Силы, действующие на затвор
Различают следующие основные силы, действующие на затвор.
1. Гидростатическое давление воды и давление наносов; эти силы учитывают так же, как и при расчете плотины.
2. Статическое давление льда; эту силу при расчете затворов не учитывают, имея в виду, что в процессе эксплуатации затворов предусматривают соответствующие меры по снижению значений этой силы. Динамическое давление льда иногда учитывает.
3. Собственный вес затвора; вес затвора в первом приближении устанавливают (в зависимости от ширины отверстия и высоты затвора) по имеющимся эмпирическим формулам и графикам для различных видов затвора; окончательное значение веса затвора находят по соответствующей спецификации, составленной после разработки проекта металлической конструкции затвора.
4. Температурные усилия, давление ветра (при поднятом затворе), волновое давление, сейсмическое давление воды учитывают не всегда.
5. Иногда приходится анализировать силы гидродинамического давления на затвор при различных степенях открытия отверстия. В отношении этих сил можно сказать следующее: а) гидродинамическое давление, действующее на частично поднятый плоский затвор (рис. 20.3), всегда меньше, чем гидростатическое давление, выражаемое гидростатическим треугольником abc. Упомянутое гидродинамическое давление может быть найдено с помощью гидравлического уравнения изменения количества движения (гидростатическое давление превышает гидродинамическое не более чем на 12...13 %); б) при переливе воды через верх затвора под стурей воды может возникнуть вакуум, что нежелательно. Чтобы избавиться от вакуума, верх затвора делают обтекаемой формы. При переливе воды иногда приходится учитывать вес переливающейся воды; в) при истечении изпод затвора (когда низ затвора имеет необтекаемую форму) под затвором также может возникнуть вакуум.