Đồ Án Thiết kế cống lộ thiên 1

ĐỒ ÁN SỐ 5
THIẾT KẾ CỐNG LỘ THIÊN
Đề bài: số 54

I- Tài liệu:
1- Nhiệm vụ: cống B xây dựng ven sông Y (vùng chịu ảnh hưởng thuỷ triều) để tiêu nước, ngăn triều và giữ ngọt. Diện tích tiêu: 30.000 ha.
Cống xây dựng trên tuyến đường giao thông có loại xe 8 - 10 tấn đi qua.

2- Các lưu lượng và mực nước thiết kế:
a- Tiêu nước:
- Qtiêumax = 60 m3/s.
- Zđồng khống chế = 3,57 m.
- ZsôngTK = 3,35 m.
- Zsôngmin = 0,3 m.



PHẦN IV : KẾT LUẬN
Qua khoảng thời gian làm đồ án dưới sự hướng dẫn của thầy giáo:
Nguyễn Văn Thìn em đã hoàn thành đồ án này. Trong quá trình làm đồ án em đã hiểu thêm được rất nhiều kiến thức trên lớp cũng như công việc thực tế của người kỹ sư Thuỷ Lợi trong việc thiết kế một công trình cống lộ thiên .
Dù đã có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức có hạn cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong thầy cùng các thầy cô trong bộ môn , các bạn sinh viên trong lớp đóng góp và cho ý kiến sửa chữa để đồ án của em được hoàn thiện hơn đồng thời có thể bổ sung kiến thức của em thêm hiểu vững vàng hơn .
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Nguyễn Văn Thìn đã giúp đỡ , giạy bảo tận tình trong suốt quá em làm đồ án này .


Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 30 tháng 09 năm 2005.
Sinh viên
Lê Thiện Quyết



b- Ngăn triều:
- Zsôngmax = 6,3 m.
- Zđồngmin = 0,9 m.

3- Tài liệu về kênh tiêu:
- Zđáy kênh = -1,0 m.
- Độ dốc mái: m = 1,5.
- Độ nhám: n = 0,025.
- Độ đốc đáy: i = 10-4.

4- Tài liệu về gió:
Tần suất P% 2 3 5 20 30 50
V (m/s) 28 26 22 18 16 14

5- Chiều dài truyền sóng:
Trường hợp Zsông bình thường Zsông max
D (m) 200 300

6- Tài liệu địa chất:
- Đất thịt từ cao độ +1,00 đến -1,00.
- Đất cát pha từ -1,00 đến -20,00.
- Đất sét từ -20,00 đến -40,00.
Chỉ tiêu cơ lý của đất nền cống
Loại đất
Chỉ tiêu Thịt Cát pha Sét
k (T/m3) 1,47 1,52 1,41
tn (T/m3) 1,70 1,75 1,69
Độ rỗng n 0,40 0,38 0,45
tn (độ) 190 230 120
bh (độ) 160 180 100
Ctn (T/m2) 1,50 0,50 3,50
Cbh (T/m2) 1,00 0,30 2,50
Kt (m/s) 4.10-7 2.10-6 1.10-8
Hệ số rỗng e 0,67 0,61 0,82
Hệ số nén a (m2N) 2,20 2,00 2,30
Hệ số không đều  8,00 9,00 7,00

7- Thời gian thi công: 2 năm.

II- Yêu cầu của đồ án:
1- Xác định cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế.
2- Tính toán thuỷ lực xác định chiều rộng cống và giải quyết tiêu năng.
3- Chọn cấu tạo các bộ phận cống.
4- Tính toán thấm và ổn định cống.
5- Chuyên đề: tính toán bản đáy cống theo phương pháp dầm trên nền đàn hồi.
6- Bản vẽ: 1 - 2 bản vẽ khổ A1, thể hiện được cắt dọc, mặt bằng, chính diện thượng lưu, chính diện hạ lưu, mặt cắt ngang cống và các cấu tạo chi tiết.
THIẾT KẾ CỐNG LỘ THIÊN

A- GIỚI THIỆU CHUNG:
I- Vị trí, nhiệm vụ công trình:
1- Vị trí: ven sông Y.
2- Nhiệm vụ:
- Tiêu nước cho diện tích 30.000 ha.
- Ngăn triều và giữ ngọt.

II- Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế:
1- Cấp công trình:
a- Theo chiều cao công trình:
Hct = Zsôngmax + d - Zđáy kênh = 6,3 + 0,7 - (-1) = 8 m
Trong đó: d là độ vượt cao an toàn, lấy d = 0,7 m.
Tra bảng P1-1 (Phụ lục 1 - Đồ án môn học Thuỷ công) tương ứng với công trình đập bê tông trên nền đất ta có cấp công trình là cấp IV.
b- Theo nhiệm vụ công trình: tra bảng P2-2 (Phụ lục 1 - Đồ án môn học Thuỷ công) với diện tích tiêu là 30.000 ha ta có cấp công trình là cấp III.
Vậy ta chọn cấp công trình là cấp III.
2- Các chỉ tiêu thiết kế:
- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính ổn định, kết cấu: P = 1%.
- Tần suất mực nước lớn nhất ngoài sông khai thác: P = 10%.
- Các hệ số vượt tải n:
+ Trọng lượng bản thân công trình: 1,05.
+ Áp lực thẳng đứng của trọng lượng đất: 1,20.
+ Áp lực bên của đất: 1,20.
+ Áp lực nước tĩnh, áp lực thấm ngược, áp lực sóng: 1,00.
+ Tải trọng do gió: 1,30.
+ Tải trọng của động đất: 1,00.
- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,00.
- Hệ số tin cậy: Kn = 1,15.

B- TÍNH TOÁN THUỶ LỰC CỐNG:
Mục đích: xác định khẩu diện cống và tính toán tiêu năng.
I- Tính toán kênh hạ lưu: theo phương pháp đối chiều với mặt cắt có lợi nhất về thuỷ lực.
1- Các tài liệu về kênh tiêu:
- Zđáy kênh = -1,0 m.
- Độ dốc mái: m = 1,5.
- Độ nhám: n = 0,025.
- Độ đốc đáy: i = 10-4.
- Lưu lượng tính toán: Q = Qtiêumax = 60 m3/s.
2- Tính bề rộng kênh:
* Độ sâu mực nước trong kênh:
H = ZsôngTK - Zđáy kênh = 3,35 - (-1) = 4,35 m
* Chiều rộng đáy kênh:
Ta có: f(Rln) = = = 0,0014
Tra bảng phụ lục 8-1 (bảng tra thuỷ lực) với n = 0,025 ta có: Rln = 2,9444 m.
Lập tỷ số = = 1,477.
Tra bảng 8-2 (bảng tra thuỷ lực) với m = 1,5 ta có:
= 3,626  B = 10,6762 m
Kiểm tra: ta thấy 2 < = = 2,454 < 5  thoả mãn.
Vậy: chọn bề rộng kênh B = 11 m.

II- Tính khẩu diện cống:
1- Trường hợp tính toán: chọn khi chênh lệch mực nước thượng hạ lưu nhỏ, cần tháo Q thiết kế.
- QTK = Qtiêumax = 60 m3/s.
- Z = Zđồng khống chế - ZsôngTK = 3,57 - 3,35 = 0,22 m.
2- Chọn loại và cao trình ngưỡng cống:
a- Cao trình ngưỡng: để tăng khả năng tháo ta chọn ngưỡng cống ngang với đáy kênh thượng lưu, Znc = -1,0 m.
b- Hình thức ngưỡng: đập tràn đỉnh rộng.