9. Конструкция и основные размеры нижней головы шлюза

В качестве системы опорожнения камеры, как для шлюза с наполнением из-под плоских подъемно-опускных ворот (см. рис. 9 или 10), так и для шлюза с наполнением через обходные галереи (см. рис. 11), может быть принята конструкция нижней головы с обходными галереями, изображенная на рис. 12. Обходные галереи в устоях расположены в горизонтальной плоскости, имеют два входных и выходных отверстия. Входные сечения устроены на уровне днища камеры и перекрыты сороудерживающими решетками для предохранения от попадания в галереи мусора и топлой древесины, а выходные сечения – ниже уровня днища с целью устройства над траншеями в камере горизонтальной распределительной решетки. Гашение скорости потока на выходе в нижний подходной канал осуществляется о стенки устоев толщиной 3–4 м, расположенных по оси камеры шлюза.

Размеры элементов системы питания и нижней головы определяются в следующей последовательности.

Находится максимально допустимая площадь водопроводных галерей из условия обеспечения безопасной стоянки расчетного судна при опорожнении камеры шлюза

, м² (20)

где – коэффициент расхода системы опорожнения камеры при подъеме затворов на полную высоту.

Рис. 12. Нижняя голова шлюза с короткими обходными галереями

а) продольный разрез по оси шлюза; б) план

1 – сороудерживающая решетка; 2 – балка-выступ для отклонения потока;

3 – балки распределения потока; 4 – разделительный устой для гашения потока

Размеры галерей в месте расположения рабочих затворов, радиусы их закругления и площади входных и выходных сечений принимаются по аналогии с галерейной системой наполнения, ранее рассмотренной в п. 8:

размеры и , м

площади и , м²

радиусы поворотов , м

Но учитывая, что в данной системе питания приняты два входных и выходных сечения, их размеры определяются равными

, м и , м

Между собой входные, а также выходные отверстия разделены бычками с начальной шириной в плане около 2,0 м.

Общая длина нижней головы, представленной на рис. 12, состоит из трех участков

, м (21)

где – длина входной части;

– длина шкафной части, вычисляется по зависимостям п. 8;

, м – длина упорной части головы.

Здесь – расстояние от ниши двухстворчатых ворот до конца выходных отверстий галерей

, м

а – от конца выходных отверстий галерей до конца нижней головы

, м

Ширина устоя нижней головы может быть принята в пределах

, м

При конструировании нижней головы предусматривается установка балок-выступов на вогнутых гранях выходных галерей (ближе к прямолинейным участкам) высотой 1,0 м, необходимых для выравнивания скоростей по сечениям, а также балочных решеток над выходными траншеями галерей в камере шлюза. Балки горизонтальных решеток можно принять размером 0,5×0,5 м, а суммарная площадь отверстий не должна превышать суммарную площадь, занятую балками. Балки решетки рекомендуется располагать с неравномерным шагом отверстий, увеличивающимся от стен голов к оси шлюза. Если задать шаг первого отверстия у стены, например, 0,5 м, тогда по геометрической прогрессии можно установить размеры других отверстий.

Полная длина камеры шлюза отсчитывается от нижней грани верхней головы (температурно-осадочного шва) до верхней грани нижней головы и разделяется на отдельные секции длиной 20, 25 или 30 м. Крайние секции, примыкающие к головам шлюза, могут отличаться от стандартных. На каждой секции, обычно посередине длины, располагаются два плавучих рыма (на левой и правой стенках).

По вычисленным и принятым размерам вычерчивается схема нижней головы в масштабе 1:100 или 1:200.