bài giảng đồ án đập bê tông trọng lực

nhiệm vụ:- Bố trí phần đập tràn, không tràn trên tuyến đã chọn;- Xác định mặt cắt cơ bản đập;- Xác định mặt cắt thực dụng cho phần đập không tràn, đập trànbao gồm cả tính toán tiêu năng;

Trang 1

Bộ môn Thủy Công

Đồ án thiết kế đập Bê tông trọng lực

Giới thiệu môn học

• Tổng điểm: 10đ

• Nghỉ học không lý do (No): -2đ• Nghỉ học có lý do (N): -1đ• Vắng 1 tiết (V): -1đ• Đi muộn 5 phút (M): -0.5đ• Dưới 5đ : cấm thi

1

Trang 2

Bộ môn Thủy Công3

b Đánh giá mức độ hoàn thành yêu cầu của GV : 20%• Tổng điểm: 10đ

• Mức A (hoàn thành >90%, có ít sai sót): -0đ/lần• Mức B (hoàn thành 70-90%, có sai sót vừa): -0.5đ/lần• Mức C (hoàn thành 50-70%, có nhiều sai sót): -1đ/lần• Mức D (hoàn thành 0-50%): -2đ/lần

• Dưới 5đ : cấm thi

2 Thi vấn đáp cuối kỳ: 60%• Nộp đồ án

• Trả lời 3 câu hỏi vấn đáp (10 phút)

3

Trang 3

• QCVN 04-05:2012 : Công trình thủy lợi – các quy định chủ yếu về thiết kế

• TCVN 9137: 2012: Công trình thủy lợi – Thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép

• TCVN 4253:2012: Công trình thủy lợi – Nền các công trìnhthủy công – Yêu cầu thiết kế

• TCVN 8421:2010: Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực tácdụng lên công trình do sóng và tàu

• Một số TCVN khác5

Trang 4

Bộ môn Thủy Công7PHẦN I TÀI LIỆU THIẾT KẾ

PHẦN II YÊU CẦU THIẾT KẾPHẦN III HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Phần I – Tài liệu thiết kế

8I Đặt vấn đề:

Cụm đầu mối CTTL trên sông C, có nhiệm vụ:Phát điện: N=120.000 KWPhòng lũ: 250.000 ha

150.000 ha diện tích đấtcanh tác

Cấp nước sinh hoạt cho1.000.000 dân

7

Trang 5

I Đặt vấn đề:

Đầu mối hồ chứa nước bao gồm:

10II Tài liệu cơ bản:

1 Địa hình: 9

Trang 6

II Tài liệu cơ bản:1 Địa hình:

1 Địa hình: 11

Trang 7

2 Địa chất: 13

Trang 8

1 Địa hình: 15

Trang 9

1 Địa hình: 17

Trang 10

II Tài liệu cơ bản:4 Tài liệu Thủy văn:

4 Tài liệu Thủy văn: 19

Trang 11

II Tài liệu cơ bản:5 Tài liệu Thủy Năng:

5 Tài liệu Thủy Năng:

Trang 12

II Tài liệu cơ bản:5 Tài liệu Thủy Năng:

5 Tài liệu Thủy Năng:

§Ò sè §Çu bµi MNDBT (m) MNC (m) (mQTM3/s)

77 390,2 345,7 11078 390,4 345,9 11279 390,6 346,1 114

81 IV 391 345,8 118

83 389,1 345,4 12284 389,3 345,2 124

86 389,7 344,8 12587 389,9 345,1 12388 390,1 345,3 12189 390,3 345,5 11990 390,5 345,7 11791 390,7 345,9 11592 IV 390,9 346,1 113

94 389,2 346,4 10995 389,4 346,6 11096 389,6 346,8 11597 389,8 346,2 120

99 389,5 345,5 123

23

Trang 13

II Tài liệu cơ bản:6 Các tài liệu khác:

Nội dung môn học

PHẦN I TÀI LIỆU THIẾT KẾ

PHẦN II YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

PHẦN III HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

25

Trang 14

Bộ mụn Thủy Cụng27

Bộ mụn Thủy Cụng

Phần II – Yờu cầu thiết kế

282 Yờu cầu:

- Hiểu được cách bố trí đầu mối thuỷ lợi và lý do chọn phươngán đập bê tông;

- Nắm được các bước thiết kế đập bê tông trọng lực tràn nớc và không tràn nớc (trong giai đoạn thiết kế sơ bộ).

3 nhiệm vụ:

- Bố trí phần đập tràn, không tràn trên tuyến đã chọn;- Xác định mặt cắt cơ bản đập;

- Xác định mặt cắt thực dụng cho phần đập không tràn, đập tràn(bao gồm cả tính toán tiêu năng);

- Kiểm tra ổn định mặt cắt đập không tràn;

27

Trang 15

3 Nhiệm vụ:

- Phân tích ứng suất mặt cắt đập không tràn;

- Chọn cấu tạo các bộ phận: Thoát nớc ở thân và nền đập, chốngthấm ở nền, xử lý nền, bố trí hệ thống hành lang trong đập.- Đồ án gồm một bản thuyết minh và 1 đến 2 bản vẽ khổ A1, trên đó thẻ hiện:

+ Bình đồ bố trí đập và các công trình lân cận;+ Chính diện thượng lưu;

+ Chính diện hạ lưu;

+ 1 mặt cắt qua phần đập không tràn;+ 1 mặt cắt qua phần đập tràn;

+ Các chi tiết: cấu tạo khớp nối, hành lang, đỉnh đập.Bản vẽ phải theo đúng các quy định về bản vẽ kỹ thuật.

Nội dung mụn học

Trang 16

1 Tổng Quan

I Vị trí và nhiệm vụ công trình.

Dựa vào tài liệu đã cho, thuyết minh tóm tắt về vị trí và nhiệmvụ công trình.

II Chọn tuyến đập và bố trí công trình đầu mối.

1 Tuyến đập: Dựa vào bình đồ khu đầu mối và mặt cắt địa chất, nêu những căn cứ để chọn tuyến.

2 Chọn loại đập: Dựa vào tài liệu địa chất và vật liệu xây dựng, phân tích để chọn loại đập thích hợp (ở đây là đập bê tôngtrọnglực).

3 Bố trí tổng thể công trình đầu mối: Trên tuyến đã chọn, cầnphân tích điều kiện cụ thể để chọn vị trí đập tràn, vị trí nhà máythuỷ điện và công trình nâng tàu.

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

321 Tổng Quan

III Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế.1 Cấp công trình: Xác định theo 2 điều kiện:

- Theo chiều cao đập và loại nền (ở đây là đập bê tông trên nềnđá).

- Theo nhiệm vụ (tới, phát điện, phòng lũ).

Cấp công trình chọn theo trị số nào quan trọng nhất từ các điềukiện trên.

2 Các chỉ tiêu thiết kế: Từ cấp công trình và loại đập, xác địnhđược (Lấy theo TCVN 9137-2012):

- Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất tính toán;- Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất tính toán;- Các hệ số vợt tải, hệ số điều kiện làm việc, hệ số tin cậy;- Các độ vợt cao của đỉnh đập.

31

Trang 17

Loại công trình và

năng lực phục vụ Loại nền

Cấp công trình

Đặc biệt I II III IV1 Diện tích được tưới hoặc diện tích

tự nhiên khu tiêu, 103ha - > 50 >10  50 >2  10  22 Hồ chứa nước có dung tích ứng

với MNDBT, 106m3

>1 000

>200 1

000 >20  200  3  20 < 33 Công trình cấp nguồn nước chưa

xử lý cho các ngành sử dụng nước

khác có lưu lượng, m3/s > 20 >10  20 >2  10  2 4 Đập vật liệu đất, đất - đá có chiều

-cao lớn nhất, m

A > 100 >70  100 >25  70 >10  25  10B - > 35  75 >15  35 >8  15  8C - - >15  25 >5  15  55 Đập bê tông, bê tông cốt thép các

loại và các công trình thủy lợi chịu ápkhác có chiều cao, m

A > 100 >60  100 >25  60 >10  25  10B - >25  50 >10  25 >5  10  5C - - >10  20 >5  10  56 Tường chắn có chiều cao, m

A - >25  40 >15  25 >8  15  8B - - >12  20 >5  12  5C - - >10  15 >4  10  4

34CHÚ THÍCH:

1) Đất nền chia thành 3 nhóm điển hình:- Nhóm A: nền là đá ;

- Nhóm B: nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng;- Nhóm C: nền là đất sét bão hòa nước ở trạng thái dẻo;

2) Chiều cao công trình được tính như sau:

- Với đập vật liệu đất, đất – đá: chiều cao tính từ mặt nền thấp nhất sau khi dọn móng (không kểphần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập;

- Với đập bê tông các loại và các công trình xây đúc chịu áp khác: chiều cao tính từ đáy chân khay thấp nhất đến đỉnh công trình.

Độ vượt cao của đỉnh đập không xả nước trên mực nước thượng lưu cần xác định theo yêu cầu của tiêuchuẩn TCVN 8216:2009.

Trị số dự trữ về chiều cao đập (có kể cả tường chắn sóng) lấy như sau:- Đối với đập cấp I: a = 0,8 m;

- Đối với đập cấp II: a = 0,6 m;- Đối với đập cấp III: a = 0,4 m.33

Trang 18

Cỏc loại tớnh toỏn đập và cỏc yếu tố gõy nờn sự cần thiết phải sử dụng hệ số

điều kiện làm việc Hệ số điều kiện làm việc m1 Tớnh toỏn ổn định của đập bờ tụng và bờ tụng cốt thộp trờn nền nửa đỏ và khụng

phải là đỏ

1,02 Tớnh toỏn ổn định của đập trọng lực và đập bản chống trờn nền đỏ

a) Đối với cỏc mặt trượt đi qua cỏc vết nứt ở khối nền 1,0b) Đối với cỏc mặt trượt đi qua mặt tiếp giỏp giữa bờ tụng và đỏ, mặt trượt trong khối

nền cú một phần đi qua khe nứt, một phần đi qua đỏ liền khối

0,953 Tớnh toỏn ổn định của đập vũm 0,754 Tớnh toỏn độ bền chung và độ bền cục bộ của đập bờ tụng, bờ tụng cốt thộp và cỏc

bộ phận của chỳng khi độ bền của bờ tụng cú tớnh quyết định trong cỏc loại kết cấudưới đõy:

a) Trong kết cấu bờ tụng

- Đối với tổ hợp tải trọng và tỏc động cơ bản 0,9- Đối với tổ hợp tải trọng và tỏc động đặc biệt khụng xột động đất 1,0

b) Trong kết cấu bờ tụng cốt thộp dạng tấm và dạng sườn, khi chiều dày của tấm(sườn) lớn hơn hoặc bằng 60 cm

1,15c) Trong kết cấu bờ tụng cốt thộp dạng tầm và dạng cú sườn khi chiều dày của tấm

(sườn) nhỏ hơn 60 cm

1,05 Như điểm 4, nhưng độ bền của cốt thộp khộng dự ứng lực là cú tớnh quyết định

a) Cỏc bộ phận bờ tụng cốt thộp mà trong mặt cắt ngang cú số thanh thộp chịu lực:

b) Cỏc kết cấu hỗn hợp thộp – bờ tụng cốt thộp (hở và chụn) ngầm dưới đất 0,8

362 Tớnh toỏn mặt cắt đập

1 Dạng mặt cắt cơ bản Do đặc điểm chịu lực mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực có dạng tam giác (hình 4-1).

- Đỉnh mặt cắt ở ngang MNDGC, ở đây MNDGC = MNDBT + Hr, trong đó Htlà cột nớc siêu cao, lấy theo tàiliệu đã cho ứng với tần suất lũ thiết kế P%.

- Chiều cao mặt cắt:

H1= MNDGC -đáy

Trong đó đáyxác định trên mặt cắt địa chất dọc tuyếnđập đã cho, lấy tại vị trí sâu nhất sau khi đã bóc bỏ lớp phủ.

- Chiều rộng đáy đập là B, trong đó đoạn hình chiếu củamái thợng lu là nB, hình chiếu của mái hạ lu là (1-n)B Trịsố n có thể chọn trớc theo kinh nghiệm (n = 0 - 0,1) Trịsố của B xác định theo các điều kiện ổn định và ứng suất.35

Trang 19

2 Xác định chiều rộng đáy đậpa Theo điều kiện ổn định:

2 Xác định chiều rộng đáy đậpa Theo điều kiện ổn định:37

Trang 20

Tớnh toỏn mặt cắt đập

2 Xác định chiều rộng đáy đậpb Theo điều kiện ứng suất

2 Tớnh toỏn mặt cắt đập39

Trang 21

2 Tính toán mặt cắt đập

2 Tính toán mặt cắt đập41

Trang 22

2 Tính toán mặt cắt đập

3 Tính toán màng chống thấm43

Trang 23

3 Tính toán màng chống thấm

3 Tính toán màng chống thấm45

Trang 24

4 Tính toán thủy lực đập tràn

4 Tính toán thủy lực đập tràn47

Trang 25

Trang 26

Trang 27

5 Tính toán ổn định của đập53

Trang 28

5 Tính toán ổn định của đập

5 Tính toán ổn định của đập55

Trang 29

5 Phân tích ứng suất thân đập

5 Phân tích ứng suất thân đập57

Trang 30

Trang 31

Trang 32

7 Các cấu tạo chi tiết

8 Kết luận63