Общее устройство однокамерного шлюза
Судоходными шлюзами называются напорные гидротехнические сооружения, при помощи которых суда преодолевают сосредоточенные падения уровней воды на гидроузлах при переходе из одного бьефа в другой.
Основные конструктивные части судоходного шлюза:
верхняя и нижняя головы;
расположенная между ними камера;
верхний и нижний подходные каналы, примыкающие к соответствующим головам шлюза.
Головы камеры шлюза поддерживают разность уровней воды между бьефами при ее наполнении и опорожнении. На них размещается оборудование, предназначенное для осуществления процесса шлюзования. В камере шлюза, ограниченной с боков стенами, находятся суда при их шлюзовании. На стенках камеры размещаются причальные устройства в виде тумб, а по высоте - плавучие рымы, за которые швартуются суда.
Подходные каналы, примыкающие к головам шлюза, имеют размеры, обеспечивающие расхождение судов при входе в камеру и выходе из нее, а также безопасные условия стоянки судов, ожидающих шлюзования у причальных стенок. Для обеспечения плавного входа судов в отверстия голов шлюза устраиваются направляющие палы, которые имеют в плане вид криволинейных стен.
Определение основных размеров камеры шлюза
Шлюзы должны иметь габариты, отвечающие размерам наибольших расчетных судов и составов, проходящих через них в течение определенного перспективного периода времени.
Основными габаритами шлюза являются полезные размеры камеры: ее длина lc,ef, ее ширина bc,ef и глубина на порогах верхней и нижней голов hj.
Полезные размеры камеры шлюза определяются согласно СНиП 2.06.07-87 (1):
полезная длина камеры:
, м,
где - сумма длин расчетных судов, шлюзуемых одновременно и устанавливаемых в камере в кильватер;
n - число одновременно шлюзуемых судов по длине камеры;
- запас по длине камеры в каждую сторону и между судами, определяемый по выражению:
м
м
При одинаковой длине одновременно шлюзуемых судов в камере зависимость (1) может быть представлена в виде:
, м
м;
полезная ширина камеры:
, м,
где - сумма ширин одновременно шлюзуемых (рядом стоящих) судов;
- число одновременно шлюзуемых судов по ширине камеры;
- запас по ширине в каждую сторону и между радом стоящими судами.
Запасы по ширине камеры должны быть не менее: при ширинах судна до 10 м - 0,2 м; до 18 м - 0,4 м; до 30 м - 0,75 м; свыше 30 м - 1,0 м. В данном случае = 0,4 м.
Если в камере располагаются суда с одинаковой шириной, то зависимость (3) можно записать в виде:
, м
м;
глубина на порогах шлюза, отсчитываемая от расчетного наинизшего судоходного уровня, должна приниматься не менее:
, м,
где S - статическая осадка расчетного судна в полном грузу.
м
Полученные значения , и округляются в сторону увеличения до ближайших стандартных значений, приведенных в таблице 1, и они используются при выполнении дальнейших расчетов.
Таблица 1.
Отношение по-лезной ширины камеры шлюза к полезной длине, м |
37 400 |
37 400 |
30 300 |
20 300 |
20 150 |
18 150 |
15 150 |
15 100 |
12 100 |
8 50 |
6 35 |
Глубина на порогах шлюза, м |
6,0 |
6,0 |
6,0 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
4,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
2,0 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
3,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
1,5 |
|
5,0 |
5,0 |
5,0 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
3,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
1,0 |
|
- |
- |
- |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
- |
- |
1,5 |
1,5 |
- |
Принятые значения: м, м, м.
Размеры поперечного сечения камеры шлюза докового типа:
глубина воды в камере, отсчитываемая от расчетного наинизшего уровня:
, м
м,
где - возвышение порога нижней головы над днищем камеры, принимаемое равным 0; 0,5 или 1,0 м ( = 0,5 м);
высота стенки:
, м
м
м
Здесь а - возвышение верха стен над расчетным наивысшим уровнем, принимаемое не менее 2,0 м - для сверхмагистральных водных путей (глубина 3,2 м и выше).
Толщина стенки по низу и толщина днища определяется по результатам статического расчета. При предварительных расчетах их можно принимать равным 0,25Нс (5,0 м).
Поперечный разрез камеры шлюза представлен на рис.1.