1. Разработка конструктивной схемы затвора

Вначале следует подробно изучить конструкцию затворов гидротехнических сооружений, функциональное назначение и взаимное расположение их элементов по литературным источникам, например по (I, с.267-294; 2, с. 53-74); после чего, руководствуясь исходными данными, разработать конструктивную схему затвора для своего варианта и вычислить основные размеры и нагрузки (рис.1).

Расчетный пролет затвора (расстояние между осями опорно-ходовых частей) определяют по формуле:

ℓеƒ = ℓ0+2C

(1)

где ℓ0 - отверстие в свету, в м;

C - расстояние от края устоя до оси опорно-ходовых частей, в м.

Расстояние C должно быть таким, чтобы обеспечивалось размещение в пазах устоев неподвижных частей затвора. Для затвора со скользящими опорами C = 0,25…0,30 м.

ℓеƒ = 14+2*0.25=14,5 м.

Нагруженный пролет (расстояние между вертикальными боковыми уплотнениями) принимают равным:

ℓг = ℓ0 + (0,15…0,20), м .

(2)

ℓг = 14+0.15=14,15 м.

Затем, назначают предварительную высоту ригеля (в дальнейших расчетах ее уточняют) в пределах:

h = (0,100…0,125) ℓеƒ , м.

(3)

h = 0.12*14,5=1.74 м.

Причем, большие значения высоты ригеля принимают для затворов из низколегированных сталей марок 09Г2С и 15ХСНД.

В поверхностных затворах высоту ригеля на опоре уменьшают до величины

hоп ≈ (0,5…0,6) h, м .

(4)

hоп = 0,55*1,75=0,957 м .

Такое изменение высоты позволяет уменьшить ширину ниши пазового устройства и длину устоев, а также несколько снижает общий вес ригеля. Начало изменения высоты ригеля обычно принимают в крайних панелях.

Стенка ригеля разбивается по длине на 6 или 8 панелей поперечными диафрагмами, количество панелей делают четным, что обеспечивает симметричность продольной связевой фермы. Длина панели ℓm назначается в пределах h<ℓm<2 h; допускается длину крайних панелей принимать несколько отличающейся от длины средних.

Полная высота затвора определяется по формуле:

нзат = н+ао, м .

(5)

где ао = (0.3…0.4) м – расстояние от уровня горизонта верхнего бьефа (УВБ) для верхней точки затвора.

нзат = 5,2+0,35=5,55 м .

В двухригельном затворе ригели устанавливают на равном расстоянии от линии действия равнодействующей силы гидростатического давления Р; при соблюдении этого условия ригели получаются равнонагруженными. Положение линии действия равнодействующей гидростатического давления определяется как:

Z = н/3, м .

(6)

Z = 5,2/3=1,733м .

Затем, назначают расстояние а₂ от нижней точки затвора до оси нижнего ригеля; это расстояние должно обеспечить размещение опорно-ходовых частей. Для затворов со скользящими опорами из древесно-слоистого пластика его принимают в пределах:

а2 = (0,5…0,6), м .

(7)