CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN
6.3 Chọn cấu tạo các bộ phận tràn
6.3.1. Bộ phận cửa vào
6.3.1.1. Kênh dẫn thượng lưu
Có nhiệm vụ dẫn nước từ hồ chứa vào ngưỡng tràn Kênh có mặt cắt hình thang
- Hệ số mái kênh m = 1,5
- Độ dốc đoạn kênh dẫn thượng lưu ta lấy i = 0 - Bề rộng đáy kênh thượng lưu B = 50m.
6.3.1.2. Sân trước
Sân trước bao gồm bản đáy và tường bên (tường cánh thượng lưu) có nhiệm vụ nối tiếp và hướng dòng chảy từ kênh thượng lưu vào ngưỡng tràn.
Sân trước làm bằng vật liệu BTCT M200, bản đáy dày 0,8m và được đặt trên một lớp bê tông lót dày 10cm.
Tường cánh thượng lưu
- Cao trình đỉnh tường bằng cao trình đỉnh đập.
- Góc mở của tường = 100
- Mặt cắt ngang tường phần tiếp giáp với ngưỡng tràn có dạng thẳng đứng.
6.3.2. Ngưỡng và các thiết bị trên ngưỡng 6.3.2.1. Ngưỡng tràn.
Tràn đỉnh rộng có cửa van.
Có dạng như hình vẻ. chiều bản đáy dày 1m.
6.3.2.2. Trụ pin
Trụ pin có tác dụng phân đập tràn thành nhiều khoang tràn và để thuận lợi cho việc bố trí cửa van, cầu giao thông, cầu công tác và chịu áp lực nước do cửa van truyền tới.
Cao tŕnh đỉnh trụ pin được lấy bằng cao trình đáy cầu giao thông.
Chiều dài trụ pin cần đảm bảo bố trí đủ cầu giao thông, cầu công tác. Sơ bộ ta bố trí trụ pin dọc theo ngưỡng tràn. Chiều dài trụ pin = chiều dài ngưỡng = 20m.
Phía thượng lưu ta bố trí hai hàng phai để sử dụng trong trường hợp sửa chữa cửa van, chiều dày khe phai là 0,4 x 0,2m.
Hình 6-1: Tường cánh thượng lưu
6.3.2.3. Cửa van
Hình 6-2: Ngưỡng và thiết bị trên ngưỡng
Hình thức van: Van cung, cửa van bằng thép, sử dụng liên kết hàn để liên kết các dầm chính, dầm phụ, trụ biên và bản mặt với nhau, bên ngoài phun kẽm chống rỉ.
Kích thước cơ bản của cửa van được chọn theo yêu cầu cấu tạo:
- Bề rộng van B = 8m - Chiều cao cửa van
Hv = H + = 6 + 0,5 = 6,5 m
Bán kính mặt chắn nước : R = (1,21,5)H. Chọn R = 8,0m.
Trong đó: H là cột nước trước van ứng với MNDBT.
Chọn tâm quay trùng với tâm mặt chắn nước. Chọn điểm đặt tai van ngang bằng với MNDBT.
* Trọng lượng cửa van bằng thép được xác định theo công thức A.R.Bêrêzinskin:
G = 1500F.4 F (N) (6-18) Trong đó F: là diện tích bản chắn nước, được tính theo công thức sau:
F = 52,173
2. . . 2.3,14.8.24 360 R l 360
= 174,745(m2). (6-19)
G = 1500.174,745.4174, 745 = 953009,5 (N).
Điểm đặt của trọng tâm cửa van nằm trên đường phân giác của góc ở tâm bản mặt và cách tâm bản mặt một đoạn lo = 0,8.R = 0,8.8 = 6,4 m.
6.3.2.4. Cầu giao thông
Trên đỉnh đập tràn bố trí cầu giao thông với bề rộng cầu bằng bề rộng đỉnh đập B = 6m, trong đó lòng đường rộng 5m, hai bên mỗi bên rộng 0,5m làm hành lang cho người đi bộ. Mặt đường nghiêng về 2 phía với độ dốc 3%.
Kích thước mặt cắt ngang của cầu giao thông được chọn theo yêu cầu cấu tạo và yêu cầu giao thông như sau:
Hình 6-3: Cấu tạo cầu giao thông 6.3.3. Đoạn dốc nước
Dốc nước sau ngưỡng tràn dài L = 160m; có độ dốc i = 3,5% chia làm 8 đoạn mỗi đoạn có độ dài 20m. Các đoạn được liên kết với nhau bởi các khớp nối.
Mặt cắt ngang dốc nước dạng chữ nhật.
Bề rộng dốc nước: Bd=26m.
Cao trình đâu dốc nước bằng cao trình ngưỡng tràn: +26m Cao trình cuối dốc: +20,4m
Chiều dày bản đáy dốc ta chọn =0,8m trên toàn chiều dài dốc nước.
Bề dày đỉnh tường t1 = 0,5 m, đáy tường t2 = 1m. Chiều cao tường thay đổi dần từ đầu dốc đến cuối dốc, được xác định để đảm bảo nước không tràn ra ngoài. Ta chọn cao trình đỉnh tường cao hơn cao trình mực nước trong dốc 0,5m
Bảng 6–12: Chiều cao tường bên dốc nước
L(m) hdốc(m) htường(m) hchọn(m) L(m) hdốc(m) htường(m) hchọn(m)
20 3,58 4,08 4,1 100 2,77 3,27 3,3
40 3,26 3,76 3,8 120 2,67 3,17 3,2
60 3,04 3,54 3,6 140 2,59 3,09 3.1
80 2,89 3,39 3,4 160 2,52 3,02 3.0
6.3.4. Bể tiêu năng
Bể tiêu năng được thiết kế với các thông số kỹ thuật như sau:
Mặt cắt ngang được thiết kế là hình chữ nhật, kích thước: LxB = 42,2x26m.
Cao trình đáy bể tiêu năng: +17,07m Chiều dày bản đáy: t = 1,1m
Cao trình đỉnh tường bên bể tiêu năng không thay đổi được xác định để đảm bảo nước không tràn ra ngoài. Ta chọn cao trình tường cao hơn mực nước trong bể một độ cao an toàn
tường = đáy bể + hc’’ + = 19,4 + 8,393 + 0,5 = 28,3 (m) 6.3.5. Kênh dẫn hạ lưu
Kênh dẫn hạ lưu có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tiêu năng về lòng suối tự nhiên ở hạ lưu tràn. Tổng chiều dài kênh dẫn: L = 395 m trong đó 95m đầu kênh sau bể tiêu năng ta tiến hành gia cố bằng BTCT M200 dày 50cm. Các thông số thiết kế kênh như sau: