LỜI CAM DOAN Học viên Hoàng Văn Đoạn Hoe viên: Lớp 25C11 Tôi xin cam đoạn diy là đề ti nghiên cứu khoa học do tối thục hiện đưới sự hướng dẫn của PGS.TS Vũ Hoàng Hưng. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ nguồn ti liệu nào và dưới bất kỷ hình thúc nào, Việc tham khảo các nguồn tải liệu (nếu có) đã được thực hiện ích dẫn và ghỉ nguồn tai liệu tham Khảo đúng quy định. giả Hoàng Văn Đoan LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội, được sự day bảo, giúp đỡ tận tỉnh của các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thủy lợi, sự giúp đỡ tận tinh của bạn bé trong lớp cũng với sự nỗ lực phần đầu của bán thân tác giá đã hoàn thảnh luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng Công trình thủy với đề tài: “Pham tích độ tin iy kết cau cứu van thép công trình thúy lợi thúy' điện". Để có được thinh quả này, trước tiên tác giả xin bay tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.
Vũ Hoàng Hưng đã tận tình hướng dẫn, chi bảo và cong cấp các thông im Khoa họ cần thiết trong thi gan tác giả thực hiện luận văn này, Bên cạnh đó, ác giá cũng xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ nhiệt tỉnh của các thầy cô gi tại các bộ môn tong Trường Đại học Thủy lợi đã giảng dạy, tạo điều kiện giáp đỡ tie giá trong suốt qué trình thực hiện luận van Do năng lực của bản thin còn nhiều han chế, chắc chin luận vin không tránh được những thiểu xót. Tác giá kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo của các thầy cô gio, các ban đọc dé luận văn được hoàn thiện hon Ha Nội, thing 5 năm 2019 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ANH vi DANH MỤC BANG BIEU vil MG DAU 1 1. Tính cắp thiết của để ti 1 2 Mye dich của đ ti 2 3. Cách tiếp cận và phương phip nghiên cứu.
Kết quả dự kiến đạt được 3 CHUONG 1, TONG QUAN VE CUA VAN VA UNG DUNG LÝ THUYET ĐỘ TIN CAY TRONG ĐÁNH GIA AN TOAN KET CAU 4 1.1 Tổng quan về cửa van 4 1.1 Cửa van phẳng 4 1.2 Cửa van cung 4 1.3 Cửa van quạt 5 1.5 Cửa van tự lật 6 1.6 Cửa van tự động ving triều, 1.7 Cửa van chữ nhân 1.8 Cửa van công (Visor gate) 1.9 Cửa van viên phân 10 1.10 Cia van phao " 1.11 Cửa van phao chữ nhân 2 1.12 Cửa van kéo thang (cửa van lift gate).13 Của van kiểu ống lần 16 1.14 Cửa van nồi „ 1.15 Cia van trụ xoay hai cÌ 18 1.2 Phương pháp thiết kế truyén thống và những tổn ta 19 1.1 Phuong pháp ứng suất cho phép.2 Phương pháp tính theo các hệ số an toàn 20 1.3 Phương pháp trạng thải giới hạn 2Ị 1.3 Phương pháp phân tích độ tin cậy trong đánh giá an toàn kết cầu.1 Thiết kế ngẫu nhiên cấp độ 1 2 1.2 Thiết kế ngẫu nhiên cấp độ II.3 Thiết kế ngẫu nhiên cấp độ IIL 24 1.4 Những kết quả nghiên cứu trong va ngoài nước về phân tích độ tin cậy kết cầu cửa van 24 1.1 Các nghiên cứu trên thé giới 24 1.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam, 29 Kết luận Chương | 34 CHUONG 2. PHƯƠNG PHAP PHAN TÍCH ĐỘ TIN CAY KET CAU.1 Biến ngẫu nhiên va him số phân bd 35 2.1 Phân bố xác suất của các đại lượng ngẫu nhiên rời rạc 35 2.2 Các đại lượng ngẫu nhiên liên tục 35 2.3 Các số đặc trưng quan trọng nhất.2 Phân bé xác xuất thường dũng trong phân tích độ tin cậy 36 2.1 Phân phối đều trên đoạn [a,b].2 Phân phối chuẩn 37 2.3 Một số phân phối khác 37 2.3 Một vài khái niệm co bản về phân tích độ tin cậy kết cầu.1 Khai niệm rủ ro 37 2.2 Khải niệm độ tin cậy 38 2.3 Khai niệm cơ chế sự cổ.4 Phương pháp tinh toán độ tin cậy kết cắt 40 2.1 Co sở toán học của phương pháp ngẫu nhiên 40 3.2 Phân tích độ tin cậy một cơ chế sự cổ theo Cấp độ II bằng phương pháp FORM 4 2.3 Phân tích độ ti cậy một cơ chế sự cỗ theo bai toán Cấp độ III- Mô phỏng ngẫu nhiên Monte-Carlo 47 2.5 Phan tích độ tn cậy của hệ thống.1 Khái niệm Hệ1 ng 50 2.2 Các hệ thống lis a 50 2.3 Phân tích hệ thông 5 2.6 Xây dựng bai toán phân ích độ tin cậy kết sầu cửa van thép s 2.1 Phân tích độ tin cậy kết cầu cửa van thép.2 Các bước phn tích độ tn cậy cho cửa van thép 5s 2.3 Phân tích thông kê các số liệu cơ bản.4 Mô ta kết cầu cửa van và thiết lập sơ đồ cây sự cổ.5 Phân tích các cơ chế sự cổ có thể xảy ra 2.6 Thiết lập him độ tin cậy của các cơ chế sự cổ cho cửa van thép, ) Kết luận chương 2 65 CHƯƠNG 3. UNG DUNG PHAN TÍCH ĐỘ TIN CẬY CHO CUA VAN THÉP. HÌNH CUNG TRAN XA LŨ, 66 3.1 Khái quát về cửa van cũng 66 3.1 Định nghĩa và phân loại 66 3.2 Hình thức cửa van thường dùng hiện nay 6? 3.3 Phạm vi sử đụng 68 3.2 Xác định độ tin cậy và đánh gid an toàn kết cấu cửa van hình cung thủy điện Huôi Vang.1 Mô tả của van thủy điện Hudi Vang i) 3.2 Cơ chế sự cố do biển dạng, T2 3.3 Cơ chế sự cổ do cường độ 14 3.4 Cơ chế sự cổ do ổn định 78 3.5 Tổng hợp xác suất sự cổ cửa van thép, 8L 3.3 Tính toán theo phương pháp phan tử hữu hạn.1 Các thông số cơ bản.2 Chi tiêu cơ lý của vat 55 3.3 Trường hợp tính toán $6 3.4 Xây dựng mô hình 86 3.5 Kết quả tinh toán 87 3.366 Xác định độ tin cậy cửa van cung thủy điện Huối Vang theo phương pháp phần từ hữu hạn 90 3.7 Tông hợp xác suất sự cố cửa van thép tinh theo phương pháp phan tử hữu bạn .4 So sinh kết quả tính toán hai phương pháp 100 Kết luận chương 3 10 KET LUẬN VẢ KIÊN NGHỊ 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
105 Puy LUC TÍNH TOÁN, 108 DANH MỤC HÌNH ANH Hình 1-1: Cửa van phẳng 4 Hình1 -2: Cửa van cung 4 Hình Ì 3: Cửa van cung nhịp lớn 5 Hình 1 -4: Cửa van quạt 5 Hình | - 5: Cửa van Dap Diy 5 Hình 1-6: Cửa van tin hồ Cm Sơn 5 Hình | -7: Cửa van clape 6 Hình 1 -: Vịtricia van trên bản đây 6 inh 1 9: Sơ hoa hình thức kết cầu cửa van tự ật Va ứng dụng trong thực Ễ. Hình 1 - 10: Cửa van phẳng tự động trục đứng 7 Hình 1 - 11: Cửa van chữ nhân 8 Hình | - 12: Cửa van chữ nhân hình cung 8 Hình 1 - 13: Cửa van chữ nhân hình cung công trình chống lũ Chung Lâu (T.9 Hình Ì 14: Cita van cổng 9 Hình 1 15: Kết cấu van công 10 Hình I~ 16: Cửa van cổng sông Tam Xoa 0 Hình 1 - 17: Cửa van cổng sông Kizu-gawa 0 Hình 1 18: Cửa van ở trang thái mở và đóng, " Hình I~ 19: Cửa van ngăn sông Thames ở Anh " Hình 1 -20: Cửa van ngăn sông Ems ở Đức " Hinh 1-21: Cửa van thing nỗi R Hình 1 - 22: Cửa van công trình phòng lĩ Tin Sap la Hình 1 -23: B6tr tổng thể công tinh 1b Hình 1 - 24: Mat cắt ngang kết cfu của van B Hình 1 - 25: Kết ấu giàn chính có thanh cánh hạ cong hai chiều “ Hình 1 -26: Cửa van công trinh sông Ems ~ Đức 1s Hình 1 - 27: Cửa van cổng Bao Chau - Cà Mau. l§ Hình | -28: Kết ấu giàn chính có thanh cánh cong một chiễu Is Hình 1 -29: Cửa van công trình Harte 15 Hinh | - 30: Cửa van công trình Táo Nga Is Hình 1 - 31: Kết edu giàn chính có thanh cánh cong một chiều 16 Hình 1 - 32: Cửa van kiểu ông lin 16 Hình 1 - 33: Cửa van kiểu ông lan đầu tiên trên thể giới 16 Hình 1 - 34: Cửa van kiểu ống lănsố 25 trên thượng nguồn sông Mississippi 1? Hình 1 - 35: Cửa van nồi 17 Hình 1 - 36: Một loại cửa van nỗi ở Thai Bình 7 1-37: Mô hình công tinh sau Khi hoàn thành (www hefei.en) 18 Hình 1 - 38: Cu tạo cửa van trụ xoay hai chi 19 Hình 2 - 1; Phân bổ xác suất của ham Z [7] 38 2 - 3: Định nghĩa biên sự cổ [7] 39 Hình 2 - 3: Quan hệ giữ ham tải trong S và hàm sức chịu tai R [7]. 40 h2 - 4: Miễn tinh toán tích phân của hàm F«s(R-8) [7] 41 Hình 2 - 5; Đường đẳng mật độ xác suất của hàm kết hợp fe(X1)AS(X2), Va thể hiện vùng sự cổ XI<X2 [7] 4l Hình 2-6: Số lượng mẫu yêu cầu N không phụ thuộc vào số biến của hàm Z.
50 Hình 2 - 7: Sơ đồ cây sự cổ của hệ thống nổi tiếp và song song. SI fh 2 - 8: Sơ đồ minh họa cây sự cổ của một hệ thống KSNL dién hình. s 2 ~ 9: Minh họa gần xác suất xảy ra sự cổ của hệ thống nổi tiếp có các thành phần. 54 Hình 2 - 10: Sơ dé cây sự cổ cửa van, 2-11: Sơ đồ cây sự cổ của van 59 Hình 3 = 1: Cửa van hình cung trên đập tràn 6 Hình 3-2: Mit bing cửa van 66 Hình 3 - 3: Cia van ình cung nhìn từ thượng lưu 6 Hình 3 4: Sơ đồ một số hình thức bồ trí tâm quay cửa van cung 6 3-5: Các loại hình thức khung chính 68 inh 3 - 6: Các hình thức khe van 6 Hình 3-7: Bố trí chung một cửa van 1 Hình 3 - 8: Biểu dé thể hiện xác suất sự cố dim chính giữa cửa van thủy điện Huối Vang s2 Hình 3 - 9: Biểu đồ quan hệ giữa chiều cao dim h ~ xác suất sự cổ Pr.
84 Hình 3 - 10: Mô hình PTHH kết cầu cửa van 87 h 3 = 11: Biểu đồ thể hiện xác suất sự cố dằm chính giữa cửa van thủy điện Hudi Vang tính theo phương pháp PTHH.