Практическая работа № 2.
Определение основных размеров шлюза в судоходном канале,
его пропускной способности и навигационной потребности
канала в воде.
Цель работы: Установить основные размеры однокамерного судоходного
шлюза с головной системой питания, определить ориентиро-
вочную стоимость его строительства, а также судопро-
пускную способность шлюза. Определить навигационную
потребность канала в воде с учетом возмещения потерь воды
на испарение, фильтрацию в грунт, в уплотнениях ворот и
затворов нижней головы шлюза. Установить необходимую
мощность насосных станций и определить ориентировочные
затраты на электроэнергию.
Исходные данные:
1. Габаритные размеры наибольшего расчетного судна
осадка
(
,
м), длина (
,
м) и ширина (
,
м).
2.
Число судов в камере шлюза: по длине (n)
и по ширине (n
).
3.
Напор воды на камеру шлюза (
,
м).
4.
Длительность навигации (
,
сут.).
5. Количество гидроузлов канала, имеющих в своем составе насосные
станции
(
).
6.
Коэффициент использования сливной
призмы (
).
7.
Производительность насосной станции
(
,
м3/с).
Значения исходных данных приведены в прил.1 для указанных вариантов задания. Номер варианта соответствует последней цифре шифра зачетной книжки студента.
Порядок выполнения работы
1. Общее устройство шлюза и его работа.
Судоходные шлюзы предназначены для преодоления судами разницы уровней (напора) на гидроузле при переходе из одного бьефа в другой.
Основными конструктивными частями судоходного шлюза являются: верхняя и нижняя головы; расположенная между ними камера; верхний и нижний подходные каналы, примыкающие к соответствующим головам шлюза (рис.3).
Головы шлюза поддерживают разность уровней воды между бьефами и камерой 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 стенах 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 их 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.
Отверстие между стенами верхней и нижней голов шлюза закрываются рабочими воротами, которые обеспечивают вход и выход судов из камеры шлюза.
Шлюз оборудован механизмами для открытия и закрытия ворот, а также затворов водопропускных галерей, служащих для наполнения и опорожнения камеры шлюза; причальными устройствами для швартовки судов; предохранительными устройствами для защиты ворот от навалов судов и другими приспособлениями. Для изоляции шлюза и отдельных его частей от воды верхнего и нижнего бьефов на случай осмотра и ремонта
перед головами шлюза предусмотрены ремонтные ворота. На верхних головах устраивают аврийно-ремонтные или аварийные ворота, которые могут перекрывать судоходное отверстие при возникновении на шлюзе аварийных ситуаций.
Процесс пропуска судов из одного бьефа в другой состоит из отдельных операций, совершаемых непосредственно шлюзом и судном, и может осуществляться в одностороннем (при наличии судов только одного направления) или двустороннем порядке. Так для пропуска судов из нижнего бьефа в верхний при одностороннем движении судов необходимо подготовить шлюз: в камере должен быть уровень нижнего бьефа, открыты ворота нижней головы и подан разрешающий сигнал светофора на вход судов из нижнего подходного канала в камеру шлюза. После входа судов в камеру нижние ворота закрываются, суда швартуются к причальным устройствам, после чего камера шлюза заполняется водой. По мере наполнения камеры вместе с уровнем воды поднимаются и суда. Когда уровень в камере сравняется с уровнем верхнего бьефа, ворота верхней головы открываются, на судах отдаются швартовые, и по разрешающему сигналу светофора они выходят из камеры шлюза в верхний подходной канал.
Шлюзование судов из верхнего бьефа в нижний производится в обратной последовательности.
Шлюзы должны иметь габариты, отвечающие размерам наибольших расчетных судов и составов, проходящих через них в течение определенного перспективного периода времени. Типы и размеры расчетных судов и составов устанавливаются для данного класса водного пути на основании технико-экономических расчетов.