Размеры поперечного сечения канала полигонального очертания по условиям безопасности плавания судов

Предварительные размеры поперечного сечения канала (рис. 11.2) определяют по следующим зависимостям:

• глубина канала на судовом ходу, отсчитываемая от минимального судоходного уровня воды

Рис. 11.2. Схема поперечного сечения канала в выемке

, (11.1)

где полученное значение округляется в большую сторону до стандартных значений: 1,8; 2,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 м.

. (11.2)

Другими размерами поперченного сечения канала при принятых заложениях откосов ниже крепления m₁ и в пределах крепления m₂ являются:

В_з – ширина канала по зеркалу;

В_о.с. – ширина на уровне проектной осадки расчетного судна;

В₁ – ширина на уровне изменения заложения откосов.

В – ширина канала по дну при двухстороннем движении судов.

Крепление верхнего откоса применяют в пределах границ от верха бечевника (h_в.к) до уровня воды и от уровня воды до точки изменения заложения откосов (h_н.к).

Принятое поперечное сечение канала должно удовлетворять следующим основным требованиям безопасности плавания судов.

1. Коэффициент стеснения канала (k), равный отношению площади погруженной части судна по миделю (Ä) к площади живого сечения канала (Ω_к) не должен превышать допускаемой величины

. (11.3)

Если условие не выполняется, необходимо увеличить площадь сечения канала за счет увеличения его ширины по дну (В).

2. Ширина канала на уровне осадки расчетного судна (В_о.с.) должна удовлетворять условиям безопасного расхождения судов при боковом ветре с учетом угла дрейфа (φ) и приниматься не меньше величины, вычисленной по формуле

, (11.4)

где: ΔВ_д – величины уширения канала для одного судна.

. (11.5)

Здесь υ_с и υ_п – соответственно, продольная и поперечная составляющие скорости судна.

При невыполнении условия увеличивают принятую величину В_о.с. до расчетного значения, вычисленного по формуле (11.4).

3. Глубина воды в канале должна учитывать дополнительную осадку судна при его движении с учетом дифферента на корму (ΔS_кк) и другие необходимые запасы воды под днищем

, (11.6)

где: δ_к – навигационный запас глубины под днищем судна, принимаемый по Правилам плавания судов;

z_з – запас на заносимость;

z_в – запас на ветровую волну;

z_в.п – запас на волну попуска от работы шлюза и ГЭС.

При невыполнении условия необходимо принять большее значение S_к по сетке по сравнению с первоначальным (11.1).

4. Заданная скорость движения судна (υ) не должна превышать критических значений (υ_кр).

. (11.7)

Под критической скоростью понимают такую скорость, при приближении к которой резко возрастают сопротивления воды движению судна. Её определяют по графикам в зависимости от величины Фруда (F_r) и коэффициента (k).

Если условие не соблюдается, следует уменьшить скорость судна до расчетных значений (11.7) или увеличить сечение канала за счет увеличения его глубины.

5. Скорость встречного потока относительно берега не должна превышать неразмывающих скоростей (υ_н) для грунтов, слагающих ложа канала.

, (11.8)

где: υ₁ – скорость потока обтекания относительно судна.

При невыполнении условия (11.8) предусматривают укрепление ложа канала слоем неразмываемого гравелистого грунта.

При проектировании судоходных каналов безопасные условия плавания судов должны обеспечиваться также при их движении на криволинейных участках каналов, в местах пересечения с железнодорожным и автомобильным транспортом, трубопроводами и линиями электропередач.

Размеры каналов на криволинейных участках с уширениями должны приниматься не меньше размеров, определяемых по зависимости (11.4) для прямолинейных участков с учетом ветрового дрейфа или течения.

Уширения каналов на поворотах рекомендуется определять по зависимостям: при одностороннем движении судов

, (11.9)

и при двухстороннем движении судов

. (11.10)

Для обеспечения безопасного прохода судов под мостовыми переходами устанавливаются необходимые габариты в зависимости от типа мостового перехода (разводные или неразводные). Подмостовыми габаритами считаются ширина пролета и высота от расчетного судоходного уровня до низа пролетного строения моста. Их значения нормированы в зависимости от класса внутреннего водного пути. Для шлюзов Волжско-Камского каскада и Волго-Балтийского водного пути, например, ширина подмостового габарита должна быть не менее 60 м для разводного моста и не менее 140 м – для неразводного моста, а высота пролета не менее 16,5 м.

При прокладке через канал трубопроводов на эстакадах высоту пролетов назначают такой же, как и для мостов.

Наименьшие расстояния от проводов воздушных линий электропередач определяются в зависимости от надводного габарита судна и запаса, который принимается от верхней несъемной части надстроек судна до проводов линии электропередачи. Этот запас принимают в зависимости от электронапряжения сети: 2,0 м – наименьший при напряжении 110 кВ; 4,5 м – наибольший при напряжении 500 кВ.