Bảng 4.14: Tính chiều dài nước rơ
7.2. Tài liệu cơ bản và yêu cầu thiết kế
7.2.1. Tài liệu cơ bản
7.2.1.1. Vị trí và kết cấu cống ngầm
Cống ngầm được đặt ở phía bờ phải của đập, cửa vào của cống cách tháp van 37m, cửa ra của cống cách tháp van 67.5m.
Đáy cửa vào của cống được đặt ở cao trình +92m, đáy cửa ra đặt ở cao trình +91.58m, tổng chiều dai của cống là 104.5m.
Cống dạng cống hộp được làm bằng BTCT M200, mặt cắt ngang có các kích thước như hình 6.7 ở phần trên.
Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu: =1.98 T/m3, =2.04 T/m3, =150
Chiều dày vậy liệu quanh cống (đều 4 phía): t = 0.5m, = 2.4 T/m3
7.2.1.2. Các lực tác dụng lên cống trong trường hợp tính toán
Vì là cống hộp nên ta tính cho 1m chiều dài cống như sau:
Muc nuoc ngam
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 125 Ngành Kỹ thuật công trình
;/
Hình 7.1: Sơ đồ các lực tác dụng lên cống
*Xác định đường bão hòa trong thân đập
Hình 7.2: Sơ đồ tính thấm tại vị trí đặt cống
Tính theo phương pháp giải tích bằng cách giải thử dần hệ phương trình sau: q = kd*; q = kd*
Trong đó:
+ H1 : chiều sâu nước trước đập, H1= 105.98 – 92 = 13.98m
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 126 Ngành Kỹ thuật công trình
+ H2 : chiều sâu nước hạ lưu , H2 = 0m + kd = 5*10-8m/s
+ L = L1 + L – m2*a0, L = = = 6.058m, L1 = 16.325m Giải hệ trên ta được: q = 2.183*10-7m/s, a0 = 4.366m Phương trình đường bão hòa: y = =
Tại mặt cắt giữa đỉnh đập có x = 14.483m, độ cao đường từ cao trình đặt cống đến đường bão hòa theo phương thẳng đứng là Z2 = 8.305m. Từ đó tính được độ cao từ vị trí giữa đỉnh đập xuống đường bão hòa là: Z1 = 107.8-92-8.305 = 7.495m 7.2.1.3. Áp lực đất đắp
*Trên đỉnh (lực phân bố đều): q1= k()
Ở đây lấy k = 1(theo dữ liệu lấy hm Hc), = = 1.98 KN/m3, = = 1.04 KN/m3. Thay vào được ta có q1 =1*(7.495*1.98+8.305*1.04) = 23.48 T/m
*Hai bên biểu đồ phân bố hình thang với trị số:
+ trên đỉnh: p1 = q1*tan2(450 - )= 23.48*tan2(450 - ) = 13.82 T/m
+ p1’ = (q1 + )*tan2(450 - )= (23.48+1.04*3.5)*tan2(450 - ) =15.97 T/m
Ở đây: H = Hc + 2*t = 2.5 + 2*0.5 = 3.5m
7.2.1.4. Áp lực nước bên ngoài cống (trong cống không có nước)
+ trên đỉnh: q2 = *Z2 = 1*8.305 = 8.305 T/m + hai bên: p2 = *Z2 = 1*8.305 = 8.305 T/m p2’ = *(Z2 + H) = 1*(8.305+3.5) = 11.805 T/m + dưới đáy: q3 = *(Z2 + H) = 1*(8.305+3.5) = 11.805 T/m 7.2.1.5. Trọng lượng bản thân cống + tấm nắp: q4= *t = 2.4*0.5 = 1.2 T/m + tấm bên: q5 = *t = 2.4*0.5 = 1.2 T/m + tấm đáy:q6 = *t = 2.4*0.5 = 1.2 T/m
7.2.2. Sơ đồ lưc cuối cùng
7.2.2.1. Các lực phân bố thẳng đứng
+ phân bố trên đỉnh: q = q1 + q2 + q4 = 23.48+8.305+1.2 = 32.985 T/m
+ phân bố hai bên thành cống: q5 = 1.2 KN/m
Muc nuoc ngam
Mat day dap
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 127 Ngành Kỹ thuật công trình
+ phân bố dưới đáy cống. Xác định theo phương trình cân bằng lực phương thẳng đứng: qn= q+2*q5* = 32.985 + 2*1.2* = 36.41 T/m
7.2.2.2. Các lực nằm ngang
+ bộ phận đều: p = p1 + p2 = 13.82 + 8.305 = 22.125 KN/m
+ bộ phận tuyến tính: có trị số ở đỉnh bằng 0 và trị số ở đáy: ptt = p1’ + p2’ – p = 15.97 + 11.805 – 22.125 = 5.65 T/m
Ta có sơ đồ lực cuối cùng như sau:
Hình 7.3: Sơ đồ lực tổng hợp tác dụng lên thân cống Bảng 7.1: Giá trị các lực tác dụng lên cống Thành phần lực Ký hiệu Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số lệch tải Tải trọng tính toán Áp lực đất trên đỉnh cống q1 (KN/m) 23.48 1,1 25.83 Áp lực nước trên đỉnh cống q2 (KN/m) 8.305 1 8.305 Áp lực nước dưới đáy cống q3 (KN/m) 11.805 1 11.805 Trọng lượng bê tông tấm nắp q4 (KN/m) 1.2 1,05 1.26 Trọng lượng bê tông tấm bên q5 (KN/m) 1.2 1,05 1.26 Trọng lượng bê tông tấm đáy q6 (KN/m) 1.2 1,05 1.26 Áp lực đất hai bên thành cống p1 (KN/m) 13.82 1,2 16.58 Áp lực đất hai bên thành cống p1’ (KN/m) 15.97 1,2 19.16 Áp lực nước hai bên thành cống p2 (KN/m) 8.305 1 8.305 Áp lực nước hai bên thành cống p2’ (KN/m) 11.805 1 11.805
Lực thẳng đứng trên đỉnh q (KN/m) 32.985 1,1 36.284 Lực nằm ngang phân bố đều p (KN/m) 22.125 1,2 26.55
Lực nằm ngang tuyến tính ptt (KN/m) 5.65 1,2 6.78 Lực thẳng đứng dưới đáy qn (KN/m) 36.41 1.05 38.23 Lực thằng đứng phân bố hai bên q5 (KN/m) 1.2 1.05 1.26
Hệ số lệch tải n tra theo bảng B.2 QCVN 04-05-2012
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 128 Ngành Kỹ thuật công trình