I. THUYẾT MINH: 1 Xác định cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế. 2 Tính toán thủy lực xác định chiều rộng cống và giải quyết tiêu năng. 3 Chọn cấu tạo các bộ phận cống. 4 Tính toán thấm và ổn định cống. 5 Chuyên đề: tính toán bản đáy cống theo phương pháp dầm trên nền đàn hồi II. BẢN VẼ: Từ 1 đến 2 bản khổ A1, thể hiện được cắt dọc, mặt bằng, chính diện thượng, hạ lưu, mặt cắt ngang cống và các cấu tạo chi tiết. Chỉ tiêu cơ lý của đất nền cống
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KEÁ THIẾT KẾ CỐNG LỘ THI£N A - Tµi liƯu cho tríc I NhiƯm vơ công trình: - Cống C xây dựng ven sông Z để làm nhiệm vụ dâng nớc tới cho 35000ha ruộng, tiêu nớc cho khu vực ngăn lũ từ sông vào Cống xây dựng đờng giao thông có loại xe -10 qua II Các mực nớc Lu lợng tiêu: Trờng hợp Chỉ tiêu Đề số Tiêu Qtiêumax Zđồngmin ZsôngTK (m3/s) (m) (m) 1-C 80 5.10 4.95 Ngăn lũ Zđồng ma x (m) 6.50 Zsôngmin Zsôngmax Zđồngmin (m) (m) (m) 3.00 6.00 2.00 III Tài liệu kênh tiêu: Zđáy kênh = +1.00m Độ dốc đáy i = 10-4 10-5 Độ dốc mái m = 1,5 Độ nhám n = 0,025 IV Tài liệu gió chiều dài truyền sóng: - Gió: Tần st P% V (m/s) - Sãng: Trêng hỵp D (m) 20 30 50 28 26 22 18 16 14 Zsông bình thờng Zsông max 200 300 V Tài liệu địa chất: - Đất thịt từ cao độ: +2.50 đến +1.00 - Đất cát pha từ : +1.00 ®Õn -15.00 - §Êt sÐt tõ : -15.00 ®Õn -35.00 Chỉ tiêu lý xem bảng VI Thời gian thi công: năm SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ B - Yêu cầu đồ án I Thuyết minh: 1/ Xác định cấp công trình tiêu thiết kế 2/ Tính toán thủy lực xác định chiều rộng cống giải tiêu 3/ Chọn cấu tạo phận cống 4/ Tính toán thấm ổn định cống 5/ Chuyên đề: tính toán đáy cống theo phơng pháp dầm đàn hồi II Bản vẽ: Từ đến khổ A1, thể đợc cắt dọc, mặt bằng, diện thợng, hạ lu, mặt cắt ngang cống cấu tạo chi tiết Chỉ tiêu lý đất cống (bảng 1) Loại đất Đất thịt Cát pha Đất sét 1,47 1,70 0,40 19o 16o 1,50 1,00 1,52 1,75 0,38 23o 18o 0,50 0,30 1,41 1,69 0,45 12o 10o 3,50 2,50 Kt (m/s) 4.10-7 2.10-6 1.10-8 Hệ số rỗng e 0,67 0,61 0,82 2,20 2,00 2,30 ChØ tiªu k (T/m3) tn (T/m3) Độ rỗng n tn (độ) bh (độ) Ctn (T/m2) Cbh (T/m2) Hª sè nÐn a (m2/N) HƯ sè không SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIEÁT KEÁ CHƯƠNG I : GiớI THIệU CHUNG I Vị TRí, NHIệM VU CôNG TRìNH: Cống C đợc xây dựng ven sông Z để làm nhiệm vụ dâng nớc tới cho 35000ha ruộng, tiêu nớc cho khu vực ngăn lũ từ sông vào Đồng thời cống đợc xây dựng trục đờng giao thông cho loại xe -10 qua II CấP CôNG TRìNH V CáC CHỉ TIêU THIếT Kế: 1/ Cấp công trình: (xác định theo TCXD VN 285:2002) Cấp công trình đợc xác định từ điều kiện sau: a- Theo chiều cao công trình loại nền: vào số liệu mực nớc, kênh tiêu cho trớc nhận xét thấy chiều cao công trình vào khoảng từ (5-10)m, với đất thịt đất cát pha tra bảng 2.2 (TCXD VN 285:2002) công trình thuộc cấp IV b- Theo nhiệm vụ công trình: Với nhiệm vụ tới, tiêu cho 35000ha tra bảng 2.1 (TCXD VN 285:2002) công trình thuộc cấp II * Kết luận: Từ điều kiện trên, chọn cấp công trình cấp II Các tiêu thiết kế: Tơng ứng với công trình cấp II ta xác định đợc tiêu thiết kế nh sau: (theo TCXD VN 285:2002) - Tần suất lu lợng, mực nớc lớn để tính ổn định kết cấu (bảng 4.2) P = 0,5% - Tần suất gió lớn gió bình quân lớn tính toán dùa theo QPTL C1-78 TÇn st giã lín nhÊt P2% V2% = 28 m/s Tần suất gió bình quân lín nhÊt P50% V50% = 14 m/s - HƯ số điều kiện làm việc: m = (phụ lục B) - HÖ sè tin cËy: Kn= 1,20 SV: Trần thị Minh Ngut – Lớp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ Chơng II : Tính toán thủy lực cống Mục đích: Xác định diện tính toán tiêu cống I TíNH TOáN KêNH Hạ LU: + Xác định kích thớc mặt cắt kênh: Chọn hình thức kênh hình thang có yếu tố thủy lực nh sau: - Hệ số mái kênh m = 1,5 - Độ dốc đáy kênh i = 10-4 - Độ nhám n = 0,025 - Lu lợng tính toán Q = Qtiêumax = 95 m3/s - Cao trình đáy kênh Zđáykênh = +1.00 m - Cao trình mực nớc sông thiết kế ZsôngTK = 4.95 m hh = ZsôngTK - Zđáykênh = 4.95-1 = 3.95 m Ta tìm đợc chiều rộng đáy kênh b theo phơng pháp mặt cắt có lợi mặt thuỷ lực cách thử dần ta cã kÕt qu¶ nh sau: i h (m) b (m) (m2) V(m/s) 0.000 80.00 1.5 0.025 3.95 18.57 96.75 0,83 Từ kết bảng tính để thuận tiện cho thi c«ng chän b k = 20 m + Kiểm tra ổn định kênh theo điều kiện không xói: Vmax < [Vkx] Với kết bảng tính ta cã Vmax = V = 0,83 m/s [Vkx ] : tốc độ không xói cho phép, phụ thuộc chất đất nơi tuyến kênh qua đợc xác định theo công thøc kinh nghiÖm [V kx ] = k.Q0,1max * Qmax = Q = 80 m3/s: lu lợng lớn chảy kênh * k: hệ số phụ thuộc chất đất nơi tuyến kênh qua, với đất thịt tra đợc k = 0,57 Q (m3/s) m n SV: Trần thị Minh Nguyệt – Lớp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ [Vkx ] = 0,57*800,1 = 0,90 m/s VËy Vmax < Vkx kênh đảm bảo ổn định II Tính toán diện CốNG 1/ Trờng hợp tính toán: Chọn chênh lệch mực nớc thợng hạ lu nhỏ Zmin, cần tháo lu lợng thiết kế Theo tài liệu cho trớc, chọn trờng hợp tính toán là: + Lu lợng thiết kế: QTK = Qtiêumax = 80 m3/s + Chênh lệch mực nớc: Zmin = Zđồngmin - ZsôngTK = 5.10-4.95 = 0,15 m 2/ Chọn loại cao trình ngỡng cống: + Cao trình ngỡng cống: Để tăng khả tháo cống, chênh lệch mực nớc khống chÕ nhá Chän ngìng thÊp cã cao tr×nh b»ng cao trình đáy kênh tiêu Zngỡng = Zđáykênh = +1.00 m + Hình thức ngỡng: đập tràn đỉnh rộng 3/ Xác định bề rộng cống: a- Định trạng thái chảy: Theo QPTL C8-76, đập tràn đỉnh rộng chảy ngập hn > nHo ®ã: + hn = hh - P1 ; (P1= ) hn = hh = 3.95 m + Ho = H + Vo2/2g: cét níc tràn toàn phần * H: cột nớc tràn: H = 5.1-1 = 4,1 m * V0: lu tèc tíi gÇn: V0 = Q/0 0 = (20+1.5*4.1)*4.1 = 107.21 m2 V0 = 80/107.21 = 0.746 m/s Vo2/2g = 1*0.832/2*9.81 = 0.035 m H0 = 4.1+0.035 = 4.135 m + n: hƯ sè, s¬ bé lÊy 0.75 n 0.830.87; lÊy n = 0.8 n.Ho = 0.8*4.135 = 3.30 m So s¸nh hn = 3.95 m > n.Ho = 3.30 m trạng thái chảy ngập b- Tính bề rộng cống: từ công thức tính lu lợng qua đập tràn đỉnh rộng chảy ngập b Q n. g. b.h 2g H o h Q n g.h 2g H o h (1) Trong ®ã: + n: hƯ sè lu tèc, đợc lấy theo trị số hệ số lu lợng m Với cửa vào tơng đối thuận, theo Cumin lấy m = 0,35 n = 0,93 + g: hÖ số co hẹp bên; g = 0,5o + 0,5 Sơ bé chän o = 0,97 g = 0,5*0,97 + 0,5 = 0,985 + h = hn-Zhp SV: Trần thị Minh Nguyệt – Lớp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ Zhp: độ cao hồi phục, với đập chảy ngập Z hp rÊt nhá nªn cã thĨ bá qua h = hn = 3.95 m Thay giá trị vào phơng trình (1), ta đợc: 80 b 11,45m; chän b = 12.0 m 0,93* 0,985* 3,95* 2* 9,81* 4,135 3,95 - Víi b = 12.0 m, phân cống thành khoang bề rộng khoang bc = m, chọn hình thức mố bên vuông góc, mố trụ lợn tròn, chiều dày mố d = 1,2 m Ta cã B = b+d = 12+2,4 = 14,4 m - Tính lại b: + Tính lần thứ nhất: * n: với số khoang cống hình thức mố chọn nh trên, tra theo bảng Cumin nhận thấy hệ số lu lợng m không thay đổi lớn, giữ nguyên n = 0,93 để tính toán b 12 0,833 * g: đợc tính toán lại với b d 14,4 g = 0,5*0,833 + 0,5 = 0,917 80 12,88m b 0,93* 0,917* 3,95* 2* 9,81* 4,135 3.95 + TÝnh lÇn thø hai: * g: đợc tính toán lại với b 12,88 0,843 b d 12,88 2,4 g = 0,5*0,843 + 0,5 = 0,921 80 12,83m b 0,93* 0,921* 3,95* 2* 9,81* 4,135 3,95 So sánh thấy kết tính lần thứ lần thứ hai xấp xỉ Vậy với việc phân cống thành khoang nh trên, để thuận tiện cho thi c«ng chän b = 12,90 m bỊ réng khoang bc = 4,3 m Hình thức mố trụ mố bên nh chọn III - Tính tiêu phòng xói 1/ Trờng hợp tính toán: Chọn tháo lu lợng qua cống với chênh lệch mực nớc thợng hạ lu lớn Zmax Với cống tiêu kết hợp dâng tới nh tài liệu cho trớc, chọn trờng hợp tính toán cụ thể là: mực nớc sông nhỏ (Zsôngmin) mực nớc đồng lớn (Zđồngmax) Trờng hợp yêu cầu dâng nớc tới mà không mở hết van, mở đủ để tháo lu lợng tiêu thiết kế Để đơn giản tính toán chọn trờng hợp mở cửa van Tơng ứng trờng hợp tính toán chọn ta cã: SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang ẹO ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ + Chªnh lƯch mùc níc: Zmax = Zđồngmax - Zsôngmin = 6.50-3.00 = 3.5 m + Lu lơng tiêu thiết kế: QTK = Qtiêumax = 80 m3/s 2/ Lu lợng tính toán tiêu năng: Trong trờng hợp cống đặt gần sông nên mực nớc hạ lu cống không phụ thuộc lu lợng tháo qua cống Do lu lợng tiêu khả tháo lu lợng tiêu thiết kế cđa cèng Q TK = 80 m3/s, øng víi cao trình mực nớc thợng lu Zđồngmax = 6.50 m Vậy lúc cần xác định độ mở a cống + Tính độ cao mở cống a theo bớc sau: - Xác định chế độ chảy độ më cèng: Q * TÝnh F( c ) ; : hÖ sè lu tèc; chän = 0,95 .b.H 30/ Q = 80 m3/s; b = 12,90 m; H0 H = 6.50-1 = 5.50 m 80 0,514, tra phụ lục 16-1 (các bảng F( c ) 0,95* 12,9* 5,53/ tính Thủy lực) đợc "c = 0,567 h"c = "c*H = 0,567*5,50 = 3,46 m * Với trờng hợp tính toán Zsôngmin = 3.00 m hh = 3.00-1 = 2.00m So s¸nh ta thÊy h"c = 3,46 m > hh = 2,00 m cống chảy tự * Với chế độ chảy tự do, tra phụ lục 16-1 (các bảng tính Thủy lực) đợc: c = 0,124 hc = c*H = 0,124*5,5 = 0,76 m a/H = 0,2 a = 0,2*H = 0,2*5,5 = 1,10 m - Xác định hình thøc nèi tiÕp: Q 1* 802 0,05m ; * Tính độ sâu phân giới: hk g.b2 9,81* 12,92 So sánh độ sâu ta thấy h" c > hh > hk > hc h×nh thøc nối tiếp nớc nhảy phóng xa, cần phải tính toán tiêu 3/ Tính toán kích thớc thiết bị tiêu năng: a- Chọn biện pháp tiêu năng: Để đảm bảo điều kiện làm việc ổn định, vào tài liệu địa chất cống đất thịt pha cát, chọn biện pháp tiêu cách đào bể b- TÝnh to¸n kÝch thíc bĨ: + Sè liƯu tÝnh to¸n: Qtn = 80 m3/s qtn = 80/12,9 = 6.20 m3/s-m; hh = 2.0 m Bá qua lu tèc tới gần, cha đào bể ta có E0 = H = 5.50 m + Tính độ sâu bể: theo công thức d = h''c - (hh+ Z2) Trong đó: - : hÖ sè ngËp, chän = 1,05 hh = 2.0 m - h''c: độ sâu liên hiệp sau nớc nhảy - Z2: chênh lệch đầu nớc cuối bể vào kênh, đợc tính nh đập tràn đỉnh rộng ch¶y ngËp SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KEÁ q2 q2 Z2 2 2g. 2g .h'c' n hh * Trình tự tính toán: cách tính dần, giả thiết q chiều sâu bể dgt1 E01' = E0 + dgt1 F(c ) , cã F(c ), tra E'3o/ phơ lơc (15-1) b¶ng tra thuỷ lực đợc c'' hc'' = c ''.E0 Z2 dtt1: dtt1 dgt1 độ sâu bể cần tìm, không giả thiết lại thực theo trình tự nh d tt dgt đợc Kết qu¶ nh b¶ng tÝnh sau: dgti E0' (m) F(c) h"c (m) Z2 (m) dtti (m) "c (m) 1,00 7,10 0,409 0,5169 3,67 0,393 1,16 1,20 7,30 0,393 0,5091 3,72 0,397 1,20 Từ kết tính toán bảng ta có độ sâu bể tiêu d = 1,20 m + Tính chiều dài bể: theo công thức Lb = L1 + Ln - L1: ChiỊu dµi níc rơi từ ngỡng xuống sân tiêu năng, tính theo Trectôuxốp L 2 hk P 0,35hk * P = 1,20 m: chiỊu cao ngìng cèng so víi bÓ * hk 2/3.Ho = 2/3*-5.5 = 3.66 m L 2 3.66* 1,2 0,35* 3,66 6,02m - Ln: chiều dài nớc nhảy, tính theo công thức kinh nghiƯm Ln = (4,55)(hc''- hc) Víi F(c ) = 0,393, tra phụ lục (15-1) bảng tra thuỷ lực đợc c = 0,093 hc = c E0 = 0,093*7.3 = 0,68 m Ln = (4,55)*(3,72- 0,68) = (13,6815,20) m; chän Ln = 14 m - : hÖ sè; lÊy = 0,8 Lb = 6,02+0,8*14 = 17,22 m Vậy để thuận tiện cho thi công chọn Lb = 18 m Chơng III : Bố trí phận cống I -Thân cống: Bao gồm đáy, trụ phận bố trí Cửa van: Víi bỊ réng khoang cèng bc = 4,3 m (bề rộng không lớn lắm) chọn hình thức bố trí cửa van phẳng thép Loại đợc sử SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ dụng phổ biến cấu tạo đơn giản, lắp ráp dễ, điều tiết lu lợng tèt Chän chiỊu réng c¸nh cèng b = 4,80 m ( b = 4,3+2*0,25 = 4,8m), chiÒu cao hv = 6-1+0.4 = 5,4m Tờng ngực: bố trí để giảm chiều cao van giảm đợc cao trình cầu công tác lực đóng mở a- Các giới hạn tờng ngực: + Cao trình đáy tờng ngực: Zđt = Ztt + Trong đó: - Ztt: cao trình mực nớc tính toán diện cống, tức cần đảm bảo ứng với trờng hợp này, mở hết cửa van chế độ chảy cống phải không áp, ứng với trờng hợp tính toán trªn ta cã: H0 = 4.13m Ztt = 4.13+1 = 3.13 (m) - : độ lu không, thờng lấy = (0,5-0,7) m; Chän = 0,57 m VËy Z®t = 3.13 + 0.57 = 3.7 m + Cao trình đỉnh tờng ngực đợc lấy cao trình đỉnh cống, đợc xác định thông qua tính toán cao trình ®Ønh cèng øng víi trêng hỵp sau: Z®c1 = MNDBT + d Z®c2 = MNDGC + d' Trong ®ã: - MNDBT:cao trình mực nớc sông thiết kế: MNDBT = Z sôngTK = 4.95m - MNDGC: cao trình mực nớc sông lớn ứng với trờng hợp ngăn lũ (theo nhiệm vụ công trình) MNDGC = Zsôngmax = 6.00 m - d,d': độ vợt cao đỉnh đập so với MNDBT MNDGC đợc xác định nh sau: d = h + s + a ' d' = h' + s + a' *h , h': ®é dỊnh cđa sãng giã * s,'s: ®é dỊnh cao nhÊt cđa sóng * a, a': độ cao an toàn ứng với cấp công trình Trong phạm vi đồ án việc tính toán cao trình đỉnh tờng ngực yêu cầu chính, sơ chọn d, d' theo bảng (5-1) trang 93 Giáo trình Thủy Công tập1, tơng ứng với công trình cấp II ta có: d = 1,5 m; d' = 1,0 m Z®c1 = 4.95 + 1.5 = 6.45 m Z®c2 = 6.00 + 1.0 = 7.00 m VËy chän Z®c = 7.00 m b- KÕt cÊu têng: Chän h×nh thøc kÕt cÊu têng b»ng bê tông cốt thép M200, gồm mặt dầm đỡ (ở đỉnh đáy tờng) đổ liền khối víi mè trơ Víi chiỊu réng khoang cèng b c = 3,5m, chiÒu cao têng l = 7.0 - 6.0 = 1.0 m, ta cã: b/l > tÝnh toán theo sơ đồ dầm đầu ngàm Kích thớc tờng sơ xác định nh sau: SV: Trần thị Minh Nguyệt – Lớp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ + Chiều dày mặt: = 0,20 m + Dầm trên: (bxh) = (0,20,5) m + Dầm dới: (bxh) = (0,30,5) m Cầu công tác: Cầu công tác nơi đặt máy đóng mở thao tác van Chọn hình thức kết cấu gồm trụ cầu, dầm dọc mặt bê tông cốt thép M200 Chiều cao cầu công tác phải đảm bảo kéo hết cửa van lên khoảng không cần thiết để đa van khỏi vị trí cống cần Kích thớc phận sơ chọn nh sau: + Cao trình đáy dầm dọc: Z®d = Z®c+hv+e+ * e: kÝch thíc cđa hƯ thèng đặt ròng rọc kéo van; chọn e = 0,8m * : kÝch thíc an toµn; chän = 0,7m Zđd = 7.0+5.4+0.8+0.7 = 13.90 m + Cao trình mặt cÇu: Zmc = 13.90+0.5 = 14.40 m + BỊ réng mặt cầu: Bcct = m + Chiều cao lan can: hlc = 0,8 m Khe phai cầu thả phai: Đợc bố trí đầu cuối cống để ngăn nớc giữ cho khoảng không khô sửa chữa cống Với bề rộng khoang cống lớn nên cầu thả phai bố trí đờng ray cho cần cẩu thả phai Cầu giao thông: Cao trình mặt cầu bố trí đỉnh cống, yêu cầu giao thông có xe qua lại từ 10 tấn, chọn bề rộng mặt cầu Bcgt = m Vị trí cầu đợc đặt sau cửa van Mố cống: Bao gồm mố mố bên Nh chọn sơ trên, ta có hình thức kích thớc mố nh sau: + Mố giữa: đầu mố lợn tròn, chiều dày mố dgi = 1,20m Cao trình đỉnh mố: Zđm = Zđc = 7.00 m + Mố bên: đầu mố vuông góc, chiều dày mố bên cần đủ để chịu áp lực đất nằm ngang, s¬ bé chän db= 1,0 m Khe lón: Bề rộng cống không lớn nên không cần bố trí khe lún Bản đáy: + Chiều dài đáy: từ điều kiện bố trí kết cấu bên trên, sơ chọn chiều dài đáy Lbđ = 15 m + Bề dày đáy: thờng chọn theo điều kiện chịu lực, với bề rộng khoang cống, tải trọng bên tính chất đất Theo kinh nghiệm sơ chọn bề dày đáy bđ = 1m SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KEÁ II §êng viỊn thÊm: Bao gồm đáy cống, sân trớc, cừ, chân khay, kích thớc đáy cống nh chọn Lbđ = 15 m Kích thớc phận khác sơ chọn nh sau: Sân trớc: Chọn hình thức sân trớc đất sét, bên phủ lớp bê tông M200 dày 0,15 m Kích thớc sân đợc chọn nh sau: + Chiều dài sân: theo kinh nghiƯm Ls (34)H * H: cét níc tríc cèng H = 7.0-1 = 6.0 m Ls (18,324,4) m Chän Ls= 20 m + ChiỊu dµy sân: thay đổi từ đầu đến cuối sân * Đầu sân: theo điều kiện cấu tạo chọn t1 = 0,8 m * Cuối sân: theo yêu cầu chống thấm t2 H/[J] [J]: gradien thÊm cho phÐp, víi s©n b»ng ®Êt sÐt chän [J] = H: ®é chªnh mùc nớc phía phía dới sân trớc lấy chênh lệch mực nớc trớc sau cống, ứng với trờng hợp tính toán H = 7.0-3.3 = 3.2 m t2 3.2/4 = 0.8m; chän t2 = 1.0 m Chân khay: để tăng ổn địnhvà góp phần kéo dài đờng viền thấm, bố trí chân khay đầu đáy Thoát nớc thấm: bố trí lỗ thoát nớc thấm sân tiêu theo hình thức so le nhau, lỗ cách 2,0m Dới sân tiêu bố trí tầng lọc ngợc bao gồm lớp cát lọc dày 20cm, lớp dăm (sỏi) lọc dày 20cm, sân tiêu đợc làm bê tông cốt thép M200 dày 1m đổ chỗ Sơ đồ đờng viền thấm xem bảng vẽ trang sau: Sơ kiểm tra chiều dài đờng viền thấm: Công thức kiểm tra: Ltt C.H Trong đó: - H: cét níc lín nhÊt cđa cèng; H = 6.0 m - C: hệ số phụ thuộc vào loại đất nỊn Tra phơ lơc P3-1 C = - Ltt: chiều dài tính toán đờng viền thấm tính theo phơng pháp Len Ltt = Lđ + Ln/m * Lđ: Chiều dài tổng cộng đoạn thẳng đứng đoạn xiên góc có góc nghiêng so với phơng ngang 45o Lđ = 0,8 + 1,41 + 2,24 = 4,45 m * Ln: ChiỊu dµi tỉng cộng đoạn nằm ngang đoạn xiên góc có góc nghiêng so với phơng ngang < 45o Ln= 18+1,44+2+11+2 = 34,44 m * m = (11,5): hÖ sè phơ thc sè hµng cõ Chän m = 1,0 Ltt= 4,45 + 34,44/1,0 = 38,89 m; C.H = 5*6.0 = 30,5 m VËy Ltt > C.H tho¶ m·n ®iỊu kiƯn chiỊu dµi ®êng viỊn thÊm SV: Trần thị Minh Nguyệt – Lớp TH11 Trang 11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ III Nối tiếp thợng lu hạ lu: Nối tiếp thợng lu: Chọn hình thức tờng cánh nối tiếp tờng thẳng, tờng cánh mở rộng dần từ mép mố bên cống đến đáy kênh thợng lu Kết cấu tờng bê tông cốt thép M200 Chiều dài đoạn nối tiếp chiều dài sân trớc L = 20 m gãc më = 10o03' Nối tiếp kênh hạ lu: Chọn hình thức nối tiếp nh thợng lu + Sân tiêu năng: bê tông cốt thép M200, có bố trí lỗ thoát nớc Chiều dày sân xác định nh sau: t 0,15V1 h1 - V1,h1: lu tốc chiều sâu chỗ đầu đoạn nớc nhảy * h1= .hc = 1,05*0,68 = 0,714 m * V1= Q/1 = Q/(b.h1) = 80/(20*0,714) = 5,60 m/s t 0,15 * 5,6 * 0,714 0,84 m ; Chọn t = 1,0 m + Sân sau: Làm bê tông M200 có đục lỗ thoát nớc, phía dới có tầng đệm (cát, dăm) theo hình thức lọc ngợc Chiều dài sân xác định theo công thức kinh nghiƯm: Lss k q H - H: chªnh lƯch cột nớc thợng hạ lu, H = 7.0-3.3 = 3.7 m - k: hƯ sè phơ thc tÝnh chÊt ®Êt lòng kênh Do đất lòng kênh loại đất cát pha nªn k = 10 20, lÊy k = 10 - q: lu lợng đơn vị cuối sân tiêu năng, q = 80/15,3 = 5,22 (m /s-m) L ss 10 5,22 3,8 34,79 m; Chän Lss = 35 m Chơng IV: Tính toán thấm dới đáy công trình I Những vấn đề chung: Mục đích: Xác định lu lợng thấm q, lực thấm đẩy ngợc lên đáy cống Wt Gradien thấm J Trong phạm vi đồ án đặc tính cống yêu cầu xác định Wt J Trờng hợp tính toán: Khi chênh lệch mực nớc thợng - hạ lu lớn Trong đồ án chọn trờng hợp ngăn lũ có Zsôngmax = 6.40 m; Zđồngmin = 2.10 m Phơng pháp tính: Vẽ lới thấm tay II Tính thấm cho trờng hợp chọn: Vẽ lới thấm: - Tất đờng dòng đờng đẳng phải trực giao - Các ô lới hình vuông cong - Đờng mặt nỊn thÊm phÝa thỵng lu SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang 12 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ - Đờng cuối mặt thấm phía hạ lu - Đờng dòng cuối tầng không thấm nớc -35 Sơ đồ lới thấm dới công trình xem hình vẽ trang sau Xác định đặc trng dòng thấm: a - Tổng áp lực thấm đẩy ngợc lên đáy: Từ hình vẽ lới thấm ta thấy lới thấm có: ống dòng 10 dải ta có: + Cột nớc tổn thất qua dải: H = H/n Với H = ZSôngmax - Zđồngmin = 6.0 - 2.0 = 4.0 m H = 4.0/10 = 0.4 m + Cét níc thÊm t¹i mét ®iĨm x bÊt kú c¸ch ®êng thÕ ci cïng i dải, có cột nớc thấm hx = i H Từ xác định đợc hA = 9*0.4 = 3.6 m; hB = 5*0.4 = 2.0 m Dùa vµo hA hB ta vẽ đợc biểu đồ áp lực thấm dới đáy công trình Biểu đồ áp lực thấm dới đáy công trình xem hình vẽ trang sau + Tổng áp lực thấm đẩy ngợc lên đáy: đợc xác định nh sau Wt = Wđn+ Wtt; đó: Wtt n hA hB L bd 1* 3.6 2.0 * 15 42(T/m) 2 W®n = n (H2+t)Lb® = 1*(1.1 + 1)*15 = 31.5 (T/m) Wt = W®n+ Wtt = 31.5+ 42.0 = 73.2 (T/m) b - Xác định Gradien thấm cửa ra: H n.S Dựa vào lới thấm vẽ ta có trung đoạn S ô lới 10 (ô líi cưa ra) lµ S = 2,30 m 4.0 J 0,187 10* 2.3 Gradien thÊm t¹i mét ô lới có trung đoạn S là: J tb III KiĨm tra ®é bỊn thÊm cđa nỊn: KiĨm tra ®é bỊn thÊm chung: J Ktb §iỊu kiƯn: J tb Kn Trong ®ã: - Kn: HÖ sè tin cËy, Kn = 1,2 - JKtb: Gradien cột nớc tới hạn trung bình tính toán lấy theo b¶ng TCVN 4253-86, JKtb= 0,22 - Jtb: Gradien cét nớc trung bình vùng thấm tính toán + Trị số Jtb đợc xác định theo phơng pháp Viện VNIIG H J tb nh c«ng thøc sau: Ttt Trong ®ã: SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang 13 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ * H: Cét níc t¸c dơng; H = 4.0m * Ttt: ChiỊu sâu tính toán Do tầng không thấm nằm sâu, với chiều dày tầng thấm thực T = 36m nên chiều sâu tính toán đợc xác ®Þnh theo tû sè: hinhchieuchieudainamngang 35 17,5 hinhchieuchieudaithang dung (theo b¶ng 4-2 thiÕt kÕ cèng) ta cã T tt = 0,5l0 = 0,5*35 = 17,5 m * : Tổng hệ số cản đờng viền thấm tính theo phơng pháp Trugaev: = v + r + d + n + v, r: HÖ sè søc kháng phận vào ra, ta coi phận vào nh cừ v = r = 0,44+b = 0,44 + a/Ttt = 0,44+1,0/17,5 = 0,497 + d = b + c, cừ nên: d = b= a1/T1 = 2/17,5 = 0,114 + n: HƯ sè søc kh¸ng cđa phận nằm ngang, cừ nên: n = l0/Ttt = 35/17,5 = = 0,497+0,497+0,114+2 = 3,108 4.0 0,08 J tb 17,5* 3,108 Jtb = 0,08 < JKtb/Kn = 0,22/1,2 = 0,183 Vậy công trình thoả mãn điều kiện độ bền thấm chung KiĨm tra thÊm cơc bé: §iỊu kiƯn: Jra [J] Trong ®ã: Jra: tri sè gradien cơc bé cửa ra, xác định theo kết Jra = 0,187 [J]: gradien thÊm cho phÐp: [J]: = Jgh/m Jgh: gradien thấm cục tới hạn Theo tiêu chuẩn nêu J gh cần xác định theo thí nghiệm mô hình trờng Trong phạm vi đồ án cha có tài liệu nh nên tham khảo trị số Ixtomina, với J gh phụ thuộc hệ số không hạt = d60/d10; theo tµi liƯu cho tríc = Tra phơ lơc P3-1 đợc Jgh = 0,51 m: hệ số an toàn; m = 1,2 [J] = 0,51/1,2 = 0,425 VËy Jra = 0,187 < [J] = 0,425 tho¶ m·n ®iỊu kiƯn ®é bỊn thÊm cơc bé Ch¬ng V TÝnh toán ổn định cống SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang 14 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ I Môc đích trờng hợp tính toán: Mục đích: Kiểm tra ổn định cống trợt, lật, đẩy Trong phạm vi đồ án giới hạn phần tính toán ổn định trợt Trờng hợp tính toán: Chọn trờng hợp tính toán ngăn lũ, lúc chênh lệch mực nớc thợng hạ lu lớn Z = 4,3m (tơng ứng với trờng hợp tính thấm) Cống không phân khe lún, sơ đồ tính toán toàn đáy với tất phận II Tính toán ổn định trợt: Số liệu tính toán: - Bản đáy BTCT M200 dày 1,0m + Chiều dài (theo phơng dòng ch¶y): L = 15,0 m + ChiỊu réng: B = 4,0*3+1,2*2+1*2 = 17,3 m - Nền đất cát pha (các tiêu nh bảng 1) - Sân phủ thợng lu đất sét (các tiêu nh bảng 1) Xác định lực tác dụng lên đáy: a - Các lực đứng bao gồm: trọng lợng cầu giao thông, cầu công tác, cửa van, tờng ngực, mố cống, đáy, nớc trớc cống, phần đất hai chân khay (trong phạm vi khối trợt) lực ®Èy ngỵc (thÊm, thđy tÜnh) + Träng lỵng mè cèng G1: G1 = V1.b (b= 2,5 T/m3) G1 = [2*6,0*15+2,4*6,0*15]*2,5 = 1056 (T); a1 = + Träng lỵng têng ngùc G2: G2= (0,2*0,5+0,3*0,5+0,2*0,9)*12,9*2,5 = 13,87 (T) Ta cã: Yc = (F1Y1+F2Y2+F3Y3)/(F1+F2+F3) = (0,2*0.5*0.25+0,3*0,5*0,25 + 0,2*0,9*0,1)/ (0,2*0,5+0,3*0,5+0,2*0,9) = 0,19 a2 = 7,5-(4,2+0,19) = 3,11 m + Trọng lợng cầu công tác G3: sơ chọn G3 = 40 (T); a3 = 2,8m + Trọng lợng cầu giao thông G4: s¬ bé chän G4 = 100 T; a4 = 1,1m + Trọng lợng cửa van G5: sơ chọn G5 = 50T; a5 = 2,65m + Trọng lợng đáy: G6 = 1*15*17,3*2.5 = 648,75 (T); a6 = G6' = 1,5*2*17,3*2.5*2 = 259,5 (T); a6' = 6,75 m + Trọng lợng nớc phía sông G7 G7 = 10*5,4*12,9*1 = 696,6 (T); a7 = 2,5m + Träng lỵng níc phÝa ®ång G8: G8= 5*1,1*12,9*1 = 70,95 (T); a8 = 5m + Trọng lợng đất chân khay G9: G9 = 2*12*17,3*1,75 = 726,6 (T); a9 = 0m + áp lực thủy tĩnh đẩy ngợc G10: G10 = Wtt B = 31,5*17,3 = 544,95(T), a10 = SV: Trần thị Minh Ngut – Lớp TH11 Trang 15 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ + ¸p lùc thÊm G11: G11 = n hB B.L= 1*2,15*17,3*15 = 557,93 (T); a11 = G11' = n (hA - hB).B.L= 1*(3,87-2,15)/2*17,3*15 = 223,17 (T); a11' = 2,5 m b - C¸c lùc ngang bao gåm: áp lực nớc thợng, hạ lu, áp lực đất chủ động chân khay thợng lu (Ectl), áp lực đất bị động chân khay hạ lu (Ebhl) + áp lùc níc thỵng lu: T1= n.H12/2.Bc = 1*5,42/2*12,9 = 188,09 (T) y1 = H1/3 +0,5 = 5,4/3 +0,5 = 2,5 m + áp lực nớc hạ lu: T2 = n.H22/2.Bc = 1*1,12/2*12,9 = 7,8 (T) y2 = 1,1/3 + 0,5 = 0,87 m + áp lực đất chủ động chân khay thợng lu Ecđ: Ectl = đ.Hđ2.c/2 Trong đó: ® - Dung träng cđa ®Êt, ® = 1,75 T/m3 Hđ - Chiều cao cột đất tác dụng, Hđ = m Víi = = c = tg2(45o -/2) = tg2(45o - 18o/2) = 0,528 Ecđ = 1,75*32*0,528/2 = 4,158 (T/m) Toàn chân khay: Ec® = 4,158*17,3 = 71,93 (T); yc® = 2,5 m + áp lực đất bị động chân khay h¹ lu: Ebhl = b; víi b dH b 2C b Trong ®ã: b - Cêng ®é áp lực đất điểm đáy chân khay C - Lực dính đơn vị đất, C = 0,3T/m2 b = tg2(45o +/2) = tg2(45o + 18o/2) = 1,89 b = 1,75*3*1,89+2*0,3 1,89= 10,74 (T/m) Ebhl = 10,74*17,3 = 185,8 (T); ybđ = 2,5 m Xác định áp lực đáy móng: theo sơ đồ nén lệch tâm ta cã: = (P/F) (Mo/W) Trong ®ã: F: Diện tích đáy cống tính toán; F = (15*17,3) = 259,5 m2 W: môđun chống uốn đáy cèng tÝnh to¸n; W = B.L2/6 = (17,3*152)/6 = 648,75 m3 P: tổng lực thẳng đứng; từ kết tính toán ta có tổng lực đứng P = 4988,32 (T) Mo: tổng mô men lực tác dụng lên đáy cống, lấy tâm O đáy cống Với lực tác dụng cánh tay đòn xác định ta có: SV: Trần thị Minh Ngut – Lớp TH11 Trang 16 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ Mo = 1018,92 (T.m) Thay sè liÖu vào công thức ta có kết loại ứng suất đáy móng nh sau: max = 4988,32/259,5 + 1018,92/648,75 = 20,79 T/m min = 4988,32/259,5 - 1018,92/648,75 = 17,65 T/m tb = (20,79+17,65)/2 = 19,22 T/m2 Phán đoán khả trợt: Xét theo điều kiện sau: a Chỉ số mô hình hoá: N = max/B.1 Nlim Trong đó: B: Chiều rộng mảng tính toán (chiều song song với lực đẩy trợt) B = L = 15 m 1: Dung träng ®Èy đất từ tiêu cho bảng ta có = đn = [k(1+)-1] n/ (1+) = [1,52*(1+0,61)1]*1/(1+0,61) = 0,9 (T/m3) Nlim- ChØ sè không thứ nguyên, đất cát pha Nlim = N = 20,79/15*0,9 = 1,54 < N lim = Vậy thỏa mãn điều kiện b Chỉ số kháng trỵt: tg 1 = tg1 + C1/tb 0,45 Trong đó: 1, C1 - Góc ma sát lực dính đơn vị đất số tơng ứng tính toán đất theo trạng thái giíi h¹n thø nhÊt: 1 = 18o; C1 = 0,3 T/m2 tg1 = tg18o+0,3/19,22 = 0,34 < 0,45 Không thoả mãn điều kiện số kháng trợt, nh trợt phẳng ta phải xét đến trợt sâu trợt hỗn hợp Tuy nhiên phạm vi đồ án môn học tính toán cho trờng hợp trợt phẳng c Hệ số mức độ cố kết: C V K t (1 ).t0 4 a.n h20 Trong ®ã: Kt: hƯ sè thÊm; Kt = 2.10-6 (m/s = 0,61 h0: chiều dày lớp đất có sét (nhng không lớn B), h0 = m; a: hệ sè nÐn cđa ®Êt; a = (m2/N) t0: thêi gian thi công công trình; chọn 12 tháng t0=12*24*86400 = 24,9 06 (s) 2.10 * (1 0,61) * 24,9.106 C 0V 4,45 2* 1* 32 Vậy thỏa mãn điều kiện Tính toán trợt phẳng: m Sự ổn định cống đợc đảm bảo vỊ trỵt khi: ncN tt R (*) Kn Trong ®ã: SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang 17 ẹO ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ nc- HƯ sè tỉ hỵp tải trọng, với công trình cấp II, tổ hợp lực chđ u n = 1,2 Kn - HƯ sè tin cậy, Kn = 1,2 Ntt R giá trị tính toán lực tổng quát gây trợt chống trợt giới hạn Vì mặt trợt nằm ngang nên giá trị xác định nh sau: Ntt = Ttl + Ectl - Thl R = Ptg1 +m1Ebhl+FC1 Trong đó: Ttl Thl tổng giá trị tính toán thành phần nằm ngang lực chủ động tác dụng từ phía thợng hạ lu trừ áp lùc chđ ®éng cđa ®Êt m1: hƯ sè ®iỊu kiƯn làm việc xét đến quan hệ áp lực bị ®éng cđa ®Êt víi chun vÞ ngang cđa cèng, lÊy m = 0,7 Căn vào kết tính toán ta có: Ntt = 188,09+71,93-7,8 = 252,22 (T) R = 4988,32*tg18o+0,7*185,8+259,5*0,3 = 1828,71 (T) Thay c¸c kết vào điều kiện (*) ta đợc: ncNtt = 1,2*252,22 = 302,66 (T) (m/Kn).R = (1/1,2)*1828,71 = 1523,93 (T) So sánh ta thấy thỏa mãn điều kiện (*) Vậy công trình đảm bảo ổn định trợt phẳng Chơng VI Tính kết cấu đáy cống I Mở đầu Mục đích: Xác định sơ đồ ngoại lực, tính toán nội lực bố trí cốt thép đáy cống Trong phạm vi đồ án này, yêu cầu xác định sơ đồ ngoại lực để tính kết cấu đáy theo phơng pháp dầm đàn hồi Trờng hợp tính toán: Chọn trờng hợp tính toán ngăn lũ, lúc chênh lệch mực nớc thợng hạ lu lớn Z = 4,0m (tơng ứng với trờng hợp tính thấm tính ổn định trên) Chọn băng tính toán: Tính cho băng sau cửa van, hai mặt cắt vuông góc với chiều dòng chảy, có chiều rộng b = 1m II.Tính toán ngoại lực: Trên băng tính toán chọn, ngoại lực tác dụng lên đáy gồm: lực tập trung từ mố, lực phân bố băng tải trọng bên Lực tập trung truyền từ mố: Chính tổng hợp áp lực đáy mố phạm vi băng xét, thờng xét riêng cho mố Sơ đồ tính toán cho mố xem hình vẽ trang sau: Từ sơ đồ tính toán ta cần xác định: SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11 Trang 18 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ - G1, G2 - Träng lỵng phần mố - G3 - Trọng lợng tờng ngực - G4 - Trọng lợng cầu công tác - G5 - Trọng lợng cầu giao thông - G6 - Trọng lợng ngời xe cầu - T1, T2 - áp lực nớc ngang từ thợng lu truyền qua khe van ứng suất thẳng đứng đáy mố xác định theo công thức nén lệch tâm: G M m Fm Wm Trong ®ã: G: tổng lực thẳng đứng Mo: tổng mô men ngoại lực lấy với tâm đáy mố Fm: diện tích đáy mố Wm: mô men chống uốn đáy mố Kết tính toán nh bảng sau: Loại mố Mố bên Tên tải trọng G1+G2 G3 G4 G5 G6 T1 T2 TrÞ sè 240,0 2,3 13,3 33,3 8,6 31,4 1,3 330,2 Tay đòn Mo (m) 0 -3,11 -7,15 -2,8 -37,24 1,1 36,63 2,0 17,20 -1,8 -56,52 0,37 0,48 -46,60 Loại mố Trị số Mố 240,0 4,6 26,6 66,6 17,2 62,8 2,6 420,4 Tay đòn Mô men 0 -3,11 -14,30 -2,8 -74,48 1,1 73,26 2,0 34,40 -1,8 -113,04 0,37 0,96 -93,20 Từ bảng tính ta xác định đợc ứng suất thẳng đứng đáy mè nh sau: + TÝnh cho mè bªn: Fm = 1*15 = 15,0 (m2) d.L 2m 1* 152 Wm 37,5 (m3) 6 G M o 330,2 46,6 23,36 m Fm Wm 15 37,5 20,77 + TÝnh cho mè gi÷a: Fm = 1,2*15 = 18 (m2) Wm = 45 (m3) m G Mo 420,4 93,2 25,43 (T/m2) Fm Wm 18 45 21,28 Tõ biĨu ®å ứng suất đáy mố tính đợc trên, tách băng đáy dể tính toán ta có: SV: TrÇn thÞ Minh Ngut – Lớp TH11 Trang 19 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ + Gäi P'1 lµ lùc tËp trung mố bên truyền cho đáy P'1 = PK1.b.d, víi b = 1m, d = 1,0 m ta cã: (23,36 20,77) PK max 22,07 (T) 2 P'1 = 22,07*1*1 = 22,07 (T) + Gäi P'2 lµ lùc tËp trung mố truyền cho đáy P'2 = PK2.b.d, víi b = 1m, d = 1,2 m ta cã: (25,43 21,28) PK max 23,36 (T) 2 P'2 = 23,36*1*1,2 = 28,03 (T) Các lực phân bố băng: -Trọng lợng nớc cống qo = .b.hn; hn: chiều sâu lớp nớc băng tính toán ta có hn=3.95m qo = 1*1*3.95 = 3.95 (T/m) - Trọng lợng ®¸y: q1 = b.t.b = 2,5*1*1 = 2,5 (T/m); t: chiều dày đáy băng tính toán - Lực ®Èy nỉi: ( gåm lùc thÊm vµ lùc thủ tÜnh) q2 = nhđnb; hđn: cột nớc đẩy băng tính toán hđn = H2 + t +(hA+hB)/2 = 1,1+1+(3,6+2,0)/2 = 4,9 m q2 = 1*4,9*1 = 4,9 (T/m) - Phản lực nền: (sơ coi nh phân bố ®Ịu) q3 = Pp.b; Pp: cêng ®é ¸p lùc ®¸y móng băng tính toán Pp = (max+min)/2 = (20,79+17,65)/2 = 19,22 (T/m2) q3 = 19,22*1 = 19,22 (T/m) Lực cắt không cân (Q): a-Trị số: xác định từ phơng trình cân tĩnh sau: Q + PK + 2l.qi = Trong đó: 2l: chiều dài băng tính toán; 2l = 17,3 m P'K = 2P'1 + 2P'2 = 2*22,07+2*28,03 = 100,2 (T) qi = qo + q1 - q2 - q3 = 5,4+2,5-5,11-19,22 = -16,43 (T/m) Q = -P'K - 2l qi = -100,2 - (17,3*-16,43) = 184,04 (T ) i 0 b- Phân phối lực cắt (Q) cho mố đáy: + Xác định vị trí trục trung hòa: y0 Fm y1 Fñ y2 Fm Fñ Trong ®ã: Fm: Tỉng diƯn tÝch c¸c mè; Fm = 1*6,4*2+1,2*6,4*2 = 28,16 m2 SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang 20 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIEÁT KEÁ F®: DiƯn tÝch phần đáy; Fđ = 17,3*1 = 17,3 m2 y1 = 4,2 m; y2 = 0,5 m y0 28,16* 4,2 17,3* 0,5 2,79 m 28,16 17,3 + Vẽ biểu đồ mô men tĩnh Sc băng tính toán: - Từ trục trung hoà trở lên: Sc = Fc.Yc = 2*4,61*1*4,61/2+2*4,61*1,2*4,61/2 = 46,75 m - Từ đáy mè trë xuèng: Sc = Fc.Yc = 1*17,3*(2,79-0,5) = 39,62 m3 + Tính diện tích biểu đồ Sc: - Phần A1 (t¬ng øng víi mè) A1 = 46,75*4,61/2+(46,75+39,62)*1,79/2 = 185,06 m - Phần A2 (tơng ứng với đáy) A2 = 39,62*1/2 = 19,81 m4 + Ph©n phèi Q cho mố (Qm) đáy (Qđ): Qm Q A1 185,06 184,04* 166,24 (T) A1 A 185 ,06 19,81 Q® = Q - Qm = 184,04-166,24 = 17,80 (T) + Phân Qm cho mố theo tỷ lệ diƯn tÝch: P"K Fmk Qm Fm Fmè bªn = 1*6,4 = 6,4 m2; Fmè gi÷a = 1,2*6,4 = 7,68 m Fmè = 2*6,4+2*7,68 = 28,16 m2 * Mè bªn: P''1 = P''4 = 6,4*166,24/28,16 = 37,78 (T) * Mè gi÷a: P''2 = P''3 = 7,68*166,24/28,16 = 45,34 (T) + Phân Qđ cho đáy: q4 = Qđ/2l = 17,8/17,3 = 1,03 (T/m) Tải trọng bên: cống không phân khe lún nên tính toán tải trọng bên giáp với bờ đất bao gồm: + Tải trọng đứng: S = đ.hđ.b đ,hđ: dung trọng chiều cao cột đất đắp; đ,= 1,7 T/m3; hđ:= 7,4m S = 1,7*7,4*1 = 12,58 (T/m) + M« men áp lực đất nằm ngang gây ra: Mđ = E.yđ E: áp lực đất nằm ngang đợc xác định theo công thức sau: dH c 2.C2 E 2CH c d Víi c = tg2(45-/2) = tg2(45o-16/2) = 0,568 1,7* 7,42 * 0,568 E 2* 1* 7,4* 0,568 2* 12 16,46(T/m) 1,7 yđ: khoảng cách từ điểm đặt E đến đáy băng yđ = H/3 = 7,4/3 = 2,47 m Mđ = 16,46*2,47 = 40,66 (T.m) + Tải trọng xe cộ đờng: Sơ chọn q5 = (T/m) SV: Trần thị Minh Nguyệt Lụựp TH11 Trang 21 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIEÁT KEÁ Sơ đồ ngoại lực cuối cùng: + Các lực tập trung mè: - Mè gi÷a: P2 = P2 = P'2 + P''2 = 28,03+45,34 = 73,37 (T) - Mè bªn: P1 = P4 = P'1 + P''1 = 22,07+37,78 = 59,85 (T) + Lực phân bố băng: q = q0 + q1 + q2 + q4 = 5,4+2,5-5,11+1,03 = 3,82 (T/m) + Lực bên từ phía giáp đất: ( S, M®, q5): S = 12,58 (T/m); M® = 40,66 (T.m); q5 = (T/m) III tÝnh to¸n néi lùc cốt thép: Nh mục đích nêu trên, đồ án xác định sơ đồ ngoại lực để tính kết cấu đáy theo phơng pháp dầm đàn hồi Cụ thể ta áp dụng phơng pháp M.I.GorbunopPoxadop trình tính toán tơng đối đơn giản có bảng lập sẵn Theo phơng pháp tính toán nêu trị số nội lực đợc tra theo bảng lập sẵn ứng với loại tải trọng phụ thuộc vào độ E l3 Sau E h3 cøng t cđa d¶i tÝnh toán, đợc xác định nh sau: t 10 xác định đợc độ cứng dải tra bảng ứng với loại tải trọng xác định hệ số P, Q, M tiến hành tính toán trị số nội lực theo biểu thức bảng 8-2 (trang 118 - Thiết kế cống) Với biểu đồ nội lực ứng với loại tải trọng tính đợc, dùng phơng pháp cộng biểu đồ ta xác định đợc nội lực dầm Sau xác định đợc nội lực dầm tiến hành tính toán bố trí cốt thép chịu lực theo phơng ngang theo phơng dọc đặt thép theo cấu tạo./ -o0o - SV: Trần thị Minh Nguyệt – Lớp TH11 Trang 22 ... Nguyệt Lớp TH11 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KẾ Chơng II : Tính toán thủy lực cống Mục đích: Xác định diện tính toán tiêu cống I TíNH TOáN... TH11 Trang 14 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN THIẾT KEÁ I Mục đích trờng hợp tính toán: Mục đích: Kiểm tra ổn định cống trợt, lật, đẩy Trong phạm vi đồ án... đáy cống, lấy tâm O đáy cống Với lực tác dụng cánh tay đòn xác định ta có: SV: Trần thị Minh Nguyệt – Lớp TH11 Trang 16 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THỦY CÔNG CỐNG LỘ THIÊN