Nghiên cứu tìm nguyên nhân và đề xuất giải pháp khắc phục một số tồn tại phát sinh khi vận hành cửa van đập đáy

Công trình đập đáy với nhiệm vụ chống lũ cho Hà Nội đã làm việc 70 năm. Đến nay công trình đã xuống cấp nên nảy sinh nhiều hiện tượng cần được nghiên cứu. Trong đó cửa van một bộ phận quan trọng của công trình khi vận hành đã nảy sinh nhiều tồn tại như xuất hiện tiếng kêu, nứt mối hàn. Tham khảo bài viết Nghiên cứu tìm nguyên nhân và đề xuất giải pháp khắc phục một số tồn tại phát sinh khi vận hành cửa van đập đáy để hiểu hơn về vấn đề này.

NGHIÊN CỨU TÌM NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC MỘT SỐ TỒN TẠI PHÁT SINH KHI VẬN HÀNH CỬA VAN ĐẬP ĐÁY PGS.TS Đỗ Văn Hứa, PGS.TS Vũ Thành Hải ThS Lê Đình Phát, TS Vũ Hồng Hưng Tóm tắt: Cơng trình đập Đáy với nhiệm vụ chống lũ cho Hà Nội làm việc 70 năm Đến cơng trình xuống cấp nên nảy sinh nhiều tượng cần nghiên cứu Trong cửa van - phận quan trọng cơng trình – vận hành nảy sinh nhiều tồn xuất tiếng kêu, nứt mối hàn…,cửa van bị lệch đóng mở Bài báo phân tích nguyên nhân từ kết khảo sát trường tính tốn lý thuyết mơ hình Đó sở để đưa giải pháp khắc phục Đặt vấn đề Cơng trình phân lũ sơng Đáy Pháp xây dựng 1934-1937 Chính phủ Việt Nam cải tạo nâng cấp năm 1976 từ cửa kiểu mái nhà thành cửa van quạt (Hình 1) Quy mơ cơng trình cửa van, cửa        Chiều rộng B = 33,75 m Chiều cao H = 4,9 m Bán kính quay R = 10,75 m Số cối lề 17 Bán kính kéo tai van R = 12,5 m Trọng lượng G = 160 Lưu lượng tháo lũ 5000m3/gy Hình Sơ đồ mặt cắt ngang cơng trình đập Đáy sau 1976 Cơng trình phân lũ đập Đáy có nhiệm vụ: - Phân lũ sông Hồng vào sông Đáy để bảo vệ Hà Nội sơng Hồng có lũ lớn có khả gây an tồn đến hệ thống đê Hà nội - Bảo vệ chống ngập úng cho vùng ven sông Đáy lũ sông Hồng chưa có nguy ảnh hưởng đến an tồn hệ thống đê Hà Nội phụ cận - Chống lũ cho vùng ven sông Đáy Thực tế khai thác sử dụng cơng trình phân lũ Đập Đáy năm gần xẩy số tượng nghiêm trọng vận hành cửa van đập Đáy Đó là: + Phát tiếng kêu lớn Trong biên ngày 08/06/2007 đoàn kiểm tra Bộ NN @ PTNT ghi rõ “ Trong 131 trình vận hành không tải, kết cấu số cửa van xuất tiếng kêu to với tần suất 15 giây/1 lần, tượng khơng bình thường Một số mối hàn giằng liên kết bị nứt phần kết cấu khung dàn cửa bị ngập thường xuyên nước nên sinh han gỉ ăn mòn, ảnh hưởng đến ổn định ” + Một số mối hàn bị nứt làm tách phân tố liên kết với (Hình 2) + Gối lề có tượng bị ăn mòn khơng bảo đảm an ton Gối lề bị ăn mòn Mối hàn bị r¸ch Hình Hiện tượng nêu ngày phát triển, cao trình 10.35 ; 11.7 ; 12.9 ; 13.9 nước làm cho người quản lý lo ngại khả tràn qua cho hai trường hợp: cửa van mở cân đáp ứng nhiệm vụ cơng trình đề (C)và mở lệch (L)như thực tế Việc ra: không bảo đảm nhiệm vụ phân lũ, bảo đảm phân tích trạng thái ứng suất biến dạng an tồn cho Hà Nội mùa lũ Vì việc tính tốn đánh giá khả chịu lực nghiên cứu đánh giá tìm nguyên nhân phát kết cấu phương pháp PTHH với sinh tiếng kêu, tượng tách mối hàn”… phần mềm SAP 2000 khoa học để tính tốn khả chịu lực gối đỡ đưa giải pháp khắc phục kết cấu cửa van đập Đáy cấp Kết qủa thảo luận thiết Đó sở khoa học đề xuất giải 4-1 Kết nghiên cứu cho thấy: Nếu để pháp khắc phục tượng nêu đảm an cửa van mở lệch ứng suất tồn cho cơng trình phân ân lũ S11maxL mặt tràn hạ lưu tăng lên Dựa số liệu điều tra khảo sát lần lớn lên dến 20 lần so với trường, sử dụng phương pháp mơ hình mơ trường hợp mở cân S11maxC Còn mặt để phân tích trạng thái ứng suất biến thượng lưu chênh lệch ứng suất lớn dạng cửa van mực nước lũ mức từ – lần (Hình 3) e/ Diễn biến ứng suất S11 m ặt thượng lưu m cân(C) lệch(L) 1500 Ứng suất (daN/cm2) 1000 S11max C 500 S 11min C -500 10.35 11.7 12.9 13.9 S 11min L -1000 Độ m (m ) Hình 4-2 Chênh lệch phản lực gối mở cân(R1c) lệch(R1L) 132 S11max L Cao trình mở R1C (kN) R1L (kN) Tỷ số R1L/R1C +9.00 54.29 389.2 7,16 +10.35 50.56 435.6 8,6 +11.70 45.16 442.19 9,8 +12.90 39.34 488.18 12,4 +13.90 40.35 550.04 13,6 l 4-3 Hiệu giảm độ lệch hai đầu van chịu áp lực nước Khi đỉnh van MNTL +13.9m Trường hợp tính tốn Kết luận Giảm % Cấu kiện Nội lực, ƯS Nội lực, ƯS △9.2cm △5cm (1) (2) (3) (4) (1) (2) S11max 1632.50 843.31 48.3% Bản mặt tràn Các cấu kiện S22max 736.71 455.48 38.2% đủ khả Cánh hạ dầm S11max 683.74 271.50 60.3% chịu lực 17 S22max 2490.76 1319.02 47% Nxiên(kN) -631.1 -355,4 44.1% Giàn chống xoắn Nđứng (kN) -978.96 -671.00 31.5% Các cấu kiện đủ khả Giàn chống uốn N (kN) 355.18 231,08 34.9% chịu lực Giàn đỡ N (kN) -223.73 -129.99 41,9% Giàn đỡ N (kN) 456.11 249.97 45.2% Phản lực gối RxZ(kN) 812.1 584.62 28.0% o o 4-4 Kết sau gia cố IN 100, nghiêng 5-7 khả chịu lực gối lề tăng 1,63 lần (Hình 4) Hình Kết luận kiến nghị Các tượng ăn mòn, xuất tiếng kêu, nứt mối hàn tồn nhiều năm ngày xẩy trầm trọng Việc mong muốn tiến hành sửa chữa nhiều lần đặt việc sửa chữa thực cục chắp vá nên không khắc phục tượng tồn nêu Các kết nghiên cứu đề xuất lần dựa sở lý luận khoa học Các giải pháp đề ý đến hiệu giải pháp điều kiện khả thi thi công đảm bảo yêu cầu mỹ thuật cơng trình Qua kết khảo sát trường tính tốn chuyển vị, ứng suất nội lực phương án trước sau gia cố, đề tài có số kết luận: Nguyên nhân gây số tượng do:  Do hệ dầm phụ mặt tràn đặt thưa,  Do tồn kéo lệch  Do cấu kiẹn bị ăn mòn Sau phân tích đề tài đưa giải pháp gia cố sau đây: Chọn phương án kết hợp gia cường mặt hạ lưu dầm phụ ngang giảm 133 độ lệch hai đầu van, thoả mãn yêu cầu cường độ ổn định phận toàn kết cấu phần động cửa van Kiến nghị chọn độ lệch hai đầu van cho phép △AB  0.05m, với độ lệch giảm chuyển vị, nội lực ứng suất phận cửa van xuống (40~45)% so với kết cấu chưa gia cố độ lệch hai đầu van △AB=0.092m Khi tiến hành gia cố van theo phương án đề xuất trên, cần chỉnh độ lệch hai đầu van trước tăng cường độ cứng mặt hạ lưu dầm phụ ngang vào dầm phụ ngang có Hàn lại mối hàn bị rách nứt, hàn bổ sung đường hàn đảm bảo chiều dầy theo thiết kế vào nội lực cửa van mở lệch cm, xác định chiều dài đường hàn cần thiết Thay bị ăn mòn nhiều – có chiều dầy lại mỏng đưa vào tính tốn 6.Thực lớp phủ sơn Epoxy thay cho việc sơn phủ loại sơn có gốc Alkyd Cân chỉnh lại hệ thống cáp để đảm bảo độ lệch hai đầu van  5cm nghiên cứu thay hệ thống đóng mở pít tơng Cần gia cố 04 gối lề cho cửa (mỗi đầu gia cố 02 gối) Mỗi cối tăng cường hai thép chữ I số hiệu W203 (Mỹ) I tương đương Nga đặt nghiêng chỗi chữ V với góc nghiêng 5-70 Khả ứng dụng đề tài: Các giải pháp khắc phục tồn mà đề tài đưa đạt tiêu chí: - Đảm bảo an tồn cơng trình làm nhiệm vụ phân lũ - Có tính khả thi hiệu cao - Đảm bảo mỹ thuật cơng trình sau gia cố Giải pháp đưa thực thử nghiệm cửa van (Trong cửa van phải 134 gia cố sửa chữa) cho thấy hiệu (Biên ghi nhận ngày 16 /2/2010 BQL cơng trình phân lũ Sơng Đáy.) Đây đề tài ứng dụng thực tế nên kết luận đề tài bám sát với thực tế, có sở khoa học tạo điều kiện thuận lợi cho bước triển khai sau Đây công trình quan trọng chống lũ cho Hà Nội, cơng trình có quy mơ vào loại lớn Việt Nam, kết cấu cơng trình phức tạp Vì đề tài tập hợp chuyên gia đầu ngành Thủy lợi, Viện khoa học xây dưng Bộ XD, BQL cơng trình phân lũ sơng Đáy để nghiên cứu Trên sở lý thuyết phần tử hữu hạn tính tốn kết cấu sử dụng phần mềm tính tốn SAP2000 để phân tích trạng thái ứng suất, chuyển vị hệ kết cấu phức tạp cửa van đập Đáy kết hợp với đo đạc biến dạng, chuyển vị, độ ăn mòn, lực kéo van để tìm ngun nhân gây tồn đề giải pháp khắc phục có hiệu quả, khả thi Kết nghiên cứu đề tài có hàm lượng khoa học cao sở khoa học lý thuyết kết hợp với kết nghiên cứu thực nghiệm để đưa giải pháp khắc phục tượng nảy sinh trình vận hành cửa van đập Đáy Đó sản phẩm gắn với thực tế nên có giá trị phục vụ kịp thời cho việc gia cố sửa chữa cơng trình phân lũ sơng Đáy, bảo đảm công tác phân lũ sông Hồng vào sông Đáy góp phần phòng chống lũ cho Thủ Hà Nội Kiến nghị: Theo kết nghiên cứu đề tài, để đảm bảo an tồn cơng trình, chúng tơi xin kiến nghị trước tháo lũ giữ nước đến cao trình MNTL 13.9m cần cân chỉnh đảm bảo độ lệch hai đầu van  5cm , hàn bổ sung dầm phụ ngang, thay bị ăn mòn nhiều gia cố gối lề hai đầu van Đề tài đạt giải đại lễ 1000 năm Thăng Long Hà Nội theo QĐ 134/QĐ-ĐUK ngày 25/11/2010 Tài liệu tham khảo Các báo cáo kỹ thuật biên bản, tài liệu nghiệm thu cơng trình đập Đáy hàng năm Phân lũ sông Đáy tập I, IV.Viện thiết kế thủy lợi thủy điện 1976 PGS TS Vũ thành Hải, PGS.PTS Đỗ văn Hứa Sổ tay kỹ thuật thủy lợi Tâp Kết cấu thép kết cấu gỗ Hà Nôi 2003 P.G Kĩelep Sổ tay tính tốn thủy lực NXB Năng lương 1974 PGS.PTS Đỗ văn Hứa, Đại học thủy lợi Chủ nhiệm dự án Điều tra ăn “Điều tra khảo sát ăn mòn kim loại cửa cửa van hệ thống cơng trình thủy lợi” 2002-2005 Tiêu chuẩn thiết kế cửa van thép cơng trình thủy lợi thủy điện Bộ thủy lợi nước cộng hòa nhân dân Trung hoa 1995 Kết cấu thép thủy công.NXB thủy lợi Hoàng hà (Trung quốc), 2006 Bộ Thủy lợi – Viện thiết kế thủy lợi thủy điện Quy trình vận hành khí Đập Đáy Abstract RESEARCH THE CAUSES AND PROPOSE MEASURES TO OVERCOME SOME PROBLEMS THAT ARISE WHEN DAY DAM GATE OPERATION Work of the dam Day with flood prevention task for Hanoi has worked for 70 years Presently the project has already degrading should arise many phenomena need to be researched In the work -The gate is an important part of the work - the operation has many pullulate exist appear as noise, welding crack…, the gate is inclined when open or close The article will analyze the causes from the survey results and the theoretical calculations on the model That is the reason to offer solutions to repair 135 ... cấu phức tạp cửa van đập Đáy kết hợp với đo đạc biến dạng, chuyển vị, độ ăn mòn, lực kéo van để tìm nguyên nhân gây tồn đề giải pháp khắc phục có hiệu quả, khả thi Kết nghiên cứu đề tài có hàm... phục kết cấu cửa van đập Đáy cấp Kết qủa thảo luận thiết Đó sở khoa học đề xuất giải 4-1 Kết nghiên cứu cho thấy: Nếu để pháp khắc phục tượng nêu đảm an cửa van mở lệch ứng suất tồn cho cơng... lý thuyết kết hợp với kết nghiên cứu thực nghiệm để đưa giải pháp khắc phục tượng nảy sinh trình vận hành cửa van đập Đáy Đó sản phẩm gắn với thực tế nên có giá trị phục vụ kịp thời cho việc