Nghiên cứu tính toán và thiết kế kết cấu đập bản lật tự động hình thức mới

TỎNG QUAN VE CUA VAN TỰ LAT

Hệ thống đồng mở cửa van thông thường gồm các loại như đóng mở kiểu vít ~ đai ốc, bánh răng — thanh răng, thiết bị kiểu đây mém (cấp, xích) và đồng mở kiểu xilanh thủy lực. Việc lựa chọn nguyên lý, thiết bị đồng mở sao cho hợp lý, hoạt động an toàn, nhẹ nhàng, kinh tế và phử hop với điều kiện từng công trình là việc lim không dễ, đồi hỏi phái có nghiên cứu, tính toán, lựa chọn kỹ. "Với những công nghệ va các hình thức cửa van nói chung và cửa van tự lật nồi riêng đã duge nghiên cứu và ứng dụng trước đã „ tử những phần ch đánh giá ưu nhược điểm.

Việc áp dụng, xây dựng loại hình đập dâng cin đảm bao vận hành đơn giản thoát lũ nhanh và phải tự động đóng lại ngăn nước khi hết lũ, ngoài ra còn phải đảm bảo các yêu. Khi mực nước thượng lưu hạ đến đấy cửa, của van tự động quay về vit đông để ti tuc chức năng chắn nước, Qua nhiều năm loại cửa van này từng bước được cải tiên như thêm cơ cầu cin để khốc phục nhược. “quá trình vận hành, cửa van trượt trên bánh lăn, thanh nỗi có tác dụng khổng chế chuyển động của của van đồng thời là hai điểm gối chịu lực, Hình 1-10 thể hiện quá tình làm việc của cửa van tự động kiểu bảnh lăn cỏ thanh nối khi ở trạng thái từ đóng sang mở.

“Tuy nhiên trong thực tế khỉ cửa van ở trạng thấi mỡ hoàn toàn, để quay lại vi trí đồng sẽ gặp nhiều khó khăn, thường sử dụng thêm hệ thống xi lanh thủy lực để day cửa van v6 vĩ trí đồng đồng thời giúp én định trong quả trình làm việc (Hình 1-13). Việc nghiên cửu và ứng dụng cửa van tự lt ở rong nước hiện nay không có nhiều, chủ yéu vẫn là của van kiễu cape đồng mỡ cường bước trong các công dang nước lớn, Một số công trình thủy điện nhỏ đã sử dung hệ thông cửa van tự lật như thủy điện Tả Lời 3. “Có thể nói đập dng là loại công trình chủ yéu ở các tỉnh trung du- miễn núi nước ta Địa hình lông suỗi thấp và hẹp, dn cư và sản xuất phân tin, nên quy mô đập ding miỄn núi thường nhỏ, nhiều nơi đập dâng <Im do dân sống quanh vùng tự đắp bằng đá xếp.

“THỊ (Hình 1-24): Khi căn van ở vị ví thẳng đồng lò xo không làm vig; kh cửa văn bit đầu chịu áp lực nước, bản mặt cửa van có xu hướng quay quanh trục cố định O về phía hạ lưu, lồ xo cũng đồng thời chịu kéo chống lại mô men do áp lực nước gây ra độ.

TINH TOÁN KET CAU CUA VAN TỰ LAT

— sóc nghiềng ca thanh truyền so với phương ngang (46) Li, Lạ — chiề dai trục khuỷu và thanh truyền (m). ‘Theo sơ đỏ Hình 2-2, quan hệ giữa độ cứng hệ lò xo với áp lực nước tác dụng vào bản. Thông số cơ bản của cửu van sử dụng hệ thông lò xo mắc néi tiếp.

(a) Xác định độ cứng lò xo khi cửa van ở trường hợp mực nước thượng lưu bằng định. (b) Xác định độ cứng lò xo trong trường hợp cửa van bắt đầu làm việc (khi cột nước trên. đnh của van bằng Z,). ANSYS là phần mềm phân tích mô phòng công trình đựa trên phương pháp phần tử.

ANSYS có khả năng mô phỏng tiếp xúc giữa các vật thể với hệ số ma sát bat kỳ, liên kết lò xo. Đối với liên kết lò xo trong kết cầu có thể sử dụng phần tử COMBIN14 với hai tham số đặc trưng là độ cổng k và hệ số cân Cụ. Đối với vấn đi xúc tại tác 6 trục, ANSYS hỗ trợ phần tử tiếp xúc mặt ~ mặt của.

Một phần tử mục tiêu và một phần tử tiếp xúc được gọi là một "cặp tiếp xúc”, chương trình. Đặc trưng cho vẫn đề tiếp xúc đó là độ cứng trên mặt tiếp xúc và hệ số ma sát giữa mặt tiếp xúc,. Đối với các bộ phận kết cấu sử dụng phin từ khối 20 điểm nút SOLIDIS6.

“Trọng lượng bản thân bản mặt của van được mô phỏng thông qua phần ti khối lượng. Do cửa van làm việc đối xứng nên chỉ xây dựng 1/2 mô hình cửa van. Các vị trí tiếp xúc tại các 6 trục được mô phỏng thông qua phần tử tiếp xúc.

ANSYS|

AP DỤNG KET CẤU CUA VAN TỰ LAT CHO CONG

“Trong phạm vi luận văn, các tính toán về sự cân bằng giữa áp lực nước tác dụng lên cửa. Do đó cin tiếp tục tiền hành Khảo sắt va kiểm soát các yếu ổ iên quan đến việc vận hank tự động của công nghệ. ~ Kết cầu cửa van ứng với vật liệu chế tao (bằng thép, bê tông cốt thép), xác định giới.

~ Kiểm soát mực nước tác dụng vào cửa van (6n định dâng nước vả tháo lũ khẩn cấp) có Xét đến ảnh hướng của mục nước hạ lưu, ảnh hưởng đến độ mỡ tối da của cửa van cũng. - Cách bổ trí lò xo hợp lý để tin dung được lực đàn hồi của lồ xo trong quả tỉnh kim việc dưới ác dụng lực của cửa van ảnh hưởng đến hình thức và cơ cầu chuyển động của. Va nghiên cứu hoàn thiện thi công lip đặt cửa van ban lặt tự động cho việc nẵng cấp, sửa chữa đập dâng hay trăn sự cổ trên cơ sơ kết qu thi công thử nghiệm công trình thục.

Phần tính toán trén là tỉnh toán các thông số cửa van với ba trường hợp mực nước thượng, lưu cụ thé để cia van bắt đầu hoạt động là mực nước thượng lưu cao hơn đính cửa van, mực nước thượng lưu bằng định cửa van va mực nước thượng lưu thấp hơn dinh cửa. ~ Xén một phần thân đập với kích thước yêu cầu (đốt với đập ding là đường tràn) để lắp cửa van tự động. Do các điều kiện công trình ngoài thực tế có thể có nhiều điểm khác so với các điều kiện nghiên cứu giả định được thực hiện trong phòng vi vậy củn tiếp tục tiền hành khảo sát và kiểm soát các yếu tổ liên quan đến việc vận hành tự động của công nghệ để phủ hợp.

Một trong những nội dung quan trọng để hoàn thiện công nghệ là cần xác định thêm các trang thai làm việc của hệ 1d xo trong hệ thống đồng. Ngoài ra các điều kiện công tình ngoài thực tẾ cổ thé có nhiều điểm khắc so với các .điều kiện nghiên cứu gia định được thực hiện trong phòng. “Các vấn để cin tip tục hoàn thiện của công nghệ là tập trang sâu vÈeơ chế cân bằng lực.

~ Ảnh hưởng của các cửa van trên cùng một công trình khi làm việc (bai toán không giam);. Với mục iêu chính của dự án nghiên cứu là hoàn thiện được cơ sở ý thuyết làm nên tảng cho việc xây dựng quy trình tính toán thiết kế thi công ứng dụng công nghệ cửa. [9] Giang Tha, Nguyễn Việt Hàng, Nguyễn Tin Hải, Vũ Hoàng Hưng, "Nghiên cứu đập ban lật tự động bằng thực nghiệm," Tạp chi Khoa học và Công nghệ Thủy li vol.