Hồ chứa nước Thường Xuân

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG MỤC LỤC PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN .1 CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1-1 Vị trí địa lý địa hình khu vực I- Vị trí địa lý II- Đặc điểm địa hình địa mạo khu vực dự án 1-2 Điều kiện thủy văn khí tượng .2 I- Đặc trưng thủy văn khu vực II- Đặc trưng khí tượng khu vực 1-3 Điều kiện địa hình, địa chất I- Cấu tạo địa hình, địa chất đồ địa hình, địa chất II- Địa chất thủy văn III- Địa chất vùng hồ IV- Địa chất cơng trình vùng tuyến 10 V- Vật liệu xây dựng .12 1-4 Tài liệu lưu vực hồ chứa 15 CHƯƠNG II 16 PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH VÀ NHIỆM VỤ CƠNG TRÌNH .16 2-1 Tình hình dân sinh kinh tế 16 I- Dân cư đời sống 16 II- Phân bố đất trồng trọt sản lượng nông nghiệp 16 III- Các ngành kinh tế khu vực .16 2-2 Hiện trạng thủy lợi khu vực phương hướng phát triển kinh tế xã hội địa phương 17 I- Tình hình nguồn nước, sông suối khu vực 17 II- Tình hình cung cấp nước cho sản xuất nông ngiệp, công nghiệp, sinh hoạt, ngành kinh tế khác… .17 2-3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội địa phương .17 2-4 Tài liệu tính tốn thủy nông, thủy lợi 18 SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I-Yêu cầu dùng nước GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG 18 II- Cao trình tự chảy : 10,8m (PA 1) 18 III- Nhiệm vụ cơng trình .18 PHẦN II 19 PHƯƠNG ÁN CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 19 CHƯƠNG III 19 CHỌN TUYẾN ĐỊA ĐIỂM CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 19 3-1 Lựa chọn vị trí xây dựng tuyến cơng trình 19 3-2 Đập 19 I- Tuyến đập 19 II- Hình thức 20 3-3 Tràn xả lũ 20 I- Tuyến tràn 20 II- Hình thức tràn 20 3-4 Cống lấy nước 21 I- Tuyến cống 21 II- Hình thức kết cấu cống 21 CHƯƠNG IV: 22 XÁC ĐỊNH CẤP CƠNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 22 4-1 Tính tốn điều tiết hồ chứa .22 I- Tính tốn mực nước chết hồ (MNC) .22 II- Xác định MNDBT dung tích hiệu dụng 23 4-2 Xác đinh cấp cơng trình .28 I- Theo lực phục vụ 29 II- Theo điều kiện đặc tính kỹ thuật 29 III- Theo dung tích hồ chứa ứng với MNDBT 29 4-3 Các tiêu thiết kế 29 PHẦN III: 31 THIẾT KẾ KĨ THUẬT CÁC CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 31 CHƯƠNG V 31 SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 31  5-1 Mục đích, yêu cầu, tài liệu cho trước 31 I- Mục đích 31 II- Ý nghĩa 31 III- Tài liệu tính tốn .31 5-2 Tính tốn điều tiết lũ phương pháp Kô-trê-rin 32 I- Ngun lý tính tốn 32 II- Phương pháp tính tốn: .33 III- Tài liệu tính toán điều tiết lũ: 34 5-3 TUYẾN ĐẬP ĐẤT 36 I- Xác định mặt cắt ngang đập 36 1- Tài liệu thiết kế 36 2- Xác định cao trình đỉnh đập .36 3- Bề rộng đỉnh đập, độ dốc mái, cơ… 43 4- Thiết bị thoát nước thân đập: .45 5- Bảo vệ mái thượng, hạ lưu đập: Căn vào 14TCN 157/2005 mục 4.3 trang 23.46 II- Tính thấm qua đập đất .47 1- Mục đích tính tốn: .47 2- Các Trường hợp tính tốn 47 3- Các mặt cắt tính tốn: Xét cho mặt cắt đại biểu 47 4- Tính tổng lưu lượng thấm 56 III- Tính tốn ổn định đập đất 57 1- Mục đích, ý nghĩa, trường hợp tính tốn ổn định : 57 2- Phương pháp tính tốn : .57 3- Các bước tính tốn 58 4- Đánh giá tính hợp lý mái : 74  5-4 TRÀN XẢ LŨ 74 I- Hình thức quy mơ cơng trình 74 1- Hình thức kích thước 74 2- Tính tốn thủy lực dốc nước : .76 3- Tính tốn thủy lực kênh dẫn hạ lưu 90 4- Tính tốn tiêu cuối dốc nước .90 SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG II- Tính ổn định tường bên ngưỡng tràn 95 Các trường hợp tính tốn 95 Số liệu tính toán 96 Trường hợp tường thi cơng xong, bờ có áp lực xe máy .96 Mới xả lũ xong, sau lưng tường có áp lực nước ngầm .98  5-5 THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 101 I- Những vấn đề chung 101 Nhiệm vụ cơng trình 101 Tài liệu thiết kế cống 101 Tuyến cống 102 Hình thức cống 102 Sơ bố trí cống .102 Thiết kế kênh hạ lưu cống 102 Thiết kế mặt cắt kênh 103 Kiểm tra điều kiện khơng xói .104 II- Tính tốn diện cống 105 Trường hợp tính tốn 105 2- Tính tốn bề rộng cống 106 Xác định chiều cao cao trình đặt cống 114 4- Kiểm tra trạng thái chảy tính tốn tiêu .114 III- Kiểm tra trạng thái chảy cống 116 Định tính đường mặt nước cống : 116 Định lượng đường mặt nước 116 Kiểm tra nước nhảy cống 118 4-.Chọn kích thước bể tiêu 122 IV- Chọn cấu tạo cống 122 1- Cửa vào , cửa .122 2- Thân cống 123 V- Tháp van 124 PHẦN IV 125 TÍNH TỐN CHUN ĐỀ KỸ THUẬT 125 CHƯƠNG VI 125 SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU TƯỜNG BÊN NGƯỠNG TRÀN 125  6- Mục đích Trường hợp tính tốn 125 I- Mục đích tính tốn : 125 II- Các Trường hợp tính tốn 125 6-2 Tính tốn ổn định 126 6-3 Tính tốn nội lực Các phận tường bên ngưỡng tràn: .126 I- Trường hợp tràn vừa thi cơng xong, có tải trọng xe máy bên trên: 126 1- Nội lực mặt: 126 2- Tính nội lực đáy: 129 3- Tính nội lực chống: 130 II- Trường hợp tràn vừa mái xả lũ xong 131 1- Nội lực mặt: 131 2- Tính nội lực đáy: .134 3- Tính nội lực chống: 135 6-4 Tính tốn cốt thép 136 I- Bản mặt đáy phía sau: 136 II- Bản đáy phía trước: 140 III- Cốt thép chống 140 CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 144 I- QUY PHẠM, TIÊU CHUẨN 144 II- SÁCH THAM KHẢO 144 III- CÁC GIÁO TRÌNH 144 SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân dạy dỗ, bảo tận tình thầy giáo mơn thủy cơng tồn thể thầy cô giáo trường dạy dỗ bảo em suốt năm học vừa qua, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo TH.S Nguyễn Khắc Xưởng, em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Với đề tài: ’’ Thiết kế hồ chứa nước Trường Xuân – Phương án 1’’ Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian có ích để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc kĩ sư thiết kế cơng trình thuỷ lợi Những điều giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lai giúp em vững tin bước vào nghề với công việc thực tế kĩ sư thuỷ lợi Đồ án vào sử dụng tài liệu thực tế cơng trình thuỷ lợi, vận dụng tổng hợp kiến thức học Mặc dù thân cố gắng điều kiện thời gian hạn chế nên đồ án em chưa giải đầy đủ kĩ lưỡng trường hợp thiết kế cần tính, mặt khác trình độ kinh nghiệm hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu,sai sót Em mong bảo, đóng góp ý kiến thầy cô giáo giúp cho đồ án em hồn chỉnh hơn, xác hơn, giúp cho kiến thức chun mơn em hồn thiện Để đạt kết em thầy cô trường ĐHTL, thầy cô môn học sở, thầy cô mơn chun ngành dạy bảo tận tình, truyền đạt tất tâm huyết cho em có ngày trở thành kỹ sư thực thụ Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Cuối em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo môn Thủy Công đặc biệt thầy giáo ThS Nguyễn Khắc Xưởng tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án Hà Nội, 15 tháng 11 năm 2013 Sinh viên thực Phạm Hồng Hải SVTH: PHẠM HỒNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1-1 Vị trí địa lý địa hình khu vực I- Vị trí địa lý Lưu vực sơng Trường Xn ,tỉnh Quảng Bình nằm phía Đơng dãy Trường Sơn,giới hạn từ 17o05’ đến 17o16’ VĐB Phía Bắc Tây giáp lưu vực sơng Đại Giang, phía Nam nằm giáp lưu vực sơng Cẩm Ly,phía Đơng giáp lưu vực sơng Kiến Giang.Diện tích lưu vực hồ Rào Đá tuyến III-2 rộng 93,5km2 Vị trí cụm đầu mối Rào Đá theo địa danh theo tọa độ địa lý sau: -Về địa danh:Thuộc xã Trường Xuân, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình -Về tọa độ địa lý: 17o16’ VĐB; 106o33’ KĐĐ II- Đặc điểm địa hình địa mạo khu vực dự án -Khu vực hồ chứa Trường Xuân: Lưu vực hồ Trường Xuân phương án chọn tuyến II-2 Địa hình có dạng hình lòng chảo, bốn phía núi cao , có lòng hồ, có cửa sơng Đại Giang -Khu vực đầu mối vùng tuyến nghiên cứu cơng trình đầu mối tuyến III-2: Lòng sơng hẹp sâu, đáy khe cao trình đến -1.0, bãi sơng bờ hữu rộng 120m đến 130m, có cao trình thay đổi từ 15m đến 17m, sườn dốc bờ hữu thoải, độ dốc thay đổi từ 20o đến 30o, sườn tả dốc, độ dốc từ 40o đến 45o, tuyến III-2 độ dài 700m, ngắn nhiều so với tuyến I II Tuyến tràn chọn vai tả đập chính, địa hình tương đối dốc thuận lợi đổ nước trực tiếp sông Trường Xuân với kênh xả ngắn, không ảnh hưởng đến hạng mục khác, phù hợp với tuyến chọn giai đoạn NCKT.Tuyến cống chọn vai hữu đập chình thuận lợi cho việc nối tiếp với kênh chính, khối lượng đào móng nhỏ, phù hợp với giai đoạn NCKT - Khu hưởng lợi vùng tuyến nghiên cứu hệ thống kênh dẫn: khu hưởng lợi hồ chứa Trường Xuân vùng đồng huyện Quảng Ninh thuộc đuôi Cẩm Ly vùng thiếu nước nghiêm trọng Võ – Duy – Hàm Vùng tương đối phẳng có địa thấp dần từ Tây sang Đông, thuận lợi cho việc bố trí đường dẫn SVTH: PHẠM HỒNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG 1-2 Điều kiện thủy văn khí tượng I- Đặc trưng thủy văn khu vực Dòng chảy trung bình nhiều năm Đối với lưu vực khơng có tài liệu thực đo dòng chảy, tính dòng chảy năm theo tài liệu mưa: Wo 103.y o F Qo   T T Trong đó: F: diện tích lưu vực; T: thời gian năm tính giây yo: độ sâu dòng chảy tính theo quy phạm tính tốn thủy văn QPTL-77 yo1 = a.(xo –b) =1558mm (1  Và theo công thức :yo2 = 1 n )X  1592mm � �x �� �  � �� Z � � � �� � n (2) Qua kết tính tốn theo cơng thức, so sánh kết tính từ trạm đo lân cận : Kiến Giang : y=2051mm ; Tam Lu : y0 = 1622mm; An Mã :y0 = 520mm Theo quy luật biến đổi mưa năm kết tính theo công thức (1) phù hợp Bởi chọn y0 tính tốn 1558mm Vậy Qo  103.1558.93,5  4,62(m3 / s) 31,56.10 -Hệ số dòng chảy :   y 1558   0,64 x 2443 103.Q0 103.4,62   49 -Mơ đun dòng chảy : M  F 93,5 Dòng chảy năm thiết kế Diện tích lưu vực lớn, nguồn nước đến lớn lượng nước dùng nhiều, nghiên cứu thiết kế hồ chứa theo phương án điều tiết năm Dòng chảy thiết kế: p=75%; Flv = 93,5km2 Cv= 0,35; Cs = 2.Cv ; K85% = 0,743 ; Q 85% =3,43m3/s Chọn năm 1972-1973 thực đo trạm Tam Lu có hiệu chỉnh theo hệ số lưu vực nhỏ Cao Khờ.Kết tính tốn thể bảng (85%) SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG Tháng Ti (10 s) 10 11 12 2.59 2.68 2.59 2.68 2.68 2.42 2.68 2.59 2.68 2.59 2.68 2.68 Qip (m3/s) K ip 3.603 2.975 2.765 1.215 0.311 0.219 0.25 0.102 0.104 0.073 0.216 0.12 12.358 10.204 9.484 4.167 1.067 0.751 0.858 0.35 0.357 0.25 0.895 0.412 Wip (106m3) 32.007 27.347 24.564 11.168 2.860 1.817 2.299 0.907 0.957 0.648 2.399 1.104 108.075 Dòng chảy lũ -Lũ vụ: Trường hợp thiếu tài liệu, theo QPTL C6-77, lưu lượng lũ xác định theo công thức cường độ giới hạn : Q0   A p H p F.1 Trong :Hp : lượng mưa ngày thiết kế  : hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng (4-2) QPTL C6-77 Ap : mô đun đỉnh lũ, phụ thuộc vào dạng đặc trưng địa mạo thủy văn  : thời gian tập trung nước sườn dốc  d 1 : hệ số xét đến ảnh hưởng làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ ao hồ, lưu vực Rào Đá chọn 1  -Tổng lưu lượng lũ q trình lũ: Mơ hình đại biểu :Để xây dựng mơ hình q trình lũ thiết kế, dùng tài liệu thực đo lưu lượng lũ trạm Kiến Giang Cao Khê Chọn năm 1975 trạm Kiến Giang năm 1978 trạm Cao Khê để thu phóng -Q trình lũ thiết kế: Kết tính tốn sau: Lũ 48h :Q1 = 1200m3/s; W1% = 103,68x106 m3 -Lũ tiểu mãn: SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG P = 10% ;Q10% = 1350m3/s; W10% = 8,74x106 m3 -Lũ lớn cho cỏc thỏng mùa khô với P = 10% (tính cho tuyến III-2) Tháng Qmax (m3/s) 5.12 4.12 2.67 1.68 332 W(106 m3) 0.223 0.178 0.115 0.073 8.74 -Lưu lượng bình quân cỏc thỏng mùa khơ với P= 10% (tính cho tuyến III-2) Tháng Qmax (m /s) 1.4 1.1 0.5 0.5 W(106 m3) 3.683 2.343 2.968 1.169 1.231 4.Dòng chảy rắn Kết tính tốn thủy văn có được:Tổng lượng bùn cát đến lắng đọng hồ hàng năm 17439 tấn/năm E, đánh giá chất lượng tài liệu 1.1.1 Các đặc trưng thủy văn tính tốn tính tốn từ tài liệu thực đo nhiều năm (từ năm 1961-1996) trạm lưu vực, qua kiểm nghiệm với số liệu thực đo năm 1998, 1999 trạm thủy văn Trường Xn đối chiếu với kết tính tốn thủy văn cơng trình xây dựng : Mỹ Trung, Phú Vinh, An Mỹ phù hợp đảm bảo đủ tin cậy để tính tốn , thiết kế cơng trình Thủy triều Vị trí tuyến cơng trình cách cửa sơng Nhật Lệ khoảng 25km phía Tây Nam.Do ảnh hưởng thủy triều đến cơng trình khơng đáng kể, không thống kê số liệu thủy triều Các đặc trưng nước ngầm Trong lưu vực nghiên cứu, nước ngầm chứa hai phức hệ chứa nước chính: +Nước ngầm chứa trầm tích đệ tứ tầng phủ tàn tích.Nước ngầm chứa tầng chủ yếu phụ thuộc vào nguồn nước mưa cung cấp Về mùa khô thường bị cạn kiệt thấy xuất lộ ranh giới tầng phủ bề mặt đá gốc, khu tụ thủy +Nước ngầm chứa hệ thống khe nứt phong hóa Đây loại nước ngầm chủ yếu có khu vực nghiên cứu.Mực nước thường xuất độ sâu cách mặt đất từ đến 10m Thành phần chủ yếu nước Bicacbonat Canxi natri Trong SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG b Bản đáy phía sau: Căn vào biểu đồ phân bố lực, chia đáy phía sau thành đoạn dựng tải trọng bình quânở đoạn để tính tốn Trong đoạn cắt băng rộng 1m theo chiều dài tường có sơ đồ tính tốn dầm liên tục nhịp tương tự mặt (ở bỏ qua ảnh hưởng ngàm đáy với chống biên mặt) 1.61 1.89 6.54 T/m2 12.73 T/m2 5.38 T/m2 6.38 T/m2 Lực phân bố Các đoạn: - Đoạn I: q1 = - Đoạn II: q2 = Nội lực Băng tính Băng đoạn I Băng đoạn II 6,54   3, 27 (T/m2) 5,58   2, 79 M1 M2 MB (T/m2) MC (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) 2,14 0,97 -3,09 -2,32 1,83 0,83 -2,64 -1,98 QA QBtrái QBphải RB RC (T) 3,87 3,31 (T) (T) -5,93 5,16 -5,06 4,40 (T) 11,1 9,47 (T) 9,55 8,15 3- Tính nội lực chống: Các lực tác dụng lên chống bao gồm: trọng lượng Thân, áp lực đất phía chống, đáy áp lực ngang đất tác dụng lên chống mặt tường phạm vị lk Tường thấm nên Tính gần cách bỏ qua ảnh hưởng lực dọc, Khi mơ men lực cắt mặt cắt I-I II-II áp lực ngang đất gây nên SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 137 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG bieu ap luc dat ban mat I I ban mat ban chong II ban chong II 0.5 I I 0.5 4.0 4.0 1.0 �6,07.6, 48 6, 07 � � 119,37 � � Tại mặt cắt I-I: M1 = � (T.m) �6, 07.6, 48 � � 59 (T) � � Q1 = � �3, 035.3, 24 3, 035 � �= 14,92 (T.m) � � Tại mặt cắt II-II: M2 = � �3, 035.3, 24 � � 14, 75 � � Q2 = � (T.m) II- Trường hợp tràn vừa mái xả lũ xong 1- Nội lực mặt: Trong Trường hợp tràn vừa xả lũ xong có áp lực đất nằm ngang, áp lực nước tác dụng lên mặt a áp lực đất: qx = i Hi Kcđi Trong đó:  - Dung trọng đất đắp: tn = 1,86 (T/m3); bh = 1,92(T/m3)  - Góc ma sát đất đắp: tn = 210 , bh=190 - Trên mực nước ngầm: H1 = 1,9 m qt = tn H1 Kcđ1 = tn H1 tg2(450 -  ) = 1,86.1,9.0,47= 1,66 (T/m2) - Dưới mực nước ngầm: H2 = 4,67 m mặt qd = qt + dn.H2.Kcđ2 = qt + dn H2 tg2(450SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 138  bh ) LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG =1,66+0,92.4,67.0,51= 3,85 T/m2 b áp lực nước ngầm: qn = n H2 = 1.4,67 = 4,67 (T/m2) Để tiện tính tốn chia mặt làm đoạn để tính tốn biểu đồ áp lực đất Tính trung bình đoạn Đoạn I: Có chiều cao h1 = 1,9m Đoạn II: Có chiều cao h2 = 2,33m q2 = qt + dn h2 Kcđ2 = qt + dn h2 tg2(450-  bh ) =1,66 +0,92.2,33.0,51 = 2,75 (T/m) Đoạn III: Có chiều cao h3 = 2,34m Lực phân bố đoạn I: q1 = 1, 66   0,83 (T/m2) Lực phân bố đoạn II: q2 = Lực phõn b trờn on III: q3 = Đ oạn I 1, 66   2,33  2, 75  3,37 (T/m2) 2, 75  2,34  3,85  4, 67  6,81 (T/m2) mùc n c ngÇm Biểu đồ áp lực đất nuớ c Đ oạn II Biểu đồ áp lực tính toán Đ oạn III Trên đoạn cắt băng rộng 1m để tính toán theo sơ đồ dầm liên tục nhịp mà Các gối tựa Các chống Vì tường thấp nên bỏ qua ảnh hưởng ngàm phần mặt với chống biên ngàm mặt với đáy, dùng phương pháp tra bảng cho dầm nhịp (Bảng tra trang 170 GT Kết cấu bê tơng cốt thép) tính tốn giá trị mơ men, lực cắt, phản lực gối tựa cho dầm Sơ đồ lực tác dụng, biểu đồ mô men, lực cắt thể hình đây: SVTH: PHẠM HỒNG HẢI 139 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG q a) A D C B Lk Lk E Lk Lk MB G Lk MC b) M1 QA c) M2 M3 Phải Q1 Trái Q1 Ký hiu: - M1, M2, M3: Mô men Các nhịp I, II, III - MA, MB, MC: Mô men Các gối A, B, C - Q: Lực cắt - RA, RB, RC: Phản lực Các gối A, B, C Ta có: Mi = Mqi.qi.lk2 Qi = Qqi.qi.lk Với Mqi, Qqi - tra bảng tra Dầm nhịp - GT Kết cấu bê tôngcốt thép qi - Lực phân bố đoạn thứ i lk - khoảng cách hai gối Nội lực M1 M2 MB MC QA QBtrái Băng tính Tm Tm Tm Tm (T) (T) Băng đoạn I 0,55 0,25 -0,78 -0,59 0,98 -1,51 Băng đoạn II 2,21 1,00 -3,18 -2,4 3,99 -6,12 Băng đoạn III 4,47 2,01 -6,43 -4,84 8,07 SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 140 QBphải RB RC (T) (T) (T) 1,31 2,82 2,42 5,32 11,44 9,85 -12,36 10,75 23,13 19,9 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG 2- Tính nội lực đáy: Lực tác dụng lên đáy bao gồm: - Phản lực - Tải trọng tác dụng trực tiếp lên đáy bao gồm: trọng lượng thân, trọng lượng đất tải trọng xe máy Tổng hai biểu đồ tải trọng phản lực tải trọng tác dụng trực tiếp lên đáy ta có biểu đồ tải trọng tác dụng nên đáy 0.5 3.5 1.0 0.5 4.76T/m2 9.88T/m2 13.5T/m2 1T/ m2 0.5T/m2 5.17T/m2 3.57T/m2 8.38T/m2 3.84T/m2 4.09T/m2 Hình - Sơ đồ lực tác dụng lên móng tường a) Cắt ngang đáy b) Biểu đồ phản lực c) Biểu đồ tải trọng phía tác dụng lên đáy d) Biểu đồ áp lực thấm e) Biểu đồ tổng hợp ngoại lực tác dụng lên đáy a Bản đáy phía ngồi tính tốn dầm cơng xon ngàm vị trí mặt chịu tải trọng phân bố hình thang lực cắt mơ men SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 141 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG �8,38  4, 09 � � 6, 24 (T) � � Q = 1.1 � M=  8,38  4, 09   4, 09.1  3, 48 (T.m) b Bản đáy phía sau: Căn vào biểu đồ phân bố lực, chia đáy phía sau thành đoạn dựng tải trọng bình quânở đoạn để tính tốn Trong đoạn cắt băng rộng 1m theo chiều dài tường có sơ đồ tính toán dầm liên tục nhịp tương tự mặt (ở bỏ qua ảnh hưởng ngàm đáy với chống biên mặt) 3.57T/m2 3.84T/m2 8.38T/m2 4.09T/m2 Lực phân bố đoạn: - Đoạn I: q1 = - Đoạn II: q2 = Nội lực Băng tính Băng đoạn I Băng đoạn II 3,57   1, 785 (T/m2) 3,84   1,92 M1 M2 MB (T/m2) MC (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) 1,17 0,53 -1,69 -1,27 1,26 0,58 -1,82 -1,38 QA QBtrái QBphải RB RC (T) 2,12 2,29 (T) (T) -3,24 2,82 -3,49 3,03 (T) 6,06 6,53 (T) 5,22 5,63 3- Tính nội lực chống: Tính tốn chống dầm công xon tiết diện chữ T ngàm vị trí đáy Các lực tác dụng lên chống bao gồm: trọng lượng Thân, áp lực đất phía chống, đáy áp lực ngang đất tác dụng lên chống mặt tường phạm vị lk Tường thấm nên Tính gần cách bỏ qua ảnh hưởng lực dọc SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 142 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG bieu ap luc dat ban mat I ban chong II II I ban mat ban chong 0.5 I I 6.48T/m2 4.0 4.0 1.0 0.5 Tại mặt cắt I-I: � � 1.4  ( M1 = 3* � � � Q1 = 3* �4.1  4.6, 48 � �2, 07.1 2, 07 � ) � � �=77,98 (T.m) � � � 4.6, 48 2, 07.1 �  � 17,8 (T) 2 � Tại mặt cắt II-II: �2, 07.1 2, 07 �  � 1, 73 (T.m); � � M2 = 3* � Q2 = 3* 2, 07 =3,11 (T.m) 6-4 Tính tốn cốt thép Trong hai Trường hợp tải trọng tác dụng đá xột Trường hợp (khi tràn vừa mái thi công xong) cho kết nội lực phận tường bất lợi hơn, ta lấy giá trị nội lực phận tường Trường hợp tải trọng gây nên để tính tốn bố trí cốt thép I- Bản mặt đáy phía sau: Bản mặt đáy phía sau có chiều dày nhỏ so với hai chiều lại nên tính toán cấu kiện chịu uốn Từ biểu đồ nội lực (Biểu đồ mô men biểu đồ lực cắt) Các mặt cắt nhịp I gối B mặt cắt chịu mô men căng căng lớn nhất, chọn giá trị nội lực hai mặt cắt để tính tốn cốt thép chịu lực1 Bố trí cốt thép: SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 143 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG Cấu kiện chịu uốn, tính tốn định diện tích cốt thép theo phương pháp tra bảng Bê tôngM200: Ru = 90 (KG/cm2) Cốt thép CT3 có T = 2100 (KG/cm2) Tầng bảo vệ Tính đến cốt thép chịu lực a = (cm) *Kích thước mặt cắt: Mặt cắt hình chữ nhật có chiều rộng b = 1,0(m) chiều cao h = 0,5 (m) mặt h = 0,5(m) đáy phía sau Tính tốn cốt thép : Tính theo tốn cốt đơn tiết diện chữ nhật Tính A A k M b.h0 Ru k- hệ số an tồn, cơng trình cấp II có k = 1,15 tổ hợp tải trọng Từ A tra bảng PL10 GTKCBTCT xác định  có cốt thép chịu lực + Nếu A < A0 Tính Fa theo cơng thức: Fa  b.h0 Hàm lượng cốt thép:   Ru T Fa   b.h0 - Nếu Fa > min bh0 bố trí thép theo Fa - Nếu Fa < min.b.h0 bố trí thép theo giá trị min.b.h0 min.b.h0 = 0,1%*100*36 = 3,6 Nếu A  A0 Phải thay đổi lại mác bê tơng kích thước tiết diện + Với Bê tôngM200 cốt thép CI =>Tra PL11:  = 0,7 => Tra PL 10: Ao =0,455 SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 144 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG Kết tính tốn ghi bảng sau: Cấu Đoạn kiện tínhtốn Đoạn I  Fa 0.7 0.0071 0.007 1.08 58/m 1.02 0.0101 0.01 1.54 58/m M1 2.84 0.028 0.03 4.63 512/m MB 4.08 0.0402 0.04 6.17 514/m M1 2.14 0.0211 0.02 3.09 510/m MB 3.09 0.0304 0.03 4.63 512/m M1 1.83 0.018 0.02 3.09 510/m MB 2.64 0.026 0.03 4.63 512/m biên M1 Gối biên MB mặt Đoạn II Đoạn I Bản đáy Đoạn II Chọn cốt A Vị trí Nhịp Bản M.105 KG.cm thép * Tính tốn kiểm tra nứt: a Sơ đồ tính tốn: b Tính tốn kiểm tra nứt cho tiết diện có momen lớn M max= 4,08 (Tm) căng phía giáp đất Mác bê tơng M200 Tra GT Bê tông cốt thép - Phụ lục : Rkc = 11,5 (kG/cm2) (Rkc: Cường độ kéo dọc trục) - Phụ lục : Eb = 240.103 (kG/cm2) (Eb: modun đàn hồi bê tông) - Phụ lục : Ea=2,1.106 (kg/cm2) - Phụ lục 14 :  = 1,75 (: Hệ số chống dẻo bê tông) - Phụ lục 13 : mh =1 - Hệ số xét đến biến dạng dẻo bê tông: 1 = mh  = 1,75 Ea 2,1.10  - Hệ số: n = = 8,75 E b 240.10 * Điều kiện để bê tơng khơng nứt: SVTH: PHẠM HỒNG HẢI 145 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG nc Mc  Mn = 1 Rkc Wqđ Trong đó: nc: Hệ số tổ hợp tải trọng nc = Mc: Momen uốn tác dụng tải trọng tiêu chuẩn Mc = 4,08 (T.m) Mn: Khả chống nứt tiết diện Wqđ: Momen chống uốn tiết diện quy đổi, lấy với mép biên chịu kéo tiết diện : Wqd  J qd h  xn Với: Jqđ: Momen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi xn: Chiều cao miền bê tông chịu nén: xn  S qd Fqd Fqđ: Diện tích tiết diện quy đổi Sqđ: Momen tĩnh tiết diện quy đổi, lấy với mép xuất chịu nén tiết diện quy đổi c Tính tốn: - Diện tích cốt thép Fa = 5 14 = 7,69 (cm2) Fa’= 5 14 = 7,69 (cm2) Fqđ = b.h + n.Fa + n.Fa’= 100*40 + 8,75*(7,69 + 7,69) = 4134,58 (cm2) Sqđ = (b.h2 )/2 + n.Fa.h0 + n.Fa’.a’ Sqđ = (100 * 402)/ + 8,75 *(7,69*36 + 7,69*5) = 82758,78 cm3 Sqđ = 82758,78 (cm3)  xn  J qd  Sqd Fqd = 82758, 78  20, 02 4134, 58 b.x3n b.(h  xn )3   n.Fa (ho  x n )2  n.Fa' (x n  a' )2 3 Thay số ta được: Jqđ = 565697,58 (cm4) → Wqđ = 565697,58  28313,19 (cm3) 40  20, 02 - Mômen chống nứt tiết diện Mn = 1 Rkc Wqđ = 1,75 *11,5 * 28313,19 = 569802,98 (KG.cm) nc.Mc = 408000 (KG.cm) SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 146 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG Vậy nc Mc  Mn  Tường khơng bị nứt II- Bản đáy phía trước: Phần đáy phía trước tính tốn dầm cơng xon ngàm vị trí mặt Mơ men lớn ngàm M = 5,31 (T.m) A= 1,15.5.31.105 0,052 100.362.90 Tra bảng PL10 GTKCBTCT có  = 0,05  Fa = 0,05*100*36* 90 = 7,51 (cm2) 2100 Bố trí 514 (có Fa = 7,69cm2) III- Cốt thép chống 1- Tính cốt nghiêng chống: Tính gần tiết diện chữ T ngàm vị trí đáy II I II I ban mat ban mat ban c hong ban chong 0.5 0.5 0.5 0.5 20.7 40.0 + Tại mặt cắt I-I có chiều cao tiết diện h = 400 cm chọn chiều dày lớp bảo vệ Tính đến cốt thép chịu lực a = cm h0 = 400 - = 393 cm Chiều dày mặt hc = 50 cm Trường hợp hc 50   0,125 nên phải Tính đến ảnh hưởng cánh h 400 Quy phạm quy định dầm riêng biệt tiết diện chữ T chiều rộng dùng tính tốn cánh nhơ bên mộp sườn sau: Khi hc = 50 > 0,1h = 0,1*400 = 40 Lấy < 6hc = 6*50 = 300cm lấy b c = lk = 300cm SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 147 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG Kiểm tra vị trí trục trung hồ Tính Ru.bc.hc(h0 - 0,5.hc) = 90*400*50*(393 – 50*0,5) = 6,624.108 > k.M = 137,27.10 Vậy trục trung hoà nằm cánh, Khi tính tốn tiết diện chữ nhật có b = bc =300 cm A= 1,15.119,37.105  0, 0032 300.3932.90   = 0.0032 Diện tích cốt thép: Fa =  b.ho Rn 0, 0032.300.393.90   18,58 cm cos 300. T 0,87.2100 (: góc nghiêng mặt nghiêng chống so với phương thẳng đứng,có  = 300) Bố trí � 20 � 22 cho trụ chống có Fa= 20,82 cm + Tại mặt cắt II-II có chiều cao tiết diện h = 207 cm chọn chiều dày lớp bảo vệ Tính đến cốt thép chịu lực a = cm h0 = 207 - = 200 cm Chiều dày mặt hc = 50 cm Trường hợp hc 50   0, 24 > 0,1 nên phải Tính đến ảnh hưởng cánh h 207 Quy phạm quy định dầm riêng biệt tiết diện chữ T chiều rộng dùng tính tốn cánh nhơ bên mộp sườn sau: Khi hc = 50 > 0,1h = 0,1*207 = 20,7 Lấy < 6hc = 6*50 = 300cm lấy b c = lk = 300cm Kiểm tra vị trí trục trung hồ Tính Ru.bc.hc(h0 - 0,5.hc) = 90*300*50*(200 – 50*0,5) = 2,36.108 > k.M = 137,27.105 Vậy trục trung hoà nằm cánh, Khi tính tốn tiết diện chữ nhật có b = bc = 300 cm A= 1,15.14,92.105  0, 0016 300.2002.90   = 0.013 Diện tích cốt thép: Fa =  b.ho Rn 0,0016.300.200.90   4, 72 cm cos 300. T 0,87.2100 (: góc nghiêng mặt nghiêng chống so với phương thẳng đứng,có  = 300) SVTH: PHẠM HỒNG HẢI 148 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG + Bố trí cốt thép �14 2- Cốt thép đứng ngang chống Cốt thép đứng chống chịu lực kéo rời chống đáy Lực kéo rời phản lực gối tính tốn nội lực đáy Diện tích cốt thép đứng xác định theo cơng thức: Fa  k z T (cm2/m rộng) - Cốt thép ngang chống chịu lực kéo rời mặt chống, phương pháp công thức tính tốn tương tự cốt thép đứng Loại Cốt thép đứng Cốt thép ngang Đoạn Z = RB Fa Đoạn I 11,1 6,07 Đoạn II 9,47 5,18 Đoạn I 3,68 1,75 Đoạn II 14,68 7,00 Chọn Fa max = 7,00 (cm2) để bố trí thép đứng ngang cho sườn: 416, a = 25 Fa = 8,04(cm2) SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 149 LỚP SĐ GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG a =20 8 8 a=20 a =20 14 a =20 3A 12 304 a =20 304 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 50  12 a=20 10 a=20 100 50 183 167 CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO I- QUY PHẠM, TIÊU CHUẨN 1- Công trình Thuỷ lợi, Các quy định chủ yếu thiết kế (QCXDVN 04-05:2012) SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 150 LỚP SĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG 2- Quy phạm tải trọng lực tác dụng lên công trình Thuỷ lợi (QPTL C-1-78) 3- Quy phạm tính tốn thuỷ lực đập tràn (QPTL C-8-76) 4- Quy phạm tính toán thuỷ lực cống sâu (QPTL C-1-75) 5- Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén (14 TCN 157-2005) 6- Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống kênh tưới (TCVN 4116-85) 7- Tiêu chuẩn vẽ thuỷ lợi II- SÁCH THAM KHẢO 1- Thiết kế đập đất (Nguyễn Xuân Trường) 2- Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi 3- Nối tiếp tiêu hạ lưu cơng trình tháo nước III- CÁC GIÁO TRÌNH 1- Giáo trình Thuỷ cơng tập I, II 2- Giáo trình Thuỷ lực tập I, II 3- Giáo trình Thuỷ văn cơng trình 4- Giáo trình Cơ học kết cấu 5- Giáo trình Sức bền vật liệu 6- Giáo trình Cơ học đất 7- Giáo trình Nền móng 8- Giáo trình Kết cấu bê tơng cốt thép SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI 151 LỚP SĐ ... trưng nước ngầm Trong lưu vực nghiên cứu, nước ngầm chứa hai phức hệ chứa nước chính: +Nước ngầm chứa trầm tích đệ tứ tầng phủ tàn tích .Nước ngầm chứa tầng chủ yếu phụ thuộc vào nguồn nước mưa... nghiệm ép nước cho kết thấm nước nhỏ( q từ 0,025 đến 0,08l/ph/m Từ đặc điểm xét thấy với cao độ MNDBT khoảng +26,0 đến +30,0m khu vực hồ chứa đáp ứng yêu cầu giữ nước, khả thấm nước từ hồ sang... Thủy Trong đó: Hồ Cẩm Ly: vụ Đơng Xuân :1 350 Vụ Hè Thu : 929 Hồ Trường Xuân: : vụ Đông Xuân :4 555 Vụ Hè Thu : 976 -Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 38 000 người xã An Ninh, Xuân Ninh, Hiền