Общие сведения о плоских и сегментных затворах нагрузки, действующие на затвор основы конструирования и расчета затворов

Сегментные затворы. Сегментный затвор (рис. 5.4) представляет собой затвор, пролетное строение которого в поперечном сечении имеет вид сегмента и крепится к двум опорным стойкам- ногам, вращающимся вокруг горизонтальной оси. В отличие от плоских, сегментные затворы используют только как основные. Сегментные затворы бывают поверхностные и погруженные (глубинные). Поверхностные- перекрывают отверстия пролетом до 40 м при высоте до 14 м, погруженные применяют для напоров более 100 м. Сегментный затвор состоит из подвижной и неподвижных частей.

Рис. 5.3. Опорно-ходовые части и направляющие устройства плоского затвора:
а — скользящая опора и армирование пазового устройства; 7 — скользящая опора; 2 — ригель; 3 — боковой упор; 4 — рабочий путь (рельс); 5 — элементы армирования; б — облицовка паза; 7 — опорно-концевая стойка; 6 — колесная опора; 8 — колесная опора; 9 — боковое вертикальное уплотнение; 10 — боковое колесо; 7 7 — обратный
упор

Рис. 5.4. Основные элементы сегментного затвора:
7 — элементы решетки подъемной формы; 2 — ригели; 3 — обшивка; 4 — вспомогательные балки; 5 — ноги портала; б — диафрагма; 7 — элементы опорной формы; 8 — направляющее колесо; 9 — уплотнение; 10 — опорная часть; 7 7 — опорный шарнир
Подвижная часть включает в себя стальную обшивку цилиндрической формы, которая непосредственно воспринимает давление воды и передает его поддерживающей балочной клетке. Балочная клетка, состоящая из вспомогательных балок и стоек (при решетчатых диафрагмах), передает нагрузку на диафрагмы и главные ригели. Диафрагмы (сплошные листы или вертикальные поперечные фермы) воспринимают нагрузку от балочной клетки и передают ее порталам; диафрагмы обеспечивают неизменяемость формы поперечного сечения затвора. Порталы, состоящие из ригелей и ног, воспринимают все давление на затвор и передают его на опорные части. Кроме работы в горизонтальной плоскости от давления воды пояса ригелей порталов работают и в вертикальной плоскости — в системе подъемных (весовых) ферм, поясами которых они являются. Подъемные фермы, расположенные с безнапорной стороны затвора, воспринимают его собственный вес, который передают на концевые стойки. С напорной стороны роль подъемной фермы выполняет обшивка. Подъемные фермы обеспечивают пространственную неизменяемость затвора.
Опорные фермы, связывающие ветви ног портала в единую конструкцию, передают на опорную часть все давления воды, часть веса затвора и реакцию от тягового усилия, возникающего во время подъема (опускания) затвора. Опорные части передают давление воды и вес затвора на опорные шарниры и обеспечивают вращательное движение затвора при маневрировании им. Уплотнения перекрывают зазоры между подвижной конструкцией и закладными частями.
Неподвижная часть сегментного затвора включает в себя: оси опорных шарниров, передающих давление воды и вес затвора через закладные части на бетон сооружения; закладные части под уплотнения; арматуру для закрепления закладных частей в бетоне; устройства для обогрева затвора. Затвор с подъемным механизмом соединяется подвесным устройством.
Наиболее распространенным поверхностным сегментным затвором является затвор с двумя равнонагруженными порталами и с обшивкой, очерченной по дуге радиусом из точки, совпадающей с центром вращения затвора. Поскольку давление воды направлено к напорной поверхности затвора и, следовательно, его равнодействующая проходит через центр вращения, работа механизма для подъема ограничивается лишь перемещением массы затвора и преодолением трения в опорных шарнирах и уплотнениях. В этом состоит большое преимущество сегментных затворов с цилиндрической формой поверхности. Ось вращения поверхностного сегментного затвора следует располагать выше или на уровне самого высокого положения свободной поверхности потока в верхнем бьефе для предохранения опорных частей от повреждения ледоходом, засорения наносами и обмерзания.
Таблица 5.1