> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Шлюзы
Шлюзы
Шлюзы. Те реки, приведение которых посредством землечерпания (смотрите XXI. 183, прил. землечерпание) или выправления в желательное для судоходства состояние невозможно по маловодности или характеру русла (например, порожистого), могут быть капитально улучшены посредством шлюзо ванпя. Этот метод заключается в том, что река на своем протяжении через известные промелсуткн преграждается особыми сооружениями (плотинами) той или иной конструкции, причем притекающая вода, скопляясь у плотины, постепенно заполняет лежащее выше но течению русло реки, и уровень ее поднимается до заранее назначенной по проекту высоты. Разница в положении уровней воды до и после постройки плотины называется „подпором“ плотины. В продольном разрезе шлюзованная плотинами река представляет как бы род наклонной (в сторону течения) лестницы, горизонтальные ступени которой представляют уровни воды в отдельных участках („бьефах“) реки между плотинами, а вертикальные—самые плотины.
расположение плотин выбирают с таким расчетом, чтобы, выполняя основную задачу шлюзования—увеличение судоходной глубины, в то же время избегать, по возможности, затопления больших площадей в бьефах ) Для судоходства между отдельными бьефами, имеющими различные уровни воды, устраиваются специальные сооружения—„шлюзы“ (рисунок 2).
Конструкция плотин, применяемых при шлюзовании водных путей, завн-
Рисунок 1. Продольный разрез шлюзованной плотинами река.
Рисунок 2. Общий вид шлюза.
удерживающие воду (рисунок 1). С образованием в речном русле подпора от плотины, с одной стороны, увелнчива-ются глубины, с другой — происходят местные затопления низких берегов (частью с ценными угодьями), почемусит от целого ряда технических условий (смотрите гидротехника, XIV, 513, след ).
1) Для сокращения затоплений или уменьшаю г величины подпоров па III. и плотинах, располагая их чаще по реке, или прибегают к ограждению низких мест земляными валами.
Особенное внимание уделяется предохранению плотины от фильтраций 1). удобству регулирования горизонта воды и способности ее, в случае надобности, разбираться (или складываться), оставляя все русло или часть его свободным для пропуска воды, судов и плотов. Накопленная за плотиной вода и образованный ей подпор, кроме прямого назначения (для надобностей шлюзования), могут быть использованы и в других направлениях, а именно:
а) для утилизации водной энергии иб) для мелиорации земель (об устройстве и назначении плотин см. XIV, прил. гидротехнические сооружения).
Плотины устраивают также и в верховьях реки в целях дополнительного питания во время межени, когда расход реки становится мал. Это питание производится в виде периодическихструкции, отворяющиеся оба только в сторону верхнего бьефа 1); в воротах или с:енах Ш. устраиваются отверстия ni и ppi или mn и mi щ, которые 1 мог) т сообщать прострою тво между воротами („ка- меру“ Ш.) то с верхним, то с нижним бьеФом. Их; закрывают особыми затворами. Для перевода судна из одного б«ефа в другой (положим, из нижнего в верхний), открыв нижние ворота, вводят судно в камеру; затем закрывают нижние в -рота и водопроводы и открывают затворы водопроводов, подающих оду пз верхнего бьефа в камеру; ио наполнении камеры до уровпя в< рхнего бье г а (вместе с чем поднимается и введенное в пее судно) открывают верхние ворота и выводят судно из Ш. ужо в верхний бьеф. Необходимо отметить, что каждое шлюзование I суд :а связано с переходом из верхнего бьефа в нижний извести го объём.i воды, зависящего от размеров шлюзной камеры, разницы в уровнях бьефа и водоизмещения ш нозуемого судна, называемого „сливной призмой“. Расположение Ш. в деривационном канале облегчает в известной степени постройку Ш. и делает подход к нему для судов боле-; безопасным (в отношении затягивания их на плотину); о другой стороны, итпельноо от плотины расположенно III. затрудняет надзор за работой этих двух тесно связанных между собой сооружений.
Время, потребное для шлюзования, зависит от гелнчины подпора, размеров Ш., поперечного сечения водопроводов и совершенства механических приспособлений для открывания и закрывания во-
Рисунок 8. Схема шлюза.
попусков с плотины значительных масс воды с таким расчетом, чтобы горизонт в нижележащей части реки поднялся, хотя бы и временно, но настолько высоко, чтобы глубины на перекатах увеличились до нужного предела. Время попуска воды с плотины сообщается судоходцам заблаговременно, чтобы они были готовы к моменту прибыли воды, вызванной попуском (ср. судоходство, XLI, ч. 5,435,36)..
Схема III., служащего для пропуска судов (а также илотов) нз одного бьефа шлюзованной реки в другой, заключается, в общих чертах, в еле луга-щем (рисунок 3): в особом („деривационном“) канале. 1 вырытом в стороне от плотины и соединяющем между собой два бьефа, или непосредственно при плотине, в русло реки, устраиваетея камера, ограниченная о двух сторон деревянными или каменными стенами; по концам этой камеры расположены деревянные или железные ворота особой коп-
’) „Фильтрацией“ навивается просачивание воды через толщу грунта.
р «т. (3 среднем на одно шлюзование затрачивается от 20 до 30 минут, не считая времени, потребпого для того, чтобы ввести судно в Щ. и вывести из него. Наибольшее возможное в сутки количество шлюзований и размеры камеры определяют пропускную способность III. Если по размерам грузооборота пропускная способность Ш. с одной каморой оказывается иедостаточп -й, П1. устраиваются о 2-мя и более параллельно действующими камерами (параллельные III.), причем, если размеры судов весьма различны, то пз эк яомик воды размеры камер делают неодинаковыми (рнс. 4).
Если напор на Ш. может менять направлена#, что бывает в тех случаях, когд горизонт воды в ппжном бьефе становится выше горизонта в верхнем, то применяют 111. о двусторонним напором. В этих III. устраивают в каждой i олове вместо одних ворот двое, из которых одни работают на напор в сторону нижнего бьефа, а другие—в сторону верхнего, или же применяют ворота, могущие работать на напор в обоих направлениях. Щиты, закрывающие водопроводы этих Ш., также устраивают работающими в обоях направлениях.
Основные, так называемые постоянные, части Ш.— стены и фундаменты—устраивают нз дерева, камня,
) Части стен и фундамента Ш. в месте расположения ворот называются „головами“ Ш.; они делаются более массивными, чем постоянные части Ш. на остальном его протяжении.
271
Ul Л ЮЗЫ
272
бетона или железобетона, реже пз железа или пз комбинации этих материалов. Подвижные части Ш.— ворота и щиты — устраивают из дерева или железа или из того и другого вместе, редко из чугуна и стали. Степы Ш. разделяются па камерные и головные, последние в свою очередь—па упорные, воспринимающие давления от ворот, шкафные, служащие для помещения ворот в открытом положении. и входные, устраиваемые для направления подвижного состава при вводе его в Ш. В них устанавливаются также приспособления для ремонта Ш. и для предохранения ворот на случай навалки на них судов, потерявших способность управления. Входные стены сопрягают с 6epei ами обратными стенами или откосными крыльями. Фундамент Ш. также разделяется па части, соответствующие почерез Ш. Стены Ш. поднимают выше самог > высокого горизонта верхнего бьефа, при котором может совершаться шлюзование.
Наполнение и опорожнение Ш., помимо отверстий в воротах, производится через посредство особых галлерей, называемых водопроводами inn и mi ni (рисунок 8), уетраива мых либо в боковых стенах в обход ворот, либо в фундаменте; в первом случае их проводят для большего спокойствия при шлюзовании по возможности во всю длину камеры, соединяя с ней поперечными каналами; во втором проводят во всю длину фундамента камеры, соединяя с вертикальными каналами, устраиваемыми во флют-бетё; последнюю систему наполнения и опорожнения называют донной. Помимо этих систем, применяют еще сифонную, которая состоит из сифонов,
ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ ПО ОСИ КАМЕРЫ
гис. 4. Шлюз о 4-мя параллельными камерами.
коящнмся на нем степам, причем верхнюю поверхность его между степами называют флютбетом, а порог, устраиваемый в пем для упора ворот— королем. Фундамент верхней головы может быть расположен на одном уровне с фундаментом нижней или выше его. Если верхний король располагается выше нижнего, то переход от него к флюгбету камеры делают в деревянных III. в виде наклонных площадок, а в каменных и бет.х—в виде кертикаль-ного уступа, проходящего поперек III. от одной степы до другой; конструктивно этот аереход осуществляют в виде особой стоики, называемой стенкой падения. Длину и ширину камеры, а также глубину воды над королями берут о некоторым запасом против наибольшего по размерам в плане и по осадке судна, которое должно быть пропускаемоподнимаемых в каждой голове выше горизонта Еерх-пего бьефа; благодаря такому устройству оказывается возможным не иметь особых щитов, закрывающих водопро» оды. Время наполнения и опорожнения камер при внутренних отвесных поверхностях стон определяется по формуле:
г=“я1/Т
F «> ё
где 2 — площадь горизонтального сечения III., считая от верхних ворот до нижних; //—напор III.; о — площадь поперечного сечения водопроводов; р. — коэффициент расхода, принимаемый в зависимости от системы наполнения и опорожнения в пределах от 0,4 до 0,8: g — ускорение силы тяжести 9,81 м/сек. Поперечные сечения водопроводов
НИЖНК1Л бЬЕСйделают по большой части с вертикальными боковыми гранями, а сверху в водо сводов.
Стоны и фундамент делают из дерева в тех случаях, когда сродства, имеющиеся на построй у III., очень ограничены или когда требуется построить III. особо скоро, а также в грунтах слабых, но могущих выдерживать ботыиих нагрузок на основания (рисунок б). Стены эти делают из ряжей или в видериалом. Для ум и мнения фяльт; ацнй воды верхнего бьефа под фундамент поперек III. забивают шчун-уповые ряды. Для упора ворот па фундаменты укладывает королевыс перемычки, образуемые из Королевых колод и усооиков, последние—для воспринятая давления от ворот (рисунок в). Массивные стены, каменные и бет.е, делают со сторопы камеры вертикальными или с весьма крутым поклоном. В
Рисунок 5. Деревянные стены шлюза.
Рисунок б. Деревянный фундамент шлюва.
эаборок, образуемых из стопок, нарубаемых на продольные шпунтовые ряды, и из досок, забираемыхи- стах расположения водопроводов стенам дают ушнрення в зависимости от размеров водопроводов
Of ib/TOtS
Дренам
Толь
Рисунок 7. Массивные стены птоза.
за стойками для удержан <я васыпки; стойки подкрепляют анкерами, заводимыми иа достаточную глубину в засыпку. Фундамепт делают преимущественно в виде свайного ростверка, состоящего из насадок, укладываемых по сваям и поверх насадок прогонов и по о-речнн, но котор ;м укладываю г настил из досок или ппастин. Для лучшей водонепроницаемости фундамента пространство ростверка пот настилом заггу-жают водонепроницаемым м&герлЭР£Э по памерев f
Рисунок 8. облегченная конструкция стен шлюза.
(рисунок 7). Сверху степи покрывают камнем иля слоем бетона высокого качества, хорошо сопротивляющегося истнрвнию прп проходе по нему людей. Со стороны камеры стены защищают облицовкой из крепкого камня или Сетона высокого качества. Массивные фупдамешы делают или отдельными под
РЕЭ ПО АЕ В ИМ со стороны
HiAMHS ГО 5Ь£фА
Рисунок 9. Деревянные ворота шлюза.
стенами и отдельными иод флютетом, или общими под темн и другими, а также защищают об .нцовкой, пополняемой особо тщательно и королях. Для предохранения их от папора фильтрационной воды поперек III. забивают шпунтовые ряди; такие же ряды забивают и плоль стен, в целях устранения фильтрации под ними. Для облегчения веса стен и фундаментов в последнее время их стали делать полой конструкции, сооюящей из ряда контрфорсов трапецеидального очертания, поддерживающих по лицевым поверхностям стен железо-бет.е плиты (рисунок 8). В зависимости от местных условий стены и фундамент делают нередко ем»шанной конструкции -из дерева, камня, бетона и железа.
Участки каналов, примыкающих непосредственно к 111., нашвают подходами (ср. XIV, прил. гидротехнические сооружения, 24, ел.); откосы и дно их, для противодействия фильтрациям под Ш. и размывающему действию воды при наполнении и опорожнении камер, надлежащим обратом укрепляют; кроме того, для облегчения провояки и для зачала подвижного состава, III. оборудуют эстокадами и причальными приспособлениями.
Ворота III. делают по большей части в виде двух створок или полотнищ, в закрытом положении плотно прижимающихся одно к другому и составляющих между собой угол около 160°. Полотнища опирают внизу на пяты, а сверху поддерживают галъсбантами, устраиваемыми в виде тяжгй, охватывающих шипы, имеющиеся наверху ворот. Тяжи гальсбаитов заделывают на достаточную глубину в стены. Пята и гальсбант дают возможность легко поворачивать ворота для открытия или закрытия Щ. Ворота делают из дерева или железа, а также из того и другого вместе. Деревянные ворота разделяют на брусчатые, составляемые из горизонтальных брусьев, связываемых вертикальными болтами. и на сстовныс, составляемые из доочатой обшивки и из сстова, к которому прикрепляют обшивку (рисунок 9). Остов составляют из рамы в виде прямоугольника из двух горизонтальпых брусьев, называемых рамными, и двух стоек, называемых столбами—вереялъным со стороны осей вращения и створным со стороны соседнего полотнища. Непосредственно над нижним рамным брусом устраивают отверстия для наполнения и опорожнения камер, называемые клчнкетными. Для предупреждения
Вне. 10. Железные ворота шлюза.
|
L | |||||||||
|
1 |
—j | ||||||||
|
_ 1Я |
Lf £---1е |
tk | |||||||
