SÁNG CHẾ THIẾT KẾ TỐI ƯU RÃNH THOÁT NƯỚC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (117 KB, 7 trang )
Trường Ðại Học Giao thông Vận tải
Khoa Sau Ðại học
______________
SÁNG CHẾ
THIẾT KẾ TỐI ƯU
GVHD : GS.TS NguyÔn ViÕt Trung
Häc viªn : §Æng Thu Thñy
Líp : Cao häc x©y dùng CTGT
Khãa : 11
Hà NộI, 10/2004
2
Phn th nht: Thit k ti u
I. Đặt vấn đề
Khi xây dựng đờng dặc biệt là đờng miền núi và vùng trung du, khối lợng xây dựng và giá
thành các công trình thoát nớc trên đờng chiếm một phần đáng kể trong tổng giấ thành xây dựng.
Trong những công trình này phần dẫn nớc từ nơi cao xuống thấp tại nơi có địa hình dốc các công
trình thủy lực nh bậc nớc, dốc nớcthờng đợc sử dụng. Khi dòng nớc đổ xuống hạ lu, phần năng lợng
thừa biến thành động năng, vận tốc tăng lên, nên ngay sau lòng dẫn bị xói lở nghiêm trọng ảnh h-
ởng đến an toàn công trình. Do vậy nhiệm vụ tính toán tiêu năng là phải tìm biện pháp tiêu huỷ
năng lợng của dòng chảy, điều chỉnh lại sự phân bố lu tốc, làm giảm mạch động để dòng chảy trở
về trạng thái tự nhiên trên một đoạn ngắn nhất, rút ngắn đoạn gia cố ở hạ lu. Thiết kế tiêu năng phải
đảm bảo mục tiêu trên, tuy nhiên thiết kế phải hợp lý và tiết kiệm vật liệu nhất .
II.nội dung bàI toán.
Thiết kế dốc nớc BT+ bể tiêu năng mặt cắt chữ nhật với hàm mục tiêu là giá thành.
Mặt cắt ngang dốc nớc và bể tiêu năng
a
1
: Chiều dày vách dốc (m)
a
2
: Chiều rộng thân dốc (m)
a
3
: Chiều dày đáy dốc (m)
a
4
: Chiều cao thân dốc (m)
a
5
: Chiều dày thành bể (m)
a
6
: Chiều sâu bể (m)
a
7
: Bề rộng đáy bể (m)
a
8
: Chiều dày đáy bể (m)
1.Xác định bề rộng đáy có lợi nhất của dốc nớc a
2
:
5
2
2
765,0
TK
Qa =
3
a2
a1
a4
a3
a5
a8
a6
a7
2.Kiểm tra lu lợng và lu tốc chảy trong thân dốc:
-Tính chiều sâu dòng chảy trong thân dốc:
22
4
.av
Q
a
a
CP
TK
==
-Xác định lu lợng dòng chảy trong thân dốc:
)
.2
.
.
1
;
.2
.
(;.
.
6
1
42
42
42
42
+
=
+
==
=
aa
aa
na
C
aa
aa
RiRCv
vQ
b
d
TT
%5%100 <
TK
TKTT
Q
. Chiều sâu a
4
là đạt.
%5%100 >
TK
TKTT
Q
=> tăng chiều sâu a
4
và tính lại.
3.Tính độ sâu đầu dốc (không có ngỡng)
-Dốc không có ngỡng nên độ sâu đầu dốc là độ sâu phân giới h
k
:
1;
3
2
2
==
gb
Q
h
k
4.Tính độ sâu cuối dốc
-Tính chiều dài đờng mặt nớc l:
Ji
l
=
Với
2
0
0
k
k
JJ
J
+
=
=
+Nếu chiều dài đờng mặt nớc < chiều dài cuối dốc=> Dốc dài, độ sâu cuối dốc h
cd
=a
4
.
+Nếu chiều dài đờng mặt nớc > chiều dài cuối dốc=> Dốc ngắn, độ sâu cuối dốc h
cd
>a
4
.
5.Kiểm tra xem có phải làm công trình tiêu năng không.
-Tính độ sâu liên hợp với độ sâu trớc nớc nhảy h= a
4
( độ sâu cuối dốc )
+= 1
'
8
1
2
'
"
3
3
h
h
h
h
k
-Tính độ sâu nớc hạ lu công trình h
h
. Biết Q
TK
, a
7
(=
b
h
)
,i
h
bằng phơng pháp thử dần xác
định đợc h
h
.
-Nếu h>h
h
thì phải làm CT tiêu năng (Bể tiêu năng)
6.Tính toán tiêu năng:
Kích thớc bể tiêu năng ( chiều sâu bể a
6
, chiều dài bể L
b
)
+ Tính chiều sâu bể tiêu năng:
-Giả sử chiều sâu bể d=h - h
h
-Tính chiều sâu liên hợp h
c
: h
c
=E
01
.
c
Trong đó:
6
2
401
2
a
g
v
aE
tt
++=
4
c
=> tra bảng thông qua F(
c
) :
2
3
017
).(1,1.
)(
Ea
Q
F
TK
c
=
-Tính :
=
2''22
7
2
)(
1
.
1
2
ch
TK
hha
g
Q
z
-Tính lại chiều sâu bể:
)(1,1
''
1
zhhd
hc
+=
Nếu
16
1
%5%100 da
d
dd
=<
Nếu >
%5%100
1
d
dd
Tính lại từ
10102
2
3
027
;
).(1,1.
)( dEE
Ea
Q
F
TK
c
+==
+ Tính chiều dài bể;
-Tính
g
aa
vL
CP
46
1
.2 +
=
(Theo L.A Baraxh)
-Tính
6
2
42
).
2
(3 a
g
v
aL
CP
+=
( Theo Khu Tin)
Vậy L
bể
= min(L
1
. L
2
)
8.Điều kiện ràng buộc:
),min(.3
.2
.1
21
LLL
vv
be
TKTT
CPTT
=
9.Hàm mục tiêu:
Mục tiêu= giá 1m
3
BT[2a
1
.a
4
+(a
2
+2a
1
).a
3
]L
d
+ giá 1m
3
đá xây(2a
5
.a
6
+a
7
.a
8
)L
be
III.thiết kế chơng trình.
1.Số liệu đầu vào:
Nhập số liệu chọn kích thớc mặt cắt dốc nớc và bể tiêu năng: a
1
, a
3
, a
5
, a
7
, a
8
,
Q
TK
: Lu lợng thiết kế
V
CP
: vận tốc cho phép
L
d
: Chiều dài dốc
i
d
: Độ dốc dốc nớc
a : Hệ số cuốn khí
n
b
: độ nhám BT
i
h
: độ dốc đáy hạ lu
Giá thành 1m
3
BT, 1m
3
đá xây:
5
