Основы статических расчетов камер судоходных шлюзов.

Включает вопросы: 23,38,39,40,41,42

Нагрузки и воздействия на камеры судоходных шлюзов, как и на другие гидротехнические сооружения, подразделяются на постоянные и временные (длительные, кратковременные в особые).

К постоянным нагрузкам относятся:

· собственный вес конструкций, включая вес постоянного технологического оборудования (затворы и механизмы), местоположение которого на сооружении не меняется в процессе эксплуатации;

· вес грунта, постоянно находящегося на сооружении или его элементах;

· боковое давление грунта обратных засыпок;

· силовое воздействие воды, в том числе фильтрационное, при установившихся уровнях воды в камере и за стенами при нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;

· предварительное напряжение железобетонных конструкций и анкерных устройств.

К временным, длительно действующим нагрузкам и воздействиям относятся:

· нагрузки от транспортных, перегрузочных механизмов и складируемых грузов на площадках, имеющих место в ремонтный период;

· дополнительное давление воды на стены при наполненной камере;

· температурное воздействие на лицевые поверхности стен;

· дополнительное реактивное давление грунта на камерные стены от дополни-тельного давления на них воды и температурного воздействия, а также от деформаций основания;

· вертикальное и горизонтальное давление примерзшего льда.

К кратковременным нагрузкам относятся:

· нагрузки от навала судов и натяжения швартовов;

· нагрузки от волн и плавающего льда;

· гидродинамические пульсационные нагрузки воды.

В зависимости от состава учитываемых нагрузок должны различаться:

· основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок и воздействий;

· особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, временных длительных, отдельных кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий;

· сочетания нагрузок строительного периода

Назначение габаритов камеры шлюза.

глубина на пороге

Толщина железобетонных стен камер из монолитного бетона в рас­четном сечении их сопряжения с днищем равна:

Высота стенки:

= 1,0 м

= 1,0 -1,2 м

 

Тыловые консоли разрезной камеры:

 = 0,5

 = (0,3…0,5)

При намеченных размерах конструкций производится поверочный расчет для: эксплуатационного и ремонтного случаев.

Для каждого расчетного случая должны быть выбраны наихудшие сочетания действующих нагрузок от давления воды и грунта, удара судов.

В эксплуатационном случае следует принимать наинизший уровень грунтовых вод (на отметке минимального уровня воды в нижнем бьефе), минимально возможное давление грунта обратной засыпки и нагрузку от удара судна при подходе его к стене камеры шлюза.

В ремонтном следует принимать наивысший уровень грунтовых вид (в наполнением дренаже), временную нагрузку на пришлюзовой площадке от складируемых материалов, строительных механизмов или транспорта, наибольшее возможное давление грунта обратной засыпки с учетом температурных воздействий и деформации основания.

Требования к расположению судопропускных сооружений в гидроузле.

При решении вопроса о плановом расположении судопропускных сооружений в напорном речном гидроузле большое значение оказывают местные природные условия, а также состав прочих сооружений. Судоходные шлюзы могут располагаться в узле различным способом.

Шлюз в речном русле применяется в узких долинах рек, не обладающих развитой поймой. Если створ гидроузла размещен на извилистом участке реки, то судоходный шлюз располагают в спрямляющем канале.                                                                                            

При пойменной компоновке гидроузлов оказывается возможным однобережное расположение, иногда за общей перемычкой всех бетонных сооружений, включая и судоходные шлюзы (например, Чебоксарский гидроузел). Такое решение экономично и выгодно в производственном отношении, так как требует при возведении сооружений лишь одной строительной площадки.          

В отдельных случаях оказывается выгодным примыкать судоходные шлюзы к зданиям гидроэлектростанций (без промежуточной земляной вставки). Но при этом между ними должны быть раздельные бетонные стенки, которые ограждают подходные каналы шлюза в верхнем бьефе от волнения, а в нижнем бьефе - от больших скоростей течения.

В створе гидроузла по оси плотин может находиться верхняя или нижняя голова (рис. 1).

Лучшим расположением шлюза, исходя из статических условий его работы, считается такое, когда камера его находится в нижнем бьефе (рис. 1, а), однако в этом случае усложняются транспортные пересечения плотины и шлюза, которые приводят или к устройству мостового перехода через верхнюю голову с повышенными отметками проезжей части или же разводного моста.

Для решения вопроса о транспортных пересечениях судоходный шлюз выдвигают в верхний бьеф, что позволяет судам проходить под мостом при уровнях нижнего бьефа, а дорога для наземного движения более удобно проходит через весь гидроузел (рис. 1, б).

Рис. 1. Схема пропуска дорог через нижнюю голову судоходного

шлюза: а - камера шлюза в нижнем бьефе; б - камера шлюза в верхнем бьефе;1 - земляная плотина; 2 - здание ГЭС; 3 - водосливная плотина; 4 - судоходный шлюз; 5 - дорога; 6 - мост через шлюз.