Шлюзование

[Atlantika]

Шлюзование в ходе речного круиза
Речные круизы и шлюзование неразрывно связаны. В этой статье мы расскажем Вам, каким образом осуществляется шлюзование в ходе путешествия по реке. Шлюзование заключается в следующем.
На канале или на реке, чтобы повысить уровень воды и увеличить глубину водного пути, ставят ряд плотин. Их возводят на известном расстоянии одну от другой. Русло каждой реки имеет улон, направляющий течение. Плотина преграждает течение реки, подпирает воды и повышает их уровень. Высоту подъема определяют в зависимости от того, какую глубину желают иметь на подпертом участке, при этом учитываются размеры затоплений, которые получаются в результате подъема и разлива реки. Следующую по течению плотину ставят, исходя из таких же расчетов. Подпертые участки реки, которые называют бьефами, располагаются уступами. Уровни воды образуют как бы лестницу с гигантскими водяными ступенями. Такую лестницу называют каскадом. Разница уровней бьефов иногда доходит до 35-40 метров. Вот тут и нужны шлюзы. Около плотин, для пропуска судов из одного бьефа в другой, устраиваются шлюзы. Они ставятся или рядом с плотинами, примыкая к ним, или в стороне от реки, в обходном (деривационном) канале, которым верхний бьеф соединен с нижним. Пропуск судов через шлюзы водного пути Москва – Волга, запроектированного при Петре 1, требовал не менее трех суток, в настоящее время на канале имени Москвы на это требуется три часа. 121 километр по каналу имени Москвы от Московского Северного речного вокзала, до пристани Большая Волга современные круизные теплоходы проходит за десять часов. Подпор воды, получающийся в результате постройки плотин, дает возможность использовать падение воды для вращения водяных турбин. Турбины приводят в движение электрические машины (генераторы).
Перед заходом теплохода в камеру шлюза начальник вахты готовит камеру шлюза. Все операции проходят одним поворотом ключа циклового управления. В ключе три операции:
1. Подготовить. То есть наполнить или опорожнить камеру (автоматически включаются светофоры).
2. Открыть или закрыть камеру. Суда входят или выходят из камеры.
3. Шлюзовать. Операция начинается после ошвартовки судна в камере шлюза.
Опорожнение камеры шлюза происходит по водоводным галереям, количество которых с каждой стороны камеры по 15. Галереи имеют прямоугольное сечение 4х4 м каждая. При опорожнении камеры поднимаются заслонки (на цепях Галя), расположенные в нижних головах шлюза. Сброс воды осуществляется за нижними воротами шлюзов в подходной канал нижнего бьефа. Заполнение камеры шлюза канала имени Москвы осуществляется из отверстия, которое образуется в результате поворота сегментных ворот вокруг оси. Сегмент поднимается и образует щель высотой до 1,8 метра. Поступающая вода ударяется о плиту (устой). В устое – 4 трубы диаметром по 4 метра каждая. Через эти трубы вода и поступает в камеру шлюза. Заполнение камеры происходит за 11 – 12 минут. Вес сегмента 123 тонны. Сегмент подъемно – опускной, при заполнении камеры укладывается в нишу на дне камеры.

[Александр Литвинов]

Судоходные шлюзы

В нашей стране в качестве судопропускных сооружений исполь­зуют шлюзы. Единственный судоподъемник был введен в эксплуата­цию в 1976 г. (в створе Красноярского гидроузла).
За последние тридцать лет в СССР сооружено более семиде­сяти крупногабаритных судоходных шлюзов в створах комплекс­ных и транспортных гидроузлов.а также на трассах межбассей­новых судоходных или комплексного назначения каналах. На рис. 1 приведена схема судоходного шлюза. Шлюзы бывают однокамерными и многока­мерными, в одну нитку и параллельные. Однокамерные шлюзы успешно работают при напоре до 23 м на нескальных грунтах и до 42 м — на скальных.

Рис. 1. Схема камеры шлюза

Параллельные, или парные, шлюзы строят на водных путях с интенсивным судоходством. Большинство из них двухниточные, возможно строительство и большего количества ниток. Многокамерные шлюзы возводят при значительных напорах или в связи со спецификой грузопотоков. Эксплуатация многокамерных шлюзов сложнее эксплуатации однокамерных, так как растет число операций при шлюзовании и снижается пропускная способность системы. Наибольшее распространение на реках и судоходных каналах СССР получили однокамерные шлюзы.

Однокамерный шлюз состоит из камеры, верхней и нижней го­лов (рис. 2). В камере шлюза, расположенной между головами, при изменении уровней воды находятся шлюзующиеся суда, со­ставы и плоты. При этом они преодолевают сразу весь перепад (Н) от уровня верхнего бьефа до уровня нижнего бьефа. Каме­ра шлюза ограничивается с боков стенами, на которых размещают причальные устройства в виде стационарных тумб и плавучих ры­мов для швартовки судов. На всю длину верхней части стен уст­раивают массивные железобетонные парапеты, которые могут вос­принимать ударную нагрузку от шлюзуемых судов и составов. В головах шлюза находятся ворота различной конструкции.

Рис. 2. Схема однокамерного шлюза

Самая высокая часть днища шлюза называется королем или порогом. Вертикальная грань порога образует стенку па­дения. Емкость, в которую непосредственно поступает вода из верхнего бьефа в процессе наполнения шлюза, называется каме­рой гашения энергии. Глубина на верхнем короле шлюза со стенкой падения и дна подходного канала задается исходя из осадки судов, принимаемых на расчетную перспективу с учетом запаса воды под днищем судна от наинизшего динамического уровня воды верхнего бьефа, а также с учетом предвесенней сра-ботки уровня водохранилища.

Нижняя голова отличается от верхней низким расположением короля. Судоходная глубина на нем обеспечивается при наиниз­шем динамическом уровне воды в нижнем бьефе с учетом возмож­ного понижения его вследствие естественного размыва дна потоком, идущим из водохранилища, и производства землечерпатель­ных работ. В стенах головы проходят водопроводные галереи с затворами для опорожнения камеры. Судоходные отверстия обыч­но закрываются двустворчатыми воротами, поддерживающими уро­вень верхнего бьефа в камере. Обе створки ворот при уровне ниж­него бьефа, вращаясь на вертикальных осях, заходят в ниши, на­зываемые шкафами, и освобождают отверстия для движения судов. Шлюз оборудован механизмами для открытия и закрытия во­рот и затворов галерей, причальными устройствами для швартов­ки судов и плотов, направляющими палами, сигнализацией и дру­гими устройствами для управления процессом шлюзования.

Типы ворот и затворов. Ворота — одно из важных конструк­тивных элементов шлюза, от состояния и работы которых зави­сит выполнение операций по пропуску судов и плотов. Они долж­ны быть надежны в работе и удобны в эксплуатации. В зависимости от назначения и условий работы ворота подраз­деляются на основные, ремонтные и аварийные. Основ­ные ворота предназначаются для непосредственного выполнения операций по пропуску судов и плотов через шлюз; ремонтные — для закрытия судоходного отверстия при ремонтных рабо­тах в подводных частях сооружения; аварийные — для перекры­тия потока воды в отверстии в случаях повреждения основных во­рот.
В шлюзах в качестве основных применяют различные типы во­рот (рис. 3) — двустворчатые, плоские и сегментные, опускные, подъемные, клапанные, откатные, полноповоротные сегментные и др. Конструкция ворот зависит от характера их использования, на­пора на них и соотношения между полезной шириной камеры bп и высотой ворот hв.

Рис. 3. Типы ворот

Двустворчатые ворота получили наибольшее распро­странение. Их применяют на нижних и промежуточных головах, а также на верхних головах с галерейным наполнением, при

[Михаил Пашковский]

По-моему, перепутаны местами ворота сегментного (должно быть 2-е фото) и опускного типа (должно быть 3-е фото)

[Александр Литвинов]

Высота ворот в зависимости от напора может доходить до 35 м. В открытом положении створки ворот располагаются в нишах устоя головы шлюза.

Плоские подъемно-опускные ворота широко применяют на верхних головах, стенка падения которых превышает высоту ворот. Опускные ворота можно использовать и для наполнения камеры: сначала они поднимаются над порогом для пропуска воды в камеру, а после наполнения камеры опуска­ются в нишу.
Сегментные ворота, как и опускные, приме­няют на верхних головах шлюзов со стенкой падения и использу­ют для наполнения камеры. Ворота такого типа могут перекры­вать отверстия шириной до 30 м и иметь высоту до 8 м. Они хо­рошо себя зарекомендовали на шлюзах канала имени Москвы. Их недостаток—необходимость удлинения головы шлюза для их размещения, увеличение объема бетона и стоимости.
Клапанные ворота применяют на верхних го­ловах шлюзов со стенкой падения при галерейном наполнении ка­меры, при ширине отверстия до 30 м и высоте до 8 м. Ворота такого типа применены на Угличском и Рыбинском шлюзах. Этими воротами трудно маневрировать при отрицательных тем­пературах, при наличии шуги и льда. Поэтому при строительстве новых шлюзов сегментные и клапанные ворота, по существу, не применяются.
Откатные ворота используются в широких шлюзах при сравнительно небольших напорах и при соотношении bп к hв ³ 3:4. В открытом положении ворота размещаются в боковой нише од­ного из устоев головы. Применены на Пермском шлюзе.
Полноповоротные сегментные ворота устанавливают на верхних и нижних головах шлюзов с напором до 3 м. Наполнение и опорожнение камеры произво­дятся из-под ворот. Применены они на шлюзах Москворецкой системы.
Для открывания и закрывания наиболее распространенных на шлюзах двустворчатых ворот служат механизмы с различными си­стемами приводов: жесткими в виде рейки или штанги, гибкими — тросовыми и гидравлическими. На механизмах с жестким приво­дом применяют две различные кинематические схемы — колес­ную и штанговую.


Затворы водопроводных галерей. Водопроводные затворы шлю­зов предназначены для перекрытия системы питания при наполне­нии-опорожнении камер после окончания всего процесса выравни­вания уровней воды. В работе этих затворов особенно важное значение имеет ре­жим их открытия, так как от последнего зависят условия стоян­ки судов в камере шлюза и подходных каналах. Работа затворов происходит под напором, достигающим иногда значительных ве­личин (до 42 м). Они должны быть рассчитаны таким образом, чтобы беспрепятственно закрывать галерею при любом возмож­ном напоре (в аварийных случаях). Применяют затворы плоские, подъемные, вертикальные, ци­линдрические и сегментные, а на верхних головах со стенкой па­дения — также ворота-затворы. Основные эксплуатационные требования к водопроводным за­творам сводятся к следующему: благоприятные гидравлические характеристики наполнения и опорожнения камер и относительная легкость маневрирования при открытии, водонепроницаемость в закрытом состоянии, удобство осмотра и ремонта и главное — надежность в работе.

Системы питания шлюзов. Системой питания или водопровод­ной системой шлюзов называется совокупность устройств, кото­рые служат для наполнения и опорожнения камер. По способу подачи и выпуска воды из камеры системы разделя­ются на сосредоточенные и распределительные (рис. 4). При сосредоточенной системе вода подается в камеру или вы­пускается из нее в одном месте по длине камеры, чаще у верхней и нижней головы, в последнем случае системы питания называ­ются головными. Распределительная система питания бывает про­стой, при которой вода поступает в камеру через выпуск из основ­ных продольных водопроводных галерей, расположенных в дни­ще или в стенках камеры, и сложной, при которой вода подается в галереи через промежуточные камеры гашения или из основных галерей в систему вспомогательных поперечных галерей и через выпуски в них — в камеры (из камеры вода выпускается в обрат­ном порядке).

Рис. 4. Системы питания шлюзов

Забор воды из верхнего бьефа для наполнения камеры и сброс ее в нижний бьеф для опорожнения могут производиться по двум системам питания: с забором воды непосредственно из подходных каналов и сбросом ее в подходные каналы, а также с забо­ром воды из верхнего бьефа и сбросом ее в нижний бьеф при помо­щи трубопроводов с водоприемниками и водоспусками, располо­женными вне подходных каналов (рис. 5).Применяется также смешанная система питания. Основное конструктивное различие между системами питания состоит в том, что при распределительных системах продольные га­лереи размещаются в стенах или днищах камер, а при головных — галереи в камерах отсутствуют. Это позволяет облегчить и упро­стить конструкцию бетонных и железобетонных голов камеры.

Рис. 5. Схема забора воды в шлюз из верхнего бьефа

Условия и границы применения головных и распределительных систем питания камер, а также забора и выпуска воды при напол­нении и опорожнении камер через подходные к шлюзам каналы или в обход их обычно определяются следующими основными требова­ниями:
- продолжительностью наполнения и опорожнения камер, отве­чающей заданной пропускной способности шлюза;
- условиями отстоя и вертикальными скоростями перемещения судов, находящихся в камере шлюза;
- условиями отстоя ожидающих судов и составов в подходных каналах и продольными скоростями течения воды в них;
- строительными затратами;
- лучшей сохранностью элементов шлюза и доступностью их осмотра и ремонта.

---------- Добавлено в 23:42 ---------- Предыдущее сообщение было размещено в 23:38 ----------

По-моему, перепутаны местами ворота сегментного (должно быть 2-е фото) и опускного типа (должно быть 3-е фото)

В источнике (З.А.Шашков «Внутренний водный транспорт СССР. Общий курс») именно так. Оттуда и оцифровал картинку. Но действительно, похоже, что ошибка. Сейчас исправим . Спасибо, Михаил!

[Irinka]

У кого есть возможность, то можно "совместить" эти обе картинки.




И получаем примерно вот такую


для более корректного совмещения можете скачать эти картинки в альбоме
http://photo.qip.ru/users/iriska2204/3802863/88252072/

[Александр Литвинов]

Технико-эксплуатационная характеристика судоходных шлюзов

На внутренних водных путях Российской Федерации эксплуатируется 129 судоходных шлюзов.
Конструктивные особенности шлюза опре­деляют полезные габаритные размеры каме­ры, используемые судами.
При проводке судов через шлюз Правилами пропуска судов, составов и плотов через шлюзы внутренних водных путей РСФСР предусматриваются определенные запасы по ширине и глубине [4].
Запас между бортом судна и стенкой шлюза должен быть следующим: при ширине шлюза до 10 м — 0,2 м; до 18 м — 0,4 м; свыше 18м — 0,5 м. При наличии наледей на стенках камеры в шлюзах любой ширины суммарный запас по ширине допускается не менее 0,4 м от краев наледи. На Кочетовском шлюзе суммарный запас по ширине камеры разрешается не менее 0,3 м.
Запас воды под днищем судна регламенти­руется следующим образом: в деревянном шлюзе при глубине на пороге до 100см — 10см, при глубине свыше 100 см — 15 см; в бетонном шлюзе при глубине на пороге до 250 см —25см, при глубине свыше 250 см — 40 см.
Полезная длина камеры шлюза может ис­пользоваться полностью.
Пропуском судов и плотов по каналам и через шлюзы гидроузлов формированием составов и групп совместно шлюзующихся судов, а. также работой шлюзовых тяговых средств руководит диспетчер пароходства (порта, рейда), а операциями шлюзования — вахтенный начальник шлюза. На основании графиков движения и сведений о дислокации флота диспет­черский аппарат сообщает вахтенному началь­нику шлюза суточный план пропуска судов, составов и плотов.
Пропуск пассажирских и других судов, ра­ботающих по расписанию, планируется в пла­не-графике согласно расписанию. Пропуск ме­стного экскурсионного флота планируется по заявке диспетчера порта (участка), подаваемой не менее чем за 1,5 ч до предполагаемого прохода через шлюз. Пропуск остальных судов планируется в порядке их подхода.
При наличии очереди судов на подходах к шлюзу обеспечивается такая последовательность пропуска:
I — суда с нефтепродуктами с температурой вспышки паров ниже 60 °С, с взрывчатыми и отравляющими веществами, со скоропортящимися грузами;
II— специальные объекты и суда технического флота;
III — сухогрузные суда и толкаемые составы, нефтеналивные составы и танкеры с нефтепродуктами с температурой вспышки паров 60 °С и выше;
IV— сухогрузные буксируемые составы и плоты (если нет плотовой нитки шлюза).
Разрешается совместное шлюзование следующих судов:
- нефтеналивных с грузовыми всех классов;
- сухогрузных в любом сочетании (кроме судов с ядовитыми, взрывчатыми и огнеопасными материалами);
- судов технического флота с нефтеналив­ными, гружеными нефтепродуктами с температурой вспышки паров 60 °С и выше;
- пассажирских (в том числе скоростных) с сухогрузными, судами технического флота, с танкерами, груженными мазутом, температу­ра которого не выше 45 °С, и с температурой вспышки паров 60 °С и выше.

Общая продолжительность судопропуска складывается из времени маневровых опера­ций судов при подходе к шлюзу, входа в камеру, учалки и выхода из камеры и времени, затрачи­ваемого на технические операции шлюзования (открытие и закрытие ворот, наполнение или опорожнение камеры). Время, затрачиваемое на технические операции шлюзования, относи­тельно стабильно в период навигации и состав­ляет 30 — 40 % общей продолжительности су­допропуска.
На крупных шлюзах, в камерах которых для шлюзования одновременно размещается группа судов и составов, продолжительность группового шлюзования зависит не только от маневренных и инерционных характеристик отдельных судов, но и от числа совместно шлюзующихся судов.
Время, затрачиваемое судами на прохождение судопропускного сооружения (с учетом ожидания шлюзования), по основным транзитным участкам водных путей, составляет 1-3 ч для теплоходов и до 6 ч для составов. На проводку судов через створ Городецкого и Цимлянского шлюзов требуется больше времени: для самоходных судов 5-10 ч, для несамоходных - 10-12 ч.

Характеристика основных судоходных шлюзов

[Михаил Пашковский]

У нас все хорошо!
Входим в 6ой шлюз. Домчали за 3 часа. Какая разница со степенным Башкором.
В шлюзе стоят Булгаков и Есенин. Как будто нас ждали.
Но взрослые ребята не пустили нас играть в свою компанию. Прямо перед носом подняли ворота.
Хотя местечко рыдом с Есениным было.
Опять маленьких обежают.

Видимо кое-кто читает наш форум. Вспомните-ка кому принадлежат Булгаков с Есениным? Кажется, я знаю, чьих рук это дело...

[Irinka]

Хотя местечко рыдом с Есениным было.
Опять маленьких обежают.

Это вам так кажется что есть местечко. А на самом деле его там нет. Что "Есенин" широкий, что ваш "пузырь", так что вместе вас борт об борт не поставили бы в камере. Я в смысле в камере шлюза.
Есть определенное правило по расстановке теплоходов в камерах шлюза, в зависимости от их габаритов (длина и ширина).
Вот по тому вас и отставили в сторону....

---------- Добавлено в 21:41 ---------- Предыдущее сообщение было размещено в 21:39 ----------

Видимо кое-кто читает наш форум. Вспомните-ка кому принадлежат Булгаков с Есениным? Кажется, я знаю, чьих рук это дело...

Вот не надо намекать....
Читаем выше, там я всё сказала.

[Botsman]

А вот тут можно посмотреть какие должны быть запасы в камере шлюза
http://www.peka.ru/publications/rules/doc526/

Надеюсь размеры камеры подсказывать не надо?

[Михаил Пашковский]

Ирина, я понимаю, что с диспом не спорят. Но давайте посчитаем. Габаритная длина Булгакова (301 пр) 125 м, Есенина - 91, 305-х - 79. Итого 295 метров. Если теплоходы стоят в шахматном порядке со сдвигом (а скорее всего, так оно и есть), то 305-й вполне мог бы поместиться... И если бы это был "Славянов" или "Пирогов", то он бы отшлюзовался вместе со всеми.