Các lực đứng
Bao gồm trọng lượng cầu giao thông, cầu công tác,cửa van,tường ngực, mố cống, bản đáy,nước trong cống (nếu có), phần đất giữa 2 chân khay (trong phạm vi khối trượt) và các lực đẩy ngược (thấm thuỷ tĩnh) .
Trọng lượng bản đáy Chiều rộng bản đáy cống B = ∑b + ∑dg + ∑db = 12 + 1 + 1 = 14 m. Diện tích mặt cắt ngang F = 15.1 + 2.(1+0,5).0,5 2 = 15,75 m2 Thể tích bê tông V = F.B = 15,75.14 = 220,5 m3 Trọng lượng bản đáy G1 = b.V = 2,4.220,5 = 529,2 T Trọng lượng trụ giữa
Chiều cao trụ pin H = 8,4 – (-1) = 9,4 m.
Diện tích mặt cắt F = 1.12 + .0,52 = 12,785 m2
Thể tích trụ V = H.F = 9,4.12,785 = 120,179 m3
Trọng lượng trụ giữa G2 = b.V = 2,4.120,179 = 288,430 T
Trọng lượng trụ bên
Chiều cao trụ bên cũng là chiều cao trụ pin H = 9,4 m 0.5 0.5
0.5
15.0
1.5
Diện tích mặt cắt F = 12.0,52+ 12.0,5 = 6,393 m2
Trọng lượng trụ bên G3 = b.F.H = 2,4.6,393.9,4 = 144,215 T
Trọng lượng cầu giao thông
Chiều dài của cầu là L = 17 m. Diện tích mặt cắt ngang của cầu
F = 6.0,3 + 2.0,4.0,5 +2.0,4.0,55 + 2.0,8.0,05 = 2,72 m2
Thể tích cầu giao thông V = L.F = 17.2,72 = 46,24 m3
Trọng lượng cầu giao thông G4 = b.V = 2,4.46,24 = 110,976 T
Trọng lượng cầu công tác Chiều dài cầu công tác L = 14 m Diện tích mặt cắt
F = 3.0,3 + 2.3.0,2 + 2.1,65.0,3 + 2.2,2.0,3+ 2.1,95.0,3 = 5,58 m2
Thể tích cầu công tác: V= F.L = 14.5,58 = 78,12 m3
Trọng lượng cầu công tác: G5 = 2,4.78,12 = 187,49 T
Trọng lượng cửa van
Cửa van làm bằng thép : Gcv = g.H.l0
Trong đó
l0 là chiều rộng cửa van, l0 = bv + 0,3 = 6 + 0,3 = 6,3 m H là chiều cao cửa van, H = Zđt + 0,5 = 4,16 + 0,5 = 4,66 m Hc là cột nước tính toán tại tâm lỗ cống, H0 = 2,08 m
g là trọng lượng phần động của cửa van phẳng tính cho1m2 lỗ cống. 1m2 lỗ cống. g = 600(√3 Hc. l02 – 1) = 600(3 √2,08.6,32 – 1) = 2012,559 N/m2 0.50 0.05 0.50 6.00 0.10 0.80 5.20 0.40 0.40 0.30 6.50 1.95 2.20 1.95 3.00 0.30 0.20 2.40
Hình 13 Kích thước của cầu giao thông
Hình 14
Trọng lượng cửa van Gcv= g.H.l0 = 2012,559.4,66.6,3 = 59084,7 N = 6,025 T Trọng lượng 2 cửa van G6 = 2Gcv = 2.6,025 = 12,05 T
Trọng lượng nước trong cống Trọng lượng nước phía thượng lưu
GnTL= G7 = V. n = 12.2,984.7,30.1 = 261,398 T Trọng lượng nước phía hạ lưu
GnHL=¿G7’ = V. n = 12.10,782.1,92.1 = 248,147T
Áp lực thấm đẩy ngược
Gthấm = G8 = Wthấm .(∑b + ∑d) = 27,741.(12 + 2) = 388,369 T
Áp suất thủy tĩnh
Gthủy tỉnh = G9 = Wtt.(∑b + ∑d) = 43,80.(12 + 2) = 613,2 T
Trọng lượng phần đất giữa 2 chân khay Thể tích khối đất V = 13+214 .0,5.14 = 94,5 m3
Trọng lượng riêng của đất bão hoà
bh =k + ε+ε1 . n = 1,52 + 0,610,61+1 . 1 = 1,9 T/m3
Trọng lượng riêng khối đất G10 = 1,9.94,5 = 179,55 T Trọng lượng tường ngực
Chiều cao tường ngực H = 4,24 m
Diện tích mặt cắt F = 4,24.0,2 + 2.0,2,0,2 = 0,928 m2
Thể tích trụ V = ∑b.F = 0,928.12 = 11,136 m3
Trọng lượng tường ngực
G11 = b.V = 2,4.11,136 = 26,726 T
Các lực ngang
Áp lực nước thượng, hạ lưu; áp lực đất chủ động ở
chân khay thượng lưu (Ectl), áp lực đất bị động ở chân khay hạ lưu (Ebhl).
Áp lực nước thượng lưu Xác định theo áp lực thủy tĩnh E12 = 12 .n . Htl2.b = 12 .1.7,302.12 = 319,14 T 4.24 0.40 0.20 0.20 Hình 15
Áp lực nước hạ lưu Xác định theo áp lực thủy tĩnh
E13 = 12 . n . Hhl2.b = 12 .1.1,922.12 = 22,118 T b) Xác định áp lực đáy móng
Theo sơ đồ nén lệch tâm
= ∑P
F + ∑M0 W
Trong đó :
∑P là tổng lực đứng
∑M0là tổng momen các lực tác dụng lên mảng lấy đối với tâm mảng F là diện tích đáy mảng
W là mô đun chống uốn của đáy mảng
TT Lực Tác Dụng Kí Hiệu
Trị Số Momen Với Tâm O
(+)P (tấn) (-)Q (tấn) CT Đòn (m) Mo (m) 1 Bản đáy G1 529,2 0 0 2 Trụ giữa G2 288,430 0 0 3 Trụ bên G3 144,215 0 0
4 Cầu giao thông G4 110,976 -2,421 -268,673
5 Cầu công tác G5 187,488 3,416 640,459 6 Cửa van G6 12,05 3,416 41,163 7 Nước trong cống ở TL G7 361,398 6,0008 1570,482 8 Nước trong cống ở HL G7’ 248,817 -2,109 -523,912 9 Áp lực thấm G8 -388,369 2,5 -970,922 10 Áp lực thuỷ tĩnh G9 -613,2 0 0 11 Đất chân khay G10 179,55 0 0 12 Tường ngực G11 26,726 4,779 127,725
TT Lực Tác Dụng Kí Hiệu
Trị Số Momen Với Tâm O
(+)P (tấn) (-)Q (tấn) CT Đòn (m) Mo (m) 13 Áp lực nước TL E12 -319,74 2,973 -950,587 14 Áp lực nước HL E13 22,118 1,18 26,1 Tổng 986,882 -297,622 -308,165 Bảng 6 Kết Quả Tính Toán các Lực Tác Dụng
Theo sơ đồ nén lệch tâm,
max = ∑P F + ∑Mo W = ∑P F . (1 + 6.e0 B ) min = ∑FP - ∑Mo W = ∑FP . (1 - 6.e0 B ) Trong đó ∑Plà Tổng các lực đứng
∑Molà tổng mômen của các lực tác dụng lên mảng lấy đối với tâm đáy mảng O W là modun chống uốn của đáy mảng
F là diện tích đáy mảng, F = B.L = 14.15 = 210 m2 e0 là độ lệch tâm, e0 = ∑Mo ∑P = −986,882308,165 = - 0,312 Vậy max = 986,882210 . (1 + 6.0,31214 ) = 5,328 T/m2 min = 986,882210 . (1 - 6.0,31214 ) = 4,071 T/m2 tb = σmax+σmin 2 = 5,328+24,071 = 4,699 T/m2
Ta có sơ đồ phân bố tải trọng đáy móng
4,071 T/m2
c) Tính toán trượt phẳng
Ổn định của cống về trượt dược đảm bảo khi:
nc.Ntt ≤ Km
nR (*) Trong đó
nc là hệ số tổ hợp tải trọng, nc = 1 m là hệ số điều kiện làm việc, m = 1 Kn là Hệ số tin cậy = 1,2
CI là lực dính đợn vị của đất nền, CI = 0,3 T/m2
Ntt là giá trị tính toán của lực tổng quát gây trượt
Ntt = TTL – THL = 319,14 – 22,118 = 297,622 T R là giá trị tính toán của lực chống giới hạn
R = ∑P.tg1 + F.CI = 986,882.tg18 + 210.0,3 = 383,657 T Thay vào (*) ta được
nc.Ntt = 297,622 ≤ Km
nR = 319,714
Phần III. Kết Luận
Qua đồ án này em đã hiểu rõ công việc thiết kế công trình thuỷ lợi nói chung và quy trình thiết kế một cống lộ thiên phục vụ yêu cầu tưới tiêu nói riêng. Và những yêu cầu kỹ thuật trình quá trình thíêt kế.
Trên đây là toàn bộ nội dung đồ án mà em đã được giao. Do trình độ có hạn nên trong quá trình làm bài không tránh khỏi những sai sót chủ quan, em rất mong có được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để em có điều kiện khắc phục những sai sót đã mắc phải.
Cuối cùng em chân thành cảm ơn cô đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.