Báo Cáo áp dụng mô hình số trị tính xói cầu rồng sông hàn

ÁP DỤNG MÔ HÌNH SỐ TRỊ TÍNH XÓI CẦU RỒNG SÔNG HÀN
APPLYING NUMERICAL MODEL TO CALCULATE THE SCOUR
AT THE HAN RIVER DRAGON BRIDGE

SVTH: Võ Văn Dương, Nguyễn Hoàng Lâm
Lớp: 05X2B, Khoa Xây dựng Thuỷ lợi - Thuỷ điện, Trường Đại học Bách khoa
GVHD: GS.TS. Nguyễn Thế Hùng
Khoa Xây dựng Thuỷ lợi - Thuỷ điện, Trường Đại học Bách khoa

TÓM TẮT
Xói lở là một tiêu chuẩn rất quan trọng và cần thiết khi phân tích hệ thống công trình vượt
sông. Việc loại bỏ nhiều yếu tố quan trọng tác động lên dòng chảy trong quá trình mô hình hoá bài
toán dòng chảy thực tế của nhiều phương pháp tính xói hiện này đã làm cho kết quả tính toán theo
lý thuyết sai khác nhiều so với thực tế. Kết quả là trị số xói tính ra thường lớn hơn nhiều so với trị
số xói đo được trong thực tế ở các cầu. Trong bài viết này, các tác giả đã tính toán xói tại cầu
Rồng sông Hàn sử dụng trường vận tốc nhận được ở chương trình tính RIVER 2D, xây dựng từ
mô hình toán dòng chảy hai chiều ngang được giải theo phương pháp phần tử hữu hạn và mô
hình một chiều HEC-RAS để so sánh và đánh giá kết quả.
ABSTRACT
Erosion is a very important and essential standard when analyzing systems of river. The
exclusion of many important factors affected the flow pattern during flow of the problem more
realistic method of the calculating current erosion has made the calculation results under theory
false than reality. The result is usually calculated erosion values greater than the measured value
in actual erosion in the bridge. In this paper, the authors calculate the erosion in the Han River
Bridge Dragon by using velocity field from the program RIVER 2D calculated results, numerical
model constructed from two horizontal flow and explain the method of finite element and one-
dimensional model HEC-RAS to evaluate and compare the results.
1. Giới thiệu về cầu Rồng

Tây của 2 quận Sơn Trà và quận Hải Châu của thành phố Đà Nẵng.
666 m, gồm 8 nhịp với quy mô và đặc tính kỹ
thuật như sau: + Bề rộng khổ cầu: 37,5m; + 06 làn xe; + Lề bộ hành:2x 2,5m.
+ Tổng chiều dài nhịp chính và nhịp dẫn cầu: 666m.
Phần hạ bộ cầu bao gồm hệ bệ thân trụ dạng khối BTCT móng cọc khoan nhồi
đường kính 2m và 1,5m.
2. Tính toán thủy văn cầu Rồng qua sông Hàn
Dựa vào tài liệu tính toán mực nước lớn nhất với tần suất tính toán 1% tại trạm thủy
văn Cẩm Lệ: 5.48 m. Cao độ mực nước lũ tại Cẩm Lệ và tại cầu Trần Thị Lý cũ năm 1999
là 4.28m và 1.99m. Suy ra độ dốc mực nước lúc xảy ra lũ lịch sử là: i= 0.02544%. Khoảng
cách từ cầu Rồng đến cầu Cẩm Lệ là 8800m. Như vậy cao độ mực nước lớn nhất tại cầu
Rồng theo phương pháp độ dốc mặt nước: Hmax1%=3.24 m. Lưu lượng ứng với P=1% được
lấy tại cầu Trần Thị Lý được tính toán dựa trên quan hệ Q~H: Qmax1%=7563.74 m3
/s
3. Áp dụng mô hình HEC-RAS Version 4.1 để tính toán
3.1. Giới thiệu chung về mô hình HEC-RAS
Mô hình HEC-RAS do quân đội Mỹ xây dựng và phát triển; dùng để tính toán thuỷ
lực trên sông. Việc nhập và xuất dữ liệu đơn giản.
3.1.1. Tính xói chung
Tính toán vận tốc tới hạn Vc và so sánh với vận tốc chính của dòng chảy V:
*Nếu Vc> V thì gọi là xói nước trong. Chiều sâu hố xói tính theo công thức: