Гидравлический расчет судоходного шлюза

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 

Гордеев И.И., Коржиков Ю.А. 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 

СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА 

Методические рекомендации                                                                                     

 

 

 

 

 

Альтаир–МГАВТ 

Москва 

2015 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 

Гордеев И.И., Коржиков Ю.А. 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 

СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА 

 

Методические рекомендации        

 

 

Альтаир–МГАВТ 

Москва 

2015 

 

УДК 6264  Г-68 
 
Гордеев И.И., Коржиков Ю.А.   Гидравлический расчет судоходного 
шлюза. Методические рекомендации.—М.: МГАВТ, 2015.—  32 с. 
 
 
В работе на  основе требований профессионального Федерального 
государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 
180403.65- судовождение (квалификация  «специалист»), утвержденного 
приказом Министерства образования и науки РФ 24.12.2010г. № 2060 и с 
учетом специфики преподавания дисциплины «Внутренние водные пути и 
гидротехнические сооружения» изложены методика расчета судоходного 
шлюза. В работе рассматривается однокамерный шлюз со стенкой падения, 
головной системой питания с наполнением камеры шлюза из-под подъемноопускных плоских ворот верхней головы шлюза. 
Особое внимание уделено расчетам основных размеров камеры шлюза, 
допустимого времени наполнения камеры и проверке условий стоянки 
расчетного судна  в процессе наполнения камеры шлюза. 
 
Предназначено для студентов, выполняющих курсовую работу     по 

дисциплине «Внутренние водные пути и гидротехнические сооружения». 

Рецензенты: 
к.т.н., 
доцент, 
декан 
факультета 
Дополнительного 
образования МГАВТ Мокеров Л.Ф.; доцент кафедры «Управление судном  
и технические средства судовождения» Деренков Л.Е.   
 
 Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом  МГАВТ. 
 
 Рассмотрено и рекомендовано к использованию в учебном процессе на 
заседании кафедры «Судовождение» МГАВТ (протокол № 10 от 29 мая 2014г.). 
 
 Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать 
материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы. 
 
              
 
                                                                                © МГАВТ, 2015 
                                                                                © Гордеев И.И., 2015 
        © Коржиков Ю.А., 2015 
 
 
                                                         Содержание 

Предисловие    .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   4 

Содержание курсовой работы    .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   5 

Оформление курсовой работы    .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .    5 

Исходные данные   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   5 

Индивидуальное задание   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   7 

Пример оформления пояснительной записки   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   8 

Введение   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  10 

1. Определение габаритных размеров камеры шлюза   .  .  .  .  .  .  .  .  .   11 

2. Гидравлический расчет шлюза с головной системой питания   .  .  .  .   15 

2.1 Допустимое время наполнения камеры шлюза  .  .  .  .  .  .  .  .  15 

2.2 Расчет наполнения камеры шлюза   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   17 

2.2.1 Первый этап наполнения  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  17 

2.2.2 Второй этап наполнения   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   19 

2.2.3 Третий этап наполнения   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   21 

2.2.4 Четвертый этап заполнения  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  23 

3. Проверка условий стоянки расчетного судна в процессе наполнения  

камеры шлюза  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  24 

Заключение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  25 

Список использованных источников  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  26 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I.  ПРЕДИСЛОВИЕ 

Курсовая работа (КР) — большая самостоятельная работа студента, 

полностью раскрывающая определенную тему и решение определенной задачи. 

ЦЕЛИ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ВВП и  ГТС»: 

     – закрепление полученного теоретического материала по разделу «Судоходные 

каналы и гидротехнические сооружения»; 

     – усвоение методики выполнения гидравлического расчета шлюза; 

    – производство расчетов конкретного  шлюза на основании исходных 

данных согласно задания; 

    – оформление пояснительной записки и иллюстрационных материалов; 

   – подготовка и отработка доклада на защите курсовой работы. 

ВЫПОЛНЕНИЕ 
ДАННОЙ 
КУРСОВОЙ 
РАБОТЫ 
ЯВЛЯЕТСЯ 

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМ ЭТАПОМ К РАБОТЕ  ПО ДИПЛОМНОМУ 

ПРОЕКТИРОВАНИЮ, включающему в т.ч. оформление технических документов 

в соответствии с требованиями ГОСТа, привитие навыков в логическом 

изложении учебного материала, отработка умения грамотно построить доклад на 

защите работы и ответить на вопросы по теме курсовой работы. 

Авторы уверены, что данное пособие поможет студентам сэкономить 

время в процессе работы, избежать ошибок в оформлении пояснительной 

записки и чертежей, грамотно доложить суть своей первой  большой 

самостоятельной работы. 

Авторы искренне благодарны рецензентам: кандидату технических наук, 

доценту Мокерову Л.Ф., доценту Деренкову Л.Е. за ценные замечания и 

рекомендации в ходе работы над методическими рекомендациями. 

Авторы также выражают благодарность стажеру–аспиранту Чиркову 

Ю.В. за предоставленные материалы, использованные в данном издании и 

выполненный компьютерный набор учебного пособия. 

 

 

 

II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 

В работе рассматривается однокамерный шлюз с головной системой питания. 

Наполнение камеры шлюза происходит из-под подъёмно–опускных плоских 

ворот верхней головы шлюза. Расчет судоходного шлюза заключается в 

определении его основных размеров, в гидравлическом расчете наполнения и 

опорожнения камеры, обеспечивающем необходимую пропускную способность 

шлюза при соблюдении безопасных условий отстоя судов в камере. 

III. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 

Исходные данные для расчетов выдаются руководителем  работы, 

основные из них: 

– техническая характеристика расчетного судна; 

– отметки верхнего и нижнего бьефов; 

– скорость выхода расчетного судна из камеры шлюза в НБ; 

– схема расположения судов в камере шлюза. 

 

IV. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 

Курсовая работа состоит из задания на КР пояснительной записки, листа 

чертежей, тезисов доклада по защите КР. Пояснительная записка выполняется в 

рукописной форме (на компьютере или от руки — по решению Автора), на 

одной стороне листов  формата А 4 (титульный лист исполняется только 

компьютерной версткой), строго соблюдая требования  ГОСТа. Текст записки 

сопровождается графическим материалом (рисунки, таблицы). Нумерация 

рисунков сквозная. Таблицы содержат результаты расчетов последовательных 

операций, нумеруются отдельно от рисунков. На все рисунки и таблицы 

делается ссылка в тексте. Для всех формул дается объяснение буквенных 

обозначений. Для размерных величин указываются единицы измерения. 

Чертежи выполняются карандашом на листе формата А3:  

– схема шлюза (вид сверху, продольный и поперечный разрезы); 

– гидравлические характеристики наполнения камеры шлюза. 

 

Состав чертежей может быть изменен по решению руководителя КР. 

Все размеры, указываемые  на чертежах — рассчитанные Автором 

согласно индивидуальному заданию на  курсовую работу. Доклад при защите 

КР с обязательным использованием выполненных чертежей. 

Ниже проводится один из вариантов оформленных пояснительной записки и чертежей. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индивидуальное задание 

для выполнения курсовой работы 

«Гидравлический расчет судоходного шлюза» 

по дисциплине «Внутренние водные пути и гидротехнические сооружения» 

Вариант №____  

Ф.И.О. студента ___________________________________________  

Учебная группа СВ-_____  

1. Уровни воды в бьефах: ВБ=____м; НБ=____м. 

2. Основные расчетные размеры судов:  

а) Грузовое судно: L = ____м; Т = ____м; b = ____м  

б) Пассажирское судно: L = ____м; Т = ____м; b = ____м 

 3. Расчетная скорость движения судов: 

  а) Грузовое судно: V =____ км/ч; 

  б) Пассажирское судно: V=____ км/ч. 

 4. Скорость выхода грузового из шлюза в НБ: V=_____ м/с. 

 5. Схема подходного канала: ____________ . 

 6. Средняя высота надводного борта судна: h=____м. 

 7. Водоизмещение судна _____________ . 

 8. Схема размещения судов и составов в камере шлюза. 

Дата выдачи задания «___»___________г. 

Дата сдачи курсовой работы на проверку «___»____________. 

Дата защиты курсовой работы «___»____________г. 

Руководитель 

курсовой работы 

профессор кафедры «Судовождение», 

к.т.н., доцент ___________________ Гордеев И.И. 

 

Задание получил __________________ (подпись, дата, фамилия) 

 

V.  ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ 

 

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 

 

КАФЕДРА «СУДОВОЖДЕНИЕ» 

 

ДОПУСКАЮ К ЗАЩИТЕ 

руководитель курсовой работы 

профессор кафедры 

_______________ И.И.Гордеев 

«__»__________  20__г. 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА 

на тему: ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА  

Дисциплина: «Внутренние водные пути и гидротехнические сооружения»

Специальность: 180403.65 — судовождение 

 

Работу выполнил: студент группы СВ-22 

ЧИРКОВ Дмитрий Юрьевич 

 

Руководитель курсовой работы: профессор кафедры  

«Судовождение» кандидат технических наук, доцент  

ГОРДЕЕВ И. И.                                                   

                                                             

                                                             

 

                                                                   Москва 20__г.                                 

                   

Исходные данные 

1. Уровни воды в бьефах: ВБ=__85__м; НБ=__72__м. 

2. Основные расчетные размеры судов:  

а) Грузовое судно: L = __135,0__м; Т = __3,6__м; b = __16,0__м  

б) Пассажирское судно: L = __65,0__м; Т = __9,4__м; b = __1,9__м 

 3. Расчетная скорость движения судов на подходах к шлюзу: 

  а) Грузовое судно: V =__11,4__ км/ч; 

  б) Пассажирское судно: V=__15,2__ км/ч. 

 4. Скорость выхода грузового из шлюза в НБ: V=__1,2__ м/с. 

 5. Грунт ложа канала: ______1______ . 

 6. Схема подходного канала: ______НС______ . 

 7. Средняя высота надводного борта судна: h=__2,0__м. 

 9. Схема размещения судов и составов в камере шлюза ____→→____. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    

 

 

Введение 

 
Шлюз (голл. sluis, от лат. exclude — исключаю, удерживаю, отделяю) 

гидротехническое сооружение, расположенное между водоёмами с различными 

уровнями (нижнего и верхнего бьефов),  через которое проходят суда.  

 
Цель создания шлюза — служит для перемещения подвижного состава 

(судов, барж, плотов и др.) из одного бьефа в другой в местах сосредоточения 

перепадов, которыми являются плотины на реках и перегораживающие 

сооружения на судоходно–оросительных каналах. 

 
Процесс пропуска судов через шлюзы, называется шлюзованием, 

состоит из ряда последовательных операций (открывание и закрывание ворот и 

затворов, наполнение камер водой и опорожнение их, ввод и вывод судов и т.д.) 

 Целью 
курсовой 
работы 
являются: 
уяснение 
специфики 

прохождения 
шлюзов, 
освоение 
методики 
расчета 
наполнения 
и 

опорожнения шлюза, расчет основных элементов шлюза по исходным 

данным согласно индивидуального задания. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение габаритных размеров камеры шлюза 

 В курсовом проекте рассматривается однокамерный шлюз со стенкой 

падения и головной системой питания с наполнением камеры из–под рабочих 

плоских верхних ворот. Схема такого шлюза представлена на рис. 1. 

 Основные габаритные размеры камеры шлюза устанавливаются исходя 

из размеров расчетного судна (состава) и схемы расположения судов в камере. 

 
Условно длину камеры шлюза можно разделить на четыре участка: 

участок гашения энергии потока, покупающего из верхнего бьефа в камеру 

шлюза (Lr); успокоительный участок (Lyc); полезная длина камеры шлюза (Ln), в 

переделах которой размещаются суда при шлюзовании; шкафная часть (Lu), в 

пределах которой происходит перемещение створок нижних ворот шлюза. 

 
Полезная ширина камеры шлюза и судоходных отверстий в головах 

определяется по формуле 

 
 
       n 
n+1 
Вп.к. = ∑bc + ∑∆B, (1) 
 
 
 
 
 
1 
 1 
где ∑bc, — суммарная ширина одновременно шлюзующихся и рядом стоящих 

расчетных судов или секционных составов: 

∆B — запас по ширине с каждой стороны камеры и между рядом 

стоящими в камере судами, принимаемый равным: для шлюзов шириной 

до 10 м – 0,2 м; до 18 м – 0.4 м; до 30 м – 0.75 м; свыше 30 м – 1.0 м; 

n — число судов, швартуемых в камере шлюза, лагом;