Bài giảng - Thủy điện 2- chương 13 docx

171 Chương XIII. ĐƯỜNG ỐNG TURBINE Chương XII đã có trình bày về đường dẫn nước có áp của TTĐ. Đường ống turbine là phần đường ống dẫn nước có áp, có nhiệm vụ dẫn nước có áp từ Cửa lấy nước (ở TTĐ kiểu sau đập) hoặc từ Bể áp lực (ở TTĐ đường dẫn không áp), hoặc từ Buồng nhau, làm việc với những cột nước khác nhau Người ta có thể phân loại ống turbine theo những dấu hiệu sau đây: 1.Phân loại theo vật liệu làm ống Theo vật liệu làm ống thì có các loại: ống thép, ống gỗ, ống bêtông cốt thép, ống chất dẻo Trong số đó ống thép và bêtông cốt thép được dùng phổ biến hơn cả. - Ông thép được dùng với mọi cột nước từ thấp đến cao (ống thép của TTĐ Bôgôta ở Colombia với H =2000 m) do khả năng chịu lực của thép cao, kết cấu gọn nhẹ, độ nhám nhỏ nên tổn thất bé. Ống thép th ường đặt hở trên mặt đất, không chôn trực tiếp dưới đất nếu không có bảo vệ chống rỉ và áo bêtông bao ngoài để chịu áp lực đất; - Ống bêtông cốt thép, thường dùng với cột nước H < (30 - 50) m do khả năng chịu lực và chịu thấm của bêtông không cao. Tuy nhiên ống bêtông cốt thép có bề dày lớn nên có thể chôn dưới đất, do không bị hoen rỉ do vậy không cần bảo dưỡng khi chôn ngầm, mặt khác bêtông cốt thép còn được dùng v ới lưu lượng lớn. Tuy nhiên nhược điểm của loại ống này ngoài chịu lực thấp, khó chống thấm nó còn có kết cấu nặng nề; - Ống gỗ, được sử dụng ở nới sẵn gỗ, khí hậu ôn hoà và giao thông không thuận lợi, việc bảo quản ống chống mục có khó khăn. Thực tế ngày nay không dùng nữa; - Ống làm bằng chất dẻo hiện nay cũng bắt đầu được sử dụng trong TTĐ, tuy nhiên cũng chưa nhiều. Phân loại theo vị trí đặt ống ngầm (TTĐ ngầm). - Ống đặt hở: ống được đặt trên mặt đất hoặc đặt trong rãnh hay hành lang trong đập đất đá. Đặt hở dễ kiểm tra sửa chữa, tuy nhiên nó chịu tác động của môi trường (nhiệt độ thay đổi, đất đá nền sạt lở, uy hiếp của nước mưa ); - Ống chôn dưới đất: khi đường kính ống nhỏ (thường nhỏ hơn 2 - 2,5 m) người ta đặt ống trong hào và phủ lên một lớp đất mềm. Loại này trực tiếp chịu áp lực đất đá bên trên và bên hông do vậy phải dày đủ chịu lực bên ngoài, tốt nhất dùng ống bêtông cốt thép; - Ống đặt trong đập bêtông: được đúc bằng bêtông và đặt thép ch ịu lực; - Ống đặt ngầm dưới đất: dùng với TTĐ ngầm. III. 1 đường ống turbine Chọ uyến đường ống turbine Tuyến đường ống được lựa chọn trên cơ sở bố trí tổng thể của TTĐ. Việc bố trí hợp lý tuyến đường ống có ảnh hưởng lớn đến giá thành công trình và tính an toàn, tin cậy trong vận hành trạm thuỷ điện. Đề xuất một số phương án tính toán và chọn phương án nào phải qua so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn. Chọn tuyến cần theo yêu cầu sau: điều áp (ở TTĐ đường dẫn áp lực, có buồng điều áp) vào turbine thuỷ l ực. XIII. 1. KHÁI QUÁT VỀ ĐƯỜNG ỐNG TURBINE XIII. 1. 1. Phân loại đường ống turbine Đường ống turbine có rất nhiều loại với những hình dáng và kích thước khác 2. Phân theo vị trí đặt ống thì có: ống đặt hở trên mặt đất, ống chôn trong đất (như dưới đập, chôn vòng quanh đập), ống đặt trong đập bêtông, ống X . 2. Chọn tuyến và bố trí 1. n t 172 - Chọn tuyến ngắn, thẳng. Chọn tuyến như vậy không những hạ thấp giá thành , giảm tổn thất thuỷ lực và trị số áp lực nước va trong ống có lợi cho vận hành ổn định TTĐ. Thường đặt tuyến ống thẳng góc với đường đồng mưc cao độ để ngắn chiều dài ống, tuy nhiên nếu tuyến thẳng mà khối lượng đào nhiều có thể thay đổ i hướng tim ống và xây dựng tại đó mố néo để giữ chặt đường ống; - Không nên đặt ống quá dốc để tránh khó thi công và tránh làm mất ổn định đường ống. Độ dốc đặt ống không vượt quá 40 0 . Trong đó độ dốc đặt ống bêtông cốt thép và ống gỗ nhỏ hơn so với ống thép; - Mái dốc của mặt đất nơi đặt ống phải đảm bảo ổn định, tránh sạt lỡ. Nên đặt ống theo dốc dương của sườn núi để dễ tiêu nước mưa dọc ống và tránh dòng nước từ lớn hơn ba lần đường kính ống và tại nơi đó phải đặt mố néo ống. Đỉnh trên của mặt cắt ống phải th a- Các phương thức cấp nước vào turbine khe núi uy hiếp, không đặt ống ở nơi tụ thuỷ, sạt lỡ . Các mố đỡ và mố néo ống cần đặt nơi ổn định, tốt nhất đặt các mố trên nền đá gốc; - Ở nơi tuyến ống phải chạy cong thì yêu cầu bán kính cong của tuyến phái ấp hơn áp lực nước va âm tương ứng từ 2 - 3 m để tránh chân không trong ống. 2. Các phương thức cấp nước và thành phần cửa van trên ống turbine Hình 13-1. Các phương thức cấp nước vào tổ máy. Dẫn nước vào turbine có thể phân làm ba phương thức sau (hình 13-1 ở trên): - Cấp nước riêng lẻ: ở phương thức này mỗi tổ máy có một ống cấp nước riêng (sơ đồ I, II và III hình 13-1). Cấp nước theo các sơ đồ này an toàn, khi một ống riêng bị sự cố thì chỉ dừng mỗi tổ máy ấy thôi còn các tổ máy khác vẫn phát điện, kết cấu đường c mố, khớp nhiệt độ phải nhiều, khối lượng xây dựng tuyến đặt ống phải lớn. Vì vậy phương thức này dùng có lợi khi đường ống rbine ngắn, như dùng cho TTĐ kiểu sau đập hay khi chiều dài từ bể áp lực đến turbine gắn. ống đơn giản. Nhược điểm của phương thức này là tốn kém về khối lượng ống cũng như các công trình trên ống như số lượng cá tu n 173 - Phương thức cấp nước liên hợp (sơ đồ V, VI hình 13-1), nghĩa là toàn nhà máy chỉ có một đường ống cấp nước chung. Phương thức này ngược lại với phương thức câp riêng lẻ, nó có giá thành rẻ hơn nhưng kém an toàn vì khi ống chung có sự cố thì toàn bộ nhà máy phải ngừng lam việc. Kết cấu đường ống ở phần rẽ nhánh sẽ phức tạp hơn và phải trang bị thêm các cửa van ở mỗ i nhánh rẽ. Vì vậy phương thức cấp nước liên hợp sử dụng có lợi khi TTĐ có lưu lượng nho, cột nước lớn và đường ống rất dài - Phương thức cấp nước theo nhóm (sơ đồ IV), phương thức này là mỗi đường ống cung cấp nước cho một số tổ máy. Đây là phương thức cấp nước trung gian giữa hai phương thức trên. Phương thức này được sử dụng khi đườ ng ống tương đối dài, lưu lượng tương đối lớn và số tổ máy nhiều. Ngoài ra, ở TTĐ kiểu đập có công suất tổ máy lớn, nếu dùng một ống turbine cung cấp cho tổ máy gặp khó khăn về công nghệ chế tạo ống có đường kính quá lớn hoặc sử dụng turbine có hai buồng xoăn thì xuất hiện giải pháp dùng hai ống cho một tổ máy (sơ đồ VII, hình 13-1). Trong các phương thức c ấp nước chung dẫn nước từ nguồn về nhà máy, việc chọn hướng dẫn nước vào trong nhà máy có thể có những hình thức sau: + Sơ đồ (hình 13-1,a, e) dẫn nước vào các tổ máy bằng ống riêng theo hướng thẳng góc với trục nhà máy. Sơ đồ này thuận dòng nhưng nhà máy bị uy hiếp khi ống bị vỡ hoặc mố néo bị xô trượt. Để bảo vệ nhà máy cần xây tường chắn vững chắc hướng dòng chả y ra ngoài nhà máy theo kênh thoát nước. +Sơ đồ (hình 13-1,d, c) dùng đường dẫn chung hoặc ống phân nhóm đi vào nhà máy từ phía sườn dốc. Sơ đồ này an toàn hơn cho nhà máy nhưng tăng tổn thất thủy lực và tăng khối đào đặt ống dọc theo nhà máy . b - Sơ đồ đặt van trên đường ông turbine Để đảm bảo điều kiện vận hành, sự cố và sửa chữa đuyường ống và turbine trên ường ống có đặt các cửa van. Tuy vậy việc có đặt van hay không và đặt ở vị trí nào hải tu ộc vào chiều dài ống, cột nước tác dụng lên ống và phương thức cấp nước dùng của van ẳ ng van cầu (có kết cấu nặng nề, ít rò rỉ, lực thao tác bé, dùng ở cột nước cao, đường kính ống không lớn). Hình (13-2) trình bày khái quát một số dạng sơ đồ đặt van, chúng cần xem xét cụ thể về diều kiện sử dụng thích hợp. - Sơ đồ I (hình 13-2): chỉ bố trí van sửa chữa 1, van công tác 2 ở cửa nhận nước đầu đường ống, không đặt van trên ống turbine. Sơ đồ này dùng khi một ống cấp nước cho một turbine, chiều dài đường ống nhỏ (không quá 150 m) và cột nước H ≤ 150 m. Khi có sự cố thì đóng van 2, khi sửa chữa thì đóng van 1, lượng nước trong ống không lớn nên tổn thất năng lượng nhỏ và thời gian để tháo nước từ ống ngắn, thời gian quay lồng ngắn nên không nguy hiểm về quay lồng tổ máy; đ p ỳ thu của từng đường ông cụ thể. Cửa van đặt trên đường ống turbine thường ph (có tổn thất thuỷ lực nhỏ, kết cấu đơn giản, dường kính nhỏ), cửa van đĩa (lực thao tác bé, tổn thất thuỷ lực lớn khi mở hoàn toàn, dùng cho ống có đường kính lớn), Hình 13-2. Các sơ đồ bố trí van trên đường ống. - Trường hợp một đường ống cấp nước cho một turbine như trên, nhưng chiều n 200 - 300 m) (sơ đồ II) thì ngoài cửa van 1 và 2 đặt ở đầu đường ống còn phải đặt cửa van 5 ở cuối đường ống để đóng khi cần sửa chữa turbine mà không phải tháo hết nước trong đường ống; - Trường hợp ố ng có rẽ nhánh ( một ống cung cấp cho nhiều tổ máy) thì ngoài cửa van 1 và 2 ở đầu đường ống, còn phải bố trí thêm ở cuối đường ống trên các ống rẽ cửa van 5 (sơ đồ III). Dùng cửa van 5 trong trường hợp tổ máy nào sự cố hoặc cần sửa chữa thì đóng cửa van của riêng nó, còn các van khác vẫn mở và làm việc bình thường; - Trường hợp đường ống dài, chịu áp lực nước lớn nếu c ần có buồng điều áp trên ống để giảm áp lực nước va, vẫn có hai van 1 và 2 đặt đầu đường ống, ngoài ra còn cần phải bố trí các cửa van như sau (các sơ đồ IV, V, VI hình 13-2): + Nếu sau buồng điều áp 13 có rẽ nhánh vào các tổ máy, nhưng nếu các đường + Đôi khi trên ống turbine có bố trí ở đầu hai van 8, 9 còn ở cuối ống cũng bố trí hai van trước turbine 6, 7(sơ đồ VI, hình 13-2). Sơ đồ này sử dụng khi TTĐ đường dẫn có cột nước cao ( từ 800 m trở lên) và đường ống dài. XIII. 2. ĐƯỜNG ỐNG THÉP Trong xây dựng Thuỷ điện đường ống bằng thép được sử dụng rộng rãi bởi đường thép có những ưu điểm sau đây: - Chịu được áp lực lớn, chịu được cột nước từ vài mét đến hàng nghìn mét; - Do bề mặt kim loại nhẵn do vậy độ nhám nhỏ dẫn đến tổn thất thuỷ lực nhỏ; dài đường ống lớn (trên 150 m) và ống chịu cột nước lớn (lớn hơ ống rẽ nhánh ngắn thì chỉ cần bố trí van 5 trên các ống rẽ là đủ; + Nếu sau buồng điều áp 13 các ống rẽ nhánh có chiều dài lớn và cột nước cao đến 400 m thì đầu ống turbine (ngay sau buồng áp) phải đặt cửa van 9 và cuối đường ống turbine phải bố trí van trước turbine 6. Cửa van 9 dùng để đóng ống turbine của nhánh cần sửa chữa hoặc bị sự cố. Cửa van trước turbine 6 để đóng sửa chữa hay sự cố turbine đó; 174 175 - Dễ chế tạo, gia công và lắp ghép thuận tiện. Bố trí thích nghi ở mọi thay đổi của địa hình, địa chất, dễ phân chia nhánh. Việc thi công ống đơn giản. Nhược điểm của ống thép là do bề dày thành ống nh ỏ do vậy không trực tiếp chịu áp lực đất đá đè lên trên ống. Vì vậy đường thép được dùng rộng rãi ở dạng đặt lộ thiên trên mặt đất, muốn chôn đất phải có bêtông hoặc hành lang bao quanh bảo vệ. XIII. 2. 1. Cấu tạo đường ống thép và các bộ phận thiết bị, công trình của nó Đường ống bao gồm thành ống và các mố néo giữ, mố đỡ, khớp nhiệt độ, lỗ quan sát, ống tháo rửa, van xả khí đặt cùng với ống. Hình (13-3) trình bày các hình thức đặt ống và tên gọi của chúng. Có ba hình thức đặt ống sau đây: - Hình thức ống có tim ống thẳng, giữa hai mố néo không đặt khớp nhiệt độ, gọi ống liên tục (hình 13-3,a). Loại này khi nhiệt độ thay đổi sẽ phát sinh ứng suất nhiệt ống, nó được dùng khi môi trường có nhiệt độ ít thay đổi; - Dễ lắp đặt khớp nhiệt ở đầu tiếp xúc của hai đoạn ống nối nhau để loại bỏ được ứng suất do nhiệt độ thay đổi là trong thành Hình 13-3. Các hình thức đặt ống thép. - Hình thức tim ống thẳng, có đặt khớp nhiệt độ giữa hai mố néo (hình 13-3,b), gọi là ống kiểu phân đoạn. Hình thức này, khi nhiệt độ thay đổi đoạn nối giữa hai ống trong khớp nhiệt sẽ tự do dịch chuyển do vậy loại trừ ứng suất nhiệt trên thành ống. Hình thức được dùng nhiều trong xây dựng thuỷ điện; - Hình thức tim ống cong theo địa hình, không có khớp nhiệt độ trên ống, đây cũng là hình thức liên tục. Do tim ống cong nên khi nhiệt độ thay đổi ống sẽ co giản gây ứng su ất nhiệt trong thành ống, tuy nhiên do tim ống cong nên phần nào có dịch chuyển tự do, vì vậy ứng suất nhiệt được hạn chế. Hình thức này khó định tim ống, ít dùng. Sau đây chúng ta di vào nghiên cứu các bộ phận của ống. 1. Các loại đường ống thép a - Ống thép đúc sẵn Đây là loại ống được đúc sẵn trong nhà máy thành những đoạn có chiều dài từ 4 đến 12 m và đường kính nhỏ không quá 0,6 m theo tiêu chuẩn hoá để dễ cho sử dụng. Loại ống này có chất lượng cao, dễ chuyên chỡ và lắp ghép ở hiện trường bằng phương pháp hàn hoặc ghép bu loong. Tuy nhiên có hạn chế là chỉ đúc ống có đường kính nhỏ. 176 b - Ống thép trơn được chế tạo từ hàn hoặc tán đinh Hình 13-4. Các loại ống thép và kiểu nối ống. Khác với loại đúc sẵn, ống loại này được chế tạo từ việc uốn cong các tấm thép theo bán kính định trước rồi dùng liên kết hàn hoặc liên kết đinh tán nối các tấm ấy lại với nhau. Do vậy với mọi cở ống đều có thể tạo được ở trong nhà máy hoặc ở hiện trường. Dùng liên kết hàn tốt hơn liên k ết đinh tán vì nó ít tốn thép và mặt trong ống nhẵn giảm tổn thất cột nước trong ống. Trong hai loại mối hàn dọc và hàn ngang thì mối hàn dọc chịu áp lực nước lớn, do vậy mối hàn dọc quan trọng hơn và được bố trí so le ọc theo ống để tránh tập trung ứng suất (hình 13-4,a). Hì ng, hoặc ùng hình c. Ống có hàn đai cứng và ống đai chịu lực - Ống hàn có đai cứng (hình 13-4,δ): mặt ngoài thành ống hàn các vòng đai cứng để làm cho thành ống đủ độ cứng chống lại sự mất ổn định (móp méo ống) của thành ống dưới tác dụng của chân không trong ống hoặc ống bị biến dạng khi chuyên chỡ. Các vòng cứng không có tác dụng tham gia chịu áp lực nước bên trong ống; - Ống hàn có đai chịu lực (hình 13-4,b): đây là loại ống có lắp các vòng đai bên ngoài thành ống (dùng lắp nóng hoặc lắp nguội), khi vòng đ ai co ngót (lắp nóng) hoặc thổi lưu chất vào ống thành ống bị lượn sóng (lắp nguội) tạo ứng suất trước cho thành ống, làm tăng khả năng chịu lực của thành ống. Loại ống có đai chịu lực có ưu điểm là d nh (13-4,c) trình bày một số hình thức hàn nối các tấm thép khi tạo ố thức nối bích giữa hai đoạn ống v ới nhau. d 177 giảm chiều dày ống từ (30 - 35)% so với ống trơn, tuy nhiên loại ống này khó chế tạo và tổn thất cột nước lớn. Do vậy chúng được dùng ở TTĐ cột nước cao và lưu lượng nhỏ. 2. Cấu tạo phần ống rẽ nhánh -5) trình bày một số sơ đồ rẽ nhánh đường ống, các hình thức kết cấu rẽ nhành phụ thuộc vào số lượng ống rẽ, áp lực nước trong ống và cách bố trí đối xứng hay lệch. Có những hình thức rẽ nhánh sau: - Ông rẽ bên không đối xứng (hình13-5,a): ở chỗ cắt để nối ống rẽ từ ống chính sẽ có lực không cân bằng và người ta lắp thên bản thép gia cố để chịu lực này. Chiều rộng bản thép gia cố có thể lấy không nhỏ hơn (0,12 - 0,18) đường k ống chính, bề dày thành ống chỗ nối cũng lấy từ (1,15 - 1,5) chiều dày tính toán của ống. Hình thứ c rẽ nhánh này thường áp dụng cho TTĐ cột nước thấp hoặc đường kính tương đối nhỏ; - Ống rẽ nhánh kiểu rẽ đôi, rẽ ba đối xứng (hình 13-5, δ,b): ở đây người ta dùng các dầm 1 chữ U và dầm lưng 2 để gia cố, trong đó dầm chữ U gánh vác lực không cân I): kiểu này dùng khi cột nước c ống có ớn, ngời ta đ ền vỏ cầu bao quanh phần rẽ ống, thất c ột nước, giữa ống và cầu đúc lỗ thông nhau mục đích giảm chênh áp lực giữa bên trong và bên ngoài ống làm cho bề dày ống mỏng hơn. Đây là kiểu nối rẽ phức tạp. Để đảm bảo độ bền và ổn định chỗ rẽ ống ta có thể đúc nó trong khối bê tông của mố néo ống, nhờ sự tham gia chịu lực của khối bêtông này gánh bớt cho ống. 3. Khớp nhiệt độ Khi nhiệt độ môi trường thay đổi, đoạn ống sẽ bị co hoặc giản làm thay đổi chiều dài đường ống, tuy nhiên ống bị giữ chặt bởi các mố néo hai đầu do vậy bên trong đường ống sẽ xuất hiện ứng suất nhiệt độ. Để tránh ứng suất nhiệt ta tách hai đầu đoạn ống ra và đặt khớp nhiệt độ tại đó, giữa hai đầu đoạ n ống có khe hở do vậy chúng tự do Hình 13-5. Các hình thức rẽ đường ống. Chỗ rẽ nhánh có kết cấu phức tạp, gây tổn thất cột nước lớn và giảm yếu khả năng chịu lực của ống, do vậy cần có gia cố thêm. Hình (13 bằng lớn, còn dầm lưng chịu lực nhỏ hơn; - Ống rẽ nhánh kiểu hình cầu (hình 13-5, sơ đồ ao. Khi đường kính không l úc li ống bên trong có tác dụng hướng dòng để giảm tổn 178 a - Khớp kiểu trượt ờng kính dưới 2,5 m (hình ịu p lực n b - Khớp kiểu đĩa đàn hồi Khớp nhiệt kiểu đĩa đàn hồi được biểu thị ở hình (13-16,c,d). Kiểu này được dùng khi đường kính ống lớn và cột nước không lớn. Nhờ hai vòng đĩa mềm nối hai đoạn ống cho phép ống chuyển vị dọc trục. c - Khớp nhiệt - lún nền bị lún. Trên hình (13-16,e), nút A là khớp lún, nút B là khớp nhiệt độ. dịch chuyển, tránh được ứng suất nhiệt độ. Vì vậy khớp nhiệt còn gọi là khớp co giản. Khớp nhiệt tốt nhất đặt ngay sau mố néo trên của đoạn đường ống. Khớp nhiệt độ có ba loại sau: Kết cấu khớp kiểu trượt đơn giản, thường dùng với đư 13- 16,a,b), khớp a là khớp đúc với đường kính ống từ (0,426 - 0,87) m, còn khớp b là khớp của ống hàn với đường kính từ (0,97 - 3,04) m. Khớp trượt chỉ cho phép ống tự do co giản theo hướng dọc trục ống. Vật liệu chống thấm thường dùng là dây gai hoặc cao su đối với ống nhỏ, hoặc bằng chì đồng đối với ống lớn. Khớp trượt có khả năng ch á ước lớn . Khớp này làm chức năng giản dài tự do khi nhiệt độ thay đổi, vừa xoay khi ống mố ống bị lún thẳng đứng (hình 13-16,e). Khớp nhiệt độ - lún được đặt ở nơi Hình 13-16. Các loại khớp nhiệt độ. 179 4. Mố néo ống Mố néo (còn gọi là mố ôm) có nhiệm vụ néo chặt đường ống không cho chuyển dịch bất kỳ phương nào, nó được đặt ở những nơi tuyến ống thay đổi phương hoặc nơi mà chiều dài đường ống dài quá 150 - 200 m. Mố néo phải được đặt trên nền chắc chắn không lún. Về cấu tạo chia mố néo làm hai loại: mố kín và mố hở. Mố néo kín (hình 13-17,a): đặc điểm của mố kín là đường ống được được bao trong khối bê tông, bên ngoài vỏ ống có hàn các vòng thép và chôn vào bêtông để giữ chặt đường ống đổ bêtông bao trực tiế ống với bề dày 0,4 m còn bên ngoài xây đá vữa max 100 # . Mố néo kín vững chắc và được dùng khi đường kính ống không lớn. ười ta hàn những đai thép lên v ố c ác đai ố néo hở dễ kiểm tra sửa chữa nhưng cấu tạo phức tạp. Một dạng đặc biệt của mố néo là mố néo cầu (hình 13-17,b), ống có thể xoay. . Vật liệu làm mố bằng bêttông max 100 # - 150 # , có thể p Mố néo hở (hình 13-17, δ) được dùng khi ống có đường kính lớn, ng ỏ ng và hôn c vào mố bêtông để néo chặt ống. M Hình 13-18. Các loại mố đỡ ống. Mố đỡ được đặt dọc bên dưới đường ống nhằm đỡ ống khỏi bị võng. Không nên ngàm ống vào mố mà tạo cho đương ống dễ dàng dịch chuyển trên mặt tiếp xúc với mố đỡ để hạn chế ứng suất tiếp giữa mố và ống. Khoảng cách giữa các mố sơ bộ xác định như sau m l r q R = 27, ' δ (13-1) R'- là cường độ tính toán của vật liệu khi hệ số điều kiện làm việc m = 0,6; q - tải trọng phân phối ngang trên một mét dài ống; r - bán kính trung bình ống; δ - chiều dày vỏ ống. Mố đỡ có những loại sau: 180 [...]... lên ống a- Cắt ngang; δ - cắt dọc; b - chi tiết nối; ϑ - mộng ghép cao su 1- ống bêtông cốt thép; 2- nền bằng đất cát sỏi đầm chặt; 3- đất đắp đầm chặt; 4- đất đắp không đầm; 5- thiết bị tiêu nước dọc; 6- thoát nước ra khỏi phạm vi ống; 7- đất sét chống thấm; 8- đường tạm để lắp ống; 9- mộng ghép bằng cao su; 1 0- bi tum; 1 0- bi tum; 1 1- rãnh vòng để đặt mộng ghép; 1 2- cốt thép làm việc; 1 3- cột thép... ống trực tiếp trên nền cứng 189 Hình 1 3-2 1 Các kiểu đặt ống và các hình thức nối ống 1- vật liệu tẩm nhựa đường; 2- đầ ống trong; 3- gioăng cao su; 4- dầu ống ngoài; 5- dây thừng tẩm nhựađường; bảng chắn nước; 7- vữa xi măng; 8- thành ống; 9- vật chắn nước; 1 0- bao tải thô tẩm nhựa đường;1 1- tấm đồng hoặc kim loại không rỉ; 1 2- vữa nhựa đường; 1 3- thành trong ống; 1 4- bao tải mịn tẩm nhựa đường Ống bêtông... H '' (1 3-9 ) 4 4 - Lực dọc trục do áp lực nước tại khớp nhiệt độ, đẩy về hai phía (hình 1 3-1 9,c): π 2 2 (1 3-1 0) A 2t = γ H ( D1 − D o ) 4 - Lực dọc trục sinh ra tại chỗ ống cong A '3 và A '' và hợp lực của chúng R: 3 r r' r '' (hình 1 3-1 9,d): R = A3 + A3 A 2 = γ H' 183 '2 π Do (1 3-1 1) 4 π D '' 2 o (1 3-1 2) A '' = γ H '' 3 4 b* - Các lực do trọng lượng nước và bản thân ống gây ra (hình 1 3-1 9,e): - Trọng... cho ở bảng (1 3-1 ) 192 Bảng 1 3-1 Tính ứng lực do các tải trọng gây ra Do lực Gc Go GB GΠ Gσ Po Mô men uốn (Tấn.m) MA MB 0,0707 G c r 0,123 G c r 0,123 G o r 0,0707 G o r 0,178 G B r 0,141 G B r 0,155 G Π r 0,076 G Π r -0 ,125 G σ r -0 ,125 G σ r - MΓ -0 .0823 G c r -0 ,0823 G o r -0 ,145 G B r -0 ,117 G Π r 0,125 G σ r - Lực pháp (Tấn) NA NB 0,206 G c -0 ,0616 G c -0 ,271 G o -0 ,2210 G o 0,180 G B -0 ,0350 G B... 4 (1 3-1 4') (1 3-1 4'') c* - Lực ma sát: Lực ma sát sinh ra ở nơi có các vật tiếp xúc dịch chuyển tương đối nhau Hướng của lực ma sát ngược chiều với chiều dịch chuyển của vật khi nhiệt độ thay đổi Chúng có những lực sau (hình 1 3-1 9,f,c): - Lực ma sát giữa ống và mố đỡ khi nhiệt độ thay đổi (hình 1 3-1 9,f): (1 3-1 7) A 5 = ± f N = f n ( N1 + N 2 ) Trong đó: f là hệ số ma sát giữa mố đỡ và thành ống; n - số... n - số mố đỡ - Lực ma sát giữa nước chảy và thành ống: 2 π Do (1 3-1 8) A '6 = γ h 'tt 4 h'tt, h''tt là tổn thất cột nước phía trên và phía dưới mố néo tính đến khớp nhiệt 2 π Do (1 3-1 9) A '' = γ h '' 6 tt 4 - Lực ma sát giữa ống và vòng chèn tại khớp nhiệt độ kiểu trượt (hình 1 3-1 9,c): (1 3-2 0) A 7 = ± f γ H π D1 b Trong công thức: f - hệ số ma sát giữa vật chèn chống thấm ống lấy f = 0,2 - 0,3; D1 đường... cos α.cos ϕ ) (1 3-7 ) 2 Trong đó: γ là trọng lượng riêng của nước; H - cột nước tại tim tiết diện, kể cả áp lực nước va; ϕ - góc nghiêng của đường ống so vơi phương ngang; α - góc của điểm x lấy so với phương đứng; D0 - đường kính trong của ống - Lực dọc trục sinh ra khi đóng van đường ống: 2 π Do (1 3-8 ) A1 = γ H 4 - Lực dọc sinh ra khi đường kính ống thay đổi từ D'o sang D'' (hình 1 3-1 9,b) o '' 2 π... -0 ,0350 G B 0.229 G Π -0 ,0840 G Π 0,500 G σ 0,5000 G σ - Po r o - Po r o NΓ 0,250 G c -0 ,0686 G o 0,500 G B 0,500 G B - Po r o Ghi chú: Các công thức để tính các tải trọng trong bảng 1 2-1 trên: - Trọng lượng bản thân ống: G c = 2π r γ bt h ; 2 - Trọng lượng nước trong ống: G o = π r o γ o ; - Áp lực đất đắp thẳng đứng: G B = γ d h 3 D1 ; 2 - Áp lực đất đắp ở vòm: G Π = 0,1075 γ d D1 ; ϕ - Áp lực đất đắp... (1 3-1 3) 4 Thành phần dọc trục của lực này truyền xuóng mố néo la: 2 γ π Do + γ o π Do δ ) L sin ϕ (1 3-1 4) A4 = ( 4 Thành phần vuông góc với trục ống tác dụng lênmố đỡ và mố néo gây uốn là: 2 γ π Do ⋅ l cos ϕ (do trọng lượng nước) (1 3-1 5) N1 = 4 (do trọng lượng ống) (1 3-1 6) N 2 = γ o D o π δ l cos ϕ Trong các công thức trên: l là khoảng cách giữa hai mố đỡ; γ o - trọng lượng riêng của thép ông; δ -. .. tác dụng lên đường ống gồm có: P o - áp lực nước bên trong ống, G c - trọng lượng bản thân ống, G B - áp lực đất thẳng đứng; G Π - áp lực dất ở vòm; G σ - áp lực hông của đất đắp, G o - trọng lượng nước trong ống (hình 1 3-2 2,e) Việc xác định ứng lực (mômen uốn M, lực pháp N) phát sinh trong thành ống tròn , ống tựa trên nền định hình có góc tựa trung tâm 900 (hình 1 3-2 2,e) do từng loại tải trọng đã nêu . ti Hình 1 3-2 1. Các kiểu đặt ống và các hình thức nối ống 1- vật liệu tẩm nhựa đường; 2- đầ ống trong; 3- gioăng cao su; 4- dầu ống ngoài; 5- dây thừng tẩm nhựađường; bảng chắn nước; 7- vữa xi. chắn nước; 7- vữa xi măng; 8- thành ống; 9- vật chắn nước; 1 0- bao tải thô tẩm nhựa đường;1 1- tấm đồng hoặc kim loại không rỉ; 1 2- vữa nhựa đường; 1 3- thành trong ống; 1 4- bao tải mịn tẩm nhựa. giảm (hình 1 3-2 0,a,b). Hình 1 3-2 0. Sơ đồ và lực tác dụng lên mố néo a - các lực dọc trục khi nhiệt độ tăng; b - các lực dọc trục khi nhiệt độ giảm; c - sơ đò tính vành đai ống; d - mố néo