Lời giới thiệu

3

Mục lục

5

Chương 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CỬA VAN TRONG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI

11

1.1. Vai trò nhiệm vụ của cửa van

11

1.2. Cấu tạo cửa van

11

1.3. Phân loại cửa van

11

1.4. Chọn loại cửa van cho công trình

12

1.4.1. Vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long

12

1.4.2. Vùng ven biển Trung Bộ

13

1.4.3. Vùng đồng bằng Bắc Bộ

13

1.4.4. Cửa trên đập tràn ở hồ chứa và đập dâng vùng Trung du và miền núi

13

1.5. Bố trí cửa van trong công trình

13

1.5.1. Đối với cống hở

13

1.5.2. Đối với cống kín

14

1.6. Lực và tổ hợp lực tác dụng lên cửa van

14

1.6.1. Lực tác dụng

14

1.6.2. Tổ hợp lực

14

1.7. Vật liệu làm của van

15

1.7.1. Thép

15

1.7.2. Gang

18

1.7.3. Đồng

18

1.7.4. Cao su

18

1.7.5. Vật liệu tổng hợp Composite

19

1.7.6. Bê tông cốt thép

19

1.8. Những vấn đề cần lưu ý trong thiết kế cửa van

19

1.9. Phương pháp tính toán

21

1.9.1. Phương pháp phân tích hệ kết cấu phẳng

22

1.9.2. Phương pháp phân tích hệ kết cấu không gian

28

1.9.3. Một số quy định trong thiết kế kết cấu cửa van

35

1.10. Một số cửa van đã nghiên cứu và ứng dụng

35

1.10.1. Cửa van phẳng

35

1.10.2. Cửa van cung

36

1.10.3. Cửa van Clape trục dưới (cửa sập)

36

1.10.4. Cửa van Clape trục trên

36

1.10.5. Cửa van hình quạt

36

1.10.6. Cửa van mái nhà

36

1.10.7. Cửa van trụ lăn

36

1.10.8. Các kiểu cửa quay trục đứng

36

1.10.9. Các kiểu cửa quay trục ngang

36

1.10.10. Các kiểu cửa van tự động thủy lực điều tiết trên kênh

36

1.10.11. Các kiểu cửa van âu tàu

36

Chương 2. THỦY LỰC CỬA VAN

37

2.1. Khái niệm chung

37

2.2. Năng lực xả nước

37

2.3. Áp lực nước tác dụng lên cửa van

42

2.3.1. Cửa van phẳng

42

2.3.2. Cửa van cung

50

2.3.3. Cửa van quạt

53

2.3.4. Chế độ thủy lực khi tràn qua cửa sập

53

Chương 3. CỬA VAN PHẲNG

55

3.1. Cửa van phẳng

55

3.1.1. Ưu nhược điểm của cửa van phẳng

55

3.1.2. Các bộ phận chính của cửa van phẳng

55

3.1.3. Cấu tạo của các bộ phận chính

56

3.1.4. Tải trọng và lực tác dụng lên cửa van phẳng

59

3.1.5. Các kiểu cửa van phẳng

61

3.1.6. Kết cấu phần ốp ở ngưỡng khe van và gioăng kín nước

65

3.2. Cửa van cung

67

3.2.1. Ưu nhược điểm của cửa van cung

67

3.2.2. Những kết cấu chính

67

3.2.3. Xác định vị trí của dầm chính

70

3.2.4. Các kiểu cửa van cung

71

3.2.5. Xác định áp lực nước tĩnh tác dụng lên cửa van cung

73

3.2.6. Tính trọng lượng bản thân cửa cung

76

3.2.7. Tính lực nâng hạ

76

3.3. Cửa sập (cửa Clape trục dưới)

77

3.3.1. Đặc tính cơ bản

77

3.3.2. Cửa sập điều khiển bằng cơ khí

77

3.3.3. Cửa sập tự động bằng đối trọng

79

3.3.4. Cửa Clape phao (gọi tắt là cửa sập phao)

81

3.4. Cửa Clape trục trên

82

3.4.1. Cấu tạo

82

3.4.2. Nguyên lý làm việc

82

3.4.3. Phạm vi áp dụng

82

3.5. Cửa quạt

83

3.5.1. Phạm vi ứng dụng

83

3.5.2. Các loại cửa quạt

83

3.5.3. Điều kiện nâng và hạ cửa quạt

86

3.5.4. Kết cấu cửa quạt

89

3.5.5. Điều khiển cửa quạt

90

3.6. Cửa van mái nhà

91

3.6.1. Phạm vi ứng dụng

91

3.6.2. Các kiểu cửa van mái nhà

91

3.6.3. Lực nâng và hạ cửa mái nhà

92

3.6.4. Kết cấu cửa van mái nhà

95

3.6.5. Thiết kế và điều khiển cửa van mái nhà

95

3.7. Cửa van trụ lăn

96

3.7.1. Phạm vi sử dụng

96

3.7.2. Các kiểu cửa van trụ lăn

97

3.7.3. Kết cấu của cửa van trụ lăn

97

3.7.4. Xác định trọng lượng bản thân và lực nâng cửa van trụ lăn

98

3.7.5. Máy nâng cửa van trụ lăn

100

3.8. Cửa van giàn quay

100

3.9. Cửa van cánh cửa tự động

102

3.9.1. Xuất xứ cửa van cánh cửa tự động

102

3.9.2. Cấu tạo

102

3.9.3. Sơ đồ bố trí cửa van cánh cửa tự động

104

3.9.4. Nguyên lý hoạt động và tính lực đóng mở

105

3.9.5. Chế độ vận hành của cửa van cánh cửa tự động

109

3.9.6. Các bộ phận chính của cửa van và khung chứa van

110

3.10. Các kiểu cửa bản lệch trục đứng tự động và bán tự động

114

3.10.1. Cấu tạo

114

3.10.2. Nguyên lý làm việc tự động

115

3.10.3. Phạm vi áp dụng

115

3.11. Các kiểu cửa van trục ngang

116

3.11.1. Cửa phân viên (một phần tư hình tròn)

116

3.11.2. Cửa van Amil

117

3.11.3. Cửa van cung đối trọng tự động điều tiết mực nước

119

3.11.4. Cửa van bản quay trục ngang

119

3.12. Cửa âu tàu

122

3.12.1. Các loại cửa âu

122

3.12.2. Cửa chữ nhân

124

Chương 4. CỬA VAN SÂU

137

4.1. Một số vấn đề cần chú ý khi thiết kế cửa van sâu

137

4.2. Cửa phẳng sâu

137

4.2.1. Cấu tạo

137

4.2.2. Tải trọng và lực tác dụng lên cửa

139

4.2.3. Phạm vi sử dụng

140

4.3. Cửa van cung sâu

140

4.3.1. Cấu tạo

140

4.3.2. Một số tính toán cơ bản

142

4.3.3. Phạm vi ứng dụng

144

4.4. Van đĩa

144

4.4.1. Cấu tạo

144

4.4.2. Tải trọng và lực tác dụng

145

4.4.3. Tính sức bền của vỏ và đĩa

146

4.4.4. Phạm vi ứng dụng

147

4.5. Van cầu

147

4.5.1. Cấu tạo

147

4.5.2. Phạm vi sử dụng

148

4.6. Cửa Van hình kim

148

4.6.1. Cấu tạo và vận hành

148

4.6.2. Phạm vi sử dụng

149

4.7. Van côn

150

4.7.1. Cấu tạo

150

4.7.2. Tính độ bền

150

4.7.3. Tính lực đóng mở

151

4.7.4. Các hình thức bố trí và phạm vi sử dụng

151

4.8. Cửa van hình trụ

151

4.8.1. Cấu tạo và vận hành

151

4.8.2. Xác định ứng suất và ổn định của vỏ hình trụ

154

4.8.3. Tính lực nâng hạ

155

4.8.4. Phạm vi áp dụng

155

4.9. Chọn kiểu cửa van dưới sâu

155

Chương 5. THIẾT BỊ ĐÓNG MỞ CỬA VAN

157

5.1. Đặc điểm, cấu tạo và phân loại thiết bị đóng mở cửa van

157

5.1.1. Đặc điểm của thiết bị cửa van trên công trình thủy lợi, thủy điện

157

5.1.2. Cấu tạo chung của thiết bị

157

5.1.3. Phân loại và phạm vi ứng dụng

158

5.2. Máy đóng mở kiểu vít đai ốc

160

5.2.1. Nguyên lý máy đóng mở kiểu vít đai ốc

160

5.2.2. Ưu, nhược điểm của thiết bị đóng mở kiểu vít đai ốc

161

5.2.3. Tính toán thiết bị vít đai ốc

162

5.2.4. Máy đóng mở kiểu vít dùng cho cửa van sâu

164

5.3. Máy đóng mở kiểu dây mềm

165

5.3.1. Kết cấu chung của máy đóng mở kiểu dây mềm

165

5.3.2. Ưu, nhược điểm của thiết bị đóng mở kiểu dây mềm

166

5.3.3. Tính toán các thông số cơ bản

167

5.4. Thiết bị đóng mở bằng xilanh thủy lực

173

5.4.1. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động

173

5.4.2. Ưu điểm của xilanh thủy lực

175

5.4.3. Nhược điểm của thiết bị đóng mở bằng xilanh thủy lực

175

5.4.4. Tính toán các thông số cơ bản thiết bị đóng mở xilanh thủy lực

176

5.5. Hệ thống điều khiển đóng mở cửa van

177

5.5.1. Tự động điều khiển, tự động hóa bằng điện và điện tử máy tính

178

5.5.2. Điều khiển từ xa

178

5.5.3. Tự động bằng thủy lực

178

Phụ lục. Một số thiết bị đóng mở cửa van

179

Tài liệu tham khảo

182