thiết đạp tràn lũ và cống lấy nước Công trình Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nước An Long

THUYếT MINH Tính toánThiết kế Bản vẽ thi công Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long xã quế phong - huyện quế sơn – quảng nam lũ 6.1.. THUYếT MINH Tín

Trang 1

PH ẦN 2.

thiÕt kÕ trµn x¶ lò

vµ cèng lÊy níc

Trang 2

THUYếT MINH Tính toán

Thiết kế Bản vẽ thi công Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long

xã quế phong - huyện quế sơn – quảng nam

lũ

6.1 Yêu cầu tính toán :

- Tràn xả lũ là công trình quan trọng, quyết định cơ bản đến độ an toàn của côngtrình hồ chứa nên vấn đề an toàn đợc đề ra nghiêm ngặt trong khâu thiết kế với yêu cầutính toán các phần nh sau :

- Tính toán khả năng tháo

- Tính toán đờng mặt nớc

- Tính toán tiêu năng sau dốc nớc

- Tính toán ổn định tờng tràn

- Tính toán kết cấu, ứng suất ngỡng tràn

6.2 Các chỉ tiêu thiết kế và tài liệu cơ bản

- Cấp công trình : Cấp II

- Tần suất lũ thiết kế : P = 1,0%

- Tần suất lũ kiểm tra : P = 0,2%

6.2.1 Nội dung tính toán

- Tính toán kiểm tra khả năng tháo qua tràn

6.3 Kiểm tra khả năng tháo cửa vào

Hình thức kết cấu tràn kiểu Ôfixêrốp nên:

H : hệ số sửa chữa do thay đổi cột nớc

Lấy theo ( QPTL C8-76 ; bảng 17 và 18 ) khi :

Y ( 1) 2

,0

n : Số khoang tràn

Trang 3

H0: cột nớc thiết kế trên ngỡng tràn

b = m :Chiều rộng 1 khoang tràn

y=0.7 : hệ số giảm xét đến hình dạng mép vào trụ biên

P=0.45: hệ số giảm xét đến hình dạng của trụ pin

Lu lợng tháo qua tràn ứng với phơng án Btràn =35,0m

Trờng hợp Qtràn ( m3/s) m0  Ho(m

) Btràn(m) Qkiểm tra( m3/s)P=0,2% 196,25 0,476 0,992 2,09 35,00 334,15

P=1,0% 168,15 0,476 0,992 1,88 35,00 243,21

Kết lụận : Tràn xã lũ thiết kế với phơng án b=35m đủ khả năng tháo lũ thiết kế, và lũ

kiểm tra

1.4 Tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp và dốc nớc.

Chiều sâu phân giới

2

3

k

q h

- Chế độ chảy trong dốc nớc là chế độ dòng chảy ổn định không đều từ đầu dốc (cuối

đoạn thu hẹp) đến cuối dốc nớc ( máng phun ) nên sử dụng phơng trình sai phân đểtính tóan đờng mực nớc trong dốc nớc nh sau : Li = i / (i -jtb)

Trong đó :

Li : chiều dài giữa hai mặt cắt tính toán (m)

i : hiệu số tỷ năng của hai mặt cắt ở hai đầu đoạn (m)

1 1

Độ dốc đáy thiết kế i ( đoạn 1) : 0,0

Trang 4

Độ dốc phân giới ik : 0,285

Hệ số nhám thiết kế n : 0,014

Kết quả tính toán đờng mực nớc nh bảng sau :

Trang 5

Trang 6

Trang 7

6.5 Tính toán tiêu năng sau tràn

- Giả thiết dòng chảy qua tràn có lu lợng Qi;

- Lòng suối hạ lu đập có mặt cắt ngang tơng đối giống nhau

- Xem dòng chảy hạ lu nh dòng chảy đều trong kênh hở có:

0,025

0,0300

2,532

2,493

47,59

0,025

0,0300

2,220

2,181

40,69

23,004

1,769

136,2

0 15,00 1,5 0,025 0,0300 2,071 2,033 37,50 22,467 1,669 37,541 8,40134,5

0,025

0,0300

1,914

1,880

34,21

Trang 8

- Tính toán tiêu năng là nội dung quan trọng trong tính toán thuỷ lực công trình tháo

lũ để xác định biện pháp hợp lý tiêu huỷ toàn bộ năng lợng thừa, điều chỉnh lại sựphân bố lu tốc và giảm mạch động, khử dòng chảy xiên để cho dòng chảy trở vềtrạng thái tự nhiên, rút ngắn đoạn gia cố ở hạ lu, nhng vẫn đảm bảo sự làm việc ổn

E

2

2 0

- Độ sâu liên hiệp hc”:

- Độ phóng xa của luồng chảy:

Trong đó:

- Z1: Độ chênh MNTL với điểm cuối dốc tràn

- k: hệ số xét đến ảnh hởng hàm khí và tách dòng khi phóng xa

- : Hệ số vận tốc, xét đến tổn thấy cột nớc trên toàn tuyến xả

- VH : Vận tốc tại mũi phun

- Góc đổ của luồng chảy vào mặt nớc hạ lu

"

2

hc

q hc g hc

hc

g

q hc

1

sin

1)

1(

112sin

Z

Z Z

k L

H

Z g

V

.2

2





Trang 9

)cos

.2

1(2

H

V

h a h

g tg

- Khoảng cách từ điểm cuối mũi phun đến hõm xói sâu nhất ở lòng dẫn hạ lu

- Chiều sâu hố xói lòng dẫn bằng đá có nứt nẻ

- Luồng chảy phóng ra từ mũi phun hình trụ không bị ngập

-  : góc ra của luồng chảy

-  : góc đổ của luồng chảy vào mực nớc hạ lu

- Z0 : chênh lệch mực nớc thợng hạ lu

- h : góc nghiêng của đáy mũi phun với mặt phằng nằm ngang

- a : độ chênh từ mũi phun đến mực nớc hạ lu

- h : mực nớc ở kênh dẫn hạ lu

- L : chiều dài phóng xa của luồng chảy

- L1 : chiều dài phóng xa từ công trình đến điểm sâu nhất của hố xói

- hx : chiều sâu hố xói

- t : chiều sâu nớc tại phiễu xói

- bx : chiều dọc của phiễu xói

- bđ : chiều rộng đáy hố xói

- RH : bán kính cong tại mũi phun

H

h g

V Fr

h Fr

t(0,10,45.4 4

1 1



tg

t L

Trang 10

Trang 11

B ng k t qu tớnh toỏn xỏc ảng kết quả tớnh toỏn xỏc định độ sõu co hẹp cuối dốc tràn ết quả tớnh toỏn xỏc định độ sõu co hẹp cuối dốc tràn ảng kết quả tớnh toỏn xỏc định độ sõu co hẹp cuối dốc tràn định độ sõu co hẹp cuối dốc trànnh độ sõu co hẹp cuối dốc tràn sõu co h p cu i d c tr nẹp cuối dốc tràn ối dốc tràn ối dốc tràn àn

Z H (m )

t (m)

hx(m ) bx

4,5

0,3850

24o54

19,32

4,9

0,3834

25o23

18,97

5,3

0,4003

26o18

18,09

5,6

0,4266

27o24

16,96

* Kết luận: Độ sâu hố xói và chiều dài đờng bao hố xói không ảnh hởng đến chân công trình.

- Khoảng cách tâm hố xói đến đỉnh hố xói phía công trình : bx/2 = 19,32/2 =9,66m < L1 = 16,82m

- L1 : Chiều dài từ chân công trình đến tâm hố xói sâu nhất

Trang 12

TRàN Xả Lũ

7.1 Kiểm tra ổn định tờng bên đoạn sau ngỡng tràn ( H max)

- Tờng chắn đất đợc bố trí hai bên của ngỡng tràn để chắn đất kiểu tờng sờn có bảnchống bằng bê tông cốt thép với chiều cao tờng đợc xác định trên cơ sở kết quả tínhtoán thủy lực, tại đoạn tờng bên tràn H = 5,00 m

7.1.1 Trờng hợp tính toán & các thông số liên quan.

- Qua kinh nghiệm tính toán cho thấy : Trờng hợp vừa thi công xong, đất đắp sau lng ờng đến cao trình thiết kế có gW=1,69 T/m3, xe máy thi công vận hành trên mặt đất

t-đắp, trớc tờng không có nớc, là bất lợi nhất về ổn định lật Do tấm đáy ngỡng thi côngxong nên không xảy ra mất ổn định về trợt

nc = 0,90 với tổ hợp tải trọng đặc biệt.n

nc = 0,95 với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công

- Hệ số tin cậy: Kn = 1,15 : ứng với công trình cấp II

- Hệ số vợt tải đợc chọn theo QVVN 04-05:2012/BNNPTNT :

n = 0,95 đối với trọng lợng bản thân tờng

n = 1,20 đối với tải trọng tạm thời do xe máy thi công

n = 1,10 đối với áp lực đất chủ động

- Các yêu cầu về tính toán thiết kế:

* Bảo đảm tờng ổn định trên nền đất

* Chịu lực an toàn

- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1

b Tải trọng tác dụng xét cho 1 m dài :

* Tải trọng xe máy ô tô H-18 họat động trên mặt đất :

- Xác định áp lực của các loại xe máy thi công tác dụng : Theo ĐH.1-77 cờng độ áp lực

xe máy thi công bằng trọng lợng xe máy chia cho diện tích giới hạn bởi một chiều làkhoảng cách giữa 2 mép ngoài của cặp bánh ô tô còn chiều kia là chiều dài cặp bánh ôtô hoặc băng xe xích Thiên an tòan coi tải trọng này phân bố đều trên cả bề mặt lăngthể phá hoại nh sau

qo=P.n/ [(L+a).(b+a)] (T/m2)

Trong đó :

- Tải trọng của xe nặng P = 22 T

- Khoảng cách giữa 2 trục xe bằng L = 4 m

- Khoảng cách ngang giữa hai bánh xe bằng b = 2,6 m

Trang 13

P2=P1+n*g* H*tg2(45o-/2) Trong đó :

- qo =2,0T/m : tải trọngphân bố đều do xe máy thi công trên mặt đỉnh tờng

-  =20o38’ : góc ma sát trong của đất đắp sau lng tờng

m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc

Ntt : là tổng mô men gây lật đối với điểm A

R : là tổng mô men chống lật đối với điểm A

136, 46

9,9413,73

tt

R

K

N

7.2 Kiểm tra kết cấu ngỡng tràn

- Kết cấu ngỡng tràn kiểu Ophixerop, với hình thức lõi ngỡng tràn bằng bê tông đá hộcM150 và bê tông M200 đá 1x2, lớp vỏ bên ngoài dày 30cm bằng bê tông cốt thépM300 đá 1x2, chiều cao ngỡng tràn H=5.4m

7.2.1 Trờng hợp tính toán & các thông số liên quan.

10,1

R

tt

Trang 14

- Qua kinh nghiệm tính toán cho thấy : Trờng hợp vừa thi công xong, đất đắp sau lng ờng đến cao trình thiết kế có gW=1,69 T/m3, xe máy thi công vận hành trên mặt đất

t-đắp, trớc tờng không có nớc, là bất lợi nhất

nc = 0,90 với tổ hợp tải trọng đặc biệt.n

nc = 0,95 với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công

- Hệ số tin cậy: Kn = 1,15 : ứng với công trình cấp II

- Hệ số vợt tải đợc chọn theo QVVN 04-05:2012/BNNPTNT :

n = 0,95 đối với trọng lợng bản thân tờng

n = 1,20 đối với tải trọng tạm thời do xe máy thi công

n = 1,10 đối với áp lực đất chủ động

- Các yêu cầu về tính toán thiết kế:

* Bảo đảm kết cấu ngỡng đủ khả năng chịu lực khi thi công và vận hành

* Chịu lực an toàn

- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1

b Tải trọng tác dụng xét cho 1 m dài :

- qo =2,0T/m : tải trọngphân bố đều do xe máy thi công trên mặt đỉnh tờng

-  =20o38’ : góc ma sát trong của đất đắp sau lng tờng

Trang 15

Trang 16

nớc

Tuyến cống lấy nớc gần nh vuông góc với tuyến đập (lệch một góc tơng đối nhỏ), tronggiai đoạn thiết kế này, không sửa chữa lại thân công mà chỉ sửa chữa 2 đầu cống và nhàtháp, bố trí lại cửa van cống nhằm thuận tiện cho việc quản lý vận hành, đóng mở bằngcửa van phẳng phía thợng lu cống, điều khiển bằng máy quay cơ, nhiệm vụ tới cho 250ha

đất canh tác Do vậy chỉ tính toán kiểm tra khả năng lấy nớc của cống trong điều kiện bấtlợi nhất

8.3 Tính toán kiểm tra khả năng tải nớc của cống:

8.3.1 Kiểm tra lu lợng thiết kế

Chọn trờng hợp tính toán: Tính toán kiểm tra với trờng hợp bất lợi nhất:

+ Thợng lu: MNC : +95,40 m

+ Hạ lu : Không ngập

Tính toán thuỷ lực của cống:

Qtt =  (1)Trong đó:

Kết luận : Qtt > Qtk Đảm bảo điều kiện tải nớc trong điều kiện bất lợi

8.3.2 Tính toán độ mở cống a khi MN thợng lu thay đổi.

Khi cống cần lấy nước để phục vụ tưới, mực nước hồ ở cao, do vậy, cần khống chế

độ mở cống a để cấp đủ lưu lượng cho kờnh

a Cụng thức tớnh toỏn:

H a

g b a

Q  n  2 0 

 : Phụ thuộc vào a/H, tra bảng 3.92 STTL I

0

2gZ

Trang 17

b Kết quả tinh toỏn:

Trang 18

W =.(2Ht-h).h.BTrong đó:

- : trọng lợng riêng của nớc,  = 1 kg/m3

- H: mực nớc thợng lu tính đến ngỡng cống, H = MNTL – CT ngỡng

- h: chiều cao cửa van

- B: chiều rộng cửa van

8.4.3 Tính toán kết cấu dầm D3 nhà tháp (đỡ máy đóng mở)

a Tiêu chuẩn áp dụng

- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT : TCXDVN 356 : 2005

- Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động : TCXDVN 2737 : 1995

b Vật liệu thiết kế

Trang 19

Cờng độ chịu kéo Rbt(Rk) = 7,5 KG/cm2

- Cốt thép loại CIII: Rs(Ra)= R’s(R’a) = 3400 KG/cm2

c Chọn kích thớc tiết diện dầm

Sơ bộ ta chọn : - Chiều cao tiết diện h = 50 (cm)

- Chiều rộng tiết diện b =40 (cm)

- Tải trọng từ tấm đan truyền lên dầm D3

Trang 20

d3 Tải trọng từ máy đóng mở van

- Tải trọng bản thân của 1 máy: Ta chọn máy đóng mở V10, tra bảng B.15, phụ lục B.5,

- Tải trọng từ máy đóng mở truyền qua dầm D3

- Giá trị moment tại giữa nhịp Mmax = 1,63 (T.m)

- Giá trị lực cắt tại 2 gối Q = 3,44 (T)

M Fa





% 100

(%)

ho b

Fa





) ' (

.

'

2

a ho Ra

h b Rn Ao M a

Rn Ra

ho b Rn a

.

% 100 (%)

.b h o

Trang 21

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	699,5 KB