Đồ án thiết kế cống ngầm

Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Đồ án môn học Thuỷ Công THIẾT KẾ CỐNG NGẦM Đề số: C85 A. TÀI LIỆU CHO TRƯỚC I- Nhiệm vụ công trình: Hồ chứa nước H sông S đảm nhận nhiệm vụ sau: 1- Cấp nước tưới cho 2650 ruộng đất canh tác. 2- Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân. 3- Kết hợp nuôi cá lòng hồ, tạo cảnh quan sinh thái phục vụ du lịch. II- Các công trình chủ yếu khu đầu mối: 1- Một đập ngăn sông. 2- Một đường tràn tháo lũ. 3- Một công đặt đập để lấy nước. III- Tóm tắt số tài liệu bản: 1- Địa hình: Cho bình đồ vùng tuyến đập. 2- Địa chất: Cho mặt cắt dọc tuyến đập, tiêu lý lớp bồi tích lòng sông cho bảng 1. Tầng đá gốc rắn chắc, mức độ nứt nẻ trung bình, lớp phong hoá dày 0,5 ÷ 1m. 3- Vật liệu xây dựng: a- Đất: xung quanh vị trí đập có bãi vật liệu A (trữ lượng 800.000m 3, cự ly 800m); B (trữ lượng 600.000m3, cự ly 600m); C (trữ lượng 1.000.000m 3, cự ly 1km). Chất đất thuộc loại thịt pha cát, thấm nước tương đối mạnh, tiêu bảng 1. Điều kiện khai thác bình thường. Đất sét khai thác vị trí cách đập 4km, trữ lượng đủ làm thiết bị chống thấm. b- Đá: khai thác vị trí cách công trình 8km, trữ lượng lớn, chất lượng đảm bảo đắp đập, lát mái. Một số tiêu lí : ϕ = 23o; n = 0,35 (của đống đá); gk = 2,5 T/m3 (của đá). c- Cát, sỏi: khai thác bãi dọc sông, cự ly xa 3km, trữ lượng đủ làm tầng lọc. Cấp phối bảng 2. SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Bảng 1- Chỉ tiêu lý đất vật liêu đắp đập Chỉ tiêu Hệ số j (độ) C (T/m2) Độ ẩm gk rỗng n W(%) Tự Bão Tự Bão (T/m3) Loại nhiên hoà nhiên hoà Đất đắp đập 0,35 20 23 20 3,0 2,4 1,62 (chế bị) Sét (chế bị) 0,42 22 17 13 5,0 3,0 1,58 Cát 0,40 18 30 27 0 1,60 Đất 0,39 24 26 22 1,0 0,7 1,59 Loại Đất thịt pha cát Cát Sỏi Bảng 2- Cấp phối vật liệu đắp đập d (mm) d10 d50 0,005 0,05 0,50 0,05 0,35 3,00 k (m/s) 10-5 4.10-9 10-4 10-6 d60 0,08 0,4 5,00 4- Đặc trưng hồ chứa: - Mực nước dâng bình thường: 133,5 m. - Mực nước chết: 115,5 m - Tràn tự động có cột nước đỉnh tràn Hmax = 3m. - Vận tốc gió tính toán ứng với mức đảm bảo P%: P% 20 30 50 V(m/s) 32 30 26 17 14 12 - Chiều dài chuyền sóng ứng với mực nước dâng bình thường: D = (km); ứng với mực nước dâng gia cường: D’= D+ 0,3 = 3,3 (km). - Mực nước hạ lưu bình thường: 108,1 m - Mực nước hạ lưu max: 109,0m - Đỉnh đập đường giao thông chạy qua. 5- Tài liệu thiết kế cống: - Lưu lượng thiết kế lấy ứng với MNDBT: Qcống = 3,2 m3/s MNC Qtk = 3,6 m3/s. - Mực nước khống chế đầu kênh tưới: Zkt = 115,15 m. - Tài liệu kênh chính: hệ số mái m = 1,5; độ nhám n = 0,025:độ dốc đáy i = (3 → 5).10-4 SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương NỘI DUNG THIẾT KẾ 1- NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG: 1.1- Nhiệm vụ, cấp công trình tiêu thiết kế: 1.1.1- Nhiệm vụ: - Cấp nước tưới cho 2650 ruộng đất canh tác. - Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân. 1.1.2- Cấp công trình: - Theo nhiệm vụ: Theo mục 3.2, QCVN 04-05-2012 tra bảng → Cấp thiết kế cấp III. - Theo cấp công trình đầu mối: cống công trình chủ yếu hệ thống đầu mối nên cấp công trình xác định cấp đập đất. Cao trình đỉnh đập: ∇đỉnh đập= MNLTK + d với d = 1,0 3,0 chọn d =2,5 Mực nước lũ thiết kế MNLTK = MNDBT + = 133,5 + = 136,5 (m). Thay số ta có: ∇đỉnh đập = 136,5 + 2,5 = 139(m) Từ mặt cắt địa chất tuyến đập C ∇đáy đập = 103,5 m (có kể đến bóc bỏ 50cm = 0,5 m ) Vậy chiều cao đập H = ∇đỉnh đập - ∇đáy đập = 139 – 103,5 = 35,5 m Nền đất nhóm B (nền đất cát,đất thô,đất sét trạng thái cứng nửa cứng) Theo mục 3.2, QCVN 04-05-2012 tra bảng → Cấp thiết kế cấp I Vậy chọn cấp công trình cấp I. 1.1.3- Chỉ tiêu thiết kế: Từ cấp công trình xác định được: - Tần suất lưu lượng, mức nước lớn nhất: Theo QCVN 04-05-2012, mục 5.2, tra bảng ta có Ptk = 2%, Pkt = 25%. - Hệ số tin cậy Kn : Theo QCVN 04-05-2012, phụ lục B, mục B.2 ta có Kn = 1,2 SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương - Tần suất gió lớn gió bình quân lớn (theo TCVN 8216-2009, mục 6.1.3) tra bảng ta có: Tần suất gió lớn ứng với MNDBT tương ứng P = 2%. Tần suất gió bình quân lớn ứng với MNLTK tương ứng P = 25%. - Theo quan hệ tài liệu : P = 2% → V = 32m/s : MNDBT. P = 25% → V = 15,5m/s : MNLTK. 1.2- Chọn tuyến hình thức cống: 1.2.1- Tuyến cống: Phụ thuộc vào vị trí khu vực tưới tự chảy, cao trình khống chế tưới tự chảy, điều kiện địa chất quan hệ với công trình khác. Ở đường tràn đổ sang lưu vực khác nên đặt cống bờ phải hay bờ trái đập được. Khi chọn tuyến đặt cống cần lưu ý: - Vì tầng phủ dầy nên ta đặt cống đất. - Đáy cống thượng lưu chọn cao mực nước bùn cát lắng đọng thấp mực nước chết hồ. 1.2.2- Hình thức cống: - Vì cống đặt đập đất, mực nước thượng lưu lấy nước thay đổi nhiều (từ MNC đến MNDBT) nên hình thức hợp lý cống ngầm lấy nước không áp. - Vật liệu làm cống bê tông cốt thép; mặt cắt cống hình chữ nhật. - Dùng tháp van để khống chế lưu lượng. Trong tháp có bố trí van công tác van sửa chữa. Vị trí đặt tháp sơ chọn khoảng mái đập thượng lưu vị trí đặt cống. 1.2.3- Sơ bố trí cống: Từ vị trí đặt cống mặt cắt đập đất có, sơ bố trí cống để từ xác định chiều dài cống (đoạn trước cửa van, sau cửa van), làm cho việc tính toán thuỷ lực cống. Để sơ xác định chiều dài cống, ta chọn cao trình đáy cống thấp MNC 1(m). Zđáy cống = MNC – = 115,5 – = 114,5 (m). Ta chọn: Mái thượng lưu 3,5 Mái hạ lưu 3,0 Chiều rộng đỉnh đập b = 6m. SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Sơ lấy chiều dài cống: L = 3,5 (∇đđ - ∇đáy cống ) + + 3(∇đđ - ∇đáy cống ) = 3,5 (139 – 114,5 ) + + 3(139 – 114,5 ) = 165,25 (m) 2- THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG: Kênh hạ lưu thiết kế để làm cho việc tính toán thuỷ lực cống. 2.1- Thiết kế mặt cắt kênh: 2.1.1- Mặt cắt kênh: tính toán với lưu lượng thiết kế Q = 3,6 (m3/s). 2.1.2- Dựa vào điều kiện địa chất nơi kênh chạy qua (đất cát pha), sơ chọn tiêu sau: - Độ dốc đáy kênh: 2.10-4 - Độ nhám lòng kênh: 0,025. - Hệ số mái kênh: m = 1,5.‍ 2.1.3- Xác định bề rộng đáy kênh chiều sâu nước kênh: - Sơ xác định vận tốc không xói (TCVN 4118 – 2012 theo mục 7.2.12): VKX = K.Q0,1 = 0,53.3,60,1 = 0,602 (m/s) Trong đó: + Q: lưu lượng kênh (m3/s): Q = 3,6 (m3/s). + K: hệ số phụ thuộc đất lòng kênh, với cát pha, K = 0,53. - Sơ định chiều sâu h, theo công thức kinh nghiệm: h = 0,5.(1 + VKX). Q = 0,5.(1 + 0,602). 3,6 = 1,23 (m) - Xác định b theo phương pháp đối chiếu mặt cắt có lợi thuỷ lực: 4.m0 . i 8, 424. 2.10−4 f(Rln) = = = 0,033 Q 3,6 Tra phụ lục (8-1), bảng tra thuỷ lực với n = 0,025 ta có: Rln = 0,9(m). h 1, 23 → R = = 1,37 0,9 ln Tra phụ lục (8-3), bảng tra thuỷ lực ta có: b = 4,34→ b = 0,9.4,34= 3,906 (m) Rln Kiểm tra: ⇒ 3,906 b = = 3,18 ∈ (2÷5). Chọn lại b = m 1, 23 h b h = =4,44 tra bảng thuỷ lực ⇒ =1,36 ⇒ h=0,9.1,36 =1,224m Rln 0,9 Rln b = = 3,27 ϵ (2÷5) 1,224 h SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 2.2- Kiểm tra điều kiện không xói: Vì kênh dẫn nước từ hồ chứa nên hàm lượng bùn cát nước nhỏ, không cần kiểm tra điều kiện bồi lắng. Ngược lại, cần kiểm tra điều kiện xói lở: Vmax < VKX Trong đó: Vmax lưu lớn kênh, tính với lưu lượng Qmax. Qmax = K.3,6 = 1,2.3,6 = 4,32 (m3/s) K hệ số phụ thuộc Q, lấy 1,2 Ta tính độ sâu dòng chảy kênh ứng với Qmax: f(Rln) = 4.m0 . i 8, 424. 2.10−4 = = 0,028 Qmax 4,32 Tra phụ lục (8-1), bảng tra thuỷ lực với n = 0,025 ta có: Rln = 0,959 (m). b h → R = = 4,17 → R = 1,39→ h = 0,959.1,39= 1,33(m) 0,959 ln ln Có: ω = (b + m.h ).h = (4 + 1,5.1,33).1,33 = 7,97 m2. → Vmax = 4,32 Qmax = = 0,542 (m/s) 7,97 ω Ta thấy: Vmax = 0,542 (m/s) < VKX = 0,602 (m/s) → thoả mãn điều kiện không xói. 2.3- Tính độ sâu kênh ứng với cấp lưu lượng: Trong tài liệu cho số cấp lưu lượng để tính toán cống với trường hợp khác nhau. Ứng với cấp lưu lượng cần xác định độ sâu dòng tương ứng kênh tức xác định quan hệ Q ~ h. Trong đồ án ta có cấp lưu lượng - Với MNC Qtk = 3,6 (m3/s). - Với MNDBT Qkt = 3,2 (m3/s). Tính độ sâu dòng kênh ứng với MNDBT f(Rln) = 4.m0 . i 8, 424. 2.10−4 = = 0,037. Q 3,2 Tra phụ lục (8-1), bảng tra thuỷ lực với n = 0,025 ta có: Rln = 0,86(m). b h → R = = 4,65→ R = 1,335 → h = 1,335.0,86 = 1,148 (m). 0,86 ln ln Q (m3/s) h(m) Bảng 1: quan hệ Q ~ h kênh hạ lưu cống 3,2 3,6 1,148 1,224 3- TÍNH KHẨU DIỆN CỐNG: 3.1- Trường hợp tính toán: SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Khẩu diện tính với trường hợp chênh lệch mực nước thượng hạ lưu nhỏ lưu lượng lấy nước tương đối lớn. Thường tính với trường hợp MNC thượng lưu hạ lưu mực nước khống chế đầu kênh tưới Z kc, chênh lệch mực nước thượng hạ lưu là: [∆Z] = MNC - Zkc = 115,5 – 115,15 = 0,35 (m). Lúc này, để lấy đủ lưu lượng thiết kế, cần mở hết cửa van. Sơ đồ tính toán hình 1. Hình 1: Sơ đồ tính toán thuỷ cống Trong đó: + Z1: tổn thất cột nước cửa vào. + Zp: tổn thất khe phai (nếu có). + Zl: tổn thất qua lưới chắn rác. + Zv: tổn thất qua tháp van. + Z2: tổn thất cửa ra. 3.2- Tính bề rộng cống bc: Bề rộng cống phải đủ lớn để lấy lưu lượng cần thiết Q chênh lệch mực nước thượng hạ lưu [∆Z] khống chế, tức phải đảm bảo điều kiện: ΣZi ≤ [∆Z] Trong đó: ΣZi = Z1 + Zp + Zl + Zv + Z2 + i.L Với: + i: độ dốc dọc cống. + L: tổng chiều dài cống L. Trị số bc tìm phương pháp dần: cho b c, xác định trị số tổn thất Zi, sau thử lại theo điều kiện trên. Với trị số bc, tổn thất cột nước xác định sau: 3.2.1- Tổn thất cửa ra: dòng chảy từ bể tiêu kênh hạ lưu coi sơ đồ đập tràn đỉnh rộng chảy ngập, đó: SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Q2 α .Vb2 2.g.(ϕ n .b.hh ) 2.g Z2 = Trong đó: + b: bề rộng cuối bể tiêu năng, ta chọn bề rộng kênh b = 4,0 (m). + hh: chiều sâu hạ lưu ứng với lưu lượng tính toán Q = 3,6 (m 3/s). hh = 1,573 m + ϕn: hệ số lưu tốc (trong trường hợp chảy ngập), ϕn = 0,96. + Vb: lưu tốc bình quân bể tiêu năng. Giả thiết chiều sâu bể d = 0,5 (m). Q Q Q → Vb = ω = b.h = b(d + h ) b b h = → Z2 = 3,6 = 0,522 (m/s). 4.(0,5 + 1, 224) 3,62 1.0,522 = 0,016 (m). 2.9,81.(0,96.4,0.1, 224) 2.9,81 3.2.2- Tổn thất dọc đường: coi dòng chảy cống với độ sâu: h1 = hh + Z2 = 1,224 + 0,016 = 1,24 (m). Khi tổn thất dọc chiều dài cống i.L, với i độ dốc dọc cống, xác định sau:    Q  Q   = i=   b .h .C. R   ω .C. R   c  Trong đó: ω C. R tính với mặt cắt cống có chiều rộng bc, chiều sâu h1: bc .h1 ω 1 ω = bc.h1; R = = b + h ; C. R = .R1/6. R = .R2/3. χ n n c Ta chọn hệ số nhám cống n = 0,014. 3.2.3- Các tổn thất cục Zv, Zl, Zp: a- Tổn thất qua tháp van Zv: Do khoảng cách từ tháp van đến cửa xấp xỉ chiều dài cống, ta lấy chiều sâu cột nước sau cửa van là: hv = h1 + i.Lv α .Vv2 .2 Zv = ξv. 2. g Trong đó: + ξ v : Tổn thất van, lấy ξ v = 0,2. + Vv = Q Q = . ω bc .hv SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Vị trí đặt tháp sơ chọn khoang mái đập thượng lưu vị trí đặt cống,ta có: Lv = 3,5 (∇đđ - ∇đáy cống ).0,5 + + 3(∇đđ - ∇đáy cống ) = 3,5 (139 – 114,5 ).0,5 + + 3(139 – 114,5 ) = 122,38 (m) b- Tổn thất qua lưới chắn rác: α .Vl . Zl = ξl. 2. g Trong đó: + ξ l : Hệ số tổn thất qua lưới, lấy ξ l = 0,2. + Vl = Q Q Q = = . bc .hl bc .(hv + z v ) ω α .V p2 .2 c- Tổn thất qua khe phai: Zp = ξp. 2. g Trong đó: + ξ p : hệ số tổn thất qua khe phai, ξ p = 0,1. + Vp = Q Q Q = b .h = . bc .(hl + z l ) ω c p 3.2.4-Tổn thất cửa vào: α .V02 Q2 Z1 = − 2g g ( ε .ϕ .ω ) Trong đó: ϕ ε: Hệ số lưu tốc hệ số co hẹp bên cửa vào. ϕ = 0,983; ε = 0,7 ω: Diện tích mặt cắt ướt sau cửa vào. ω = bc.h ứng với: h = hp + Zp V0: Lưu tốc tới gần: V0 = Q ω Bảng 2: bảng tính diện cống SVTH: Ngô Văn Huỳnh Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 bc 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 Z2 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 SVTH: Ngô Văn Huỳnh GVHD: Lê Hồng Phương ω 1.488 1.612 1.736 1.860 1.984 2.108 2.232 2.356 2.480 2.604 2.728 2.852 2.976 3.100 3.224 3.348 3.472 3.596 3.720 3.844 3.968 4.092 4.216 χ 2.44 2.54 2.64 2.74 2.84 2.94 3.04 3.14 3.24 3.34 3.44 3.54 3.64 3.74 3.84 3.94 4.04 4.14 4.24 4.34 4.44 4.54 4.64 10 R 0.610 0.635 0.658 0.679 0.699 0.717 0.734 0.750 0.765 0.780 0.793 0.806 0.818 0.829 0.840 0.850 0.859 0.869 0.877 0.886 0.894 0.901 0.909 C.R^0.5 51.367 52.750 54.014 55.171 56.237 57.221 58.133 58.980 59.769 60.506 61.197 61.845 62.454 63.028 63.569 64.081 64.566 65.026 65.462 65.877 66.272 66.649 67.008 i 0.0022 0.0018 0.0015 0.0012 0.0010 0.0009 0.0008 0.0007 0.0006 0.0005 0.0005 0.0004 0.0004 0.0003 0.0003 0.0003 0.0003 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 i.L 0.367 0.296 0.244 0.203 0.172 0.147 0.127 0.111 0.097 0.086 0.077 0.069 0.062 0.056 0.051 0.047 0.043 0.039 0.036 0.033 0.031 0.029 0.027 hv 1.51 1.46 1.42 1.39 1.37 1.35 1.33 1.32 1.31 1.30 1.30 1.29 1.29 1.28 1.28 1.27 1.27 1.27 1.27 1.26 1.26 1.26 1.26 Lớp 52CTL_3 Zv 0.080 0.073 0.067 0.061 0.055 0.050 0.046 0.042 0.038 0.035 0.032 0.030 0.028 0.026 0.024 0.022 0.021 0.020 0.018 0.017 0.016 0.015 0.014 ZL 0.036 0.033 0.030 0.028 0.025 0.023 0.021 0.020 0.018 0.017 0.015 0.014 0.013 0.012 0.012 0.011 0.010 0.009 0.009 0.008 0.008 0.007 0.007 Zp 0.086 0.074 0.065 0.057 0.050 0.044 0.040 0.036 0.032 0.029 0.027 0.025 0.023 0.021 0.019 0.018 0.017 0.016 0.015 0.014 0.013 0.012 0.011 Z1 0.086 0.085 0.083 0.080 0.077 0.073 0.070 0.067 0.064 0.060 0.058 0.055 0.052 0.050 0.047 0.045 0.043 0.041 0.040 0.038 0.036 0.035 0.033 ΣZ i 0.672 0.578 0.504 0.444 0.395 0.354 0.320 0.291 0.266 0.244 0.225 0.209 0.194 0.181 0.169 0.159 0.150 0.141 0.133 0.126 0.120 0.114 0.109 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương - Tầm phóng tương ứng : L1=Vr.tp=3,33.0,319=1,06 (m). - Chiều dài nước nhảy tính theo công thức kinh nghiệm : Ln=4,5. hc" = 4,5.1,315=5,38 (m). - Xét đến hệ số nước chảy ngập β =0,8. - Thay vào công thức : Lb=1,06 + 0,8.5,38=5,364 (m). - Vậy kích thước bê tiêu : db= 0,5 (m) Lb= 5,4 (m). 5- CHỌN CẤU TẠO CỐNG: 5.1- Cửa vào, cửa ra: Cửa vào, cửa cần đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận với kênh thượng, hạ lưu. Thường bố trí tường hướng dòng theo hình thức mở rộng dần. Góc chụm hai tường hướng dòng cửa vào 200; góc chụm cửa chọn 100 để tránh tượng tách dòng. Các tường cánh làm hạ thấp dần theo mái. Cấu tạo cửa cần kết hợp với việc bố trí thiết bị tiêu năng. Cuối bể tiêu cần có phận chuyển tiếp kênh hạ lưu. Sau bể tiêu cần bố trí đoạn bảo vệ kênh hạ lưu có chiều dài L sn: Lsn = (2,5 ÷ 3).Ln .Chọn Lsn = 10 m. Hình 3: Bố trí mặt cửa vào 5.2. Thân cống: 5.2.1- Mặt cắt: Cống hộp thường làm bê tông cốt thép, đổ chỗ. Mặt cắt ngang có kết cấu khung cứng thường làm vát góc để tránh ứng suất tập trung. Chiều dày thành cống xác định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm yêu cầu cấu tạo. Theo điều kiện chống thấm, cần đảm bảo: t≥ H 19, 42 = = 1,3 (m) [J] 15 Vì lớn → Sơ chọn t = 0,5 (m) theo điều kiện cấu tạo. Khi chế tạo có sử dụng phụ gia chống thấm tính xác sau tính toán kết cấu. SVTH: Ngô Văn Huỳnh 17 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Trong đó: - H: cột nước lớn H = MNDBT - ∇đc = 133,5 – 114,08 = 19,42 (m) - [J]: gradien thấm cho phép vật liệu, [J] = 15. 50 200 50 50 180 50 Hình 4: Mặt cắt thân cống 5.2.2- Phân đoạn cống: cống dài, cần bố trí khe nối chia cống thành đoạn để tránh rạn nứt lún không đều. Chiều dài đoạn phụ thuộc vào địa chất tải trọng cống, chọn 15 (m) . Tại khe nối cần đặt thiết bị chống rò nước. Thiết bị chống rò kim loại dùng cho ngang đứng cống hộp có cấu tạo hình 3-3. a b Hình 5: Sơ đồ khớp nối cống hộp bê tông a. Khớp nối ngang b. Khớp nối đứng 1. Bao tải tẩm nhựa đường 2. Đổ nhựa đường SVTH: Ngô Văn Huỳnh 18 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 3. Tấm kim loại hình Ω 5. Vữa bê tông đổ sau 4. Tấm kim loại hình phẳng. Khi cột nước tác dụng không cao làm thiết bị chống rò khớp nối kiểu dây thừng tẩm nhựa đường. 5.2.3- Nối tiếp thân cống với nền: Cống hộp đổ trực tiếp hay lớp bê tông lót dày 10 ÷ 15 cm, đá tải trọng lên cống lớn cần tăng bề rộng đáy cống để hạn chế áp suất đáy móng 5.2.4- Nối tiếp thân cống với đập: Dùng đất sét nện chặt thành lớp bao quanh cống dày 0,5 ÷1 m. Tại chỗ nối tiếp đoạn cống, làm thành gờ để nối tiếp cống với đất tốt hơn. 5.3- Tháp van: Vị trí tháp van bố trí khoảng mái thượng lưu kiểm tra thông qua tính toán thuỷ lực cống (đảm bảo không sinh nước nhảy cống ứng với mực nước cao) đảm bảo yêu cầu khác. Trong tháp thường bố trí van công tác van sửa chữa cố, cần bố trí lỗ thông cần thiết (khi có nước nhảy cống chiều sâu sau nước nhảy xấp xỉ tới trần cống). Mặt cắt ngang tháp thường làm dạng chữ nhật. Chiều dày thành xác định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm yêu cầu cấu tạo. Thường làm tháp có chiều dày thay đổi theo thay đổi áp lực ngoài. Phía tháp có nhà để đặt máy đóng mở thao tác van; có cầu công tác nối tháp van với đỉnh đập bờ. 6- TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG: 6.1- Mục đích tính toán: Xác định nội lực phận cống ứng với trường hợp làm việc khác cống để từ bố trí cốt thép kiểm tra tính hợp lý chiều dày thành cống chọn. SVTH: Ngô Văn Huỳnh 19 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 6.2- Trường hợp tính toán: cần tính toán cống với trường hợp làm việc khác nhau: - Khi thi công xong cống chưa có nước. - Khi thượng lưu MNDBT, cống mở để lấy nước. - Khi thượng lưu MNLTK, cống đóng. - Khi có lực động đất, . Trong đồ án tính toán ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống (mặt cắt mép thượng lưu đỉnh đập), cho trường hợp đại biểu: thượng lưu MNLTK, cống đóng. + Xác định đường bão hòa trường hợp thượng lưu MNLTK. Tính toán đập đồng chất không thấm. Sơ đồ tính toán: c 139 136,5 121,5 H1 117,08 a0 c L L Theo phương pháp thủy lực (trang 118 GT thủy công) ta có: Lưu lượng thấm qua đập: q = kd . q = kd . H12 − ao 2.( ∆L + L − m2 .a o ) ao 0,5 + m2 Trong đó: H1 : mực nước thượng lưu H1 = 136,5 – 117,08 = 19,5 (m). ∆L : chiều dài đoạn biến đổi. Với ∆L = m1 3,5 .H1 = .19,5 = 8,53(m) 2m1 + 2.3,5 + a0 : chiều cao hút nước (m). m1 : hệ số mái thượng lưu (m1 = 3,5) m2 : hệ số mái hạ lưu (m2 = 3) kd : hệ số thấm đập kd = 10-5 (m/s). SVTH: Ngô Văn Huỳnh 20 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương L : xác định sơ đồ L = 3,5.(139 – 136,5) + + 3.(139 – 121,5) + + 3.(121,5 – 117,08 ) = 83,75 (m). Cao trình trần cống : ∇tc = ∇đc + Hc + 2.0,5 =114,08 + + 2.0,5 = 117,08 (m). q : lưu lượng thấm đơn vị (m2/s). Ta có: q = 10−5. q = 10−5. 19,52 − ao 2.(8,53 + 83,75 − 3.a o ) ao 0,5 + Giải hệ phương trình ta được: ao = 8,1 (m); q = 2,314.10-5 (m3/s). Phương trình đường bão hòa: y = H 12 − 2.q. x = 19,52 − 4.628. x kd Tại mặt cắt mép thượng lưu đỉnh đập x = 8,75 => y = 18,4m. 6.3- Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống (trường hợp cống hộp, tính cho m dài): SVTH: Ngô Văn Huỳnh 21 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương dd q1 MNN q1 q q42 d?t sét p2 Z1= 3,6m p1 Z2= 17,4m p1 p2 Z3= 1m t q5 p '2 q5 t p1' q6 p1' q qr3 p' 6.3.1- Áp lực đất: a- Trên đỉnh: q1 = k. ∑ γi.Zi Trong đó: - Zi: chiều dày lớp đất đắp đỉnh cống. - γi: dung trọng lớp đất đắp đỉnh cống. - k: hệ số phụ thuộc điều kiện đặt cống: k = γ1 = γk.(1 + ω) = 16,2.(1+ 0,2) = 19,44 KN/m3. γ2 = γđn = γk – γn.(1 – n) = 16,2 – 10(1 – 0,35) = 9,7 T/m3. γ3 = γđnđất sét = γkđs – γn.(1 – n) = 15,8 – 10(1 – 0,42) = 10 T/m3. ⇒ q1 = 1.3,6.19,44 + 1.9,7.17,4 + 1.10.1 = 248,764 KN/m. b- Hai bên cống: biểu đồ áp lực có dạng hình thang. ϕ p1 = q1. tg2(45o - ) ϕ p1’ = q1’. tg2(45o - ) q1’ = q1 + γđn. H = 248,764 + 9,7.2 = 268,164(KN/m) Với γđn dung trọng đẩy đất đắp đập, đất bên thành cống đường bão hòa, H chiều cao mặt cắt cống. SVTH: Ngô Văn Huỳnh 22 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 20 ) = 121,967(KN/m). 20 p1’ = 268,164. tg2(45o ) = 131,478(KN/m). → p1 = 248,764.tg2(45o - 6.3.2- Áp lực nước: Áp lực nước gồm áp lực nước bên bên cống. Áp lực nước cống tác dụng đỉnh, hai bên đáy cống. Áp lực nước bên cống tác dụng hai bên đáy cống. Cường độ áp lực nước xác định theo quy luật thuỷ tĩnh. a- Trên đỉnh: q2 = γn.(Z2 + Z3 ) = 10.(17,4 + 1) = 184 (KN/m). b- Hai bên: p2 = γn.(Z2 + Z3 ) = 10.(17,4 + 1) = 184 (KN/m). p2’ = γn.( Z2 + Z3 + Hc )= 10.( 17,4 + 1+ 2) = 204 (KN/m). c- Dưới đáy: q3 = γn.( Z2 + Z3 + Hc )= 10.( 17,4 + 1+ 2) = 204 (KN/m). d- Trong cống: bỏ qua áp lực nước cống. 6.3.3- Trọng lượng thân: a- Tấm nắp: -q4 = γb.tn = 24.0,5 = 12 (KN/m). Trong đó: - γb = 24 KN/m3: trọng lượng riêng bê tông. - tn: chiều dày nắp, tn = 0,5 m. b- Tấm bên: q5 = γb.tb = 24.0,5 = 12 (KN/m). Trong đó: tb chiều dày bên = 0,5 m c- Tấm đáy: q6 = γb.tđ = 24.0,5 = 12 (KN/m). Trong đó: tđ chiều dày đáy = 0,5 m. 6.3.4- Phản lực nền: r Biểu đồ phân bố phản lực phụ thuộc vào loại cách đặt cống, thường phân bố không đều, song tính toán xem gần phân bố đều. Khi phản lực r tính sau: r = q1 + q2 + q4 + q6 – q3 + 2.q5. H − td − tn B = 248,764 + 184 +12 + 12 - 204 + 2.12. − 0,5 − 0,5 1,8 + 0,5.2 = 261,335 (KN/m). SVTH: Ngô Văn Huỳnh 23 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 6.3.5- Sơ đồ lực cuối trường hợp cống nước: a- Các lực thẳng đứng: - Phân bố đỉnh: q = q1 + q4 + q2 = 248,764 + 12 + 184 = 444,764(KN/m). - Phân bố hai bên thành: q5 = 12 (T/m) - Phân bố đáy: qn = r - q6 + q3 = 261,335 - 12 + 204 = 453,335 (KN/m). b- Các lực nằm ngang: - Phân bố đều: p = p1 + p2 = 121,967+ 184 = 305,967 (KN/m) - Tuyến tính: pt = p1’ + p2’ – (p1 + p2) = 131,478+ 204 – 305,967 = 29,511(KN/m). Sơ đồ lực cuối cùng: q t q5 pt q5 t p qn p pt 6.4 Tính toán thép cho mặt cắt cống. 6.4.1 Tải trọng tác dụng lên cống Theo tiêu chuẩn 04-05-2012 ta có hệ số lệnh tải sau: - Trọng lượng thân công trình : nbt = 1,05. - Áp lục thẳng đứng trọng lượng đất gây ra: nd = 1,1. - Áp lực bên đất : nbđ = 1,2. - Áp lực nước : nnc = 1. a- Các lực thẳng đứng: - Phân bố đỉnh: qtt = nđ.q1 + nbt.q4 + nnc.q2 = 1,1.248,764 + 1,05.12 + 1.184 = 470,24(KN/m). - Phân bố hai bên thành: q5tt = nbt.q5 = 1,05.12 = 12,6 (KN/m) - Phân bố đáy: SVTH: Ngô Văn Huỳnh 24 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương rtt = nđ.q1 + nnc.q2 + nbt.q4 + nbt.q6 – nnc.q3 + 2.nbt.q5. H − td − tn = 103,84 (KN/m) B  qttn = rtt – nbt.q6 + nnc.q3 = 103,84 – 1,05.12 + 1.204 = 295,24 (KN/m) b- Các lực nằm ngang: - Phân bố đều: ptt = nbđ.p1 + nnc.p2 = 1,2.121,967+ 1.184 = 330,36 (KN/m) - Tuyến tính: pttt = nbđ.p1’ + nnc.p2’ – (ptt) = 1,2.131,478+ 1.204 – 330,36 = 31,41(KN/m). Hình : tải trọng tác dụng lên cống. qtt qtt5 qtt5 pttt p tt qntt ptt pttt 6.4.2 Xác định nội lực. Sử dụng bảng tra để xác định nội lực: Ta có: J2 J1 J1 h J2 L=B J1 = b.h 0,5.33 = = 1,125(m ). 12 12 b.h 2,8.0,53 = = 0,029(m ). 12 12 J 1,125 i1 = = = 0,375 h J2 = SVTH: Ngô Văn Huỳnh 25 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm i2 = GVHD: Lê Hồng Phương J 0,029 = = 0,01 B 2,8  k= - i2 = 0,027 i1 Tổ hợp 1: qtt = 470,24 KN/m B C A D qtt = 295,24 KN/m q tt . B 3k + 470,24.2,82 3.0,027 + M1 = . = . = 161,69(KN . m) 24 k + 24 0,027 + M2 = qn tt . B 3k + 295, 24.2,82 3.0,027 + . = . = 101,516(KN . m) 24 k +1 24 0,027 + MA = MD = − qn tt .l 295, 24.2,82 . =− . = −187,819(KN . m) 12 k + 12 0,027 + M B = MC = − qtt .l 470,24.2,82 . =− . = −299,147(KN . m) 12 k + 12 0,027 + Biểu đồ mô mem : 229,147 229,147 161,69 M1 101,516 187,819 - KN.m 187,819 Tổ hợp 2: SVTH: Ngô Văn Huỳnh 26 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương B ptt = D ptt = 330,36 KN/m A 330,36 KN/m M A = M B = MC = M D = − M3 = M4 = C ptt .h k 330,36.32 0,027 . =− . = −6,514(KN . m) 12 k + 12 0,027 + q.h 2k + 330,36.33 2.0,027 + . = . = 736,796(KN .m) 12 k + 12 0,027 + Biểu đồ mô men : 6,514 6,514 M2 KN.m 736,796 6,514 6,514 - Tổ hợp 3: B pttt C A = 31,41 KN/m pttt D = 31,41 KN/m q.h .k .(3k + 8) 31, 41.32.0,027.(3.0,027 + 8) MA = MD = − =− = −0,331(KN . m) 60.(k + k + 3) 60.(0,027 + 4.0,027 + 3) M B = MC = − q.h .k .(2k + 7) 31, 41.32.0,027.(2.0,027 + 7) = − = −0, 286(KN .m) 60.(k + k + 3) 60.(0,0272 + 4.0,027 + 3) SVTH: Ngô Văn Huỳnh 27 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm M3 = M4 = GVHD: Lê Hồng Phương q.h .(k + 3) 31, 41.32.(0,027 + 3) = = 17,358(KN . m) 48.(k + 1) 48.(0,027 + 1) Biểu đồ mô men : 0,286 0,286 M3 17,358 0,331 0,331 - KN.m Biểu đồ mô mem tổng hợp: M = M1 + M2 + M3 305,947 305,947 154,89 M KN.m 510,671 94,671 194,664 194,664 - Biểu đồ lực cắt tổng hợp: 658,536 548,339 + - 548,339 - + 658,536 Q KN 413,336 - 489,856 - 489,856 + + SVTH: Ngô Văn Huỳnh 28 413,336 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm - GVHD: Lê Hồng Phương Biểu đồ nội lực tổng hợp: - 548,339 658,536 - - N KN 413,336 - 489,856 6.4.3 Tính toán bố trí thép trọng cống. Theo tiêu chuẩn 04-05-2012 ta có: Kn = 1,2 (công trình cấp 1). Hệ số điều kiện làm việc m =1. Chọn mác bê tông M200. Loại cốt thép nhóm CII. => tra phụ lục giáo trình bê tông cốt thép – ĐH Thủy Lợi ta có: Rn = 90 daN/cm2,Rk = 7,5 daN/cm2,Rkc = 11,5 daN/cm2, Rnc = 115 daN/cm2, Ra = Ra’ = 2700 daN/cm2,α0 = 0,6; A0 = 0,42; ma = 1,1,μmin = 0,1. 6.4.3.1 Tính toán cốt thép cho phần nắp cống. 1.tính toán cốt thép dọc chịu lực. a. Trường hợp gây mô men căng lớn nắp cống M=154,89KN.m. Tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật : b = 100cm, h = 50cm,chọn a =5cm h0 = h – a = 50 – = 45cm. A= K n .nc . M 1, 2.1.154,89.104 = = 0,102 mb . Rn .b.h0 1.90.100.452 → α = − − A = − − 2.0,102 = 0,1078 A = 0,102 < A0 = 0,42 => tính cốt đơn. mb . Rn .b.h0 .α 1.90.100.45.0,1078 Fa = ma .Ra = 1,1.2700 = 14,7(cm ) Fa > µmin .b.h0 = 0,001.100.47 = 4,7 (cm2). Chọn bố trí thép chịu lực φ 16(14,07 cm2; 4,28%) SVTH: Ngô Văn Huỳnh 29 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương b. Trường hợp gây mô men căng lớn bên nắp cống M=305,947KN.m. Tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật : b = 100cm, h = 50cm,chọn a =5cm h0 = h – a = 50 – = 45cm. A= K n .nc . M 1,2.1.305,947.104 = = 0, 2015 mb . Rn .b.h0 1.90.100.452 → α = − − A = − − 2.0, 2015 = 0, 227 A = 0,2015 < A0 = 0,42 => tính cốt đơn. mb . Rn .b.h0 .α 1.90.100.45.0, 227 Fa = ma .Ra = 1,1.2700 = 30,95(cm ) Fa > µmin .b.h0 = 0,001.100.47 = 4,7 (cm2). Chọn bố trí thép chịu lực φ 25(29,45 cm2; 4,8%). c. Trường hợp gây mô men căng lớn đáy cống M=94,671 KN.m. Tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật : b = 100cm, h = 50cm,chọn a =5cm h0 = h – a = 50 – = 45cm. A= K n .nc . M 1, 2.1.94,671.104 = = 0,062 mb . Rn .b.h0 1.90.100.452 → α = − − A = − − 2.0,062 = 0,064 A = 0,062 < A0 = 0,42 => tính cốt đơn. mb . Rn .b.h0 .α 1.90.100.45.0,064 Fa = ma .Ra = 1,1.2700 = 8,8(cm ) Fa > µmin .b.h0 = 0,001.100.47 = 4,7 (cm2). Chọn bố trí thép chịu lực φ 14(9,23 cm2; 4,6%). d. Trường hợp gây mô men căng lớn bên nắp cống M=194,664 KN.m. Tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật : b = 100cm, h = 50cm,chọn a =5cm h0 = h – a = 50 – = 45cm. A= K n .nc . M 1, 2.1.194,664.104 = = 0,128 mb . Rn .b.h0 1.90.100.452 → α = − − A = − − 2.0,128 = 0,137 A = 0,128 < A0 = 0,42 => tính cốt đơn. mb . Rn .b.h0 .α 1.90.100.45.0,137 Fa = ma .Ra = 1,1.2700 = 18,68(cm ) Fa > µmin .b.h0 = 0,001.100.47 = 4,7 (cm2). Chọn bố trí thép chịu lực φ 20(18,85 cm2; 0,9%). e. Trường hợp gây mô men căng phải lớn thành cống M=510,671 KN.m. Tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm, tiết diện chữ nhật : b = 100cm, SVTH: Ngô Văn Huỳnh 30 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương ’ h = 50cm,chọn a = a =5cm, N = 658,536 KN h0 = h – a = 50 – = 45cm. l0 300 = = tra bảng 4.1 giáo trình bê tông cốt thép ta có µmin = 0,05% h 50 M 510,671 = 0,775m = 77,5cm e0 = = N 658,536 xét uốn dọc l0 300 = = μ = 1. h 50 Ta có :  μ.e0 = 1.77,5 = 77,5 cm > 0,3.h0 = 0,3.45 = 13,5 cm. => nén lệch tâm lớn. e = e0 + h/2 – a = 77,5 + 50/2 – = 97,5 cm. F 'a = kn .nc . N .e − mb . R n .b.ho . Ao 1,2.1.658,536.102.97,5 − 1.90.100.452.0, 42 = = 0, 424cm ma .R ' a .(h o − a ' ) 1,1.2700.(45 − 5) F ' a = 0, 424 < µmin .b.h0 = 0,0005.100.45 = 2, 25cm Ta có: k n .nc . N .e − ma . R a ' . Fa ' .(h − a ' ) 1, 2.1.658,536.102.97,5 − 1,1.2700.2,25.(45 − 5) A= = = 0, mb .Rn . b. h 1.90.100.452 => α = − − A = − − 2.0, = 0,55 Ta có : 2a ' = 0,22 < α = 0,55 < α = 0,62 h0 Fa = = ( − k n . n c . N + m b . R n . b. h .α + m a . R a ' . Fa ' ) ma .Ra ( −1,2.1.658,536.102 + 1.90.100.45.0,55 + 1,1.2700.2, 25) = 50,64cm 1,1.2700 Chọn thép: Fa = 8φ 28 / 1m(49, 26cm ;2,73%) Fa ' chọn theo cấu tạo = 8φ10 / 1m (6, 28cm ) SVTH: Ngô Văn Huỳnh 31 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 2. Bố trí cốt thép a = 45 a = 15 a = 15 a = 11,25 a = 11,25 a = 11,25 a = 11,25 a = 11,25 a = 45 a = 15 a = 15 a = 45 7- KẾT LUẬN: Nội dung đồ án giải công việc sau: - Chọn tuyến công trình, tuyến cống hình thức cống. - Thiết kế kênh hạ lưu. - Tính diện cống. - Kiểm tra trạng thái chảy tính toán tiêu năng. - Chọn cấu tạo cống. - Tính toán kết cấu cống. Công việc tính toán, thiết kế đồ án giúp chúng em củng cố kiến thức học, nắm quy trình tính toán. Do trình làm đồ án, kiến thức hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa có nên tránh khỏi sai sót em mong thầy cô bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Hồng Phương tận tình giúp đỡ để em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày 1/6/2014. SVTH: Ngô Văn Huỳnh 32 Lớp 52CTL_3 [...]... 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 2 Bố trí cốt thép a = 45 a = 15 a = 15 a = 11,25 a = 11,25 a = 11,25 a = 11,25 a = 11,25 a = 45 a = 15 a = 15 a = 45 7- KẾT LUẬN: Nội dung của đồ án này đã giải quyết những công việc sau: - Chọn tuyến công trình, tuyến cống và hình thức cống - Thiết kế kênh hạ lưu - Tính khẩu diện cống - Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng - Chọn cấu tạo cống. .. 0.005 0.006 8.808 Tổng 113.162 15 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Theo bảng tính với ∑L = 113,162 m > L = 112,606 m ta đã có : h = hk = 0,686 m, nghĩa là có nước nhảy ngoài cống 4.4 Tính toán tiêu năng: + Các thông số tính toán của cống : - Lưu lượng thiết kế qua cống : QTK=3,6 m3/s - Kích thước cống : b.h=1,8.2=3,6 m2 - Cột nước cuối cống : hr=0,6 - Cột nước đầu kênh dẫn ở hạ... các bộ phận cống ứng với các trường hợp làm việc khác nhau của cống để từ đó bố trí cốt thép và kiểm tra tính hợp lý của chiều dày thành cống đã chọn SVTH: Ngô Văn Huỳnh 19 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 6.2- Trường hợp tính toán: cần tính toán cống với các trường hợp làm việc khác nhau: - Khi mới thi công xong trong cống chưa có nước - Khi thượng lưu là MNDBT, cống mở để... Tính toán kết cấu cống Công việc tính toán, thiết kế trong đồ án đã giúp chúng em củng cố các kiến thức đã học, nắm được quy trình tính toán Do trong quá trình làm đồ án, kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm về thực tế chưa có nên không thể tránh khỏi nhưng sai sót em rất mong được các thầy cô chỉ bảo thêm Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Hồng Phương đã tận tình giúp đỡ để em có thể hoàn thành đồ án này... chính xác sau khi tính toán kết cấu SVTH: Ngô Văn Huỳnh 17 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Trong đó: - H: cột nước lớn nhất H = MNDBT - ∇đc = 133,5 – 114,08 = 19,42 (m) - [J]: gradien thấm cho phép của vật liệu, [J] = 15 50 200 50 50 180 50 Hình 4: Mặt cắt thân cống 5.2.2- Phân đoạn cống: vì cống dài, cần bố trí khe nối chia cống thành từng đoạn để tránh rạn nứt do lún không... lượng tương ứng Sơ đồ tính toán cho các trường hợp này như hình 3-2 mndbt Hình 2: Sơ đồ tính toán thuỷ lực khi mực nước cao ở thượng lưu 4.2- Xác định độ mở cống: Tính theo sơ đồ chảy tự do qua lỗ Q = ϕ α a.bc 2.g ( H 0' − α a ) Trong đó: - Q = 3,2 m3/s là lưu lượng cần lấy qua cống ứng với MNDBT - ϕ: hệ số lưu tốc, lấy ϕ = 0,95 SVTH: Ngô Văn Huỳnh 12 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng... tải trọng trên cống, chọn bằng 15 (m) Tại khe nối cần đặt thiết bị chống rò nước Thiết bị chống rò bằng tấm kim loại dùng cho tấm ngang và tấm đứng của cống hộp có cấu tạo như trên hình 3-3 5 a 3 2 1 b 4 1 2 Hình 5: Sơ đồ khớp nối của cống hộp bằng bê tông a Khớp nối ngang b Khớp nối đứng 1 Bao tải tẩm nhựa đường 2 Đổ nhựa đường SVTH: Ngô Văn Huỳnh 18 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng... thành cống dưới đường bão hòa, H là chiều cao mặt cắt cống SVTH: Ngô Văn Huỳnh 22 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương 20 ) = 121,967(KN/m) 2 20 p1’ = 268,164 tg2(45o ) = 131,478(KN/m) 2 → p1 = 248,764.tg2(45o - 6.3.2- Áp lực nước: Áp lực nước gồm áp lực nước bên ngoài và bên trong cống Áp lực nước ngoài cống tác dụng ở trên đỉnh, hai bên và dưới đáy cống Áp lực nước bên trong cống. . .Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Biểu đồ quan hệ b~Zi Theo tính toán ta chọn bc = 1,8 (m) thoả mãn điều kiện trên 3.3- Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống: 3.3.1- Chiều cao mặt cắt cống: Hc = h1 + ∆ = 1,24 + 0.5 = 1,74 (m).lấy Hc = 2 (m) Trong đó: + h1 = 1,24m + ∆: độ lưu không,... lên mặt cắt cống (trường hợp cống hộp, tính cho 1 m dài): SVTH: Ngô Văn Huỳnh 21 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương dd q1 MNN q1 q2 q4 d?t sét p2 Z1= 3,6m p1 Z2= 17,4m p1 p2 Z3= 1m t q5 p '2 q5 t ' p1 ' q6 p1 q qr3 p' 2 6.3.1- Áp lực đất: a- Trên đỉnh: q1 = k ∑ γi.Zi Trong đó: - Zi: chiều dày các lớp đất đắp trên đỉnh cống - γi: dung trọng các lớp đất đắp trên đỉnh cống - k: hệ . 8). Tra Bảng 8-1 (Bảng tra Thủy lực với n = 0,014) ⇒ R ln ≈ 0,54 (m). SVTH: Ngô Văn Huỳnh 13 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương ln 1,8 3,33 0,54 b R ⇒ = ≈ . Tra Bảng 8-3 (Bảng. là 3km, trữ lượng đủ làm tầng lọc. Cấp phối như ở bảng 2. SVTH: Ngô Văn Huỳnh 1 Lớp 52CTL_3 Đồ án thiết kế cống ngầm GVHD: Lê Hồng Phương Bảng 1- Chỉ tiêu cơ lý của đất nền và vật liêu đắp đập . mực nước chết trong hồ. 1.2.2- Hình thức cống: - Vì cống đặt dưới đập đất, mực nước thượng lưu khi lấy nước thay đổi nhiều (từ MNC đến MNDBT) nên hình thức hợp lý là cống ngầm lấy nước không