Судоходный шлюз в составе комплексного гидроузла

^{- возвышение верха ворот над наивысшим уровнем воды в камере -}

,

2. ПОДХОДНЫЕ КАНАЛЫ И НАПРАВЛЯЮЩИЕ ПАЛЫ

 

     Для однониточных шлюзов рекомендуются полусимметричные подходы с движением при входе по прямой составов в шлюз [1]. В этом случае смещение осей судового хода относительно оси шлюза будет

     ^{для входящего судна  -}                                        (10)

     ^{для выходящего судна  -}                                   (11)

^{где    внешняя часть уширения судового выходящего судна}

                                                   (12)                  

^{где     радиус оси судового хода в пределах подходного канала}

     

       ^{запасы по ширине между судном и причальной стенкой (для} выходящего судна) и между судном и границей судового хода (для входящего судна)

       ^{запас по ширине между судами}

     ^{В курсовом проекте  можно принять (стр. 13, [1])}

      

     

     

     

     Расстояние между осями судовых ходов

     

     

     Ширина  канала b на уровне расчётной глубины составит

                                                             (13)

   или

                                                                                              (14)

^{где    суммарное уширение канала,}

     

     Ширина  канала (по зеркалу) в расчётном сечении 

                                                                                                 (15)

где     т  – коэффициент заложения откосов канала

      ^{глубина в канале, м}   

     b – ширина канала по дну, b=45,5м       

         При подборе глубины в канале, в  конечном счёте, должно выполняться  условие

                                                           (16)

^{где     S – площадь живого сечения канала,}  

                                                                                      (17)

         ^{- площадь миделевого сечения расчётного судна,}

         ^При

     

         

     

         ^{Условие выполняется. Глубину  в канале принимаем  равной}  

     Длина подходного канала на той части, которая необходима для манёвра судов, входящих в шлюз и выходящих из него, складывается

   ^{а) из длины первого участка , начинающегося непосредственно от шлюза, равной половине длины расчётного судна}  

                                                                                                               (18) 

     

    ^{б) из длины второго участка , на котором состав при встречном движении} переходит с оси шлюза на смещенную ось судового хода в канале 

                                                                                (19)

         

    ^{в) из длины третьего участка , являющегося местом стоянки составов,} ожидающих шлюзования или местом их расхождения

                                                                                                                 (20)       

           

     Общая длина подходной части канала составит 

                                                                                                     (21)

               

     Переход от уширенного сечения подходного канала к нормальному происходит по длине

                                                                                                             (22)

     

     ^{Определение скорости судна в  канале: , так как не задано, назначается , определяем}  

                                                                                    (23)

       ^{по графикам [6]}

                                                                                               (24)

     

       

     Не размывающая скорость

                                                      (25)  

                                                                                                  (26)

   

                                                                                                 (27)

     

   

 ^{по графику [6]}

     

       для песка средней крупности [6]

     

     Условие не размывания обеспечивается. 

     Направляющие  палы, примыкающие к внешним граням голов шлюза, должны обеспечивать постепенный  переход от ширины канала к ширине камеры шлюза. Очертание криволинейной палы может быть выполнено по окружности одним или несколькими радиусами.

     Для ходовой палы, вдоль которой судно  входит в шлюз, в границах судового хода на уровне расчетной глубины  при наивысшем судовом уровне должно быть соблюдено условие. Чтобы угол между направлением касательной к пале и осью шлюза был не более - для шлюзов на водных путях магистрального значения; для неходовых пал этот угол должен быть в два раза больше.

     Очертание палы устанавливается после того, как будут найдены радиусы  дуг её рабочей и сопрягающей частей. Расчёт следует начинать с определения положения границ судового хода относительно внутренних граней входных стен, ^{характеризуемых размером а (рис.5, [1]), и относительно уреза воды – размером}

     ^{Для ходовой палы -}                                           (28)

   

 

     ^{Для неходовой палы -}                     (29)

   

     ^{Если по расчёту величина или получится отрицательной, следует} принять её равной нулю. В обоих случаях  

                                                                                                (30)

^{где т - заложение откоса, колебание уровня воды в нижнем бьефе}

     

     Для ходовой палы

                                                                       (31)

     

  Для неходовой палы 

                                                                 (32)

     

     Теперь  можно определить радиусы дуг R и величину проекции длины палы на ось шлюза.

     Рабочая часть палы (криволинейный участок)

     сопрягающая часть палы 

                                                                           (33)

     

     

     Проекция на ось шлюза рабочей части палы, расположенной в границах ширины судового хода при судоходном наивысшем уровне, должна приниматься не менее - для неходовых пал. Следовательно, прямолинейный участок ходовой палы составит

                                                             .                                              (34)                         

      . 

     Крепление откосов канала, т. е. тип крепления  и его основные размеры зависят  в значительной степени от высоты волны.  

     Высота  волны может быть определена по следующей формуле 

                                                                                       (35)                        

^{где    высота судовой волны у откоса канала}

        ^{скорость движения судна}

        ^{- коэффициент полноты водоизмещения судна}

     

     

     Определение высоты судовой волны следует производить как для больших, так и для малых судов, так как последние могут дать большую высоту волны. При этом у малых судов должна быть принята паспортная скорость движения для неограниченного фарватера.

     ^{Высота  наката волны на откос}  

                                                                                       (36)

где коэффициент, принимаемый равным для каменной наброски 0,8 (стр. 19, [1])

     m - заложение откоса

     

     Верхняя граница основного (не облегченного) крепления будет ^{располагаться выше судоходного наивысшего уровня на величину (рис. 6) [1].}

     Нижняя  граница основного крепления  будет ниже судоходного наинизшего ^{уровня на величину где - высота отката волны, принимаемая равной}

     

     ^{Нижняя  граница основного  крепления}

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. СТВОР ГИДРОУЗЛА

 
 

     На  плане выгодным местом для строительства гидроузла, является выбор узкого места р. Енисей, вниз по течению за островом Бирюсинский. Для этого необходимо выбрать максимально приближенные друг к другу горизонтали с определенной отметкой (91,0 + 2 м) соответствующей судоходному наивысшему уровню в верхнем бьефе и возвышением верха плотины над этим уровнем (см. л. 2). Это место должно быть наиболее выгодно и в выборе гидроузла и месте расположения шлюза. Гидроузел, необходимо располагать по левому берегу. Общая протяженность гидроузла составит ~1090 м, (в т.ч. протяженность плотины  ~460 м.)