Затворы с поворотными фермами

Затвор с поворотными фермами состоит из ряда металличе­ских (статически определимых) ферм, устанавливаемых на пороге отверстий плотины (рис. 19.46) на расстоянии 1,0-1,5 м друг от друга, нормально к оси плотины; пролеты между фермами пере­крываются щитами, спицами или шторами. При пропуске воды часть щитов или спиц (в зависимости от величины расхода) выни­мается. Для полного открытия отверстия, что делается перед ледо­ставом, удаляются все щиты, фермы поворачиваются в опорных шарнирах и укладываются на порог плотины при помощи лебедки, выбирающей цепь или трос, которыми соединены фермы. К момен­ту окончания половодья отверстие закрывается. Для закрытия от­верстия фермы поднимают при помощи той же лебедки и соединяют легкими элементами служебного мостика, с которого производят закрытие пролетов между фермами, щитами, спицами и т. п.

Один из устоев плотины с поворотными фермами делается обычного типа, с обратными стенками, другой - с нишей,  в  которую укладываются крайние фермы при опускании их на порог.

Поворотные фермы имеют разнообразные решетки: простейше­го типа при спицевых заграждениях (рис. 19.47,а), с растянуты­ми раскосами и сжатыми стойками низового пояса (рис. 19.47, б), со сжатыми раскосами - фермы более жесткие и тяжелые  (рис.19.47,в), облегченного типа,

 Рис. 19.46 Схема плотины с поворотными фермами: 1 - устой с нишей

предложенные проф. Н. П. Пузыревским (рис. 19.47, г). Наиболее  распространены   решетки, предложенные более  100 лет назад инж. Поаре (рис. 19.47, б). Следует отметить, что аналогичное предложение за 10 лет до него было сделано русским инж. И. Н. Корицким, которое, как и многие ценные предложения в царской России, не получило распространения. Пример конструкции поворотной фермы приведен на рис. 19.47, д. При расчете поворотных ферм нагрузка от воды и собственного ве­са считается приложенной в узлах. Опорные реакции  определяют исходя из того, что передняя   (верховая)   опора делается  в виде подшипника (реакция имеет только вертикальную составляющую), а задняя - в виде подшипника с упором для восприятия и горизонтальной составляющей  реакции   (рис. 19.47, I, II).

Передний подшипник работает на вырывание из порога плотины, поэтому заакеривается; задний - на сжатие  и сдвиг.   Щиты,  перекрывающие пролеты между фермами, выполняются деревянными; ширина щитов соответствует пролету между фермами, высота – 0,7-1м. Для перекрытия отверстия щиты устанавливают друг на друга. Подъем щитов и установка производятся легким краном, передвигающим­ся по служебному мостику.

Спицы - деревянные брусья прямоугольного сечения. Их уста­навливают нижним концом на порог плотины, а верхний конец опирается на балку служебного мостика (рис. 19.47, а). Для сня­тия спицы ее поднимают за рукоятку и она всплывает.

 Рис. 19.47 Затвор с поворотными фермами: - типы поворотных ферм: д - пример конструкции при напоре 4,7 м (размер на рисунке в м)

Поворотными фермами можно перекрывать отверстия в 200-300 м при напорах 4-5 м (высота ферм до 9 м). Фермы просты в изготовлении и дешевы (вес 200-300 кг/м² отверстия). Низкий порог, незначительное стеснение русла допускают пропуск судов через плотину с уложенными на порог фермами. Они получили рас­пространение на судоходных реках и называются судоходными плотинами.  Затворы этой системы применены на шлюзованных участках рек Шексны, Москвы, Оки, Северного Донца и др. а также в качестве временных и ремонтных заграждений в плотинах других систем.   

Недостатки затворов с поворотными фермами: невозможность маневрирования ими зимой (фермы на зиму укладывают на порог) длительность разборки плотины значительного пролета (1-2 сут); значительные потери воды через неплотности многочисленных щитов и тем более спиц; затруднения в подъеме ферм при наличии отложившихся на пороге наносов, топляков и др.

 Рис. 19.48 Поворотные рамы (фермы Томаса) 1 - цепь