Chương 2: Kết cấu buồng âu

Chương 2.
KẾT CẤU BUỒNG ÂU
2.1. Các kích thước của buồng âu:
2.1.1. Chiều dài có lợi của buồng âu (L
b
):
Là chiều dài của buồng âu đủ để tàu đậu ở đó được an toàn.
2.1.1.1. Với đội hình đoàn tàu kéo:
tk
t
t
∆
l
∆
l
∆
l
b

Hình 2.1: Xác định chiều dài L
b
lnLLL
n
ttkb
∆+++=
∑
)1(
2
(2-1)

2.1.1.3. Với tàu đơn:
lLL
tb
∆+= .2
(2-3)
Trong đó:
L
t
- Chiều dài tàu.
2.1.2. Bề rộng có lợi của buồng âu (B
b
):
2.1.2.1. Với đoàn tàu:
bBB
m
tb
∆+=
∑
.2
1
(2-4) 2-1
Chương 2: Kết cấu buồng âu

Trong đó:
B
t
- Bề rộng tàu hoặc xà lan

b
):
Độ sâu có lợi của buồng âu tính từ mực nước thấp nhất trong buồng âu đến đáy âu:
TTS
b
∆+=
(2-7)
Trong đó:
T- Mớn nước lớn nhất của tàu chở đầy hàng.
∆T- Độ sâu dự trữ dưới đáy âu, đề phòng tàu va vào đáy âu. Theo quy phạm của
Liên Xô:
+ Với S
b
≤ 2,5m thì ∆T/0,3m
+ Với S
b
> 2,5m thì ∆T/0,5m
Ngoài ra có thể tính S
b
theo công thức:
()
TS
b
3,125,1 ÷=
(2-8)
2.1.4. Cao trình đáy và cao trình đỉnh tường buồng âu:
- Cao trình đáy và đỉnh âu liên quan đến mực nước thượng, hạ lưu. Mực nước
thượng, hạ lưu luôn thay đổi theo thời gian và chia ra làm 2 loại:
+ Mực nước tĩnh: phụ thuộc vào điều kiện thuỷ văn của sông ngòi, hồ chứa nước
trong thời gian dài.

MN dong
max
+ Do vuot cao δ
(2-10)
Thường lấy độ vượt cao δ< 1m
* Chú ý:
- Cần so sánh về kinh tế và kỹ thuật để quyết định tần suất thiết kế:
+ Với mực nước thấp thiết kế: Nếu cho phép đình chỉ chạy tàu trong một số trường
hợp thì mực nước sẽ cao hơn.
+ Với mực nước cao thiêt kế: Nếu cho phép ngập một số bộ phận công trình thì mực
nước s
ẽ nhỏ đi. Đối với tuyến sông chính mực nước cao nhất thường lấy với tần
suất p = 1÷2%, song cũng cần xét đến trường hợp lũ quá cao.
2.2. Một số dạng kết cấu buồng âu.
Thực tế buồng âu là đoạn kênh giới hạn bởi 2 đầu âu và trong mặt cắt ngang giới
hạn bởi tường và đáy âu để có thể đảm bảo sự thay đổ
i rất nhanh của mực nước trong
buồng âu.
Trong buồng âu có bố trí thiết bị neo tầu và các thiết bị hỗ trợ khác để có thể đảm
bảo cho tầu được an toàn khi đậu trong âu cũng như khi qua âu.
2.2.1. Phân loại:
2.2.1.1. Dựa vào hình dáng buồng âu:
+ Buồng âu tường đứng.
+ Buồng âu mái nghiêng.
+ Buồng âu kết hợp đứng và nghiêng.
2.2.1.2. Dựa vào vật liệu:
+ Buồng âu bê tông
+ Buồng âu bê tông cốt thép.
+ Buồng âu tường cừ.
+ Buồng âu gỗ.

khắc phục được nhược điểm thứ 3, nhưng giá thành lại tăng lên.
Vì nhược điểm nhiều hơn ưu điểm cho nên hiện nay người ta ít dùng kết c
ấu buồng
âu này. Loại này chỉ áp dụng ở những sông nhỏ, mức vận chuyển hàng hoá không lớn và
cột nước H < 2,5m.
2.2.3. Buồng âu tường đứng xây dựng trên nền đá:
2.2.3.1. Trường hợp mặt nền đá xấp xỉ cao trình đáy âu:
Loại kết cấu này thường có tường buồng dạng hình tam giác đỉnh trên của tam giác
mở rộng thành hình chữ nhật, chiều rộng tường thường được xác định bởi điều kiện
không xuất hiệu ứng suất kéo ở mặt trước và mặt sau tường: 2-4
Chương 2: Kết cấu buồng âu

2
45
0
γ
θ
−≥
(2-11)
Với γ là góc nội ma sát của đất lấp sau tường.
mntl
mnhl
Líp bªt«ng

Hình 2.3: Mặt cắt ngang buồng âu bê tông trên nền đá.
* Ưu điểm:
+ Kết cấu đáy đơn giản.





Hình 2.5: Buồng âu bê tông trên nền đá cứng.
1- Vật thoát nước sau tường buồng.
2- Neo của lớp trát mặt.
3- Vật thoát nước sau lớp trát mặt.
Để tránh rác rưởi làm tắc cống thoát nước, yêu cầu đường kính cống φ / 25 ÷ 30 cm.
2.2.4. Buồng âu kiểu đáy phân ly (đáy thấm nước):
Cấu tạo buồng âu kiểu đáy phân ly phụ thuộc nhiều vào hệ thống cấp tháo nước của
âu tàu - tập trung hay phân tán- tức là phụ thuộc ở chỗ trong tường buồng âu có cống dẫn
nước hay không.
Khi dùng hệ thống cấp tháo nước phân tán mà trong tường buồng âu có cống dẫn
nước thì tường buồng âu thường là kiểu trọng lực (bê tông ít cốt thép) như hình 2.5 hoặc
kiểu bản tựa (bêtông cốt thép).
mntl
mnhl




Hình 2.6: Buồng âu kiểu trọng lực có cống dẫn nước.
1. Cống dẫn nước.
2. Dằng ngang.
3. Cừ chắn. 2-6