АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ НАПОЛНЕНИЯ КАМЕРЫ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА № 7 КАНАЛА ИМЕНИ МОСКВЫ
Аннотация
Представлены результаты анализа гидравлических, энергетических и кинематических параметров системы наполнения камеры шлюза из-под сегментных подъемно-опускных ворот с траншейными водоводами и экранно-балочными гасителями. Сосредоточенные (головные) системы наполнения нашли широкое применение в шлюзостроении из-за простоты конструкций, удобства в эксплуатации и экономичности. Все шлюзы, построенные на судоходных каналах России в XX веке - Беломорско-Балтийский канал, канал имени Москвы, Волго-Донской судоходный канал и Волго-Балтийский канал, имеют головные системы питания. Системы наполнения камер этих шлюзов отличаются между собой только составом элементов, образующих камеру гашения. Их выбор осуществлялся при проведении лабораторных исследований по условиям стоянки в камере эксплуатируемых в то время расчетных судов без учета изменения энергетических и кинематических параметров потока, а также изменений структуры флота в перспективе. Резкое увеличение при дальнейшем развитии судостроения осадок и водоизмещения судов существенно изменило условия пропуска через шлюзы судов, в особенности крупнотоннажных. Отмечается, что условия стоянки практически на всех шлюзах с головной системой питания оказались неудовлетворительными, в связи с чем значительно увеличилось количество аварийных ситуаций. Наиболее сложные условия пропуска судов имеют место на шлюзах канала имени Москвы. В настоящее время через шлюзы канала пропускаются крупнотоннажные суда водоизмещением до 64 000 кН и толкаемые составы водоизмещением до 180 000 кН. Анализ изменения основных параметров системы наполнения впервые выполнен на примере шлюза № 7. Установлено, что общая площадь траншейных водовыпусков принята несколько меньшей площади, образуемой при подъеме сегментных ворот на полную высоту при проектном режиме. Принятая длина камеры гашения оказалась недостаточной по энергетическим параметрам потока. Во входных и выходных сечениях водовыпусков имеют место большие скорости течений и, кроме того, в камере шлюза может наблюдаться значительная неравномерность их распределения по длине, что приводит к увеличению уклонов поверхности воды, а следовательно, и действующих на суда гидродинамических сил. Система наполнения камеры из-под сегментных подъемно-опускных ворот с траншейными водовыпусками и экранно-балочными гасителями перед ними оказалась несовершенной по всем рассматриваемым параметрам потока и требует в дальнейшем конструктивных изменений.
Ключевые слова
судоходный шлюз, система наполнения камеры, траншейные водовыпуски, сегментные подъемно-опускные ворота, экранно-балочные гасители
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Гапеев А. М. Исследования вариантов верхней головы проектируемого шлюза Багаевского гидроузла / А. М. Гапеев, Г. Г. Рябов, Т. Ю. Нычик // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 3. - С. 524-536. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-3-524-536.
Рябов Г. Г. Моделирование процесса наполнения камеры судоходного шлюза с учетом данных натурных наблюдений / Г. Г. Рябов, А. Н. Ушакевич, Р. С. Смирнов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 5. - С. 993-1006. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-5-993-1006.
Полилова А. И. Уменьшение гидродинамической силы при наполнении шлюза / А. И. Полилова // Речной транспорт. - 1972. - № 3. - С. 43-45.
Василевский В. П. Исследования условий стоянки судов при наполнении камер типовых шлюзов ВБВП / В. П. Василевский // Проектирование и техническая эксплуатация судоходных сооружений и подходов к ним: сб. трудов. - Л.: ЛИВТ, 1984. - С. 31-40.
Василевский В. П. Исследования условий стоянки судов при наполнении камер типовых шлюзов ВДСК / В. П. Василевский // Интенсификация использования судоходных и портовых гидротехнических сооружений и повышение качества путевых работ по улучшению судоходных условий на реках: сб. трудов. - Л.: ЛИВТ, 1987. - С. 63-69.
Нычик Т. Ю. Анализ аварийных ситуаций при шлюзовании судов / Т. Ю. Нычик // Журнал университета водных коммуникаций. - 2011. - № 4. - С. 105-112.
Гапеев А. М. Совершенствование системы наполнения камер судоходных шлюзов Саратовского гидроузла / А. М. Гапеев, К. П. Моргунов, А. В. Подрешетникова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 5. - С. 984- 992. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-5-984-992.
Гапеев А. М. Оценка качества системы питания судоходного шлюза с короткими обходными галереями / А. М. Гапеев, К. П. Моргунов // Гидротехническое строительство. - 2018. - № 1. - С. 17-21.
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. трудов. - Л.: ЛИВТ, 1984. - С. 148-155.
Михайлов А. В. Головные системы питания судоходных шлюзов и их расчет / А. В. Михайлов. - М.: Минречфлот СССР, 1951. - 172 с.
Гапеев А. М. Результаты исследований процесса наполнения камеры второй нитки Шекснинского шлюза / А. М. Гапеев, Б.В. Коленко // Технический прогресс в проектировании и эксплуатации водных путей и гидротехнических сооружений: сб. трудов. - Л.: Транспорт, 1983. - № 176. - С. 48-54.
Гапеев А. М. Система наполнения камеры низконапорного судоходного шлюза из-под сегментных подъемно-опускных ворот / А. М. Гапеев, К. П. Моргунов, М. К. Карачева // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 6. - С. 1227-1233. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-6-1227-1233.
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»
