

Đầm đỡ van có kết cdu bê tông cốt thép đặc, ngàm dưới dim là hệ cử chốngthấm bằng BTCT dai 8m Mỗi dầm có chiều đải 10m, rộng 2,5m, cao Im Gia cố.dưới đấy dm van bằng các cọc BTCT 35x35em,

ø Đập Ems Barrier ~ Đức °!

Đập Ems Barrier được thiết kế và thi công với nguyên lý dạng trụ đỡ Đập

gằm 7 khoang (4 khoang 64.5m; 2 khoang 50m và khoang 60m) Toàn bộ š trụ

pin của đập va dim đỡ van khoang 60m được thi công khô trong khung vay cử ván.thép Dim đỡ van (cita van phẳng) các khoang cổng 63,5m và 50m được thi côngtheo phương án lắp ghép trong nước,

«a, Đầm đỡ van khoang 63.3m 0 Đầm đỡ vn khoang 60m

"Hình 1.30 Dần đỡ van đập chấn sing Ems Barrier Dim đỡ van khoang 63,5m và S0m được cấu tạo bing BTCT, được căng cấp

dự ứng lực, dạng hộp rổng Trong lòng dim kết hợp là đường him vận hành dướisông tình Trọng lượng của 1 dim đỡ van lắp ghép khoảng 400m3 bê tông, tươngđương với khoảng 1000 tin, Dim được đúc trên khô, vận chuyển, lắp đặt vào vị trí

sông tình bằng hệ xà lan edu hay hệ í

13, Kết luận chương 1

Đập tru đỡ la công nghệ có nhiều wu vit và hiệu quả kinh tế kỹ thuật khỉ ứng

dụng cho các công trình ngăn sông, đặc biệt lả các sông rộng, cột nước sâu Qua quá.

tình tổng quan rên có thể nhận thấy các công trình ngăn sông ní chung và Đập trụ

đỡ nói riêng có nhiều dạng kết edu dim đờ van Tay từng loại kết edu, phương ánthiết kế và giải pháp công nghệ thi công ma công trình có thé áp dụng các loại hình

«dim đỡ van khác nhau.

Hiện nay dim đỡ van cổng Đập trụ đỡ thi công trực tiếp trong khung vay khô

44 được áp dụng khá phổ biến vì thi công đơn giản và dễ kiểm soát chất lượng thicông Dim đờ van lắp ghép trong nước cũng đã được ứng dụng cho nhiều côngtrình Dap trụ đỡ ở Việt Nam: Sông Cui, Hiển Lương, , nhưng chủ yếu là công

trình có khẩu độ khoang cổng vừa và nhỏ Việc ứng dụng giải pháp này cho các

công tình có quy mô lớn trên sông rộng, sâu vẫn là hạn chế và gặp nhiều khó khăn

Phương án này đòi hỏi kỳ thuật thi công phức tạp, biện pháp lip đặt đặt độ chính

và thiết bị thi

Đo đó, việc phân tích nghiên cứu các giải pháp kết cấu dầm van, đặc biệt là xác cao, cũng như yêu cầu về công ngh ng hiện dpi và phúc tạp

giải pháp thi công dầm van theo phương án lắp ghép trong nước dé ứng dụng.

cho các công trình Đập trụ đỡ là cin thiết Sự phân tích, đảnh giá và tổng quan các dạng công trình ngăn sông, các giải pháp kết cấu, thí công dim đỡ van ở trên có ý

nghĩa rt quan trong và là

pháp kết ấu và bi

tho việc nghiên cứu, tổng hợp các giải

n pháp thi công dim van cho các công Đập trụ đỡ, đặc biệt là ở

những công trình ngăn sông rộng, khẩu độ công lớn và cột nước sâu ở nước ta.

1.4 Những vin để nghiên cứu của luận văn:

Trên cơ sở phân tích về tính cấp thiết của các giải pháp kết cấu và biện pháp.thi công dim van cho cổng Đập trụ đỡ, các vin dé vé tổng quan và phương pháp

tiếp cân Trong phạm vi luận văn này, tác giã tập trung đi sâu vào nghiên cứu một

số nội dung sau đây:

+ Nghiên cứu, lựa chon các giải pháp kết cầu dim van cho Đập trụ đỡ

~ Nghiên cứu, đề xuất giải pháp thi công dim van Đập trụ dé theo phương ánlắp ghép trong nước

ah toán thiết kế và đề xuất giải pháp thi công dim van lắp ghép cho cổng Bào Chiu (khẩu độ 30m), tinh Cả Mau

Chương 2 NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP KET CAU

DAM VAN CHO CONG TRÌNH DAP TRỤ DO

2.1 Các giải pháp kết chu dim van áp dụng cho cơng trình Đập trụ đỡ

Cin cứ vio dang kết cầu, quy mơ cơng tinh và gi pháp thi cơng, cổ thể phân

loại dim đỡ van các cổng Dap trụ đỡ thành các kiểu như sau:

2.1.1 Đầm đỡ van thi cơng ti chỗ trong khung vay khơ

Loại này gồm 2 dạn

2LLL đỡ van kết cẫu đặc

2 Chu tạo

Dim đỡ van cĩ kết cầu bê tơng cốt thép đặc, dưới dim là bộ phận chống thim

cơng trình bằng cừ: cĩ thể là cử BTCT, ct bản nhựa hộc cit laren Các hing citnày được ngàm trục ti 4 van trong quá tình thì cơng Kích thước dmvan tùy thuộc vào loại cửa van, vào khẩu độ khoang cơng, chênh lệch mực nước

tính tốn và vào địa chất nén dưới dim van dé đảm bảo yêu cầu cơng năng, kết cầu

và én định tổng thể cho cơng trình Tay timg cơng tình mà dưới dim van cĩ thể

`

Phuong án này có thé ap dụng cho hẳu hết các dạng công trình Đập trụ đỡ vớikhẩu độ và độ sâu sông khác nhau Tuy nhiên, với các những khoang công có khẩu

độ lớn hơn 15m, độ sâu cột nước hơn 10m thì giả thành công trình sẽ khả đắt do chỉ

phí khung vay thi công dầm van lớn va phức tap.

¢ Ưu nhược điểm

Uw điểm:

+ Phạm vi ứng dụng rộng ri.

+ Công tác thi công dom giản đãcó nhiễu kinh nghiệm.

+ DE kiểm soát được chất lượng thi công công trình

Phương án này dim van có

sấu tạo dạng ring với mục dich

i lượng bê tông hoặc đảm

bảo các yêu cầu liên quan đến công

giảm Kt

tức quản lý vận hành công trình

đường dầu thủy lực, hệ thẳng thiết

bị điện, hệ thống quan trắc

Hình 2.2 Phương din dần van tết

cấu dạng hip rằng, th công tai chỗ:

trong khung vây khô

ih, giám khối lượng bê tông dầm Dễ kiểm soát được chất lượng thi

Ngoai các nhược điểm giống như dim van dạng đặc ở tn, phương ấn dim

van này có phạm vi ứng dung rắt hạn chế vì giá thành cao, inh chất thi công phức

top, lit nhất và kéo đài thời gian thi công

2 Dam đỡ van thi công theo phương án lắp ghép trong nước

Loại này gồm 3 dạng kết cầu:

2.1.2.1 Đầm van là dang dằm đơn được đúc từ nơi khác và ed lắp vào vị trí gita 2

tru pin công trình

a Chu tạo

Đầm van có dang dim đơn, thường là kết cấu đặc, chiều dai dim van nhỏ (thường nhỏ hơn 15m) Dam được đúc ở trên bãi khô hay hồ đúc ở vị trí khác, sau.

đồ được vận chuyển và lắp đặt vào v tri công tinh bằng hệ cầu nỗi Dưới dim van

là bộ phận chống thắm công trình bằng cit: có thé la cir BTCT hoặc eit larsen.Nhược điểm của cit bê tông cốt thép là việc kiểm soát công tác thi công cử, kin

nước me cử là khó khăn, đầu cử đ bị vỡ sau khi đóng ảnh hưởng nhiễu đến liên kết

kin nước giữa dim van và cit chống thắm Do dé ở phương án này thm

bằng cừ larsen tỏ ra wu việt hon và được áp dụng phổ biến hơn.

Hinh 2.3 Kết cấu dằm van lắp ghép dang đặc

“Các hàng cử liên kết kin

nước với dim van bằng tấm

đệm cao su đặt trong hắc dim

(dạng chữ U) dưới dim van.

Thực tế ở một số công trình

cho thấy việc kín nước này,

được đảm bảo tuyệt đối

“Hình 2.4 Cao su kin nước đầu cử và dim van (đt trong,

Trường hợp đất nền dưới

dầm van là đất bùn yếu, 48 tránh

cử bị tụt thì có thé gi

bằng các dầm đỡ ci đỏ liền khối

với bệ trụ pin, Đối với gii pháp

này, dưới dim van thường không

cần phải gia cổ bằng cọc

Dim van được lấp đặt vào

vị tí xây đựng công trình bằng

cần cầu thông qua các móc thép

Bắt cổ định sẵn trong quá inh

8 tạo dim van, Ĩ

chế tao dis Hinh 2.5 Cắt ngang dam van

b Điều kiện áp dụng

+ Thường ứng dụng cho các khoang công khẩu độ vừa và nhỏ, trọng lượng.

mỗi dim thường không lớn hơn 5Ú tin để phù hợp với tải trọng thiết bị edu nỗi phd

biển rên thị trường, nhất là cho các công trình trên kênh rach phía trong nội đồng,

+ Phù hợp để áp dung cho các công tinh khó khăn v mặt bằng thi công (do

không phải đào hỗ móng sâu để tỉ công dim van)

+ Phù hợp với những khu ve yêu cầu phải đảm bảo về lưu thông dòng chảy

và giao thông thay.

+ Không yêu cầu kết hợp dim van để phục vụ cho các yêu cầu trong quả trình

quản lý, vận hành công trình

e Ưu nhược điểm:

điền

+ Công tác thi công dom giản, thuận li, tiễn độ thi công nhanh.

+ Có thể thì công đại trà nhiều đơn nguyên cho các công trình có nhiềukhoang cổng

+ Giải pháp thí công don giản, phương tiện máy móc thi công thông dụng

+ Giá thành công trinh giảm do không phải thi công khung vây phạm vi dim

é tối đa ảnh hưởng đến giao

+ Không ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy, hạn el

thông thủy tong qué trình thi công.

+ Giải pháp xử lý kín nước đây giữa dim van với cừ chống thắm đơn giản, độ tin cây cao

Nhược điềm:

+ Không kết hợp được

quản lý, vận hành công trình.

van để phục vụ cho các yêu cầu trong quả trình.

+ Công tác kiểm tra, kiểm soát kín nước đầu cử và đầm van là khả phức tạp,

khó khăn,

+ Chi nên áp dụng cho các khoang cổng có khẩu độ vừa và nhỏ Vi khi dimvan có khẩu độ lớn thì trọng lượng dầm van lớn, công tác cấu, vận chuyển sẽ khó

khăn, phúc tạp, độ tin cây trong thi công giảm.

2.1.2.2 Dim van dang kết cấu hộp phao, có thé nỗi trên mặt nước, được đúc ở nơi

hắc, sau đó di chuyển dén công trình, định vị và hạ chim vào vị tr

Đây là giải pháp kỹ thuật thi công tiên tiến, hiện dai, đã được ứng dụng ở

nhiều công trình lớn trên thể giới

a Chu tạo:

Dam van chế tạo bằng bê tông cốt thép dang phao rỗng gồm các tường, vách

có chiều diy 15 + 20m Dim có thể nỗi được trên mặt nước nhờ lực dy nổi DimAuge thi công tại hỗ đúc ở vị tri kh, sau đó ha thy, lai dắt và căn chỉnh, ip đặtvào vị trí công trình Kích thước của dim đảm bảo yêu câu én định kết cầu, dn địnhnỗi và bố tí kin nước với cửa van ở trên Hai đầu dim gác lên 2 hdc của bệ trụ pin.Dam van không đặt trực tiếp lên hàng cir chéng thắm Việc kín nước dưới đáy dầm

{im bảo chống thắm công tình bằng lớp vita xỉ mang hoặc vữa bể tông bơmđưới dim van va hàng cit chống thắm

các phụ gia để chống thắm, chẳng xâm thực Dim van thường được đổ bằng bê tông

bơm với độ sụt lớn.

Trong khi thi công dim van cần lưu đặt in các chỉ tiết chờ trong bê tông để

phục vụ các công tác lai dit, định vị hạ chim dim vào vj trí công trình như : ông có.

van khỏa để thio nước hạ chìm dim van và để bom bê tông điền diy các khoang

dầm van sau khí hạ chìm (nếu cần thiế ing thép phụt vữa xi măng để xứ lý chống thắm dưới dầm van, các móc thép inox để phục vụ công tác neo, giữ, định vị và hạ chìm dầm van

b Điều kiện áp dụng

+ Ủng dung những công trình có không gian và mặt bằng để thi công ché tạo

dim van trong hỗ móng sâu.

+ Ứng dung cho các cổng có khẩu độ khoang cổng lớn, cột nước sâu do cổ thé

chế tạo đồng thời nhiễu đơn nguyên dm van trong hỗ đúc Cổng cảng nhiêu

khoang cổng khẩu độ rộng lai cing cổ hiệu quả vé kinh tế, kỹ thuật

+ Phù hợp với những khu vực yêu cầu giao thông thủy phải luôn được đảm

bao, dong chảy lưu thông liên tục.

+ Có thể kết hợp đầm van để phục vụ cho các yêu cầu trong quá trình quản ý,

thành công trình giảm do không phải thi công khung vây phạm vi dim

cổng có nhiều khoang, việc thi công đúc dai trả nhiều dim van cùng 1

lúc sẽ mang lại hiệu quả kinh tế lớn

+ Giải pháp và tư tưởng thi công hiện dai và tiên tiến Không cần sử dụng các

loại thiết bị (xà lan, edu) có ải rong lớn và đặc chủng để lai dt và he chim, lấp đặt tim vì dim van có th nỗi trên nước

+ Có thể kết hợp dim van để phục vụ cho các yêu cầu trong quá trình quản ý,

vận hành công trình.

+ Tim độ thi công nhanh, chủ động, không b chồng chéo đặc biệt đối với các

công có nhiều khoang.

+ Hạn chế tối đa ảnh hướng đến giao thông thủy trong quá trình thi công.

Nhược điềm:

+ Đối với các công trình có khẩu độ khoang cống lớn, cột nước. iu thi công.

tác lai đất di chuyển và ha chim dim van vio vi trí công tình cồn gặp nhiễu khó

khan, ngoài ra các tác động của sóng, gió, dòng chảy cũng ảnh hưởng không nhỏ.

‘qua trình lại đắt và lắp đặt dim van vio vị trí công trình

+ Cần phải có các biện pháp đảm bảo an toàn giao thông thủy trên các tuyến sông trong quá trình lai dắt, vận chuyên dim van đến vị trí công trình dé lắp đặt

+ Vấn để kiểm ta, kiểm soát kin nước đầu cử và dầm van là khá phúc tạp, đồi

hoi đơn vị thi công có kinh nghiệm, nhân công có tay nghề kỹ thuật cao Việc kiểm

wad ất lượng lớp bê tông hay vita xi ming cát kin nước dưới đấy dằm van còn khả

giảm khối lượng bê tông, vừa có thể kết hợp 1 số yêu cầu có liên quan trong quá

trình quản lý, vận hành công trình Dim van dạng này không nỗi được

Dim van được thi công đúc ở các xưởng bãi trên khô gin sông lớn hoặc trên

các ụ nội Sau khi dim được đúc xong, sử dụng các thiết bị cần cầu có tải trọng.lớn trên xa lan cầu, vận chuyển đến vị tr công tình và lắp đặt Dạng kết sấu nàyđồi hỏi yêu cầu thiết bj cầu lắp với tải trọng lớn, hiện đại (khoảng trên 300 tin) do

dim van có kích thước và trọng lượng rắtlớn

Dạng kết cấu này có thể ứng dụng cho các cống có nhiều khoang, khẩu độ khoang cổng rộng và cột nước sâu, có di thiết bị thí công hiệ đại, đặc, chủng.

Hình 2.7 Kết cấu dim van dang hộp rằng, trọng lượng lớn, lắp đặt bằng hệ thong

iu nỗi hiện đại, tải trong lớn.

Vin diém:

~ Giải pháp thi công hiện đại, tiến độ thi công nhanh

- Ung dụng cho các công có khẩu độ lớn, sông rộng thuận lợi cho việc di

chuyển các thiết bị siêu trường, siêu trọng.

~ Hạn chế tối đa ảnh hưởng đến giao thông thủy trong quá trình thi công

AMược điểm:

~ Công tác chế tạo dim phức tạp và tốn kém Kết cầu dim lớn nhằm đảm bảoxêu cầu én định trong quê trình hoại động ma đảm bảo én định khi cdu vàvận chuyển dim,

~ Giá thành cao hơn các phương án dim van lắp ghép khác,

~ Yeu cầu thiết bị, công nghệ hiện đại và khả đặc ching, thành cao Khó áp,

‘dung cho những công trình trên các kênh rach nhỏ ở sâu trong nội đồng,

2.2 Tính toán kết cấu cho các giải pháp dim van Đập trụ đỡ.

2.2.1 Một số nhận xé:

hur đã phân tích ở trên, việc phân loại dm van phụ thuộc vào cấu tạo dim,

giải pháp hi công dim, loại của van ấp dụng cho công trình, giải pháp gia cỗ dưới

n quy mô công tình Do đồ, tương ứng với mỗi một dang kết cấu sẽ cổ hình

dạng, ích thước, mô hình và nguyên lý tinh toán ổn định kết cầu khác nhau.

Trong phạm vi luận văn, tác gid chỉ dé xuắt, giới thiệu các nguyên lý, trình tự

và mô hình tinh toán kết cầu dm van cho công tình Dap trụ đỡ áp dung cửa van

phẳng Cụ thể như sau:

1 Dam van thi công tại chỗ, kết cấu dạng đạc, cửa van phẳng

2 Dim van thi công lắp ghép, kết cấu dạng đặc, lắp đặt trong nước bằng hệ cấu nỗi, cửa van phẳng

3 Dam van thi công lắp ghép, kết cấu dạng phao ring có thé tự nỗi trên mặt

nước, lai đất và hạ chìm trong nước, cửa van phẳng

Đổi với dim van dạng hộp phao ring, lắp dat bằng cúc thết bi cầu tải trong

lớn (mye 2.12.3); giải pháp này nhìn chung là sự kết hợp giữa các giải pháp trên trên, tuy nhiên nổ chủ yêu thiên về cổng nghệ và thiết bị thi công, do đỏ tác giả không đi sâu phân ích nguyên lý và mô hình tinh toán kết cầu

2.2.2 Yêu cầu và nguyên lý chung trong ính toán kết cấu dằm van

a Các điều kiện về tính toán và dn định kết cấu

Kết cấu dim dé van thường xuyên chịu tải trọng và thay đối tùy theo trạngthái làm việc va quá trình thi công Do vậy khi tính toán kết cấu cin phải xem xétđầy di các tổ hợp làm việc xảy ra Cũng như những kết cấu dim BTCT thôngthường, yêu cầu chung khi thiết ké kết cấu dầm đỡ van phải đảm bao các điều kiện

sau đây (ngoài yêu cầu về nỗi đối với dim van lai đất trên mặt nước):

+ Điều kiện chịu lực: Kết cấu dim van phải đảm bảo yêu cầu chịu lực (cả phương ngang và phương đứng).

+ Điều kiện về mứt: Tùy theo mỗi trường làm việc mà dim đỡ van có đượcxuất hiện vết nứt hay không và vết nứt được phép mở rộng là bao nhiêu theo tiêu

chun ấp dụng tương ứng.

Đối với vùng nước mặn dim van không được phép xuất hiện vết nứt (Bảng 1

TCVN 91392012”, Đối với các môi tường làm việc khác cần tuân thủ TCVN4116-1985121

Nhất là đối với dim van khẩu độ lớn, độ võng củadim theo cả 2 phương không được quả lớn ảnh hưởng ti chức năng chin nước và

+ Điều kiện chuyển

kín nước công trình

Theo yêu cầu với kết cấu bê tông chung Độ võng của dim không lớn quá

1/500 Trong dé L là chiều dai dim.

Ngoài ra theo yêu cầu kin nước của cửa van mà độ võng của dim có thể phi

nhỏ hơn giá tị nhất định ty theo thết kế kín nước của cửa van.

+ Các yêu cầu khác:

Phải tính toán kết cấu cho tổ hop tải trọng bất lợi nhất

Chiều dy lớp bảo vệ phải thỏa man quy định theo tu chuẩn,

Tùy công trình cụ thể có thể xem xé sự cần thiết sử dụng phụ gi cho bê tổng

b Các nguyên lý trong tính toán.

“Trong tính toán kết cấu dầm van thường coi:

+ Kết cấu dầm van tính như dim khớp hai đầu Vị trí khớp là vị trí dim gác

lên bệ trụ

+ Khi tinh toán kết cầu dầm không xét đến sự tham gia chịu lực của cử chống thắm

+ Trường hợp dưới nên không có cọc gia cổ thì coi dim đặt trên nén din

tính toán theo sơ đồ dầm đặt trên.hai đầu khớp Trong trường hợp có cọc gin cổ

ác gối tựa,

+ Bai với cửa van phẳng áp dụng cho Đập trụ đỡ, trọng lượng tản bộ cia vanKhông tác dụng trực iếp lên dim mà truyền lên bệ trụ và xuống đất nén thông qua

hệ thống móng cọc

+ Khi cửa van đồng, dim van mới chịu tác dụng của lực ngang Giá tri này

chính là phần áp lực gây ra do chênh lệch mực nước thượng hạ lưu công trình

+ Bỏ qua ma sat phương ngang giữa bộ phận kín nước của cửa van với dim

2.2.3 Các quy định vé tính toán

a Các trạng thái giới hạn tính toán ”*!

Trang tái giới han thứ nh

L bai toán kiểm tra khả năng chịu lực của dm tong điều kiện khai thác bắtlợi nhất Trong đó yêu cầu phải xác định nội lực, tính toán và bổ trí cốt thép canthiết cho dim để dim théa mãn dié kiện bền

Khi tinh toán kết cắu, ri số tải trọng và tie động, hệ số độ tin cdy vé tải trong

hệ số tổ hợp, cũng như eich phân loại ải trọng thường xuyên và tạm thử

theo các tiêu chuẩn hiện hành về tải trọng và tác động

Tran thit giới hơn the 3

Diy là bài toán tinh toán nhằm đảm bảo sự làm việc binh thường của kết cấu

48 không hình thành và mở rộng vất nứt quá mức cho phép, Đồng thời cũng phải kiểm tra độ võng của dim trong các trạng thái làm việc khác nhau (chuyển vi)

b Tải trọng và té hợp tải trong")

* Tải trong:

Noi chung đối với kết cầu van thường xuất hiện các tải trọng su

= Trọng lượng bản thân dim van;

~ Ap lự thủy tn lên im van

Là sự kết hop của các tải trong như ở trên xuất hiện trong quá trình thi công,

h toán đối vớilàm việc của công trình Điều này sẽ được trình bày cụ thé trong

từng loi kết cầu dim van mục tiếp theo

e Lựa chon giá tr nội lực để tin tuần

Giả trì nội lực tinh toản là giá tị lớn nhất rong đường bao biễu đỗ nội lực của

các ổ hợp tính toán

4 Các phương pháp phân tích và tinh toán kết cầu

Các phương pháp phân tích kết cấu có thể được áp dụng bao gồm: PÖương pháp sức bén vật liệu (phương pháp mặt cit), phương pháp phan tử hữu hạn.

hoặc bắt cử phương pháp nào thỏa mãn cúc yêu c kiện cân bằng, tính

tương hợp và sử dung được mỗi liên kết ứng suất, biển dang

dim có 1 Trong quá trình tinh toán để xác định nội lực trong kết c it dụng phương pháp tính toán thông thường hoặc sử dụng các công cụ phần mém chuyên

về kết cấu để tính toán như SAP 2000, Ansys Nhất là đối với các kết cấu dạng.tắm, bản kệ thi phương pháp dùng phần mém tính toán kết cẩu sẽ giúp giải quyết

nhanh vin đề cần nghiên cứu hơn,

2.24 Phương pháp tink toin Kết cấu các giải pháp dm van.

2.24.1 Dim van thi công tại chỗ, kết cầu dạng đặc, cửa van phẳng:

a Sơ đồ tính toát

+ Sor đồ tink toán lực phương ding: Dizm van như một dim dat trên nỀn dn

hồi, hai đầu liên kết khớp Tuy nhiên các công trình thường xây dựng trên những

vùng dit yếu nên độ cứng lồ xo (spring) trong mô hình của winkler thường rit nhỏ

Để đơn giản trong tính toán th có thể xem dim là một dim đơn (hoặc da nhịp trong

trường hợp cổ cọc gia cổ bên đưới) để inh toán

Hình 2.8 Mỏ hình tính kết fu dần trường hop dần không gia cổ cọc