Thiết Kế đập Bê Tông Trọng Lực - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (41 trang)

Trang chủ

Giáo án - Bài giảng

Cao đẳng - Đại học

thiết kế đập bê tông trọng lực

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (678.58 KB, 41 trang )

Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnTHIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰCPhần 1: MỞ ĐẦU I. Vị trí và nhiệm vụ công trình.1. Nhiệm vụ chính là phát điện. Trạm thủy điện có công suất N=120.000 kW;2. Phòng lũ cho hạ du với phạm vi ảnh hưởng mà công trình có thể phát huy là 250.000ha.3. Tăng mực nước và lưu lượng sông trong mùa kiệt để có thể tưới cho 150.000 ha ruộngđất và phục vụ giao thông thủy, tạo nguồn cấp nước cho sinh hoạt 1.000.000 người.II. Địa hình, địa chất thủy văn.2.1. Bình đồ khu đầu mối công trình: Tỷ lệ 1/2000: Tuyến đã được xác định và sơ bộbố trí các hạng mục công trình đầu mối như sau:- Đập bê tông trọng lực dâng nước, có đoạn tràn nước;- Nhà máy thủy điện đặt ở hạ lưu đập về phía bờ trái, nước qua tuabin sẽ đượctrả lại sông để cấp nước cho hạ du. Có 4 đường hầm để dẫn nước vào nhà máythủy điện;- Công trình nâng tàu (âu tàu) bố trí ở bờ trái, cách xa nhà máy thủy điện.2.3. Địa chất khu vực công trình:a) Nền tuyến đập công trình: Nền sa thạch phân lớp, trên mặt có phủ một lớp đấtthịt dày từ 3 đến 5m. Đá gốc có độ phong hóa, nứt nẻ trung bình.b) Tài liệu ép nước thí nghiệm tại tuyến đập:Độ sâu (mét) 10 15 20Độ mất nước (l/ph): 0,05 0,03 0,01c) Chỉ tiêu cơ lý của đất nền:- Hệ số ma sát: f=0,65- Các đặc trưng chống cắt: fo = 0,63; c=2 kG/cm2.- Cường độ chịu nén giới hạn: R=1600 kG/cm2.2.3. Vật liệu xây dựng: Tại khu vực này đất thịt hiếm, cát và đá có trữ lượng lớn, khaithác ngay ở hạ lưu đập, chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn dùng vật liệu bê tông, gỗ, tre cótrữ lượng lớn, tập trung ở thượng lưu.2.4. Tài liệu thủy văn :  SVTH : Phạm Văn Lạc 1 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện- Cao trình bùn cát lắng đọng (sau thời gian phục vụ công trình):Đầu đề ICao trình bùn cát (m) 40- Chỉ tiêu cơ lý của bùn cát: n=0,45; γk=1,15 T/m3 ; ϕbh=110- Lưu lượng tháo lũ (Qtháo) và cột nước siêu cao trên mực nước dâng bình thường (Ht)Bảng 4:Tần suất P% 0,1 0,5 1,0 1,5 2,0Q tháo (m3/s) 1330 1230 1190 1120 1080Ht(m) 5,5 5,1 4,8 4,3 4,0- Đường quan hệ Q~Z ở hạ lưu tuyến đập:Bảng 5:Q ( m3/s) Đầu đề I300 33.5500 34.4700 35.2900 35.81000 36.11100 36.41200 36.61550 37 SVTH : Phạm Văn Lạc 2 GVHD : Lê Văn HợiZ(m) Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện2.5.Tài liệu về thủy năng:- Trạm thủy điện có 4 tổ máy.- Mực nước dâng bình thường(MNDBT),mực nước chết (MNC),lưu lượng qua 1 tổ máy(Qtm) Bảng 6 – Tài liệu thủy năng:Đề số Đầu bài MNDBT (m) MNC QTM (m3/s)13 I 89,5 45,6 1202.6.Các tài liệu khác:- Tốc độ gió ứng với tần suất P(%):Tần suất P% 2 3 5 20 30 50V(m/s) 36 34 30 22 20 18- Chiều dài truyền sóng D = 6 Km (ứng với MNDBT) D’ = 6,5Km (ứng với MNDGC)- Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 8.- Đỉnh đập không có giao thông chính đi qua.II. Chọn tuyến đập và bố trí công trình đầu mối. SVTH : Phạm Văn Lạc 3 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện1. Cấp công trình: Xác định theo hai điều kiện:- Theo chiều cao đập và loại nền (ở đây là đập bê tông trên nền đá) Bảng P1-1. Cấp thiết kế của công trình theo đặc tính kỹ thuật của các hạngmục công trình thủy công trình cấp III- Theo nhiệm vụ (tưới, phát điện, phòng lũ).Bảng P1-2. Cấp thiết kế của công trình theo năng lực phục vụ: Nhà máy thủyđiện có công suất 120.000 kW công trình cấp II.Vậy chọn cấp công trình cấp II.2. Các chỉ tiêu thiết kế: với công trình cấp II và đập bê tông trọng lực xác định được- Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất tính toán bảng P1-3 cấp thiết kế0,5%- Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất tính toán bảng P2-1 Trường hợp tính toán Cấp thiết kếMực nước dâng bình thường 2Mực nước dâng gia cường 50- Các hệ số vượt tải, - Hệ số điều kiện làm viêc (bảng P1-5. Hệ số điều kiện làm việc) m=1 Khi mặt trượt đi qua các khe nứt trong đá nềnm=0,95 Khi mặt trượt qua mặt tiếp xúc giữa bê tông và đá, hoặc một phầnqua đá nguyên khối. - Hệ số tin cậy Kn =1,2 (bảng P1-6) - Các độ vượt cao của đỉnh đập Phần 2: TÍNH TOÁN MẶT CẮT ĐẬPI . Mặt cắt cơ bản1. Dạng mặt cắt cơ bản: Do đặc điểm chịu lực mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọnglực có dạng tam giác+ Mực nước dâng bình thường hồ chứa MNDBT = 89,5 (m)+ Mực nước dâng gia cường MNDGC= MNDBT+5,1 = 89,5+5,1 = 94,6 (m)Vậy chiều cao đập cho mặt cắt cơ bản là Hđ= MNDGC-)(6,63316,94 mđay=−=∇Ở đây chọn n=(0÷0,1) ta chọn n=0 SVTH : Phạm Văn Lạc 4 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện2. Xác định chiều rộng đáy đậpa) Theo điều kiên ổn định: ).(].[11αγγ−+=nfHKBb Trong đó : H1: Chiều cao mặt cắt H1=63,5 (m)f : Hệ số ma sát f = 0,65γ1 : Dung trọng của đập = 2,4 (T/m3)γn: Dung trọng của nước = 1 (T/m3)n : Trị số n = 0α1 : Hệ số cột nước còn lại sau màng chống thấm. Vì đập cao, công trình quan trọng nên cần thiết phải xử lý chống thấm cho nền bằng cách phụt vữa tạo màng chống thấm. Trị số α1 xác định theo mức độ xử lý nền sơ bộ có thể chọn α1 =(0,4÷0,6). Trị số α1 được chính xác hóa ở đây ta chọn α1=0,5.Kc: Hệ số an toàn ổn định cho phép. Theo quan điểm tính toán ổn định trong các quy phạm mới, ổn định của các công trình trên nền được đảm bảo khi RKmNnnttc≤.Trong đó: nc: Hệ số tổ hợp tải trọngm: Hệ số điều kiện làm việcKn: Hệ số đọ tin cậyNtt và R lần lượt là giá trị tính toán của lực tổng quát gây ra trượt của lực chống giới hạn SVTH : Phạm Văn Lạc 5 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnCó thể coi ==mKnKncc.1,156,56)5,0014,2.(65,05,63.1,1=−+=B (m) chọn B= 57 (m)b) Tính B theo điều kiện ứng suất:07,465,0)02.(0)01(14,25,63)2.()1(11=−−+−=−−+−=αγγnnnHBb (m)Vậy so sánh hai trường hợp trên ta chọn B =57 (m)II. Mặt cắt thực dụng của đập không tràn: 1. Xác định cao trình đỉnh đập:Đỉnh đập bê tông phần không tràn xác định theo 2 điều kiện:1đ∇= MNDBT +Δh + ηs +a (m) (1)2đ∇= MNDGC+Δh’+ηs’+a’ (m) (2)Trong đó: h∆ và sη xác định với vận tốc gió lớn nhất. ∆h’ và 'sη xác định với vận tốc gió tính toán bình quân lớn nhất Pmax. a và a' là độ vượt cao an toàn. a) Xác định h∆ và sηa-1) Xác định h∆ theo công thức:)(cos..10.226mgHDVhsα−=∆ Trong đó: V = 36(m/s): Vận tốc gió tính toán lớn nhất. D = 6 (Km) = 6000 (m): Đà sóng ứng với MNDBT.g = 9,81(m/s²): gia tốc trọng trường. H = 58,5(m): chiều sâu nước trước đập. (MNDBT)0=sα: góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió. SVTH : Phạm Văn Lạc 6 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện=> )(0271,01.5,58.81,96000.36.610.22mh=−=∆a-2) Xác định ηs: Trong đó: sKη: Tra đồ thị. h: chiều cao sóng với mức bảo đảm tương ứng.- Giả sử rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu: )5,0(λ>HThông số Công thức Trường hợp MNDBT = 89,5 (m)Cách tính Giá trịA gt/V 9,81*6*3600/36 5886B gD/V29,81*6000/36245,4C gH/V29,81*58,5/3620,443 - Tính các đại lượng:5886363600.6.81,9==Vgt4,45366000.81,922==VgD Tra đồ thị ta có được: 043,02=Vhg và 64,2=Vgτ => 69,981,936.64,2==τvà )(68,14614,3.269,9.81,9222mg===πτλ => 34,735,0=λ Kiểm tra điều kiện: λ5,05,58<=H (không thoã mãn điều kiện). Vậy đây là vùng sóng nước nông. Ta có: 443,0365,58.81,922==VgH Tra đồ thị ta có được:28,1081,936.8,28,2===>=ττVg SVTH : Phạm Văn Lạc 7 GVHD : Lê Văn Hợiηs = Kηs.h Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện => )(16514,3.228,10.81,9222mg===πτλ72,181,936.013,0013,022===>=hVhg => 87,25,57165==Hλ01,016572,1==λh Tra đồ thị ta có được: 1=sKη Vậy: )(72,172,1.1. mhKss===ηη b) Xác định 'h∆ và 'sη * Xác định 'h∆ :)(cos 10.2'26'mgHDVhsα−=∆ Trong đó: V = 22 (m/s): Vận tốc gió bình quân lớn nhất.D' = 6,5 (Km) = 6500 (m): Chiều dài truyền sóng ứng với MNDGC.g = 9,81 (m/s²): Gia tốc trọng trường.H = 63,5 (m): Chiều sâu cột nước trước đập ứng với MNDGC.0=sα: Góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió. )(01,01.5,63.81,96500.2210.226'mh==∆=>−* Xác định 'sη: Trong đó:h : Chiều cao sóng với mức bảo đảm tương ứng.'sKη: Tra đồ thị phụ thuộc h, H, và i. SVTH : Phạm Văn Lạc 8 GVHD : Lê Văn Hợiηs’ = Kηs’.h Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện -Tính các đại lượng:9632223600681,9=××=Vgt13222650081,922'=×=VgD287,1225,63.81,922==VgH Tra đồ thị ta có được:26,381,922.066,0066,022===>=hVhg85,781,922.5,35,3===>=ττVg=> 26,9614,3.285,7.81,9222===πτλg => 034,026,9626,3==λh Ta thấy H = 61,5 > 0,5λ sóng nước sâu Tra đồ thi ta có được: 1'=sKη => )(26,326,3.1.''mhKss===ηη c ) Xác định a và a': Ta có: Độ vượt cao an toàn: a =1,2 và a' = 1,0 (m) Tra bảng 4.2 đ< vượt cao antoàn a trang 48 sách Bài giảng Thủy Công tập 1.Vậy ta có: )(45,922,172,10271,05,891mahMNDBTđs=+++=++∆+=∇η )(87,980,126,301,06,94'''2mahMNDGCđs=+++=++∆+=∇η Như vậy ta chọn cao trình đỉnh đập là 99 (m), từ đó có chiều cao đập Hđ = 68 (m)2. Bề rộng đỉnh đập:Đỉnh đập không có yêu cầu giao thông nên chọn b=5 (m)3. Bố trí các lỗ khoét: SVTH : Phạm Văn Lạc 9 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnCác lỗ khoét có tác dụng tập trung nước thấm trong thân đập và nền kết hợp để kiểm tra, sữa chữa Hành lang ở gần nền để sử dụng phụn vữa chống thấm với kích thước chọn theo yêu cầu thi công công trình. Các hành lang khác chọn bằng 1,2 x 1,6 (m).Theo chiều cao đập, bố trí hành lang ở các tầng khác nhau, tầng nọ cách tang kia 15÷20 (m). Khoảng cách từ mặt thượng lưu đến mép trước của hành lang chọn theo điều kiện chống thấm: l1= JH, trong đó H: Cột nước tính đến đáy hành lang; J: Gradien thấm cho phép của bê tông J=20. l1 = H/j =61,5/20 = 2.615 (m).H=58.5 mĐi?nh dâ?p= 99 mMNDBT=58.5 mĐa´y=31 mIII. Mặt cắt thực dụng của đập tràn.1. Mặt cắt đập tràn: Chọn mặt tràn dạng Ôphixêrốp không chân không. Loại nàycó hệ số lưu lượng tương đối lớn và chế độ làm việc ổn định.- Cao trình ngưỡng tràn ∇ngưỡng =∇MNDBT= 89,5 (m)- Chọn hệ trục Oxy có trục Ox ngang cao trình ngưỡng tràn, hướng về hạ lưu;trục Oy hướng xuống dưới gốc O ở mép thượng lưu đập, ngang cao trìnhngưỡng tràn.- Vẽ đường cong theo toạ độ Ôphixêrốp trong hệ trục đã chọn.- Tịnh tiến đường cong đó theo phương ngang về hạ lưu của mặt cắt cơ bản tạiđiểm D. SVTH : Phạm Văn Lạc 10 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện- Mặt cắt hạ lưu nối tiếp với sân sau bằng mặt cong có bán kính R.R= (0,2 0,5)(P + Ht) = 0,3×(58,5+5,1)=19,08 (m).R= (6 10)hc Trong đó: P = 58,5(m) là chiều cao đập tràn.Ht = 5,1 (m) là cột nước trên đỉnh tràn.Mặt tràn nước cuối cùng sẽ là mặt ABCDEF trong đó: - AB: nhánh đi lên của đường cong Ôphixêrốp (khi mặt thượng lưu đập tràn là nghiêng,cần kéo dài đoạn BA về phía trước cho đến khi gặp mái thượng lưu tại A). - BC: là đoạn nằm ngang trên đỉnh. - CD: là một phần của nhánh đi xuống của đường cong Ôphixêrốp. - DE: là một đoạn của mái thượng lưu của mặt cắt cơ bản. - EF: là cung nối tiếp với sân sau.Chọn góc nghiêng hợp lý của mũi phun là (30o 35o) là hợp lý, vậy chọn α=30o SVTH : Phạm Văn Lạc 11 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnH = 5.1 TTX Y X = X.H Y= Y.H1 0 0.126 0.0 0.64262 0.1 0.036 0.5 0.18363 0.2 0.007 1.0 0.03574 0.3 0.000 1.5 05 0.4 0.006 2.0 0.03066 0.6 0.060 3.1 0.3067 0.8 0.146 4.1 0.74468 1 0.256 5.1 1.30569 1.2 0.394 6.1 2.009410 1.4 0.564 7.1 2.876411 1.7 0.873 8.7 4.452312 2 1.235 10.2 6.298513 2.5 1.960 12.8 9.99614 3 2.824 15.3 14.402415 3.5 3.818 17.9 19.471816 3.6 4.031 18.4 20.558117 3.7 4.249 18.9 21.669918 3.8 4.471 19.4 22.802119 3.9 4.689 19.9 23.9139 63,658,51957ORmfMP=38 mÐa´y=31 mxy19530° SVTH : Phạm Văn Lạc 12 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện 30°hl=36 m1958,557ORmfMP=38 mÐa´y=31 my52. Trụ pin và cầu giao thông Đỉnh đập không có đường giao thông chính chạy qua, nhưng để đi lại kiểm tra và khaithác công trình, vẫn phải làm cầu giao thông qua đập tràn, trường hợp bề rộng tràn lớn,cần phải làm các trụ pin để đở cầu. Mặt trụ thượng hạ lưu cần đảm bảo điều kiện chảybao hợp lý. Cao trình đỉnh cầu giao thông chọn ngang cao trình đỉnh đập, bề rộng mặt cầuchọn bằng mặt đập.- Chọn cao trình đỉnh cầu giao thông ngang với đỉnh đập, bề rộng mặt cầu chọn bằng mặtđập b = 5m.- Chọn mố trụ bin có dạng nửa tròn, mố bên là cung tròn. ξmb= 0,7 ξmt=0,45 d = 2m SVTH : Phạm Văn Lạc 13 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện§3. TÍNH TOÁN MÀN CHỐNG THẤMI- Mục đích Xác định các thông số cần thiếc của màng chống thấm (chiều sâu, chiều dày, vị tríđặt) để đảm bảo được yêu cầu chống thấm đề ra (hạn chế lượng mất nước, giảm nhỏ áplực thấm lên đáy đập).II- Xác định các thông số của màng chống thấm1. Chiều sâu phụt vữa 1S phụ thuộc vào mức độ nứt nẻ của nền và chiều cao đập:theo quy phạm Liên Xô CH 123-60, chiều sâu xử lý chống thấm xác định như sau: - Khi H < 25 (m): xử lý đến độ sâu có độ mất nước 0,05 l/ph. - Khi 25 (m) ≤ H < 75 (m): Tương ứng đến 0,03 (l/ph). - Khi H ≥ 75 (m): Tương ứng đến 0,01 (l/ph). Trong đó: H là cột nước thấm lớn nhất của đập. Từ tài liệu ép nước đã cho, ta xác định được chiều sâu màng )(151mS =.2. Chiều dày màn chống thấm Xác định theo điều kiện chống thấm cho bản thân màn: [ ])(31,2152,69.5,0mJH==≥αδ Trong đó: αH : cột nước tổn thất qua màn, 11αα−=. Trong đó 1α đã giả thiết trên (5,01=α); [ ]J là građient thấm cho phép của vật liệu làm màng, xác định như sau: (theo CH 123-60) Lượng mất nước khống chế (l/ph)[ ]JĐộ sâu (mét) 10 15 20Độ mất nước (l/ph): 0,05 0,03 0,013. Vị trí màng chống thấm. SVTH : Phạm Văn Lạc 14 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện Màng chống thấm bố trí càng gần mặt thượng lưu càng tốt. Nhưng để chống thấm chothành phía trước của hành lang phụt vữa cần khống chế bJHl11≥ Trong đó: 1H- Cột nước lớn nhất tính đến đáy hành lang; bJ- Gradient thấm cho phép của bê tông : 20=bJ.III-Kiểm tra trị số của 1αTrong thiết kế sơ bộ có thể áp dụng phương pháp của Pavơlốpxki, theo đó:121PP=α Với : )/(5,655,65.1.21mTHPn===γ−+=bSxaHPn21211arccos.πγ Từ đó: −+=bSxa21111arccos1πα Trong đó: 0,1231,22===δx 4,215551012111212212211=+++=+++=SLSLa SVTH : Phạm Văn Lạc 15 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện4,101155512111212211212=+−+=+−+=SLSLbπ a b S1x α3.14 2.4 1.4 15 1 0.55 Vậy nên: 55,04,1150,114,21arccos14,3121=−+=α SVTH : Phạm Văn Lạc 16 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện§4. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐẬP TRÀNI- Tính toán khẩu diện tràn1. Công thức chung Sử dung công thức chung của đập tràn:2302 HgbmQnt∑=σεTrong đó: ε- hệ số co hẹp bên. nσ- hệ số ngập, trường hợp đập tràn chảy tự do thì 1=nσ; m - hệ số lưu lượng. ∑b- tổng chiều dài tràn nước. H - cột nước trên đỉnh tràn. tQ- lưu lượng tháo qua tràn.2. Xác định các thông số a ) Trường hợp sử dụng tất cả các tổ máy thuỷ điện để tháo lũ, tQ xác định như sau:0QQQttα−= Trong đó: Q = 1230 (m³/s) - lưu lượng tháo lũ lớn nhất; )/(48030smQ=- khả năng tháo lớn nhất của nhà máy thuỷ điện, lấy trongtrường hợp cả 4 tổ máy đều làm việc. 75,0=tα -hệ số lợi dụng (lợi dụng việc sử dụng nước chạy qua tua bin vừaphát điện vừa tháo lũ). )/(870480.75,012303smQt=−= b) Hệ số lưu lượng m của đập tràn: SVTH : Phạm Văn Lạc 17 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện432,0504,0.95,0.903,0 ===tchdHmmσσ Trong đó: 504,0=tcm -Hệ số lưu lượng của đập tràn tiêu chuẩn với Cơrigiơ-Ôphixêrop; 903,0=Hσ -hệ số sửa chữa do cột nước thay đổi;95,0=hdσ -hệ số sửa chữa do thay đổi hình dạng so với mặt cắt tiêu chuẩn. c) Hệ số co hẹp bên ε phụ thu<c số khoang và dạng mố, xác định theo công thức: ( )011 0,2. .mb mtnHn bξ ξε+ −= −Trong đó: - ξmt = 0,45: hệ số co hẹp mố trụ.- ξmb = 0,7: hệ số co hẹp mố bên.- n: số khoang.- b: bề rộng 1 khoang.d) C<t nước toàn phần: 2002tVH Hgα= +Trong đó: V0 - lưu tốc tới gần lấy bằng 0.σn: Hệ số ngập, trường hợp tràn chảy tự do thì lấy bằng 1. + Chọn sơ bộ ε = 0,95=> )(421,5.81,9.2.432,0.1.95,0870.2 23230mHgmQbnt===∑σε (m). + chọn số khoang n=5 nên bờ rộng mỗi khoang là:b = 42/5 = 8,4 => b=9 (m). suy ra 2002tVH Hgα= + )(1,581,9.201,5 m=+= SVTH : Phạm Văn Lạc 18 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện + Tính lại :95,0943,091,5.545,0)15(7,0.2,01≈=−+−=εVậy chọn tràn có 5 khoang mỗi khoang rộng 9 (m).II- Tính toán tiêu năng Chọn hình thức và biện pháp tiêu năng phóng xa.a) Tìm góc nghiêng hợp lý của mũi phun Chọn trước cao trình mũi phun. Để tìm góc nghiêng hợp lý của mũi phun im, giả thiếtcác phương án im khác nhau, tính với lưu lượng xã Qmax, tìm được chiều dài phóng xa lpvà chiều sâu xói dx tương ứng. Giá trị im được coi là hợp lý khi tỉ số dx/lp là nhỏ nhất.b) Xác định đường mặt nước trên đập tràn:b.1 Xác định c<t nước trên đỉnh đập tràn theo biểu thức 0QQQttα−=)/(870480.75,012303sm=−=Có 5 khoang tràn và bề rộng mỗi khoang tràn b=9(m) suy ra lưu lượng tháo qua mỗi khoang là Qi = Qt/5 = 870/5 = 174 (m3/s), diện tích mặt cắt ướt ω = b.h VA = AAihhbQ×=×=9174174ω (1)b.2 Tính lưu tốc và đ< sâu dòng chảy tại mặt cắt A-APhương trình becnoulli cho mặt cắt 1-1 và A-A: (Lấy mặt cắt 0-0 làm chuẩn) trong đó tổnthất thủy lực của dòng chảy ở đỉnh không đáng kể có thể bỏ qua. SVTH : Phạm Văn Lạc 19 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnAAdAP1P2VABBCCl2l3l4l1HZ3Z4VB?aaha58,5OMP=38 mÐa´y=31 mwAaaaahgvPhdgvPH++++−=++.2.)cos.(.2.22211αγθαγXem vận tốc tới gần v1=0 lúc đó vận tốc (θcos=48cos= 0,669)VA=)cos1,569,4(81,92)cos(2θθAAAhhHdg−+×=−+(2)Từ (1) và (2) suy ra hA=1,47 (m) VA = 13,144 (m/s) b.3 Đường mặt nước trong đoạn từ mặt cắt A-A đến mặt cắt B-B.Đoạn này chúng ta cần tính và vẽ đường mặt nước trên dốc nước với i=1,11; m= 0,432; n=0,025; Q=174 (m3/s).Xác định các trị số R=)(632,0)47,19(247,19)(2mhbhbAA=+×=+×=χωΔ Độ nhám tương đối = 1,5 (mm)  SVTH : Phạm Văn Lạc 20 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện )(748,225,45,1632,0lg425,4lg41mRi=+=+∆=λsuy ra λ= 0,132  SVTH : Phạm Văn Lạc 21 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnSốmặtcắthiω V V2/2g ϶ Δ϶ χ RRCRCVJ22=JJi−Δl l(m) (m2) (m/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m/s) (m) (m)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15)1 1.471 13.239 13.143 8.804 10.275 20.942 0.632 29.464 0.199 2 1.37 12.33 14.112 10.150 11.520 1.245 20.74 0.595 28.281 0.249 0.224 0.886 1.405 1.4053 1.25 11.25 15.467 12.193 13.443 1.922 20.5 0.549 26.812 0.333 0.291 0.819 2.347 3.7524 1.13 10.17 17.109 14.920 16.050 2.607 20.26 0.502 25.265 0.459 0.396 0.714 3.650 7.4025 1 9 19.333 19.051 20.051 4.001 20 0.450 23.489 0.677 0.568 0.542 7.383 14.7846 0.95 8.55 20.351 21.109 22.059 2.008 19.9 0.430 22.776 0.798 0.738 0.372 5.397 20.1827 0.9 8.1 21.481 23.520 24.420 2.361 19.8 0.409 22.043 0.950 0.874 0.236 10.005 30.1868 0.87 7.83 22.222 25.170 26.040 1.620 19.74 0.397 21.594 1.059 1.004 0.106 15.334 45.5209 0.865 7.785 22.351 25.461 26.326 0.287 19.73 0.395 21.519 1.079 1.069 0.041 6.982 52.50310 0.8635 7.7715 22.390 25.550 26.413 0.087 19.727 0.394 21.496 1.085 1.082 0.028 3.092 55.59411 0.8632 7.7688 22.397 25.568 26.431 0.017 19.7264 0.394 21.491 1.086 1.085 0.025 0.712 56.30712 0.8631 7.7679 22.400 25.574 26.437 0.006 19.7262 0.394 21.490 1.086 1.086 0.024 0.246 56.55213 0.863 7.767 22.402 25.580 26.443 0.006 19.726 0.394 21.488 1.087 1.087 0.023 0.250 56.80214 0.8629 7.7661 22.405 25.585 26.448 0.006 19.7258 0.394 21.487 1.087 1.087 0.023 0.254 57.05715 0.8628 7.7652 22.408 25.591 26.454 0.006 19.7256 0.394 21.485 1.088 1.087 0.023 0.259 57.31616 0.8627 7.7643 22.410 25.597 26.460 0.006 19.7254 0.394 21.484 1.088 1.088 0.022 0.264 57.58017 0.8626 7.7634 22.413 25.603 26.466 0.006 19.7252 0.394 21.482 1.089 1.088 0.022 0.269 57.849 SVTH : Phạm Văn Lạc 22 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnVậy hB=0.8627 (m) và VB=22,41 (m/s))./(33,1991743msmbQq=== Và kkkkkBBhBgQ332)(×==ωα suy ra hk= b.4 Xác định lưu tốc tại mặt cắt co hẹp C-C sử dụng phương trình Becnoulli viết cho mặtcắt B-B và C-C 3221232221222cos2lgVhgVhRhgVzhgVtbtbCCCCBBλθ+−−+=++ Trong đó: Vtb = 2CBVV+ htb=tbVQR1 – Bán kính cong tại mũi phun.Giải phương trình trên với cách thử dần, trước tiên giả thiết trước hc để tính VC = Chq VBhBcosθ Z3VCR1hChtbl3VtbR λ22.41 0.8627 0.6691 6.32 25.48 19 0.7586 0.8073 15.5 23.95 0.394 0.0052 A B 32.4940 32.5007Vậy suy ra do lực hút ly tâm nên VC bé thua VB và VC =21,41 (m/s); hC=0,9028 (m)b.5 Tính lưu tốc và chiều sâu dòng chảy cuối mũi phun.Viết phương trình Becnoulli cho mặt cắt C-C và cuối mũi phun 42422122cos221222lgVhzhgVgVhRhgVtbtbDDCCCCλα+++=−−+ VChCcosα Z4VDR1hDhtbl4VtbR λ25.48 0.7586 0.866 2.55 23.18 19 0.8339 0.7945 9.5 24.33 0.3498 0.0051 A B 32.5008 32.4994  SVTH : Phạm Văn Lạc 23 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ ĐiệnHệ số lưu tốc cuối mũi phun được xác định theo công thức: 871,3)866,08339,055,2(81,9218,23)cos(21=×−×=−=αϕTDDhzgVc) Vẽ đường bao hố xói Tính với các cấp lưu lượng xả qua tràn từ 0 đến Qmax (Ht thay đổi từ 0 đến Hmax). Vớimỗi cấp lưu lượng tính được lp và dx, chọn hệ số mái của hố xói mx, vẽ được hố xói tươngứng. Nối các điểm ngoài cùng của các hố xói ta được đường bao hố xói. Tính chiều dàiphóng xa L của dòng chảy theo biểu thức:−++=αϕαϕ244sin.1111.2sin TDzzzKLTrong đó: z – Độ chênh lệch mực nước thượng hạ lưu = 59,15 (m).z1 – Độ chênh mực nước từ thượng lưu đến mũi phun = 56,6 (m).φD – Hệ số lưu tốc cuối mũi phun = 3,871K < 1 – Hệ số xét đến ảnh hưởng của hàm khí và khuếch tán của dòng chảy0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0K =LLTFrT =vgRT2 Hệ số Frout được xác định theo biểu thức 581,1563498,081,918,2322=×==DDrDgRvF (FrD=FrT)  SVTH : Phạm Văn Lạc 24 GVHD : Lê Văn Hợi Bài Tập Lớn Thuỷ Công II Khoa XD Thuỷ Lợi - Thuỷ Điện §5. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬPI- Mục đích của việc tính toán ổn định Đập bê tông trọng lực là loại đập chủ yếu dựa vào trọng lượng bản thân để duy trì ổnđịnh đập.Đập bê tông có khối lượng lớn cho nên không mất ổn định về lật mà chủ yếu làdo sự phá hoại cục bộ và khi chịu tác dụng của tải trọng động thì sinh ra các ứng suất kéonén ở hai mép thượng lưu và hạ lưu của đập nếu ứng suất lớn sẽ gây ra hiện tượng trượt ởmặt tiếp xúc giữa đáy đập và nền .Do đó ta chủ yếu kiểm tra ổn định trượt phẳng ở dướiđáy đập.II-Các trường hợp tính toán: Do thời gian có hạn va do yêu cầu của chương trình nên trong trường hợp này ta chitính cho một trường hợp ứng với MNDBT, có động đất (đặc biệt). SVTH : Phạm Văn Lạc 25 GVHD : Lê Văn Hợi

Tài liệu liên quan

thiết kế đập bê tông trọng lực
- 41
- 3
- 15
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu các đặc tính có trong đất để thiết kế đập bê tông phù hợp phần 7 pdf
- 6
- 376
- 0
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu các đặc tính có trong đất để thiết kế đập bê tông phù hợp phần 6 doc
- 6
- 372
- 0
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu các đặc tính có trong đất để thiết kế đập bê tông phù hợp phần 5 pot
- 6
- 400
- 0
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu các đặc tính có trong đất để thiết kế đập bê tông phù hợp phần 4 pptx
- 6
- 426
- 0
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu các đặc tính có trong đất để thiết kế đập bê tông phù hợp phần 3 pot
- 6
- 388
- 0
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu các đặc tính có trong đất để thiết kế đập bê tông phù hợp phần 2 ppsx
- 6
- 340
- 1
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu các đặc tính có trong đất để thiết kế đập bê tông phù hợp phần 1 pot
- 6
- 284
- 0
ĐỒ ÁN THIẾT KỆ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
- 28
- 1
- 5
Luận văn Thiết kế đập bê tông trọng lực
- 28
- 602
- 0