Механическое оборудование сооружений

К механическому оборудованию гидротехнических сооружений относят устройства и приспособления, перекрывающие водопро­пускные отверстия и позволяющие регулировать уровень верхнего бьефа и расход воды, пропускать или задерживать плавающие тела.

Затворы представляют собой подвижные конструкции для пере­крытия отверстий гидротехнических сооружений и регулирования пропускаемого расхода воды.

Сороудерживающие решетки служат для защиты отверстий от попадания в них плавающих тел. 

Подробнее...

Общая классификация затворов

В зависимости от положения отверстия относительно уровня воды верхнего бьефа различают затворы:

а) поверхностные, предназначенные для перекрытия водо­сливных отверстий;

б) глубинные, служащие для перекрытия глу­бинных отверстий. Глубинные затворы могут располагаться во вход­ном отверстии, посередине или в конце водовода. Глубинные затво­ры для напоров 50 м и более относят к высоконапорным затворам.

По эксплуатационному назначению затворы делят на:

Подробнее...

Классификация поверхностных затворов

Основным признаком затвора, определяющим характер его конструкции, является спо­соб передачи давления воды на сооружение.

Различают следующие затворы, передающие давление на быки и устои: а) плоские затворы и балочные заграждения (шандоры)

(рисунок 1, а, б), их движение поступательное; плоские затворы на­зывают иногда щитами, а съемные щиты пролетом 1-1,5 м, высо­той 0,7-1 м - щитками;

б) сегментные, имеющие вращательное движение (рисунок 1, в);

Подробнее...

Классификация глубинных затворов

Характерным признаком глубинного затвора является, как и у поверхностных затворов, способ передачи давления воды на сооружение.

Затворы, передающие давление на сооружение непосредственно через опорно-ходовые части,бывают:

а) плоские, аналогичные по­верхностным (рисунок 2, а);

б) сегментные (рисунок 2, б).

Подробнее...

Пропуск воды и плавающих тел через затворы

Для регулирования расхода воды через отверстие поверхностный затвор или поднимается на некоторую высоту - подъемные затворы (рисунок 3, а), или опускается - опускные затворы (рисунок 3, б). Глубинные затворы или поднимаются, или поворачиваются вокруг своей оси (рисунок 2, г, ж, з), или же перемещаются в направлении оси водовода (рисунок 2, д, е).

Для уменьшения подъемного усилия, а также для большей маневренности применяют поверхностные затворы - плоские и сег­ментные (рисунок 3, в), выполненные из двух элементов, отдельно приводимых в движение и позволяющих пропускать воду поверх затвора и под ним или одновременно сверху и снизу, а также используют затворы с клапанами (рисунок 3, г).

Подробнее...

Действующие нагрузки на затворы

Нагрузка на затвор изменяется в за­висимости от открытия затвора и гидравлического режима. Гидро­статическая нагрузкана затвор при полном закрытии отверстия является главной нагрузкой. Расчет элементов затвора на проч­ность производится по максимальной нагрузке, которая может быть в диапазоне всех возможных при эксплуатации положений затвора и гидравлических режимов.

Основное сочетаниенагрузок определяется при максимальном уровне воды (с учетом ветровых изменений уровня) и максималь­ном напоре при нормальной эксплуатации. Особое сочетаниена­грузок определяется при форсированном уровне воды с учетом влияния волнения и условий, которые могут возникнуть в катастро­фической ситуации  (нарушение нормальной работы сооружения).

Подробнее...

Эксплуатационные требования к затворам

Главнейшие требо­вания к основным затворам сводятся к следующему:

а) безотказ­ность в работе;

б) водонепроницаемость контактов затвора с со­оружением;

в) необходимая быстрота маневрирования;

г) мини­мальная мощность механизмов для операций с затвором;

д) удоб­ство монтажа, ремонта и смены изнашиваемых в процессе эксплуа­тации деталей и узлов.

Одним из требований к ремонтным затворамявляется возмож­ность перестановки их из одного отверстия в другое, что позволяет довести число ремонтных затворов до 1-2.

Основные положения расчета затворов на прочность

Согласно СНиП II-А.10-71 строительные конструкции рассчи­тывают по методу предельных состояний. Однако положения СНиП II-В.З-72, которым руководствуются при расчете стальных конструкций зданий и сооружений, не распространяются на конст­рукции, находящиеся в особых условиях, в том числе на конструк­ции гидротехнических сооружений.

Поэтому при расчете затворов учитывают дополнительные требования, предусмотренные соответ­ствующими ведомственными нормативными документами.

При расчете затворов различают, как и в случае расчета строи­тельных конструкций, два предельных состояния: первое - по несу­щей способности и второе - по деформациям. Первое предельное состояние характеризуется потерей несущей способности в резуль­тате разрушения или потери устойчивости и формы, в том числе и в результате усталостного разрушения (под действием перемен­ной систематически действующей нагрузки). Второе предельное состояние наступает, когда при достаточной прочности и устойчи­вости конструкция становится непригодной к эксплуатации из-за появления недопустимых прогибов, углов поворота, колебаний.

Подробнее...

Общие сведения о плоских затворах

Плоский затвор перемещается в пазах бы­ков и устоев. Выполняются плоские затворы из стали, легких спла­вов, дерева или железобетона. Затвор состоит из подвижного про­летного строения, опорно-ходовых основных и вспомогательных частей, уплотняющих и подвесных устройств.   

Одиночный затвор представляет собой одну подвижную конструкцию, а секционный затвор состоит из нескольких подвижных конструкций, поочередное маневрирование которыми дает возможность перекрывать высокие отверстия без увеличения грузоподъемности кранов.

Подробнее...

Конструкция пролетного строения

Основной частью пролет­ного строения является несущая конструкция затвора,т. е. все его продольные элементы, попадающие в поперечное сечение и пред­назначенные передать нагрузку от воды на опоры затвора.

Ригели выполняются в виде сплошных балок или ферм (рис. 4). Для пролетов L_Р до 5 м применяют прокатные профили, с увеличением пролета - двутавровые балки составного сечения высотой (1/7-1/9) L_р и фермы высотой (1/6-1/8) L_р. Для умень­шения ширины пазов высоту ригеля на опоре принимают 0,40-0,65 от его высоты в пролете.

Поверхностные затворы выполняются, как правило, двухригельными, реже трехригельными. Если нижний ригель сплошной, то между ригелем и поверхностью струи при истечении из-под затвора может образоваться область с переменным давлением. Во избежа­ние этого угол  между поверхностью порога водослива и касатель­ной к кромкам затвора и ригеля должен быть не менее 30°, что отвечает расстоянию от нижней кромки затвора до ригеля (0,12-0,20) Н.

Подробнее...

Расчет элементов пролетного строения

Обшивку затвора рас­считывают на:

1) местный изгиб панели обшивки, как жесткой пластинки;

2) работу обшивки, как присоединенного пояса стрин­геров или .поперечных балок балочной клетки;

3) участие обшивки в общем изгибе затвора, как присоединенного пояса ригелей.
При определении изгибающего момента в расчетном сечении обшивки нагрузку принимают равномерно распределенной, отвеча­ющей гидростатическому давлению р в центре тяжести панели. На­пряжение в обшивке толщиной   от местного изгиба вычисляют  по формуле

Подробнее...

Опорно-ходовые части и их расчет

Для поверх­ностных затворов применяются скользящие или ко­лесные опоры. Скользящие опоры(рис. 19.7) выпол­няют из дерева, металла или синтетических материа­лов. Широкое распространение получил древесно-слоистый пластик (ДСП), внедря­ется новый материал - маслянит.

Полозья сколь­зящих опор из ДСП выполняют в виде опорных по­душек (обойм, кассет), в которые запрессованы вкладыши. Шири­ну пакета ДСП принимают до 12 см. Полозья стальных опор выполняют в виде полос или опорных подушек с вкладышами. Рельс или полоз должен иметь шлифованную цилиндрическую по­верхность из нержавеющей стали, которая при повороте опор на некоторый угол при прогибе ригеля обеспечивает постоянный кон­такт полозьев с рельсами.

Применение дерева ограничивается величиной допускаемых напряжений на смятие: для сосны -1,5 МПа (15 кгс/см²), дуба - 3 МПа (30 кг/см²).   Оценка   допускаемой   нагрузки на опоры из пластика производится по ве­личине погонной нагрузки, на стальные  опоры - по величи­не допускаемого контактного напряжения.

Подробнее...

Уплотнения поверхностных затворов

При малых напорах дон­ное уплотнение простейшего типа устраивают в виде деревянного бруса обтекаемой формы (рис. 19.11, а). В современных затворах применяют ножевые резиновые уплотнения (рис. 19.11, б) или из резины Р-образной (бульбовой) формы (рис. 19.11,в). Давле­ние на резину допускается до 1,5 МПа (15,3 кгс/см²), деформа­ция - до 5 мм.

Боковые уплотнения прижимаются к закладным частям давле­нием воды. Для небольших затворов находит применение так называемое листовое

Подробнее...

Вес затвора, усилия подъема и посадки

Для предваритель­ного расчета собственного веса G₃ подвижной части плоского сталь­ного затвора существует ряд эмпирических формул. Для современ­ных конструкций стальных затворов СКВ Мосгидросталь рекомен­дует формулу

                     (19.17)

 где W - нагрузка на затвор, тс;

L_отв - ширина пролета в свету, м.

Формула применима: для колесных затворов при  (20 тс-м) (k=0,12, n = 0,71); для скользящих затворов  (27 тс-м) (k=0,09, n = 0,73).

Подробнее...

Катковые затворы

Давление от затвора передается через опорные балки    непосредственно на катки, объединенные   рамой(рис. 19.12).    Размеры    катков определяют    по формуле (19.12), диаметр их выбирают в пределах 20-30 см, ширину - 20-50 см; нагрузка на каток может достигать 147-246 кН (15-25 тс). Катки распределяются в раме по принципу равнонагруженности.

Сопротивление движению катков сво­дится к трению качения катков по стой­кам затвора и рельсам в пазах быков. Силу, которую надо преодолеть при подвижке затвора, определяют из уравне­ния

      или  

откуда

Подробнее...