Глубинные затворы, передающие давление воды на сооружение через опорно-ходовые части. Плоские затворы

Плоские затворы получили наибольшее распространение. Их применяют как основные, так и аварийно-ремонтные. Выполняют их из стали (сварными или литыми) и из железобетона. Опоры за­творов могут быть скользящими, колесными, катковыми или гусе­ничными; перекрываемое отверстие - прямоугольным, квадратнымили круглым.

Скользящие опорные элементы при небольших нагрузках вы­полняют из дерева, с увеличением нагрузки -  из синтетических материалов , а также в виде полосы из бронзы, спе­циальных сплавов с применением при особо больших нагрузках смазки полозьев под давлением, что также предохраняет полозья и от коррозии.  Примеры  плоских  скользящих    затворов  см. на рис. 20.1.

Применение железобетонных плоских затворов стало возмож­ным с появлением предварительно напряженного бетона. Большой вес железобетонных глубинных затворов может играть  положительную роль, так как позволяет уменьшить  или   исключить нагрузку, необходимую для посадки затвора на порог. Железобетонные глубинные скользящие затворы появились в конце 50-х годе в виде опытных конструкций, эксплуатация которых проходит весьма успешно. Например, в отверстиях водосбросов здания Волжского

Рис. 20.1 Плоские скользящие сварные аварийно-ремонтные глубинные затворы:
а - многоригельный затвор водовыпуска 3х6 - 89 м; б - секционный затвор 6х14 - 60 м (сечение в вертикальной  плоскости);   1 - уплотнение из  бронзы;  2 -полоз лигнофолевый (размеры в мм)

гидроузла установлено три различных по конструкции желе­зобетонных затвора размером (bxh- Н) 4,25 x 2,38 - 30,5 м. Расход металла в железобетонных затворах по сравнению со стальными меньше примерно вдвое, стоимость ниже на - 30-40%. Однако глубинные железобетонные затворы распространения не получили.

Не нашли пока применения затворы из предварительно напря­женных балок с клеевым соединением, которые по данным проект­ных проработок перспективны.

Колесные  затворы требуют  меньших  подъемных  усилий, чем скользящие, и применяются в основном как аварийно-ремонтные. Их  недостаток - трудность защиты   втулок   колес  и  роликов подшипников от загрязнения и известкования, поэтому в тех случаях, когда колесные опоры постоянно  при открытом и закрытом отверстии находятся в воде, применение колесных затворов может оказаться нецелесообразным.

Секционные колесные глубинные затворы, как и затворы скользящие, применяются при перекрытии отверстий, развитых по высоте требующих   большое   количество колес или опор скольжения, этом случае разбивка    затвора на секции    обеспечивает    работ, затвора без зависания отдельных опор вследствие неровностей рабочих путей и неточностей установки опор.

На рис. 20.2 изображены две секции глубинного шестисекционного колесного аварийного затвора размером 5x20-59 м водоприемника высотной Асуанаской плотины. Ходовые колеса расположены на консолях. Шарнирные соединен; между осями колес объединяют секции, подъем и опускание которых происходи одновременно.

Рис. 20.2 Плоский колесный аварийный затвор:
а - вид с напорной стороны; б - вид сбоку

При значительной главной гидростатической нагрузке разместить необходимое из условий прочности количество колес не представляется возможным. В этом случае вместо колес применяются катки, объединенные рамой (катковые опоры) или гусеницей   (гусеничные  опоры). В  современной  практике  как  более надежные применяют гусеничные опоры    (рис.   20.3) Помимо указанных использую траковые   гусеничные    опоры (трак - деталь гусеницы в ви­де   пластины),     позволяющие за счет уменьшения   удельных; нагрузок по контакту опора сооружение отказаться от металлических   путей   в   пазах. Для маневрирования затвором с катковыми или гусеничными опорами требуются механизмы меньшей  грузоподъемности, чем при других типах опор.

На величину подъемного усилия плоского глубинного затвора существенное влияние оказывает положение уплот­няющего контура. При уплотняюшем контуре,

 Рис. 20.3  Плоский гусеничный литой за­твор:. 1 - катки;  2 - гусеница;  3 - колесо  обратное; 4 - резиновый  элемент  уплотнения;  5 - буфер обратного колеса

расположенном в плоскости напорной грани (рис. 20.4,а), вертикальные составляющие сил атмосферного давления Р_а, действующие на затвор сверху и снизу, практически уравнове­шиваются.   При уплотняющем контуре в   плоскости   низовой грани    (рис.   20.4, б)    сверху действует сила давления воды в шахте, снизу - сила   давле­ния воды, направление которой зависит от открытия затвора, при закрытом   отверстии   она действует вверх, при частично открытом - вверх или вниз в зависимости от очертания дон­ного уплотнения. Наиболее      благоприятные гидравлические условия созда­ются в тех случаях, когда   пе­ред затвором происходит сжа­тие потока, а за затвором - отрыв от стенок, что достигается уст­ройством   перед  затвором   конфузорного   участка   (рис.   20.5, а). Сжатие струи облегчает аэра­цию зон отрыва, необходимую для   борьбы с   кавитационной эрозией. Отрыв потока от дна водовода за затвором обеспе­чивается устройством    уступа. Отрыв потока от стенок за затвором достигается

 Рис. 20.4 Положение уплотнения глу­бинного затвора:
а - с верховой стороны; б - с низовой сто­роны; 1 - уплотнение

 Рис. 20.5  Варианты конструктивного оформления    водовода    на    участке  расположения затвора:
а - конфузорный   участок  перед затвором; б - отрыв потока от стенок за счет расши­рения  водовода   или  устройства  отражате­лей; 1 - аэрационные каналы

 Рис. 20.6  Плоские затворы водосброс­ного отверстия ГЭС Мавуазен:
1 - мостовой    кран;    2,  3 - гидропривод основного и аварийного затворов; 4 - аэрационная шахта; 5, 6 - основной и аварий­ный плоские затворы

также путем расширения водовода за затворам или устройством отражателей (рис. 20.5, б).

На рис. 20.6 показана затворная камера гидроузла Мавуазен (Щвейцария), расположенная на трассе туннеля. Площадь перекрываемых отверстий составляет 5,4 м² при напоре 200 м.