Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Камеры и системы питания судоходных шлюзов

Конструкции камер зависят от геологического строения их оснований. Преимущественно распространены камеры из бетона и железобетона (рис.13.3). Камеры шлюзов принято классифицировать по типам стен, днищ и обратных засыпок.

По типу стен различают откосные (рис. 13.3, а) и вертикальные (рис.13.3,б...ж) шлюзовые камеры. Откосные в основном применяют в малонапорных гидроузлах с разборными судоходными плотинами. Их недостаток — необходимость устройства вертикальных направляющих суда эстакад, что существенно отражается на стоимости таких камер. В основном применяют шлюзы с вертикальными стенами.


По типу днищ камеры бывают со сплошными водонепроницаемыми (рис.13.3,6)и с водопроницаемыми (рис. 13.3, в, г) днищами. Первые днища жестко связывают со стенками, вторые выполняют отдельно от стен. Камеры со сплошными водонепроницаемыми днищами (на нескальных основаниях) наиболее надежны и совершенны в конструктивном и эксплуатационном отношениях. Отказ от этих конструкций оправдан лишь в тех случаях, когда камера с водопроницаемым днищем и отдельно стоящими стенами имеет меньшую стоимость (например, при выдвижении камеры в НБ). Водонепроницаемые днища могут быть неразрезными (рис. 13.3,6), временно разрезными и разрезными консольными (рис. 13.3, ж). Разрезку днищ осуществляют для уменьшения нагрузок на них и снижения их толщины. Деформационные швы в камерах шлюзов на нескальных основаниях делают через 20...30 м. Швы выполняют сквозными от верха стен до низа фундаментной плиты, с устройством уплотнений, аналогичных уплотнениям швов бетонных плотин (разд. 7). Расположение швов увязывают с размещением причальных приспособлений в камере.

Водопроницаемые днища применяют в основном на низконапорных гидроузлах, шлюзы которых имеют головную систему питания. Эти шлюзы часто имеют стены сборно-монолитных конструкций (например, москворецкие шлюзы), а на слабых грунтах стены устраивают на свайных фундаментах (рис. 13.3,0, г). Дно камер таких шлюзов покрывают креплением в виде бетонных плит, уложенных на обратном фильтре. Типы швов шлюзов с водопроницаемым днищем аналогичны описанным выше. В связи с небольшой высотой стен их можно также выполнять в виде железобетонных и стальных шпунтов, поддерживаемых анкерными тягами со стороны засыпки.

Конструкции камер шлюзов, сооружаемых на скальных основаниях, приведены на рисунке 13.3,6, е. Дно камеры при высоком качестве скалы можно не облицовывать. Облицовка стен зависит также от качества скалы. При слаботрещиноватой скале ее выполняют тонкой (0,5...1 м), закрепленной анкерами к скале. Анкеры помещают в скалу под углом около 15° для того, чтобы в скважины можно было залить цементный раствор. Стены шлюзов выше поверхности скалы выполняют в виде уголковых подпорных или контр- форсных заанкеренных стенок.

Системы питания предназначены для наполнения и опорожнения шлюзовых камер с допустимыми скоростями движения воды в самой камере, а также в верхнем и нижнем подходных каналах (рис. 13.3).

Сосредоточенная система имеет водоводы в пределах верхней и нижней голов шлюза (головная система), что обеспечивает минимум затрат на строительство, удобство управления, осмотра и ремонта (рис. 13.2, а...г, ж,13.3). Такую систему применяют обычно при напорах менее 15 м.

В случаях, когда произведение напора на полезную длину камеры шлюза 2000 м2 и отношение этого напора к глубине на выходном пороге (короле), делают распределительные системы питания (рис. 13.2,6—ж; 13.3, ж, и). Наполняющая камеру вода впускается через отверстия по всей длине камеры, чем достигаются наименьшие динамические воздействия ее на корпуса шлюзуемых судов. Сбрасывается вода в НБ через эти же отверстия и также рассредоточено по длине. Такая система требует устройства галерей на значительный расход воды. Галереи и распределительные отверстия делают либо в утолщениях стен шлюза, либо в донной плите, что удорожает сооружение.

Движение потока воды через галереи при наполнении и опорожнении камеры со значительными расходами может вызвать недопустимые скорости течений в верхнем и нижнем подходных каналах, что увеличит время ввода судов в шлюз. В таких случаях вода забирается вне подходных путей; в сторону от нижнего подходного канала делается и сброс (рис. 13.3, к).

Существуют конструкции более сложных распределительных систем питания; например, питание водой различных участков камеры из отдельных галерей, подача воды к выпускам с предварительным гашением напора, устройство разветвлений разной длины из условия получения в каждом из них потока с одинаковой энергией (экви- инерционные галереи) и др.

Заслуживают внимания системы питания шлюзов со сбережением воды [57]. Для этого вблизи шлюза строят сберегательные бассейны, в которые сливается вода из верхней части камеры; эта вода при повторном цикле шлюзования самотеком сливается в нижнюю часть камеры, а верхняя заполняется из ВБ.

Экономия воды в этом случае достигает 40 %.

Гидротехнические сооружения/Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 432 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики