Судоходный шлюз в составе комплексного гидроузла

МИНИСТЕРСТВО  ТРАНСПОРТА РФ 

НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 ВОДНОГО  ТРАНСПОРТА 
 
 
 
 

Кафедра гидросооружений, портов и надёжности сооружений 
 
 
 
 
 
 

Курсовой проект 

«Судоходный шлюз в составе комплексного гидроузла» 
 
 
 

                                              
 
 

                                                          Выполнил: студент гр.ГТ-41

                                                                                                                Казанцев А. С

                                                                                    Проверил:  Салова Н. А. 
 
 
 
 

                                                                                      

           
 
 
 
 

Новосибирск 2008 
 

     Содержание 

                                                                                                              стр. 

                Введение                                                                                 3

     1.   Установление основных размеров                                                 4                                                       

     1.1   Габариты шлюза                                                                                   4   

     1.2    Основные размеры шлюза                                                                  6       

     2.    Подходные каналы и направляющие полы                                  7              

     3.   Створ гидроузла                                                                                 14        

     4.    Системы питания шлюзов                                                              15         

     4.1  Выбор типа системы питания                                                            15  

     4.2    Расчёт гасительных устройств                                                            17 

     4.3    Опорожнение камеры                                                                          19   

     5.    Технико-эксплуатационные расчёты                                             22       

     5.1    Пропускная способность шлюза                                                        22   

     5.2    Расход воды на шлюзование                                                               24

     6.    Расчёт стен камеры шлюза                                                               26      

     6.1    Исходные данные для расчёта                                                            26  

     6.2    Определение размеров стены                                                              27  

         6.3    Расчёт нагрузок на стену                                                                      27 

     6.4    Расчёт стен по прочности                                                                     30 

     6.5    Конструктивные требования к армированию                                    33 

         6.6    Расчёт фундамента стен и днищ камер                                              33

     7.    Металлические двухстворчатые ворота                                         38       

     7.1    Геометрические размеры створки                                                      38

     7.2    Выбор типа ворот                                                                                 38

     7.3    Расчёт количества и месторасположения ригелей                            38 

          8.    Объём строительно-монтажных работ и

                     стоимость сооружения                                                                        40   

                      Список используемой литературы                                                   42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Работу  над проектом следует начинать с изучения задания. Необходимо четко представлять исходные данные. К каждому пункту задания сначала изучить материал по учебнику, другой технической литературе, усвоить требования «Строительных норм и правил», составить расчетную схему, произвести расчеты, сделать необходимые выводы и лишь после этого переходить к выполнению следующего пункта задания.

   Для уменьшения объема пояснительной записки целесообразно  расчеты сводить в таблицы  и иллюстрировать схемами. В случае использования справочных данных обязательны ссылки на источник с указанием страницы.

   Для студентов  заочного рекомендуется начинать расчет шлюза после выполнения курсовых проектов по дисциплинам «Основания и фундаменты», «Железобетонные  конструкции» и изучения первой части  курса «Гидравлика». Для выполнения курсового проекта необходимо иметь, как минимум, один из учебников (данный по списку литературы, указанный в задании на проектирование), а также СНиП 2.06.01-86, 2.06.07-87.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. УСТАНОВЛЕНИЕ  ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ

 

1. ГАБАРИТЫ  ШЛЮЗОВ

 

      Для установления габаритных основных размеров шлюза воспользуемся ^{размерами расчётного состава: длина - Σ , ширина -}

      Габаритные  размеры шлюза

^{полезная  длина  - длина, на которой допускается размещение расчётных составов, полезная ширина - ширина, позволяющая прохождение расчётных составов, глубина на пороге - глубина, достаточная для прохождения судов с расчётной осадкой.}

      Габаритные размеры камеры устанавливаются при судоходном расчётном наинизшем уровне.

  Полезная  длина камеры принимается не менее

                                                                                        (1)

^{где    - сумма длин расчетных судов, шлюзующихся одновременно и} устанавливаемых в камере в кильватер

      ^{- число одновременно  шлюзуемых судов,  устанавливаемых  в камере в кильватер,}

       ^{- запас по длине камеры в каждую сторону и между судами,} устанавливаемыми  в камере в кильватер, определяется по формуле 

                                                                                                      (2)

     

       

     Границей  полезной длины камеры с верховой стороны, при головной системе питания – является конец успокоительного участка. С низовой стороны границей полезной длины является верховая грань  шкафной ниши нижней головы.

  ^{Полезная  ширина  камеры принимается не менее}

                                                                                    (3)   

^{где   - сумма ширин одновременно шлюзуемых (рядом стоящих) судов,}

^{- запас по  ширине с каждой  стороны от  шлюзующихся судов, при ширине судна более 10 м, ,(стр. 7, [1])}

     

    Порядок расчёта глубины на пороге принимается предварительно (стр. 7, ^[1])

                                                                                                  (4)

^{где    статическая осадка судна в полном грузу}

     

     В соответствии с нормами проектирования (табл. 2, [1])

 ^{- принять}

 ^{- принять}

^{так как соотношение , рекомендуемая глубина на порогах шлюза – 4,5 м.} 

      Коэффициент стеснения живого сечения на пороге верхней головы

                                                                                                            (5)

где - площадь миделевого сечения расчётного судна или состава, если последний состоит из нескольких барж, счаленных бортами. По нормам [3]

                                                   (6)

^{где - коэффициент полноты миделевого водоизмещения,}

      

      

      Условие выполняется, следовательно, глубина  на пороге и ширина камеры шлюза выбраны верно. 
 
 
 
 
 
 

2. ОСНОВНЫЕ  РАЗМЕРЫ ШЛЮЗА

 

     ^{Возвышение  верха стен}  

                                                                                           (7)

^{где     напор на шлюз}

        ^{величина возвышения верха стены над наивысшим уровнем воды в камере (прил.3, [3]),}

     

     Длина верхней головы при безгалерейной  системе питания (стр. 10, [1]) 

                                                                                              (8)

     

     ^{Высота  стенки падения}  

                                                                                                (9)

^{где    величина навигационной сработки уровня верхнего бьефа}

     

     

     Для нижней головы с двухстворчатыми воротами принято (стр. 11, [1])

^{- длина входной части -}

^{- угол линии порога -}

^{- глубина шкафной ниши -}

^{- длина полотна створки ворот -}

^{- длина шкафной ниши -}

^{- длина упорной части устоя -}

^{- высота порога над полом шкафной части -}