Обычный плоский металлический затвор. Этот затвор представляет собой металлическую несущую конструкцию, покрытую с верховой стороны (обращенной в сторону верхнего бьефа) водонепроницаемой обшивкой, выполненной, как правило, из листовой стали, иногда же из арктилита или дерева. В простейшем случае металлическая несущая конструкция представляет собой балочную клетку, состоящую (рис. 8.2):

а) из горизонтальных балок 1; эти балки называются ригелями, они являются главными балками;
б) из вертикальных балок 4, называемых стойками.

Рис. 8.2. Простейшая схема обычного плоского металлического многоригельного затвора.
1 - ригель; 2 - опорная стойка; 3 - подъемное усиление; 4 - стойка; 5 - обшивка; 6 - донное уплотнение; 7 - боковое уплотнение; 8 - деревянный брус или стальная полоса длиной Н (прикрепленная к опорной стойке); 9 - закладная часть (стальной неподвижный рельс).

Ригели и стойки пересекаются, причем все стойки, кроме крайних стоек 2, называемых опорными, "разрезаются" ригелями на отдельные части; эти части располагаются между ригелями; сами же ригели представляют собой неразрывную конструкцию.
        Из рис. 8.2 видно, что по контуру затвора устраивают уплотнения 6 и 7, перекрывающие зазоры, образующиеся между затвором и бетонными частями сооружения. Подъемные усилия 3 прилагаются к опорным стойкам, на которые давление воды передается от ригелей. При поднятии затвора опорные стойки его перемещаются по специальным неподвижным рельсам 9, заделанным в пазах. Во избежание перекоса и боковых перемещений затвора у опорных стоек иногда предусматривают вспомогательные опорные устройства в виде "обратных" и "боковых" направляющих колес-роликов (на рисунке не показаны).
        Важными элементами конструкции плоского затвора являются опорно-ходовая часть и уплотнения. В зависимости от конструкции опорно-ходовых частей различают металлические плоские затворы: а) скользящего трения; б) колесные; в) катковые.
        Затворы скользящего трения. Опорно-ходовые части этих затворов выполняют из дерева (рис. 8.3 а) или металла (рис. 8.3 б).

Рис. 8.3. Затворы скользящего трения.
1 - выровненная бетонная поверхность; 2 - деревянная опорно-ходовая часть; 3 - одностеночная опорная стойка; 4 - ригель; S - обшивка; 6 - вспомогательная опорно-ходовая часть (направляющий ролик); 7 - металлическая полоса (или рельс); 8 - металлическая (стальная, бронзовая) опорно-ходовая часть.

При скольжении опорно-ходовых частей по неподвижным рельсам - закладным частям (или по выровненной поверхности бетона в случае ходовой части в виде деревянного бруса) - возникает сила трения:

T = f P,

где Р - полное гидростатическое давление на затвор; f - коэффициент трения скольжения опорно-ходовой части по рельсу. Как видно, от значения f должна существенно зависеть мощность подъемных механизмов (см. ниже).
Значения коэффициентов f различают для покоя (в момент трогания) и при движении. Для скольжения стали по стали: а) в случае покоя f

0,50, б) в случае движения f

0,15. В первом приближении усилие подъема S плоского затвора можно определять по формуле

S 1,5G,

где G - вес затвора в воздухе.
Колесные затворы. С целью уменьшить мощность подъемных механизмов к опорным стойкам прикрепляют колеса или колесные тележки, которые должны катиться (при маневрировании затвором) по рельсу (по неподвижной закладной части). В случае колесного затвора сопротивление движению слагается: а) из трения качения по рельсу и б) из трения скольжения между колесом и осью его; чтобы уменьшить это трение скольжения, иногда устраивают роликовые подшипники.
Имея размеры колеса и соответствующие коэффициенты трения (качения и скольжения), можно найти силу сопротивления движению Т. Эту силу также можно представить в данном случае условной зависимостью: T = f P (как в случае затвора скользящего трения), где, как показывает опыт, f

0,1, откуда видно, что в случае колесных затворов Т уменьшается примерно в 5 раз (сравнительно с обычными затворами скользящего трения). При использовании роликовых подшипников Т можно снизить еще больше. Именно в снижении этой силы и заключается преимущество колесных затворов.
        Число колес или колесных тележек назначают равным четырем (с тем, чтобы затвор имел четыре точки опоры). Обычно на одно колесо водосливного затвора действует давление не более 120 т. Диаметр колеса равен 0,3 - 1,0 м. Колеса почти всегда имеют реборды.
        Уплотнение затворов. Зазоры между затвором и бетонной конструкцией не должны пропускать воду. Чтобы обеспечить герметичность этих зазоров, на краях затвора, а в некоторых случаях и на бетонной конструкции устраивают так называемые уплотнения. При поднятии или опускании затвора некоторые уплотнения должны перемещаться (скользить) или по сглаженной поверхности бетона, или чаще всего по забетонированным стальным полосам.
        Уплотнения для обеспечения герметичности должны быть прижаты к соответствующим поверхностям либо давлением воды, либо давлением предварительно деформированной резины, либо давлением пружинящей стали. Считают, что в настоящее время уплотнения затворов должны изготовляться из резины (различного поперечного сечения - различного профиля), а также пружинящей стали; только для малоответственных объектов считают возможным использование дерева (которое ранее широко применялось, особенно в СССР).
        Различают два вида уплотнения: 1) уплотнения, отрывающиеся от поверхности плотины при движении затвора (например, так называемые донные уплотнения поднимающихся плоских затворов); 2) уплотнения при движении затвора, скользящие по поверхности плотины (например, так называемые боковые уплотнения плоского затвора). На рис. 8.4 и 8.5 показаны схемы уплотнений открывающегося (донного) и продольного скольжения (бокового).

Рис. 8.4. Схема донного уплотнения затвора.
1 - обшивка затвора: 2 - деревянный брус уплотнения; 3 - закладная часть; 4 - фильтрационный поток в бетоне в обход закладной части; abc - эпюра противодавления.

Рис. 8.5. Схема бокового уплотнения.
1 - закладная часть: 2 - деревянный брус; 3 - стальной лист; 4 - давление воды; 5 - обшивка затвора.

Разумеется, сопряжение донного уплотнения с боковым уплотнением требует специальной конструктивной разработки, обеспечивающей герметичность затвора в этом месте. В настоящее время пролет плоских затворов достигает 40 м, а высота (при меньших пролетах) - 16 м. Можно считать, что площадь отверстия, перекрываемая таким затвором, иногда достигает 350 м2.