MC tớnh toỏn TH tớnh toỏn Jxy ra max [Jra ] Qđơnvị (m3/s.m)
CHUYấN ĐỀ ỔN ĐỊNH NGƯỠNG TRÀN.
4.TÍNH TOÁN CHO CÁC TRƯỜNG HỢP.
Sơ đồ tớnh toỏn: 212,00 208,40 w wd1 1 ws w2 wd2 Ggt Pn G Fd wdn wth w2cv Gcv Xỏc định cỏc lực tỏc dụng lờn tràn:
Ta tiến hành xỏc định cỏc lực tỏc dụng lờn tràn trong cả hai trường hợp bao gồm: ỏp lực thủy tĩnh, ỏp lực súng, ỏp lực thấm, ỏp lực đất, ỏp lực đẩy nổi, trọng lượng tràn và cỏc
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang : 178
thiết bị bố trớ trờn tràn, ỏp lực cột nước lờn tràn (TH1) và xỏc định cỏc lực tăng thờm do cú động đất (TH3).
a.Áp lực thủy tĩnh:
-Áp lực nước ngang ở thượng lưu :
W1 = .γn..B = .(207-177)2.94,5 = 42525 (T).
Điểm đặt lực W1 cỏch đỏy một khoảng bằng: .H1 = 10m.
Trong đú: H1 là cột nước tớnh từ thượng lưu đến chõn khối trượt giả thiết. B là bề rộng ngang của tràn kể cả mố trụ và mố
-Áp lực nước ngang ở hạ lưu:
W2 = .γn..B = .(187,68-171,50)2.94,5 = 12369,69 (T). Điểm đặt W2 cỏch đỏy một khoảng bằng: .h2 = 5,39m.
-Áp lực thẳng đứng cú chiều từ dưới lờn trờn tỏc dụng vào cửa van: W2cv = γn.B.F = 89.20 = 1780 (T).
Trong đú F là diện tớch tớnh toỏn phớa trờn van cung.
-Lực do trọng lượng bản thõn khối nước trước cửa van tỏc dụng lờn ngưỡng: Pn = γn.B.Fn = 89.139 = 12371 (T).
Trong đú: Fn là diện tớch khối nước trước cửa van giới hạn bởi mặt phẳng thượng lưu của tràn.
b.Áp lực súng.
Trị số ỏp lực súng lớn nhất tỏc dụng lờn mặt đập: Ws = Kd. γn.h. (+ ).B
Trong đú:
chiều cao cột nước trước tràn.
h chiều cao súng ứng với mức đảm bảo tương ứng 1%, h=1,9m Kd hệ số, Kd = f(;) tra phụ lục 2-4 c đồ ỏn mụn học, Kd = 0,23
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang : 179
Suy ra : Ws = 0,23.1.1,9.(30+).94,5= 1278,13 (T). Momen lớn nhất do súng gõy ra:
Mmax = Km. γn.h( + + ).B
Với Km hệ số tra ở phụ lục 2-4 d ( đồ ỏn mụn học ), ta cú : Km = 0,23. Suy ra Mmax = 0,23.1,9.( + + ).94,5 = 19785,22 (T.m)
Điểm đặt cỏch đỏy một khoảng bằng: = = 15,48m. c.Áp lực thấm.
Do chờnh lệch cột nước thượng hạ lưu nờn phỏt sinh dũng thấm từ thượng lưu về hạ lưu cụng trỡnh gõy nờn ỏp lực thấm ở đỏy cụng trỡnh.
Biểu đồ lực thấm đẩy ngược được coi như gần đỳng cú dạng tam giỏc với giỏ trị lớn nhất được tớnh theo cụng thức :
Wth = . γn..H.L.B
hệ số cột nước thấm cũn lại sau màng chống thấm: = 0,5 cột nước thấm chờnh chờnh lệch thượng hạ lưu, H = 19,32m. Suy ra Wth = .0,5.19,32.94,5.35 = 15975 (T).
Điểm đặt của Wth cỏch mộp hạ lưu đập 1 khoảng 23,3m. d.Áp lực đất.
Do tràn đặt trờn nền đỏ, mặt tiếp xỳc giữa tràn và nền đỏ cú biến dạng thăng đứng nờn ỏp lực đất thượng hạ lưu hầu như khụng cú. Vỡ vậy ta sẽ khụng tớnh toỏn ỏp lực đất thượng hạ lưu lờn tràn.
e.Áp lực đẩy nổi.
Wđn = γn.h2.L.B. = 1.16,18.35.94,5 = 53515,35 (T). f.Trọng lượng bản thõn ngưỡng tràn: Gđ = F.γb.B Trong đú: F diện tớch mặt cắt đập tràn F = 397 m2 Đồ ỏn tốt nghiệp Trang : 180 180
γb là trọng lượng riờng của vật liệu cấu tạo tràn : γb = 2,5 (T/m3). Suy ra : Gđ = 397.2,5.94,5 = 93791,25 (T).
.) trọng lượng cửa van:
Theo cụng thức của A.R.Bờrờzinkin Gcv = 1500.Fcv. (N) Trong đú: Fcv là diện tớch mặt chắn nước của một cửa van: Fcv = .2.П.R. = .2.3,14.18,3. = 143,66 (T)
Suy ra: Gcv = 1500.143,66. = 746038,24 (N) = 74,60 (T).
Điểm đặt trọng tõm G theo kinh nghiệm nằm trờn đường phõn giỏc của gúc tại tõm cung bản chắn nước và cỏch tõm cung một đoạn xỏc định theo cụng thức:
l = 0,8R = 0,8.18,3 = 14,64m. .)Trọng lượng trụ pin và trụ biờn. Gtrụ = γb(Fp.dp + Fb.db).
Trong đú: Fpdiện tớch trụ pin, Fb diện tớch trụ biờn
Suy ra :Gtrụ = 2,5(3.855,5.3 + 2.855,5.2,5 + 855,5.2,5 + 855,5.3) = 41705,63 (T). .)Trọng lượng cầu cụng tỏc: Gct = γb.Vct = 2,5.15.94,5 = 3543,75 (T).
.)Trọng lượng cầu giao thụng: Ggt = γb.F.B = 2,5.20.94,5 = 4725 (T). .)Trọng lượng cầu thả phai: Gph = γph.Fph.B = 2,5.16.94,5 = 3780 (T). g.Lực sinh ra khi động đất:
-Lực quỏn tớnh động đất Fđ = kc.α.G
Kc là hệ số động đất, ứng với động đất cấp 7 thỡ kc = 0,025 α là hệ số đặc trưng động đất α = 1 + 0,5. = 1 + 0,5 = 1,5
với h1, h2 lần lượt là khoảng cỏch từ điểm tớnh toỏn và từ trọng tõm cụng trỡnh đến nền. Ta lấy h1 = h2. G là trọng lượng cụng trỡnh G = Gđ + 5.Gcv + Gtrụ + Gct + Ggt + Gph = 93791,25 + 5.74,60 + 41705,63 + 3543,75 + 4725 + 3780 = 147918,63 (T) Đồ ỏn tốt nghiệp Trang : 181 181
Suy ra : Fđ = 0,025.1,5.147918,63 = 5546,95 (T).
Lực quỏn tớnh động đất cú điểm đặt tại trọng tõm mặt cắt tớnh toỏn, cú chiều từ thượng lưu về hạ lưu.
-Áp lực nước tăng thờm khi cú động đất:
Wđ1 = .kc.γn..B = .0,025.302.94,5 = 1063,125 (T). Wđ2 = .kc.γn..B = .0,025.16,182.94,5 = 309,24 (T). Bảng CĐ.1.Kết quả xỏc định cỏc lực tỏc dụng lờn tràn T T Lực TRị số Lo Mo Lb Mcl Mgl Pi Qi n Pitt Qitt m (T.m) m (T.m) (T.m) ↓(+) →(+) ↓(+) →(+) 1 W1 42525 1 42525 10 425250 15.5 659137.5 2 w2 12369.7- 1 -12369.7 0.11 -1360.67 5.39 66672.63 3 w2cv -1780 1 -1780 7.9 14062 25.4 45212 4 Pn 12371 1 12371 14.2 -175668 31.7 392160.7 5 Ws 1278.13 1 1278.13 15.48 19785.45 20.98 26815.17 6 Wth -15975 1 -15975 5.8 92655 23.3 372217.5 Đồ ỏn tốt nghiệp Trang : 182 182
7 Wdn 53515.4- 1 -53515.4 0 0 17.5 936518.68 Gd 93791.3 1.05 98480.81 4.3 -423467 21.8 2146882 8 Gd 93791.3 1.05 98480.81 4.3 -423467 21.8 2146882 9 Gcv 74.6 1.2 89.52 7.8 -698.256 25.3 2264.856 10 Gtru 41705.6 1.05 43790.91 10.2 446667.3 7.3 319673.7 11 Gct 3543.75 1.05 3720.938 3.8 -14139.6 15.8 58790.81 12 Ggt 4725 1.05 4961.25 6.8 33736.5 10.7 53085.38 13 Gph 3780 1.05 3969 14.5 -57550.5 32 127008 14 Fd 5546.95 1.1 6101.645 8.2 50033.49 13.7 83592.54 15 Wd1 1063.13 1.1 1169.438 10 11694.38 15.5 18126.28 16 Wd2 309.24 1.1 340.164 0.11 -37.418 5.39 1833.484 Trường hợp 1 96113.08 31433.44 359271.6 3166538 2039901 Trường hợp 3 96113.08 39044.69 420962 3168371 2141620