Бродске преводнице

Transcript

1 Бродске преводнице

2 Дефиниција: Бродске преводнице су објекти за савлађивање разлике нивоа на пловним путевима. Узроци појаве разлике нивоа 1) преграђивање водотока; 2) различит висински положај корита два водотока; 3) висинска разлика између две удаљене тачке једног водотока које се повезују ради скраћења пловног пута

3 Домен примене Највећа до сада савладана денивелација (Hp) је 35 m. Величина денивелације: - каналисане реке (само пловидба) ) 4-5 m (оптимална) - каналисани пловни канали (спајање два речна слива) не већа од m (за брод.прев. са једном комором) m само систем бродских преводница (алтернативно решење су бродски лифтови и стрме равни) - преко 60 m примена није ни економски ни технички оправдана

4 Домен примене (2) Чиниоци који утичу на величину дозвољене денивелације и конструктивно решење: 1) степен заштите приобаља од повишених (успорених) водостаја (оптимално Hp = 4 5 m); 2) носивост тла на којем се фундира објекат a) слабо носиво тло maxhp = m б) стена maxhp = m

5 Основни делови бродске преводнице 1) комора бродске преводнице (смештање пловила/састава) ) 2) горња и доња глава б.п. (ограничава комору са узводне и низводне стране) 3) прилазни канали (безбедан прилаз пловила ка б.п. претпристани и усмеравајуће грађевине)

6 Основни делови бродске преводнице 4) опрема бродске преводнице хидромеханичка врата, затварачи, битве електромеханичка механизми за отварање/затварање врата и затварача, сигнализација: семафори и осветљење 5) хидраулички систем за пуњење и пражњење коморе преводнице

7 Врсте и поделе бродских преводница Подела преводница према: 1) броју комора и њиховом распореду 2) облику дна у уздужном пресеку 3) примењеном хидрауличком систему 4) постојању и врсти објеката за уштеду воде 5) врсти материјала од којег су изграђене

8 Врсте и поделе бродских преводница (2) Подела према броју комора и њиховом распореду р б) а) преводнице са једном комором б) преводнице са више комора у низу в) ) паралелне преводнице а) в)

9 Врсте и поделе бродских преводница (3) Подела према облику дна (зависност од топографије терена) ) а) преводнице са хоризонталним дном б) преводнице са узводним прагом а) б)

10 Врсте и поделе бродских преводница (4) Подела према постојању и врсти објеката за уштеду воде а) преводнице са базенима за уштеду воде б) паралелне преводнице в) ) препумпавање воде испуштене из преводнице са нивоа доње на ниво горње воде а) ) б)

11 Врсте и поделе бродских преводница (5) Подела према материјалу од којег су изграђене а) дрвене (више нису у употреби) б) бетонске (неармирани или армирани бетон зависно од носивости тла) ) в) метални и армирано-бетонски шипови (ретко)

12 Одређивање основних димензија бродских преводница Основне димензије бродских преводница су: а) дужина и ширина коморе у коју се смешта пловило/ састав током превођења) б) дужине делова глава преводнице и врата коморе в) димензије хидрауличког система за пуњење и пражњење коморе преводнице Прва итерација емпиријски изрази Коначне вредности детаљни хидраулички и статички прорачуни

13 Одређивање е основних о димензија бродских преводница Дужина и ширина коморе и најмања дубина воде у комори преводница са комором за умирење преводница за превођење тегљених састава B kp 1,08 1,10 B pl kp H 1,20 1, 25 n 1 h g, j преводница без коморе за умирење L kk m L L n 1 L tg pl, i 1 L pl i L 0,015, 1 преводница за превођење потискиваних састава pl L nl pl L kk L p L m 13 L kk L ku L L 2 L p 1 pl, i

14 Димензије главе бродске преводнице са двокрилним вратима l 2 H 3 p l1 l 2 H p 5m усмеравајући део на улазу носећи опорацора l 3b g l 3 4 D n d pl l 5 m H zk 1m B v B d / 2cos kp l ) 2 n n ( 1,1 1,2 ) B v D n H zk H p bg ( 0,5 1,2)m H kp H p дебљина бочних зидова дебљина бетонске плоче дна главе дужина крила главе дужина врата (једно крило) дужина нише врата дубна верт. нише врата 1 висина зида коморе почетна денивелација ширина п.п. галерије m ctg 1,5 3,0 угао унутрашњег трења земљишта 1 d дубна нише двокр. врата n B 10 kp угао двокр. врата

15 Димензије главе бродске преводнице са двокрилним вратима

16 Димензије главе бродске преводнице са двокрилним вратима l 2 H 3 p l1 l 2 H p 5m усмеравајући део на улазу носећи опорацора l 3b g l 3 4 D n d pl l 5 m H zk 1m B v B d / 2cos kp l ) 2 n n ( 1,1 1,2 ) B v D n H zk H p bg ( 0,5 1,2)m H kp H p дебљина бочних зидова дебљина бетонске плоче дна главе дужина крила главе дужина врата (једно крило) дужина нише врата дубна верт. нише врата 1 висина зида коморе почетна денивелација ширина п.п. галерије m ctg 1,5 3,0 угао унутрашњег трења земљишта 1 d дубна нише двокр. врата n B 10 kp угао двокр. врата

17 Карактеристични нивои за пројектовање бродских преводница 1) статички (трају дуго и одговарају устаљеном хидрауличком режиму; меродавни за одређивање површине попр. пресека прилазних канала и коморе преводнице, трајања пуњења и пражњења коморе) а) најнижи статички ниво = најнижи пловни ниво (НПН заступљеност појаве) б) највиши статички ниво = највиши пловни ниво (НВПН вероватноћа појаве) 2) динамички (одговарају неустаљеном хидрауличком режиму; меродавни за одређивање коте дна прилазних канала и коморе преводнице, коте круне зида главе и коморе прев., дубине прилазних канала

18 Хидраулички системи за пуњење и пражњење бродских преводница Дефиниција: Хидраулички систем за пуњење/пражњење бродске преводнице чине објекти за захватање, провођење и испуштање воде, уређаји за регулисање протока затварачи и објекти за расипање вишка механичке енергије којом располаже вода која се пропушта са вишег на нижи ниво. Критеријуми за избор хидрауличког система за пуњење и пражњење 1) примарни хидродинамичке силе које се јављају током пуњења и пражњења (стабилност и безбедност пловила) 2) секундарни а) брзина струјања воде у прилазним каналима (управљање пловилом) б) брзина вертикалног подизања/спуштања нивоа у комори в) брзина струјања воде у хидрауличком систему и прилазним каналима (отпорност на ерозионо дејство воде)

19 Примарни критеријум за избор хидрауличког система за пуњење и пражњење Стабилност и безбедност пловила у комори и прилазном каналу Промене уздужног нагиба слободне површине дуж коморе изазивају померања пловила у комори и претпристану. Да не би дошло до оштећења пловила,, зидова и врата коморе,, пловила се причврсним р ужадима везују за битве у зидовима коморе

20 Примарни критеријум за избор хидрауличког система за пуњење и пражњење Стабилност и безбедност пловила у комори и прилазном каналу Промене уздужног нагиба слободне површине дуж коморе изазивају померања пловила у комори и претпристану. Да не би дошло до оштећења пловила, зидова и врата коморе, пловила се причврсним ужадима везују за битве у зидовима коморе. пловило је мање од коморе пловило и комора су исте величине ужад се током пуњења напреже

21 Дозвољене силе у причврним ужадима чеони системи пуњења и пражњења S doz, pod a b b G g aw pl подеони системи пуњења и пражњења 1,5 S doz, pod pl аутор a b Михајлов 1/4 3/5 Партенски 1/60 1,0 сила у причврсним ужадима потискиваног састава 1 s, pod S1, pod 2 1 S S n, pod

22 Секундарни критеријум за избор хидрауличког система за пуњење и пражњење примењују се када постоје допунска ограничења а) Брзина струјања воде у прилазним каналима за 0,4 до 0,5 m/s мања од брзине пловидбе (диктира брзину отварања затварача, односно трајање пуњења/пражњења што утиче на пропусну моћ) б) Брзина вертикалног подизања/спуштања нивоа у комори на преводницама са непокретним битвама ограничена је на 004до 0,04 0,06 006m/s в) Брзина струјања воде у хидрауличком систему и прилазним каналима m/s отпорност бетона на ерозионо дејство воде < 20 m/s отпорност челика на ерозионо дејство воде

23 Подела хидрауличких система за пуњење и пражњење 1) системи са концентрисаним пуњењем (пуњење са чела) систем смештен у горњој глави преводнице једноставнија конструкција зидова и дна коморе вода се упушта у комору у уској зони у близини узводних врата неравномерни хидраулички услови дуж коморе 2) подеони системи систем је смештен у зидовима или дну коморе сложена конструкција зидова и коморе вода се упушта по целој дужини коморе или на већем делу њене дужине равномерније пуњење и приближно исти хидраулички услови 1) 2) горња глава комора комора

24 Системи са концентрисаним пуњењем (пуњењем са чела) 1) чеони ситеми са пуњењем кроз отворе у вратима најједноставнији и најмање ефикасни у погледу расипања механичке енергије (5 10 %) 2) чеони ситеми са пуњењем кроз кратке галерије смештеним у зидовима главе симетрично у односу на подужну осу коморе; ефикасност расипања мех. енергије (50 60 %) 3) чеони системи пуњења истицањем испод или преливањем преко врата примењују се на објектима са прагом, имају највећу ефикасност (95 98 %); захтевају комору за умирење која повећава укупну дужину коморе

25 Чеони ситеми са пуњењем кроз отворе у вратима примењују се на објектима са најмањим денивелацијама до 3,5 m отвори у вратима затворени табластим затварачима који се подижу и спуштају ручно или помоћу електромотора пуњење траје дуго

26 Чеони ситеми пуњења и пражњења кроз кратке галерије примењују се за пуњење у распону денивелација од 3 до 5 m пражњење је могуће и при већим денивелацијама, јер услови у низводном каналу нису критични као у комори отвори у зидовима се постављају наспрамно (по један улазни испред двокрилних врата и један или више излазних иза врата)

27 Чеони ситеми пуњења истицањем испод или преливањем преко уставе примењују се за пуњење у распону денивелација од 10 до 15 m користе се подижуће или понируће равне уставе ( L уставе) и сегментне уставе

28 Чеони ситеми пуњења истицањем кроз кратке са комором за умирење примењују се за пуњење у распону денивелација од 12 до 15 m

29 Подеони хидраулички системи примењују се за пуњење и пражњење у распону денивелација од 15 до 35 m због подужних галерија у зидовима или дну коморе захтевају знатно сложеније и скупље конструкције коморе преводнице обезбеђују повољније услове са становишта сигурности пловила у комори настали су као резултат потребе за скраћењем времена пуњења и пражњења ради повећања пропусне моћи преводница

30 Делови подеоних хидрауличких система који утичу на силе у причврсним ужадима место упуштања воде у подужне галерије (са чела или у средини) распоред отвора у подужним галеријама број деоница на подужним галеријама које имају сопствени довододвод воде упуштање воде са чела упуштање воде у средини различити распореди отвора

31 Делови подеоних хидрауличких система који утичу на силе у причврсним ужадима место упуштања воде у подужне галерије (са чела или у средини) распоред отвора у подужним галеријама број деоница на подужним галеријама које имају сопствени довододвод воде упуштање воде са чела упуштање воде у средини две деонице са сопственим доводом

32 Подела подеоних хидрауличких система а) системи са захватањем воде са чела (у зони главе) и упуштањем/ испуштањем кроз отворе распоређене по целој дужини коморе б) системи са доводом воде на средини галерије и упуштањем/ испуштањем кроз отворе распоређенњ по целој дужини коморе в) системи са две подужне галерије од којих се свака користи за пуњење једног дела коморе г) системи са две подужне галерије од којих свака снабдева неколико деоница са сопственим доводом/одводом воде а) б) в) г)

33 Општа подела подеоних хидрауличких система 1) прости подеони системи (вода се у комору упушта непосредно из галерија случајеви а и в) 2) сложени подеони системи (вода се упушта у комору посредно, кроз систем секундарних галерија случајеви б и г) укупна површина попр.прес. главних галерија Ω g = (1/100 до 1/200) L ku B kp однос укупне површине отвора и укупне површине главних галерија Σω oi / Ω g = 1,5 до 2,0 а) б) в) г)

34 Прости подеони хидраулички системи (Hp > 15 m) основни проблем постизање равномерног упуштања воде у комору непосредно из галерија и захватања воде непосредно из коморе; равномерност се може постићи спорим подизањем и спуштањем затварача, што продужава трајање пуњења/пражњења и смањује пропусну моћ подужне галерије у дну (водени јастук испод трупа пловила) подужне галерије у зидовима (отвори једни наспрам других испод трупа пловила)

35 Сложени подеони хидраулички системи (Hp = m) две предности увођењем секундарних галерија постиже се већа равномерност хидрауличких услова у целој комори и однос однос укупне површине отвора и укупне површине попр. пресека галерија већи је него код простих система, па су излазне и улазне брзине мање резултат повећање сигурности пловила у комори и повећање пропусне моћи

36 Најзначајнији параметри при избору х.с. - резиме а) планирана пропусна моћ бродске преводнице и трајање пуњења и пражњења б) хидраулички режим у преводници и прилазним каналима и његов утицај на сигурност пловила в) особине материјала од којег је изграђен водопроводни систем Чеони системи: Hp L kk 2000 и Hp/H kp 3,0 Прост подеони систем: Hp > 15 m Сложен подеони систем: Hp = m

37 Начини захватања воде а) чеоно (каналисани пловни канали) б) бочно (у склопу хидрочвора у речном току на преводницама са великим Hp и великом комором; ; обезбеђује устаљено течење у прилазном каналу)

38 Губици воде при превођењу Зависе од: а) денивелације б) величине преводнице в) укупне истиснине пловила V iz V k V is ( 1,15 1,20) L ku B kp H запремина сливне призме p укупна истиснина превођење са вишег на нижи ниво + превођење са нижег на виши ниво

39 Постиже се: Уштеда воде при превођењу а) применом комора (базена) за уштеду воде (пример преводница Хилполтштајн на каналу Р-М-Д) б) ) изградњом бродске преводнице са више комора у низу (пример преводница Хилполтштајн на каналу Р-М-Д) в) црпљењем воде из зоне доње воде и пребацивање у зону горње воде

40 Подела подеоних хидрауличких система место упуштања воде у подужне галерије (са чела или у средини) распоред отвора у подужним галеријама број деоница на подужним галеријама које имају сопствени довододвод воде

41 Прорачун сила у причврним ужадима