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.

Вылет верхней консоли вертикальных элементов обычно  принимается  не  более 0,45Н.  Ригели,  расположенные на одинаковом расстоянии от равнодействующей давления воды на обшивку, являются равнонагруженными. Положение равнонагруженных ригелей трехригельного или многоригельного затвора

Рис. 4 Типы ригелей плоских затворов:
а –h=(1/7-1/9)L_p; б – h=(1/6-1/8)L_p; h₀=(0,40-0,65)h

определяется известным из курса гидравлики графическим по­строением.

Балочная клетка в общем случае состоит из горизонтальных (стрингеры) и поперечных балок. Располагается балочная клетка или между обшивкой и ригелями - выносная балочная клетка (см. рис. 2, б) или так, что ригели и вертикальные элементы поперечных связей входят в ее состав - встроенная балочная клет­ка (см. рис. 2, а). В первом случае конструкция проще, но умень­шается участие обшивки в работе всей конструкции и увеличива­ется толщина затвора. Различают балочные клетки продольной системы,если панели обшивки имеют длинную сторону в направ­лении пролета затвора, и поперечной системы,если длинная сто­рона панели расположена перпендикулярно ригелям. Возможны затворы с балочной клеткой смешанной системы.Разбивка сторон балочной клетки может производиться из условия равнопрочности обшивки или стрингеров. Затраты металла на стрингеры составля­ют 6-8% от общей массы затвора, на обшивку - до 30%. Поэто­му более выгодно размеры балочной клетки определять исходя из равнопрочности обшивки. При продольном наборе шаг стрин­геров, исходя из устойчивости обшивки при работе ее в составе поясов несущей конструкции, не должен быть более (50-60).

Обшивку, воспринимающую нагрузку от давления воды и пере­дающую ее балочной клетке и ригелям, у современных затворов выполняют обычно плоской, из металлических листов - толщиной не менее 6 мм (при затворах пролетом меньше 2 м - 4 мм), без добавления металла по толщине на коррозию, поскольку ныне спо­собы борьбы с коррозией достаточно совершенны. Для крупных затворов толщину обшивки принимают не менее 10 мм.

Поперечные связи(диафрагмы) располагают в вертикальной плоскости, перпендикулярно обшивке и ригелям, при сквозных ри­гелях - в узлах ферм, при сплошных - по шагу ребер жесткости или на расстоянии, кратном ему. Диафрагмы из сплошного листа (см. рис. 3, а, б) применяют при высоте ригеля до 1 м, как пра­вило, в многоригельных затворах. Для облегчения в средней нера­бочей части диафрагмы вырезают отверстия, а для снижения кон­центрации напряжений вырез подкрепляют трубчатыми или плос­кими кольцами (см. рис. 3). Сквозные поперечные связи выпол­няют из уголков.

Опорные балки могут быть одностенчатые (см. рис. 3, в) и двухстенчатые (см. рис. 2,а).
Размеры затворовдолжны отвечать размерам отверстий, норми­руемых СНиП II-50-74. Верхняя кромка поверхностного затвора при закрытом отверстии должна превышать поддерживаемый затво­ром уровень не менее чем на 0,2 м, включая нагон ветровой волны, если по условиям эксплуатации не требуется иное решение (на­пример, перелив через затвор).