CHƯƠNG 1- MO DAU vấn đề Trong những năm gần đây sự ến đổi kh hậu có những diễn biến phức tạp, gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân. Nước biển ding đã và đang de dọa nghiêm trọng đến các công trình thủy lợi, đặc biệt là tinh hình ngập ang ở vùng ven biển đồng bing sông Cửu Long. Tình hình ngập úng ở đây đã được phản ánh nhiều trên các phương tiện thông tin đại chúng và nó mang tinh thời sự nóng bóng. Đinh triều cường tại nơi đây ngày càng lập mức ky lục, tin suất xuất hiện ngày cảng nhiều.
Sự ngập úng do triều cường gây ra hậu quả nghiêm trong, anh hưởng đến đời sống và sự phát triển kinh tế khu vực. ‘Trude tình hình ngập ting đang diễn ra, biện pháp giải quyết là phải xây dựng các tuyển dé bao và làm các công trình ngăn các cửa sông. Việc xây dựng phần thủy công các công trình này tuy khó khăn nhưng chúng ta đã có kinh nghiệm. Bộ phận quan trọng nhất quyết định kết cấu công trình và kha năng ngăn triều là cửa van.
Chính vì vậy “Nghién cứu ảnh hưởng của liên kết mita cứng đến trang thái ứng suất và biển dạng của cửa van hình cùng” dé đảm bao được cường, độ và ôn định cũng như biển dạng của các thành phần kết cấu và của toàn cửa van khi đưa vào vận hành là rất thiết thực, mang lại hiệu quả kinh tế đáng kế như giảm nhẹ trong lượng bản thân cửa van, tăng cứng chống biển dạng hoặc chuyển vị cho cửa van, tạo điều kiện thuận lợi cũng như giảm chỉ phi cho công tác vận hành và tăng tuổi thọ cửa van. Hình ảnh một số cửa van cung ở Việt Nam và trên th ing Quao tỉnh Binh Hình 12~ Céng Lan 2, Tiên Hải, Thuận Thái Bình Hình 1.3~ Cổng Haringvliet ~ Hà Lan 1. Nội dung nghiên cứu Nghĩ cứu ảnh hưởng của liên kết nửa cứng đến trạng thái ứng suất và biến dang của cửa van hình cung trên đập trin có kích thước lớn chịu tắc. dung của trọng lượng bản thân va áp lực nước.
Cách tiếp cận va phương pháp nghiên cứu - Cửa van được mô hình hóa theo bài toán không gian, bản mặt bằng phần tir Shells, dim chính và dim đứng được mô hình hóa bằng phần tử Shells, các bộ phận khác bằng phần từ Frames. Với liên kết giữa dằm chính. ‘va càng van dùng liên kết bu lông và được coi là liên kết nửa cứng. ~ Tính toán trạng thái ứng suất và biến dạng của cửa van trong hai trường hợp liên kết nửa cứng và liên kết cứng.
Đưa ra nhận xét về kết quả tính toán. Kết quả nghiên cứu cần đạt được ~ Xác định được cửa van hình cung có liên kết cứng và liên kết nửa cứng và có nhận xét về ảnh hưởng của liên kết nửa cứng tới độ bền của công, trình - Phân tích sự phân bố lại nội lục khi dùng liên kết nửa cứng so với khi giả thiết là liên kết cứng CHƯƠNG 2 - TONG QUAN VE CUA VAN HÌNH CUNG 2. Khái quát và phân loại cửa van cung, 2.11, Khi Cửa van là một bộ phận của công trình thuỷ lợi, dùng để khống chế mực nước và điều tiết lưu lượng theo yêu cầu tháo nước ở các thời kỳ khai thác khác nhau. Cửa van thường được đóng mở bằng tời hoặc xy lanh thủy lực.
Cửa van hình cung là cửa van có mặt tiếp xúc với nước có dạng cung, trụ tròn và được nối với hai cảng, khi đóng mở cửa van quay xung quanh một trục quay cổ định năm ngang. Cita van hình cung lớn thường được dùng lâm cửa xã lũ ở đập tran, hình dạng không gian va các bộ phận chính của kết cấu cửa van cung càng xiên cho ở hình 2.1 Daim chinh Đầm phụ doe Hink 2.1 - Kết edu cửa van hình cung hai khung chính, cảng xiên Cửa van hình cung có hai loại chính là cửa van trên mặt và cửa van đưới sâu, có cửa phụ hoặc không có cửa phụ trên đình van. Cửa van trên mặt là cửa van có đính cao hơn cao trình mực nước thượng lưu (hình 2.2), cửa van dưới sâu là cửa van có đính thấp hơn cao trình mực nước thượng lưu (hình 2.3) Của van hình cung có wu điểm là đóng mở nhanh và dé dang điều tiết lưu lượng tháo, trụ pin có thể làm mỏng so với van phẳng vì khe van nông. Gti quay Bin mặt S vie dân chị trọng lượng Vit dim chính Hình 2.2 - Cửa van trên mặt Gỗi tay ăn mặt Ay đân chu trọng lượng Dân đứng “Vit đầm chính ‘Tuy nhiên trụ pin phải làm dai dé có đủ kích thước đặt cảng van.
Ap lực nước tác dụng tập trung lên trụ pin (qua cảng van) Lim cho ứng suất tập trung phát sinh trong trụ pin và việc bổ trí c thép chịu lực phức tạp hơn, nhất là những nơi van lam việc trong điều kiện chịu lực hai chiều. Vẻ cấu tạo và lắp ráp van cung cũng khó khăn, phức tạp hơn van phẳng. Cita van cung là loại được áp dụng khá rộng rai, nhất là khi cửa có nhịp lớn hay những nơi cần tháo nước nhanh. Vật liệu làm cửa van thường bang thép, 2.
Phân loại cửa van cung Cửa van cung được phân loại như sau: Theo mực nước thượng lưu, được chia thành hai loại: Cửa van trên mặt và cửa van dưới sâu. Theo hình thức chảy qua van, có thể chia thành 3 nhóm: Cửa van cho nước chảy ở dưới, cho nước tràn qua đỉnh van, cho nước chảy qua đỉnh van và chảy dưới day van, Theo kết cầu cửa van được chia thành 3 loại: Cửa van đơn, cửa van có cửa phụ và cửa van kép. “Trong các đập tran thường dùng của van cho nước chảy ở dưới hoặc, vừa cho chảy ở dưới vừa cho nước tràn qua van. Trong các âu tau, thuyền chỉ dùng loại tràn qua đỉnh van loại cửa van hạ xuống.
Cửa van 6 cửa phụ hoặc cửa van hai te, được dùng khi cần thái nỗi hoặc tháo một lượng nước nhỏ, vì nếu dùng cửa van đơn thi sẽ mắt một khối lượng nước khá lớn. Một dạng cửa van hình cung nhịp lớn trong cống vùng triều cho ở hình 2.4- Bồ trí tổng thé van cung và thiết bị đồng mở.5 - Kết edu giàn ngang và càng van cung. Các bộ phận chính của cửa van cung - Két cấu phần động cửa van cung- Cửa van hình cung bao gồm ban chắn nước (bản mặU, hệ thống dim (dim phụ dọc, dim đứng, lầm chính), cảng đỡ và quay (hình 2. Hệ thống dam cũng bé trí theo nguyên tắc ở mọi chỗ bản mặt chịu lực như nhau, các dm chính chịu lực như nhau để tiện thi công và tận dụng khả năng chịu lực của vật liệu.
1, Bản chấn nước 3 Đồn ch h 3 Dim pin doc 4 Dân đứng 4 Căng để 6 GÀ quay Hình 2.6 - Sơ dé cầu tạo cửa van hình cung = Goi quay - Đôi với kết cấu càng van, chịu áp lực nước từ dam chính. và dim đớng truyễn ti, tính toán theo hệ giản. Gối quay là nơi cảng tựa lên và quay khí đồng mở cửa. Hình 27 biểu thị một số hình thức gối quay.
“Trường hợp bản kính van cung R = (1,2z1,5)HI; (trong đó H, là chiều sâu nước thượng lưu) thì gối đặt thấp hơn mực nước thượng lưu. Gối quay thường đặt cao hơn mực nước lớn nhất ở hạ lưu để tránh bị ngập nước dẫn tới hư hỏng và han rỉ 2.7 - Gối quay của cửa van cung; a) Gỗi nón cut; b) Goi bản lẻ Gối quay của cửa van cung thường ding là gỗi kiểu nón cut (hình 2.7a) và gối bản lề có một trục quay hoặc hai trục quay vuông góc với nhau (hình 2. G có hai trục quay cấu tạo tương đối phúc tạp nhưng có thể chuyển động được theo hai phương khác nhau. Do đó khi các trụ lún không đều trong chừng mực nhất định vẫn không ảnh hưởng tới việc đóng mở cửa.
Gối bản lề một trục quay cau tạo đơn giản hơn, thường dùng trong các cửa van có nhịp không lớn. - Géi đỡ bên - Để đảm bảo cho cửa van ở vị trí bình thường trong khe van khi đóng và khi mở, để đảm bảo cho cửa van không bị xô và không bị kẹt trong khe van. Thiết bị định hướng bên có thé dùng kiểu bánh xe như.8a hoặc kiều trượt như ở hình 2.8b, được bồ trí ở hai đầu van. - Vật chin nước- Vật chin nước có thé làm bằng gỗ, cao su, kim loại va.
nhưng thường ding nhất là bằng cao su. Các dang mặt cắt ngang của vật chin nước bằng cao su thường ding được biểu thị ở hình 2. Cao su tắm ding làm vật chin nước đáy, cao su chữ P thường ding làm vật chin nước bên và ở đỉnh, cao su chữ L chủ yếu dùng làm vật chắn nước ở bên cửa van hình cung. Cấu tao vat chắn nước bên cho ở hình 2.9b và vật chắn nước.
day cho ở hình 2.9 - Cấu tao kết cấu vật chắn nước bên và đáy van cung. Hình thức cửa van thường dùng hiện nay Phin lớn cửa van cung dùng bản mặt hình cung tròn có tâm trùng với tâm quay, trong các sông có lượng phù sa lớn lắng đọng ở trước cửa van, thì tâm quay có thể đặt thấp hơn tâm bản mặt. ambi mit 4H ZZZZ7 También at Hinh 2.10 - Sơ dé một sé hình thức bổ trí tâm quay cửa van cung “Trong trường hợp này sẽ giảm được ảnh hưởng của lực ma sát do phù sa tác dụng lên bản mặt, giảm được lực kéo của máy đóng mở khi nâng van. Cita van thường ding nhất hiện nay là cửa van hai dim chính chịu tải trong bing nhau, bin mặt là một mặt cung tròn có tâm cong trùng với t n quay của cửa van.
Khung chính được chia thành các loại sau: - Chân thẳng và cứng (hình 2. - Chân thẳng và mảnh (hình 2.11b) - Chân xiên và mảnh (hình 2.11 - Các loại hình thức khung chính “Cửa van chân cứng có lực xô ngang lớn. làm giảm được mômen uốn trong đầm, nhưng mémen uốn trong càng lại lớn, đồng thời khi cửa van chuyển động có lực ma sát ở mặt bên của géi bản 18, Cửa van chân mảnh được dùng phổ biển nhất, trong trường hợp này độ cứng của chân nhỏ hơn độ cứng của đầm vì vậy anh hưởng của lực xô ngang nhỏ, có thể bỏ qua. Cửa van chân xiên có một số ưu điểm sau: Giảm được mômen uốn trong dim chính, do đó dim chính sẽ nhỏ, khi nhịp van đưới 12m và cột nước dưới Sm có thé dùng thép định hình làm dim chính.