SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 40
Baixar para ler offline
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 1
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG
TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
“ Tài liệu được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau và một chút xíu hiểu
biết của bản thân nhằm giúp các bạn sinh viên trong quá trình làm đồ án tốt
nghiệp. Mình học ĐH GTVT nên hướng dẫn cũng theo trình tự đồ án của
trường GT. Nếu có nhầm lẫn hi vọng các bạn điều chỉnh và sửa đổi giúp. Hi
vọng là không ”
Trước khi vào thiết kế, cần tìm hiểu qua chút về cống để có thể hình dung ra cấu tạo
của cống. Hiểu được cấu tạo cống thì bước vào thiết kế sẽ dễ dàng hơn rất nhiều.
Hơn nữa hiểu cấu tạo của cống thì việc trả lời các câu hỏi tốt nghiệp cũng khá ngon.
I – KHÁI NIỆM VỀ CỐNG
- Cống là một công trình nhân tạo khá phổ biến trên một tuyến đường. Tác dụng chủ
yếu của cống là dùng để thoát nước của các dòng chảy thường xuyên hay định kỳ
chảy qua phía dưới nền đắp, ngoài ra cống còn làm đường chui dân sinh.
- Khẩu độ cống là chiều rộng lớn nhất của tiết diện thoát nước. Trường hợp cống có
nhiều lỗ thì khẩu độ được tính bẳng tổng số khẩu độ của mỗi lỗ.
- Số lượng các công trình thoát nước trên tuyến phụ thuộc vào điều kiện địa hình,
khí hậu trong đó cống chiếm 80%-:-90% số lượng các công trình thoát nước. Ở
Việt Nam đối với đường cấp IV miền núi trung bình 1km đường có 4-:-9 cái cống.
Giá thành xây dựng cống thường chiếm 10%-:-20% giá thành toàn bộ tuyến.
- Cống khác cầu nhỏ ở chỗ là nước chảy trong cống không những chỉ có chế độ
chảy không áp mà còn có loại chảy có áp hoặc bán áp và chiều cao đất đắp trên
đỉnh cống (kể cả chiều dày kết cấu áo đường) tối thiều là 0,5m (đối với đường ôtô)
còn đối với đường sắt tối thiểu là 1,0m.
- Khi giá thành xây dựng cống và cầu như nhau thì việc lựa chọn dùng cống có
những ưu điểm sau:
+) Cống không làm thay đổi các điều kiện chuyển động của xe ôtô chạy trên
đường khi qua vị trí cống; không hạn chế mặt đường và lề đường; không
yêu cầu thay đổi loại kết cấu mặt đường trên cống.
+) Việc bố trí cầu trên đường cong (cong bằng hoặc cong đứng) hay trên đường
dốc thường gây nên sự phức tạp về kết cấu; song đối với cống có thể bố trí
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 2
một cách dễ dàng với bất kỳ một tổ hợp nào của biểu đồ và trắc dọc mà vẫn
không gây nên sự phức tạp của kết cấu.
+) Do nằm sâu dưới nền đường nên sự tăng tải trọng của đoàn xe ít ảnh hưởng
đến cống. Vì vậy khi nâng cấp đường (tăng cấp tải trọng) ít khi phải tăng
cường cống (nhất là khi chiều cao đất đắp trên đỉnh cống  2m).
+) Người ta chỉ dùng cầu khi mà cống không thể đảm bảo thoát hết nước chảy
qua đường.
II – PHÂN LOẠI CỐNG:
Dễ rồi, phần này các bạn đã quá rõ hoặc google search cũng ra thôi. Phân loại
theo vật liệu làm cống, phân loại theo hình dạng, phân loại theo chế độ chảy, phân
loại theo số lỗ cống,… Nói chung phân loại theo kiểu gì là do người ta đặt. Chi tiết
thì các bạn tự tìm hiểu.
III – CẤU TẠO CỐNG.
Khi biết cấu tạo cống các bạn có thể vẽ và bố trí tốt cống trên bản vẽ tốt nghiệp,
sẽ hiểu các thông số cần chọn, bố trí cốt thép.
Cấu tạo một cống bao gồm 3 bộ phận cơ bản như sau:
 Đầu cống
 Thân cống
 Móng cống
H×nh 1- 1. Các thành phần cấu tạo cơ bản của cống
1- đốt cống ; 2- tường đầu cống ; 3- tường cánh cống ; 4- gia cố sân cống
5- móng thân cống ; 6- móng đầu cống ; 7- khe nối đốt cống ; 8- đất đắp trên cống
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 3
(a). Đầu cống
- Tác dụng:
+) Điều tiết dòng nước chảy vào và chảy ra khỏi cống;
+) Giữ ổn định cho mái dốc nền đắp hai đầu cống;
+) Giữ ổn định cho cống không bị dịch chuyển dọc.
- Các bộ phận cơ bản của đầu cống gồm có:
+) Tường đầu, tường cánh được xây bằng đá hộc, gạch nung hoặc bê tông
M150. Mặt ngoài cống và phần tiếp giáp giữa tường đầu với nền đất trát lớp
vữa xi măng M100 dày 1cm.
+) Sân cống và gia cố thượng, hạ lưu cống.
- Các dạng đầu cống: Có nhiều kiểu khác nhau nhưng phổ biến gồm có các kiểu
sau đây:
+) Kiểu hành lang:
 Đặc điểm: có hai tường kéo dài song song với tim cống, được uốn cong
ở hai đầu ngoài và có chiều cao không đổi.
 Ưu điểm: cải thiện tốt điều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lực nhỏ mặt
khác do có hai tường kéo dài song song nên bậc nước dầu tiên trước
cống bị đẩy lùi và nằm hoàn toàn ngoài đầu cống mà không rơi vào
trong thân cống.
 Nhược điểm: tốn vật liệu và thi công tương đối phức tạp.
+) Kiểu tường cánh chéo:
 Đặc điểm: Là dạng cải tiến của kiểu hành lang, có hai tường cánh được
đặt mở rộng đầu ra phía ngoài và chiều cao thay đổi dần, phù hợp với độ
dốc của mái dốc nền đường. Góc mở tốt nhất của tường cánh so với tim
cống khoảng 300
đối với tường cánh thượng lưu và từ 120
-:-150
đối với
tường cánh hạ lưu. Trường hợp lưu tốc hạ lưu không lớn lắm thì dùng
chung góc mở 300
cho cả 2 phía.
 Ưu điểm: cải thiện tốt diều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lục nhỏ và cấu
tạo đơn giản dễ thi công. Vì vậy đây là loại được sử dụng rất phổ biến.
 Nhược điểm: bậc nước đầu tiên trước cống không nằm hoàn toàn ở
ngoài đầu cống mà rơi một phần vào trong thân cống. Để khắc phục và
tăng khả năng thoát nước cho cống có thể tôn cao đoạn thân cống kề với
đầu cống thượng lưu.
Trong đồ án chúng ta hay sử dụng kiểu tường cánh chéo.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 4
+) Kiểu 1/4 nón:
 Đặc điểm: gồm tường đầu và hai phần 1/4 hình nón. Kiểu này có đặc
điểm tương tự kiểu tường cánh chéo.
 Ưu điểm: so với kiểu tường cánh chéo thì tiết kiệm được bê tông hai
tường cánh mà thay bằng hai khối đất 1/4 nón có mặt ngoài lát đá.
 Nhược điểm: việc xây dựng hai khối 1/4 nón tương đối phức tạp.
+) Kiểu tường đầu và kiểu cổ áo:
 Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ thi công và tốn ít vật liệu.
 Nhược điểm: không cải thiện điều kiện dòng chảy của dòng nước qua
cống dẫn đến tổn thất thuỷ lực lớn.
+) Kiểu hình loa:
 Ưu điểm: có hình dạng phù hợp với dòng chảy, đảm bảo điều kiện của
dòng nước qua cống là tốt nhất, giảm sức cản thuỷ lực.
 Nhược điểm: thi công tương đối phức tạp.
(b). Thân cống
- Là bộ phận chủ yếu của cống cho nước thoát qua dưới nền đường và chịu toàn
bộ tải trọng của đất xung quanh và của đoàn xe tác dụng lên nó.
- Tải trọng tác dụng không phân bố đều theo chiều dọc cống: phần giữa cống có
trị số lớn nhất sau đó giảm dần về hai phía đầu cống, do đó nền đất dưới cống
thường bị lún không đều dẫn đến cống dễ bị uốn dọc hoặc bị nứt vỡ. Do đó
người ta thường chia thân cống thành các đoạn, ở giữa các đoạn bố trí một khe
phòng lún bằng các vật liệu đàn hồi như đay tẩm bitum, matit bitum,... được
nhét đầy và kín các khe tránh cho nước không bị thấm xuống nền đất.
- Đối với các loại cống tròn thi công lắp ghép người ta thường đúc cống thành
các đoạn nhỏ có chiều dài 1 đốt là 1m, còn đối với các loại cống thi công đổ
liền tại công trường (cống hộp) người ta thường chia ra làm nhiều đoạn, mỗi
đoạn có chiều dài thường 3-:-5m.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 5
H×nh 1- 2. Sơ đồ tải tọng tác dụng dọc theo thân cống
1- áp lực tác dụng do hoạt tải ; 2- áp lực tác dụng do tĩnh tải
(c). Móng cống
- Có tác dụng truyền và phân chia áp lực của tải trọng xuống nền đất và giữ ổn
định cho cống theo phương thẳng đứng. Trong một số trường hợp móng hai
đầu cống còn có tác dụng giữ ổn định dọc cống, không cho cống bị trôi và
chống thấm nước vào nền đất dưới móng cống.
- Móng cống có cấu tạo tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật của
công trình. Thông thường nền móng của cống được chia làm 3 loại bao gồm:
+) Loại I: móng cống đặt trên nền đất thiên nhiên. Loại móng này áp dụng đối
với loại đất nền là sỏi cuội, cát chặt, sét cứng có cường độ > 2,5kg/m2
. Cao
độ đặt cống trên mực nước ngầm tối thiểu là 0,3m.
+) Loại II: móng cống là một lớp đệm đá dăm trộn cát. Loại móng này áp dụng
đối với nền là đá phong hoá hoặc lớp đất sét, cát hạt nhỏ, nền đất không
thoát nước.
+) Loại III: móng được xây bằng đá có cường độ 40kg/m2
trở lên hoặc gạch
mác M100 xây bằng vữa xi măng mác M100, làm bằng bê tông hoặc BTCT
lắp ghép. Loại móng này được áp dụng đối với tất cả các loại đất sét, đất cát
có cường độ tính toán lớn hơn ứng suất tính toán dưới đất móng.
- Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo của các loại móng cống mà người ta lại chia ra
làm loại là móng mềm và móng cứng. Móng cứng là loại móng cống được đặt
trên nền đá tự nhiên hay móng đá xây, bê tông, bê tông độn đá hộc, hoặc
BTCT.
1
2
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 6
- Khi xây dựng các cống có mặt cắt ngang lớn trong nền đất yếu hoặc nền đất
đắp cao hoặc cống có độ dốc lớn nên dùng kiểu móng cống dạng khối để tránh
cho cống không bị biến dạng cục bộ do móng bị lún không đều.
(d). Đất đắp trên cống
- Để bảo vệ thân cống và lớp sơn phòng nước thì sau khi xây xong cống phải
đắp ngay đất trên các đoạn cống, đất đắp trên cống dùng như loại đất đắp nền.
Khi đắp phải chia thành từng lớp dày 15-:-20cm.
Trong đồ án tốt nghiệp, chúng ta hay sử dụng cấu tròn có D=1-2m. Trong hướng dẫn
này mình sẽ hướng dẫn các bạn thiết kế cống tròn. Cống hộp cũng tương tự, chỉ khác
về mặt cắt thôi, còn các thông số khác như móng cống và đầu cống thì tương tự.
CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỐNG
TRONG PHẠM VI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- B1: Tính diện tích lưu vực (F) trên bình đồ 1:10 000
Các bạn tiếng hành khoanh lưu vực trên bình đồ, cách khoanh như sau : Xác định vị
trí đường tụ thủy cống sẽ đi qua, lưu vực sẽ là toàn bộ sườn đồi xung quanh đường tụ
thủy này mà nước sẽ đổ về. Như vậy ranh giới khoanh sẽ là các đường phân thủy bao
đường tụ thủy mà ta định thiết kế cống qua. Việc khoanh lưu vực chỉ mang tính chất
gần đúng chứ ko thể chuẩn 100%.
B2: Xác định lưu lượng tính toán (Qtt):
Công thức tính này các bạn đã học trong môn thủy văn rồi, cách dễ nhất
là từ công thức Q cần tính ở dưới, các bạn đi lần lượt xác định từng thông
số một, chủ yếu là tra bảng nên không có vấn đề gì khó khăn.
Quy trình thiết kế cầu nhỏ, cống của Bộ Giao thông vận tải quy định tính lưu
lượng lớn nhất (lưu lượng thiết kế) Qtk:
Qtt = Ap*α*Hp*δl*F (m3
/s)
Hp – lượng mưa ngày (ứng với tần suất thiết kế);
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 7
Lưu lượng mưa ngày Hp ứng với tần suất thiết kế p% xác định theo tài liệu đo
đặc của trạm khí tượng thủy văn gần nhất hoặc tham khảo tài liệu thống kê (xem phụ
lục 1).
Để tính toán khẩu độ cống cần xác định được lưu lượng nước dồn về theo tần
suất thiết kế p (phụ thuộc vào cấp hạng đường):
Vtk > 80km/h p = 2%
Vtk ≤ 80km/h p = 4%
F – diện tích lưu vực (đã tính trên B1)
α – hệ số dòng chảy lũ xác định theo bảng, phụ thuộc vào đặc trưng lớp đất mặt
của lưu vực, lượng mưa ngày Hp và diện tích lưu vực F (xem bảng 2.8);
Ap – mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất (khi Q = 1)
Ap = qp/(α*Hp)
qp – mô đun dòng chảy.
Ap xác định theo bảng 2.9 phụ thuộc vào:
 Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông ФL;
 Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs;
 Phân khu mưa rào (vùng mưa).
1 1 1
3 4 4
1 1
1000
( )
L
P
L
m i F H



il – độ dốc lòng sông, suối, dòng chảy (‰);
L – chiều dài lòng chính (km);
ml – hệ số nhám của lòng sông, suối, dòng chảy (bảng 2.10).
Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs xác định theo bảng 2.11 phụ
thuộc vào vùng mưa và đặc trưng địa mạo của sườn dốc ФS.
0,6
0,3 0,4
( )
s
S
s s p
B
m i H



is – độ dốc sườn lưu vực (‰);
bs – chiều dài bình quân của sườn lưu vực, m
ms – hệ số nhám của sườn dốc (tra bảng 2.12)
Với những lưu vực có diện tích lớn hơn 10 km2
trong các miền địa lý khác nhau,
khi thiếu tài liệu có thể lấy thời gian nước chảy trên sườn dốc τs gần đúng như sau:
 vùng rừng già với lưu vực không có đầm lầy: 60 – 100 phút, với lưu vực
có đầm lầy: 150 phút.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 8
 Vùng rừng non: 40 – 60 phút;
 Vùng đồng cỏ và đồng cỏ khô cằn: 20 – 40 phút;
 Vùng cồn cát: 10 – 15 phút;
 Vùng núi: 10 – 60 phút.
Với địa hình khá lồi lõm hoặc đất lẫn ít đá, lấy giới hạn dưới, với sườn dốc
bằng phẳng lấy giới hạn trên.
δl – hệ số điều tiết lưu lượng lớn nhất do ao hồ (xem bảng 2.13)
Khi ao hồ, đầm lầy ở vùng trung lưu hoặc rải đều trên lưu vực thì δl lấy theo trị
số bình quân của hai cột.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 9
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 10
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 11
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 12
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 13
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 14
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 15
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 16
Vậy là các bạn đã tính xong Qtt .
B3: LỰA CHỌN CẤU TẠO CỐNG.
Sau khi tính được Qtt tiếp theo là xác định xem sử dụng cống hay cầu nhỏ?
Nếu là cống sử dụng loại cống gì? Khẩu độ như thế nào? Chế độ chảy ra sao.
- Cơ sở lựa chọn :
Nguyên tắc:
- Sử dụng vật liệu địa phương; trước hết tranh thủ dùng đá, tiết kiệm xi măng
sắt thép;
- Áp dụng rộng rãi thiết kế mẫu và thiết kế lắp ghép để đạt mục đích xây dựng
nhanh. Trong phạm vi một tuyến đường nên cố gắng dùng ít kiểu loại cống
và cùng khẩu độ để tập trung chế tạo hàng loạt, đơn giản bớt điều kiện xây
lắp.
- Trong những điều kiện sau đây nên dùng cống:
+) Khi cống có khả năng thoát hết lưu lượng nước tính toán.
+) Chiều cao đất đắp trên cống không bị hạn chế.
Ngoài những điều kiện trên mới dùng cầu nhỏ.
- Độ tin cậy về khai thác của cống lớn hơn cầu nhỏ, vì cống có thể cho thoát
qua lưu lượng lớn hơn lưu lượng tính toán của bản thân cống. Do vậy khi lũ
lớn, cống có khả năng bền vững hơn cầu nhỏ.
- Khi lưu lượng tính toán lớn mà thượng lưu không có điều kiện tích nước thì
phải xét khả năng chuyển sang làm cầu nhỏ.
- Khi tuyến qua sông suối ở nơi khúc ngoặt có bồi hoặc vùng đá chảy, bùn
chảy hay ứ tích nghiêm trọng thì nên dùng cầu nhỏ, vì nếu dùng cống dễ ứ
tắc, khó nạo vét.
- Nơi khe sâu nền đắp rất cao, việc dùng cống hay cầu cần phải so sánh các chỉ
tiêu kinh tế kỹ thuật mà quyết định. Nền đắp cao có điều kiện nền móng tốt
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 17
thì kinh phí thi công nền đắp thường đắt hơn cầu. Thường nền đắp cao 25-:-
30m thì 1m cầu gần bằng 1m nền đắp.
- Vùng đầm lầy để giảm ứng suất đáy móng, tốt nhất là dùng cầu, không nên
dùng cống.
- Khi thiết kế thoát nước trên sườn núi, nếu dùng cầu nhỏ và cống mà giá
thành không chênh lệch nhau bao nhiêu thì nên dùng cầu. Đặc biệt là vùng
nền đào sườn núi, lưu lượng nước lớn thi khi đó nên dùng cầu nhỏ và phía
thượng lưu làm dốc nước hay các công trình phụ trợ khác.
- Khi tuyến đường qua vùng hồ chứa nước hay qua các dòng nhánh thì tốt nhất
là dùng cầu, trường hợp lưu lượng nhỏ thì mới xét đến dùng cống.
- Ở những đoạn quy hoạch thuỷ lợi, hệ thống thoát nước của thành phố hay
các nhà máy, công trường, hầm mỏ,... phải tăng tường liên hệ với các đơn vị
hữu quan, khi bố trí cầu cống cần phải xét tổng hợp, phải kiểm tra ảnh hưởng
nước dâng không nên thu hẹp khẩu độ, nên phân tán, không nên sát nhập.
- Vùng đất yếu, nếu đặt cống dễ bị lún mạnh làm chìm cống, dễ bị đọng nước,
đọng bùn bảo dưỡng không tiện, vì vậy nên làm cầu nhỏ.
Tóm lại trong công việc cũng như đồ án thì:
Khi lưu lượng dòng nước tính toán dưới 15m3
/s thì nên dùng cống tròn
BTCT sẽ có giá thành rẻ hơn cầu với bất kỳ chiều cao nền đắp nào. Khi chiều
cao nền đắp tối thiểu không đảm bảo thì nên dùng cầu nhỏ hay cống bản nổi.
Khi lưu lượng nước trên 20m3
/s, nếu chiều cao nền đắp thoả mãn yêu cầu tối
thiểu thì trong nhiều trường hợp dùng cống rẻ hơn cầu. Khi chiều cao nền đắp
lớn hơn 5-:-6m khối lượng mố cầu tăng nhanh thì trường hợp này dùng cống
vòm đá xây dựng hay bê tông rẻ hơn cầu.
Coi như Qtt < 15m3
/s (thường là thế). Ta lựa chọn cống thiết kế là cống tròn BTCT.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 18
*, Xác định khẩu độ cống:
- Cống có 3 chế độ chảy: có áp, bán áp và không áp.
(a). Cống làm việc ở chế độ chảy tự do (không áp):
- Khả năng thoát nước của cống được tính theo công thức:
)h2g.(H.ω.V.ωQ CCδCC  
(1)
Trong đó:
 hC: chiều sâu nước tại mặt cắt thu hẹp ở cửa vào của cống (m).
g
V
0,730,9hh
2
C
KC 
 hK: chiều sâu phân giới là chiều sâu dòng chảy ứng với chế độ nước
chảy phân giới.
 C : diện tích mặt cắt ướt thu hẹp của dòng chảy trong cống được tính
với chiều sâu thu hẹp hC; (m2
)
 VC: lưu tốc ở mặt cắt có chiều sâu hC (m/s)
  : hệ số lưu tốc ;  = 0,85 đối với các loại đầu cống thông thường
ngoại trừ hình loa.
 H: chiều sâu nước dâng trước cống được tính theo công thức:
2
δ
2
C
C
2g.
V
hH


(Phương trình Becnuli) (2)
 Thay  = 0,85 ; g
V
0,730,9hh
2
C
KC 
vào (2) ta có:
C
2
C
h2
g
V
43,1H 
(3)
- Thay (3) vào (1) ta có:
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 19
2gH.ω.85,0Q C
(4)
- Đối với cống mặt cắt hình chữ nhật thì C = b.hC = 0,5.b.H do đó:
3/23
1,33.b.H2gH.0,425.bQ 
(b). Cống làm việc ở chế độ chảy bán áp:
- Khả năng thoát nước của cống được tính theo công thức:
)h2g.(H.ω.ε.V.ωQ CCC  
(5)
Trong đó:
 H: chiều sâu nước dâng trước cống
 hC = 0,6 . hT
 hT: chiều cao lòng cống
 : diện tích mặt cắt ngang cống
 Hệ số lưu tốc  = 0,85 đối với các loại đầu cống thông thường;  =
0,95 đối với đầu cống hình loa.
 Hệ số co hẹp:  = 0,6 đối với cống hình chữ nhật ;  = 0,65 đối với
cống tròn.
- Thay vào (1) ta có:
)h6,02g.(H.ω.51,0Q T
(6)
(c). Cống làm việc ở chế độ chảy có áp
- Khả năng thoát nước của cống được tính theo công thức:
)h2g.(H.ω.Q T
(7)
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 20
Trong đó:
 hT: chiều cao lòng cống
 : diện tích mặt cắt ngang cống
Trong đồ án tốt nghiệp, ta chọn chế độ chảy của cống là không áp, tính Q đối
với trường hợp chế độ chảy không áp.
Để nhanh và đơn giản người ta đã lập sẵn các bảng tra về khả năng thoát nước của
cống cho từng loại cống với các khẩu độ khác nhau. Tham khảo thêm tại phần phụ
lục sách "Thiết kế đường ôtô tập 3 - Công trình vượt sông" của NXB Giáo dục).
Khi làm đồ án tốt nghiệp, các bạn dùng cách tra bảng phụ lục sách.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 21
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 22
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 23
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 24
Các bạn nên download hoặc xem trong sách cho rõ để tra. Phía trên mình có copy
bảng tra đó cho các bạn.
Các bạn lựa chọn sao cho với khẩu độ lựa chọn thì năng lực thoát nước Q của
cống lớn hơn Qtt lúc đầu là ok.
Ví dụ như sau:
Hãy chọn phương án khẩu độ cống tròn kiểu tường cánh chéo để thoát lưu lượng
nước Q = 9 m3
/s, chiều cao nền đắp là Hđ; chế độ chảy là không áp hoặc có áp.
- Chiều cao nền đắp tối thiểu trên cống được tính theo công thức:
aδHmin
n1

và a'HHmin
n2

Trong đó: : khẩu độ thoát nước của cống tròn.
: chiều dày đỉnh cống.
a: chiều cao đất đắp tối thiểu trên đỉnh cống; a = 0,5m.
a': chiều cao tối thiểu của nền đắp so với mực nước dâng trước cống; a' = 0,5m
khi chảy tự do và a' = 1,0m khi chảy bán áp và có áp.
H: chiều cao nước dâng trước cống.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 25
Phương
án
Khẩu
độ cống
 (m)
Chiều
dày
 (m)
Số lỗ
cống,
n
Lưu
lượng
qua
mỗi
lỗ
(m3
/s)
Chế độ
chảy
Nước
dâng
trước
cống
H (m)
Lưu
tốc
trong
cống
V
(m/s)
min
n1
H min
n2
H
1 1,50 0,15 2 4,50 Bán áp 2,01 3,0 2,15 3,01
2 1,50 0,15 3 3,00
Không
áp
1,47 3,1 2,15 1,97
3 1,25 0,13 2 4,50 Bán áp 3,24 5,8 1,88 4,24
4 1,25 0,13 3 3,00 Bán áp 1,89 3,8 1,88 2,89
5 1,25 0,13 4 2,25
Không
áp
1,33 3,0 1,88 1,83
6 1,00 0,12 3 3,00 Bán áp 3,16 6,0 1,62 4,16
7 1,00 0,12 4 2,25 Bán áp 2,07 4,5 1,62 3,07
- Từ kết quả trên ta thấy nếu chiều cao đất đắp Hđ không hạn chế tức là:
Hđ  max (
min
n1
H
;
min
n2
H
)
thì ta có thể chọn phương các phương án (1) ; (3) và (6) là những phương án có số
lỗ cống ít; trong phương án (1) và (3) thì nên chọn phương án (3) vì có khẩu độ bé
hơn. Việc còn lại là so sánh giữa phương án (3) với (6) về giá thành xây dựng để
lựa chọn phương án xây dựng có giá thành rẻ hơn.
Xong. Vậy là các bạn đã xong 3 bước từ tính toán thủy văn đến lựa chọn được
khẩu độ cống phù hợp để thoát nước.
Tiếp theo sẽ là phần bố trí cống.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 26
BỐ TRÍ CỐNG
BA NGUYÊN TẮC QUAN TRỌNG TRONG VIỆC BỐ TRÍ CỐNG:
3 KHÔNG: - KHÔNG TREO
- KHÔNG VÙI
- KHÔNG ĐẶT TRÊN ĐẤT MƯỢN.
- Bố trí cống trên bình đồ:
- Trong nhiều trường hợp phải dịch suối để đặt cống trực giao với đường. Nhờ
đó mà chiều dài cống sẽ ngắn đi và cống đặt ở nơi khô ráo tạo điều kiện
thuận lợi cho việc xây dựng. Tuy nhiên nếu khối lượng đào mương dẫn nước
quá lớn thì cho giao xiên góc.
a- Cống đặt vuông góc với tim đường
b- Cải suối cắt vuông góc với đường
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 27
- Đối với trường hợp cống giao chéo với đường phải giải quyết hình dạng đầu
cống cho phù hợp. Có 2 cách sau đây:
+) Nếu lưu lượng nước nhỏ, khẩu độ cống tròn nhỏ hơn 1m hoặc khi dùng
đầu cống lắp ghép thì dùng đầu cống dạng bình thường có đắp thêm phần
đất phụ đầu cống.
+) Nếu lưu lượng nước lớn thì có thể dùng kiểu tường đầu song song với tim
đường hay vuông góc với tim cống.
- Bố trí cống trên cắt hình cắt dọc:
- Đối với vùng địa hình bằng phẳng, cao độ nền đắp không hạn chế thì nên đặt
lòng cống trùng với cao độ lòng suối tự nhiên tức là cao độ và độ dốc lòng
cống trùng với cao độ và độ dốc lòng suối tự nhiên. Nếu do điều kiện thuỷ
văn, điều kiện kết cấu mà phải hạ cao độ lòng cống thì cần phải chú ý:
Đáy lòng dẫn nước phía hạ lưu có thoát được nước hay không. Nếu độ dốc
hạ lưu quá nhỏ thì dẫn đến ứ đọng, bồi lắng.
- Khi đáy suối có độ dốc lớn thì phải xét tổng hợp về kiểu loại cống, loại
móng, điều kiện địa chất theo nguyên tắc kinh tế.
- Đối với địa hình dốc lớn, khi lưu lượng nước nhỏ (Q < 1m3
/s) mà chiều cao
nền đắp không hạn chế, thì có thể đặt cống trên nền đắp có dộ dốc bằng độ
dốc phân giới và cao độ đầu cống hượng lưu trùng với cao độ suối tự nhiên
hoặc đặt cống trên nền nửa đào, nửa đắp.
- Khi lưu lượng nước lớn (Q > 1m3
/s), nơi địa hình dốc lớn, vận tốc nước chảy
lớn nên dễ gây ra xói mòn lòng dẫn, có thể phá hoại công trình cầu cống
thoát nước. Vì vậy lòng dẫn thượng, hạ lưu phải có biện pháp gia cố đặc biệt
để đảm bảo sự làm việc an toàn của cầu cống. Biện pháp thường dùng là xây
dựng các dốc nước, bậc nước, giếng tiêu năng.
- Khi độ dốc lòng suối từ 0,2%-:-2% thì nên đặt cống ở độ dốc phân giới,
thượng và hạ lưu cống đặt dốc nước loại thông thường có tiết diện không đổi
hoặc dốc nước có độ nhám cao. Đoạn quá độ giữa dốc nước và cống là dốc
nước có tiết diện thay đổi (góc mở 150
). Chỗ vào cống bố trí một đoạn bằng,
không dốc nhằm làm giảm sức chảy.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 28
- Khi độ dốc lòng suối > 2% và lưu tốc đoạn cuối dốc nước quá lớn, khi đó
mới dùng bậc nước và giếng tiêu năng.
- Khi độ dốc lòng suối quá lớn có thể dùng biện pháp đặt giếng tiêu năng ở
đầu cống thượng lưu. Biện pháp này không áp dụng trong trường hợp dòng
chảy mang nhiều phù sa, cỏ rác, dễ làm bẩn giếng và gây tắc cống.
- Khi độ dốc lòng suối quá lớn mà xét thấy nếu đặt cống ở độ dốc phân giới thì
khối lượng tăng nhiều thì có thể đặt cống theo độ dốc lớn. Khi đó phải có
biện pháp đặc biệt để giữ cho cống không bị trôi; móng cống phải làm bằng
đá xây hay bê tông; đáy móng phải tạo bậc, tường đầu cống phải tăng kích
thước có tác dụng như tường chắn.
- Khi bố trí cống có độ dốc (>5%) phải tuân theo các quy định sau đây:
+) Cống vòm và cống bản, thân cống bố trí kiểu bậc thang; chiều cao bậc lớn
nhất không qúa 0,7m nhưng mép trên đỉnh cống vòm đoạn sau không
được thấp hơn mép dưới đỉnh vòm của đoạn trước để tránh tụt đất vào
trong cống và thuận tiện cho việc bảo dưỡng.
+) Đối với cống tròn, thân cống bố trí thẳng xiên; móng cống phải làm bằng
bê tông hay đá xây và làm kiểu bậc thang; cũng có thể bố trí thân cống
kiểu bậc thang nơi độ dốc không lớn lắm nhưng chiều cao bậc không lớn
hơn 3/4 chiều dày cống.
+) Khi bố trí thân cống kiểu bậc thang, chiều dài mỗi bậc thân cống hay
móng cống đối với đá xây hay bê tông không nhỏ hơn 2m và đối với
BTCT không nhỏ hơn 1m.
Trong phạm vị đồ án thì việc thõa mãn các điều kiện trên là khó. Các bạn đọc để
hiểu chứ không cần quá chú tâm vào để gây rắc rối cho đồ án của mình vì các
số liệu đồ án cho không đủ để xem xét tất cả các yếu tố trên.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 29
- Xác định chiều dài cống
a. Trường hợp chiều cao nền đắp ≤ 6m
c
c
b
H
h1
M1 L1 L2 M2
b
h2
1 2
Hv
T
H®
mÆt c¾t däc cèng
c®v
b
H
b1 2
Hv
T
H®
mÆt c¾t däc cèng
c®®c
c®t
il®
Bm
2
Bgc
2
Bl®
2
b1
imigcil®
c®v
c®t
Bm
2
Bgc
2
Bl®
2
b2
im igc
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 30
- Chiều dài cống được tính theo công thức: L= L1 + L2
Với:
c
1V1
1
m.i1
c)hm(Hb
L



(01)
c
2V2
2
m.i1
c)hm(Hb
L



(02)
Trong đó:
 L1: chiều dài thân cống thượng lưu tính từ tim đường.
 L2: chiều dài thân cống hạ lưu tính từ tim đường.
 b1; b2: nửa bề rộng nền đường phía thượng lưu và hạ lưu.
 m: hệ số mái dốc của nền đắp.
 H: chiều cao nền đắp tại tim đường tính từ đáy lòng cống tới vai
đường.
 ic: độ dốc lòng cống.
 h1; h2: chiều cao của cống thượng lưu và hạ lưu.
 c: chiều dày tường đầu cống.
- Thông thường m = 1,5 ; b1= b2 = b ; h1 = h2 = h
.i5,11
ch)(H5,1b
L1



(03)
.i5,11
ch)(H5,1b
L2



(04)
b. Trường hợp chiều cao nền đắp > 6m
- Khi chiều cao nền đắp lớn (H > 6m) thì phải làm mái dốc có 2 độ dốc (m1 =
1,5 và m2 = 1,75) thì công thức tính chiều dài cống vẫn được áp dụng như
(01) và ( 02) nhưng thay:
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 31
 b1 = b'1 ; b2 = b'2 ; m = m2 trong đó:
 b'1 = b1 + m1.H1
 b'2 = b2 + m1.H1
 m1 ; m2: hệ số mái dốc của mái dốc phần trên và phần dưới.
 H1: chiều cao của mái dốc tối đa tương ứng với mái dốc phần trên.
 Thông thường H1 = 6m ; b'1 = b1 + 9 ; b'2 = b2 + 9
- Do đó:
.i75,11
c)h(H75,19b
L' 11
1



(05)
.i75,11
c)h(H75,19b
L' 22
2



(06)
L'1
b' b'1 2
1 2
H1
B(mÆt) / 2 B(mÆt) / 2
c
c
b
H
h1
M'1 L'2 M'2
b
B(lÒ)
B(nÒn)
B(lÒ)
h2
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 32
c. Bố trí các đốt cống
- Đối với cống lắp ghép hoặc cống bán lắp ghép (cống tròn BTCT, cống bản
BTCT,...) thì chiều dài thân cống phải được bố trí với số chẵn các đốt cống
hay với số chẵn của tấm bản (kể cả khe nối).
- Đối với móng mềm, chiều rộng khe nối giữa các đốt cống là 1cm. Gọi n là số
đốt cống, số mối nối sẽ là: n-1 . Chiều dài cống được xác định như sau:
0,011)(nnL 
Khi biết chiều dài cống thì số đốt cống được tính như sau:
1,01
0,01L
n


- Đối với móng cứng: chiều rộng khe nối giữa các đốt cống là 1cm và cứ
khoảng 3 đốt cống thì bố trí 1 khe phòng lún rộng 3cm.
- Thường chiều dài mỗi đốt cống là 1m.
Việc xác định được chiều dài kia khi các bạn đã áp được cống lên trắc ngang,
Áp như sau:
- Xác định độ dốc cống.
-Kẻ đường thẳng với độ dốc bằng độ dốc cống
- Đưa đường thẳng này lên trắc ngang sao cho nó gần với đường tự nhiên nhất
nhưng phải thõa mãn cống ko bị treo (không cao quá nước ko vào cống đc) , không
bị vùi (miệng cống vùi dưới đất). Việc áp đường này tùy thuộc vào trắc ngang thiết
kế. Nên mình ko thể nói một cách chính xác vì trong nhiều trường hợp đường
thẳng này được bố trí khác, miễn sao khi các bạn áp cống thấy hợp lý là ok. Cao độ
đường thẳng này chính là cao độ đáy cống.
- Kẻ một đường thẳng khác song song với đường thẳng kia,sao cho khoảng cách
giữa 2 đường thẳng này chính là khẩu độ D của cống. Cắt taluy tại 2 điểm. Giới
hạn 2 điểm này sẽ làm phạm vị bố trí các đốt cống.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 33
- Tiếp đó là phân chia các đốt cống, dựa trên giới hạn của 2 điểm này, bố trí các
đốt cống thế nào thì phía trên mình đã nói rồi.
- Sau khi bố trí các đốt cống xong thì tiến này bố trí móng cống, tường cách cống,
tường thân cống, sân gia cố….
* Các bạn dựa vào cấu tạo dưới đây của cống tròn để lựa chọn cấu tạo các bố
phận của cống cho hợp lý:
(a) Đầu cống:
Đầu cống được dùng phổ biến nhất là kiểu tường cánh chéo hoặc kiểu 1/4 nón.
- Đầu cống có thể xây tại chỗ hoặc lắp ghép bằng các tấm BTCT đúc sẵn.
- Nếu đầu cống xây bằng khối đá xây thì mác vữa xây không thấp hơn M30,
cường độ đá R > 2000 kG/cm2.
- Nếu đầu cống làm bằng bê tông đổ tại chỗ thì mác bê tông không thấp hơn
M150.
- Nếu đầu cống được đúc sẵn thì mác bê tông không thấp hơn M200.
(b) Thân cống:
Được phân thành các đốt với chiều dài 1m, trường hợp đặc biệt có thể là 0,75m
hoặc 2m.
+) Giữa các đốt cống là các khe nối có tác dụng phòng lún và phòng sự co
dãn của bê tông khi nhiệt độ thay đổi. Thường thì có hai loại khe nối:
phẳng và không phẳng. Khe nối phẳng được áp dụng cho trường hợp khẩu
độ dưới 2m và áp lực nước không lớn. Khe nối không phẳng được áp
dụng trong trường hợp khẩu độ cống lớn hơn 2m, và cống chảy có áp.
+) Khe nối được lấp đầy bằng vật liệu cách nước đàn hồi từ hai phía ngoài
vào trong. Phía ngoài khe nối được phủ đầy bằng hai lớp giấy dầu rộng
25cm dán xen kẽ giữa 3 lớp bitum nóng. Phía trong ở chiều sâu 3cm trát
vữa xi măng để giữ không cho vật liệu cách nước đàn hồi bị chảy rớt khi
nhiệu độ cao.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 34
+) Bề mặt ngoài của các đốt cống được quét 2 lớp bitum nóng. Chỉ trường
hợp đặc biệt mới làm lớp cách nước này sau khi đã hạ chỉnh các đốt cống.
+) Khi cần thoát lưu lượng nước lớn có thể sử dụng cống hai, ba hoặc thậm
chí bốn lỗ cống. Trường hợp này khoảng giữa các cống được lấp đầy bởi
vật liệu cùng loại với móng đệm. Cự ly tối thiểu giữa các ống cống là 20-
:-26cm để đảm bảo chèn chặt được lớp vật liệu đã nêu. Mặt trên phải tạo
được độ dốc về hai phía 3-:-4% và phủ bằng lớp đất sét dẻo dày 15-:-
20cm.
+) Để tăng khả năng thoát nước của cống có thể tôn cao đoạn đốt cống giáp
với đầu cống thượng lưu kiểu hình nón cụt.
+) Các đốt cống thường được chế tạo sẵn ở xưởng. Bê tông chế tạo đốt cống
thường dùng mác M200, cốt thép thường dùng loại CT3, CT5,.... Chiều
dày đốt cống phụ thuộc vào cấp tải trọng (loại xe), chiều cao đất đắp,
khẩu độ cống và thường có giá trị 8-:-15cm hoặc 20cm.
* Bố trí cốt thép cống:
Cốt thép chịu lực của cống được bố trí theo hai kiểu: Kiểu một vòng elíp hoặc
kiểu hai vòng tròn đồng tâm:
- Kiểu một vòng elíp có ưu điểm là phù hợp với sơ đồ nội lực của kết cấu, cốt
thép được đặt ở vùng chịu kéo vì vậy tiết kiệm được cốt thép. Nhược điểm là khó
chế tạo, khi chế tạo phải đánh dấu vị trí cốt thép để khi xây dựng đặt đốt cống cho
phù hợp.
- Kiểu vòng tròn tốn cốt thép hơn kiểu elíp song việc chế tạo dễ dàng hơn.
+)Theo chiều dọc đốt cống các cốt thép chịu lực này có thể bố trí thành từng
vòng riêng biệt hay bố trí theo kiểu hình lò xo dây xoắn:
• Việc bố trí cốt thép thành từng vòng riêng biệt có nhược điểm lớn là số
mối nối cốt thép nhiều (ở mỗi vòng 1 mối nối) nên tổn thất ứng suất trong cốt thép
nhiều, mặt khác không tận dụng được chiều dài của các thanh thép, dễ gây lãng phí
cốt thép.
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 35
• Kiểu bố trí cốt thép theo kiểu hình lò xo dây xoắn khắc phục được những
nhược điểm trên của kiểu bố trí thành từng vòng riêng biệt. Vì vậy kiểu bố trí này
được áp dụng phổ biến.
+)Cốt thép chịu lực được liên kết với nhau và giữ đúng vị trí bởi các cốt
thép dọc và cốt thép đai. Cốt thép dọc còn có tác dụng chống lại lực cắt và uốn
trong thi công.
+)Các đốt cống trong các thiết kế định hình thường có hai loại: loại thông
thường và loại gia cường, loại gia cường chỉ khác loại thông thường ở chỗ lượng
cốt thép nhiều hơn. Ống cống gia cường thường được áp dụng khi cống đặt trên
nền cứng .
Do làm theo định hình nên các bạn có thể download bộ cống tròn định hình 533-
01-01 do viện KHCN&GTVT thiết kế về. trong đó có sẵn các bản vẽ bố trí cốt
thép.
Ø1200
CèT THÐP TRONG
1-D10-02-SPRING
48-D6-04
45
100
40
50
15
MÆT C¾T II-II
Ø1000
100
CèT THÐP NGOµI
1-D10-02-SPRING
100
CHI TIÕT A
1000
OUTERDIA=1148
INNERDIA=1054
Lmin = 1000
4x200=800
4x200=800
900
300
32-D6-03
HµN
100
282844
100
75
32-D6-04
100
25
CHI TIÕT A
4x200=800
1000
100
2844
75
28
MÆT C¾T I-I
1-D10-01-SPRING
1-D10-02-SPRING
100 25
1-D10-01-SPRING
1-D10-02-SPRING 4x200=800
900
100
300
VËt liÖu tr¸t mèi nèi
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 36
c, Móng cống:
Móng cống tròn BTCT có thể bằng các khối đá xây, bê tông, bê tông cốt thép
lắp ghép hoặc trong trường hợp đất nền tương đối chặt có thể dùng lớp đệm
bằng đá dăm, sỏi, cát,...
Lựa chọn móng cống
.
80.75
24 31 149 89 124 109 1079/121.00
30 38 190 130 151 150 13010/131.25
35 45 230 170 180 190 15612/151.50
KÝch thø¬c (cm) S: cho c¸c kiÓu mãng
c
KhÈu ®é
cèng d
m l c I II III IV-A IV-B
17 23 114 54 91 74 78
mãng cèng kiÓu IV-B
120°
S
d 
2d 2d
§¾p ®Êt xung quanh cèng
Líp chÌn b»ng bª t«ng thõ¬ng
H×nh 2.2 - e: NÒn lµ ®¸ kh«ng phong ho¸
mãng cèng kiÓu II
120°
S
30


d 
2d 2d
mãng cèng kiÓu I
120°

d 
2d 2d
S
§¾p ®Êt xung quanh cèng
§¾p ®Êt xung quanh cèng
ChÌn b»ng ®Êt t¹i chç
§Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th«
H×nh 2.2 - a: NÒn lµ sái cuéi chÆt, c¸t th« hoÆc v÷a
H×nh 2.2 - b: NÒn lµ ®©t sÐt, sÐt pha c¸t, c¸t mÞn ë n¬i kh« r¸o
mãng cèng kiÓu III
120°
d 
2d 2d
§¾p ®Êt xung quanh cèng
§¸ héc x©y v÷a xi m¨ng M150
H×nh 2.2 - c : NÒn lµ ®©t sÐt, sÐt pha c¸t, c¸t mÞn ë n¬i Èm ø¬t hoÆc
.3030
l
§Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th«
hoÆc c¸t pha sÐt ë n¬i kh« r¸o hoÆc ©m ø¬t
mãng cèng kiÓu IV-A
120°
S
20


d 
2d 2d
§¾p ®Êt xung quanh cèng
§Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th«
H×nh 2.2 - d: NÒn lµ ®¸ phong ho¸
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 37
Như vậy các bạn đã hiểu bố trí cống cũng như cấu tạo các bộ phận cống và bố trí
cốt thép đốt cống, trên kia cũng đã trình bày và giải thích một vài câu hỏi hay bị
hỏi trong đồ án tốt nghiệp như:
- Bố trí một lớp cốt thép cống được ko? Nếu bố trí thì bố trí như thế nào?
- Quét bitum mặt ngoài cống có tác dụng gì?
Tiếp theo sẽ là phần Tính xói và xác định hình thức gia cố hạ lưu công trình:
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 38
TÍNH XÓI VÀ GIA CỐ Ở HẠ LƯU CÔNG TRÌNH
- Nguyên nhân:
Sự xói lở lòng dẫn sau công trình do hai nguyên nhân chủ yếu là:
+) Lưu tốc dòng chảy ở chỗ ra khỏi công trình lớn hơn lưu tốc trong cống
(đến 1,5 lần) và có thể đạt tới 5-:-6m/s; trong khi lưu tốc cho phép không
xói lở đối với nền đất tự nhiên của lòng dẫn chỉ là 0,7 -:- 1m/s.
+) Dòng chảy sau khi ra khỏi cống thường có dạng chảy xiết có lưu tốc và
động năng rất lớn.
- Để ngăn ngừa sự xói lở lòng dẫn hạ lưu cần phải có biện pháp tăng cường
bảo vệ trên một đoạn dài nhất định. Việc lựa chòn hình thức và chiều dài gia
cố là tuỳ theo điều kiện không xói lở cục bộ hay cho phép xói phải đảm bảo
an toàn của bản thân đoạn gia cố cũng như công trình.
- Việc xây dựng đoạn gia cố phẳng rất dài ở phía hạ lưu công trình là không
hợp lý về mặt kinh tế. Vì vậy người ta chỉ cần gia cố trên một đoạn ngắn và
kết thúc bằng mái nghiên bảo vệ mà cho phép xói lở ở đó. Khi đó bước nhảy
thuỷ lực sẽ bị đẩy dồn về từ đoạn gia cố về chỗ bị xói nhưng do chiều sâu
mái nghiêng đáng kể nên sự xói lở không ảnh hưởng đến đoạn gia cố.
(a). Kích thước đoạn gia cố:
- Để quyết định chiều sâu mái nghiêng bảo vệ cần phải tính toán chiều sâu xói
lở sau đoạn gia cố tuỳ thuộc vào dòng chảy khi ra khỏi cống.
+) Chảy tự do: chiều sâu xói lở phụ thuộc vào chiều dài đoạn gia cố và chiều
cao nước dâng trước cống. Theo kết quả nghiên cứu của Anđrây và kết
quả rút ra từ nghiên cứu đó như sau:
g/c2,5.lb
h
.2HΔ


HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 39
Trong đó:
 : chiều sâu xói lở đoạn gia cố phẳng.
 H: chiều sâu nước dâng trước công trình.
 lg/c: chiều dài đoạn gia cố phẳng tính từ chỗ dòng chảy từ công trình
bắt đầu bị khuyếch tán.
 h: khẩu độ cống.
Bảng 3-6
Chiều sâu xói lở tương đối sau đoạn gia cố
b
tgβ.lg/c
H

b
tgβ.lg/c
H

0 1,55 4 0,59
1 0,98 5 0,54
2 0,78 8 0,45
3 0,65 10 0,40
Ghi chú:  là góc khuyết tán của dòng chảy sau khi chảy ra khỏi cống
- Đầu cống kiểu tường cánh chéo với góc mở  thì  =  ; nhưng  không lớn
hơn 450
; đầu cống kiểu tường đầu thẳng đứng, kiểu cổ áo thì  = 450
; kiểu
1/4 nón thì  = 300
.
- Qua bảng 3-6 ta thấy chiều dài đoạn gia cố phẳng không nên lớn hơn 3 lần
khẩu độ cống, bởi vì khi lg/c > 3 lần khẩu độ cống thì chiều sâu xói lở ở đoạn
gia cố không giảm được bao nhiêu mà diện tích gia cố lại tăng lên rất nhiều.
- Chiều rộng đoạn gia cố lòng dẫn sau công trình được quyết định xuất phát từ
kích thước của hố xói tự nhiên dạng chậu Xtrôphôid với chiều dài trục lc =
18. ; và chiều rộng Bc = 12. .
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014
T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 40
- Thường chiều rộng gia cố lấy bằng 4-:-6 lần khẩu độ cống. (Các bạn có
thể lựa chọn luôn giá trị này , phần trên đọc để hiểu thôi)
(b). Hình thức gia cố:
- Thường bằng lát đá khan, lát đá có trát vữa hay lát tấm bê tông đúc sẵn hoặc
đổ bê tông liền khối. Việc lựa chòn hình thức gia cố phụ thuộc vào lưu tốc
dòng chảy sau công trình và điều kiện cung cấp vật liệu, khả năng xây
dựng,...
- Mái nghiêng bảo vệ cuối đoạn gia cố thường được đặt sâu hơn hố xói ít nhất
0,5m.
hm   + 0,5
- Để giảm bớt khối lượng gia cố, có thể áp đụng biện pháp rút ngắn hơn nữa
chiều dài gia cố bằng cách tăng độ nhám lòng dẫn ngay sau công trình bằng
các tường hay tăng nhám, cho phép xói sâu gia cố và đổ đá đá to vào hố xói.
- Mái dốc nền đắp hạ lưu trước cống được gia cố tới chiều cao của tường đầu.
- Gia cố thượng lưu cống: chiều dài gia cố được lấy bằng 1/4 chiều dài gia cố
hạ lưu. Kiểu gia cố được tình tới lưu tốc bằng lưu tốc trong cống và gia cố
mái dốc đầu cống được thiết kế đến chiều cao bằng: H + 0,5m.
- Chữ đỏ các là phần các bạn cần chú ý để lựa chọn thông số cho hợp lý.
Như vậy đến đây là các bạn đã hoàn thành xong việc thiết kế cống. Phần tính toán
kết cấu cũng như phần thi công cống thì trong đồ án tốt nghiệp không yêu cầu nên
mình không trình bày. Bạn nào cần thì có thể liên hệ mail mình, mình có thể gửi
cho các bạn một vài lý thuyết về vấn đề này. Để hiểu hơn và không phải tưởng
tượng các bạn có thể search hình ảnh cống tròn trên mạng rất nhiều, hoặc đi ra thực
tế xem 1 cái cống là cách tiếp cận nhanh nhất.
Chúc các bạn làm đồ án thành công!

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNGĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNGCong Minh
 
Thiết kế lan can
Thiết kế lan canThiết kế lan can
Thiết kế lan canVan Hieu
 
03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền
03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền 03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền
03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền Education Vietcivil
 
Quy trình thi công đường
Quy trình thi công đườngQuy trình thi công đường
Quy trình thi công đườngduongle0
 
Chương 3 cầu thang
Chương 3 cầu thangChương 3 cầu thang
Chương 3 cầu thangVương Hữu
 
đề Bài và lời giải kết cấu thép 1
đề Bài và lời giải kết cấu thép 1đề Bài và lời giải kết cấu thép 1
đề Bài và lời giải kết cấu thép 1Thanh Hoa
 
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình ĐứcGiáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình Đứcshare-connect Blog
 
Giáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang Minh
Giáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang MinhGiáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang Minh
Giáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang Minhshare-connect Blog
 
Thiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộng
Thiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộngThiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộng
Thiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộngĐức Hoàng
 
Máy xây dựng
Máy xây dựngMáy xây dựng
Máy xây dựngTtx Love
 
Tieu chuan thiet ke nut giao thong
Tieu chuan thiet ke nut giao thongTieu chuan thiet ke nut giao thong
Tieu chuan thiet ke nut giao thongGoogles Chrome
 
Giáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá Tầm
Giáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá TầmGiáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá Tầm
Giáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá Tầmshare-connect Blog
 
thuyết minh đồ án nền móng
thuyết minh đồ án nền móngthuyết minh đồ án nền móng
thuyết minh đồ án nền móngHo Ngoc Thuan
 
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI DungUTC
 
Câu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng
Câu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựngCâu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng
Câu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựngchiennuce
 
GT Nền móng - Châu Ngọc Ẩn
GT Nền móng - Châu Ngọc ẨnGT Nền móng - Châu Ngọc Ẩn
GT Nền móng - Châu Ngọc Ẩnshare-connect Blog
 
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình ĐứcGiáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình Đứcshare-connect Blog
 
Bài giảng về ván khuôn
Bài giảng về ván khuônBài giảng về ván khuôn
Bài giảng về ván khuônLê Duy
 
Giáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn Hội
Giáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn HộiGiáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn Hội
Giáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn Hộishare-connect Blog
 
CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1
CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1
CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1The Light
 

Mais procurados (20)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNGĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐƯỜNG
 
Thiết kế lan can
Thiết kế lan canThiết kế lan can
Thiết kế lan can
 
03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền
03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền 03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền
03.Hệ số nền và sức chịu tải của nền
 
Quy trình thi công đường
Quy trình thi công đườngQuy trình thi công đường
Quy trình thi công đường
 
Chương 3 cầu thang
Chương 3 cầu thangChương 3 cầu thang
Chương 3 cầu thang
 
đề Bài và lời giải kết cấu thép 1
đề Bài và lời giải kết cấu thép 1đề Bài và lời giải kết cấu thép 1
đề Bài và lời giải kết cấu thép 1
 
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình ĐứcGiáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 1 - Đỗ Đình Đức
 
Giáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang Minh
Giáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang MinhGiáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang Minh
Giáo trình Bê tông cốt thép 1 - Phần cấu kiện cơ bản - Phan Quang Minh
 
Thiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộng
Thiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộngThiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộng
Thiết kế và thi công nền đường nâng cấp mở rộng
 
Máy xây dựng
Máy xây dựngMáy xây dựng
Máy xây dựng
 
Tieu chuan thiet ke nut giao thong
Tieu chuan thiet ke nut giao thongTieu chuan thiet ke nut giao thong
Tieu chuan thiet ke nut giao thong
 
Giáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá Tầm
Giáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá TầmGiáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá Tầm
Giáo trình Bê tông cốt thép 3 - Võ Bá Tầm
 
thuyết minh đồ án nền móng
thuyết minh đồ án nền móngthuyết minh đồ án nền móng
thuyết minh đồ án nền móng
 
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI
 
Câu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng
Câu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựngCâu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng
Câu hỏi đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng
 
GT Nền móng - Châu Ngọc Ẩn
GT Nền móng - Châu Ngọc ẨnGT Nền móng - Châu Ngọc Ẩn
GT Nền móng - Châu Ngọc Ẩn
 
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình ĐứcGiáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình Đức
Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công Tập 2 - Đỗ Đình Đức
 
Bài giảng về ván khuôn
Bài giảng về ván khuônBài giảng về ván khuôn
Bài giảng về ván khuôn
 
Giáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn Hội
Giáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn HộiGiáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn Hội
Giáo trình Kết cấu thép 1 - Phạm Văn Hội
 
CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1
CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1
CHƯƠNG 1 CƠ KẾT CẤU 1
 

Semelhante a Hướng dẫn thiết kế cống trong đồ án tốt nghiệp

Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...
Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...
Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...nataliej4
 
Kỹ thuật thi công thi công Top-base
Kỹ thuật thi công thi công Top-baseKỹ thuật thi công thi công Top-base
Kỹ thuật thi công thi công Top-baseThuan Truong
 
Cac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van Noi
Cac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van NoiCac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van Noi
Cac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van NoiNoi Nguyen
 
Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad)
Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad) Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad)
Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad) nataliej4
 
Thiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdf
Thiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdfThiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdf
Thiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdfDoanVanHieu1
 
Đồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdf
Đồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdfĐồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdf
Đồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdfNuioKila
 
Các vấn đề nền và mong 1
Các vấn đề nền và mong 1Các vấn đề nền và mong 1
Các vấn đề nền và mong 1hoangvanhuan91
 
Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.doc
Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.docĐồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.doc
Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.docDịch vụ viết đề tài trọn gói 0934.573.149
 
Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...
Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...
Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...Noi Nguyen
 
Tm bptc via he 1
Tm bptc via he 1Tm bptc via he 1
Tm bptc via he 1Bang Quang
 
Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad)
Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad) Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad)
Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad) nataliej4
 
các loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặt
các loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặtcác loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặt
các loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặtPTIT HCM
 

Semelhante a Hướng dẫn thiết kế cống trong đồ án tốt nghiệp (20)

Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...
Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...
Thiết kế thi công cầu dầm thép liên hợp btct, sơ đồ đơn giản 4 nhịp 48 m (kèm...
 
Kỹ thuật thi công thi công Top-base
Kỹ thuật thi công thi công Top-baseKỹ thuật thi công thi công Top-base
Kỹ thuật thi công thi công Top-base
 
Cac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van Noi
Cac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van NoiCac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van Noi
Cac giai phap ket cau trong thi cong tang ham va ho dao _ Nguyen Van Noi
 
DESIGN STATION
DESIGN STATIONDESIGN STATION
DESIGN STATION
 
05 cac giai phap thiet ke
05 cac giai phap thiet ke05 cac giai phap thiet ke
05 cac giai phap thiet ke
 
Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad)
Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad) Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad)
Đồ Án Xây Dựng Cầu (Kèm Bản Vẽ Cad)
 
Thiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdf
Thiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdfThiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdf
Thiết kế - Thi công giám sát công trình Hầm giao thông P1.pdf
 
Idoc.vn quy trinh-dong-coc-btct
Idoc.vn quy trinh-dong-coc-btctIdoc.vn quy trinh-dong-coc-btct
Idoc.vn quy trinh-dong-coc-btct
 
Đồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdf
Đồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdfĐồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdf
Đồ Án Thiết Kế Tổ Chức Thi Công 4km Mặt Đường Ô Tô Vùng Núi.pdf
 
Các vấn đề nền và mong 1
Các vấn đề nền và mong 1Các vấn đề nền và mong 1
Các vấn đề nền và mong 1
 
Luận văn: Nghiên cứu sử dụng cọc ép tại Hải Phòng, HAY
Luận văn: Nghiên cứu sử dụng cọc ép tại Hải Phòng, HAYLuận văn: Nghiên cứu sử dụng cọc ép tại Hải Phòng, HAY
Luận văn: Nghiên cứu sử dụng cọc ép tại Hải Phòng, HAY
 
Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.doc
Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.docĐồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.doc
Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ Đại Học Chính Quy Ngành Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp.doc
 
Đề tài: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HOT
Đề tài: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HOTĐề tài: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HOT
Đề tài: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HOT
 
Luận văn: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HAY
Luận văn: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HAYLuận văn: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HAY
Luận văn: Xây dựng mô hình khoan tự động ứng dụng PLC, HAY
 
Datc1.ptn1
Datc1.ptn1Datc1.ptn1
Datc1.ptn1
 
Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...
Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...
Ung dung cong nghe thi cong top-down tai hang muc phong bom be lang xoay du a...
 
Tm bptc via he 1
Tm bptc via he 1Tm bptc via he 1
Tm bptc via he 1
 
Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad)
Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad) Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad)
Thiết Kế Cầu Dầm Super T Căng Sau (Kèm Bản Vẽ Autocad)
 
các loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặt
các loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặtcác loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặt
các loại trạm,cột mà viettel đang xây dựng,lắp đặt
 
luan van thac si khu ky tuc xa truong ky thuat quan su
luan van thac si khu ky tuc xa truong ky thuat quan suluan van thac si khu ky tuc xa truong ky thuat quan su
luan van thac si khu ky tuc xa truong ky thuat quan su
 

Hướng dẫn thiết kế cống trong đồ án tốt nghiệp

  • 1. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 1 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP “ Tài liệu được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau và một chút xíu hiểu biết của bản thân nhằm giúp các bạn sinh viên trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Mình học ĐH GTVT nên hướng dẫn cũng theo trình tự đồ án của trường GT. Nếu có nhầm lẫn hi vọng các bạn điều chỉnh và sửa đổi giúp. Hi vọng là không ” Trước khi vào thiết kế, cần tìm hiểu qua chút về cống để có thể hình dung ra cấu tạo của cống. Hiểu được cấu tạo cống thì bước vào thiết kế sẽ dễ dàng hơn rất nhiều. Hơn nữa hiểu cấu tạo của cống thì việc trả lời các câu hỏi tốt nghiệp cũng khá ngon. I – KHÁI NIỆM VỀ CỐNG - Cống là một công trình nhân tạo khá phổ biến trên một tuyến đường. Tác dụng chủ yếu của cống là dùng để thoát nước của các dòng chảy thường xuyên hay định kỳ chảy qua phía dưới nền đắp, ngoài ra cống còn làm đường chui dân sinh. - Khẩu độ cống là chiều rộng lớn nhất của tiết diện thoát nước. Trường hợp cống có nhiều lỗ thì khẩu độ được tính bẳng tổng số khẩu độ của mỗi lỗ. - Số lượng các công trình thoát nước trên tuyến phụ thuộc vào điều kiện địa hình, khí hậu trong đó cống chiếm 80%-:-90% số lượng các công trình thoát nước. Ở Việt Nam đối với đường cấp IV miền núi trung bình 1km đường có 4-:-9 cái cống. Giá thành xây dựng cống thường chiếm 10%-:-20% giá thành toàn bộ tuyến. - Cống khác cầu nhỏ ở chỗ là nước chảy trong cống không những chỉ có chế độ chảy không áp mà còn có loại chảy có áp hoặc bán áp và chiều cao đất đắp trên đỉnh cống (kể cả chiều dày kết cấu áo đường) tối thiều là 0,5m (đối với đường ôtô) còn đối với đường sắt tối thiểu là 1,0m. - Khi giá thành xây dựng cống và cầu như nhau thì việc lựa chọn dùng cống có những ưu điểm sau: +) Cống không làm thay đổi các điều kiện chuyển động của xe ôtô chạy trên đường khi qua vị trí cống; không hạn chế mặt đường và lề đường; không yêu cầu thay đổi loại kết cấu mặt đường trên cống. +) Việc bố trí cầu trên đường cong (cong bằng hoặc cong đứng) hay trên đường dốc thường gây nên sự phức tạp về kết cấu; song đối với cống có thể bố trí
  • 2. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 2 một cách dễ dàng với bất kỳ một tổ hợp nào của biểu đồ và trắc dọc mà vẫn không gây nên sự phức tạp của kết cấu. +) Do nằm sâu dưới nền đường nên sự tăng tải trọng của đoàn xe ít ảnh hưởng đến cống. Vì vậy khi nâng cấp đường (tăng cấp tải trọng) ít khi phải tăng cường cống (nhất là khi chiều cao đất đắp trên đỉnh cống  2m). +) Người ta chỉ dùng cầu khi mà cống không thể đảm bảo thoát hết nước chảy qua đường. II – PHÂN LOẠI CỐNG: Dễ rồi, phần này các bạn đã quá rõ hoặc google search cũng ra thôi. Phân loại theo vật liệu làm cống, phân loại theo hình dạng, phân loại theo chế độ chảy, phân loại theo số lỗ cống,… Nói chung phân loại theo kiểu gì là do người ta đặt. Chi tiết thì các bạn tự tìm hiểu. III – CẤU TẠO CỐNG. Khi biết cấu tạo cống các bạn có thể vẽ và bố trí tốt cống trên bản vẽ tốt nghiệp, sẽ hiểu các thông số cần chọn, bố trí cốt thép. Cấu tạo một cống bao gồm 3 bộ phận cơ bản như sau:  Đầu cống  Thân cống  Móng cống H×nh 1- 1. Các thành phần cấu tạo cơ bản của cống 1- đốt cống ; 2- tường đầu cống ; 3- tường cánh cống ; 4- gia cố sân cống 5- móng thân cống ; 6- móng đầu cống ; 7- khe nối đốt cống ; 8- đất đắp trên cống
  • 3. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 3 (a). Đầu cống - Tác dụng: +) Điều tiết dòng nước chảy vào và chảy ra khỏi cống; +) Giữ ổn định cho mái dốc nền đắp hai đầu cống; +) Giữ ổn định cho cống không bị dịch chuyển dọc. - Các bộ phận cơ bản của đầu cống gồm có: +) Tường đầu, tường cánh được xây bằng đá hộc, gạch nung hoặc bê tông M150. Mặt ngoài cống và phần tiếp giáp giữa tường đầu với nền đất trát lớp vữa xi măng M100 dày 1cm. +) Sân cống và gia cố thượng, hạ lưu cống. - Các dạng đầu cống: Có nhiều kiểu khác nhau nhưng phổ biến gồm có các kiểu sau đây: +) Kiểu hành lang:  Đặc điểm: có hai tường kéo dài song song với tim cống, được uốn cong ở hai đầu ngoài và có chiều cao không đổi.  Ưu điểm: cải thiện tốt điều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lực nhỏ mặt khác do có hai tường kéo dài song song nên bậc nước dầu tiên trước cống bị đẩy lùi và nằm hoàn toàn ngoài đầu cống mà không rơi vào trong thân cống.  Nhược điểm: tốn vật liệu và thi công tương đối phức tạp. +) Kiểu tường cánh chéo:  Đặc điểm: Là dạng cải tiến của kiểu hành lang, có hai tường cánh được đặt mở rộng đầu ra phía ngoài và chiều cao thay đổi dần, phù hợp với độ dốc của mái dốc nền đường. Góc mở tốt nhất của tường cánh so với tim cống khoảng 300 đối với tường cánh thượng lưu và từ 120 -:-150 đối với tường cánh hạ lưu. Trường hợp lưu tốc hạ lưu không lớn lắm thì dùng chung góc mở 300 cho cả 2 phía.  Ưu điểm: cải thiện tốt diều kiện dòng chảy, tổn thất thuỷ lục nhỏ và cấu tạo đơn giản dễ thi công. Vì vậy đây là loại được sử dụng rất phổ biến.  Nhược điểm: bậc nước đầu tiên trước cống không nằm hoàn toàn ở ngoài đầu cống mà rơi một phần vào trong thân cống. Để khắc phục và tăng khả năng thoát nước cho cống có thể tôn cao đoạn thân cống kề với đầu cống thượng lưu. Trong đồ án chúng ta hay sử dụng kiểu tường cánh chéo.
  • 4. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 4 +) Kiểu 1/4 nón:  Đặc điểm: gồm tường đầu và hai phần 1/4 hình nón. Kiểu này có đặc điểm tương tự kiểu tường cánh chéo.  Ưu điểm: so với kiểu tường cánh chéo thì tiết kiệm được bê tông hai tường cánh mà thay bằng hai khối đất 1/4 nón có mặt ngoài lát đá.  Nhược điểm: việc xây dựng hai khối 1/4 nón tương đối phức tạp. +) Kiểu tường đầu và kiểu cổ áo:  Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ thi công và tốn ít vật liệu.  Nhược điểm: không cải thiện điều kiện dòng chảy của dòng nước qua cống dẫn đến tổn thất thuỷ lực lớn. +) Kiểu hình loa:  Ưu điểm: có hình dạng phù hợp với dòng chảy, đảm bảo điều kiện của dòng nước qua cống là tốt nhất, giảm sức cản thuỷ lực.  Nhược điểm: thi công tương đối phức tạp. (b). Thân cống - Là bộ phận chủ yếu của cống cho nước thoát qua dưới nền đường và chịu toàn bộ tải trọng của đất xung quanh và của đoàn xe tác dụng lên nó. - Tải trọng tác dụng không phân bố đều theo chiều dọc cống: phần giữa cống có trị số lớn nhất sau đó giảm dần về hai phía đầu cống, do đó nền đất dưới cống thường bị lún không đều dẫn đến cống dễ bị uốn dọc hoặc bị nứt vỡ. Do đó người ta thường chia thân cống thành các đoạn, ở giữa các đoạn bố trí một khe phòng lún bằng các vật liệu đàn hồi như đay tẩm bitum, matit bitum,... được nhét đầy và kín các khe tránh cho nước không bị thấm xuống nền đất. - Đối với các loại cống tròn thi công lắp ghép người ta thường đúc cống thành các đoạn nhỏ có chiều dài 1 đốt là 1m, còn đối với các loại cống thi công đổ liền tại công trường (cống hộp) người ta thường chia ra làm nhiều đoạn, mỗi đoạn có chiều dài thường 3-:-5m.
  • 5. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 5 H×nh 1- 2. Sơ đồ tải tọng tác dụng dọc theo thân cống 1- áp lực tác dụng do hoạt tải ; 2- áp lực tác dụng do tĩnh tải (c). Móng cống - Có tác dụng truyền và phân chia áp lực của tải trọng xuống nền đất và giữ ổn định cho cống theo phương thẳng đứng. Trong một số trường hợp móng hai đầu cống còn có tác dụng giữ ổn định dọc cống, không cho cống bị trôi và chống thấm nước vào nền đất dưới móng cống. - Móng cống có cấu tạo tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật của công trình. Thông thường nền móng của cống được chia làm 3 loại bao gồm: +) Loại I: móng cống đặt trên nền đất thiên nhiên. Loại móng này áp dụng đối với loại đất nền là sỏi cuội, cát chặt, sét cứng có cường độ > 2,5kg/m2 . Cao độ đặt cống trên mực nước ngầm tối thiểu là 0,3m. +) Loại II: móng cống là một lớp đệm đá dăm trộn cát. Loại móng này áp dụng đối với nền là đá phong hoá hoặc lớp đất sét, cát hạt nhỏ, nền đất không thoát nước. +) Loại III: móng được xây bằng đá có cường độ 40kg/m2 trở lên hoặc gạch mác M100 xây bằng vữa xi măng mác M100, làm bằng bê tông hoặc BTCT lắp ghép. Loại móng này được áp dụng đối với tất cả các loại đất sét, đất cát có cường độ tính toán lớn hơn ứng suất tính toán dưới đất móng. - Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo của các loại móng cống mà người ta lại chia ra làm loại là móng mềm và móng cứng. Móng cứng là loại móng cống được đặt trên nền đá tự nhiên hay móng đá xây, bê tông, bê tông độn đá hộc, hoặc BTCT. 1 2
  • 6. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 6 - Khi xây dựng các cống có mặt cắt ngang lớn trong nền đất yếu hoặc nền đất đắp cao hoặc cống có độ dốc lớn nên dùng kiểu móng cống dạng khối để tránh cho cống không bị biến dạng cục bộ do móng bị lún không đều. (d). Đất đắp trên cống - Để bảo vệ thân cống và lớp sơn phòng nước thì sau khi xây xong cống phải đắp ngay đất trên các đoạn cống, đất đắp trên cống dùng như loại đất đắp nền. Khi đắp phải chia thành từng lớp dày 15-:-20cm. Trong đồ án tốt nghiệp, chúng ta hay sử dụng cấu tròn có D=1-2m. Trong hướng dẫn này mình sẽ hướng dẫn các bạn thiết kế cống tròn. Cống hộp cũng tương tự, chỉ khác về mặt cắt thôi, còn các thông số khác như móng cống và đầu cống thì tương tự. CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỐNG TRONG PHẠM VI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - B1: Tính diện tích lưu vực (F) trên bình đồ 1:10 000 Các bạn tiếng hành khoanh lưu vực trên bình đồ, cách khoanh như sau : Xác định vị trí đường tụ thủy cống sẽ đi qua, lưu vực sẽ là toàn bộ sườn đồi xung quanh đường tụ thủy này mà nước sẽ đổ về. Như vậy ranh giới khoanh sẽ là các đường phân thủy bao đường tụ thủy mà ta định thiết kế cống qua. Việc khoanh lưu vực chỉ mang tính chất gần đúng chứ ko thể chuẩn 100%. B2: Xác định lưu lượng tính toán (Qtt): Công thức tính này các bạn đã học trong môn thủy văn rồi, cách dễ nhất là từ công thức Q cần tính ở dưới, các bạn đi lần lượt xác định từng thông số một, chủ yếu là tra bảng nên không có vấn đề gì khó khăn. Quy trình thiết kế cầu nhỏ, cống của Bộ Giao thông vận tải quy định tính lưu lượng lớn nhất (lưu lượng thiết kế) Qtk: Qtt = Ap*α*Hp*δl*F (m3 /s) Hp – lượng mưa ngày (ứng với tần suất thiết kế);
  • 7. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 7 Lưu lượng mưa ngày Hp ứng với tần suất thiết kế p% xác định theo tài liệu đo đặc của trạm khí tượng thủy văn gần nhất hoặc tham khảo tài liệu thống kê (xem phụ lục 1). Để tính toán khẩu độ cống cần xác định được lưu lượng nước dồn về theo tần suất thiết kế p (phụ thuộc vào cấp hạng đường): Vtk > 80km/h p = 2% Vtk ≤ 80km/h p = 4% F – diện tích lưu vực (đã tính trên B1) α – hệ số dòng chảy lũ xác định theo bảng, phụ thuộc vào đặc trưng lớp đất mặt của lưu vực, lượng mưa ngày Hp và diện tích lưu vực F (xem bảng 2.8); Ap – mô đun tương đối của dòng chảy lớn nhất (khi Q = 1) Ap = qp/(α*Hp) qp – mô đun dòng chảy. Ap xác định theo bảng 2.9 phụ thuộc vào:  Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông ФL;  Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs;  Phân khu mưa rào (vùng mưa). 1 1 1 3 4 4 1 1 1000 ( ) L P L m i F H    il – độ dốc lòng sông, suối, dòng chảy (‰); L – chiều dài lòng chính (km); ml – hệ số nhám của lòng sông, suối, dòng chảy (bảng 2.10). Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs xác định theo bảng 2.11 phụ thuộc vào vùng mưa và đặc trưng địa mạo của sườn dốc ФS. 0,6 0,3 0,4 ( ) s S s s p B m i H    is – độ dốc sườn lưu vực (‰); bs – chiều dài bình quân của sườn lưu vực, m ms – hệ số nhám của sườn dốc (tra bảng 2.12) Với những lưu vực có diện tích lớn hơn 10 km2 trong các miền địa lý khác nhau, khi thiếu tài liệu có thể lấy thời gian nước chảy trên sườn dốc τs gần đúng như sau:  vùng rừng già với lưu vực không có đầm lầy: 60 – 100 phút, với lưu vực có đầm lầy: 150 phút.
  • 8. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 8  Vùng rừng non: 40 – 60 phút;  Vùng đồng cỏ và đồng cỏ khô cằn: 20 – 40 phút;  Vùng cồn cát: 10 – 15 phút;  Vùng núi: 10 – 60 phút. Với địa hình khá lồi lõm hoặc đất lẫn ít đá, lấy giới hạn dưới, với sườn dốc bằng phẳng lấy giới hạn trên. δl – hệ số điều tiết lưu lượng lớn nhất do ao hồ (xem bảng 2.13) Khi ao hồ, đầm lầy ở vùng trung lưu hoặc rải đều trên lưu vực thì δl lấy theo trị số bình quân của hai cột.
  • 9. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 9
  • 10. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 10
  • 11. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 11
  • 12. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 12
  • 13. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 13
  • 14. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 14
  • 15. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 15
  • 16. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 16 Vậy là các bạn đã tính xong Qtt . B3: LỰA CHỌN CẤU TẠO CỐNG. Sau khi tính được Qtt tiếp theo là xác định xem sử dụng cống hay cầu nhỏ? Nếu là cống sử dụng loại cống gì? Khẩu độ như thế nào? Chế độ chảy ra sao. - Cơ sở lựa chọn : Nguyên tắc: - Sử dụng vật liệu địa phương; trước hết tranh thủ dùng đá, tiết kiệm xi măng sắt thép; - Áp dụng rộng rãi thiết kế mẫu và thiết kế lắp ghép để đạt mục đích xây dựng nhanh. Trong phạm vi một tuyến đường nên cố gắng dùng ít kiểu loại cống và cùng khẩu độ để tập trung chế tạo hàng loạt, đơn giản bớt điều kiện xây lắp. - Trong những điều kiện sau đây nên dùng cống: +) Khi cống có khả năng thoát hết lưu lượng nước tính toán. +) Chiều cao đất đắp trên cống không bị hạn chế. Ngoài những điều kiện trên mới dùng cầu nhỏ. - Độ tin cậy về khai thác của cống lớn hơn cầu nhỏ, vì cống có thể cho thoát qua lưu lượng lớn hơn lưu lượng tính toán của bản thân cống. Do vậy khi lũ lớn, cống có khả năng bền vững hơn cầu nhỏ. - Khi lưu lượng tính toán lớn mà thượng lưu không có điều kiện tích nước thì phải xét khả năng chuyển sang làm cầu nhỏ. - Khi tuyến qua sông suối ở nơi khúc ngoặt có bồi hoặc vùng đá chảy, bùn chảy hay ứ tích nghiêm trọng thì nên dùng cầu nhỏ, vì nếu dùng cống dễ ứ tắc, khó nạo vét. - Nơi khe sâu nền đắp rất cao, việc dùng cống hay cầu cần phải so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mà quyết định. Nền đắp cao có điều kiện nền móng tốt
  • 17. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 17 thì kinh phí thi công nền đắp thường đắt hơn cầu. Thường nền đắp cao 25-:- 30m thì 1m cầu gần bằng 1m nền đắp. - Vùng đầm lầy để giảm ứng suất đáy móng, tốt nhất là dùng cầu, không nên dùng cống. - Khi thiết kế thoát nước trên sườn núi, nếu dùng cầu nhỏ và cống mà giá thành không chênh lệch nhau bao nhiêu thì nên dùng cầu. Đặc biệt là vùng nền đào sườn núi, lưu lượng nước lớn thi khi đó nên dùng cầu nhỏ và phía thượng lưu làm dốc nước hay các công trình phụ trợ khác. - Khi tuyến đường qua vùng hồ chứa nước hay qua các dòng nhánh thì tốt nhất là dùng cầu, trường hợp lưu lượng nhỏ thì mới xét đến dùng cống. - Ở những đoạn quy hoạch thuỷ lợi, hệ thống thoát nước của thành phố hay các nhà máy, công trường, hầm mỏ,... phải tăng tường liên hệ với các đơn vị hữu quan, khi bố trí cầu cống cần phải xét tổng hợp, phải kiểm tra ảnh hưởng nước dâng không nên thu hẹp khẩu độ, nên phân tán, không nên sát nhập. - Vùng đất yếu, nếu đặt cống dễ bị lún mạnh làm chìm cống, dễ bị đọng nước, đọng bùn bảo dưỡng không tiện, vì vậy nên làm cầu nhỏ. Tóm lại trong công việc cũng như đồ án thì: Khi lưu lượng dòng nước tính toán dưới 15m3 /s thì nên dùng cống tròn BTCT sẽ có giá thành rẻ hơn cầu với bất kỳ chiều cao nền đắp nào. Khi chiều cao nền đắp tối thiểu không đảm bảo thì nên dùng cầu nhỏ hay cống bản nổi. Khi lưu lượng nước trên 20m3 /s, nếu chiều cao nền đắp thoả mãn yêu cầu tối thiểu thì trong nhiều trường hợp dùng cống rẻ hơn cầu. Khi chiều cao nền đắp lớn hơn 5-:-6m khối lượng mố cầu tăng nhanh thì trường hợp này dùng cống vòm đá xây dựng hay bê tông rẻ hơn cầu. Coi như Qtt < 15m3 /s (thường là thế). Ta lựa chọn cống thiết kế là cống tròn BTCT.
  • 18. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 18 *, Xác định khẩu độ cống: - Cống có 3 chế độ chảy: có áp, bán áp và không áp. (a). Cống làm việc ở chế độ chảy tự do (không áp): - Khả năng thoát nước của cống được tính theo công thức: )h2g.(H.ω.V.ωQ CCδCC   (1) Trong đó:  hC: chiều sâu nước tại mặt cắt thu hẹp ở cửa vào của cống (m). g V 0,730,9hh 2 C KC   hK: chiều sâu phân giới là chiều sâu dòng chảy ứng với chế độ nước chảy phân giới.  C : diện tích mặt cắt ướt thu hẹp của dòng chảy trong cống được tính với chiều sâu thu hẹp hC; (m2 )  VC: lưu tốc ở mặt cắt có chiều sâu hC (m/s)   : hệ số lưu tốc ;  = 0,85 đối với các loại đầu cống thông thường ngoại trừ hình loa.  H: chiều sâu nước dâng trước cống được tính theo công thức: 2 δ 2 C C 2g. V hH   (Phương trình Becnuli) (2)  Thay  = 0,85 ; g V 0,730,9hh 2 C KC  vào (2) ta có: C 2 C h2 g V 43,1H  (3) - Thay (3) vào (1) ta có:
  • 19. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 19 2gH.ω.85,0Q C (4) - Đối với cống mặt cắt hình chữ nhật thì C = b.hC = 0,5.b.H do đó: 3/23 1,33.b.H2gH.0,425.bQ  (b). Cống làm việc ở chế độ chảy bán áp: - Khả năng thoát nước của cống được tính theo công thức: )h2g.(H.ω.ε.V.ωQ CCC   (5) Trong đó:  H: chiều sâu nước dâng trước cống  hC = 0,6 . hT  hT: chiều cao lòng cống  : diện tích mặt cắt ngang cống  Hệ số lưu tốc  = 0,85 đối với các loại đầu cống thông thường;  = 0,95 đối với đầu cống hình loa.  Hệ số co hẹp:  = 0,6 đối với cống hình chữ nhật ;  = 0,65 đối với cống tròn. - Thay vào (1) ta có: )h6,02g.(H.ω.51,0Q T (6) (c). Cống làm việc ở chế độ chảy có áp - Khả năng thoát nước của cống được tính theo công thức: )h2g.(H.ω.Q T (7)
  • 20. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 20 Trong đó:  hT: chiều cao lòng cống  : diện tích mặt cắt ngang cống Trong đồ án tốt nghiệp, ta chọn chế độ chảy của cống là không áp, tính Q đối với trường hợp chế độ chảy không áp. Để nhanh và đơn giản người ta đã lập sẵn các bảng tra về khả năng thoát nước của cống cho từng loại cống với các khẩu độ khác nhau. Tham khảo thêm tại phần phụ lục sách "Thiết kế đường ôtô tập 3 - Công trình vượt sông" của NXB Giáo dục). Khi làm đồ án tốt nghiệp, các bạn dùng cách tra bảng phụ lục sách.
  • 21. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 21
  • 22. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 22
  • 23. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 23
  • 24. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 24 Các bạn nên download hoặc xem trong sách cho rõ để tra. Phía trên mình có copy bảng tra đó cho các bạn. Các bạn lựa chọn sao cho với khẩu độ lựa chọn thì năng lực thoát nước Q của cống lớn hơn Qtt lúc đầu là ok. Ví dụ như sau: Hãy chọn phương án khẩu độ cống tròn kiểu tường cánh chéo để thoát lưu lượng nước Q = 9 m3 /s, chiều cao nền đắp là Hđ; chế độ chảy là không áp hoặc có áp. - Chiều cao nền đắp tối thiểu trên cống được tính theo công thức: aδHmin n1  và a'HHmin n2  Trong đó: : khẩu độ thoát nước của cống tròn. : chiều dày đỉnh cống. a: chiều cao đất đắp tối thiểu trên đỉnh cống; a = 0,5m. a': chiều cao tối thiểu của nền đắp so với mực nước dâng trước cống; a' = 0,5m khi chảy tự do và a' = 1,0m khi chảy bán áp và có áp. H: chiều cao nước dâng trước cống.
  • 25. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 25 Phương án Khẩu độ cống  (m) Chiều dày  (m) Số lỗ cống, n Lưu lượng qua mỗi lỗ (m3 /s) Chế độ chảy Nước dâng trước cống H (m) Lưu tốc trong cống V (m/s) min n1 H min n2 H 1 1,50 0,15 2 4,50 Bán áp 2,01 3,0 2,15 3,01 2 1,50 0,15 3 3,00 Không áp 1,47 3,1 2,15 1,97 3 1,25 0,13 2 4,50 Bán áp 3,24 5,8 1,88 4,24 4 1,25 0,13 3 3,00 Bán áp 1,89 3,8 1,88 2,89 5 1,25 0,13 4 2,25 Không áp 1,33 3,0 1,88 1,83 6 1,00 0,12 3 3,00 Bán áp 3,16 6,0 1,62 4,16 7 1,00 0,12 4 2,25 Bán áp 2,07 4,5 1,62 3,07 - Từ kết quả trên ta thấy nếu chiều cao đất đắp Hđ không hạn chế tức là: Hđ  max ( min n1 H ; min n2 H ) thì ta có thể chọn phương các phương án (1) ; (3) và (6) là những phương án có số lỗ cống ít; trong phương án (1) và (3) thì nên chọn phương án (3) vì có khẩu độ bé hơn. Việc còn lại là so sánh giữa phương án (3) với (6) về giá thành xây dựng để lựa chọn phương án xây dựng có giá thành rẻ hơn. Xong. Vậy là các bạn đã xong 3 bước từ tính toán thủy văn đến lựa chọn được khẩu độ cống phù hợp để thoát nước. Tiếp theo sẽ là phần bố trí cống.
  • 26. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 26 BỐ TRÍ CỐNG BA NGUYÊN TẮC QUAN TRỌNG TRONG VIỆC BỐ TRÍ CỐNG: 3 KHÔNG: - KHÔNG TREO - KHÔNG VÙI - KHÔNG ĐẶT TRÊN ĐẤT MƯỢN. - Bố trí cống trên bình đồ: - Trong nhiều trường hợp phải dịch suối để đặt cống trực giao với đường. Nhờ đó mà chiều dài cống sẽ ngắn đi và cống đặt ở nơi khô ráo tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng. Tuy nhiên nếu khối lượng đào mương dẫn nước quá lớn thì cho giao xiên góc. a- Cống đặt vuông góc với tim đường b- Cải suối cắt vuông góc với đường
  • 27. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 27 - Đối với trường hợp cống giao chéo với đường phải giải quyết hình dạng đầu cống cho phù hợp. Có 2 cách sau đây: +) Nếu lưu lượng nước nhỏ, khẩu độ cống tròn nhỏ hơn 1m hoặc khi dùng đầu cống lắp ghép thì dùng đầu cống dạng bình thường có đắp thêm phần đất phụ đầu cống. +) Nếu lưu lượng nước lớn thì có thể dùng kiểu tường đầu song song với tim đường hay vuông góc với tim cống. - Bố trí cống trên cắt hình cắt dọc: - Đối với vùng địa hình bằng phẳng, cao độ nền đắp không hạn chế thì nên đặt lòng cống trùng với cao độ lòng suối tự nhiên tức là cao độ và độ dốc lòng cống trùng với cao độ và độ dốc lòng suối tự nhiên. Nếu do điều kiện thuỷ văn, điều kiện kết cấu mà phải hạ cao độ lòng cống thì cần phải chú ý: Đáy lòng dẫn nước phía hạ lưu có thoát được nước hay không. Nếu độ dốc hạ lưu quá nhỏ thì dẫn đến ứ đọng, bồi lắng. - Khi đáy suối có độ dốc lớn thì phải xét tổng hợp về kiểu loại cống, loại móng, điều kiện địa chất theo nguyên tắc kinh tế. - Đối với địa hình dốc lớn, khi lưu lượng nước nhỏ (Q < 1m3 /s) mà chiều cao nền đắp không hạn chế, thì có thể đặt cống trên nền đắp có dộ dốc bằng độ dốc phân giới và cao độ đầu cống hượng lưu trùng với cao độ suối tự nhiên hoặc đặt cống trên nền nửa đào, nửa đắp. - Khi lưu lượng nước lớn (Q > 1m3 /s), nơi địa hình dốc lớn, vận tốc nước chảy lớn nên dễ gây ra xói mòn lòng dẫn, có thể phá hoại công trình cầu cống thoát nước. Vì vậy lòng dẫn thượng, hạ lưu phải có biện pháp gia cố đặc biệt để đảm bảo sự làm việc an toàn của cầu cống. Biện pháp thường dùng là xây dựng các dốc nước, bậc nước, giếng tiêu năng. - Khi độ dốc lòng suối từ 0,2%-:-2% thì nên đặt cống ở độ dốc phân giới, thượng và hạ lưu cống đặt dốc nước loại thông thường có tiết diện không đổi hoặc dốc nước có độ nhám cao. Đoạn quá độ giữa dốc nước và cống là dốc nước có tiết diện thay đổi (góc mở 150 ). Chỗ vào cống bố trí một đoạn bằng, không dốc nhằm làm giảm sức chảy.
  • 28. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 28 - Khi độ dốc lòng suối > 2% và lưu tốc đoạn cuối dốc nước quá lớn, khi đó mới dùng bậc nước và giếng tiêu năng. - Khi độ dốc lòng suối quá lớn có thể dùng biện pháp đặt giếng tiêu năng ở đầu cống thượng lưu. Biện pháp này không áp dụng trong trường hợp dòng chảy mang nhiều phù sa, cỏ rác, dễ làm bẩn giếng và gây tắc cống. - Khi độ dốc lòng suối quá lớn mà xét thấy nếu đặt cống ở độ dốc phân giới thì khối lượng tăng nhiều thì có thể đặt cống theo độ dốc lớn. Khi đó phải có biện pháp đặc biệt để giữ cho cống không bị trôi; móng cống phải làm bằng đá xây hay bê tông; đáy móng phải tạo bậc, tường đầu cống phải tăng kích thước có tác dụng như tường chắn. - Khi bố trí cống có độ dốc (>5%) phải tuân theo các quy định sau đây: +) Cống vòm và cống bản, thân cống bố trí kiểu bậc thang; chiều cao bậc lớn nhất không qúa 0,7m nhưng mép trên đỉnh cống vòm đoạn sau không được thấp hơn mép dưới đỉnh vòm của đoạn trước để tránh tụt đất vào trong cống và thuận tiện cho việc bảo dưỡng. +) Đối với cống tròn, thân cống bố trí thẳng xiên; móng cống phải làm bằng bê tông hay đá xây và làm kiểu bậc thang; cũng có thể bố trí thân cống kiểu bậc thang nơi độ dốc không lớn lắm nhưng chiều cao bậc không lớn hơn 3/4 chiều dày cống. +) Khi bố trí thân cống kiểu bậc thang, chiều dài mỗi bậc thân cống hay móng cống đối với đá xây hay bê tông không nhỏ hơn 2m và đối với BTCT không nhỏ hơn 1m. Trong phạm vị đồ án thì việc thõa mãn các điều kiện trên là khó. Các bạn đọc để hiểu chứ không cần quá chú tâm vào để gây rắc rối cho đồ án của mình vì các số liệu đồ án cho không đủ để xem xét tất cả các yếu tố trên.
  • 29. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 29 - Xác định chiều dài cống a. Trường hợp chiều cao nền đắp ≤ 6m c c b H h1 M1 L1 L2 M2 b h2 1 2 Hv T H® mÆt c¾t däc cèng c®v b H b1 2 Hv T H® mÆt c¾t däc cèng c®®c c®t il® Bm 2 Bgc 2 Bl® 2 b1 imigcil® c®v c®t Bm 2 Bgc 2 Bl® 2 b2 im igc
  • 30. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 30 - Chiều dài cống được tính theo công thức: L= L1 + L2 Với: c 1V1 1 m.i1 c)hm(Hb L    (01) c 2V2 2 m.i1 c)hm(Hb L    (02) Trong đó:  L1: chiều dài thân cống thượng lưu tính từ tim đường.  L2: chiều dài thân cống hạ lưu tính từ tim đường.  b1; b2: nửa bề rộng nền đường phía thượng lưu và hạ lưu.  m: hệ số mái dốc của nền đắp.  H: chiều cao nền đắp tại tim đường tính từ đáy lòng cống tới vai đường.  ic: độ dốc lòng cống.  h1; h2: chiều cao của cống thượng lưu và hạ lưu.  c: chiều dày tường đầu cống. - Thông thường m = 1,5 ; b1= b2 = b ; h1 = h2 = h .i5,11 ch)(H5,1b L1    (03) .i5,11 ch)(H5,1b L2    (04) b. Trường hợp chiều cao nền đắp > 6m - Khi chiều cao nền đắp lớn (H > 6m) thì phải làm mái dốc có 2 độ dốc (m1 = 1,5 và m2 = 1,75) thì công thức tính chiều dài cống vẫn được áp dụng như (01) và ( 02) nhưng thay:
  • 31. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 31  b1 = b'1 ; b2 = b'2 ; m = m2 trong đó:  b'1 = b1 + m1.H1  b'2 = b2 + m1.H1  m1 ; m2: hệ số mái dốc của mái dốc phần trên và phần dưới.  H1: chiều cao của mái dốc tối đa tương ứng với mái dốc phần trên.  Thông thường H1 = 6m ; b'1 = b1 + 9 ; b'2 = b2 + 9 - Do đó: .i75,11 c)h(H75,19b L' 11 1    (05) .i75,11 c)h(H75,19b L' 22 2    (06) L'1 b' b'1 2 1 2 H1 B(mÆt) / 2 B(mÆt) / 2 c c b H h1 M'1 L'2 M'2 b B(lÒ) B(nÒn) B(lÒ) h2
  • 32. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 32 c. Bố trí các đốt cống - Đối với cống lắp ghép hoặc cống bán lắp ghép (cống tròn BTCT, cống bản BTCT,...) thì chiều dài thân cống phải được bố trí với số chẵn các đốt cống hay với số chẵn của tấm bản (kể cả khe nối). - Đối với móng mềm, chiều rộng khe nối giữa các đốt cống là 1cm. Gọi n là số đốt cống, số mối nối sẽ là: n-1 . Chiều dài cống được xác định như sau: 0,011)(nnL  Khi biết chiều dài cống thì số đốt cống được tính như sau: 1,01 0,01L n   - Đối với móng cứng: chiều rộng khe nối giữa các đốt cống là 1cm và cứ khoảng 3 đốt cống thì bố trí 1 khe phòng lún rộng 3cm. - Thường chiều dài mỗi đốt cống là 1m. Việc xác định được chiều dài kia khi các bạn đã áp được cống lên trắc ngang, Áp như sau: - Xác định độ dốc cống. -Kẻ đường thẳng với độ dốc bằng độ dốc cống - Đưa đường thẳng này lên trắc ngang sao cho nó gần với đường tự nhiên nhất nhưng phải thõa mãn cống ko bị treo (không cao quá nước ko vào cống đc) , không bị vùi (miệng cống vùi dưới đất). Việc áp đường này tùy thuộc vào trắc ngang thiết kế. Nên mình ko thể nói một cách chính xác vì trong nhiều trường hợp đường thẳng này được bố trí khác, miễn sao khi các bạn áp cống thấy hợp lý là ok. Cao độ đường thẳng này chính là cao độ đáy cống. - Kẻ một đường thẳng khác song song với đường thẳng kia,sao cho khoảng cách giữa 2 đường thẳng này chính là khẩu độ D của cống. Cắt taluy tại 2 điểm. Giới hạn 2 điểm này sẽ làm phạm vị bố trí các đốt cống.
  • 33. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 33 - Tiếp đó là phân chia các đốt cống, dựa trên giới hạn của 2 điểm này, bố trí các đốt cống thế nào thì phía trên mình đã nói rồi. - Sau khi bố trí các đốt cống xong thì tiến này bố trí móng cống, tường cách cống, tường thân cống, sân gia cố…. * Các bạn dựa vào cấu tạo dưới đây của cống tròn để lựa chọn cấu tạo các bố phận của cống cho hợp lý: (a) Đầu cống: Đầu cống được dùng phổ biến nhất là kiểu tường cánh chéo hoặc kiểu 1/4 nón. - Đầu cống có thể xây tại chỗ hoặc lắp ghép bằng các tấm BTCT đúc sẵn. - Nếu đầu cống xây bằng khối đá xây thì mác vữa xây không thấp hơn M30, cường độ đá R > 2000 kG/cm2. - Nếu đầu cống làm bằng bê tông đổ tại chỗ thì mác bê tông không thấp hơn M150. - Nếu đầu cống được đúc sẵn thì mác bê tông không thấp hơn M200. (b) Thân cống: Được phân thành các đốt với chiều dài 1m, trường hợp đặc biệt có thể là 0,75m hoặc 2m. +) Giữa các đốt cống là các khe nối có tác dụng phòng lún và phòng sự co dãn của bê tông khi nhiệt độ thay đổi. Thường thì có hai loại khe nối: phẳng và không phẳng. Khe nối phẳng được áp dụng cho trường hợp khẩu độ dưới 2m và áp lực nước không lớn. Khe nối không phẳng được áp dụng trong trường hợp khẩu độ cống lớn hơn 2m, và cống chảy có áp. +) Khe nối được lấp đầy bằng vật liệu cách nước đàn hồi từ hai phía ngoài vào trong. Phía ngoài khe nối được phủ đầy bằng hai lớp giấy dầu rộng 25cm dán xen kẽ giữa 3 lớp bitum nóng. Phía trong ở chiều sâu 3cm trát vữa xi măng để giữ không cho vật liệu cách nước đàn hồi bị chảy rớt khi nhiệu độ cao.
  • 34. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 34 +) Bề mặt ngoài của các đốt cống được quét 2 lớp bitum nóng. Chỉ trường hợp đặc biệt mới làm lớp cách nước này sau khi đã hạ chỉnh các đốt cống. +) Khi cần thoát lưu lượng nước lớn có thể sử dụng cống hai, ba hoặc thậm chí bốn lỗ cống. Trường hợp này khoảng giữa các cống được lấp đầy bởi vật liệu cùng loại với móng đệm. Cự ly tối thiểu giữa các ống cống là 20- :-26cm để đảm bảo chèn chặt được lớp vật liệu đã nêu. Mặt trên phải tạo được độ dốc về hai phía 3-:-4% và phủ bằng lớp đất sét dẻo dày 15-:- 20cm. +) Để tăng khả năng thoát nước của cống có thể tôn cao đoạn đốt cống giáp với đầu cống thượng lưu kiểu hình nón cụt. +) Các đốt cống thường được chế tạo sẵn ở xưởng. Bê tông chế tạo đốt cống thường dùng mác M200, cốt thép thường dùng loại CT3, CT5,.... Chiều dày đốt cống phụ thuộc vào cấp tải trọng (loại xe), chiều cao đất đắp, khẩu độ cống và thường có giá trị 8-:-15cm hoặc 20cm. * Bố trí cốt thép cống: Cốt thép chịu lực của cống được bố trí theo hai kiểu: Kiểu một vòng elíp hoặc kiểu hai vòng tròn đồng tâm: - Kiểu một vòng elíp có ưu điểm là phù hợp với sơ đồ nội lực của kết cấu, cốt thép được đặt ở vùng chịu kéo vì vậy tiết kiệm được cốt thép. Nhược điểm là khó chế tạo, khi chế tạo phải đánh dấu vị trí cốt thép để khi xây dựng đặt đốt cống cho phù hợp. - Kiểu vòng tròn tốn cốt thép hơn kiểu elíp song việc chế tạo dễ dàng hơn. +)Theo chiều dọc đốt cống các cốt thép chịu lực này có thể bố trí thành từng vòng riêng biệt hay bố trí theo kiểu hình lò xo dây xoắn: • Việc bố trí cốt thép thành từng vòng riêng biệt có nhược điểm lớn là số mối nối cốt thép nhiều (ở mỗi vòng 1 mối nối) nên tổn thất ứng suất trong cốt thép nhiều, mặt khác không tận dụng được chiều dài của các thanh thép, dễ gây lãng phí cốt thép.
  • 35. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 35 • Kiểu bố trí cốt thép theo kiểu hình lò xo dây xoắn khắc phục được những nhược điểm trên của kiểu bố trí thành từng vòng riêng biệt. Vì vậy kiểu bố trí này được áp dụng phổ biến. +)Cốt thép chịu lực được liên kết với nhau và giữ đúng vị trí bởi các cốt thép dọc và cốt thép đai. Cốt thép dọc còn có tác dụng chống lại lực cắt và uốn trong thi công. +)Các đốt cống trong các thiết kế định hình thường có hai loại: loại thông thường và loại gia cường, loại gia cường chỉ khác loại thông thường ở chỗ lượng cốt thép nhiều hơn. Ống cống gia cường thường được áp dụng khi cống đặt trên nền cứng . Do làm theo định hình nên các bạn có thể download bộ cống tròn định hình 533- 01-01 do viện KHCN&GTVT thiết kế về. trong đó có sẵn các bản vẽ bố trí cốt thép. Ø1200 CèT THÐP TRONG 1-D10-02-SPRING 48-D6-04 45 100 40 50 15 MÆT C¾T II-II Ø1000 100 CèT THÐP NGOµI 1-D10-02-SPRING 100 CHI TIÕT A 1000 OUTERDIA=1148 INNERDIA=1054 Lmin = 1000 4x200=800 4x200=800 900 300 32-D6-03 HµN 100 282844 100 75 32-D6-04 100 25 CHI TIÕT A 4x200=800 1000 100 2844 75 28 MÆT C¾T I-I 1-D10-01-SPRING 1-D10-02-SPRING 100 25 1-D10-01-SPRING 1-D10-02-SPRING 4x200=800 900 100 300 VËt liÖu tr¸t mèi nèi
  • 36. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 36 c, Móng cống: Móng cống tròn BTCT có thể bằng các khối đá xây, bê tông, bê tông cốt thép lắp ghép hoặc trong trường hợp đất nền tương đối chặt có thể dùng lớp đệm bằng đá dăm, sỏi, cát,... Lựa chọn móng cống . 80.75 24 31 149 89 124 109 1079/121.00 30 38 190 130 151 150 13010/131.25 35 45 230 170 180 190 15612/151.50 KÝch thø¬c (cm) S: cho c¸c kiÓu mãng c KhÈu ®é cèng d m l c I II III IV-A IV-B 17 23 114 54 91 74 78 mãng cèng kiÓu IV-B 120° S d  2d 2d §¾p ®Êt xung quanh cèng Líp chÌn b»ng bª t«ng thõ¬ng H×nh 2.2 - e: NÒn lµ ®¸ kh«ng phong ho¸ mãng cèng kiÓu II 120° S 30   d  2d 2d mãng cèng kiÓu I 120°  d  2d 2d S §¾p ®Êt xung quanh cèng §¾p ®Êt xung quanh cèng ChÌn b»ng ®Êt t¹i chç §Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th« H×nh 2.2 - a: NÒn lµ sái cuéi chÆt, c¸t th« hoÆc v÷a H×nh 2.2 - b: NÒn lµ ®©t sÐt, sÐt pha c¸t, c¸t mÞn ë n¬i kh« r¸o mãng cèng kiÓu III 120° d  2d 2d §¾p ®Êt xung quanh cèng §¸ héc x©y v÷a xi m¨ng M150 H×nh 2.2 - c : NÒn lµ ®©t sÐt, sÐt pha c¸t, c¸t mÞn ë n¬i Èm ø¬t hoÆc .3030 l §Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th« hoÆc c¸t pha sÐt ë n¬i kh« r¸o hoÆc ©m ø¬t mãng cèng kiÓu IV-A 120° S 20   d  2d 2d §¾p ®Êt xung quanh cèng §Öm b»ng cÊp phèi ®¸ d¨m hoÆc c¸t th« H×nh 2.2 - d: NÒn lµ ®¸ phong ho¸
  • 37. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 37 Như vậy các bạn đã hiểu bố trí cống cũng như cấu tạo các bộ phận cống và bố trí cốt thép đốt cống, trên kia cũng đã trình bày và giải thích một vài câu hỏi hay bị hỏi trong đồ án tốt nghiệp như: - Bố trí một lớp cốt thép cống được ko? Nếu bố trí thì bố trí như thế nào? - Quét bitum mặt ngoài cống có tác dụng gì? Tiếp theo sẽ là phần Tính xói và xác định hình thức gia cố hạ lưu công trình:
  • 38. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 38 TÍNH XÓI VÀ GIA CỐ Ở HẠ LƯU CÔNG TRÌNH - Nguyên nhân: Sự xói lở lòng dẫn sau công trình do hai nguyên nhân chủ yếu là: +) Lưu tốc dòng chảy ở chỗ ra khỏi công trình lớn hơn lưu tốc trong cống (đến 1,5 lần) và có thể đạt tới 5-:-6m/s; trong khi lưu tốc cho phép không xói lở đối với nền đất tự nhiên của lòng dẫn chỉ là 0,7 -:- 1m/s. +) Dòng chảy sau khi ra khỏi cống thường có dạng chảy xiết có lưu tốc và động năng rất lớn. - Để ngăn ngừa sự xói lở lòng dẫn hạ lưu cần phải có biện pháp tăng cường bảo vệ trên một đoạn dài nhất định. Việc lựa chòn hình thức và chiều dài gia cố là tuỳ theo điều kiện không xói lở cục bộ hay cho phép xói phải đảm bảo an toàn của bản thân đoạn gia cố cũng như công trình. - Việc xây dựng đoạn gia cố phẳng rất dài ở phía hạ lưu công trình là không hợp lý về mặt kinh tế. Vì vậy người ta chỉ cần gia cố trên một đoạn ngắn và kết thúc bằng mái nghiên bảo vệ mà cho phép xói lở ở đó. Khi đó bước nhảy thuỷ lực sẽ bị đẩy dồn về từ đoạn gia cố về chỗ bị xói nhưng do chiều sâu mái nghiêng đáng kể nên sự xói lở không ảnh hưởng đến đoạn gia cố. (a). Kích thước đoạn gia cố: - Để quyết định chiều sâu mái nghiêng bảo vệ cần phải tính toán chiều sâu xói lở sau đoạn gia cố tuỳ thuộc vào dòng chảy khi ra khỏi cống. +) Chảy tự do: chiều sâu xói lở phụ thuộc vào chiều dài đoạn gia cố và chiều cao nước dâng trước cống. Theo kết quả nghiên cứu của Anđrây và kết quả rút ra từ nghiên cứu đó như sau: g/c2,5.lb h .2HΔ  
  • 39. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 39 Trong đó:  : chiều sâu xói lở đoạn gia cố phẳng.  H: chiều sâu nước dâng trước công trình.  lg/c: chiều dài đoạn gia cố phẳng tính từ chỗ dòng chảy từ công trình bắt đầu bị khuyếch tán.  h: khẩu độ cống. Bảng 3-6 Chiều sâu xói lở tương đối sau đoạn gia cố b tgβ.lg/c H  b tgβ.lg/c H  0 1,55 4 0,59 1 0,98 5 0,54 2 0,78 8 0,45 3 0,65 10 0,40 Ghi chú:  là góc khuyết tán của dòng chảy sau khi chảy ra khỏi cống - Đầu cống kiểu tường cánh chéo với góc mở  thì  =  ; nhưng  không lớn hơn 450 ; đầu cống kiểu tường đầu thẳng đứng, kiểu cổ áo thì  = 450 ; kiểu 1/4 nón thì  = 300 . - Qua bảng 3-6 ta thấy chiều dài đoạn gia cố phẳng không nên lớn hơn 3 lần khẩu độ cống, bởi vì khi lg/c > 3 lần khẩu độ cống thì chiều sâu xói lở ở đoạn gia cố không giảm được bao nhiêu mà diện tích gia cố lại tăng lên rất nhiều. - Chiều rộng đoạn gia cố lòng dẫn sau công trình được quyết định xuất phát từ kích thước của hố xói tự nhiên dạng chậu Xtrôphôid với chiều dài trục lc = 18. ; và chiều rộng Bc = 12. .
  • 40. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CỐNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP May 14, 2014 T u n g K e n - 0 9 7 4 2 7 7 9 8 6 – t u a n t u n g v u @ g m a i l . c o m Page 40 - Thường chiều rộng gia cố lấy bằng 4-:-6 lần khẩu độ cống. (Các bạn có thể lựa chọn luôn giá trị này , phần trên đọc để hiểu thôi) (b). Hình thức gia cố: - Thường bằng lát đá khan, lát đá có trát vữa hay lát tấm bê tông đúc sẵn hoặc đổ bê tông liền khối. Việc lựa chòn hình thức gia cố phụ thuộc vào lưu tốc dòng chảy sau công trình và điều kiện cung cấp vật liệu, khả năng xây dựng,... - Mái nghiêng bảo vệ cuối đoạn gia cố thường được đặt sâu hơn hố xói ít nhất 0,5m. hm   + 0,5 - Để giảm bớt khối lượng gia cố, có thể áp đụng biện pháp rút ngắn hơn nữa chiều dài gia cố bằng cách tăng độ nhám lòng dẫn ngay sau công trình bằng các tường hay tăng nhám, cho phép xói sâu gia cố và đổ đá đá to vào hố xói. - Mái dốc nền đắp hạ lưu trước cống được gia cố tới chiều cao của tường đầu. - Gia cố thượng lưu cống: chiều dài gia cố được lấy bằng 1/4 chiều dài gia cố hạ lưu. Kiểu gia cố được tình tới lưu tốc bằng lưu tốc trong cống và gia cố mái dốc đầu cống được thiết kế đến chiều cao bằng: H + 0,5m. - Chữ đỏ các là phần các bạn cần chú ý để lựa chọn thông số cho hợp lý. Như vậy đến đây là các bạn đã hoàn thành xong việc thiết kế cống. Phần tính toán kết cấu cũng như phần thi công cống thì trong đồ án tốt nghiệp không yêu cầu nên mình không trình bày. Bạn nào cần thì có thể liên hệ mail mình, mình có thể gửi cho các bạn một vài lý thuyết về vấn đề này. Để hiểu hơn và không phải tưởng tượng các bạn có thể search hình ảnh cống tròn trên mạng rất nhiều, hoặc đi ra thực tế xem 1 cái cống là cách tiếp cận nhanh nhất. Chúc các bạn làm đồ án thành công!