Công trình ngăn triều ở cửa sông có khoang rộng và cột nước khống chế cao tạo ra một thách thức đặc biệt trong thiết kế, lắp đặt và vận hành cửa van. Việc thiết kế các cửa ngăn triều cần đảm bảo mục đích kiểm soát lũ và chắn nước biển dâng. Sau đây đưa ra một vài thông số của các cửa van đã được sử dụng trong một số công trình.
Cửa chính công trình ngăn nước dâng của công trình Delta tại Western Scheldt, Hà Lan đã hoàn tất năm 1986 có 62 cửa nâng với bề rộng 42m và cột nước thay đổi từ 5,9 – 11,9m. Cửa dâng nước của công trình ngăn nước Maeslant trên đường giao thông thủy (Nieuwe, Waterweg) đến Rotterdam đã hoàn thành vào năm 1977 và kết cấu một phần của dự án có 2 cửa van cung (van quạt) nằm theo phương ngang có thể làm kín 360m bề rộng kênh.
Mỗi cửa van cao 21,5m, rộng 8m và dài 210m, hai càng van của mỗi cửa dài 220m. Mỗi cửa van có duy nhất một tâm cầu với đường kính 10m. Dưới điều kiện bình thường cửa van được đặt trong hai hầm khô (mỗi hầm nằm ở một bờ). Để van hoạt động hai hầm van được làm đầy nước, cửa van cũng ngập và xoay vào vị trí của đường thủy. Khi liên kết giữa hai van được thiết lập thì nó bị ngập và chìm xuống đáy, khép kín kênh. Sau khi lũ nguy hiểm đi qua thì toàn bộ quá trình thực hiện ngược lại và cửa van được quay lại vị trí đậu.
Cửa van nâng thẳng đứng lớn cần cầu công tác cao để nhấc hoàn toàn van và đủ rộng để di chuyển. Cầu công tác đó không những chi phí cao mà còn ảnh hưởng đến môi trường.
Hơn nữa khi cửa van nâng đến vị trí yêu cầu phải chịu áp lực gió lớn. Một giải pháp cho những khó khăn trên là, tại cửa đơn đập ngăn triều trên sông Hull (Anh), xoay các cửa đó qua 1 góc 900 đến mặt nằm ngang khi giữ ở vị trí nâng. Dĩ nhiên một cách khác là sử dụng các loại cửa khác nhau, ví dụ như trên đập ngăn triều trên sông Tees (Anh) hoàn thành năm 1994 có 4 cửa van hình bụng cá dài 13,5m, cao 8,1m và dầy 2m (Norgrove, 1996) đã được sử dụng.
Đê Thames bảo vệ London chống lại nước triều dâng đã hoàn thành năm 1982 áp dụng một khái niệm mới của cửa van quạt nâng (xem hình 636). Cửa van cao 20m được gắn chặt ở cả hai đáy với một mặt tròn đường kính khoảng 24m. Trục quay có thể cao hay thấp hơn cửa van, van ở vị trí mở là song song với đáy sông và khi ngăn lũ thì nó thẳng đứng (Lewin, 1995). Trên đập có 4 cửa van quạt rộng 61m (bảo vệ đường giao thông thủy), hai cửa van quạt rộng 31,5m và 4 cửa van cung rộng 31,5m.
250
Hình 6-36. Cửa van trên đập ngăn Thames
Ở Việt Nam, các cống ngăn triều lớn trong dự án chống ngập khu vực thành phố Hồ Chí Minh cũng đang được thiết kế với các cửa van có kích thước lớn (tới 40m) và thiết bị đóng mở hiện đại.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 6
1.Nêu khái niệm cửa van trong công trình thủy lợi. Bố trí cửa van phải đi kèm với các bộ phận nào của công trình?
2.Trình bày các yêu cầu cơ bản khi thiết kế cửa van.
3.So sánh đặc điểm chịu lực và phương pháp bố trí của hai loại cửa van: van trên mặt và van dưới sâu.
4.Nêu các đặc điểm chung, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của van phẳng.
5.Viết và giải thích cách xác định các đại lượng trong công thức tính toán lực mở, lực đóng cửa van phẳng.
6.Van phẳng bằng thép: vẽ sơ đồ bố trí, nêu nguyên tắc và công thức tính toán xác định vị trí dầm chính trong trường hợp van trên mặt và van dưới sâu.
7.Vẽ sơ đồ và nêu nguyên tắc làm việc của các thiết bị khít nước hai bên, dưới đáy và trên đỉnh cửa van phẳng.
251
8.Cửa van cung: vẽ sơ đồ bố trí, nêu ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng cửa van cung.Phân tích quan hệ giữa tâm quay và tâm cung.
9.Vẽ sơ đồ, trình bày phương pháp tính toán lực tác dụng lên cửa van cung, lực để mở van cung.
10.Nêu nguyên tắc bố trí các bộ phận của cửa van cung.
11.Vẽ sơ đồ bố trí, trình bày ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng cửa van hình quạt, van mái nhà.
12.Vẽ sơ đồ bố trí, đặc điểm chịu lực và phạm vi áp dụng của van đĩa trục ngang,van kim, van côn, van khóa.
13.Nêu đặc điểm bố trí, đặc điểm làm việc và điều kiện thi công các loại cửa van nhịp lớn ở công trình ngăn triều và cửa chắn nước dâng.
252
Chương 7