55. Судоходные шлюзы

Для пропуска судов через напорные гидроузлы строятся судоходные шлюзы и редко судоподъемники. Судоходный шлюз- подпорное гидротехническое сооружение, пропускающее суда и плоты на плаву из верхнего бьефа в нижний и обратно при помощи неподвижной камеры, в которой находится судно и уровни воды могут занимать любое положение в пределах от уровня в ВБ до уровня в НБ.

Основные элементы шлюза 1-головы, 2-камеры и 3-подходы

Головы – это подпорные сооруж-я, которые отделяют камеры шлюзов от верхнего и нижнего бьефов, а в многокамерных шлюзах одну камеру от другой. В головах шлюзов расположено механическое оборудование – ворота и механизмы управления ими. Ворота открываются и закрываются для пропуска судов в камеру или из камеры. Ворота состоят из двух полотнищ. В закрытом состоянии угол между полотнищами около 135-140°.

Днище шлюза в пределах голов носит название флютбета, а порог его, к которому примыкают ворота, называется порогом шлюза.

Камеры – это ограниченные головами и стенами водные акватории, предназначенные для осуществления в них процесса шлюзования судов от уровня ВБ до уровня НБ. Этот процесс называют опорожнением камеры или наоборот – от уровня НБ до уровня ВБ – процесс наполнения камеры. В стенах камеры размещены причальные устройства. Наполнение и опорожнение камер осущ-ся через спец. водопроводные устройства, называемые системой питания.

К верхним и нижним головам шлюза примыкают подходные каналы, предназначенные для входа судов в шлюз.

На подходных каналах расположены причальные сооружения, у которых суда отстаиваются при наличии в шлюзе других судов, и направляющие устройства, обеспечивающие плавное и безопасное движение судов при входе в шлюз. Процесс пропуска судов через шлюз называют шлюзованием.

Классифицируют шлюзы по числу камер:

1)расположенных последовательно – однокамерные, однокамерные с промежуточной головой, двухкамерные и т.д.;

2)расположенных параллельно – однониточные, двухниточные и т.д.

При проектировании судоходных шлюзов их используют для пропуска части паводковых расходов воды в период, когда они не используются по своему прямому назначению.

Основные размеры шлюзов: полезная длина L_п.к., полезная ширина В_п.к., глубина на пороге S_п.

Полезная длина камеры , где - сумма длин расчетных судов шлюзуемых одновременно;

n – число одновременно шлюзуемых судов;

- запас по длине камеры между судами

Полезную ширину камеры принимают , где при ширине до 10м ≤0,2м , при =10..18м – 0,4м и при >18м –0,5м.

S_п отсчитывают от низшего судоходного уровня и принимают: , где S_с – осадка судна в груженом состоянии.

При предварительных расчетах время наполнения и опорожнения камеры в шлюзе ,мин.

где К – коэф. равный 0,27 для сосредоточенной системы питания и 0,19 для распределенной системы питания;

Н_к – расчетный напор на камеру.

Для шлюзов шириной до 18м Т=2 мин, а при более 18м Т=2,5 мин.

Объем воды, выпускаемой из ВБ в камеру шлюза, затем в НБ при каждом шлюзовании измеряется объемом сливной призмы

, где Н – напор; В – ширина камеры; L – полная длина камеры.

Средний секундный расход:

, м³/с,

где n – среднее число шлюзований в сутки.

Наполнение и опорожнение шлюзовых камер происходит через отверстие в воротах (при напоре до 2-3м), путем подъема шлюзовых ворот (при напоре 10-12м), через водопроводные галереи в обход ворот (при напоре 10-12м), через продольные водопроводы (галереи) в стенах или дне камеры.