Конструкция сегментного затвора

Сегментные затворы выполняют из ста­ли, легких сплавов, дерева.

Пролетное строение(рис. 19.18) состоит обычно издвух риге­лей 1, балочной клетки, выполненной из горизонтальных балок 2 (обрешетин, стрингеров), криволинейных стоек 3 и обшивки 4. Поперечные диафрагмы 5 выполняют сплошными или в виде ферм.

Продольные связи 6 между ригелями образуют подъемно-весовые фермы, в состав которых входят низовые пояса ригелей. Пролетное строение (ригели) крепится к двум ногам 7, опирающимся на неподвижные опорные шарниры 8.

Для затворов, работающих в тяжелых ледовых условиях, иногда применяют чечевицеобразную конструкцию поперечных диаф­рагм, обладающих повышенной жесткостью (рис. 19.18).

 Рис. 19.18 Пролетное строение сегментного затвора:
а - со сквозными стрингерами и продольной системой балочной клетки; б - с длин­ной   стороной   панелей    обшивки,   перпендикулярной    ригелям - поперечная    система балочной клетки;  в - с неразрезными поперечными балками; г - с пролетным строе­нием чечевицеобразной формы

Ригели и ногиобразуют порталы (рис. 19.19, а, б, в), которые могут быть пространственными или плоскими, с жестким или шарнирным соединением ног и ригелей. При значительных пролетах предпочтительнее пространственные рамы, как более жесткие. Изгиб ригелей, жестко соединенных с ногами, вызывает изгиб ног. В опорных шарнирах появляются горизонтальные силы распора Н которые при пространственных ногах будут больше, чем при плоских. Жесткое соединение ригелей и ног дает экономию в металле затвора, но при этом требуется дополнительно армировать быки и усиливать крепление шарниров в быках из-за действия распора. 

 Рис. 19.19. Порталы сегментных затворов

Находят применение консольные порталы (рис. 19.19, г, д) с нормальными или наклонными ногами. Консольные порталы с наклонными ногами снижают максимальный изгибающий момент, что дает экономию в материале ригелей. Однако при этом увеличивается распор в опорных шарнирах. Пространственные порталы и наклонные ноги не применяют в затворах с переливом воды. В этом случае нормальные ноги выполняют в виде плоских рам 1, покрытых со стороны, обращенной к отверстию, плоской обшивкой 2, защищающей конструкцию от застревания в ней ветвей, мусора, несомых переливающейся водой (рис. 19.20).

 Рис. 19.20 Затвор с плоскими ногами при переливе воды

Порталы с жестким соединением ригелей и пространственными  ногами образуют пространственные рамы, которые при расчете разбивают на плоские рамы соответственно числу ригелей. Плоские  рамы рассчитывают как системы с одной статически неопределимой величиной - распором в опорах. При значительных колебани­ях температуры воздуха следует подсчитывать температурный рас­пор и вызываемые им напряжения.

В некоторых случаях помимо основных напряжений возникают напряжения от кручения. Наиболее значительные усилия от круче­ния появляются при подъеме затвора за один конец, в этом случае проверка напряжений от кручения обязательна.

Опорные шарнирыбыва­ют цилиндрические, конические и шаровые. Цилиндрические шарниры могут иметь одну проушину в подвижной части и две в неподвижной или наоборот (рис. 19.21, а, б). Недостатком этих шарниров является возникнове­ние местных напряжений при изгибе ног. Конические шарниры применяют в зат­ворах с наклонными ногами средних и больших пролетов и напоров (рис. 19.21, в). Шаровые      опоры        (рис. 19.21, г) допускают поворот ног затвора без появления местных на­пряжений смятия и применяются при жестком соединении ригелей с опорными ногами затвора. Неподвижная часть опорного шарнира

 Рис. 19.21 Опорные шарниры сегментных затворов  (а - г) и их заделка
в быках (д - ж):
1 - подвижная часть; 2 - неподвижная часть
опирается на закладные части, заделанные в бетон сооружения. При больших нагрузках на опору устраивают ниши (пазы) в быках и устоях, а бетон усиливают заделанными в него металлическими балками (рис. 19.21, д).

 Рис. 19.22 Сегментный затвор с заанкеренной опорой: 1 - опора; 2 - предварительно напряженные анкеры в теле быка

 Рис. 19.23. Уплотнения сегментных затворов:
а - возможное расположение боковых уплотнений; б - донное уплотнение; в, г - боковые уплотнения;  1 - стальной гибкий лист; 2 - уплотняющий резиновый элемент; 3 - закладная часть; 4 - обшивка; 5 - трубы маслообогрева

Затворы могут опираться на консоли (рис. 19.21, е, ж), что не требует устройства ниш (пазов), уменьшает толщину быков и благоприятно в гидравлическом отношении. Для воспринятия бе­тоном опорных усилий или удлиняются быки за шарнирами, или нагрузка на бык может быть передана с помощью предварительно напряженных анкеров (рис. 19.22).

Уплотнения сегментных затворов отличаются от уплотнений плоских тем, что боковые уплотнения расположены по дуге окруж­ности, а донное уплотнение конструируется с учетом наклона обшивки в нижней части затвора. На рис. 19.23, а показано уплотне­ние, состоящее из гибкого 1 и уплотняющего элементов 2, стальной криволинейной или полигональной закладной части 3. Сила тре­ния в уплотнениях вычисляется так же, как и для плоского затвора, по формуле (19.16).