Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
thiÕt kÕ cèng lé thiªn
Ch¬ng 1: GIỚI THIỆU CHUNG
I-Tµi liƯu:
1- NhiƯm vơ: Cèng C x©y dùng ven s«ng Z ®Ĩ lµm nhiƯm vơ tíi níc cho 35.000ha
rng, tiªu níc cho khu vùc trªn vµ ng¨n lò tõ s«ng vµo. Cèng ®ỵc x©y dùng trªn tun ®-
êng giao th«ng cã xe 8-10 tÊn ®i qua.
2- C¸c lu lỵng vµ mùc níc thiÕt kÕ:
Đề
Q
tiªumax
(m
3
/s)
Z
®ångmin
(m)
Z
s«ngTK
(m)
Z
®ångmax
(m)
Z
s«ngmin
(m)
Z
s«ngmax
(m)
Z
®ångmin

γ
k
(T/m
3
)
1,47 1,52 1,41
γ
tn
(T/m
3
)
1,70 1,75 1,69
§é rçng n 0,40 0,38 0,45
ϕ
tn
(®é)
19
0
23
0
12
0
ϕ
bh
(®é)
16
0
18
0
10

)
8,00 9,00 7,00
7- Thêi gian thi c«ng: 2 n¨m.
Ch¬ng II: THIÕT KÕ CèNG Lé THI£N
A- Giíi thiƯu chung:
I- VÞ trÝ, nhiƯm vơ c«ng tr×nh:
1- VÞ trÝ: Cơng trình được bố trí ven s«ng Z.
2- NhiƯm vơ:
- Tíi, tiªu níc cho diƯn tÝch 35.000 ha.
- Ng¨n lò tõ s«ng vµo.
II- CÊp c«ng tr×nh vµ c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:
1- CÊp c«ng tr×nh:
a- Theo chiỊu cao c«ng tr×nh:
H
ct
= Z
®ång max
+ d - Z
®¸y kªnh
= 6,65 + 0,55 - 1 = 6,2m.
Trong ®ã: d lµ ®é vỵt cao an toµn, lÊy d = 0,55m.
Tra b¶ng P1-1 (Phơ lơc 1 - §å ¸n m«n häc Thủ c«ng) t¬ng øng víi c«ng tr×nh ®Ëp
bª t«ng trªn nỊn ®Êt ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp IV.
b- Theo nhiƯm vơ c«ng tr×nh: tra b¶ng P1-2 (Phơ lơc 1 - §å ¸n m«n häc Thủ
c«ng) víi diƯn tÝch tiªu lµ 35.000 ha ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III ( Cơng trình thứ yếu ).
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 2
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
VËy ta chän cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III.
2- C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:
- TÇn st lu lỵng, mùc níc lín nhÊt ®Ĩ tÝnh ỉn ®Þnh, kÕt cÊu: P = 1%.

2- TÝnh bỊ réng kªnh:
* §é s©u mùc níc trong kªnh:
H = Z
s«ngTK
- Z
®¸y kªnh
= 5,22 - 1 = 4,22(m)
* ChiỊu réng ®¸y kªnh:
Ta cã: f(R
ln
) =
Q
im 4
0
=
86
0001,0.424,8
= 0,0009
Tra b¶ng phơ lơc 8-1 (b¶ng tra TL) víi n = 0,025 ta cã: R
ln
= 3,5m.
LËp tû sè
ln
R
H
=
5,3
22,4
= 1,206
Tra b¶ng 8-2 (b¶ng tra TL) víi m = 1,5 ta cã:

a- X¸c ®Þnh tr¹ng th¸i ch¶y: h
n
= h
h
- P
1
= h
h
= 4,22m.
H×nh 1: S¬ ®å tÝnh khÈu diƯn cèng khi ngìng ®Ønh réng
H
0
= H +
g
v
.2
.
2
0
α
= (Z
®ång min
- Z
®¸y kªnh
) = 5,4 - 1 = 4,4m.
→
0
H
h
n

= 0,96. (B¶ng 14-13 b¶ng tra TL).
- ϕ
g
: hƯ sè co hĐp bªn, ϕ
g
= 0,5ε
0
+ 0,5 = 0,5.0,98 + 0,5 = 0,99.
- ε
0
=0,98
→ ∑b =
).(.2
0
hHgh
Q
gn
−
ϕϕ
=
)22,44,4.(81,9.2.22,4.99,0.96,0
86
−
= 11,4 (m)
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 4
h
4444.14
m

H

g
= 0,96.
- TÝnh hƯ sè ngËp ϕ
n
Chän ®êng c¸nh vµ trơ pin lỵn trßn cã : R = 0,5(m).
Tra b¶ng (14-12-B¶ng tra thủ lùc) víi møc ®é cưa vµo t¬ng ®èi thn víi m = 0.36
Tra b¶ng (14-13 ) ta cã ϕ
n
= 0.96
VËy Σb=
)22,44,4(62,1922,496,096,0
86
−××
= 11,8(m).
So s¸nh 2 lÇn ta chän b = 5,9 m (®Ĩ ®¶m b¶o an toµn).
KiĨm tra l¹i tr¹ng th¸i ch¶y:
Theo c«ng thøc h
K
=
3
2
.
g
q
α
, trong ®ã: q=
b
Q
∑
=

chän Q
tt
= 86m
3
/s = Q
max

tiªu
2. Lu lỵng tÝnh to¸n tiªu n¨ng: XÐt trong trêng hỵp mùc níc h¹ lu cèng kh«ng
phơ thc lu lỵng th¸o qua cèng. Khi mùc níc thỵng lu ®· khèng chÕ, Q
tt
chÝnh lµ lu lỵng
th¸o thiÕt kÕ cđa cèng.
Khi ®ã cÇn x¸c ®Þnh ®é më a cđa cèng theo c«ng thøc ch¶y díi cưa cèng
Q=εϕ∑bh
c
( )
co
hHg −2
=εϕ∑bαa
)(2 aHg
o
α
−

Trong ®ã: ε:hƯ sè co hĐp bªn; F(τ
c
) =
2/3
o

C¨n cø vµo ®Ỉc ®iĨm ®Þa chÊt (do cèng trªn nỊn ®Êt) chän ph¬ng ph¸p ®µo bĨ.
b - TÝnh to¸n kÝch thíc bĨ:
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 5
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
+ ChiỊu s©u ®µo bĨ ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
d = σ.h”
c
- (h
h
- Z
2
).
Trong ®ã: σ: hƯ sè ngËp, lÊy σ = 1,07.
h”
c
: ®é s©u liªn hiƯp níc nh¶y øng víi h
c
.
Z
2
: ®é chªnh lƯch cét níc cưa ra cđa bĨ tÝnh nh ®Ëp trµn ch¶y ngËp:
Z
2
=
2
''
2
22
2
).(2 2

- S¬ bé lÊy chiỊu s©u bĨ theo c«ng thøc: d
o
= h”
c
- h
h
+ TÝnh h”
c
:
Ta cã: E
o
= H
o
+ P = (5,4 - 1) + 0 = 4,4(m).
F(τ
c
) =
831,0
4,495,0
29,7
.
2/32/3
0
=
×
=
E
q
ϕ
Tra b¶ng (15-1) ta cã: τ

= 0,609 =>h”
c
= 5,38 × 0,609 = 3,27(m).
TÝnh: σ.h”
c
= 1,07 × 3,27 = 3,5(m).
Z
2
=
2
2
22
2
5,362.19
29,71
295,062,19
29,7
×
×
−
××
= 0,53(m)
TÝnh l¹i chiỊu s©u bĨ theo c«ng thøc:
®èi víi d
1
=σ.h”
c
- (h
h
+ Z

2
3
2
0
=×=
H
(m).
VËy L
1
=
)93,235,098,0(93,22 ×+
= 4,85(m).
L
n
: ChiỊu dµi níc nh¶y:
L
n
= 4.75 (h”
c
- h
c
) = 4,75.(3,27 - 1,49.0,628) = 11,09(m).
β: hƯ sè , ( β = 0,75).
vËy L
b
= 4,85 + 0,75 × 11,09 = 13,17(m).
KÝch thíc ®µo bĨ lµ:
- §é s©u ®µo: d = 0,98(m); - ChiỊu dµi: L
b
= 13(m)

s
+ a (1)
Z
2
= Z
s«ng
Thùc
+ ∆h’ + η
s
’+ a’ (2)
TrÞ sè cao tr×nh ®Ønh sÏ lÊy gi¸ trÞ lín trong 2 c«ng thøc trªn
* TÝnh Z
1
TÝnh ∆h: §é dỊnh do giã øng víi Z
s«ng
TK

:

∆h = 2×10
-6
α
cos.
.
.
2
Hg
DV
Trong ®ã: V: VËn tèc giã lín nhÊt V = 28 m/s
D: §µ sãng øng víi mùc níc s«ng b×nh thêng D = 200 (m)

28
3600681.9
=
××
=
V
gt
⇒
032.0
2
=
V
hg
;
23=
V
g
τ
5.2
28
20081.9
22
=
×
=
V
gD
⇒
003.0
2

τ
2
.
2
g
=
56.3
14.32
51.181.9
2
=
×
×
(m)
KiĨm tra l¹i ®iỊu kiƯn sãng s©u H > 0.5
λ
6.0 > 1.78 tho¶ m·n
+ TÝnh h
1%
= K
1%
.
h
víi K
1%
= f (
2
.
V
Hg

α
cos.
.
.
2
Hg
DV
V: vËn tèc giã b×nh qu©n lín nhÊt V = 18 (m/s).
D: ®µ giã øng víi mùc níc lín nhÊt D = 300 (m).
H: cét níc trong s«ng H = 6,0(m)
∆h' = 2×10
-6
3
2
10.025,0
581.9
30018
−
=
×
×
+ TÝnh η
s
: η
s
= K
η
s
. K
1%

V
gD
⇒
0055.0
2
=
V
hg
;
75.0=
V
g
τ
gi¸ trÞ nhá nhÊt:
0055.0
2
=
V
hg
⇒
h
= 0.18

75.0=
V
g
τ
⇒
τ
= 1.38

1%
= 2,23
VËy h
1%
= 2.23 × 0.18 = 0.40
+ TÝnh K
η
s
= f(
λ
λ
h
H
,
) Tra P2-4 ⇒ K
η
s
= 1.25
do ®ã: η
s
= 1.25× 0.4×0.18 = 0.09 (m)
§é cao an toµn a = 0,4 m
VËy: Z
2
= 7.10 + 0,025.10
-3
+ 0.09 + 0.4 = 7,59(m)
Ta thÊy: Z
2
> Z

chiỊu dµy: ®Çu s©n lÊy t
1
= 0.6m
Ci s©n theo c«ng thøc: t
2
≥
[ ]
j
H∆
∆H: ®é chªnh cét níc ë 2 mỈt s©n
[j] gra®ien thÊm cho phÐp phơ thc vµo vËt liƯu lµm s©n.
ë ®©y ta kh«ng tÝnh mµ chän b»ng b¶n ®¸y; t
2
= 0,8m.
2 - B¶n cõ
a - VÞ trÝ: do cèng chÞu ¸p lùc níc tõ 2 chiỊu thn nghÞch nªn ta bè trÝ cõ ë phÝa cã
®Çu níc cao h¬n.
b - ChiỊu dµi ®ãng cõ: v× tÇng thÊm dµy nªn ta chØ ®ãng cõ ®Õn mét ®é s©u nhÊt
®Þnh (cõ treo). ChiỊu dµi cõ S = (0.6 ÷1)H
S = 0.8H = 0.8 × 4,4 = 3,52(m) ta lÊy S = 3,5(m)
ChiỊu dµy têng cõ: 0,4(m)
ChiỊu réng cõ lÊy: 0,6(m)
VËt liƯu lµm cõ: bª t«ng cèt thÐp
3 - Ch©n khay: lµm ë 2 ®Çu b¶n ®¸y c¾m s©u vµo nỊn ®Ĩ t¨ng ỉn ®Þnh vµ kÐo dµi ®-
êng viỊn thÊm.
4 - Tho¸t níc thÊm: do cèng lµm viƯc 2 chiỊu nªn 1 ®o¹n s©n tiªu n¨ng phÝa s«ng
tiÕp gi¸p b¶n ®¸y kh«ng ®ơc lç. §o¹n nµy ®ãng vai trß nh 1 s©n tríc ng¾n khi níc s«ng
lín.Ta chän 1 ®o¹n kh«ng ®ơc lç lµ 6(m).
5 - S¬ bé kiĨm tra chiỊu dµi ®êng viỊn thÊm.
KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn sau: L

5.34
= 34 (m)
+ Trêng hỵp trong ®ång lµ mùc níc max vµ ngoµi s«ng lµ mùc níc min th× :
H = 3.5 m Khi ®ã: C .H = 17.5 < L
tt
= 34 m
+ Trêng hỵp trong ®ång lµ mùc níc min vµ ngoµi s«ng lµ mùc níc max th×:
H = 4m Khi ®ã: C H = 20 < L
tt
= 34 m
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 9
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
Nh vËy chiỊu dµi ®êng viỊn thÊm s¬ bé tÝnh to¸n nh trªn lµ ®¶m b¶o ®é bỊn thÊm chung.
III - Nèi tiÕp cèng víi thỵng h¹ lu:
1 - Nèi tiÕp thỵng lu:
Gãc më cđa têng vỊ phÝa tríc lÊy víi tgθ
1
=
4
1
H×nh thøc têng lµ mỈt trơ nèi tiÕp víi kªnh thỵng lu, ®¸y ®o¹n kªnh nèi tiÕp víi
kªnh thỵng lu ®ỵc x©y b»ng ®¸ cã chiỊu dµy 0,5m. PhÝa díi cã tÇng ®Ưm c¸t dµy 15cm.
2 - Nèi tiÕp h¹ lu:
- Gãc më cđa têng vỊ phÝa sau tgθ
2
=
5
1
h×nh thøc têng lµ têng xo¾n vá ®ç, chiỊu dµi
kÐo hÕt bĨ tiªu n¨ng.

3
/s) (Lu lỵng ®¬n vÞ ë ci s©n tiªu n¨ng)
K: HƯ sè phơ thc vµo chÊt ®Êt (lÊy k = 15)
VËy L
s
=
43,415
= 43,99(m)
Ch¬ng 4: TÝnh to¸n thÊm díi ®¸y cèng
I - Nh÷ng vÊn ®Ị chung:
1. Mơc ®Ých: X¸c ®Þnh lu lỵng thÊm q, lùc thÊm ®Èy ngỵc lªn ®¸y cèng w
t
, gra®ien
thÊm J.
2. Trêng hỵp tÝnh to¸n: tÝnh to¸n víi trêng hỵp chªnh lƯch mùc níc thỵng h¹ lu lín
nhÊt; ë ®©y ta chØ tÝnh cho trêng hỵp: Mùc níc ®ång lµ mùc níc min(2), mùc níc s«ng lµ
mùc níc max(5,0)dßng thÊm ngỵc
3. Ph¬ng ph¸p tÝnh:
TÝnh theo ph¬ng ph¸p vÏ líi thÊm b»ng tay.
II - TÝnh thÊm cho trêng hỵp ®· chän
Mùc níc ®ång lµ 2,0 mùc níc s«ng lµ 5,0
1. VÏ líi thÊm: vÏ theo ph¬ng ph¸p ®óng dÇn
Dùa vµo s¬ ®å thÊm ta x¸c ®Þnh ®ỵc n = 20 d¶i vµ m = 7 èng dßng
2. Dïng líi thÊm ®Ĩ x¸c ®Þnh c¸c ®Ỉc trng cđa dßng thÊm
a. X¸c ®Þnh ¸p lùc thÊm ®Èy ngỵc w
®n
Cét níc thÊm t¹i 1 ®iĨm x nµo ®ã c¸ch ®êng thÊm ci cïng i d¶i sÏ lµ:
h
x
= i.

= w
t
+ w
1
= γ
n
.L(
)(.)
2
thL
hh
hn
BA
++
+
γ
=
= 10 × 12 (
)7.01(1210)
2
9.11.3
+×+
+
=300+204= 504 (kN/m)
b. X¸c ®Þnh gra®ien thÊm
Gra®ien thÊm trung b×nh t¹i « líi bÊt kú cã trong ®o¹n ∆s sÏ lµ: J
tb
=
sn
H

Do ®ã ta vÏ ®ỵc biĨu ®å gra®ien thÊm t¹i cưa ra (J
ra
) vµ x¸c ®Þnh ®ỵc:
J
r
= J
bh

max
= 230.10
-3
III - KiĨm tra ®é bỊn thÊm cđa nỊn.
1. KiĨm tra ®é bỊn thÊm chung:
Theo c«ng thøc: J
tb
≤
n
K
k
J
tb
Trong ®ã: J
k
tb
Gra®ien thÊm tíi h¹n trung b×nh (b¶ng P3-2), ®Êt c¸t h¹t nhá - víi
c«ng tr×nh cÊp III, lÊy J
k
tb
= 0.22 = 220.10
-3

tt
: chiỊu s©u tÝnh to¸n cđa nỊn - phơ thc vµo
0
0
S
L
L
0
: h×nh chiÕu ngang L
0
= 34.5(m)
S
0
: h×nh chiÕu ®øng cđa ®êng viỊn S
0
=5.5(m)
Ta cã:
0
0
S
L
=
27.6
5.5
5.34
=
> 5
Ta lÊy T
tt
= 0.5 .L

’=
tt
T
LL 55.0)(
2
×−+
=
5.16
55.0)914( ×−+
= 1.24
ξ
n
”=
tt
T
L 55.0
1
×−
=
45.0
5.16
55.010
=
×−
ξ
c
= 1.5
tt
T
S

×
=
∑
ξ
tt
T
H
; Ta thÊy: J
tb
< J
ktb
> §Êt nỊn kh«ng bÞ tr«i
2. KiĨm tra ®é bỊn thÊm cơc bé:
Theo c«ng thøc: J
r
< J
k
J
r
: trÞ sè gra®ien thÊm cơc bé ë cưa ra J
r
= 230.10-3
J
k
: TrÞ sè gra®ien thÊm tíi h¹n cơc bé (Tra P3 -1)
J
k
phơ thc vµo η =
9
10

2
1011+
= 12.75( m
2
)
→ G
b®
= γ
b
.F.B = 2,4×12×12.75 = 367,2 T
* Träng lỵng mè gi÷a vµ 2 mè bªn:
DiƯn tÝch mè 2 gi÷a vµ 2 mè bªn lµ: F =0.5
2
×3.14×2+1×11+12×0.5×2 =24,17(m
2
)
ChiỊu cao mè lµ H = 7.2-1 =6.2 (m)
G
mè
= F×H×2.4 = 24.17×6.2×2.4 = 359.6 T
* Träng l ỵng cÇu giao th«ng:
- ChiỊu dµi cÇu: L
c
= 11.8+2 =13.2 (m). (2m lµ chiỊu dµi t¨ng thªm vỊ 2 phÝa)
- DiƯn tÝch mỈt c¾t ngang cÇu:
F = 6× 0.9 - 4×0.2 - 0.8×0.3×2- 0.8×2×0.4 -2×0.4 =2,68 m
2
.
→ G
cÇu

2
F
2
= 2×0,3×6.5 + 2×0,2×2 = 4.7 m
2
→ G
ct
= γ
b
.[F
1
×11.8+ F
2
×0.4×4] = 2,4.(0,9×11.8 + 4.7×0.4×4) = 43.5 T
* Träng l ỵng cÇu th¶ phai:
- DiƯn tÝch mỈt c¾t ngang: F = 2×0,3×1 = 0,6 m
2
→ G
p
= γ
b
×F×∑b = 2,4×0,6×11.8 = 17 T(Träng lỵng cđa c¶ 2 cÇu)
* Träng lỵng níc trong cèng:
- PhÝa s«ng: H = Z
s«ng max
- Z
®¸y cèng
= 6- 1 = 5 m → G
TL
= 1×3×9.8×5 = 146.6 T

2
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 13
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
H
c
Cét níc tÝnh to¸n tai t©m lç cèng H
c
= 2.3 m
G
cv1
= 29.4×5.2×5.1 ×0.1= 78.1 T
Träng lỵng 2 cưa van lµ G
cv
= 156.2 T
* C¸c lùc ®Èy ngỵc:
- Áp lùc thủ tÜnh: W
tt
= (0.7 + 1) ×.12×11.8=240.7 T
- Áp lùc thÊm: W
th
= 30×11.8 = 354 T.
b. C¸c lùc ngang (tÝnh s¬ bé)
- Áp lùc níc phÝa s«ng: W
S
=
bH
sn
Σ
2
1

×××
= 5.9 T
§iĨm ®Ỉt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n
3
1
H
®
+1 = 1.33 m.
- Áp lùc bÞ ®éng ë ch©n khay h¹ lu: E
b®
=(
γ
2
1
H
2
K
b
+2CH
Kb
)×11,8
Trong ®ã:γ = γ
bh
= γ
®n
+ γ
n
=1,9(T/m
8
)

γ
2
1
H
2
K
c
-2CH
Kc
+
γ
2
2C
)×11.8
Trong ®ã:K
c
=tg
2
(45
0
-
)
2
bh
ϕ
=0,53
γ = γ
bh
= γ
®n

M
F
P
0
∑
±
∑
∑P: Tỉng c¸c lùc th¼ng ®øng
∑Mo:Tỉng m«men cđa c¸c lùc t¸c dơng lªn ®¸y mãng lÊy ®èi víi t©m O cđa m¶ng.
F: DiƯn tÝch ®¸y m¶ng , F = L.B = 14 x 11.8 = 165.2 (m
2
)
W: m« ®un chèng n cđa ®¸y m¶ng ; w =
)(2.283
6
128.11
6
3
22
m
BL
=
×
=
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 14
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
§Ĩ tÝnh tỉng m« men cđa c¸c lùc t¸c dơng lªn ®¸y m¶ng lÊy ®èi víi t©m O cđa ®¸y;
ta s¬ bé bè trÝ c¸c chi tiÕt vµ h¹ng mơc.
B¶ng 1: TÝnh m« men c¸c ngo¹i lùc t¸c dơng lªn b¶n ®¸y
STT Tªn lùc

3.3 -54.25
5 CÇu c.t¸c G
ct
43.5
↓
3 -130.5
6 Cưa van G
cv
156.2
↓
3 -468.6
7 Níc trong cèng
(phÝa ®ång)
G
HL
88.2
↓
1.5 -132.3
8 Níc trong cèng
(phÝa s«ng)
G
TL
146.6
↓
4.5 659.7
9 ¸p lùc thÊm W
th
354
↑
0.48 169.92

-46.75
∑
690.76 111.54 591.2
Tõ c«ng thøc:
W
M
F
P
0
∑
±
∑
=
σ

Ta cã: σ
max
=
26.6
2.283
29.591
2.165
76.690
=+
(T/m
2
)
σ
min
=

=≤
×
σ
γ
σ
N
B
Trong ®ã: B: ChiỊu réng m¶ng (chiỊu réng // víi lùc ®Èy)
γ: Dung träng ®Êt nỊn (dung träng ®Èy nỉi); γ= γ
®n
=
n
γ
ε
+
−∆
1
1
9.01
61.01
145.2
=×
+
−
=
(T/m
3
)
ε: hƯ sè rçng cđa ®Êt nỊn (c¸t pha = 0.61)


c
σ
ϕ,c: lµ gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh cđa ®Êt nỊn. tg
Ψ
= tg18
0
+
45.0396.0
18.4
3.0
<=
c. Møc ®é cè kÕt: C
v
=
4
)1(
2
0
0
≥
+
ha
teK
n
t
γ
K
t
: hƯ sè thÊm (K
t

××
×+×
−
Trong 3 ®iỊu kiƯn trªn, ®iỊu kiƯn trªn, ®iỊu kiƯn 2 vµ 3 kh«ng tho¶ m·n do vËy c«ng
tr×nh cã thĨ x¶y ra trỵt hçn hỵp. (Trong ®å ¸n nµy chØ yªu cÇu kiĨm tra trỵt ph¼ng).
4- TÝnh to¸n trỵt ph¼ng:
§iỊu kiƯn cđa cèng ®ỵc ỉn ®Þnh khi: N
c
.N
tt
R
k
m
n
≤
Trong ®ã: n
c
: HƯ sè tỉ hỵp t¶i träng n
c
= 1
m: hƯ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc m = 1
k
n
: hƯ sè tin cËy (c«ng tr×nh cÊp III) k
n
= 1.15
N
tt
= T
tl

.n
c
= 143.44 x 1 = 143.44
Ta thÊy: n
c
.N
tt
= 143.44 <
25.296
=
R
K
m
n
=> VËy c«ng tr×nh kh«ng bÞ trỵt ph¼ng.
Ch¬ng 6 : TÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cèng
I - Më ®Çu:
1. Mơc ®Ých: x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh to¸n néi lùc vµ bè trÝ cèt thÐp trong b¶n
®¸y cèng. (ChØ yªu cÇu x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh kÕt cÊu b¶n ®¸y cèng theo ph¬ng
ph¸p dÇm trªn nỊn ®µn håi).
2. Trêng hỵp tÝnh to¸n:
- TÝnh to¸n trêng hỵp bÊt lỵi vỊ mỈt chÞu lùc cđa b¶n ®¸y (khi chªnh lƯch mùc níc
thỵng h¹ lu lín nhÊt).
3. Chän b¶ng tÝnh to¸n: ViƯc tÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cÇn tiÕn hµnh cho c¸c b¨ng
kh¸c nhau (tÝnh nh bµi to¸n ph¼ng, lÊy chiỊu réng b¨ng b = 1 m).
Trong ®å ¸n chØ yªu cÇu tÝnh to¸n cho 1 b¨ng ë sau cưa van.
II - TÝnh to¸n ngo¹i lùc t¸c dơng:
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 16
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
Trªn 1 b¨ng cđa m¶ng c¸c ngo¹i lùc t¸c dơng lªn b¶n ®¸y bao gåm: Lùc tËp trung tõ

, G
5
, G
6
, T
1
, T
2
tÝnh trong ph¹m vi phơ tr¸ch cđa mè (nưa nhÞp cèng
khi tÝnh cho 2 bªn, hai nưa nhÞp 2 bªn khi tÝnh cho mè gi÷a).
KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:
Lo¹i mè
TrÞ sè cđa lùc t¸c dơng lªn mè
G
1
G
2
G
3
G
4
G
5
G
6
T
1
T
2
Mè bªn 37.2 52.08 3.875 10.87 22.19 10 36.87 1.475

2
)
W
n
=
12
6
125.0
6
22
=
×
=
dL
(m
3
).
σ
A
=
37.29
12
80
6
22.136
=+
(T/m
2
).
σ

k
= P
k
= 13.28 T/m
2
KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:
Lo¹i
mè
Tªn t¶i träng TrÞ sè
∑
G
C¸nh tay
®ßn
Mo (T/m)
+ -
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 17
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
Mè bªn
G
1
37.2 3.5 130.2
G
2
52.08 2.5 130.2
G
3
3.875 3.3 12.79
G
4
10.87 3 32.61

G
6
10 2 20
T
1
73.75 1.67 123.16
T
2
2.95 0.333
0.98
362.8
520.92
b - TÝnh cho mè gi÷a:
F
m
=11.8 (m
2
); W
n
= 24 (m
3
)
σ
B
=
2.17
24
12.140
8.11
272

.h
n
.b.
Trong ®ã γ
n
= 1
h
n
: chiỊu dµy níc t¹i b¨ng tÝnh to¸n
q
o
= 1
×
5
×
1 = 5 (T/m)
+ Träng lỵng b¶n ®¸y: q
i
= γ
b
.t.b
Trong ®ã: γ
b
= 2.4
t: chiỊu dµy b¶n ®¸y (t = 1m)
b: ChiỊu réng b¨ng tÝnh to¸n

⇒
q
1

p
.b
Trong ®ã: P
p:
ph¶n lùc t¹i ®¸y mãng
q
3
= 8.058
×
1 = 8.058 (T/m)
3 - Lùc c¾t kh«ng c©n b»ng.
a. TrÞ sè x¸c ®Þnh tõ ph¬ng tr×nh c©n b»ng tÜnh.
Q =
∑
P'
K
+ 2L.
∑
=
3
1i
i
q
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 18
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
Trong ®ã: 2L: ChiỊu dµi b¨ng ®ang xÐt (2L = 14
m
)
∑
P'

F
®
:diƯn tÝch phÇn b¶n ®¸y
Y1,Y2:träng t©m cđa c¸c mè vµ träng t©m b¶n ®¸y
Y
0
=
=
×+××
××+×××
11415.65
5.011425.455.61
0.85 (m)
VÏ biĨu ®å momen tÜnh S
c
cđa b¨ng tÝnh to¸n S
c
= F
c
.y
c
Trong ®ã F
c
:diƯn tÝch phÇn bÞ c¾t
y
c
: kho¶ng c¸ch tõ träng t©m phÇn bÞ c¾t ®Õn trơc trung hoµ
XÐt hai phÇn: PhÇn I: b¶n ®¸y
PhÇn II: têng mè
*TÝnh cho phÇn I: F

(m)
S
cg
2
= 6.5 × 2.4 = 15.6 (m
3
)
Mè bªn: F
cb
2
= 6.5 × 1 = 6.5 (m
2
)
S
cb
2
= 6.5 × 2.4 = 15.6 (m
3
)
S
c
2
= S
cg
2
+ S
cb
2
=15.6 × 2 = 31.2 (m
3

×
Ph©n phèi Q cho mè (Q
m
) vµ b¶n ®¸y (Q
®
)
Q
m
= Q
63.42
6.122.135
2.135
6.46
21
1
=
+
=
+ AA
A
(T)
Q
®
= Q - Q
m
= 46.6 – 42.63 = 3.97 (T)
Ph©n Q
m
Cho c¸c mè theo tØ lƯ diƯn tÝch
ë ®©y ta bè trÝ c¸c mè cã diƯn tÝch b»ng nhau lªn Q

4
=
142,0
14,2
97.3
2
==
l
Q
d
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 19
Đồ án môn học Thủy công GVHD: Lã Bá Thiết
4, T¶i träng bªn:
§Çu m¶ng tinh to¸n giap bê ®Êt, mè bªn
Ph¹m vi ®Êt ®¾p ®µo mãng
T¶i träng ®øng: S = γ
d
h
d
b
lÊy b =1 (m)
h
d
= 7.5 (m)
γ
d
= 1.65
→ S = 1× 1.65 × 7.5 = 12.38 (T/m)
¸p lùc ®Êt ngang E:
E=

ỉn ®Þnh chÞu lùc .

KÕt ln
Qua ®å ¸n nµy em ®· hiĨu râ c«ng viƯc tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ quy tr×nh tÝnh to¸n, lùa
chän c¸c kÕt cÊu c«ng tr×nh cèng lé thiªn,®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cèng vµ nh÷ng yªu cÇu
kü tht tr×nh trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ.
Trªn ®©y lµ toµn béi néi dung ®å ¸n mµ em ®· ®ỵc giao. Do tr×nh ®é cã h¹n nªn
trong qu¸ tr×nh lµm bµi kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt chđ quan, em rÊt mong cã ®ỵc sù
chØ b¶o cđa c¸c thÇy trong bé m«n ®Ĩ em cã ®iỊu kiƯn kh¾c phơc nh÷ng sai sãt ®· m¾c
ph¶i.
Ci cïng em ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n Thủ c«ng vµ thÇy
gi¸o híng dÉn ®· chØ b¶o, gióp ®ì em hoµn thµnh ®å ¸n nµy.
SVTH: Cao Thò Thúy Vân Trang 20