Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán kết cấu bản đáy bể tiêu năng Các trường hợp tính toán:. Mới thi công xong[r]
(1)Mơn học chun ngành
THỦY CƠNG
College of Technology, Cantho University
(2)
THIẾT KẾ BỂ TIÊU NĂNG THIẾT KẾ BỂ TIÊU NĂNG
Nhóm sinh viên thực hiện:
- Tấn Thời
(3)I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TIÊU NĂNG
SAU CƠNG TRÌNH THÁO NƯỚC
II. THIẾT KẾ BỂ TIÊU NĂNG PHỊNG XĨI
CHO CỐNG
III. TÍNH KẾT CẤU TƯỜNG CÁNH
IV. TÍNH TỐN BẢN ĐÁY BỂ TIÊU NĂNG
THIẾT KẾ BỂ TIÊU NĂNG
(4)I.1 Khái niệm chung
I.2 Đặc điểm dòng chảy qua cống I.3 Nhiệm vụ tính tốn tiêu năng I.4 Các biện pháp tiêu năng
I Khái niệm chung tiêu sau cơng trình tháo nước:
(5)I.1 Khái niệm chung:
Khi xây dựng cơng trình sơng, kênh mực
nước phía trước dâng lên-tức tăng Khi dòng chảy đổ từ thượng lưu hạ lưu, năngđộng năng, phần động phục hồi thành (bằng mực nước hạ lưu); phần lại gọi lượng thừa.
Nếu khơng có giải pháp tiêu hữu hiệu gây xói lỡ nghiêm trọng ảnh hưởng đến an tồn cơng trình.
I Khái niệm chung tiêu sau cơng trình tháo nước:
(6)I.2 Đặc điểm dòng chảy qua cống: - Có lưu tốc trung bình lớn.
- Mực nước hạ lưu lại thường thay đổi ln. - Có khả xuất dòng chảy ngoằn nghèo sau cống, nước nhảy sóng.
→ Hạ lưu cơng trình thường xảy tượng xói cục bộ, mài mòn, xâm thực.
I Khái niệm chung tiêu sau cơng trình tháo nước:
(7)I.3 Nhiệm vụ tính tốn tiêu năng:
Nhiệm vụ tính tốn tiêu phải tìm được biện pháp tiêu hủy toàn
lượng thừa điều chỉnh lại phân bố lưu tốc làm cho dòng chảy tự nhiên
đoạn ngắn nhất, giảm chiều dài đoạn gia cố ở hạ lưu.
I Khái niệm chung tiêu sau cơng trình tháo nước:
(8)I Khái niệm chung tiêu sau cơng trình tháo nước:
I Khái niệm chung tiêu sau cơng trình tháo nước:
I.4 Các biện pháp tiêu năng:
+ Đào sâu sân sau – tức làm bể tiêu năng.
+ Làm tường chắn để nâng cao mực nước – tức làm tường tiêu năng.
+ Vừa đào sâu, vừa làm tường – tức bể tường tiêu kết hợp.
(9)BỂ TIÊU NĂNG
Cấu tạo:
- Đáy bể - Tường cánh
bêtông cốt thép Bể tiêu nối tiếp với
(10)(11)(12)II.1 Các kích thước bản:
+ Xác định chiều sâu bể tiêu d
+ Xác định chiều dài bể tiêu Lb II.2 Các kích thước khác:
+ Sân tiêu năng
+ Độ mở rộng bể tiêu năng
II THIẾT KẾ BỂ TIÊU NĂNG PHỊNG XĨI CHO CỐNG
(13) Xác định hình thức nước nhảy dựa pt quan hệ
mực nước thượng, hạ lưu:
q: lưu lượng đơn vị; (m2/s)
Eo lượng đơn vị dòng chảy thượng lưu so với mặt chuẩn C E q ) ( F g v H P E 2 0
Xác định chiều sâu bể tiêu d:
(14) Khi biết q, E0 ta tính tra bảng
tính độ sâu liên hợp nước nhảy nối tiếp hạ lưu cơng trình theo Agơrơtskin (phụ lục 5-1 giáo trình thủy lực cơng trình trang 108) giá trị ; từ tính được = E0
Nếu hc’’ > hh → nước nhảy phóng xa → cần phải đào sâu sau – tức làm bể tiêu năng.
F(C)
'' C
'' C
h C ''
Xác định chiều sâu bể tiêu d:
(15)Xác định chiều sâu bể tiêu d:
(16)
Δz: chênh lệch cột nước cửa của bể:
2 '' 2
2 ) . ( 1 ) . ( 1
2g hh hc q
z
Xác định chiều sâu bể tiêu d:
(17)
Lưu lượng tính tốn tiêu năng:
Cơng trình thủy lợi thường làm việc với nhiều cấp lưu lượng mực nước thượng, hạ lưu khác
Lưu lượng tính toán tiêu (QTN) lưu lượng cho ta kích thước bể tiêu lớn nhất (hc’’- hh)max.
Xác định chiều sâu bể tiêu d:
(18)Bước 1: Sơ lấy d1 = ( hc’’ - hh)max.
Bước 2: Tính Eo’ = E0 + d1 tính lại F(Tc) tra bảng tìm Tc’’ suy hc’’.
Bước 3: Tính chênh lệch cột nước cửa bể.
Bước 4: Tính chiều sâu d bể theo (*).
Bước 5: Nếu giá trị d tính hay gần trị số d1 chọn việc chọn d1 độ sâu bể cần đào Nếu hai giá trị chưa cần tính lại
trình tự kết hai lần liên tiếp xắp xỉ nhau.
(19)Chiều dài bể phải đủ dài để nước nhảy
nằm gọn bể, hiệu tiêu bể đảm bảo
Theo công thức thực nghiệm
Tréctôuxôp chiều dài bể tiêu Lb tính từ chân cống:
Lb = l1 + ln = l1 + (0,70-0,80)ln
Xác định chiều dài bể tiêu
(20) Ln: là chiều dài nước nhảy hoàn chỉnh. Chiều dài l1 = lrơi – s
lrơi: là chiều dài nằm ngang dòng
nước rơi tính từ cửa cống đến mặt cắt co hẹp Xem nước chảy qua cống chảy qua đập tràn đỉnh rộng thì:
lrơi = 1,64x(Ho(P + 0,24 Ho))^1/2
s: là chiều dài nằm ngang mái dốc hạ lưu cơng trình.
Xác định chiều dài bể tiêu
(21) Sân tiêu năng:
Chú ý sân đủ dày, có lỗ nước có tầng lọc ngược để giảm áp lực thấm đáy; đồng thời chống xói dịng thấm gây ra.
T = 0,15 x v x (h)^1/2
v h vận tốc chiều sâu chỗ đầu đoạn nước nhảy, thường lấy 0,5 - 1, m.
Độ mở rộng bể tiêu năng:
Bmr = B + 2LB x tg
II.2 Xác định kích thước khác:
(22) Để khắc phục dòng chảy ngoằn ngoèo
sau cống gây xói lở hai bên bờ cần thiết kế góc mở rộng tường cánh thích hợp.
Đối với cống nhỏ, lưu lượng từ -
m3/s, ta có góc mở rộng 1/4 - 1/6.
II.2 Xác định kích thước khác:
(23)III.1. Tài liệu tính tốn
III.2. Trường hợp tính tốn
III.3. Các bước tính tốn
III.4. Tính tốn bố trí thép
III.5. Tính tốn kiểm tra theo khả chống nứt của tường
(24)III.1 Tài liệu tính tốn:
Vật liệu bê tông, cốt thép.
Tài liệu địa chất.
Cao trình mực nước ngầm.
III Tính kết cấu tường cánh:
(25)
III TÍNH KẾT CẤU TƯỜNG CÁNH:
III TÍNH KẾT CẤU TƯỜNG CÁNH:
III.2 Trường hợp tính tốn:
Cắt 1m dài tường để tính tốn theo tốn phẳng 1) Trường hợp vừa thi công xong.
(26)III TÍNH KẾT CẤU TƯỜNG CÁNH:
III TÍNH KẾT CẤU TƯỜNG CÁNH:
III.3 Các bước tính tốn:
Bước 1: Tính áp lực đất sau tường (Pa).
Bước 2: Tính trị số áp lực đất tác dụng lên tường m dài (Ea).
Bước 3: Tính điểm đặt cách chân tường (e) Bước 4: Tính nội lực tác dụng chân
(27)Tường chịu áp lực đẩy ngang đất sau
tường
bề mặt đất
đắp có
người
(28)III.3.1 Trường hợp vừa thi công xong:
- Áp lực đất sau tường:
Tính Pa tương ứng với z.
- Áp lực đất tác dụng lên tường:
Trong đó: n-hệ số lệch tải theo TCXDVN 2002-285, n = 1,1 ) / ( ) 45 ( tan * ) 45 ( tan *
*z q T m
Pa w
h P
P n
Ea ( a a ) *
2
* 0 1
(29)III.3.1 Trường hợp vừa thi công xong:
-Tính điểm đặt cách chân tường:
-Tính nội lực tác dụng lên chân tường:
+ Lực dọc: Ntt = n*bt*h**b
+ Môment: M = Ea*e + Lực cắt: Q = Ea
(30)III.3.2 Trường hợp vận hành bình thường:
III.3.2 Trường hợp vận hành bình thường:
(31)III.3.2 Trường hợp vận hành bình thường:
(32)III.3.2 Trường hợp vận hành bình thường:
(33)III.3.3 Trường hợp sữa chữa: III.3.3 Trường hợp sữa chữa:
(34)(35)(36)(37)(38)III.5 Tính tốn kiểm tra theo khả chống nứt tường:
- Điều kiện kiểm tra cấu kiện chịu nén lệch tâm :
Mmax < Mn = m*tc * Rtc*Wqđ
Các xác định m, tc, Rtc, Wqđ
(39)(40)IV TÍNH TỐN BẢN ĐÁY BỂ TIÊU NĂNG
IV.1 Tính ổn định đáy bể
IV.2 Tính tốn kết cấu đáy bể tiêu năng
IV.3 Tính tốn bố trí thép cho đáy bể
(41)IV.1 Tính ổn định đáy bể
Mục đích:
Kiểm tra ổn định trượt, lật, đẩy Ở đây tính tốn việc kiểm tra ổn định trượt.
Các bước tính tốn:
Bước 1: Xác định trọng tâm đáy bể.
Bước 2: Tính khối lượng ứng suất đáy móng (chỉ xét trường hợp thi cơng xong).
(42)Bước 1: Xác định trọng tâm đáy:
(43)Bước 2: Tính khối lượng ứng suất đáy móng (chỉ xét trường hợp thi công xong).
* Tính khối lượng:
- Khối lượng đáy bể tiêu năng:
(44)- Khối lượng tường cánh
G3
→ Độ lệch tâm bể:
P M e
(45)G3
(46)Bước 3: Tính khả chịu tải đất nền
0
* Do cơng trình có khả bị trượt theo phương dịng chảy, ta xem bề rộng móng bằng: B = Lb
* Ở đáy bể có khả trượt sâu khơng có tải trọng ngang
* Theo quy phạm TCXD 45-70 sức chịu tải tính theo cơng thức sau:
Rtc = m* [ ( A *b + B * h )* + D*c ]
Nhận xét:
→ Nền đủ khả chịu tải; khơng cần có biện pháp xử lý Nhưng để an tồn ta đóng cừ tràm 25 cây/m2
tc
tb R
(47)IV.2 Tính tốn kết cấu đáy bể tiêu năng
Tính tốn theo phương pháp dầm trên đàn hồi.
(48)IV.2 Tính toán kết cấu bản đáy bể tiêu năng Phạm vi áp dụng
- Đất có tính nén trung bình - Lớp đất có chiều dày chịu nén lớn - Tính cho loại móng
* Đây phương pháp tính tốn
(49)IV.2 Tính tốn kết cấu bản đáy bể tiêu năng Các trường hợp tính tốn:
Mới thi cơng xong.
Trường hợp vận hành bình thường.
Các bước tính tốn
- Xác định tải trọng tác dụng: Lập bảng tính ứng suất đáy tường cánh
(50)IV.2 Tính tốn kết cấu bản đáy bể tiêu năng * Xét dải rộng b = 1m tra bảng
Gorbunop-Povadop lập sẵn ứng với tải trọng Các trị số nội lực M, Q phụ thuộc vào độ cứng t dải:
3 10 h l E E t Trong đó:
h chiều cao dải;
l nửa chiều dài dải;
E0 mođun biến dạng đất
E mođun đàn hồi bê tông
(51)IV.2 Tính tốn kết cấu bản đáy bể tiêu năng
M M
(52)(53)IV.3 Tính tốn bố trí thép cho đáy bể
Các bước tính tốn trình bày phần tính thép cho tường cánh
IV.4. Tính toán kiểm tra theo khả
năng chống nứt đáy
Các bước tính tốn trình bày phần tính tốn kiểm tra theo khả
chống nứt cho tường cánh
(54)(55)(56)