СУДОХОДНЫЙ ДЕРЕВЯННЫЙ ШЛЮЗ

Высокие качества дерева, как материала для гидротехнических сооружений (плотин и шлюзов), в значительной мере обесценивались до сих пор тем его недостатком, что в зоне переменного намокания и высыхания части деревянных конструкций быстро разрушались. Это обстоятельство привело к тому, что сооружения из дерева, находящиеся частью в воде, частью на воздухе, не считались долговечными и, при сравнительно небольших затратах на первоначальное устройство, вследствие короткого срока своей службы и эксплоатации, оказывались дорогими. С другой стороны, известны факты многовекового пребывания в воде дерева в виде свай древних мостов и длительной службы дерева в виде долбленных деревянных водопроводных труб с почти полным сохранением своих первоначальных свойств прочности.

Предлагаемое устройство деревянного шлюза имеет целью увеличить срок его службы путем насыщения тех частей конструкции, которые не погружены в воду. Для этого в частях стенок шлюза, непогруженных в воду, сделана сеть каналов, наполняемых водой, под напором при помощи известных в технике средств, а самые стенки шлюза сделаны складывающимися на ряжевое основание, расположенное ниже горизонта воды. Стенки шлюза складываются и в этом положении находятся под водой во время паводков.

На чертеже фиг. 1 изображает вид с нижнего бьефа на поперечный разрез шлюза по ABCD на фиг. 2; фиг. 2 - план шлюза; фиг. 3 - продольный разрез; фиг. 4 - устройство щитов у торцов (разрез по АВ на фиг. 5); фиг. 5 - часть щита (вид сбоку); фиг. 6 - разрез по CD на фиг. 4; фиг. 7 и 8 - сечения среднего и бокового брусьев щита; фиг. 9 - обработка торцов брусьев и аксонометрии.

В нижней части камера шлюза имеет плотные ряжевые (из брусьев) стенки 5, верх которых расположен ниже горизонта нижнего бьефа (Г.Н.Б.) причем они ни при каких условиях не должны подвергаться ударам льда и выходить из-под воды. На этой ряжевой стенке, имеющей ширину, достаточную для маневрирования, расположена верхняя часть стенки камеры, состоящая из складных элементов, состоящих каждый из трех шарнирно соединенных щитов 1, 2, 3, составленных из ряда плотно соединенных между собой деревянных брусьев, взятых в рамку из швеллеров и, кроме того, связанных в одно целое промежуточными горизонтально расположенными швеллерами. Один из этих щитов 1 представляет собою напорную грань стенки шлюза. Нижним концом напорный щит шарнирно укреплен на нижней ряжевой стенке камеры и может принимать как наклонное, так и горизонтальное положение. К наклонному щиту 1 также шарнирно присоединены два опорных щита 2 и 3, составленных из деревянных брусьев того же сечения; назначение опорных щитов - воспринять и передать давление от напорного щита нижней ряжевой части конструкции и далее на грунт.

Шарниры 6 и 7 опорных щитов устроены с достаточным зазором и передача давления происходит через опорные плоскости специальной отливки, посредством которой шарниры, кроме того, прикреплены к напорному щиту.

Вся верхняя часть стенок камеры посредством катучего на рельсах или пловучего крана может быть уложена на нижнюю ряжевую часть стенки шлюза и скрыта под водой; давление на нижние опорные площадки опорных щитов может быть предварительно уменьшено путем соединения внутренней полости между ними с верхним бьефом, посредством открытия специальных щитов и водоводов в головных и боковых понтонах.

В части, примыкающей к верхним воротам 8, понур переходит в ряж, имеющий плотные сболченные стенки, приспособленные для восприятия давления воды на ворота шлюза, которое передается ему железными тягами 9.

Уплотнение щели между нижней гранью напорного щита произведено гибкой прорезиненной тканью 10; резино-ткань имеет при этом запас в виде складки, позволяющей напорному щиту принять горизонтальное положение; зазор между напорными щитами соседних элементов стенки также уплотняется полоской прорезиненной ткани, навернутой на железный ролик.

Описанная конструкция деревянной камеры, путем несложных специальных устройств, может быть приведена в насыщенное водой состояние и постоянно удерживаема в этом состоянии под некоторым, достаточно большим напором. Целью этих устройств, как указывалось выше, является предохранение дерева, входящего в состав рабочих частей шлюза и находящегося на воздухе, от гниения и достижение долговечности деревянных стен.

В предлагаемой конструкции в верхних торцах и боковых гранях брусьев 1, 2 и 3, входящих в состав напорного и опорного щитов, выбраны пазы 11 и 12, которые после складывания брусьев вместе и заключения их в рамку из швеллеров, образуют одну общую для щита сеть внутренних каналов, имеющих по две выводные насадки у боковых граней каждого элемента стенки (фиг. 4-9). Внутренние каналы двух соседних элементов стенки камеры, имеющие рядом расположенные выводные насадки, могут быть соединены посредством короткой изогнутой трубки 13.

Будучи соединены указанным образом, каналы всех элементов, входящих в состав стенок шлюза, образуют одну общую сеть водонасыщающих каналов. Для наполнения этой сети водой (пополнение расхода на фильтрацию, потерю в неплотности и испарение с поверхности) необходимо иметь небольшую насосную установку, которая может быть устроена в виде небольшой таранной установки, работающей под напором, создаваемым плотиной, и подающей воду в напорный бак, расположенный достаточно высоко. Напорный бак соединяется железной трубой с выводными насадками ближайшего элемента складной стенки камеры шлюза. Таким образом, вся сеть внутренних водонасыщающих и водопроводящих каналов деревянной стенки может быть заполнена водой, находящейся в слабом движении и удерживаемой под некоторым напором. Верхняя и нижняя головы шлюза представляют собой съемные пловучие железобетонные понтоны 14, устанавливаемые по окончании ледохода на нижней ряжевой стенке посредством частичного затопления их водой и скрепления с ряжами массивными болтами по всему периметру (если условия ледохода более легкие - то головы шлюза могут быть оставляемы на месте). Внутри понтона устроены водоспуски и водовыпуски 15, закрываемые щитами 16 (подъемники щитов устанавливаются на палубе понтонов). Кроме указанных подъемников головные понтоны должны иметь сильные подъемники, обслуживающие ворота шлюза, и простые приспособления для удержания судов. Ворота шлюзов предлагаемой конструкции представляют собой также деревянный щит, собранный из одного ряда вертикально (при закрытом шлюзе) поставленных деревянных брусьев; ось вращения ворот горизонтальна; ворота при открытии шлюза откидываются на флютбет.

Давление воды на ворота шлюза воспринимается и передается ряжевому флютбету несколькими рядами железных тяг 9 (у верхних ворот двумя, у нижних - четырьмя), точки прикрепления которых к воротам распределены по высоте так, чтобы каждый из входящих в состав ворот вертикальных брусьев работал, как неразрезная многопролетная балка с одинаковыми и наименьшими, возможными при данной нагрузке опорными моментами. Железные тяги состоят в нижней части из железного стержня, шарнирно прикрепленного одним концом к швеллеру, сболченному с ряжевым флютбетом, и имеющего на другом конце груз, и в верхней части - из цепи или гибкого стального троса, скрепленного с воротами через посредство поясных швеллеров. При таком способе распределения опор ширина ворот, а следовательно, и шлюза может быть сделана без затруднения весьма большой, и материал ворот (дерево и металл) могут быть распределены и использованы наилучшим образом.

Кроме четырех головных понтонов шлюз имеет в той части, где к нему примыкает плотина 17, еще два боковых понтона 18, также имеющих водоспуски и водовыпуски для наполнения и опорожнения шлюза.

Верхняя часть стенок шлюза между съемными головными и боковыми понтонами составлена из описанных элементов, складывающихся на время прохода ледохода и паводка на ряжевую нижнюю стенку шлюза посредством крана, который обслуживает и плотину.