Системи харчування судноплавних шлюзів повинні відповідати наступним вимогам:
- тривалість наповнення (спорожнення) камери шлюзу повинна відповідати заданій судопропускних здатності шлюзу;
- режими наповнення (спорожнення) повинні забезпечувати нормальні умови стоянки в камері і роботи обладнання, нормальні умови стоянки і маневрування суден в підводних каналах;
- конструкції елементів системи живлення повинні бути доступні для огляду і ремонту, а також забезпечувати швидке припинення наповнення (спорожнення) камери.
При напору на шлюзи (розташованих на нескельному підставі) більше 15 м, а також при розрахунковому вантажообігу, що наближається до пропускної спроможності шлюзу застосовуються розподільні системи харчування. забезпечують найбільш спокійні умови відстою судів в камері шляхом подачі води в неї через поздовжні галереї в стінах або днище з великим числом водовипусків.
При великому напорі на шлюз (або камеру багатокамерного шлюзу) слід приймати тип камери із суцільним залізобетонним днищем, жорстко пов'язаним з камерними стінами. При камерах із суцільним залізобетонним днищем, в першу чергу, вибирається тип днища: нерозрізний (доковий), розрізний або тимчасово розрізний (з попереднім напруженням).
Приймаємо тип днища НЕ розрізний (доковий), тому що розрізні днища недоцільні при наявності в основі грунтів з високим коефіцієнтом фільтрації.
Стіни камер шлюзу, що зводяться на нескельних ґрунтах, як правило, повинні бути гравітаційними з монолітного або збірного бетону та залізобетону.
Особові межі камер шлюзів слід проектувати вертикальними або з ухилом в бік засипки не більше 50: 1. Похилі межі стін повинні сполучатися з вертикальними гранями підвалин голів перехідним ділянкою в поздовжньому напрямку з ухилом не більше 1: 5. Тилові межі стін камер шлюзів при висоті більше 10 м, як правило, слід виконувати з перемінним ухилом по висоті.
Нижню голову проектуємо у вигляді підвалин, жорстко пов'язаних з нерозрізним днищем.
8. Гідравлічний розрахунок водопровідної системи шлюзу
Мета гідравлічного розрахунку - встановити основні розміри елементів водопровідної системи шлюзу, при яких будуть забезпечені наповнення і спорожнення камер протягом певного часу, що відповідає пропуску через шлюз заданого вантажообігу, при задовільних умовах відстою і маневрування шлюз судів, а також надійній роботі конструкцій і устаткування.
Гідравлічний розрахунок виробляємо окремо для наповнення і спорожнення камер.
У курсовому проекті приймаємо:
а) стіни камер вертикальними;
б) середню площу камери рівній
в) рівномірний відкривання водопровідних затворів протягом часу
= 0,3 ... 0,5 при наповнення камер через поздовжні галереї
Умови відстою судів оцінюються допускаються поздовжніми гідродинамічними зусиллями, що діють на судно водотоннажністю D, що знаходиться при наповненні і спорожненні камери в несталому потоці.
Обчислюємо водотоннажність розрахункового судна з повним вантажем:
де: - щільність води ,;
- коефіцієнт повноти водотоннажності ,;
- довжина розрахункового судна,
- ширина розрахункового судна,
S- осаду розрахункового судна з повним вантажем, S = 4м.
g- прискорення вільного падіння, g = 9,81.
По таблиці отримуємо
Наповнення камери шлюзу.
Визначаємо площу поздовжніх галерей для однокамерних шлюзів за формулою:
для поворотного типу затвора
Поперечний переріз однієї галереї квадратної форми:
Перевірка умови відстою судів на поздовжню гидродинамическую силу:
для простих розподільних систем.
Отже необхідно або збільшити час шлюзування судів, або змінити схему розподільних систем. Збільшуємо час шлюзування:
Визначаємо площу поздовжніх галерей для однокамерних шлюзів за формулою:
для поворотного типу затвора
Поперечний переріз однієї галереї квадратної форми:
Перевірка умови відстою судів на поздовжню гидродинамическую силу:
для простих розподільних систем.
Перевіряємо чи не вплине зміна часу наповнення / спорожнення камери на вантажообіг.
Тоді експлуатаційна грузопропускная здатність шлюзу дорівнює
Отже, грузопропускной здатності шлюзу досить для того, щоб забезпечити розрахунковий вантажообіг. Умова виконується.
Заглиблення центру водопровідних затворів нижньої голови під наинизший навігаційний рівень НБ:
- коефіцієнт, що залежить від відносного часу відкривання затворів.
Спорожнення камери шлюзу
Площа перетину водопровідних галерей:
Найбільші швидкості течії в підхідних каналах: