Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Судоходный шлюз на нескальном основании. Методические рекомендации
.pdf
причала с левой стороны судового хода допускается при надлежащем обосновании
левостороннего движения судов на подходах.
По условиям компоновки сооружений (например, при непараллельности оси
судового хода в канале и оси шлюза) допускается причальную линию располагать
под углом, как правило, не более 3° к лицевой грани шлюза в сторону от судового
хода. При этом подходы к шлюзу должны быть прямолинейными на участке la + ls.
Расположение причальной линии под углом более 3 надлежит обосновывать исходя
из условий, обеспечивающих безопасный и удобный подход судов к причалу и вход
от него в камеру шлюза. Удаленный от шлюза конец причальной линии должен
сопрягаться с границей судового хода.
По концам причальных сооружений следует предусматривать
криволинейные участи (с радиусом не менее 0,2ls), сопрягающиеся с берегом канала,
а также пешеходные мостики между причалом и берегом на расстоянии не более
200 м друг от друга.
рис.5 Схема подходного канала к шлюзу для определения длины причальной линии
22
Длину причальной линии шлюзов lm (см. рис.5) следует определять при
s
l
n
s
ll
m
l
1
min
l
mlr
l
s
n
l
s
1
1
1
,
efc
ll
,lc ef
n
s
l
1
одностороннем движении судов в каждом из направлений по формуле
; (18)
при двустороннем движении судов - по формуле
, (19)
где lm - длина причальной линии, принимаемая от верховой грани
верхней головы или низовой грани нижней головы шлюза;
l
- наименьшее расстояние от верховой грани верхней головы
min
или низовой грани нижней головы шлюза до носа первого ожидающего
шлюзования судна, определяемое как:
где
- коэффициент, принимаемый равным: при входе 0,4, при выходе
1
- полезная длина камеры см (1);
(20)
0,1.
- сумма длин одновременно шлюзуемых и устанавливаемых в
камере шлюза в кильватер судов;
lr - длина участка, на котором судно при встречном движении
переходит с оси шлюза на ось судового хода в канале;
ls - длина расчетного судна;
- коэффициент, принимаемый 0,2 при расположении причала в
канале или за защитными дамбами и равный нулю в остальных случаях.
Длину причальной линии на водных путях местного значения допускается
уменьшать при одностороннем движении судов до размеров полезной длины
камеры шлюза; при двустороннем движении судов - до размеров полезной длины
камеры шлюза, но с размещением начала причальной линии от внешней грани
головы шлюза на расстоянии lr, в пределах которого следует предусматривать
23
устройство направляющего сооружения и отдельно стоящих причальных
сооружений (быки, свайные кусты и др.).
В двухниточных шлюзах причальные сооружения в верхнем и нижнем
подходах, как правило, следует предусматривать на продолжении межкамерного
пространства.
Для плавного перехода от ширины подходных каналов к ширине камеры
следует предусматривать устройство направляющих сооружений, примыкающих к
лицевым граням голов шлюзов.
В двухниточных шлюзах при отсутствии на продолжении межкамерного
пространства причальных сооружений должны предусматриваться направляющие
сооружения, примыкающие к лицевым граням внутренних устоев голов шлюзов и
образующие с ними общий контур.
Сопряжение внешних очертаний направляющих сооружений с лицевыми
гранями голов шлюзов должно быть плавным.
Угол (см. рис.5.) между направлением касательной к очертанию
направляющего сооружения и осью шлюза не должен превышать:
а) для направляющих сооружений, расположенных со стороны причальной
линии, 25° - для шлюзов на сверхмагистральных и магистральных водных путях и
30° - для шлюзов на водных путях местного значения;
б) для остальных направляющих сооружений этот угол должен быть
соответственно 50 и 60°.
Длину направляющего сооружения следует устанавливать в зависимости от
длины расчетного судна. Проекция на ось шлюза рабочей части направляющего
сооружения ld, расположенной в пределах ширины судового хода, должна
приниматься не менее 1/2ls, для сооружений, указанных в п.(а), и не менее 1/3ls, - для
сооружений, указанных в п. (б).
Возвышение верха стен или их парапетов, а также площадок причальных и
направляющих сооружений над расчетным наивысшим судоходным уровнем воды,
их ширина должны приниматься в соответствии с п.2 Заглубление низа конструкций
лицевых плоскостей причальных и направляющих сооружений под расчетный
24
наинизший судоходный уровень воды при наличии плотовых перевозок должно
приниматься не менее 1,2 осадки плота, но не менее 1 м, если по гидравлическим
условиям не требуется большего заглубления. При отсутствии плотовых перевозок в
шлюзах, не предназначенных для пропуска маломерного флота, низ конструкции
лицевых плоскостей причальных и направляющих сооружений должен назначаться
не менее чем на 0,5 м ниже верхнего привального бруса расчетного судна в грузу
при расчетном наинизшем судоходном уровне. В шлюзах, рассчитанных на пропуск
маломерного флота, низ этих конструкций должен назначаться не выше расчетного
наинизшего уровня.
Верх причального и направляющего сооружения со стороны, обращенной к
судовому ходу, должен иметь парапет или охранное ограждение, отнесенное от
лицевой грани на расстояние, исключающее навалы судов. При отсутствии засыпки
за сооружениями охранное ограждение устраивается и с тыловой стороны.
6. ГРУЗОПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ШЛЮЗА
Пропуск судна производится через шлюз при одностороннем или
двустороннем шлюзовании.
Время цикла одностороннего шлюзования определяется
продолжительностью следующих операций: ввод судов в шлюз, учалка судов,
закрытие ворот, наполнение или опорожнение камеры, открытие ворот, вывод судов
из шлюза, закрытие ворот, опорожнение или наполнение камеры, открытие ворот.
Время цикла двустороннего шлюзования определяется продолжительностью
следующих операций: ввод судов в шлюз, учалка судов, закрытие ворот, наполнение
или опорожнение камеры, открытие ворот, вывод судов из шлюза, ввод судов в
шлюз, учалка судов, закрытие ворот, наполнение или опорожнение камеры,
открытие ворот, вывод судов из шлюза.
Для многокамерного шлюза во всех случаях добавляется операция по
переводу судов из одной камеры шлюза в другую.
25
В курсовом проекте эксплуатационную, грузопропускную способность шлюза
за навигацию Р
, следует вычислять по упрощенной формуле
эксп
(21)
где т — число судов в расчетном составе;
N - продолжительность навигации, сут;
nгр – суточное число грузовых шлюзований, шт;
Рс - полная грузоподъемность расчетного судна, т;
δ-коэффициент использования грузоподъемности судов,
равный отношению средней загрузки судов к их полной
грузоподъемности, δ – Рср/Рс, обычно δ =0,6.. .0,8;
φ - к-т неравномерности подхода грузовых составов к шлюзу; значения φ
следует принимать для судов 1,3, для плотов — 1,7.
Если грузоподъемность расчетного судна Рс не задана, ее следует вычислить
по формуле
(22)
где:
kв=0,85...0,90 — коэффициент полноты водоизмещения, lc и bc - длина и
ширина расчетного судна, а S и S0 — осадка расчетного судна при полной загрузке и
порожнем.
Пренебрегая в курсовом проекте несколько меньшим временем шлюзования
пассажирских, порожних и служебных судов, общее расчетное суточное количество
шлюзований для однокамерных шлюзов определяют как
(23)
где λ — время использования шлюза в сутки для перевозок в наиболее
напряженный период навигации при принятых типах расчетных судов и структуре
перевозок на установленные расчетные сроки (обычно 23 ч в сутки, 1 ч выделяется
на профилактические мероприятия), ч; для предварительного определения
пропускной способности однониточных шлюзов для всех типов судов следует при-
26
нимать tср = 0,25tод + 0,75tдв (т.е. что 25% шлюзований — односторонние и 75 % —
1,4 /
,
t l v
c ef
вв вв
1,1 /
,
t l v
c ef
вд вд
1,4 /
,
2
t l l v
c ef
вв вв
1,4 /
,
2
t l l v
c ef
вд вд
двусторонние). Суточное число грузовых шлюзований
где п0 = п
пас
+ п
служ
+ п
— число шлюзований в сутки пассажирских, служебных
пор
(24)
и порожних судов.
За время шлюзования принимается время, необходимое на разовый пропуск
через шлюз судна (или группы судов), определяемое продолжительностью (мин)
следующих операций:
ввод судна в шлюз и вывод из него — tвв, tвд:
- при одностороннем движении судов
(25)
(26)
- при двустороннем движении судов
(27)
(28)
где v
вв, vвд
(м/с) - скорости ввода и вывода судна в камеру и из камеры
соответственно (см. таблицу 3).
l2 – см. (12)
наполнение и опорожнение камер – t (мин);
открытие и закрытие ворот—tв. Время открытия и закрытия ворот шлюза
следует определять на основании конструктивных разработок в зависимости от типа
ворот и механизмов, высоты перекрываемого отверстия, а также ширины шлюза.
При предварительных расчетах продолжительности открытия и закрытия
ворот допускается принимать:
мин при 5 10 м и 3 мин при >10 м;
для плоских ворот - 2 мин при высоте перекрываемого отверстия 5 м; 2,5
27
для двухстворчатых ворот - 2 мин при ширине камеры 18 м; 2,5 мин при
Шлюзуемый объект
Средняя скорость движения, v, м/с
вход
выход
Переход из
одной камеры в
другую
Скоростные суда
2,0
3,0
1,50
Самоходные суда
1,0
1,4
0,75
Толкаемые составы
0,9
1,2
0,75
Буксируемые составы
0,7
1,0
0,60
Плоты 0,6
0,6
0,50
18 < 30 м и 3 мин при > 30 м.
время учалки судна — tуч. Время на учалку судна в шлюзе для всех судов, за
исключением скоростных, следует принимать 2 мин, для скоростных судов - 0,5 мин.
Время ввода судов в шлюз, вывода из него и перевода из камеры в камеру
определяется в зависимости от скорости и длины пути их движения.
Скорость движения необходимо определять расчетом из условия
обеспечения безопасности входа, выхода и стоянки судов у причала.
Для предварительных расчетов средние скорости движения судов на
внутренних водных путях в шлюзе и на подходах к нему принимаются по табл.3.
Таблица 3
Время наполнения и опорожнения камер шлюза следует определять
гидравлическими расчетами. Для предварительных расчетов время наполнения и
опорожнения камеры шлюза , мин, допускается определять по формуле
где: - коэффициент, принимаемый для шлюзов с головной системой
питания равным 0,27, с распределительной системой питания - 0,19;
, (29)
28
- расчетный напор на камеру, м;
24
одн вв в вд уч
t t t t t t
2
одн вв в вд уч
t t t t t t
- полезная ширина камеры, м;
- полезная длина камеры, м.
Время, шлюзования при одностороннем движении судов
через однокамерный шлюз t
(мин) составит:
одн
(30)
При двустороннем движении судов полное время шлюзования одного судна
(мин) составит:
(31)
Внимание!!!
При определении времени шлюзования при одностороннем и
двустороннем движении судов необходимо привести все участвующие в
формулах (30) и (31) составляющие к единой размерности.
Полученную эксплуатационную грузопропускную способность шлюза
следует сопоставить с заданным расчетным грузооборотом. В случае, если
пропускная способность шлюза меньше грузооборота, надо проектировать две нитки
шлюзов.
7. ВЫБОР СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ШЛЮЗА,
ТИПОВ КАМЕР И ГОЛОВ
Основные системы питания шлюзов, применяемые для наполнения и
опорожнения их камер, подразделяются:
а) по способу подачи воды в камеры и выпуску ее из камер на
сосредоточенную;
распределительную;
б) по способу забора воды из верхнего бьефа и сброса ее в нижний бьеф:
в пределах подходных каналов;
вне пределов подходных каналов.
Могут применяться системы питания в комбинации из вышеприведенных.
29
Системы питания судоходных шлюзов должны отвечать следующим
требованиям:
1) продолжительность наполнения и опорожнения камеры должна
соответствовать заданной судопропускной способности шлюза;
2) режимы наполнения и опорожнения должны обеспечивать нормальные
условия стоянки судов в камере и работы оборудования, а также нормальные
условия стоянки и маневрирования судов в подходных каналах, в том числе
при независимой работе камер многониточных шлюзов, имеющих общий
подходной канал. Эти условия определяются допустимыми значениями
продольных и поперечных составляющих гидродинамических сил,
воздействующих в процессе шлюзования и после него на стоящие в камере
или у причала суда, а также допустимыми значениями продольных и
поперечных скоростей течения в подходных каналах, определяемыми в
соответствии с разделом 3 настоящего методического пособия.
Продольные и поперечные составляющие гидродинамических сил
определяются расчетом или лабораторными исследованиями и не должны
превышать:
для продольной составляющей:
, (32)
где - водоизмещение расчетного судна или наибольшего грузового судна в
расчетном составе в полном грузу, кН;
Если водоизмещение расчетного судна не задано, его следует вычислить по
габаритам судна: , где р = 1,0 т/м3 — плотность воды (для получения
водоизмещения в кН следует вместо плотности брать удельный вес воды у=10кН/м3),
кв — коэффициент полноты водоизмещения (для речных грузовых судов обычно
0,85...0,90).
для поперечной составляющей - 0,5 , где - допустимая
гидродинамическая сила.
30
Условия отстоя судов оцениваются допускаемыми продольными
,
т (кН)
,
тс (кН)
1/n
доп
500 (5000)
2,4(24,0
1/210
2 000 (20 000)
3,8 (38,0)
1/530
2500(25000)
4,1(41,0)
1/610
5 000 (50 000)
5,2(52,0)
1/960
10000(100000)
6,5(65,0)
1/1540
12000(120000)
6,9(69,0)
1/1740
гидродинамическими усилиями, действующими на судно водоизмещением
находящееся при наполнении и опорожнении камеры в неустановившемся потоке.
По табл. 4 в зависимости от водоизмещения расчетного судна (или
наибольшего расчетного судна в составе) даны допускаемые (по условию
прочности швартовых устройств) значения продольных гидродинамических усилий
и значения относительной величины
При пользовании данными табл. 4 и последующими формулами, следует
иметь в виду, что если водоизмещение судна задано в тоннах (соответствует массе
вытесняемой судном воды), то допускаемые значения гидродинамических усилий
должны быть в тонно-силах (тс), если же последние заданы в килоньютонах, то
и водоизмещение судна должно задаваться в них же (и соответствовать весу
вытесняемой судном воды).
Таблица 4
Допускаемые значения
продольных гидродинамических усилий на шлюзуемое судно
В камере и у причалов, не оборудованных подвижными рымами, величины
продольных и поперечных составляющих гидродинамических сил следует умножать
на величину , где - угол в вертикальной плоскости между канатами,
удерживающими судно за причальные тумбы при расчетном наинизшем
судоходном уровне воды и горизонталью.
Для составов, в которых суда счалены жестко и не имеют возможности
относительного перемещения, допускаемые величины составляющих
31
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]