TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CÔNG TRÌNH THUỶ THIẾT KẾ MÔN HỌC MÔN: CHỈNH TRỊ SÔNG ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN KÈ CỌC HỞ Giáo viên hướng dẫn:ThS Phạm Văn Khôi Sinh viên : Đinh Chí Công Lớp : CTT53 – ĐH HẢI PHÒNG 2015 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi 1.1 Số liệu ban đầu 1.1.1 Số liệu tàu tính toán L = 70m B = 10m T = 1,4m 1.1.2 Số liệu địa chất đoạn cạn sông : a) Cấp phối hạt: Đường kính hạt(µm) P% 63 90 125 180 250 355 500 1.000 2.000 0,51 8,98 13,2 63,68 85,14 97,4 99,37 99,62 99,75 1.1.3 Số liệu thuỷ văn H(m) 2.579 3.731 4.597 5.291 5.871 6.368 6.803 7.191 7.540 7.857 8.148 8.417 8.666 8.899 9.118 3.323 H(m) 2.9 3.4 3.9 4.4 4.9 5.4 5.9 6.4 6.9 I.10-5 Q(m3/s) 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700 2900 3100 Q(m3/s ) 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700 2900 3100 P% 9.297 26.032 15.805 9.446 8.367 3.719 4.091 4.277 4.091 3.719 3.161 2.324 1.859 1.488 1.302 1.023 5.569 5.751 5.891 6.005 6.1 6.183 6.256 6.321 6.38 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi 7.4 7.9 8.4 8.9 6.434 6.483 6.529 6.572 Mực nước thiết kế: MNTK = 3,1 m 1.2 Yêu cầu 1.2.1 Photo, scan lại bình đồ 1.2.2 Xác định lưu lượng tạo lòng, MN chỉnh trị 1.2.3 Xác định kích thước tuyến chạy tàu 1.2.4 Vạch tuyến chỉnh trị, bố trí công trình, vạch tuyến chạy tàu 1.2.5 Xác định cao trình kè, góc tối ưu, chiều dài kè 1.2.6 Xác định vận tốc Vmax vị trí xung yếu kè với mực nước: 1.2.6.1 Mặt kè; 1.2.6.2 Đầu kè 1.2.7 Xác định hố xói đầu kè 1.2.8 Tính toán bè chìm 1.2.9 Kiểm tra ổn định vật liệu 1.2.10 Kiểm tra ổn định trượt kè 1.2.11 Xác định khối lượng nạo vét, khối lượng vật liệu làm kè 1.2.12 Tính toán thuỷ lực nạo vét: 1.2.12.1 Kiểm tra kích thước tuyến nạo vét; 1.2.12.2 Xác định độ hạ thấp mực nước; 1.2.12.3 Xác định chiều dài ảnh hưởng 1.2.13 Vẽ hai vẽ: 1.2.13.1 Tuyến chỉnh trị, bố trí công trình, tuyến chạy tàu, khu vực nạo vét 1.2.13.2 Kết cấu kè: mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, mặt bằng, kết cấu bè chìm, khối lượng vật liệu 1.2.14 Thuyết minh khổ A4, bìa Nilon, đồ thị vẽ giấy kẻ ly (hoặc vẽ autocad) bao gồm phần sau: - Bìa ngoài; - Mục lục; - Số liệu ban đầu; Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi - Nhiệm vụ đồ án; - Nội dung tính toán (không đưa đoạn chương trình mathcad vào đây); - Phụ lục tính toán (nếu dùng chương trình mathcad); - Tài liệu tham khảo Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi : NỘI DUNG THUYẾT MINH 1.3 Photo, scan lại bình đồ 1.4 Xác định lưu lượng tạo lòng mực nước chỉnh trị 1.4.1 Cơ sở lí thuyết - Để tính toán công trình chỉnh trị thiết ta phải tính toán lưu lượng tạo lòng QTL, dựa đường quan hệ Q~H ta xác định mực nước chỉnh trị - Lưu lượng tạo lòng lưu lượng có khả tải bùn cát lớn thời gian dài - Hiện phương pháp xác định lưu lượng tạo lòng thông dụng phương pháp Macaveev phản ánh chất lưu lượng tạo lòng - Để xác định lưu lượng tạo lòng ta thực bước sau : * Bước :Xây dựng đường quan hệ Q~H , Q~P , H~I dựa vào số liệu thuỷ văn có * Bước :Chia đường Q~H thành 20-25 dải Tương ứng với giải ta xác định giá trị Qi Hi , dựa vào giá trị ta xác định giá trị Pi Ii tương ứng từ đồ thị Q~P H~I * Bước : Xây dựng đồ thị quan hệ Q ~ d.Qm.I.P xác định lưu lượng ứng với đỉnh Max Với m : hệ số phụ thuộc địa chất lòng sông , lòng dẫn cát (sông đồng ) m = - Thông thường có hai đỉnh Max tương ứng với lưu lượng tạo lòng mùa lũ ( Max 1) với mực nước có tần suất đảm 5-10 % ( mực nước trung bình mùa lũ hàng năm) lưu lượng tạo lòng mùa kiệt (Max 2) với mực nước có tần suất đảm 25-50%(mực nước cao mùa kiệt) Cơ sở để chọn lưu lượng tạo lòng phụ thuộc vào công trình cụ thể cho tối ưu mặt kinh tế kỹ thuật - Đối với công trình làm co hẹp lòng dẫn để tăng khả xói , ta chọn sau: * Đối với công trình không gây ngập lụt vùng hoang dã chỉnh trị theo phương pháp tự phát huy người ta chọn lưu lượng tạo lòng ứng với Max(Max1, Max2) nhằm đạt nhanh đến cao độ thiết kế, thường lưu lượng tạo lòng lũ * Đối với sông có khả gây lụt người ta chọn lưu lượng tạo lòng kiệt , với lưu lượng tạo lòng lũ công trình cao gây cản trở thoát lũ, lợi ích việc đảm bảo chạy tàu so sánh với thiệt hại lũ gây * Đối với công trình chỉnh trị theo phương pháp hỗn hợp vai trò công trình giữ vững độ sâu đạt , người ta chọn lưu lượng tạo lòng mùa kiệt với lý công trình thấp giá thành rẻ * Đối với công trình có tác dụng gây xói không thu hẹp lòng sông lưu lượng tạo lòng ứng với M Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Chương XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TẠO LÒNG VÀ MỰC NƯỚC CHỈNH TRỊ 2.1 Lí thuyết - Mực nước chỉnh trị mực nước dùng để xác định số đặc trưng công trình chỉnh trị ứng với chức đề Đối với công trình chỉnh trị có tác dụng vào dòng chảy MNTT xác định theo lưu lượng tạo lòng, mực nước ứng với lưu lượng hỗ trợ cho công trình khả tác động vào lòng dẫn lớn - Lưu lượng tạo lòng lưu lượng có khả tải bùn cát lớn thời gian dài - Hiện phương pháp xác định lưu lượng tạo lòng thông dụng phương pháp Macaveev phản ánh chất vật lý lưu lượng tạo lòng, sông ảnh hưởng triều cần sử lý số liệu Khi có đầy đủ số liệu thuỷ văn : H ~ Q, H ~ I, Q ~ p (hoặc Q ~ F, Q ~p/∆Q) phương pháp Macaveev xác định theo định nghĩa : lượng bùn cát (thể tích) Vbc tải thời gian dài lớn nhất, thể tích xác định tích lưu lượng bùn cát thời gian tác động - Để xác định lưu lượng tạo lũ ta thực bước sau : +Bước 1:Xây dựng đường quan hệ Q~H,Q~P,H~I dựa vào số liệu thuỷ văn có +Bước 2:Chia đường Q~H thành 20÷25 dải Tương ứng với giải ta xác định giá trị Q i Hi ,dựa vào giá trị ta xác định giá trị Pi Ii tương ứng từ đồ thị Q~P H~I +Bước 3:Xây dựng đồ thị quan hệ Q ~ d.Qm.I.P xác định lưu lượng ứng với đỉnh Max Thông thường có hai đỉnh Max tương ứng với lưu lượng tạo lòng mùa lũ ( Max 1) với mực nước có tần suất đảm 10 % ( mực nước trung bình mùa lũ hàng năm) lưu lượng tạo lòng mùa kiệt (Max 2) với mực nước có tần suất đảm 20%(mực nước cao mùa kiệt) Cơ sở để chọn lưu lượng tạo lòng phụ thuộc vào công trình cụ thể cho tối ưu mặt kinh tế kỹ thuật - Đối với công trình làm co hẹp lòng dẫn để tăng khả xói , ta chọn sau: + Đối với công trình không gây ngập lụt vùng hoang dã chỉnh trị theo phương pháp tự phát huy người ta chọn lưu lượng tạo lòng ứng với Max(Max1, Max2) nhằm đạt nhanh đến cao độ thiết kế, thường lưu lượng tạo lòng lũ + Đối với sông có khả gây lụt người ta chọn lưu lượng tạo lòng kiệt,vì với lưu lượng tạo lòng lũ công trình cao gây cản trở thoát lũ lợi ích việc đảm bảo chạy tàu so sánh với thiệt hại lũ gây Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi + Đối với công trình chỉnh trị theo phương pháp hỗn hợp vai trò giữ vững độ sâu đạt được,người ta chọn lưu lượng tạo lòng mùa kiệt với lý công trình thấp giá thành rẻ - Đối với công trình có tác dụng gây xói không thu hẹp lòng sông lưu lượng tạo lòng ứng với Max(Max1, Max2) , thường lưu lượng tạo lòng lũ , nhằm khả gây xói lớn 2.2 Tính toán: 2.2.1 Vẽ đường tần suất H~Q, Q~p, H~I: 9.323 8.649 7.974 7.3 6.625 Hi ( Q )5.951 5.277 4.602 3.928 3.253 2.579 100 400 700 1×10 3 3 3 1.3×10 1.6×10 1.9×10 2.2×10 2.5×10 2.8×10 3.1×10 Q Hình 2.2.1.1.1 Đường quan hệ Q ~ H Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi 8.9 8.3 7.7 7.1 6.5 H 5.9 5.3 4.7 4.1 3.5 2.9 −5 −5 −5 −5 −5 −5 −5 −5 −5 −5 −5 5.569×10 5.669×10 5.77×10 5.87×10 5.97×10 6.071×10 6.171×10 6.271×10 6.371×10 6.472×10 6.572×10 Ii( H) Hình 2.2.1.1.2 Đường quan hệ H ~ I 3.1×10 2.8×10 2.5×10 2.2×10 1.9×10 Q 1.6×10 1.3×10 1×10 700 400 100 55 189.5 324 458.5 593 727.5 862 3 996.5 1.131×10 1.266×10 1.4×10 Pi ( Q) Hình 2.2.1.1.3 Đường qua hệ Q~P Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi 3.1×10 22600 48670 2.79×10 2.48×10 2.17×10 2100 1.86×10 Q 1.55×10 1.24×10 930 920 620 310 0 5×10 1×10 1.5×10 2×10 2.5×10 3×10 3.5×10 4×10 4 4.5×10 5×10 f ( Q) Hình 2.2.1.1.4 Đường quan hệ Q ~ P(Q) Từ đồ thị ta có điểm max1 max2 max1>max2 Vậy Q TLL ứng với max1, QTLK ứng với max2 QTLL = 2100 m3/s QTLK = 920 m3/s 2.2.2 Xác định lưu lượng tạo lòng mực nước chỉnh trị 2.2.2.1 Lưu lượng tạo lòng - Do sông có khả gây lụt mùa lũ mặt khác công trình chỉnh trị theo phương thức hỗn hợp,vai trò công trình giữ vững độ sâu đạt sau nạo vét lạch chạy tàu nên ta chọn lưu lượng tạo lòng kiệt với lý công trình thấp rẻ Vậy lưu lượng tạo lòng cần xác định lưu lượng tạo lòng mùa kiệt có giá trị : QTL = Qmax2 = 920 ( m3/h ) 2.2.2.2 Mực nước chỉnh trị Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi - Mực nước chỉnh trị mực nước ứng với lưu lượng tạo lòng mùa kiệt Tra đường quan hệ Q~H ta tìm mực nước chỉnh trị H: Q =920 ( m3/h ) => H = 5.136m Như mực nước chỉnh trị MNCT = 5.136m Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi 200 20 200 φ 14 φ6 20 Hình 7.3.4.1.1 Bố trí cốt thép cọc Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Chương XÁC ĐỊNH HỐ XÓI ĐẦU KÈ, TÍNH TOÁN BÈ CHÌM 8.1 Xác định hố xói đầu kè 8.1.1 Sơ đồ tính Hình 8.1.1.1.1 Sơ đồ xác định hố xói đầu kè 8.1.2 Xác định chiều sâu hố xói đầu kè Chiều sâu hố xói cho kè cọc tính theo công thức: V2 ∆h = ka P 2.g Trong đó: - V: Vận tốc đầu kè, V = 1,18 m/s - ka: hệ số thực nghiệm, ka = 50 - P: hệ số kín nước, tính tỉ số diện tích hệ thống cọc P= 0, = 0, 714 0, 28 diện tích kè, 1,182 ∆h = 50.0, 714 = 2,14 2.9,81 (m) 8.1.3 Chiều dài hố xói Chiều dài hố xói đầu kè xác định theo công thức: Lh = 2m∆h Trong đó: - m: hệ số mái dốc đầu kè, lấy m = - ∆h: Chiều sâu hố xói đầu kè, ∆h = 2,14 (m) ⇒ Lx = 2.3.2,14 = 12,84 (m) Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi 8.2 Tính toán bè chìm 8.2.1 Kết cấu bè chìm Bè chìm có tác dụng gia cố đất chống xói chân kè, giữ ổn định cho kè γ1,n1 t1 γ2,n2 t2 Hình 3-2: Kết cấu bè chìm Kết cấu bè chìm gồm: - Hai phên đan bó rồng có kẹo lớp cành cây, lau, sậy, tạo thành lưới ô vuông có kích thước m - Phía bên kè lớp đá phủ lên có tác dụng dìm bè 8.2.2 Tính toán bè chìm 8.2.2.1 Xác định chiều dày lớp đá dìm bè Tính toán bè chìm tính toán khối lượng đá đặt lên bè để bè chìm xuống đáy sông, ta phải tính toán kích thước viên đá cho không bị dòng nước Chiều dày lớp đá dìm bè xác định theo công thức: n ⋅ t2 ⋅ t1 = (1 − γ )(1 − n2 ) ( γ − 1)(1 − n1 ) Trong đó: - t1, n1, γ1: Lần lượt chiều dày (m), hệ số rỗng, dung trọng riêng (T/m 3) lớp đá xếp - t2, n2, γ2: Lần lượt chiều dày (m), hệ số rỗng, dung trọng riêng (T/m 3) lớp đá xếp thứ - n: Hệ số dự phòng, n = 1,5 Có n1 =0,7 , n2 = 0,4 , γ1 = 2,4 T/m3, γ2 = 0,7 T/m3, chọn t2 = 0,6m ( 1− γ2 ) ( 1− n2 ) ( γ1 − 1) ( − n1 ) n ×t × ⇒t1= = 1,5 × 0,3 × (1 − 0, 7)(1 − 0, 4) = 0,192 (2, − 1)(1 − 0, 7) (m) Chọn t1= 0,2(m) Để thuận tiện cho thi công chịu tác động dòng chảy chọn đường kính viên đá dìm bè có d = 30 cm Ta tiến hành đổ đá có d=30cm để gia cố bờ Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Chương CÔNG TÁC NẠO VÉT, VẬT LIỆU LÀM KÈ Công tác nạo vét đóng vai trò quan trọng công việc chỉnh trị đoạn cạn Ta biết rằng, mục đích việc chỉnh trị làm tăng chiều sâu luồng, vận tốc dòng chảy để tàu chạy nhanh chóng dễ dàng Việc nạo vét vừa để phục vụ cho phương tiện trình thi công chỉnh trị tạo tuyến luồng để khai thác, ảnh hưởng lớn tới mục đích việc chỉnh trị Trong công tác nạo vét việc tính toán khối lượng nạo vét vấn đề phải tiến hành 9.1 Xác định khối lượng nạo vét 9.1.1 Cơ sở tính toán Để xác định khối lượng nạo vét ta cần tính diện tích cần đào mặt cắt riêng lẻ sau tổng hợp chúng lại để tính toán tương tự môn học thi công Ta có thông số công tác nạo vét sau - MNTK: 1m - Độ sâu chạy tàu: TCT = 1,7 m Vậy cao trình đáy lạch nạo vét là: CTĐL = MNTK – TCT – Δ = – 1,7 = -0,7 (m) - Mái dốc luồng: m = - Bề rộng luồng: BL = BCT = 68 m - Sai số cho phép độ sâu Δ = 0,2 m Từ mặt cắt ta xác định diện tích nạo vét khoảng cách mặt cắt, khối lượng nạo vét tính theo công thức: V = ∑Vi Vi = ( Si + Si +1 ) li Trong đó: - Vi : Khối lượng nạo vét thứ i - li : Khoảng cách mặt cắt i i+1 - Si : Diện tích cần nạo vét mặt cắt thứ i 9.1.2 Xác định diện tích nạo vét cho mặt cắt Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Tim +1,0 -0,7 Hình 9.1.2.1.1 Diện tích nạo vét mặt cắt 3-3 Tim +1,0 -0,7 Hình 9.1.2.1.2 Diện tích nạo vét mặt cắt 4-4 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Tim +1,0 -0,7 Hình 9.1.2.1.3 Diện tích nạo vét mặt cắt 5-5 Tim +1,0 -0,7 Hình 9.1.2.1.4 Diện tích nạo vét mặt cắt 6-6 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Tim +1,0 -0,7 Hình 9.1.2.1.5 Diện tích nạo vét mặt cắt 7-7 Tim +1,0 -0,7 Hình 9.1.2.1.6 Diện tích nạo vét mặt cắt 8-8 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Ta có bảng tính toán nạo vét : Mặt Diện tích nạo Diện tích cắt vét sai số (m2) (m2) 3-3 4,21 7,66 4-4 0,75 6,61 5-5 37,32 Diện tích trung bình Khối lượng nạo vét Khối lượng nạo vét sai số (m3) 115,41 (m2) 2,481 (m3) 286,3 823,5 121,03 19,035 2303.8 1263,4 102,06 36,211 3695,7 1474,8 123,12 26,485 3260,8 1237,4 93,21 19,412 1809,4 792,3 11356 5591 14,3 6-6 35,10 14,6 7-7 17,87 5,5 8-8 Khoảng cách mặt cắt (m) 36,95 11,5 Tổng khối lượng nạo vét Bảng 9.1.2.1.6.1 Bảng tính khối lượng nạo vét Sau tính toán ta khối lượng nạo vét 16947 m3 9.2 Tính toán khối lượng vật liệu làm kè bè chìm Khối lượng vật liệu làm kè gồm phần vật liệu để làm cọc bêtông đá để làm bè chìm Trong tính toán ta tính toán cho kè K1 9.2.1 Vật liệu làm cọc Chiều dài kè là: 60 m n= 60 + = 216 0, 28 Số cọc cần sử dụng là: (cọc) Với cọc có kích thước 0,2 × 0,2 × 4,7 m ta tính lập kết tính thành bảng sau: Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Bảng 9.2.1.1.1.1 Bảng thống kê vật liệu cho cọc Tên ∑ Đường kính (mm) 22 14 25 Chiều dài (m) 0.3 4.7 1.05 0.6 0.82 Số 50 Khối lượng đơn vị (kg/m) 2.986 1.209 3.856 0.395 0.222 Tổng khối lượng (kg) 0.89 22.72 8.09 0.23 9.1 41.03 Kết luận: Để chế tạo kè K1 ta cần 54569,9 kg thép; 103,19 m3 bêtông Tính tương tự cho số kè lại 9.2.2 Vật liệu làm bè chìm Khối lượng đá dìm bè: Gb = Vđ.γđ.n = 382.0,2.35.2,4.0,6 = 3850,56 (T) Trong đó: n= - n độ rỗng: n1 1,5 = = 0, + n1 + 1,5 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Chương 10 TÍNH TOÁN THỦY LỰC NẠO VÉT 10.1 Cơ sở lý thuyết Mặt cắt ngang lạch đào thường thiết kế hình thang Các kích thước cần xác định là: độ sâu, chiều rộng, hệ số mái dốc cao trình đáy lạch Hệ số mái dốc xác định dựa theo góc ổn định đất nước phương thức thi công, thông thường m=5÷7 Căn vào MNTK độ sâu chạy tàu để xác định cao trình đáy lạch, có xét đến độ sâu gia tăng bồi lắng trở lại Việc qui định độ sâu chiều rộng, mặt phải thích ứng với yêu cầu vận tải thuỷ, mặt khác cần kết hợp với điều kiện vận động bùn cát mực nước lên xuống lạch đào b0 MNTK ho hn ∆ho ∆hn Bn Hình 10.1.1.1.1 Sơ đồ tính toán mặt cắt nạo vét Trong đó: + Uo , h0 , B0 , J0: vận tốc trung bình , chiều sâu trung bình , chiều rộng mặt nước, độ dốc mặt nước trước nạo vét + Un , hn , Bn , Jn: vận tốc trung bình , chiều sâu trung bình , chiều rộng mặt nước độ dốc mặt nước tuyến nạo vét + ∆ho: độ gia tăng độ sâu trung bình sau nạo vét (m); + ∆hn: chiều sâu trung bình tuyến nạo vét (m) Xuất phát từ công thức: 0,67 Un = U0 B0  hn   ÷ B0 − Bn  h0  1,67 Bn  hn  1+  ÷ B0 − Bn  h0  Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi hn h0 a= Đặt : b= Bn B0 - độ sâu nạo vét tương đối - chiều rộng nạo vét tương đối Un =k U0 Thay giá trị a, b, k vào công thức ta được: k= a 0.67 B0 − Bn Bn 1.67 + a B0 B0 k= hay a 0.67 − b + b.a1, 67 Công thức công thức dùng để tính toán mặt cắt ngang lạch đào Với bề rộng b ứng với độ sâu nạo vét a khác nhau, ta có giá trị k khác tồn giá trị K max Nếu lấy b làm tham số a biến điều kiện để k đạt cực trị là: tính k ta có: k max = dk 1− b  = ⇒ a = 0,786   da  b  0,6 Thay giá trị a vào công thức 0,51 (1 − b ) , b , Vẽ đường quan hệ a b với giá trị k khác ta có họ đường cong hình vẽ sau: Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi b 0,5 0,4 1,0 0,3 05 1, II 1,1 0,2 III 0,1 1,2 I k= k ma x a 0,0 Hình 10.1.1.1.2 Đồ thị k Lấy đường k = k = k max làm đường phân giới ta có vùng I, II, III Dựa vào giá trị Bn, hn lạch đào thiết kế ta tính giá trị a, b tìm tọa độ điểm đồ thị Nếu điểm rơi vào vùng I U n< UO có nghĩa vận tốc lạch nhỏ vận tốc bình thường điều không không phù hợp với yêu cầu Nếu điểm rơi vào vùng II Un> UO lạch đào đáp ứng yêu cầu Khi không cần tăng chiều sâu, chiều rộng nạo vét làm cho Un giảm Nếu điểm rơi vào vùng III lạch đào U n tăng so với U0 nhiên muốn tăng Un tăng chiều sâu nạo vét nhiên phải lấy đường k = k max làm giới hạn Từ đồ thị cho thấy điểm rơi vào phần bên trái lạch đào tương đối rộng nông, điểm rơi vào phía bên phải lạch đào hẹp sâu 10.2 Kiểm tra kích thước tuyến nạo vét Mặt cắt 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8 Bo 165,116 181,796 199,481 220,482 196,585 191,664 ho 1,275 1,359 1,274 1,148 1,298 1,272 Bn 68 68 68 68 68 68 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi hn 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 a 1,333 1,251 1,334 1,481 1,309 1,336 b 0,412 0,374 0,341 0,308 0,346 0,355 Vẽ điểm M ( a ;b )trên đồ thị họ đường cong k Vẽ họ đường cong tương ứng với giá trị k thi quan he a va b 0.6 c 0.54 b1( a ) 0.48 b2( a ) 0.42 b3( a ) b4( a ) 0.36 b5( a ) 0.3 b6( a ) 0.24 b7( a ) 0.18 b8( a ) y 0.12 0.06 1.9 2.8 3.7 4.6 5.5 6.4 7.3 8.2 9.1 10 d , a , a , a , a , a , a , a , a , A( y ) Hình 10.2.1.1.1 Đồ thị k Ta nhận thấy điểm nằm đồ thị thuộc vùng II (nằm đường k = đường k= kmax) Khi đó, Un>U0 lạch đào đáp ứng yêu cầu Khi không cần tăng chiều sâu, chiều rộng nạo vét 10.3 Xác định độ hạ thấp mực nước Sau nạo vét, lòng sông hạ thấp đường mặt nước bị hạ thấp Trong lạch đào cửa vào MN có độ hạ thấp lớn Càng hạ lưu độ hạ thấp giảm dần đến cuối lạch đào coi không Đồng thời thượng lưu ghềnh cạn mực nước bị ảnh hưởng, đoạn sông bị ảnh hưởng có độ dài L y Ta cần xác định độ giảm mực nước lớn để đề phòng sau nạo vét độ sâu chạy tầu không bảo đảm Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi D zo Dz Dho Ngưỡng cạn Lạch sâu Lạch sâu Hình 10.3.1.1.1 Sơ đồ xác định độ giảm mực nước Độ giảm mực nước ∆z xác định theo công thức sau :     ∆z = ∆z 1 − 10     A3  A = 1+ với ∆h0 ∆z − h0 2.h0 Dựa vào công thức ta tính ∆z biết đại lượng sau : ∆h0 - -xác định theo kích thước tuyến nạo vét h0 - xác định theo kích thước mặt cắt ban đầu ∆z - xác định cách xây dựng đường mặt nước qua khu vực nạo vét ∆z ∆z Cho giá trị ban đầu (ví dụ 0) tìm A sau tìm tiếp tục phép lặp giá trị hai lần lặp liên tiếp sai khác sai số cho trước Giả thiết trước nạo vét độ chênh MN đầu cuối đoạn nạo vét ∆z0 Giá trị ∆z0 xác định dựa vào độ dốc MN từ HL lên TL Theo thông số đặc trưng thủy lực đoạn sông ta có: Ứng với MN +4,15 độ dốc MN I = 2,3.10-5 Diện tích nạo vét (bao gồm phần diện tích sai số) mặt cắt 3-3: Si = 4,21+7,66 = 11,87 m2 Bề rộng dải nạo vét: Bnv= 68m Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi ∆hn = Si 11,87 = = 0,175(m) Bnv 68 ∆ho = b.∆hn = 0, 412.0,175 = 0, 072(m) Ta có: ∆z =I ∆l Trong đó: - ∆l: chiều dài đoạn nạo vét: ∆l = 115,41 m => ∆z0 = 0,017 m - Tính toán lặp Lúc đầu cho ∆z = 0, tìm A ,tính lại ∆z ⇒ ∆z = 0,0036 m 10.4 Xác định chiều dài ảnh hưởng Sau nạo vét, lòng sông hạ thấp, đường mặt nước bị hạ thấp Trong lạch đào cửa vào mực nước có độ hạ thấp lớn Càng hạ lưu, độ hạ thấp giảm dần đến cuối lạch đào coi không Đồng thời thượng lưu gềnh cạn mực nước bị ảnh hưởng Đoạn sông bị ảnh hưởng có độ dài L y *) Tính toán Ly: Phạm vi đoạn sông chịu ảnh hưởng mực nước thay đổi tính theo công thức: ∆z Ly = ∆zo − ∆z + Io L Trong đó: - ∆z: Độ hạ thấp mực nước cửa vào Theo tính toán ∆z = 0,0036 - ∆z0 = 0,0032 m - L: Chiều dài đoạn nạo vét - I0: Độ dốc mặt nước trước nạo vét đoạn sông thượng lưu I0 = 2,3.10-5 Kết tính toán: Ly = 12,1 m Vậy chiều dài ảnh hưởng 12,1 m Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi [...]... chỉnh trị như sau : + Chiều rộng tuyến chỉnh trị : BT = 135 m + Bán kính cong của tuyến chỉnh trị : R = 1464 m Tuyến chỉnh trị được vạch trên bình đồ tổng thể đoạn sông thuộc xa Quỳnh Lâm như hình vẽ 5.2.2 Bố trí công trình chỉnh trị: Sử dụng kè để thu hẹp mặt cắt lòng sông, tăng lưu tốc của dòng chảy góp phần xói hoặc giữ vững lòng sông ở cao độ thiết kế Kè được xây dựng đến biên của tuyến chỉnh trị. .. dài đoàn tàu tính toán (= 103m) ∆B = L t2 1032 = = 9, 66m 2R + B 2.515 + 68 Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi Chương 4 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TUYẾN CHỈNH TRỊ 4.1 Phương pháp hình thái học: 4.1.1 Lí thuyết: Việc thiết kế chỉnh trị bắt đầu từ việc chọn tuyến chỉnh trị dựa trên sự phân tích quá trình lòng sông trong nhiều năm Vì bề rộng tuyến chỉnh trị bao giờ cũng... Phạm Văn Khôi Chương 5 VẠCH TUYẾN CHỈNH TRỊ, VẠCH TUYẾN CHẠY TÀU, BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ 5.1 Cơ sở lí thuyết: - Sau khi xác định được kích thước cơ bản của tuyến chỉnh trị ta cần vẽ tuyến chỉnh trị lên bình đồ (vạch tuyến) Việc vạch tuyến chỉnh trị lên bình đồ phải tuân theo một số nguyên tắc cơ bản sau: +Mép của tuyến chỉnh trị nên dựa vào một bờ nào đó của sông Thông thường đó là các bờ cao... Ta xác định kích thước tuyến chỉnh trị theo hai phương pháp: Phương pháp hình thái học và phương pháp thuỷ lực - hình thái học Sau khi xác được bề rộng theo hai phương pháp trên thì cần so sánh các kết quả Nếu sai số < 20-25% thì lấy giá trị trung bình của hai phương pháp làm bề rộng tuyến chỉnh trị, nếu > 20% thì kết quả cuối cùng lấy kết quả của phương pháp hình thái học b Mat Cat 1-1 13.7 155.624... giá trị của η TK từ đó tìm được các giá trị tương ứng của ứng với mỗi mặt cắt ta tìm được một giá trị B T, lấy giá trị trung bình của các mặt cắt ta được bề rộng tuyến chỉnh trị Khi có được bề rộng tuyến theo phương pháp thuỷ lực hình thái học thì cần so sánh với bề rộng tuyến xác định bằng phương pháp hình thái học Nếu sai số < 20 25% thì lấy giá trị trung bình của 2 phương trình trên làm giá trị. .. - hình thái học là: B = 135 m ∆= Sai số giữa hai phương pháp là: ⇒ Như vậy, Sai số ∆> 20%, (135 − 108.121) × 100 = 21% 135 Vậy kết quả cuối cùng là kết quả hình thái học: BT= 135 m Như vậy, bề rộng tuyến chỉnh trị xác định được là BT =135m Sinh Viên :Đinh Chí Công Lớp CTT53ĐH Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phạm Văn Khôi *xác định bán kính cong của tuyến chỉnh trị: - Bán kính cong tuyến chỉnh trị cần đảm... có thể duy trì Khi tính thiết kế tuyến chỉnh trị trên đoạn sông tương đối dài, có nhiều ghềnh cạn và vũng sâu, ghềnh cạn tốt thì phương pháp hình thái học sẽ cho kết quả tốt hơn 4.1.2 Tính toán: - Xác định độ sâu của tuyến chỉnh trị: Độ sâu tuyến chỉnh trị được xác định theo công thức sau : TT =TCT + ∆T Trong đó : + ∆T - Độ sâu dự phòng có tính đến sai số của bình đồ lấy ∆T = 0,4 (m) + TCT - Độ sâu... chỉnh trị bao giờ cũng nhỏ hơn bề rộng sông, mặt khác về mùa lũ, mực nước dâng cao, giới hạn của dòng chảy là đê ,kè hai bên bờ, cho nên tuyến chỉnh trị chỉ được xác định vào mùa kiệt Tuyến chỉnh trị là lòng dẫn mới về mùa kiệt, được giới hạn bởi công trình và bờ Vì bề rộng tuyến chỉnh trị phải đảm bảo chạy tàu nên bề rộng của tuyến dược xác định ứng với mực nước thiết kế Điều kiện đảm bảo của tuyến chạy... tuyến chỉnh trị và tuyến chạy tàu trên bình đồ, sau đó sơ bộ bố trí công trình chỉnh trị 5.2 Nội dung thực hiện: 5.2.1 Vạch tuyến: - Khi thiết kế sơ bộ có thể đánh dấu trên bình đồ các điểm cơ bản của tuyến như sau: + Đoạn bờ chủ của các vực sâu trên và dưới + Điểm đầu, điểm cuối của đoạn quá độ + Điểm đầu, điểm cuối của đoạn cong + Các điểm tựa của tuyến chỉnh trị bao gồm các công trình có sẵn trên sông. .. cong tuyến chỉnh trị bao giờ cũng ≥ bán kính cong của tuyến chạy tàu) + Đảm bảo ổn định của tuyến trên đoạn sông cần chỉnh trị và không được phép tạo thành dòng chảy tách khỏi bờ ( Đây chính là yêu cầu dùng để xác định bán kính cong của tuyến) 4.2.1.2 Phương pháp tính: a) Phương pháp thực nghiệm: - Phương pháp này nhằm xác lập quan hệ giữa bán kính cong và bề rộng tuyến chỉnh trị Lòng sông ổn định ... Chương XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỌC, NỘI LỰC CỌC, BỐ TRÍ CỐT THÉP 7.1 Lựa chọn kết cấu kè Chọn kết cấu kè cọc hở (có tác dụng kè mỏ hàn cho nước chảy qua thân kè) Kè hở thường làm cọc bê tông cốt thép đóng... Phương pháp hình thái học: 4.1.1 Lí thuyết: Việc thiết kế chỉnh trị việc chọn tuyến chỉnh trị dựa phân tích trình lòng sông nhiều năm Vì bề rộng tuyến chỉnh trị nhỏ bề rộng sông, mặt khác mùa lũ,... tuyến chỉnh trị bao gồm công trình có sẵn sông - Các kích thước tuyến chỉnh trị sau : + Chiều rộng tuyến chỉnh trị : BT = 135 m + Bán kính cong tuyến chỉnh trị : R = 1464 m Tuyến chỉnh trị vạch