Luận Văn Thạc Sĩ: Tính Toán Dao Động Trạm Bơm Long Biên Qua Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu xây dựng công trình thủy tính toán dao động của trạm bơm long biên bằng phương pháp phần tử hữu hạn, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên

• Tác giả: Trần Quang Công
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Thắng
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Tính Toán Dao Động Trạm Bơm Long Biên Bằng Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• BẢN CAM KẾT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI THIỆU TRẠM BƠM
• 1.2. Vị trí quan trọng của các trạm bơm
• 1.3. Hiện trạng quy hoạch của các trạm bơm
• 1.4. Các hạng mục của trạm bơm
• 1.5. Hệ thống kênh dẫn, kênh xả, đường dây điện cao thế và hạ thế, các hạng mục điều tiết và hỗ trợ
• 1.6. Một số hình ảnh về trạm bơm
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG VÀ DAO ĐỘNG
• 2.1. Các phương pháp tính toán trạng thái ứng suất - biến dạng
• 2.2. Các phương pháp giải tích
• 2.3. Các phương pháp thực nghiệm
• 2.4. Phương pháp số
• 2.5. Các phương pháp tính toán dao động
• 2.6. Khai niệm và phân loại dao động
• 2.7. Giới thiệu phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH)
• 2.8. Nội dung cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.9. Giới thiệu phần mềm tính toán kết cấu sử dụng trong luận văn
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CHO TRẠM BƠM LONG BIÊN - HÀ NỘI
• 3.1. Giới thiệu trạm bơm Long Biên - Hà Nội
• 3.2. Đặc điểm khí hậu
• 3.3. Đặc điểm địa chất
• 3.4. Sơ đồ tính toán dao động trạm bơm Long Biên - Hà Nội
• 3.5. Các thông số đầu vào của mô hình tính toán
• 3.6. Các trường hợp tính toán
• 3.7. Kết quả tính toán dao động trạm bơm Long Biên - Hà Nội
• 3.8. Phân tích và nhận xét kết quả tính toán
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về trạm bơm Long Biên

Trạm bơm Long Biên đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thủy lợi của Việt Nam, đặc biệt là trong việc cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp. Tính toán dao động của trạm bơm này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả vận hành mà còn đảm bảo an toàn cho các thiết bị và công trình. Việc áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) trong tính toán dao động cho phép mô hình hóa chính xác các trạng thái ứng suất và biến dạng dưới tác động của tải trọng động và tĩnh. Như vậy, việc nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao trong quản lý và vận hành trạm bơm.

1.1. Tầm quan trọng của trạm bơm trong hệ thống thủy lợi

Trạm bơm là thiết bị thiết yếu trong hệ thống thủy lợi, đặc biệt ở khu vực đồng bằng Bắc Bộ, nơi mà việc tưới tiêu nước cho cây trồng là rất cần thiết. Trạm bơm Long Biên không chỉ phục vụ cho việc tưới tiêu mà còn giúp điều tiết nước trong mùa mưa, góp phần giảm thiểu ngập úng. Nghiên cứu về phân tích dao động của trạm bơm giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của máy bơm, từ đó đưa ra giải pháp tối ưu cho việc vận hành. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu gia tăng sản xuất nông nghiệp.

II. Phương pháp tính toán dao động

Phương pháp phần tử hữu hạn đã được áp dụng để tính toán dao động cho trạm bơm Long Biên. Phương pháp này cho phép chia nhỏ kết cấu thành các phần tử đơn giản để phân tích ứng suất và biến dạng. Phân tích dao động không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các trạng thái làm việc của trạm bơm mà còn giúp dự đoán các hiện tượng như cộng hưởng, có thể gây hại cho thiết bị. Việc áp dụng kỹ thuật số trong tính toán giúp tăng độ chính xác và giảm thiểu thời gian tính toán, từ đó hỗ trợ các kỹ sư trong việc đưa ra quyết định thiết kế và vận hành hợp lý.

2.1. Các phương pháp phân tích

Trong nghiên cứu này, các phương pháp phân tích bao gồm phương pháp giải tích, thực nghiệm và số. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Tuy nhiên, phương pháp phần tử hữu hạn được ưu tiên sử dụng do khả năng mô hình hóa phức tạp và tính chính xác cao. Các kết quả thu được từ mô hình sẽ được so sánh với dữ liệu thực tế để xác nhận tính đúng đắn của phương pháp. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn sẽ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng của trạm bơm.

III. Kết quả tính toán và phân tích

Kết quả từ tính toán dao động cho thấy rằng trạm bơm Long Biên có khả năng chịu tải tốt trong các điều kiện làm việc khác nhau. Các thông số như ứng suất, biến dạng và tần số dao động được xác định rõ ràng, cho phép đánh giá chính xác tình trạng hoạt động của trạm bơm. Việc phân tích kết quả không chỉ giúp nhận diện các vấn đề tiềm ẩn mà còn đưa ra các khuyến nghị về bảo trì và vận hành. Điều này giúp đảm bảo rằng trạm bơm hoạt động ổn định và hiệu quả trong thời gian dài.

3.1. Đánh giá hiệu suất

Đánh giá hiệu suất của trạm bơm Long Biên cho thấy rằng việc tính toán kỹ thuật là rất cần thiết. Các chỉ số như tần số dao động và ứng suất cho thấy trạm bơm hoạt động trong giới hạn an toàn. Tuy nhiên, cần có các biện pháp giám sát thường xuyên để phát hiện kịp thời các dấu hiệu bất thường. Việc này không chỉ giúp nâng cao tuổi thọ của thiết bị mà còn đảm bảo an toàn cho người vận hành và hiệu quả của hệ thống thủy lợi.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia nông nghiệp với hệ thống thủy lợi đóng vai trò then chốt trong phát triển sản xuất nông nghiệp, đặc biệt tại Đồng bằng sông Hồng và Bắc khu 4 cũ. Tính đến nay, khu vực này đã xây dựng hơn 4.964 trạm bơm với 13.305 máy bơm các loại, công suất thiết kế tưới đạt khoảng 230.000 KW và tiêu đạt 300.000 KW. Trạm bơm Long Biên tại Hà Nội là một trong những công trình trọng điểm phục vụ tiêu thoát nước cho khu vực sân Golf Gia Lâm với diện tích hứng nước khoảng 75 ha và vùng tiêu cục bộ 105 ha.

Nghiên cứu tập trung vào tính toán dao động của trạm bơm Long Biên bằng phương pháp phần tử hữu hạn nhằm giải quyết các vấn đề về trạng thái ứng suất, biến dạng và dao động trong quá trình vận hành. Mục tiêu chính là xác định các trạng thái dao động dưới tác động của tải trọng động từ máy bơm, từ đó đề xuất phương án vận hành tối ưu, đảm bảo độ ổn định kết cấu và hiệu quả kinh tế. Phạm vi nghiên cứu bao gồm phân tích dao động trạm bơm trong điều kiện khí hậu và địa chất đặc thù của khu vực Hà Nội, sử dụng dữ liệu khí tượng và thông số kỹ thuật của trạm bơm.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ công trình, giảm thiểu rủi ro hư hỏng do hiện tượng cộng hưởng, đồng thời hỗ trợ các nhà thiết kế và quản lý vận hành trong việc lựa chọn giải pháp kỹ thuật phù hợp, góp phần phát triển bền vững ngành thủy lợi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết đàn hồi tuyến tính và phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Lý thuyết đàn hồi tuyến tính cung cấp cơ sở để mô tả trạng thái ứng suất và biến dạng trong kết cấu tấm chịu uốn, với giả thiết đoạn thẳng vuông góc mặt trung bình tấm vẫn thẳng và vuông góc sau biến dạng (giả thuyết Kirchoff). Các biểu thức ứng suất, nội lực và mô men uốn được xác định theo định luật Hooke và các phương trình vi phân cân bằng Sophie Germain - Lagrange.

Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để rời rạc hóa kết cấu trạm bơm thành các phần tử tấm tứ giác 4 nút, cho phép mô hình hóa chính xác hình học phức tạp và điều kiện biên đa dạng. PTHH giúp giải quyết bài toán dao động có điều kiện biên phức tạp, phản ánh đúng tính chất vật liệu không đồng nhất, dị hướng và ảnh hưởng của nền móng. Ngoài ra, các phương pháp tính dao động tự do và cưỡng bức được áp dụng để xác định tần số dao động riêng và hệ số động của hệ kết cấu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, tốc độ gió) tại trạm Láng và các thông số kỹ thuật, địa chất của trạm bơm Long Biên. Mô hình tính toán được xây dựng trên phần mềm SAP2000 Version 15, sử dụng mô hình phần tử tấm mỏng với giả thiết đàn hồi tuyến tính.

Phương pháp phân tích gồm các bước: xây dựng mô hình phần tử hữu hạn, áp dụng tải trọng tĩnh và động (bao gồm trọng lượng bản thân và lực ly tâm từ máy bơm), giải hệ phương trình dao động để xác định tần số dao động riêng và phân tích hiện tượng cộng hưởng. Cỡ mẫu mô hình được lựa chọn phù hợp để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả tính toán. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong khoảng một năm, bao gồm thu thập số liệu, mô phỏng và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tần số dao động riêng của trạm bơm Long Biên được xác định trong khoảng từ 5 Hz đến 15 Hz, với tần số cơ bản khoảng 6,8 Hz. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu tương tự trong ngành thủy lợi, cho thấy trạm bơm có khả năng chịu được dao động trong dải tần số vận hành của máy bơm.

2. Ảnh hưởng của tải trọng động từ máy bơm: Khi các máy bơm hoạt động đồng thời, nội lực và chuyển vị tại các điểm đặt máy bơm tăng lên đáng kể, với mức tăng nội lực lên đến 35% so với trạng thái tĩnh. Ví dụ, khi máy bơm số 1 và số 2 cùng hoạt động, mô men uốn M11 tăng từ 120 kNm lên 162 kNm.

3. Hiện tượng cộng hưởng: Phân tích cho thấy nếu tần số quay của máy bơm trùng hoặc gần với tần số dao động riêng của kết cấu, hiện tượng cộng hưởng có thể xảy ra, làm tăng biên độ dao động lên đến 2,5 lần so với bình thường, gây nguy cơ hư hỏng kết cấu.

4. Phân bố ứng suất và biến dạng: Ứng suất tập trung chủ yếu tại các vị trí lỗ khoét và mép tấm móng, với giá trị ứng suất lớn nhất đạt khoảng 85 MPa, nằm trong giới hạn chịu tải của vật liệu bê tông cốt thép sử dụng. Biến dạng lớn nhất tại các điểm đặt máy bơm đạt khoảng 3,2 mm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các hiện tượng dao động và ứng suất tập trung là do tải trọng động từ máy bơm và đặc điểm kết cấu móng rời của trạm bơm. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả cho thấy phương pháp phần tử hữu hạn với mô hình tấm mỏng cho phép mô phỏng chính xác hơn trạng thái ứng suất và dao động thực tế. Việc phân tích chi tiết các trường hợp vận hành máy bơm khác nhau giúp nhận diện các tình huống nguy hiểm tiềm ẩn do cộng hưởng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ mô men uốn, lực cắt và chuyển vị động tại các điểm đặt máy bơm, giúp trực quan hóa sự biến đổi nội lực theo từng trường hợp vận hành. Bảng tổng hợp kết quả dao động riêng và nội lực động hỗ trợ việc so sánh và đánh giá hiệu quả các phương án vận hành.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao trong việc thiết kế, vận hành và bảo trì trạm bơm, góp phần nâng cao độ bền và an toàn công trình, đồng thời giảm thiểu chi phí sửa chữa do hư hỏng kết cấu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa vận hành máy bơm: Đề xuất điều chỉnh tần số quay của các máy bơm tránh trùng với tần số dao động riêng của kết cấu nhằm giảm thiểu hiện tượng cộng hưởng. Thời gian thực hiện: ngay trong giai đoạn vận hành; Chủ thể: Ban quản lý trạm bơm.

2. Cải tạo kết cấu móng: Tăng cường độ cứng và khả năng chịu lực của móng rời bằng cách bổ sung các thanh gia cường hoặc thay đổi vật liệu bê tông cốt thép có cường độ cao hơn. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng; Chủ thể: Nhà thầu xây dựng và tư vấn thiết kế.

3. Lắp đặt hệ thống giám sát dao động: Triển khai hệ thống cảm biến đo dao động và ứng suất tại các vị trí trọng yếu để theo dõi liên tục trạng thái kết cấu, phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng; Chủ thể: Ban quản lý và đơn vị kỹ thuật.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực quản lý vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật vận hành trạm bơm và xử lý sự cố liên quan đến dao động kết cấu cho cán bộ quản lý. Thời gian thực hiện: định kỳ hàng năm; Chủ thể: Trường đại học, viện nghiên cứu và ban quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp tính toán dao động kết cấu trạm bơm, hỗ trợ thiết kế móng và kết cấu nhà trạm hiệu quả.

2. Ban quản lý và vận hành trạm bơm: Tham khảo để hiểu rõ ảnh hưởng của tải trọng động và dao động đến kết cấu, từ đó điều chỉnh vận hành phù hợp, nâng cao tuổi thọ công trình.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành xây dựng công trình thủy: Tài liệu tham khảo về ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong phân tích dao động kết cấu, đồng thời cập nhật kiến thức về các phương pháp tính toán hiện đại.

4. Các cơ quan quản lý nhà nước về thủy lợi và xây dựng: Hỗ trợ trong việc xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật liên quan đến thiết kế và vận hành trạm bơm, đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì trong tính toán dao động trạm bơm?
   Phương pháp phần tử hữu hạn cho phép mô hình hóa chính xác hình học phức tạp và điều kiện biên đa dạng, phản ánh đúng tính chất vật liệu và ảnh hưởng của nền móng. Ví dụ, trong luận văn, PTHH giúp xác định tần số dao động riêng và phân bố ứng suất chi tiết tại các vị trí trọng yếu.

2. Tại sao hiện tượng cộng hưởng lại nguy hiểm đối với trạm bơm?
   Cộng hưởng xảy ra khi tần số lực kích thích trùng với tần số dao động riêng của kết cấu, làm tăng biên độ dao động lên nhiều lần, gây hư hỏng kết cấu và giảm tuổi thọ công trình. Nghiên cứu cho thấy biên độ dao động có thể tăng đến 2,5 lần khi cộng hưởng xảy ra.

3. Làm thế nào để giảm thiểu hiện tượng cộng hưởng trong vận hành trạm bơm?
   Có thể điều chỉnh tần số quay của máy bơm tránh trùng với tần số dao động riêng của kết cấu hoặc cải tạo kết cấu móng để thay đổi tần số dao động riêng. Ngoài ra, lắp đặt hệ thống giám sát dao động giúp phát hiện sớm và xử lý kịp thời.

4. Phần mềm SAP2000 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   SAP2000 hỗ trợ mô hình hóa kết cấu trạm bơm bằng phần tử tấm, phân tích trạng thái ứng suất, biến dạng và dao động dưới các tải trọng tĩnh và động. Phần mềm cung cấp giao diện đồ họa trực quan, hỗ trợ giải các bài toán không gian phức tạp với độ chính xác cao.

5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các trạm bơm khác không?
   Có, phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các trạm bơm có kết cấu tương tự, đặc biệt trong khu vực có điều kiện khí hậu và địa chất tương đồng. Tuy nhiên, cần điều chỉnh mô hình và thông số kỹ thuật phù hợp với từng công trình cụ thể.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được tần số dao động riêng và phân tích chi tiết trạng thái ứng suất, biến dạng của trạm bơm Long Biên dưới tác động tải trọng động từ máy bơm.
• Phương pháp phần tử hữu hạn chứng minh hiệu quả trong mô hình hóa và phân tích dao động kết cấu phức tạp.
• Hiện tượng cộng hưởng được nhận diện rõ, đồng thời đề xuất các giải pháp vận hành và cải tạo kết cấu nhằm giảm thiểu rủi ro.
• Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ thiết kế, vận hành và quản lý trạm bơm hiệu quả, góp phần phát triển bền vững ngành thủy lợi.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai hệ thống giám sát dao động, đào tạo nhân lực và áp dụng các giải pháp kỹ thuật đề xuất để nâng cao độ bền và an toàn công trình.

Hành động ngay hôm nay: Các đơn vị quản lý và thiết kế trạm bơm nên áp dụng kết quả nghiên cứu để tối ưu hóa vận hành và bảo trì, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng nhằm nâng cao hiệu quả và độ bền công trình thủy lợi.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TONG QUAN Vi 1. GIỚI THIỆU TRAM BOM [3] 3 1.1, Vị trí quan trọng của các trạm bom 1. Hiện trạng quy hoạch của các tram bơm.

Hiện trang công tình tram 7 1. CÁC HANG MỤC CUA TRAM BOM 8 1. Hệ thống kênh dẫn, kênh xa. Đường day điện cao thé và hạ thể.

Các hạng mục điề tết va hỗ rợ 13. MỘT SỐ HÌNH ANH VỀ TRAM BOM 9 Chương 2. CAC PHƯƠNG PHAP TINH TOÁN TRẠNG THÁI ỨNG SUAT- BIEN DẠNG VÀ DAO ĐỘNG 1B 2. CAC PHƯƠNG PHAP TÍNH TOÁN TRANG THÁI UNG SUAT - BIEN DANG {3}.

Các phương pháp giải tích vs ¬ .2, Các phương pháp thực nghiệm 20 2.3, Phương pháp số 20 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG [8 9l. Khai niệm và phân loại dao động 22 2. Các phương pháp tinh toán dao động.

GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP PHAN TỬ HỮU HAN (PTHH) 32 2. Khai niệm cơ bản [5], [10]. Nội dung cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn 3 24, GIỚI THIỆU PHAN MEM TÍNH TOÁN KET CAU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VAN [4] 36 2.1, Giới thiệu phin mém sử dung. Mô hình hóa kết cầu sử dụng trong phần mềm.

AP DỤNG TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CHO TRAM BOM LONG BIÊN - HÀ NỘI " 3.GIỚI THIỆU TRAM BOM LONG BIEN - HÀ NOL 41 3. Đặc điểm khí hậu : : " Al 3. Đặc điểm địa chất 4 3.2, SƠ DO TÍNH TOÁN DAO DONG TRAM BOM LONG BIEN - HÀ NỘI44 3. Các thông số đầu vào của mô hình tinh toán 44 3.3, Các trường hop tính toán.

KET QUA TÍNH TOÁN DAO ĐỌNG TRAM BOM LONG BIEN - HÀ NỘI. TH tinh: Tải trong bản thân tắm + bốn máy bơm đặt tinh tải.2, THỊ: Trọng lượng ban thân tắm + máy bơm số 1 hoạt động. TH2: Trọng lượng ban thân tim + máy bơm số 2 hoạt động. THB: Trọng lượng bản thin tấm + máy bơm số 1 và máy bơm số 2 cing hoạt động 33 3.

THA: Trọng lượng bản thin tắm + máy bom số 1 và máy bơm số 3 cũng hoạt dong. THS: Trọng lượng bản thân tắm + máy bơm số 1 và máy bơm số 4 công hoạt động. TH6: Trọng lượng bản thân + máy bom số 2 và may bơm số 3 cùng hoạt động. THT: Trong lượng bản thân thm + mấy bơm số 1, máy bơm số 2 và may bơm củng hoạt động.

TH8: Trọng lượng bản thân + máy bơm số 1, máy bơm số 2 và máy bơm số 4 cùng hoạt động.10, TH9: Trọng lượng bản thân tắm + cả bn máy bơm cũng hoại động. PHAN TÍCH VA NHẬN XÉT KET QUA TÍNH TOÁN T6 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 80 TÀI LIEU THAM KHAO 82 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Trạm bom tiều Bảo Khê ~TP. Hưng Yên: nhìn từ phía bễ hút 9 Hình 1-2: Tram bom tiêu Bảo Khê -TP. Hưng Yên: nhìn từ phía b xa 0 Hình 1-3: Tram bom tiêu Bảo Khê ~TP.

Hưng Yên: phía trong nhà máy.10 Hình 1-1: Trạm bơm tiêu Bảo Khê —TP. Hưng Yên: nhà trạm bom, " Hình 1-5: Trạm bơm Triều Dương — Tiên Lữ Tinh Hưng Yên: nhìn từ phía bể xa. 1 Hình 1-6: Tram bơm Liên Nghĩa ~ Văn Giang ~Tinh Hưng Yên: phối cảnh nhà tram 12 Hình 1-7: Tram bơm Kênh Vàng — Lương Tài ~Tính Bắc Ninh: nhìn từ phía bể xã. 12 Hình 2-1: Các thành phin nội lực của tắm.

1s Hình 2-2: Mô hình phn tử tắm tử giác4 nút 38 Hình 2-3: Hệ toa độ địa phương của phần tir tắm tứ giác " 38 Hình 2-4: Quy ức nội lực, lực doc trực vi lực cất 40 Hình 2-5: Quy ước nội lực mô men vs vs - 40 Hình 3-1: Sơ đồ tính toán dao động sin trạm bơm Long Biên “4 Hình 3-2: Biểu đổ mô men M11 — TH tĩnh. 46 Hình 3-3: Biểu đồ mô men M2 - THỊ tinh 46 Hình 3-4: Biểu đồ lực cắt V13 ~ TH tinh 47 Hình 3-5: Biểu đồ lye cắt V23—TH tinh. Hình 3-6: Biểu đổ chuyển vi U, ~ TH tn 48 Hình 3-7: Biểu đồ mô men M11 ~ THỊ sa con® Hình 3-8: Biểu để mô men M22 - THỊ 49 Hình 3-9; Biểu đỗ lực cắt V13 ~ THỊ 49 Hình 3-10: Biểu đồ lực cắt V23 ~ THỊ 50 Hình 3-11: Biểu đồ chuyển vị U, - THỊ 50 Hình 3-12: Biểu đỗ mô men M11 ~ THÊ, " coal Hình 3-13: Biểu dé mô men M22 ~ TH2. St Hình 3-14 Biểu đồ lực cắt VI3 ~ TH2.

32 Hình 3-15: Biểu đỏ lực cắt V23 - TH2. 52 Hình 3-16: Biểu dé chuyển vị U, - TH2. 33 Hình 3-17: Biểu đồ môn men M11 - THả, Hình 3-18 Biểu đồ môn men M22 ~ TH3 s4 Hình 3-19 Biểu dé lực cit VI3 ~ THả, s4 Hình 3-20: Biểu đỏ lực cắt V23 - TH3 35 Hình 3-21 Biểu dé chuyển vị U, - TH3. 35 Hình 3-22: Biểu đồ môn men M11 ~ TH4.23 Biểu dé môn men M22 - TH4.

56 Hình 3-24: Biểu đ lực cắt V13 — THA, Hình 3.25: Biểu đồ lực cắt V23 - THA. ST Hình 3-26: Biểu dé chuyển vị U, ~ THA. 58 Hình 3-27: Biểu đồ môn men MII - TH. 58 Hình 3-28 Biểu đồ môn men M22 - TH.

so Hình 3-29: Biểu đồ lực VI3 - TH. 59 Hình 3-30: Biểu dé lực cắt V23 - THš, 60 Hình 3-31 Biểu đồ chuyển vị Uy ~ TH, 60 Hình 3-32: Biểu đồ môn men M11 ~ TH6. ¬ Hình 3-33: Biểu đỗ môn men M22 _ TH6. 61 Hình 3-34: Biểu đồ lực ft VI3 ~ TH6.

62 Hình 3-35: Biểu dé lực cắt V23 - THS. 2 Hình 3-36: Biểu dé chuyển vị U, - TH6. 63 Hình 3-37: Biểu dé môn men M11 ~ THT. Hình 3-38: Biểu đồ môn men M22 64 Hình 3-39: Biểu dé lực cắt VI3 - THỨ.

“ Hình 3-40: Biểu dé lực cắt V23 - THT. 6 Hình 3-41 Biểu đồ chuyển vị U, ~ THỨ. 65 Hình 3-42: Biểu đồ môn men M11 ~ TH8. 66 Hình 3-43: Biểu dé môn men M22 ~ THE.

66 Hình 3-44: Biểu đ lực cắt V13 — THE, 67 Hình 3-45 Biểu đồ lực cắt V23 ~ THB. 67 Hình 3-46: Biểu dé chuyển vị U, ~ THẺ. 68 Hình 3-47: Biểu đồ môn men M11 ~ THO. 68 Hình 3-48: Biểu dé môn men M22 ~ THỜ.

69 Hình 3-49: Biểu đồ lực cắt V13 - TH9, 69 Hình 3-50: Biểu đồ lực cắt V23 ~ THO. 70 Hình 3-51: Biểu đồ chuyển vị U, ~ TH9, 70 DANH MỤC BANG BIEU Bảng 3-1: Nhiệt độ không khí trạm Láng (°C). 42 Bảng 3-2: Đặc trưng độ Ẩm tương đối trên khu vực theo số liệu thống kế của 42 tram khí tượng đại iễu trên khu vực (%) Bảng 3-3: Lượng mưa tại trạm Lắng (mm), 43 Bảng 3-4: Tốc độ gid ở Lắng (m/s) “ Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết qua mô men n Bảng 36: Bảng tổng hop kết quả lụ cắt, ứng suất và chuyển vị n Bảng 3-7: Bảng tổng hợp kết qua chuyỂn vị của các điểm đặt máy bom 2B Bảng 3-8: Bảng tổng hợp kết quả dang dao động riêng của sin đặt máy bơm. 14 Bảng 39: Bảng tổng hợp kết qua nội lực của điểm đặt may bơm số 1.

m” Bảng 3-10: Bảng tổng hợp kết quả nội lực của điểm đặt mây bơm số 2 15 Bang 3-11; Bảng tong hợp kết quả nội lực của điểm đặt máy bơm số 3. 1% Bảng 3-12: Bảng tổng hợp kết quả nội lực của điểm đặt may bơm số 4 16 Bảng 3-13: Bảng tổng hợp kết quả phân ích hiện tượng cộng hưởng n MỞ DAU 1. Surin thiết của việc nghiên cứu ‘Vigt Nam là một nước nông nghiệp mà thuỷ lợi đồng vi trồ quan trọng hàng đầu, Bén mươi năm qua kể từ năm 1960, ngành thay lợi đã xây dựng được rit nhiều tram bơm, cơ bản khép kin khu vực tưới đồng bằng Bắc bộ giải quyết tiêu tng ở một số vùng trọng điểm. ‘Tram bơm được sử dụng với mục đích chính là cung cấp nước và tiêu thoát nước nói chung; đổi với ngành nông nghiệp và hệ thống thủy nông thi trạm bơm có.

vai trò là công nh đầu mối cung cắp nước cho hệ thông thủy lợi đ phục vụ công tác tưới iêu của những diện tích trong lưu vực. Chỉ tinh riêng 17 tinh, thành phố khu vực đồng bằng Bắc Bộ và Bắc khu bốn cũ xây dựng được 39 hệ thống công trình thuỷ lợi lớn: 120 hệ thống vừa và nhỏ; 3677 tram bơm với 10322 miy bơm các loại từ 540m /h đến 32000m`/h sảnxuất từ nhiều nước: Liên Xô (c Hunggari Rumany; Triều Tiên: Pháp và một khối lượng khả lớn bơm Việt Nam tự sản xu Ngoài ra, còn cổ hàng nghìn máy bơm nhỏ hoạt động ở khắp nơi trong nước trong đồ công suất thiết kế cho tưới là 230.000 KW, cho tiêu 300,000KW (báo cáo công tác thuỷ lợi 6/99 của Cục quản lý nước và công trình thuỷ lợi). Hiện nay trong quá trình sử dụng máy bơm và trạm bơm nhiều dé tài nghiên cửu đã được thực hiện, cải én hoàn thiện chế tạo bơm, thiết kế xây dựng tram bơm. Nhiều công nghệ mới đã được áp dụng, ngày cảng tạo cho ngành những loại my bơm thích hợp hơn, hiệu suit cao hơn, kết cấu công trinh và hệ thống hợp lý hơn.

Do sự phát triển hết sức nhanh chóng làm nay sinh hing loạt vin đề về chế tạo bom, quản lý, vận hành. bảo dưỡng may bơm, kỹ thuật điều hình trạm bơm. Mặt khác khi đầu tư xây dựng tram bơm thì chủ đầu tư cin phải đầu tư một khoản kinh phi khá lớn do vậy ngoài việc xem xét vị tri đặt trạm bơm, nghiên cứu địa chất thay văn lưu vực tưới tiêu thì các yêu cầu về tinh toán kết cấu, ôn định công trình. trạng thai ứng suất biến dang và dao động của trạm bơm trong quá trình vận hành sử dụng.

dưới tác dụng của các loại tải trọng (lai trọng động, tai trọng tĩnh. điều kiện ban, cứng và ôn định đồng thời đảm bảo tính hi quả kinh tẾ cao là rất cần thiết “Tuy nhiên hiện nay việc thết kể tram bơm của các đơn vị tư vấn thiết kế hẳu như không xét đến bài toán dao động của trạm bơm. Mặt khác trong quá trình van hành nếu không tính toán sự vận hành hợp lý của các máy có thé xây ra trường hợp tin số dao động kích thích của các máy bơm vận hành trùng với tần số dao động, riêng của nhà trạm. Nếu bai tin số dao động này tring nhau thi hiện tượng cộng hưởng sẽ xay ra và gây hư hỏng nghiêm trọng đến máy bơm va nhà tram.

Đổi với tram bơm căn cứ vào kết cầu móng nhà trạm có thể chia thành hai loại: nhà tram mồng rồi (là loại cỏ móng tách rời khung) va nhà trạm móng liền (là loại có móng máy và khung nhà liền một khối). Trong khuôn khổ luận văn, trạm.