2. Общее устройство однокамерного шлюза

Судоходными шлюзами называются напорные гидротехнические сооружения, при помощи которых суда преодолевают сосредоточенные падения уровней воды на гидроузлах при переходе из одного бьефа в другой.

Основные конструктивные части судоходного шлюза:

• верхняя и нижняя головы;

• расположенная между ними камера;

• верхний и нижний подходные каналы, примыкающие к соответствующим головам шлю­за.

Головы камеры шлюза поддерживают разность уровней воды между бьефами при ее наполнении и опорожнении. На них размещается оборудование, предназначенное для осу­ществления процесса шлюзования. В камере шлюза, ограниченной с боков стенами, находят­ся суда при их шлюзовании. На стенках камеры размещаются причальные устройства в виде тумб, а по высоте - плавучие рымы, за которые швартуются суда.

Подходные каналы, примыкающие к головам шлюза, имеют размеры, обеспечиваю­щие расхождение судов при входе в камеру и выходе из нее, а также безопасные условия стоянки судов, ожидающих шлюзования у причальных стенок. Для обеспечения плавного входа судов в отверстия голов шлюза устраиваются направляющие палы, которые имеют в плане вид криволинейных стен.

2. Определение основных размеров камеры шлюза

Шлюзы должны иметь габариты, отвечающие размерам наибольших расчетных судов и составов, проходящих через них в течение определенного перспективного периода време­ни.

Основными габаритами шлюза являются полезные размеры камеры: ее длина l_c,ef, ее ширина b_c,ef и глубина на порогах верхней и нижней голов h_j.

Полезные размеры камеры шлюза определяются согласно СНиП 2.06.07-87 (1):

• полезная длина камеры:

, м,

где - сумма длин расчетных судов, шлюзуемых одновременно и устанавливаемых в камере в кильватер;

n - число одновременно шлюзуемых судов по длине камеры;

- запас по длине камеры в каждую сторону и между судами, определяемый по выраже­нию:

м

м

При одинаковой длине одновременно шлюзуемых судов в камере зависимость (1) может быть представлена в виде:

, м

м;

• полезная ширина камеры:

, м,

где - сумма ширин одновременно шлюзуемых (рядом стоящих) судов;

- число одновременно шлюзуемых судов по ширине камеры;

- запас по ширине в каждую сторону и между радом стоящими судами.

Запасы по ширине камеры должны быть не менее: при ширинах судна до 10 м - 0,2 м; до 18 м - 0,4 м; до 30 м - 0,75 м; свыше 30 м - 1,0 м. В данном случае = 0,4 м.

Если в камере располагаются суда с одинаковой шириной, то зависимость (3) можно записать в виде:

, м

м;

• глубина на порогах шлюза, отсчитываемая от расчетного наинизшего судоходного уровня, должна приниматься не менее:

, м,

где S - статическая осадка расчетного судна в полном грузу.

м

Полученные значения , и округляются в сторону увеличения до ближайших стандартных значений, приведенных в таблице 1, и они используются при выполнении дальнейших расчетов.

Таблица 1.

Отношение по-лезной ширины камеры шлюза к полезной длине, м	37 400	37 400	30 300	20 300	20 150	18 150	15 150	15 100	12 100	8 50	6 35
Глубина на поро­гах шлюза, м	6,0	6,0	6,0	5,5	5,5	5,5	4,0	3,0	3,0	3,0	2,0
	5,5	5,5	5,5	5,0	5,0	5,0	3,5	2,5	2,5	2,5	1,5
	5,0	5,0	5,0	4,5	4,5	4,5	3,0	2,0	2,0	2,0	1,0
	-	-	-	4,0	4,0	4,0	-	-	1,5	1,5	-

Принятые значения: м, м, м.

Размеры поперечного сечения камеры шлюза докового типа:

• глубина воды в камере, отсчитываемая от расчетного наинизшего уровня:

, м

м,

где - возвышение порога нижней головы над днищем камеры, принимаемое равным 0; 0,5 или 1,0 м ( = 0,5 м);

• высота стенки:

, м

м

м

Здесь а - возвышение верха стен над расчетным наивысшим уровнем, принимаемое не менее 2,0 м - для сверхмагистральных водных путей (глубина 3,2 м и выше).

Толщина стенки по низу и толщина днища определяется по результатам статическо­го расчета. При предварительных расчетах их можно принимать равным 0,25Н_с (5,0 м).

Поперечный разрез камеры шлюза представлен на рис.1.