Виды гидротехнических затворов и особенности их конструкций.
Гидротехнические заворы— подвижная конструкция, перекрывающая и частично или полностью открывающая водопропускное отверстие гидротехнического сооружения для регулирования уровня верхнего бьефа, пропуска определенных расходов воды, пропуска судов и т. д.
Виды затворов классифицируют: по положению, по эксплуатации, по коннструктивным решениям. По местоположению различают гидротехнические затворы поверхностные и глубинные; по назначению — основные (рабочие),ремонтные, аварийные, строительные; по способу передачи давления воды на сооружение — с передачей давления на быки (устои), на порог, на быки и порог, по всему периметру; по способу пропуска воды — с переливом через затвор, через щель из-под затвора и комбинированно; по материалу — металлические (преим. стальные), деревянные, железобетонные, из пластмассы, комбинированные; по конструкции — плоские, сегментные, секторные, вальцовые и т. д.; по принципу действия — механич., гидравлич., механо- гидравлич.
К числу поверхностных затворов, передающих давление воды на быки (устои), относятся шандоры, плоские затворы, сегментные и вальцовые. Шандоры — деревянные, стальные или железобетонные балки, укладываемые в пазах быков (устоев) одна на другую горизонтально и образующие, т. о., вертикальную шандорную стенку. Применяются обычна в качестве ремонтно-аварийных и строит, затворов. Плоский затвор — конструкция с плоской обшивкой с напорной стороны, снабженная на концах колесными, Катковыми или скользящими опорами, перемещающимися в пазах быков (устоев) в вертикальном направлении.
К числу поверхностных затворов, передающих давление воды на порог, относятся секторные, крышевидные, поворотные фермы и рамы. Секторный затвор, имеющий в поперечном сечении форму кругового сектора, снабжен обшивкой по двум или всем трем граням. Поверхностные затворы служат для перекрытия водосливных отверстий плотин, водосбросов, водозаборов. Глубинные затворы перекрывают расположенные ниже уровня верхнего бьефа отверстия водоспусков, водозаборов, водопроводных галерей судоходных шлюзов и др. сооружений. В Белорусии самые распостраненные поверхностные гидромелиоративные системы при напорах до 3 м.
Затвор включает подвижную часть перемещаемую специально подвесным устройством и неподвижные конструкции к которым относятся опоры, устои. Площадки.
Сам затвор - это конструкция закрывающая отверстия в канале, состоит из щита закрывающего его, опорно-ходовых частей, механизмов перемещений, систем анти обледенения, всё исключая щит относится к механическому оборудованию.
Плоский затвор включает стальную обшивку толщиной 4-20 мм, ригелей нижней и верхней обвязки, связевых ферм, опорно-кольцевых стоек, вертикальных связей в виде балок или ферм.
Затворы работают при постоянном воздействии воды и влажности, наиболее нагруженными элементами являются ригеля, к которым наиболее строгие.
Наиболее рационально для элементов НБ принимать атмосферно устойчивую сталь которая содержит, класса С375, С390, медь и фосфор, которые за 2 года покрываются устойчивой против коррозии пленкой.
Для небольших затворов которые экслутируются более 25 лет любые стали толщиной 4 мм и более.
Нагрузки на затворы.
ПЕРЕЧЕНЬ НАГРУЗОК И ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
При проектировании гидротехнических сооружений необходимо учитывать следующие нагрузки и воздействия:
7. Постоянные и временные (длительные и кратковременные):
а) собственный вес конструкции и сооружения;
б) вес постоянного технологического оборудования (затворов, турбоагрегатов, трансформаторов и др.), месторасположение которого на сооружении не меняется в процессе эксплуатации;
в) давление воды непосредственно на поверхность сооружения и основания; силовое воздействие фильтрующейся воды, включающее объемные силы фильтрации и взвешивания в водонасыщенных частях сооружения и основания и противодавление на границе водонепроницаемой части сооружения при нормальном подпорном уровне, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения основного расчетного случая и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;
г) вес грунта и его боковое давление; горное давление; давление грунта, возникающее вследствие деформации основания и конструкции, вызываемой внешними нагрузками и температурными воздействиями;
е) нагрузки от предварительного напряжения конструкции;
ж) нагрузки, вызванные избыточным поровым давлением незавершенной консолидации в водонасыщенном грунте при нормальном подпорном уровне и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;
з) температурные воздействия строительного и эксплуатационного периодов, определяемые для года со средней амплитудой колебания среднемесячных температур наружного воздуха;
и) нагрузки от перегрузочных и транспортных средств и складируемых грузов, а также другие нагрузки, связанные с эксплуатацией сооружения;
к) давление волны, определяемое при средней многолетней скорости ветра, кроме портовых сооружений, для которых указанное давление следует определять по СНиП 2.06.04-82;
л) давление льда, определяемое при его средней многолетней толщине, кроме портовых сооружений, для которых указанное давление следует определять по СНиП 2.06.04-82;
м) нагрузки от судов (вес, навал, швартовные и ударные) и от плавающих тел;
н) снеговые и ветровые нагрузки;
о) нагрузки от подъемных и других механизмов (мостовых и подвесных кранов и т. п.);
п) давление от гидравлического удара в период нормальной эксплуатации;
р) динамические нагрузки при пропуске расходов по безнапорным и напорным водоводам при нормальном подпорном уровне.
2. Особые (при особом сочетании нагрузок они заменяют соответствующие им постоянные, временные длительные и кратковременные нагрузки):
с) давление воды непосредственно на поверхности сооружения и основания; силовое воздействие фильтрующейся воды, включающее объемные силы фильтрации и взвешивания в водонасыщенных частях сооружения и основания и противодавление на границе водонепроницаемой части сооружения; нагрузки, вызванные избыточным поровым давлением незавершенной консолидации в водонасыщенном грунте, при форсированном уровне верхнего бьефа, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения поверочного расчетного случая или при уровнях верхнего бьефа выше НПУ, соответствующих максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения основного расчетного случая (см. п. 2.12) и при нормальной работе противофильтрационных или дренажных устройств или при нормальном подпорном уровне верхнего бьефа, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности основного расчетного случая и нарушения нормальной работы противофильтрационных или дренажных устройств (взамен нагрузок подпунктов "в" и "ж");
т) температурные воздействия строительного и эксплуатационного периодов, определяемые для года с наибольшей амплитудой колебания среднемесячных температур наружного воздуха (взамен нагрузок подпункта "з");
у) ледовые нагрузки, определяемые при максимальной многолетней толщине льда или прорыве заторов при зимних попусках воды в нижний бьеф (вместо нагрузки подпункта "л"), кроме портовых сооружений, для которых ледовые нагрузки при особом сочетании не учитываются:
ф) давление волны, определяемое при максимальной расчетной скорости ветра (взамен нагрузки подпункта "к"), кроме портовых сооружений, для которых указанное давление при особом сочетании не учитывается;
х) давление от гидравлического удара при полном сбросе нагрузки (взамен нагрузки подпункта "п");
ц) динамические нагрузки при пропуске расходов по безнапорным и напорным водоводам при форсированном уровне верхнего бьефа (вместо нагрузок подпункта "р");
ч) сейсмические воздействия;
ш) динамические нагрузки от взрывов;
щ) гидродинамическое и взвешивающее воздействия, обусловленные цунами.
Указания о сочетаниях нагрузок и воздействий приведены в п. 2.8 и в СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений.
