THUYẾT MINH THIẾT KẾ CỬA VAN CỐNG XẢ SÂU KẾT HỢP DẪN DỊNG DƯỚI ĐẬP CHÍNH Nhiệm vụ cửa van cơng trình Cống xả sâu kết kợp dẫn dòng đặt vị trí bên phải lòng suối Trà co đập hồ chứa nước Trà co Cống có nhiệm vụ dẫn dòng thi cơng q trình thi cơng đập nhiệm vụ xả lũ bùn cát lòng hồ q trình vận hành Cửa van cống xả sâu kết hợp dẫn dòng đặt tháp van cống có nhiệm vụ điều tiết dòng chảy xả qua cống xả sâu q trình vận hành Những thông số Thông số ban đầu số liệu cho trước để lựa chọn phương án bố trí, tính tốn kết cấu cửa van phận liên quan khác Theo yêu cầu ta phải thiết kế hai cửa van phẳng sâu tháp bê tông cốt thép với thông số sau: - Mực nước DBT 159,00 m - Cao trình ngưỡng cửa van 136,50 m - Cao trình ngưỡng lưới chắn rác 136,55 m - Cao trình sàn cơng tác 161,70 m 2,2 x 2,2 m - Kích thước lỗ cống B x H = Cửa van thiết kế theo hình thức: cửa van dùng bánh xe lăn, kết cấu hàn H =22,5 m Mô tả kết cấu cửa van Cửa van thuộc loại cửa van sâu Để kết cấu cửa van mỏng, phù hợp với yêu cầu kết cấu cơng trình ta bố trí cửa van gồm nhiều dầm ngang chịu lực dầm đứng Hai dầm đứng hai bên đồng thời trụ biên Dầm ngang trên, dầm ngang kết hợp với hai trụ biên tạo thành dầm viền xung quanh Bản mặt làm thép bố trí phía thượng lưu Bộ phận gối tựa động cửa van gồm có bánh xe lăn chịu lực gắn vào lưng cửa Thuyết minh tính tốn khí 17 van Bộ phần định hướng cửa van gồm có bánh xe lắp vào mặt phía thượng lưu Trên đỉnh cửa van có tai để lắp với trục vít me máy nâng kiểu máy vít Đối với cửa van sửa chữa lắp thêm trượt có dạng hình nêm hai nửa, nửa hàn vào khe van nửa hàn vào dầm biên cửa để ép cửa van vào sát khe van Bộ phận chắn nước làm cao su Chắn nước đỉnh hai cạnh bên cửa van cao su chữ P đáy cao su Tổng thể cửa van hình Chọn vật liệu kết cấu Chọn vật liệu hợp lý cho phận cửa van khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng, thời gian làm việc, tính kinh tế cơng trình 4.1 Thép kết cấu: Ta dùng thép mác CT38 có thơng số sau: - Cường độ tính tốn chịu lực kéo nén: R = 1600 daN/cm2 - Cường độ tính tốn uốn: Ru = 1560 daN/cm2 Thuyết minh tính tốn khí 18 - Cường độ tính tốn chịu cắt: Rc = 1000 daN/cm2 Thuyết minh tính tốn khí 19 Tính tốn thông số cửa: 5.1.Lực tải trọng tác dụng lên cửa van Lực tải trọng tác dụng lên cửa van gồm có: Áp lực nước: - Áp lực thuỷ tĩnh thẳng đứng - Áp lực thủy tĩnh hướng ngang Lực kéo cửa van Để tính tốn kết cấu cửa van ta cần xác định áp lực thuỷ tĩnh hướng ngang với mực nước lớn phía hồ chứa mực nước hạ lưu kiệt tới ngưỡng 5.2 áp lực thuỷ tĩnh hướng ngang tác dụng lên cửa: Hợp lực áp lực thuỷ tĩnh hướng ngang tác dụng lên cửa van là: P .(2 H t H c ).H c Lc 113T Bố trí kết cấu cửa van 6.1 Chọn số lượng dầm chính: Số lượng dầm cửa van phụ thuộc vào kích thước lỗ cống, loại cửa van (cửa van mặt cửa van sâu) nhiệm vụ cửa Ở ta dùng loại cửa van nhiều dầm thường dùng làm cửa van sâu dùng cần hạn chế chiều cao dầm chính; số lượng dầm dầm 6.2 Bố trí dầm chính: Trong cửa van bố trí dầm theo điều kiện chịu tải trọng nhau, kích thước mặt cắt ngang dầm giống nhau, dễ dàng cho việc thiết kế lắp ráp Ta chọn dầm chính, có dầm đỉnh đáy thép [ , dầm thép I Bằng phép tính tốn hình học ta tính vị trí dầm hình Thuyết minh tính tốn khí 20 6.3 chọn số lượng bố trí dầm đứng Việc chọn số lượng dầm đứng phụ thuộc vào khoảng cách hai dầm biên đứng , khoảng cách dầm dầm đỉnh, dầm dầm đáy Ở ta chọn số lượng dầm đứng Các dầm bố trí hình 6.4 Bố trí dầm: Theo kết cấu cửa van chọn dầm tạo dầm ngang dầm đứng Theo hình thức kết cấu này, dầm bố trí chiều cao với dầm Cách bố trí có ưu điểm là: mặt ô dầm dầm tạo thành khối vững Bản mặt tựa bốn cạnh tham gia chịu lực dầm Tính tốn dầm ngang (dầm chính) Dầm ngang chịu tồn áp lực thuỷ tĩnh mặt chuyển tới Vậy tải trọng tác dụng lên dầm gồm lực tập trung dầm đứng truyền tới lực phân bố mặt truyền tới Trước tiên ta tính tải trọng tác dụng lên dầm chính: Áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên dầm: (tính từ dầm đáy đến dầm đỉnh) Thuyết minh tính tốn khí 21 q1 5,02(T / m) q 7,72(T / m) q3 7,60(T / m) q 7,47(T / m) q5 8,38(T / m) q6 8,21(T / m) q7 4,57(T / m) Tính dầm ngang: M max q max Lx ( Ltt L ) 5,99 Tm Mô men chống uốn: W yc M max 384 cm3 [ ] Chọn dầm I270 có thơng số: Jx = 6871,5 cm4 Wx = 509 cm3 Kiểm tra độ võng dầm chính: M max L2tt f 0,25 48 E.J x Độ võng cho phép dầm ngang cửa van có tường ngực: 1000 f f 1,04.10 Ltt 1000 Trong trường hợp mặt tham gia chịu lực dầm chọn hồn tồn an tồn Thuyết minh tính tốn khí 22 Tính tốn mặt: a P b Bản mặt cửa van làm thép tấm, loại CT3 bố trí phía thượng lưu Bản mặt hàn vào đỉnh dầm dầm đứng Như mặt tựa cạnh Chiều dày mặt xác định theo công thức: i 6M i 6,38mm mb Ru Ta chọn 10mm Tính tốn dầm biên: Dầm biên chịu tác dụng áp lực thuỷ tĩnh truyền đến từ mặt Toàn tải trọng dầm biên truyền lên bánh xe chuyển đến khe van Các tải trọng tác dụng lên dầm biên: (Tính từ đáy lên đỉnh) P1 29,19 T P2 28,89 T P3 28,44 T P4 27,98 T P5 27,5 T P6 26,98 T P7 26,39 T Áp lực lên bánh xe: R = 34T Chọn thép cho dầm biên [ 270c có thơng số: Jx = 5018 cm4, Jy = 261 cm4, Thuyết minh tính tốn khí 23 Wx = 402 cm3 , Wy = 48 cm3, F = 50,1 cm2 Mô men chống uốn: M max 5,99 14900T / m 15650T / m 6 W 402.10 ứng suất cắt dầm: RB 34 6786 9390T / m2 4 F 50,1.10 10 Kiểm tra bánh xe : ứng suất uốn trục: M 22533 24500T / m Wx Kiểm tra bạc đồng: R A 2164T / m [ ] 27500T / m .b ứng suất bánh xe khe van 0,418 R A E 7229 8030daN / cm b.b' 11 Tính tốn lực đóng mở Lực nâng cửa van Q > kG(G + Gc) + kms(Fms + Fc) + Ph = 38,14 T Pb G o 200 Fms 0,7 5,96 T P fr ' 20,17T r Fc = 2f(HT - Hc)Hcbc + f(HT - Hcv)bclcn = 5,82T Ph = Pbl = 0,4 T Lực hạ cửa van: Qh = (Gc+Gcán) - (Tx+Tcn) = -20,02 T Vậy cửa phải ấn xuống đóng hết Chọn máy đóng mở: Máy vít loại 50VĐ2 Thuyết minh tính tốn khí 24 Thuyết minh tính tốn khí 25 ... lên cửa van là: P .(2 H t H c ).H c Lc 113T Bố trí kết cấu cửa van 6.1 Chọn số lượng dầm chính: Số lượng dầm cửa van phụ thuộc vào kích thước lỗ cống, loại cửa van (cửa van mặt cửa van sâu)... nửa hàn vào khe van nửa hàn vào dầm biên cửa để ép cửa van vào sát khe van Bộ phận chắn nước làm cao su Chắn nước đỉnh hai cạnh bên cửa van cao su chữ P đáy cao su Tổng thể cửa van hình Chọn vật... minh tính tốn khí 18 - Cường độ tính tốn chịu cắt: Rc = 1000 daN/cm2 Thuyết minh tính tốn khí 19 Tính tốn thơng số cửa: 5.1.Lực tải trọng tác dụng lên cửa van Lực tải trọng tác dụng lên cửa van