4.5.2. Наклонные судоподъемники

В том случае, если вертикальная диаметральная плоскость судна совпадает с направлением движения, судоподъемник является продоль-ным, а если перпендикулярна направлению движения – поперечным.

Продольные судоподъемники по форме продольного профиля пути делят на двускатные и односкатные.

Двускатный судоподъемник простейшего типа состоит из колесной тележки, на которой судно поднимается из одного бьефа до гребня сооружения (т. е. до наивысшей точки), преодолевает его, затем спускается во второй бьеф. Тележка перемещается с помощью канатной лебедки.

В таком судоподъемнике маломерные суда перевозят в осушенном состоянии. Для обеспечения при перевозке горизонтальности положения судна, рельсы для передних и задних колес тележки располагают на разных уровнях (рис. 4.24) или применяют косяковые тележки клиновидной формы (рис. 4.25). В последнем случае на каждом скате пути располагают самостоятельную косяковую тележку и перемещают судно на гребне путей с одной косяковой тележки на другую.

Рис. 4.24. Наклонный продольный двухскатный судоподъемник для маломерных судов с путями на двух уровнях:

1, 4 – судовозные пути; 2 – тележка; 3 – судно

Рис. 4.25. Наклонный продольный двухскатный судоподъемник для маломерных судов:

1 – косяковая тележка; 2 – тележка для передачи судна с одного склона на другой; 3 – судно; 4 – судовозный путь; 5 – разделяющая опора

Крупнотоннажные суда перемещают в камере с водой (например, на судоподъемнике Красноярского гидроузла). Самый крупный в мире двухскатный наклонный судоподъемник построен в составе Красноярского гидроузла на р. Енисее (рис. 4.26). Судоподъемник с поворотным устройством 1 и пультом управления 2 с самодвижущейся судовозной камерой 3 был спроектирован в соответствии с особенностями створа гидроузла: значительным (до 100 м) перепадом воды между бьефами, большими амплитудами колебаний уровней в бьефах (в верхнем – 13 м, в нижнем – 6,3 м). Судоходный шлюз в таких условиях имел бы недопустимо большой расход воды на шлюзование и был бы чрезвычайно дорогим сооружением с недостаточной пропускной способностью.

Суда перевозятся из бьефа в бьеф на плаву (рис. 4.27). Общая масса судовозной камеры с водой и перевозимым в камере судном 6720 т, длина камеры 108,2 м, ширина 26,5 м. Один из торцов камеры глухой, другой, через который заходят (выходят) в камеру суда, перекрыт сегментными воротами. Судовозная камера оборудована устройством для механической заводки судов и швартовными приспособлениями.

Рис. 4.26. Красноярский судоподъемник

Р ис. 4.27. Судовозная камера Красноярского судоподъемника:

1 – насосное отделение; 2 – торцовое помещение; 3 – сегментные ворота; 4 – косяковая часть камеры

Суда транспортируются следующим образом. Заполненная водой судовозная камера по наклонным путям спускается в нижний бьеф до положения, при котором уровни воды в камере и бьефе совпадают. После полной остановки камеры в ее входном торце опускаются сегментные ворота, открывая вход заходящему судну. После учалки судна ворота закрываются. На верхнем участке низового судовозного пути камера накатывается на наклонную балку поворотного устройства. В этот момент рельсы на балке поворотного устройства являются как бы продолжением тех судовозных путей, к которым балка в данный момент примыкает.

Вслед за этим балка поворотного устройства вместе с камерой делает разворот в плане на угол 142°, и в конце поворота ее направление совпадает с осью верховых судовозных путей. После разворота судовозная камера поворачивается входным торцом в направлении предстоящего спуска и начинает движение. При достижении верхнего бьефа и совпадении уровней воды в камере и водохранилище ворота открываются и судно выходит.

Односкатный судоподъемник (рис. 4.28) с перемещением судов на плаву необходимо отделять от верхнего бьефа напорным сооружением. При больших колебаниях бьефа (верхнего или нижнего) напорное сооружение выполняют в виде шлюза, а при малых колебаниях – полушлюза.

Рис. 4.28. Наклонный продольный судоподъемник:

1 – косяковая тележка; 2 – камера с водой; 3 – судно; 4 – ворота камеры; 5 – судовозные пути; 6 – полушлюз в нижнем бьефе; 7 – шлюз в верхнем бьефе

Таким образом, камера судоподъемника движется на всем протяжении по сухому пути и может быть достаточно точно уравновешена.

К подобным сооружениям относится парный судоподъемник Ронкьер (Бельгия, 1968 г.) с двумя полушлюзами. Судоподъемник позволяет преодолевать разность уровней бьефов 68 м судам грузоподъемностью 1650 т. Две наполненных водой камеры длина 91×12×(3 – 3,7) м работают независимо одна от другой. Камеры установлены на косяковых тележках, которые перемещаются по путям, уложенным с уклоном 1 : 20, при помощи канатного механизма, состоящего из нескольких лебедок с противовесами.

Поперечные судоподъемники применяют для преодоления судами большой разности уровней бьефов при значительных уклонах берегов. В этом случае низовой конец косяковой тележки должен иметь большую высоту, а, следовательно, требуется большая глубина заложения путей в месте примыкания к нижней голове.

Наиболее крупный поперечный наклонный судоподъемник Арзвиль на канале Рейн-Марна (Франции, 1969 г.), позволяет преодолевать судам грузоподъемностью 350 т разность уровней бьефов 44,5 м. Размеры камеры 42,5×5,5×2,5 м, вес с водой – 900 т. Судоподъемник парный уравновешенный, камеры на косяковых тележках перемещаются по двум судовозным путям, имеющим уклон 1:2,44.

Конструкция водоклинового судоподъемника (рис. 5.29) довольно необычна. Если шлюз состоит из неподвижной камеры, а вертикальные и наклонные судоподъемники имеют передвижную камеру, то водоклиновый судоподъемник не имеет камеры вообще, а представляет собой наклонный канал прямоугольного или трапецеидального поперечного сечения по которому заслонкой (щитом) перемещается призма воды на поверхности которой находится транспортируемое судно. Оптимальный уклон дна канала составляет 2 – 5 %, а наибольший напор технически не ограничен.

Судоподъемник работает одновременно только в одном направлении. Время пропуска регулируется скоростью движения тягача, перемещающего щит. При перепаде уровней 100 м пропуск судна занимает около 25 мин. Поступательное перемещение судна вдоль пути и его подъем во времени совмещены, так как у водоклинового судоподъемника нет остановок при вертикальном перемещении судна, как в шлюзах и иных судоподъемниках.

Во Франции построены два судоподъемника подобного типа. Первый – у г. Монтеш пропускает суда водоизмещением до 400 т, которые преодолевают напор 13 м. Второй – в Фонсеранне на канале де-Миди имеет перепад уровней 13,6 м.

Рис. 4.29. Последовательность операций при пропуске судна через водоклиновый судоподъемник:

а – ввод судна с нижнего бьефа в водяной клин; б – перемещение судна вверх;

в – выход судна в верхний бьеф

Преимуществами водоклинового судоподъемника являются, во-первых, возможность регулирования объема сливной призмы в зависимости от водоизмещения перемещаемых судов, в то время как сливная призма шлюзов неизменна, и, во-вторых, водоклиновый судоподъемник обеспечивает стабильность уровней воды в верхнем и нижнем бьефах. Кроме того, в шлюзах при больших напорах резко возрастает время шлюзования, тогда как для водоклинового судоподъемника удлинение канала при увеличении напора не изменяет характера его работы.

При напоре до 15 м шлюз несколько экономичнее водоклинового судоподъемника, однако при перепаде уровней 50 м содержание такого судоподъемника в 3 раза дешевле содержания шлюза.