Определение стоимости разработки судоходной прорези

Судоходные шлюзы предназначены  для преодоления судами разницы уровней (напора) на гидроузле при переходе из одного бьефа в другой.

Основными конструктивными частями  судоходного шлюза являются: верхняя и нижняя головы; расположенная между ними камера; верхний и нижний подходные каналы, примыкающие к соответствующим головам шлюза (рис.3).

Головы шлюза поддерживают разность уровней воды между бьефами и камерой при ее наполнении и опорожнении. На них размещается оборудование, предназначенное для осуществления процесса шлюзования. В камере шлюза, ограниченной с боков стенами, находятся суда при их шлюзовании. На стенах камеры размещаются причальные устройства в виде тумб, а по высоте плавучие рымы, за которые швартуются суда. Подходные каналы, примыкающие к головам шлюза, имеют размеры, обеспечивающие расхождение судов при входе в камеру и выходе их нее, а также безопасные условия стоянки судов, ожидающих шлюзования у причальных стенок. Для обеспечения плавного входа судов в отверстия голов шлюза устраиваются направляющие палы, которые имеют в плане вид криволинейных стен.

Отверстие между стенами верхней  и нижней голов шлюза  закрываются рабочими воротами, которые обеспечивают вход и выход судов из камеры шлюза.

Шлюз оборудован механизмами для  открытия и закрытия ворот, а также затворов водопропускных галерей, служащих для наполнения и опорожнения камеры шлюза; причальными устройствами для швартовки судов; предохранительными устройствами для защиты ворот от навалов судов и другими приспособлениями. Для изоляции шлюза и отдельных его частей от воды верхнего и нижнего бьефов  на случай осмотра и ремонта

 
перед головами шлюза предусмотрены  ремонтные ворота. На верхних головах устраивают аврийно-ремонтные или аварийные ворота, которые могут перекрывать судоходное отверстие при возникновении на шлюзе аварийных ситуаций.

Процесс пропуска судов  из одного бьефа в другой состоит  из отдельных операций, совершаемых непосредственно шлюзом и судном, и может осуществляться в одностороннем (при наличии судов только одного направления) или двустороннем порядке. Так для пропуска судов из нижнего бьефа в верхний при одностороннем движении судов необходимо подготовить шлюз: в камере должен быть уровень нижнего бьефа, открыты ворота нижней головы и подан разрешающий сигнал светофора на вход судов из нижнего подходного канала в камеру шлюза. После входа судов в камеру нижние ворота закрываются, суда швартуются к причальным устройствам, после чего камера шлюза заполняется водой. По мере наполнения камеры вместе с уровнем воды поднимаются и суда. Когда уровень в камере сравняется с уровнем верхнего бьефа, ворота верхней головы открываются, на судах отдаются швартовые, и по разрешающему сигналу светофора они выходят из камеры шлюза в верхний подходной канал.

Шлюзование судов из верхнего бьефа  в нижний производится в обратной последовательности.

Шлюзы должны иметь габариты, отвечающие размерам наибольших расчетных судов и составов, проходящих через них в течение определенного перспективного периода времени. Типы и размеры расчетных судов и составов устанавливаются для данного класса водного пути на основании технико-экономических расчетов.

 

 

 

 

2. Определение основных размеров судоходного шлюза

Основными габаритами шлюза  являются полезные размеры камеры: ее длина, ширина и глубина на порогах верхней и нижней головы.

Полезная длина камеры при одинаковой длине судов, одновременно шлюзуемых определяется по формуле:

, м 1*95+(1+1)*2,285 100м (12)

где  - длина расчетного судна, м;

       - число одновременно шлюзуемых судов;

       - запас по длине в каждом конце камеры

2+ 0,003 *95= 2,285м    шлюза и между судами, м.

Полезная ширина камеры определяется по формуле

, м 1*11,6+(1+1)*0,4 13м (13)

где   - ширина расчетного судна, м;

 - число одновременно шлюзуемых судов;

- запас по ширине, принимаемый

= 0,4 м  при   18 м

 

Глубина на порогах шлюза  должна приниматься

, м h 1,3*3=3,9= 4 (14)

где   - осадка расчетного судна.

Полученные значения , и следует округлять в сторону увеличения до ближайших размеров, приведенных в табл.2. Принятые основные размеры шлюза используются в дальнейших расчетах.

 

 

 

 

 

3. Определение примерной стоимости строительства шлюза.

Ориентировочная стоимость  строительства судоходного шлюза  определяется по объему ”приведенного бетона”.

Объем ”приведенного  бетона” приближенно вычисляется  по формуле (15):

 

Отношение полезной ширины камеры шлюза к полезной длине, м	37 400	37 300	30 300	20 300	20 150	18 150	15 150	15 100	12 100	8 50	6 35
Глубина на порогах шлюза, м	6,0 5,5 5,0 -	6,0 5,5 5,0 -	6,0 5,5 5,0 -	5,5 5,0 4,5 4,0	5,5 5,0 4,5 4,0	5,5 5,0 4,5 4,0	4,0 3,5 3,0 -	3,0 2,5 2,0 -	3,0 2,5 2,0 1,5	3,0 2,5 2,0 1,5	2,0 1,5 1,0 -

 

 , м³         (15)

10(12+4+1,5) (125+100)=10*17,5*3,6*225=141750

Полная стоимость судоходного  шлюза приближенно может определена по выражению:

,млн.руб.  2,1*141750*2500= =744187500 млн.руб                                                                                  (16)

где =2,1 - коэффициент, учитывающий затраты по строительству

 объектов вспомогательного назначения и прочие расходы;

- стоимость 1 м бетона, принимаемая равной 2500 руб.

 

 

 

 

 

4. Расчет судопропускной способности шлюза.

Судопропускной способностью шлюза называют минимально возможное количество расчетных судов, пропускаемых за единицу времени (сутки, месяц, навигация). При выполнении контрольной работы считается, что за одно шлюзование пропускается одно расчетное судно.

Расчетное число шлюзований (расчетных судов) в сутки определяется по формуле:

                                                                                                                 (17)

где  - коэффициент неравномерности движения судов прямого

  направления по  времени, принимаемый в пределах 1,2-1,3;

 - коэффициент неравномерности движения судов обратного

 направления по времени, принимаемый в пределах 1,1-1,2;

  - коэффициент неравномерности движения судов в прямом и

обратном направлениях, принимается  равным  0,8-1,0;

  и - время шлюзования, соответственно при одностороннем и

и двустороннем движении судов в секундах.

Время цикла одностороннего шлюзования определяется продолжительностью следующих операций: ввод судна в шлюз ( ), учалка судов ( ), закрытие ворот ( ), наполнение или опорожнение камеры ( ), открытие ворот ( ), вывод судов из шлюза ( ), закрытие ворот ( ), опорожнение или наполнение камеры ( ), открытие ворот ( ). При этом время, затрачиваемое на пропуск одного расчетного судна (время одностороннего шлюзования), находится по следующему выражению:

=2 +4 + + + 2*675,5+4*150+120+140+181,4=2392,4,с                                                                                                                                                                     (18)

Время цикла двустороннего  шлюзования определяется продолжительностью следующих операций: ввод судов в шлюз, учалка судов, закрытие ворот, наполнение или опорожнение камеры, открытие ворот, вывод судов из шлюза, ввод судов в шлюз, учалка судов, закрытие ворот, наполнение или опорожнение камеры, открытие ворот, вывод судов из шлюза. Время, затрачиваемое на пропуск одного расчетного судна при двустороннем движении судов через шлюз (время двустороннего шлюзования), находится по следующему выражению:

=0,5(2 +4 +2 +2 +2 )  0,5*(2*675,5+4*150+2*120+2*140+2*181,4)=0,5*2833,8= 1416,9 , с                                                                                                              (19)

Время открытия или закрытия ворот  принимается в пределах от 120 до 180 с (взято150), а время на учалку судов - 120 с. Время наполнения или опорожнения камеры определяется по приближенной формуле :    , с

                                                                                             (20)

где   - коэффициент, принимаемый равным 0,27.

Время ввода судов  в шлюз и вывода из него определяется в зависимости от скорости и пути их движения:

   =140, с   (21)                  =181,4, с   (22)

Средняя скорость движения судов при выполнении контрольной  работы принимается: при входе =1,0 м/с и при выходе =1,4 м/с.

Длину пути входа (выхода) расчетного судна, ожидающего шлюзования у причала, допускается принимать равной:

при одностороннем движении судов в каждом из направлений

100*(1+0,4)= 140, м  (23)

при двустороннем движении судов

100(1+0,4)+1,2*95=                                    =140+114=254, м                                                                                  (24)

где   - коэффициент принимаемый равным при входе 0,4, а при

  выходе 0,1;

   - коэффициент принимаемый равным 0,4;

   - длина расчетного судна.

Технически возможная судопропускная способность шлюза за навигацию определяется умножением расчетного числа шлюзований в сутки на длительность навигации

   ,                                                                                                          (25)

Действительная судопропускная способность шлюза определяется с учетом неравномерности подхода судов к шлюзу, использования работы шлюза по времени и по площади зеркала камеры

          ,                               (26)

    

где   - коэффициент неравномерности подхода судов к шлюзу:

= (0,85...0,95) - коэффициент использования площади зеркала

камеры шлюза; взято 0,9.

 - коэффициент использования  шлюза по времени:

Время работы шлюза  принимается равным 23 часам (с учетом работ по профилактике).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет расходов  на электроэнергию для работы  насосных

   станций двусклонного  судоходного канала.

5.1. Определение навигационной потребности канала в воде.

Питание водой судоходного  канала должно обеспечивать поддержание гарантированных глубин на трассе канала и восполнять расходы воды на шлюзование и потери. Оно может быть естественным (на открытых и односклонных каналах) и искусственным (самотечным, когда на водоразделе создается водохранилище, или механическим). В данной практической работе предполагается, что производится механическое питание канала путем подачи воды в водораздельный бьеф насосными станциями.

Водный баланс водораздельного судоходного канала складывается из расходов на потребление (шлюзование и потери воды на фильтрацию, испарение и утечку через неплотности в сооружениях) и расхода притока (обеспечиваемого в нашем случае при помощи насосных станций). Для бесперебойной работы судоходного канала необходимо, чтобы в течение всей навигации расход притока для каждого из бьефов канала был больше или равен суммарному расходу потребления. Исходя их этого, общий объем воды, подаваемый насосными станциями в водораздельный бьеф за период навигации для питания двусклонного канала, будет определяться следующим выражением:

 , м³  (27)

где   - общий объем воды,  перекачиваемый насосными станциями

для питания канала;

 - объем воды, расходуемый на  шлюзование (для двусклонного

 канала удваивается);

- потери воды вследствие утечек  в уплотнениях ворот и затворов

нижней головы шлюза (для двусклонного канала

удваивается);

  - потери воды на фильтрацию в грунт;

- объем испарившейся с поверхности  канала воды.

При выполнении практической работы объем потерь принимается равным 5% от общего объема воды, расходуемой на шлюзование, и формула (27) принимает вид:

  , м³ (28)

Объем воды на шлюзование зависит от плановых размеров камеры шлюза, напора на гидроузле, количества шлюзований за навигацию и организации судопропуска.

При одинаковой судопропускной способности шлюзов больше воды потребуется тому шлюзу, у которого больше число односторонних шлюзований (когда на одно шлюзование расходуется одна сливная призма), поэтому для экономии воды стремятся увеличить долю двусторонних шлюзований (одна сливная призма расходуется на два шлюзования). Расчетный объем воды, расходуемый за навигацию на шлюзование, определяется по выражению:

, м³                                                                                                         (29)

где   - суточное количество шлюзований 59,3;

        - длительность навигации 195сут;

        - объем сливной призмы