BTL Thiết Kế Đường F2 GVHD: Trần Quang Vượng Bài Tập Lớn Thiết Kế Đường F2 Đề bài: Thiết kế và tính toán thủy văn – thủy lực 1 đoạn rãnh thoát nước mặt (Tùy chọn một trong các loại: rãnh dọc, rãnh đỉnh, rảnh dẫn; không có gia cố hoặc có gia cố, hình thức gia cố) ? Mọi số liệu đầu vào tự giả định (kèm theo giải thích hoặc căn cứ lựa chọn các số liệu đó). Riêng lưu lượng lũ thiết kế Q P% yêu cầu phải tính toán dựa trên các số liệu giả định nói trên. Bài làm • Các số liệu đầu vào: - Thiết kế rãnh dọc. - Diện tích lưu vực: Giả thiết F < (1÷ 2)km 2 => chọn F = 0,2 km 2 . - Độ dốc sườn dốc: I sd = (0,02 ÷ 8) => chọn I sd = 0,3. - Đất cấu tạo lưu vực là CII, đất á cát. - Diện tích ao hồ trong lưu vực không đáng kể. - Vùng thiết bế: Buôn Ma Thuột (KT) – Đăk Lăk, vùng mưa XV. - Tần suất thiết kế P% = (1% ÷ 50%) (theo bảng tra) => chọn P% = 10% - Tổng chiều dài các sông nhánh: l ∑ = 3 km Chiều dài lòng sông chính: L = 2 km • Xác định lưu lượng nước đổ về rãnh: - Do diện tích lưu vực F nhỏ, ta áp dụng công thức xác định Q p% : % 16,67. . . . . P P Q a F δ ϕ α = Trong đó: + δ : hệ số chiết giảm do ao hồ, theo giả thiết thì diện tích ao hồ trong lưu vực không đáng kể => δ = 1 + ϕ : hệ số xác định theo bảng 9-11/ Thiết kế đường (TKĐ) ô tô 3 => với F = 0,2 km 2 thì ϕ = 0,675 + α : hệ số dòng chảy lũ, xác định theo bảng 9-7/ TKĐ ô tô 3. + P a : cường độ mưa tính toán ( mm / phút ) Theo giả thiết, với vùng thiết kế Buôn Ma Thuột (KT) – Đăk Lăk, vùng mưa XV, tra phụ lục 15/ TKĐ ô tô 3 với P% = 10% ta được: H p% = H 10% = 126 ( mm / phút ). + Thời gian tập trung nước từ lưu vực về rãnh: 0,4 0,4 0,4 18,6. ( ).(100 ) sd c sd sd b t f I m = 1 SVTH: Nguyễn Danh Nghĩa Lớp CTGTCC – K46 BTL Thiết Kế Đường F2 GVHD: Trần Quang Vượng Trong đó: sd m : hệ số nhám sườn dốc, tra bảng 9-9/ TKĐ ô tô 3 Với giả thiết: tình hình sườn dốc lưu vực là mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không bị cày xới, vùng dân cư nhà cửa không quá 20% mặt đá xếp và trường hợp cỏ thưa => sd m = 0,3. sd b : chiều dài sườn dốc lưu vực, giả sử lưu vực có 2 mái dốc, ta có: 0,2 0,022( ) 1,8(3 2)1,8( ) sd km F l L b = = + = + ∑  sd b = 22m Với sd I = 0,3 = 30% => tra bảng trang 181/ TKĐ ô tô 3  0,4 18,6 13,3 ( ) sd f I = Suy ra: 0,4 0,4 13,3.22 11,75( ) (100.0,3) c t phuùt= = + Xác định cường độ mưa tính toán P a : . P c P H t a ψ = Với: P H - lượng mưa ngày lớn nhất có tần suất P% ( P H = H 10% = 126 mm / phút ) ψ - tọa độ đường cong mưa Dựa vào: 11,75 c Vuøng möa XV t phuùt    =   => tra phụ lục 12b/ TKĐ ô tô 3 => ψ =0,249 Suy ra: 0,249.126 2,67 11,75 / mm phuùt P a = = + Xác định α : Dựa vào: 10% 2 126 0,2 / mm phuùt Ñaát caáp II H F km   =   =  2 SVTH: Nguyễn Danh Nghĩa Lớp CTGTCC – K46 BTL Thiết Kế Đường F2 GVHD: Trần Quang Vượng  Tra bảng 9-7/ TKĐ ô tô 3 => α = 0,87 Vậy, lưu lượng nước đổ về rãnh là: 3 10% 16,67.2,67.0,2.1.0,675.0,87 5,23( / ) m s Q = = • Thiết kế rãnh thoát nước: - Chọn mặt cắt rãnh là tiết diện hình thang. h r h 0 1 : m 1 1 : m 2 b 0,25 - Chọn sơ bộ tiết diện rãnh: + Vì rãnh là hình thang => b = 0,4 m (chiều rộng lòng rãnh). + Chiều cao thực tế rãnh: Do đất cấu tạo lưu vực là CII, đất á cát  h r ≤ 0,8m Mà: h r = h 0 + 0,25m Với h 0 là chiều sâu nước ngập trong rãnh  h 0 ≤ 0,8 – 0,25 = 0,55 m  chọn h 0 = 0,5 m Giả thiết ta luy rãnh nền đường đắp => ta luy rãnh = 1: (1,5 ÷ 3)  chọn 1:3  chọn m 1 = m 2 = 3 Diện tích ướt là: 0 0 ( . ).b m h h ω = + Với 1 2 3 3 3 2 2 m m m + + = = = (hệ số mái dốc của bờ 1 và 2)  2 (0,4 3.0,5).0,5 0,95m ω = + = Chu vi ướt là: 0 '.b m h χ = + Với 2 2 2 2 1 2 ' 1 1 1 3 1 3 6,32m m m= + + + = + + + = 3 SVTH: Nguyễn Danh Nghĩa Lớp CTGTCC – K46 BTL Thiết Kế Đường F2 GVHD: Trần Quang Vượng  0,5 3,560,4 6,32. m χ == + Bán kính thủy lực: 0,95 0,27 3,56 R m ω χ = = = - Vận tốc nước chảy trong rãnh: 0,5 1 . . y r v R i n + = Giả thiết gia cố đáy rãnh bằng bê tông mác thấp nên hệ số nhám lòng rãnh n = 0,014 (tra bảng 13-3/ TKĐ ô tô 2). Ta có: 0,27 (0,1 1) 0,014 R m m n  = ∈ ÷  =  => tra bảng 13-3/ TKĐ ô tô 2 => hệ số lùy thừa của công thức Sedi : 1 6 y = r i : độ dốc dọc rãnh. Dốc dọc rãnh = dốc dọc của đường (theo kinh nghiệm), giả sử dốc dọc của đường là 4% => r i = 4% Suy ra: 1 0,5 6 5,97 1 .0,27 . 4% 0,014 ( / ) m s v + == - Khả năng thoát nước của rãnh: 3 ( ). 5,97.0,95 5,67 / m s Q v ω = = = Ta có : 10% 10% 3 5%. 5,23 5%.5,23 5,49( )/ m s Q Q+ = + = 10% 10% 3 10%. 5,23 10%.5,23 5,75( )/ m s Q Q+ = + =  10% 10% 10% 10% 5%. 10%.QQ Q Q Q≤ ≤+ +  ĐẠT Vậy ta chọn kích thước rãnh: b = 0,4m h r = h 0 + 0,25 = 0,5 +0,25 = 0,75m m 1 = m 2 = m =3. Với vận tốc nước trong rãnh v = 5,97 m / s và chiều sâu nước chảy trong rãnh là 0,5m => tra bảng 13-5/ TKĐ ô tô 2 => ta chọn vật liệu gia cố là Bê tông xi măng mác 140. 4 SVTH: Nguyễn Danh Nghĩa Lớp CTGTCC – K46 . BTL Thiết Kế Đường F2 GVHD: Trần Quang Vượng Bài Tập Lớn Thiết Kế Đường F2 Đề bài: Thiết kế và tính toán thủy văn – thủy lực 1 đoạn rãnh thoát. Riêng lưu lượng lũ thiết kế Q P% yêu cầu phải tính toán dựa trên các số liệu giả định nói trên. Bài làm • Các số liệu đầu vào: - Thiết kế rãnh dọc. - Diện tích lưu vực: Giả thiết F < (1÷. K46 BTL Thiết Kế Đường F2 GVHD: Trần Quang Vượng  Tra bảng 9-7/ TKĐ ô tô 3 => α = 0,87 Vậy, lưu lượng nước đổ về rãnh là: 3 10% 16,67.2,67.0,2.1.0,675.0,87 5,23( / ) m s Q = = • Thiết kế rãnh