Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


Сегментный металлический затвор

В практике широкое применение находят сегментные аатворы, которые позволяют снизить подъемное усилие.

1. Общая схема обычного сегментного затвора и основные силы, действующие на него. Обычный сегментный затвор (рис. 21.24) имеет следующие основные элементы: пространственную несущую конструкцию 2, на которую опирается обшивка; эта конструкция в виде пространственной фермы имеет примерно такой же вид, как и в случае плоского затвора, но она как бы изогнута по дуге радиусом R; опорные ноги 3, с помощью которых гидростатическое давление передается на опорные шарниры короткие железобетонные (или металлические) консоли 5, выпущенные из стен быков или устоев, на этих консолях располагаются опорные шарниры 4. Устройство коротких консолей позволяет избавиться от пазов в быках (или устоях). При этом, несколько снижая расчетный пролет затвора, также уменьшаем толщину быков. Прилагая к затвору усилие подъема 5, можно вращать затвор относительно оси опорных шарниров 4 и открывать отверстие.


Масса металлического сегментного затвора может быть в первом приближении определена либо по специальным графикам, либо по эмпирической формуле. Согласно А. Р. Березинскому,

Вертикальная линия действия собственного веса G расположена от центра опорного шарнира 4 на расстоянии

Чтобы определить подъемное усилие, необходимо составить уравнение моментов всех сил, действующих на затвор относительно оси опорных шарниров 4. Основные из этих сил: 1) подъемное усилие Sf; 2) собственный вес затвора G; 3) сила трения Тупл в боковых уплотнениях 6 затвЪра; 4) сила подсоса Р вак, действующая снизу на затвор; 5) сила трения в опорных шарнирах, зависящая от гидростатического давления; плечо этой силы равно радису г шарнира; в связи с небольшим значением г моментом этой силы часто можно пренебречь.

Линия действия гидростатического давления Р на обшивку затвора должна проходить через ось опорных шарниров, поэтому момент силы Р относительно упомянутой оси должен равняться нулю.

Анализируя отмеченное выше уравнение моментов, в случае сегментного затвора подъемное усилие т. е. оно почти в 2 раза меньше, чем в случае плоского затвора. Подъемное усилие Sf по формуле (21.11) отвечает полному открытию отверстия; начальное Sf (без учета примерзания затвора) может составлять 0,5G.

Существуют особые виды сегментных затворов: с расположением опорных ног затвора в области верхнего бьефа; затворы, предусматривающие не только истечение изпод щита, но и через его гребень и т. п.

2. Схема конструкции обычного сегментного затвора. Основными элементами сегментного затвора данного типа (рис. 21.25) являются две (а иногда три) прямоугольные рамы abed (по возможности равнонагруженные гидростатическим давлением), опирающиеся на шарниры and. Вначале эти рамы соединяла связями, причем несущую часть затвора (пролетное строение и опорные ноги) получали в виде жесткой решетчатой конструкции (рис. 21.26, а). В такой конструкции (в ригелях и других элементах) возникали сравнительно большие изгибающие моменты. Чтобы снизить эти моменты, стали применять затворы с относительно гибкими (деформирующимися) опорными ногами (рис. 21.26,6), а в случае сравнительно, малых затворов (610...12 м; Н.7.,.8 м) — устройство вертикальных шарниров 1 (рис. 21.26, в) в месте соединения затвора с его опорными ногами.


В последнее время используют затворы с наклонными опорными ногами (рис. 21.26,г). При наличии таких ног значительно снижаются изгибающие моменты в ригелях затвора; в опорных же ногах эти моменты доводятся почти до нуля (при большом наклоне ног).

Металлическая конструкция затвора образуется либо в виде ре шетчатой системы, либо из балок того или другого профиля. Для примера на рис. 21.27 показаны две различные системы балочной клетки сегментного затвора; на рис. 21 28...21.31 — различные варианты его конструктивного оформления.


3. Опорные шарниры. Опорные шарниры затвора должны быть расположены так, чтобы они не затапливались (не омывались) водой и о них не ударялись льдины, сбрасываемые в нижний бьеф. Существуют две схемы расположения опорного шарнира: а) обшивка затвора находится левее вертикали, проведенной через донное уплотнение затвора (рис 21.28) и б) правее упомянутой вертикали (рис. 21.29). Последняя схема применяется чаще. Местоположение опорных шарниров выбирают также с учетом расположения служебных мостов и подъемноопускных механизмов. Имеют в виду, что при открытом отверстии затвор может подниматься выше гребня быков.

В связи с наличием у сегментного затвора опорных ног длина быков получается относительно большой. Чтобы сократить эту длину, опорные шарниры располагают в самом конце быка (рис. 21.29 и 21.30), закрепляя их на быке (с низовой его стороны) с помощью арматуры, работающей в основном на растяжение.

Опорные шарниры бывают шаровые, цилиндрические,, конические. Шаровые шарниры, позволяющие деформироваться («вращаться») опорным ногам затвора во всех направлениях, являются весьма сложными в изготовлении, поэтому они не получили широкого распространения. Цилиндрические шарниры могут иметь неподвижную цилиндрическую ось вращения (для одной опорной ноги) трех различных видов: а) в виде балки на двух опорах (рис.



4. Крепление подъемных тяг к затвору. Маневрирование сегментными затворами осуществляют, как правило, стационарными подъемноопускными механизмами, причем эти затворы поднимают почти всегда двумя тягами, расположенными с двух сторон затвора; при этом работа подъемных механизмов должна быть соответствующим образом синхронизирована (во избежание перекоса затвора при его подъеме). Только в редких случаях, когда затвор сконструирован так, что он сопротивляется скручиванию, может применяться односторонний подъем сегментного затвора (см. рис. 21.31).



Подъемные тяги выполняют в виде цепей Галля, канатов или цепочных (пальчатых) зубчатых реек, а также в виде штоков гидравлических домкратов (подъемников). Место крепления гибких тяг (цепей, канатов) к затвору может быть различно и располагаться как с верховой (при отсутствии суровых зимних условий), так и с низовой стороны затвора. Разумеется, это место должно быть увязано с расположением подъемноопускных механизмов.

Чтобы затвор поднимался возможно выше над быком, гибкую тягу крепят у нижнего ригеля с верховой стороны затвора (см. рис. 21.31) или к затвору (см. рис. 21.28 и 21.29). На рис. 21.31 приведена схема затвора, поднимающегося с помощью цепочной (пальчатой) рейки и неподвижного зубчатого колеса — шестерни, а на рис. 21.34 — схема затвора, маневрирование которым осуще


Веса плоского и сегментного затворов также примерно одинаковы. Сегментный затвор по сравнению с плоским имеет следующие положительные качества: 1) подъемное усилие в случае сегментного затвора получается значительно м&ньше; оно легко может быть снижено путем устройства противовеса, стоимость цодъемноопускных механизмов сегментного затвора будет относительно небольшой; 2) сегментный затвор лучше работает зимой, так как опорные шарниры расположены, над водой; 3) сегментный затвор позволяет относительно быстро.открывать отверстие; 4) в случае сегментного затвора высота и толщина быков получается меньше; 5) сегментные затворы обеспечивают лучшее обтекание их водой и потому не подвергаются вибрации в такой мере, как плоские затворы; 6) смещая несколько (например, на 50 мм) центр вращения сегментного затвора по отношению к центру общивки, можно получить условия, при которых во время подъема затвора обшивка несколько отходит в сторону от отложившихся перед затвором наносов, а также от ледяного поля верхнего бьефа; такое смещение центра вращения также позволяет снизить подъемное усилие; 7) сегментный затвор легко может быть обращен в затвор автоматического действия.


Недостатки сегментных затворов: 1) их нельзя переставлять из одного пролета в другой; 2) они не могут быть использованы как строительные затворы; 3) длина быков в случае сегментных затворов получается большой; 4) наличие бокового распора, действующего со стороны опорных шарниров затвора на быки, иногда может влиять на боковую устойчивость быков.

Гидротехнические сооружения. Учеб. пособие для студ. гидротехн. спец. вузов. В 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. Ч. II. Водосливные плотины. — М.: Агропромиз- дат, 1985. — 302 с.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????