Nội dung text Sổ tay tính toán thủy lực thủy văn ngành Cầu đường.pdf
http://www.ebook.edu.vn - Do cã chanh lÖch trong c ̧c c ̧ch ph©n phèi l−u l−îng cho c ̧c cÇu, cÇn t ̈ng l−u l−îng thiÕt kÕ c ̧c cÇu cho chóng ®Ó mçi cÇu ®Òu thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn ph©n phèi bÊt lîi nhÊt. X ̧c ®Þnh hÖ sè t ̈ng l−u l−îng th−êng dïng ph−¬ng ph ̧p sau: Ph−¬ng ph ̧p 1: C ̈n cø vμo mÆt c3⁄4t ngang s«ng t1i vÞ trÝ cÇn ®o ngμy gÇn ®©y nhÊt theo mùc n−íc thiÕt kÕ, tÝnh l−u l−îng tho ̧t qua c ̧c cÇu Qm, vμ t×m ®−îc tû sè ph©n phèi l−u l−îng cho c ̧c cÇu b»ng c«ng thøc: % 1 1 ∑ = n m m Q Q P Ph−¬ng ph ̧p 2: TÝnh tû sè ph©n phèi l−u l−îng thiÕt kÕ cho c ̧c cÇu dùa vμo mùc n−íc thiÕt kÕ vμ mÆt c3⁄4t ngang phô ë th−îng l−u vÞ trÝ cÇu: % 1 ' ' 2 ∑ = n m m Q Q P Ph−¬ng ph ̧p 3: TÝnh tØ sè ph©n phèi l−u l−îng lín nhÊt cho c ̧c cÇu theo tμi liÖu thùc ®o nhiÒu n ̈m t1i mÆt c3⁄4t ngang phô ë th−îng l−u vÞ trÝ cÇu: % 1 '' '' 3 ∑ = n m m Q Q P Víi kÕt qu¶ tÝnh ®−îc theo c ̧c c ̧ch ph©n phèi nãi tran, chän ra tû sè lín nhÊt cho tõng cÇu vμ ®em céng l1i, ta ®−îc hÖ sè t ̈ng c−êng tæng l−u l−îng tÝnh to ̧n. Trong thÝ dô ë b¶ng d−íi ta ®−îc hÖ sè t ̈ng c−êng l−u l−îng b»ng 1,17; do ®ã l−u l−îng thiÕt kÕ sÏ thμnh Qp = 1,17. Q1% Tuy nhian mùc n−íc thiÕt kÕ vÉn dïng mùc n−íc t−¬ng øng l−u l−îng thiÕt kÕ tr−íc lóc t ̈ng c−êng. Tû sè ph©n phèi l−u l−îng cho c ̧c cÇu (%) Tæng céng % Ph−¬ng ph ̧p ph©n phèi CÇu 1 CÇu 2 CÇu 3 CÇu 4 Ph−¬ng ph ̧p 1 P1 Ph−¬ng ph ̧p 2 P2 Ph−¬ng ph ̧p 3 P3 32 30 36 18 25 18 42 35 32 8 10 14 100 100 100 Dïng hÖ sè t ̈ng c−êng 36 25 42 14 117 http://nuoc.com.vn
http://www.ebook.edu.vn - VÞ trÝ cÇu ph¶i cè hÕt søc ®Æt th1⁄4ng gãc víi h−íng n−íc lò. ChiÒu cao ø dÒnh cña c ̧c cÇu ®Òu ph¶i lÊy b»ng nhau. - L−u tèc thiÕt kÕ cña c ̧c cÇu tran b·i cã quan hÖ tíi ø dÒnh tr−íc cÇu. §Ó mùc n−íc ë th−îng h1 l−u ®−êng khái chanh lÖch qu ̧ ® ̧ng mμ ¶nh h−ëng tíi tÝnh æn ®Þnh cña nÒn ®−êng b·i s«ng, th× tèt nhÊt lμ kh«ng cho ø dÒnh qu ̧ 0,9m. NÕu l−u tèc ë nhÞp cÇu tran b·i s«ng t−¬ng øng víi møc dÒnh cao nhÊt thiÕt kÕ v−ît l−u tèc kh«ng xãi cho phÐp cña ®Êt ë b·i s«ng, cÇn so s ̧nh c ̧c ph−¬ng ̧n cho xãi víi ph−¬ng ̧n kh«ng cho xãi (phßng xãi) d−íi cÇu. Do tran b·i s«ng phï sa tõ th−îng l−u tr«i vÒ Ýt nan th−êng ®é s©u xãi d−íi c ̧c cÇu ë b·i s«ng rÊt lín nan ®èi víi cÇu khÈu ®é nhá tèt nhÊt lμ dïng biÖn ph ̧p gia cè d−íi cÇu. - Trong mäi tr−êng hîp, c ̧c cÇu ®Òu ph¶i bè trÝ kÌ dÉn n−íc. 5.1.2. TÝnh khÈu ®é cÇu Khi thiÕt kÕ nhiÒu cÇu tran 1 s«ng, th−êng gÆp 2 tr−êng hîp: (1) cho xãi ®Þa chÊt lßng s«ng d−íi c ̧c cÇu; (2) ë lßng chÝnh cho phÐp xãi ®Þa chÊt d−íi cÇu, cßn ë b·i s«ng kh«ng cho phÐp xãi d−íi cÇu. Sau ®©y lμ nh÷ng ph−¬ng ph ̧p tÝnh: a. Lßng s«ng cña cÇu lín vμ cÇu trung ®Òu cho phÐp xãi - Dïng c«ng thøc (5-1) vÏ ®−êng cong quan hÖ gi÷a chiÒu cao ø dÒnh cña c ̧c cÇu vμ diÖn tÝch lμm viÖc d−íi cÇu. ( ) m m m m m f Q Q Z ω ω η = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ Ω − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ Δ = 2 2 (5-1) trong ®ã: η: hÖ sè, x ̧c ®Þnh riang cho mçi cÇu theo b¶ng 4-10; Qm : l−u l−îng thiÕt kÕ ph©n phèi cho tõng cÇu nhÊt ®Þnh, m3 /s; ωm : diÖn tÝch lμm viÖc d−íi cÇu øng víi mùc n−íc thiÕt kÕ, m2 ; Ωm : diÖn tÝch mÆt c3⁄4t ngang dßng s«ng ë tr1ng th ̧i thian nhian øng víi l−u l−îng thiÕt kÕ ë cÇu ®ã, m2 . - Trong nhãm ®−êng cong ΔZ = f (ωm), c ̈n cø vμo trÞ sè ø dÒnh cao nhÊt ΔZ, x ̧c ®Þnh ΔZ theo bian b¶n ký kÕt víi c ̧c ngμnh h÷u quan hoÆc theo ®iÒu kiÖn cho phÐp ngËp ë phÝa th−îng l−u cÇu vμ chiÒu cao vai ®−êng, s¬ bé chän ra kÝch th−íc khÈu ®é c ̧c cÇu, sau ®ã tÝnh xãi d−íi cÇu t×m ®−îc diÖn tÝch sau xãi cña c ̧c cÇu W’m. Tra l1i tran ®−êng cong ΔZ = f (ωm) ®−îc trÞ sè ΔZ t−¬ng øng. LÊy trÞ sè ΔZmin (nhá nhÊt trong nh÷ng trÞ sè ø dÒnh cña c ̧c cÇu) lμm trÞ sè chung, ω’m cña c ̧c cÇu t−¬ng øng víi ΔZmin lμm diÖn tÝch cuèi cïng, dïng ®Ó x ̧c ®Þnh kÝch th−íc cuèi cïng khÈu ®é cÇu. http://nuoc.com.vn
http://www.ebook.edu.vn - X ̧c ®Þnh ®−îc khÈu ®é cÇu víi ®iÒu kiÖn lμ chiÒu cao ø dÒnh cña c ̧c cÇu ph¶i ®Òu b»ng nhau, th× l−u l−îng thùc tÕ qua c ̧c cÇu sÏ theo tØ sè ph©n phèi ®· ®Þnh lóc tr−íc. VËy dïng c«ng thøc (5-1) ®Ó cã ®−êng cong ΔZ = f (Qm) cña c ̧c cÇu vμ ®· biÕt tæng sè l−u l−îng tran c ̧c ®−êng cong quan hÖ tran ®ã ta t×m ®−îc dÔ dμng l−u l−îng ph©n phèi cuèi cïng vμ trÞ sè n−íc dÒnh cuèi cïng cho c ̧c cÇu. b. Lßng s«ng cña cÇu lín vμ cÇu trung cho phÐp xãi hoÆc kh«ng cho phÐp xãi - VÉn theo ph−¬ng ph ̧p tran, vÏ c ̧c ®−êng cong ΔZ= f (ωm) tr−íc khi xãi cña c ̧c cÇu. Theo trÞ sè ø dÒnh ®· dïng, tra tran ®å thÞ ®−îc diÖn tÝch lμm viÖc t−¬ng øng cña c ̧c cÇu vμ s¬ bé chän ra kÝch th−íc khÈu ®é c ̧c cÇu. - CÇu lín vμ cÇu trung cho phÐp xãi th× lÇn l−ît tÝnh xãi ®Ó t×m ω’m vμ ΔZ t−¬ng øng cña c ̧c cÇu råi chän ΔZmin lμm trÞ sè dïng chung, tõ ®ã tra tran ®−êng cong quan hÖ ΔZ = f(ωm) t×m diÖn tÝch lμm viÖc cÇn thiÕt cña c ̧c cÇu vμ x ̧c ®Þnh l1i khÈu ®é cña chóng. - VÏ ®−êng cong quan hÖ gi÷a chiÒu cao ø dÒnh vμ l−u l−îng tho ̧t qua c ̧c cÇu, lÇn l−ît t×m hai trÞ sè ph©n phèi l−u l−îng tr−íc khi xãi vμ sau khi xãi. - §èi víi cÇu kh«ng cho phÐp xãi khi x ̧c ®Þnh l−u tèc thiÕt kÕ x©y l ̧t ph¶i dïng l−u tèc d−íi cÇu øng víi l−u l−îng ph©n phèi cho cÇu ®ã lóc ch−a xãi. VÝ dô: Tμi liÖu gèc: Tran vÞ trÝ X cã thiÕt kÕ 2 cÇu . Mét cÇu ë lßng s«ng, mét cÇu ë b·i s«ng, n−íc ch¶y th1⁄4ng gãc cÇu tran b·i s«ng ph¶i x©y l ̧t, hai cÇu ®Òu cã kÌ h−íng n−íc víi kÝch th−íc ®Çy ®ñ. Tμi liÖu tÝnh to ̧n cña 2 cÇu sau khi ®· ph©n phèi l−u l−îng thiÕt kÕ vμ t ̈ng c−êng nh− b¶ng sau: ω (m 2) H×nh 5 - 1 cÇu b·i s«ng cÇu lßng s«ng ΔΖ(m ) http://nuoc.com.vn