СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ НАПОЛНЕНИЯ КАМЕР СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗОВ САРАТОВСКОГО ГИДРОУЗЛА
Аннотация
На основе анализа проектных решений по конструкции гасительных устройств судоходных шлюзов Саратовского гидроузла, а также условий работы устройств, реализованных при строительстве шлюзов, сделан вывод о неэффективности их работы, не обеспечивающей равномерного распределения скоростей потока на значительной длине камеры. Основные проблемы были связаны с конструкцией вертикальной балочной решетки с неравномерным шагом отверстий по высоте, а также с рекомендуемыми в проекте режимами подъема ворот с постоянной скоростью. При существующей конструкции решетки возникает значительная неравномерность распределения скоростей потока по глубине, обуславливающая образование устойчивых обратных уклонов водной поверхности. Это приводит к превышению гидродинамических сил, действующих на шлюзуемое судно, в 5 - 8 раз по сравнению с нормативными их значениями.На основе лабораторных и натурных исследований установлено, что на изменения кинематических параметров потока в камере шлюза влияние оказывает не только балочная решетка, главным назначением которой является выравнивание скоростей на выходе потока в камеру шлюза, но и другие элементы верхней головы: очертания порога, нижнего козырька ворот, конструкция гасительного экрана и соотношение водопропускных отверстий, образуемых этими элементами. Расчеты, выполняемые по методике с учетом положений теории движения турбулентных струй, позволяют определять размеры водопропускных отверстий и взаимное расположение основных элементов верхней головы шлюза при наполнении камеры из-под плоских подъемно-опускных ворот. На основе таких расчетов были сформулированы предложения по реконструкции системы наполнения камеры шлюзов Саратовского гидроузла, взаимному расположению элементов верхней головы, обеспечивающих эффективное гашение скорости потока воды на выходе в камеру шлюза.
Ключевые слова
судоходный шлюз, головная система питания, гасительные устройства, наполнение камеры, кинематические параметры потока
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Гидравлические исследования судоходных шлюзов Саратовского гидроузла на стадии технического проекта // Отчет о НИР. - М.: Гидропроект им. С. Я. Жука, 1962. - 236 с.
Дополнительные гидравлические исследования судоходных шлюзов Саратовского гидроузла // Отчет о НИР. - М.: Гидропроект им. С. Я. Жука, 1962. - 178 с.
Натурные исследования судоходных шлюзов Саратовского гидроузла в навигацию 1969 г. // Отчет о НИР. - М.: Гидропроект им. С. Я. Жука, 1969. - 253 с.
Разработать оптимальные режимы наполнения и опорожнения шлюзов Волжского и Камского каскадов для пропуска большегрузных составов // Отчет о НИР. - Л.: ЛИВТ, 1979. - 220 с.
Онипченко Г. Ф. Условия захода судов в шлюзы изменились / Г. Ф. Онипченко // Речной транспорт (XXI век). - 1973. - № 9. - С. 40-41.
Разработать оптимальные режимы наполнения камер Волгоградского и Балаковского шлюзов при пропуске большегрузных судов и составов // Отчет о НИР. - Л.: ЛИВТ, 1981. - 196 с.
Определение оптимальных режимов шлюзования крупнотоннажного флота через шлюзы Балаковского РГС // Отчет о НИР. - М.: Гидропроект им. С. Я. Жука, 1976. - 122 с.
Проведение поисковых исследований оптимальных форм гасительных устройств головной системы питания шлюза при наполнении из-под затвора и и разработка методов расчета гидродинамических сил на основе лабораторных и натурных исследований // Отчет о НИР. - Л.: ЛИВТ, 1982. - 177 с.
Кононов В. В. Исследования условий стоянки судов при наполнении шлюза Саратовского гидроузла / В. В. Кононов // Улучшение судоходных условий на реках и повышение эксплуатационных качеств судоходных и портовых гидротехнических сооружений: сб. тр. - Л.: ЛИВТ, 1986. - С. 186-198.
Гапеев А. М. Влияние отдельных элементов верхней головы шлюза на гидравлические параметры потока / А. М. Гапеев // Гидротехнические сооружения и путевые работы на внутренних водных путях для судоходства: сб. тр. - Л.: ЛИВТ, 1984. - С. 148-155.
Гапеев A. М. Substantiation of safe modes of filling (emptying) of the chamber of the projected sluice / A. М. Гапеев, Н. Морозова // Журнал Университета водных коммуникаций. - 2011. - № 3. - С. 11-13.
Гапеев А. М. Определение размеров и взаимного расположения элементов системы наполнения камер судоходных шлюзов из-под плоских подъемно-опускных ворот / А. М. Гапеев // Журнал Университета водных коммуникаций. - 2012. - № 2. - С. 34-40.
Рябов Г. Г. Гидравлические исследования головной системы наполнения камеры судоходного шлюза с дополнительной подачей воды поверх опускных ворот / Г. Г. Рябов // Речной транспорт (XXI век). - 2011. - № 5 (53). - С. 68-74.
Гапеев А. М. Анализ существующих теоретических исследований по определению размеров водопропускных отверстий, образованных элементами головных систем питания камер судоходных шлюзов // А. М. Гапеев, А. В. Подрешетникова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 4 (26). - С. 95-100.
Mäck A. Ship lock-induced surges in an impounded river and their impact on subdaily flow velocity variation / A. Mäck, A. Lorke // River research and applications. - 2014. - Vol. 30. - Is. 4. - Pp. 494-507. DOI: 10.1002/rra.2648.
Об авторах
Гапеев Анатолий Михайлович - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Моргунов Константин Петрович - Кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Подрешетникова Алиса Владимировна - аспирант
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
