Назначение и конструкция судоходных шлюзов
Судоходные шлюзы служат для вертикального транспортирования (подъема или спуска) судов и плотов у гидроузлов на реках или сооружений с перепадом уровней на каналах. На рисунке 13.2 изображена схема судоходного однокамерного одноступенчатого шлюза и конструкции его верхней и нижней голов. Основные элементы шлюза: подходные конструкции, верхняя и нижняя головы со шлюзовыми воротами и водоводами для наполнения и опорожнения, шлюзовая камера. Суда, заходя в камеру, швартуются за подвижные рамы, так как при наполнении и опорожнении камеры в ней наблюдается течение.
В зависимости от грузооборота размеры камеры шлюза принимают по габаритам одного расчетного судна или группы судов, устанавливаемых в одну или две колонны. При очень большом грузообороте строят параллельные нитки шлюзов. В зависимости от преодолеваемого перепада между бьефами шлюзы могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми. Полезную длину камеры определяют по формуле:
В пределах голов шлюза размещается механическое оборудование.
Ворота служат затворами, воспринимающими давление воды между бьефами. Они состоят из двух створок, вращающихся в шкафной части головы вокруг вертикальной оси; имеются и другие конструкции затворов в головах шлюзов. Ворота открываются и закрываются только при выровненных уровнях перед и за воротами.
В головах имеются пазы для перекрытия отверстий шлюза сверху и снизу ремонтными затворами.
Системы наполнения и опорожнения камеры приведены на рисунках
В конструктивном отношении головы судоходных шлюзов представляют собой неразрезные пространственные сильноармированпые железобетонные конструкции, состоящие из фундаментной плиты и боковых устоев. Фундаментная плита обычно жестко связана с устоями.
Конструкции верхних голов зависят от системы питания (см. 13.1.4) шлюзов и типов основных и ремонтных затворов (рис. 13.2, II). Если питание безгалерейное, то используют подъемно-опускные плоские и сегментные затворы (рис. 13.2,в, г). Схема верхней головы с галереями в устоях приведена на рисунке 13.2, а, б, д. Уменьшение длины голов достигается применением плоских основных и ремонтных затворов. Обычно их применяют на верхних головах. Нижние головы подвержены весьма большим колебаниям уровней воды (рис. 13.2, е, ж), и из-за этого их затворы обычно выполняют либо в виде высоких двустворчатых ворот (малые и средние напоры), либо в виде подъемно-опускных ворот (напоры более 30 м). Статические условия работы нижних голов при больших напорах можно облегчить устройством распорок-затяжек между устоями (рис. 13,е); в этом случае голова работает как замкнутая рама.