Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn, chương 15 doc

Chương 15: Tính tốn yếu tố đường hình lý thuyết Phao Công thức tính diện tích MĐN L Sm    y dx   L  y    y   y m 1  y m  L y0  ym  y  ym   m     L   y i  2    i0 Tính hoành độ trọng tâm MĐN, Xf L xf  M  x y dx Soy S   L L   Với: j   m   j ( y m i  y d i )  ( y m  y )     L  i  m y0  ym     yi   y dx  i0  L j = ÷5 m = ÷ 10 Tính mômen tónh theo mặt đường nước: l M y   L  ydx xm MSoy =2  xydx xd Từ công thức ta tính S, Xf, My baûng sau: 3 dx  L x y  y  y   y  y10  y0    x   y 10  3  l /   l/2   52 X ydx  2L3 0 xy5  12 x y6  y4    52 x y10  y    y10  y0   / 2   l l/2 y  Bảng tính khối lượng trọng tâm Phao cửa ụ chế độ tự t = 1,8 m Các trọng lượng Pi (tấn) Xgi (m) MX (tm) Zi (m) MZ (tm) Phao không 70 1,2 84 1,4 98 Nước dằn 0 0 70 1,2 84 1,4 98 Zi (m) MZ (tm) Tổng Phao cửa ụ chế độ chìm, tựa lên mố kê Các trọng lượng Pi (tấn) Xgi (m) MX (tm) Phao không 70 1,2 84 1,4 98 Nước dằn 70 1,2 84 210 140 1,2 168 2,2 308 Tổng Bảng tính diện tích mặt đường nước DN0 NỬA CHIỀU RỘNG STT T ĐỊN SƯỜN Ym 0 1 6_4 0.35 2 7_3 3 Yd 0.35 Ym-Yd i(Ym-Yd) 0 0.35 0 0.35 0.35 0 8_2 0.35 0.35 0 9_1 0.35 0.35 0 10_0 0.35 0.35 0 11 I 3.85 I' 0.00 12 II 0.35 II' 13 III 3.50 III' 0.00 14 IV 14.98 IV' 0.00 15 V 0.00 DN1 NỬA CHIỀU RỘNG STT TAY ĐỊN SƯỜN Ym 0 1 6_4 0.35 2 7_3 3 Ym-Yd i(Ym-Yd) Yd 0.35 0 0.35 0 0.35 0.35 0 8_2 0.35 0.35 0 9_1 0.35 0.35 0 10_0 0.35 0.35 0 11 I 3.85 I' 0.00 12 II 0.35 II' 13 III 3.50 III' 0.00 14 IV 14.98 IV' 0.00 15 V 0.00 DN2 NỬA CHIỀU RỘNG STT TAY ĐÒN SƯỜN Ym 0 1 6_4 0.95 2 7_3 3 Yd 0.95 Ym-Yd i(Ym-Yd) 0 0.95 0 0.95 0.95 0 8_2 0.95 0.9 0.05 0.15 9_1 0.67 0.67 0 10_0 0.35 0.35 0 11 I 7.69 I' 0.15 12 II 0.35 II' 13 III 7.34 III' 0.15 14 IV 31.42 IV' 0.04 15 V 0.40 DN3 NỬA CHIỀU RỘNG STT TAY ĐỊN SƯỜN Ym 0 1 6_4 1.1 2 7_3 3 Ym-Yd i(Ym-Yd) Yd 1.1 0 1.1 0 1.1 1.1 0 8_2 1.1 0.9 0.2 0.6 9_1 0.67 0.67 0 10_0 0.35 0.35 0 11 I 9.54 I' 0.60 12 II 0.35 II' 13 III 9.19 III' 0.60 14 IV 39.33 IV' 0.14 15 V 1.28 DN4 NỬA CHIỀU RỘNG STT TAY ĐỊN SƯỜN Ym 0 1 6_4 1.1 2 7_3 3 Yd 1.1 Ym-Yd i(Ym-Yd) 0 1.1 0 1.1 1.1 0 8_2 1.1 0.9 0.2 0.6 9_1 0.67 0.67 0 10_0 0.35 0.35 0 11 I 9.54 I' 0.60 12 II 0.35 II' 13 III 9.19 III' 0.60 14 IV 39.33 IV' 0.14 15 V 1.28 DN5 NỬA CHIỀU RỘNG STT TAY ĐỊN SƯỜN Ym 0 1 6_4 1.1 2 7_3 3 Ym-Yd i(Ym-Yd) Yd 1.1 0 1.1 0 1.1 1.1 0 8_2 1.1 0.9 0.2 0.6 9_1 0.67 0.67 0 10_0 0.35 0.35 0 11 I 9.54 I' 0.60 12 II 0.35 II' 13 III 9.19 III' 0.60 14 IV 39.33 IV' 0.14 15 V 1.28 DN6 NỬA CHIỀU RỘNG STT TAY ĐỊN SƯỜN Ym 0 1 6_4 1.1 2 7_3 3 Yd 1.1 Ym-Yd i(Ym-Yd) 0 1.1 0 1.1 1.1 0 8_2 1.1 0.9 0.2 0.6 9_1 0.67 0.67 0 10_0 0.35 0.35 0 11 I 9.54 I' 0.60 12 II 0.35 II' 13 III 9.19 III' 0.60 14 IV 39.33 IV' 0.14 15 V 1.28 3 39.33 162.09 29.42 117.99 273.63 1.10 4 39.33 240.75 73.38 157.32 548.94 1.48 5 39.33 319.41 98.94 196.65 902.91 1.84 6 39.33 398.07 124.50 235.98 1335.54 2.18 MB 39.33 476.73 150.0688 275.31 1846.83 2.5181 3.2.4.2 Tính vẽ đồ thị Bonjean Sườn 0, 10: Ñ Yi(m) N [1] [2] 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 B 0.35 Toån =Tx[3 Tay g [2] ] ñoøn [3] [4] [5] 0.35 0.23 1.05 0.68 1.75 1.14 2.45 1.59 3.15 2.05 3.85 2.50 4.55 2.96 5.25 3.41 Sườn 1, 9: Đ Yi(m Tổng =Tx[3 N ) [2] ] [1] [2] [3] [4] 0.35 0.00 0.00 0.35 0.70 0.46 0.67 1.72 1.12 0.67 3.06 1.99 0.67 4.40 2.86 0.67 5.74 3.73 0.67 7.08 4.60 B 0.67 8.42 5.47 Tay đòn [5] [2]x[5 Toång ] [6] [6] [7] 0.00 0.00 0.35 0.35 0.70 1.40 1.05 3.15 1.40 5.60 1.75 8.75 2.10 12.60 2.45 17.15 M=T2x[ 7] [8] 0.00 0.15 0.59 1.33 2.37 3.70 5.32 7.25 [2]x[5 ] [6] 0.00 0.35 1.34 2.01 2.68 3.35 4.02 4.69 M=T2x[ 7] [8] 0.00 0.15 0.86 2.28 4.26 6.81 9.92 13.60 Toång [6] [7] 0.00 0.35 2.04 5.39 10.08 16.11 23.48 32.19 Sườn : Đ Yi(m Tổng =Tx[3 N ) [2] ] [1] [2] [3] [4] 0.35 0.35 0.23 0.35 1.05 0.68 0.90 2.30 1.50 0.90 4.10 2.67 0.90 5.90 3.84 0.90 7.70 5.01 0.90 9.50 6.18 11.3 B 0.90 7.35 Tay đòn [5] [2]x[5 Toång ] [6] [6] [7] 0.00 0.00 0.35 0.35 1.80 2.50 2.70 7.00 3.60 13.30 4.50 21.40 5.40 31.30 6.30 M=T2x[ 7] [8] 0.00 0.15 1.06 2.96 5.62 9.04 13.22 43.00 18.17 Sườn 3, 4, 5, 6, 7, 8: Tổng [2] =Tx[3]Tay đòn [2]x[5] Tổng [6] M=T2x[7] ĐN Yi(m) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 0.35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.35 0.70 0.46 0.35 0.35 0.15 0.95 2.00 1.30 1.90 2.60 1.10 1.10 4.05 2.63 3.30 7.80 3.30 1.10 6.25 4.06 4.40 15.50 6.55 1.10 8.45 5.49 5.50 25.40 10.73 1.10 10.65 6.92 6.60 37.50 15.84 B 1.10 12.85 8.35 7.70 51.80 21.89 DN6 DN5 DN4 DN3 DN2 DN1 DN0 MB Đồ thị Bonjean Tỷ lệ: 1m = 100mm 10 Ta xây dựng đồ thị Bonjean sau: 3.2.4.3 Tính yếu tố hình dáng vỏ Phao ĐN Si(m) Toång[2] V(m^3) [1] x [2] Toång[5] [6]xT2/2 Zc=[7]/[4]  D [1] [9] [10 [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 14.98 14.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.000 0.00 14.98 44.94 9.74 14.98 14.98 3.16 0.33 1.000 9.98 31.42 91.34 24.82 62.84 92.80 19.60 0.79 0.773 25.4 39.33 162.09 47.81 117.99 273.63 57.80 1.21 0.835 49.0 39.33 240.75 73.38 157.32 548.94 115.96 1.58 0.835 75.2 39.33 319.41 89.20 196.65 902.91 190.74 2.14 0.835 91.4 39.33 398.07 99.69 235.98 1335.54 282.13 2.83 0.835 102.1 3.2.4.4 Tính vẽ đồ thị tĩnh thuỷ lực Xf [2]x[11] Toång [12] [13]x 2 T Xc=[13]/[4]  =[4]/LixBixTi ro=Ix/Vi Ro=Iy/Vi 11] [12] [13] [14] [15] [16] 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.04 1.26 1.26 0.27 0.14 5.51 8.02 0.14 5.51 0.14 0.14  =ω/BiXT [17] [18] [19] 1.000 0.06 59.89 1.00 0.01 0.470 0.37 44.50 0.53 1.69 0.04 0.521 0.28 24.27 0.61 19.03 4.02 0.05 0.599 0.18 15.81 0.71 5.51 30.04 6.35 0.07 0.583 0.15 13.01 0.77 5.51 41.06 8.67 0.09 0.543 0.13 11.64 0.81 Bảng tính mơ men qn tính Ix 0.61 0.61 Iy 583.12 583.12 9.3 13.35 13.35 13.35 13.35 1104.3 1160.16 1160.16 1160.16 1160.16 3.2.4.5 Tính vẽ đồ thị ổn định Trường hợp yc90 zc90 zc0 zc90zc0 r0 r90 zg zg zc0 ho 2.195 1.243 1.142 0.1009 0.533 0.000 1.400 0.258 28.02 2.113 1.170 1.137 0.0328 0.263 0.000 2.200 1.063 56.64 TH1 θ [1] (zc90zc0) f2(θ) [2] [3] r0 f3(θ) r90 f4(θ) (zg- zc0) lθ=[2]+[3]+ ∑[7] *sinθ [4]+[5]-[6] [4] [5] [6] [7] [8] lθd=[8]*P *Δθ/360 [9] 10 0.06167 0.08431 0.00000 0.04488 0.00153 0.09958 0.09958 0.00869 20 0.44203 0.12215 0.00000 0.08820 0.01068 0.46530 0.66446 0.05796 30 1.23896 0.09273 0.00000 0.12895 0.02796 1.17478 2.30454 0.20101 40 2.18974 0.01290 0.00000 0.16248 0.04446 1.99571 5.47503 0.47754 50 3.30623 0.00000 0.19755 0.04693 0.07126 2.99049 10.46123 0.91245 60 2.85103 0.00000 0.22334 0.02186 0.11539 2.19045 15.64217 1.36434 70 2.05147 0.02534 0.00000 0.24243 0.09561 1.73876 19.57137 1.70706 80 0.84894 0.07651 0.00000 0.25274 0.03651 0.63620 21.94633 1.91421 90 0.00000 0.10095 0.00000 0.00000 0.25790 -0.15695 22.42557 1.85601 l, ld (m) I l ld -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90  57°3 TH2 θ yc90 f1(θ) [1] [2] 10 0.05939 20 0.42564 30 1.19303 40 2.10856 (zc90zc0) f2(θ) [3] 0.00050 0.00347 0.00909 0.01445 [4] [5] [6] 0.04164 0.00000 0.18498 [7] 0.07555 lθd= ∑[7] [8]*P *Δθ/360 [8] [9] 0.07555 0.00659 0.06032 0.00000 0.36358 0.11892 0.27002 0.02355 0.04580 0.00000 0.53154 0.69819 1.08713 0.09482 0.00637 0.00000 0.66974 1.43073 3.21605 0.28051 (z - z ) lθ=[2]+[3]+ r0 f3(θ) r90 f4(θ) g c0 *sinθ [4]+[5]-[6] 50 3.18366 0.00000 0.81432 0.01526 0.03519 60 2.74533 0.00000 0.92063 0.00710 0.05698 70 1.97541 0.00824 0.00000 0.99930 0.04722 80 0.81747 0.02487 0.00000 1.04182 0.01803 90 0.00000 0.03282 0.00000 0.00000 1.06309 2.31889 6.96567 0.60756 1.76061 11.04517 0.96338 0.93713 13.74291 1.19869 -0.21751 14.46253 1.26145 -1.03027 13.21475 1.15262 II l, ld (m) l ld -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90  57°3 Bảng hệ số f1 0.028 0.201 0.565 0.998 1.506 1.299 0.935 0.387 f2 -0.0152 -0.1058 -0.277 -0.4404 -0.4649 -0.2165 0.251 0.7579 f3 0.1582 0.2292 0.174 0.0242 -0.1337 -0.2165 -0.1794 -0.0685 f4 0.0025 0.0165 0.0425 0.0613 0.0502 -0.067 -0.092 Sin(q) 0.174 0.342 0.5 0.63 0.766 0.866 0.94 0.98 TT Đại lượng tính Ký hiệu Đơn vị Các trường hợp tải trọng 70.000 140.000 Lượng chiếm nước D T Thể tích chiếm nước V Mớn nước T m3 68.293 136.585 3.600 m 1.800 Hoành độ tâm XC m 0.340 0.680 Hoành độ trộng tâm Xg m 1.200 1.200 Cao độ trọng tâm Zg m 1.400 2.200 Cao độ tâm ZC m 0.350 0.700 Xg -XC m 0.860 0.520 58.140 Hiệu Bán kính ổn định dọc R0 10 Chiều cao ổn định dọc H0 m 29.070 m 28.020 11 Nghiêng dọc DT m 0.657 0.127 12 Hoành độ trọng tâm ĐN Xf m 0.123 0.246 13 Nghiêng dọc mũi DTm m 0.325 0.062 14 Nghiêng dọc đuôi DTd m 0.332 0.065 15 Bán kính ổn định ngang r0 m 0.623 0.125 16 Chiều chìm mũi Tm m 2.125 3.662 17 Chiều chìm Td m 1.468 3.535 18 Mơ men qtính hàng lỏng Mq tm 19 Hiệu chỉnh hàng lỏng dh = Mq/D m 0.000 0.000 20 Cao độ tâm nghiêng Zm = Zc + r0 58.840 21 Chiều cao ổn định h0 = Zm - Zg m 29.420 m 28.020 56.640 56.640 3.2.4.6 Tính diện tích hứng gió Tay địn hứng gió Z TT TT1 TT2 2.74 0.4875 Bề mặt chịu gió Ai(m2) Zch (m) Ai.Zch(m3) Mạn khơ 103.79 2.425 251.691 Be gió 103.79 6.65 690.204 Tổng 207.58 4.5375 941.894 TT Bề mặt chịu gió Ai(m2) Zch (m) Ai.Zch(m3) Mạn khô 65.27 1.525 99.5368 Be gió 65.27 6.65 434.046 130.54 4.0875 533.582 Tổng 3.2.4.7 Tính góc vào nước No Hạng mực tính tốn TT1 TT2 Chiều chìm 1.80 m 3.60 m Cao độ lỗ khoét 1.8 m 1.8 m Hồnh độ lỗ kht 4 Góc mép boong nhúng nước 50.49 độ 37.33 độ Góc vào nước 0.00 độ -24.23 độ 3.2.4.8 Tính biên độ chịng trành STT Hạng mục tính tốn T.T T.T2 56.64 ho 28.02 D 70.00 140.00 Zg 1.40 2.29 B 2.20 2.20 T 1.80 3.60 Cb 0.76 0.69 B/T 1.22 0.61 ho0,5/B 2.41 3.42 Y 32.00 32.00 10 X1 0.90 0.90 11 X2 1.00 0.97 12 qr 28.80 27.94 0.70 0.70 13 Hệ số giảm trành m m 14 Biên độ lắc 20.00 20.00 3.2.4.9.Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn STT Hạng mục tính nghiệm Đơn vị TT1 TT2 D 70 140 Diện tích hứng gió m2 207.58 130.54 Tay địn hứng gió m 2.74 0.4875 Áp lực gió 21.514 16.801 Mơ men nghiêng Góc vào nước độ -24.23 Lcf m 0.18 0.47 Mcf T-M 12.6 65.8 Hệ số an toàn K KG/m2 T-M 12.2365 1.069186 1.02971 61.54213 10 Ltmax m 3.349 0.372 11 Góc có Ltmax độ >30 >30 3.2.4.10 Kiểm tra ổn định kéo phao cửa ụ chịu tác dụng gió STT Hạng mục tính nghiệm Đơn vị TT1 TT2 Lượng chiếm nước 70 140 Chiều chìm m 1.8 3.6 Cao độ trọng tâm Zg m 1.4 2.2 Chiều dài đường nước m 21.4 21.4 Mô men nghiêng gió T-M 12.2365 1.069186 Mơ men nghiêng tổng cộng T-M 12.2365 1.069186 Góc mép boong nhúng nước(0.8) độ 40.3919 29.86262 Mcf1 12.6 65.8 Hệ số an toàn ổn định K1 1.02971 61.54215 Vậy Phao đảm bảo ổn định T-M ... lượng trọng tâm Phao cửa ụ chế độ tự t = 1,8 m Các trọng lượng Pi (tấn) Xgi (m) MX (tm) Zi (m) MZ (tm) Phao không 70 1,2 84 1,4 98 Nước dằn 0 0 70 1,2 84 1,4 98 Zi (m) MZ (tm) Tổng Phao cửa ụ chế... 1.40 1.05 3 .15 1.40 5.60 1.75 8.75 2.10 12.60 2.45 17 .15 M=T2x[ 7] [8] 0.00 0 .15 0.59 1.33 2.37 3.70 5.32 7.25 [2]x[5 ] [6] 0.00 0.35 1.34 2.01 2.68 3.35 4.02 4.69 M=T2x[ 7] [8] 0.00 0 .15 0.86... 3.2.4.10 Kiểm tra ổn định kéo phao cửa ụ chịu tác dụng gió STT Hạng mục tính nghiệm Đơn vị TT1 TT2 Lượng chiếm nước 70 140 Chiều chìm m 1.8 3.6 Cao độ trọng tâm Zg m 1.4 2.2 Chiều dài đường nước