Bảng 4.14: Tính chiều dài nước rơ
4.4. Lựa chọn cấu tạo các bộ phận tràn
4.4.1. Kênh dẫn thượng lưu
Kênh dẫn TL có mặt cắt hình thang dùng để dẫn nước từ hồ chứa vào ngưỡng tràn, các thông số của kênh như sau:
+ hệ số mái kênh: m =1.5; độ dốc kênh: i = 0
+ bề rộng đáy kênh mở rộng dần, cửa vào kênh Bkmax = 40m sau đó thu hẹp dần về phía ngưỡng tràn, gần tường cánh TL có Bk = 20.6m.
+ cao trình đáy kênh: +96.7m + chiều dài kênh L = 300m 4.4.2. Tường cánh thượng lưu
Tường cánh và sân trước ngưỡng làm nhiệm vụ hướng dòng chảy thuận vào ngưỡng tràn và bảo vệ bờ đất hai bên. Có các thông số sau:
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 76 Ngành Kỹ thuật công trình
+ chiều dài tường cánh Lt = 20m, góc mở cánh là = 160
+ chiều cao tường tăng dần theo hướng dòng chảy, cao nhất bằng đỉnh đập. + chiều dày tường thiết kế theo dạng chống lại áp lực nước tác dụng lên tường, do đó chiều dày tường tăng dần từ trên xuống dưới (0.5m1m)
+tường làm bằng BTCT M200, tách rời bản đáy sân trước Sân trước ngưỡng có các thông số sau:
+ cao trình bằng cao trình đáy kênh dẫn TL = +96.7m
+ chiều dài bằng 20m, làm bằng BTCT M200, chiều dày bản đáy là 1m.
Hình 4.5: Sơ đồ bố trí tường cánh thượng lưu
4.4.3. Đoạn ngưỡng tràn
4.4.3.1. Ngưỡng tràn
+ cào trình ngưỡng : +96.7m + chiều dài ngưỡng : 18m + bề rộng ngưỡng : 15.6m + chiều dày bản đáy : 2.5m + ngưỡng tràn chia làm 2 khoang tràn nước 2x7m, làm bằng BTCT M200. 4.4.3.2. Trụ pin (mố trụ)
Bề rộng tràn tương đối lớn nên để giảm khối lượng cửa van và tăng ổn định cho tràn và cầu giao thông phía trên ta bố trí một trụ pin chính giữa tràn chia tràn thành 2 khoang với kích thước bề rộng mỗi khoang là 7m. Cao trình đỉnh trụ pin bằng cao trình đỉnh đập.
+ chiều dài trụ pin : 18m
+ chiều dày trụ pin : 1.6m. mố lượn tròn.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 77 Ngành Kỹ thuật công trình
4.4.3.3. Trụ bên
Trụ bên thiết kế chịu áp lực đất nên mặt cắt trụ bên có dạng tường chắn đất. + chiều dài trụ bên : 18m
+ chiều dày : phía trên đỉnh là 0.5m 4.4.3.4. Cầu giao thông
Để thuận tiện cho việc đi lại trong quá trình quản lí, vận hành ta bố trí cầu giao thông. Cầu giao thông được bố trí phía cuối ngưỡng tràn để không cản trở việc vận hành cửa van cung và thả phai. Các kích thước được thể hiện trong hình vẽ :
Hình 4.6: Kích thước mặt cắt ngang cầu giao thông
4.4.3.5. Cửa van
Để giảm lực đóng mở cửa van ta chọn cửa van cung. Cửa van cung là loại cửa van có bản chắn nước cong mặt trụ. Sau tấm chắn nước là hệ thống dầm tựa vào càng, chân càng tựa vào trục quay gắn vào trụ. Chuyển động khi nâng hoặc hạ cửa van là chuyển động quay.
- Ưu điểm : lực mở nhỏ, mở nhanh và dễ dàng, điều tiết lưu lượng khá tốt, dòng chảy thuận, trụ có thể làm mỏng so với van phẳng vì khe van nông. - Nhược điểm : cấu tạo phức tạp, đặc biệt là tai và càng van.
Cửa van được thiết kế theo điều kiện cấu tạo sau :
+ chiều rộng cửa van bằng chiều rộng cửa tràn nước của mỗi khoang, Bv=7m. + chiều cao van: lấy cao hơn MNDBT khoảng an toàn a = 0.5m, vậy Hv=7m. + bán kính cong : lấy trong khoảng (1.21.5)Hv = 8.4m 10.5m. Chọn bán kính cong của cửa van Rv = 9.5m.
+ trọng lượng mỗi cửa van : G1v = 1500*F* (N)
Trong đó : F là diện tích bản mặt chắn nước, được tính theo công thức sau : F = *2*Rv*Bv = *2*3.14*9.5*7 = 52.2025m2
Với : – góc tại tâm cung bản chắn nước, = 450
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 78 Ngành Kỹ thuật công trình
Vậy : G1v = 1500*52.2025* = 210477.36 (N) = 21.05 (tấn) Vậy ta có : = 2*21.05 = 42.1 (tấn)
Điểm đặt của trọng tâm cửa van nằm trên đường phân giác của góc ở tâm bản mặt và cách tâm bản mặt một đoạn l0 = 0.8Rv = 0.8*9.5 = 7.6m.
Khoảng cách theo phương ngang từ trọng tâm Gv đến tâm quay O là : lv = l0* = 7.6* = 7.02m
4.4.3.6. Cầu công tác
Cầu công tác là nơi đặt máy đóng mở cửa van. Cầu công tác phải đảm bảo khi kéo hết cửa van lên vẫn còn một khoảng trống đủ để đưa van ra khỏi vị trí tràn khi cần thiết. Kết cấu cầu công tác bao gồm bản mặt, các dầm đỡ, các cột trụ. Cao trình đỉnh cầu công tác phụ thuộc vào kích thước cửa van, cao trình đỉnh trụ, kích thước dầm, bản mặt cầu công tác … Tính cao trình đỉnh cầu công tác theo công thức sau :
= + Hv + d + a
+ : cao trình đáy cửa van ở vị trí cao nhất khi mở hoặc khi lắp ráp, sửa chữa. = MNLTK + 0.5 = 105.98 + 0.5 = 106.48m
+Hv : chiều cao cửa van, Hv = 7m
+d : kích thước bộ phận chuyển động, dầm, bản mặt cầu công tác, chon d =1m +a : độ cao an toàn, lấy a = 0.5m
Vậy : = 106.48 + 7 + 1 + 0.5 = 114.98m, bề rộng cầu ta chọn b = 3m. 4.4.3.7. Cầu thả phai
Bố trí ở phía trước cửa van. Trên cầu thả phai bố trí đường ray cho cần cẩu thả phai. Không gây cản trở việc vận hành cửa van.
4.4.4. Dốc nước
Dốc nước nối tiếp ngay sau ngưỡng tràn có các thông số thiết kế sau : + mặt cắt ngang chữ nhật, chia làm 4 đoạn, mỗi đoạn dài = 20m + chiều dài : L = 80m, chiều rộng : Bd = 15.6m.
+ độ dốc đáy : i = 0.08
+ cao trình đầu dốc : = 96.7m, cao trình cuối dốc : = 90.3m + chiều dày bản đáy dốc nước : t = 0.7m
+ dốc nước được làm bằng BTCT M200
+ tường bên dốc nước làm bằng BTCT M200, nối liền với trụ bên của tràn.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 79 Ngành Kỹ thuật công trình
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 80 Ngành Kỹ thuật công trình
4.4.5. Tiêu năng
Sử dụng tiêu năng kiểu phóng xa có máng phun, có các thông số thiết kế : + độ dốc mũi phun : i = 0.2
+ chiều dài mũi phun : L = 3m + chiều sâu hố xói : dh = 9.45m + chiều dài đáy hố xói : bh= 13.5m + chiều dài miệng hố xói : Bh = 48.5m
+ hệ số mái hố phía TL m1 = 2.2, mái HL m2 = 1.5 4.4.6. Kênh hạ lưu
Kênh hạ lưu có mặt cắt hình thang, dài khoảng 1000m, có các thông số sau : + hệ số mái kênh : m = 1.5m + bề rộng đáy kênh : Bk = 22m + cao trình đáy kênh : +81.05m + độ dốc kênh : i = 0.0005 4.4.7. Bố trí khớp nối và khe lún
+ khe lún : được bố trí để các bộ phận của tuyến tràn làm việc độc lập nhau, tránh mất ổn định của toàn tuyến tràn khi mộ bộ phân gặp sự cố. Khe lún còn có ích cho việc phân chia khoảnh đổ tránh phát sinh khe lạnh khi thi công.
+ khớp nối : bao gồm các khớp nối ngang và khớp nối dọc được bố trí tại các vị trí của khe lún, làm nhiệm vụ liên kết các bộ phận liền kề và chống thấm.