船閘畢業(yè)設(shè)計(jì)模版

1、 衢江游埠航電樞紐01船閘總體設(shè)計(jì)第一章 樞紐總平面布置水利樞紐的布置，主要是確定水利樞紐中各主要建筑物的位置。影響樞紐布置的因素是錯(cuò)綜復(fù)雜的，必須根據(jù)是樞紐在處的地形、地質(zhì)、水文、航道等具體條件以及樞紐中各主要建筑物的型式與尺寸、使用和施工的要求，來(lái)研究各建筑物的位置，以尋求最合理的布置方案。在樞紐的總體布置過程中，其主要建筑物之一船閘的布置是一個(gè)非常重要、關(guān)系到船閘能否安全暢通及保證良好運(yùn)行條件的問題。國(guó)內(nèi)有不少過船建筑物，就其結(jié)構(gòu)本身而言是良好的。但船舶在某些時(shí)候通不過或者不能暢通，究其原因是總體布置不當(dāng)。研究船閘的總體布置時(shí)，必須研究船閘在水利樞紐中的位置、船閘引航道布置與上下游航道的

2、連接。船閘與水利樞紐建成后所形成的新河勢(shì)狀況、通航水流條件、泥沙淤積、船閘與同樞紐中各相鄰主要建筑物位置、船閘與河岸的關(guān)系。綜合上述因素，在進(jìn)行船閘布置時(shí)滿足下列要求：1、在水利樞紐壩（閘）址選擇時(shí)，充分考慮航運(yùn)的近期和遠(yuǎn)期發(fā)展；2、船閘軸線應(yīng)盡量與河道平行，引航道中心線與河流或水庫(kù)主航道水流流向的夾角要盡量小。夾角愈小，船閘愈易駛?cè)胍降?。此角一般不大于?、引航道及口門應(yīng)有良好的通航水流條件及防淤措施；4、船閘應(yīng)布置在沖淤不嚴(yán)重的河岸，在引航道進(jìn)口處，河床應(yīng)比較順直穩(wěn)定；5、接近船閘的航線應(yīng)避免以較大的角度橫過水流方向，以保證進(jìn)出閘的船舶不致被水流沖到泄水建筑物上；6、船閘與溢流壩、泄水閘

3、、電站等建筑物之間，必須有足夠長(zhǎng)度的分水導(dǎo)墻，船閘不應(yīng)布置在溢流壩、泄水閘、電站等兩過水建筑物之間；7、在滿足航運(yùn)的要求下，盡可能的選擇經(jīng)濟(jì)合理、工程造價(jià)低、施工方便的方案；8、在布置方案時(shí)，須進(jìn)行實(shí)際的模型試驗(yàn)，以便選擇最優(yōu)方案；9、船閘和公路橋應(yīng)盡量不交叉，如果交叉，也應(yīng)滿足通航的凈空要求。1.1 壩線選擇壩軸線選擇遵循下列原則：1.滿足船閘通航要求，使上下游引航道與上下游航道連接平順，船舶進(jìn)出閘安全、快捷；2.滿足泄水閘行洪要求，保證泄水閘有足夠的泄流寬度，水流流向與壩軸線盡量垂直；3.滿足電站發(fā)電要求，使電站進(jìn)出水流平順，尾水位較低，運(yùn)行管理方便；4.在滿足各建筑物使用功能前提下，盡量

4、避開不良地質(zhì)區(qū)段，降低基礎(chǔ)處理工程量；5.具有較好的施工條件，工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。衢江是浙江省最大河流錢塘江南源蘭江的主流，集水面積11477.2km2，河流全長(zhǎng)257.9km。游埠樞紐工程壩址以上集水面積10919km2，占衢江總流域面積的95.1%。烏溪江上游建有湖南鎮(zhèn)水庫(kù)，集水面積2151km2，電站裝機(jī)容量270MW；其下游已建黃壇口水電站，裝機(jī)容量為82MW，區(qū)間集水面積237km2。江山港上現(xiàn)已建成峽口、碗窯水庫(kù)，集水面積分別為399.3km2和212.5km2，白水坑水庫(kù)集水面積316km2。上述大型水庫(kù)的調(diào)節(jié)對(duì)衢江的水資源合理開發(fā)利用提供了有利條件，有利于衢江梯級(jí)發(fā)電。1.2船閘

5、軸線選擇1.左岸船閘軸線方案一a. 船閘位于緩流區(qū)，上游引航道口門區(qū)流速、流態(tài)較好，滿足規(guī)范要求；b. 船閘和電站分岸布置，施工和運(yùn)行干擾小，電站出線和進(jìn)廠交通方便；c. 船閘工程地質(zhì)條件較右岸差；d.開挖后的航槽的穩(wěn)定性不易保證，維護(hù)困難；下游沖溝出的泥沙和水流對(duì)通航有一定影響；2.右岸船閘軸線方案a. 船閘位于主航道，航線順直；b. 船閘與電站相鄰，施工導(dǎo)流程序簡(jiǎn)單；c. 船閘位于一級(jí)階地上，可干地施工，減少圍堰工程量，電站廠房和泄洪閘施工導(dǎo)流程序簡(jiǎn)單，可利用二期圍堰發(fā)電、通航；d. 船閘位于河床凹岸，引航道軸線與主流交角較大。e. 工程量集中，一枯施工強(qiáng)度很大。f. 水流復(fù)雜，影響船舶進(jìn)

6、出閘。綜上所述，從滿足航運(yùn)要求，安全條件等方面考慮采用右岸船閘軸線方案。1.3樞紐總體布置根據(jù)選定的壩軸線，在進(jìn)行樞紐總平面布置時(shí)，在滿足樞紐泄洪要求和船舶安全通航前提下，兼顧工程施工和運(yùn)行管理方便等因素，并因地制宜地充分利用壩址處地形、地質(zhì)和航道的特點(diǎn)綜合考慮，初步設(shè)計(jì)階段對(duì)可研階段樞紐布置進(jìn)行了優(yōu)化，共進(jìn)行了如下兩個(gè)方案的樞紐總布置。方案一：船閘布置于右岸階地，電站布置于右側(cè)河床。電站左側(cè)河床布置28孔泄水閘。方案二：船閘布置同方案一，電站布置在左側(cè)河床，電站右側(cè)河床布置28孔泄水閘。各方案布置的共同點(diǎn)是：主要建筑物都沿壩軸線并列布置；船閘軸線與壩軸線正交，上閘首為樞紐擋水線的一部分；壩頂

7、交通橋經(jīng)泄水閘閘墩下游側(cè)、電站廠房下游側(cè)及船閘閘室下游側(cè)連接兩岸；永久性生產(chǎn)、生活管理區(qū)均布置在右岸壩軸線上游、船閘右側(cè)的臺(tái)地內(nèi)。各方案主要建筑物設(shè)計(jì)規(guī)模及尺寸相同。泄洪閘共布置28孔，工作閘門采用露頂升臥式定輪鋼閘門。閘門寬度12.0m，高度7.0m，設(shè)計(jì)水頭7.0m。閘門材料采用Q345-A鋼。工作閘門選用卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，其型號(hào)為QHQ-2×375kN。上下閘首各長(zhǎng)18m和18m，電站為4臺(tái)×4.2MW燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組安裝高程23.0m，轉(zhuǎn)輪直徑4.2m，機(jī)組間距13.5m。，全長(zhǎng)87.35m，其中主機(jī)房段長(zhǎng)57.8m，寬17.5m。1.4 樞紐總布置方案比較

8、1. 兩個(gè)方案具體布置方案一:本方案船閘、電站、泄水閘和副壩沿壩軸線布置總長(zhǎng)度500m，船閘布置在右岸階地，船閘軸線與壩軸線正交，引航道及船閘主體建筑物均在干地開挖施工，上、下游引航道均由開挖后形成的分水堤與河道分隔；河床內(nèi)布置28孔泄水閘；電站布置在右側(cè)。方案二：本方案船閘、電站、泄水閘和副壩沿壩軸線布置的總長(zhǎng)度500m。船閘布置同方案一，電站布置于河道左岸，電站右側(cè)河床內(nèi)布置28孔泄水閘，船閘上閘首與電站間布置土石副壩。2. 方案比較上述兩個(gè)方案的比較詳見表1-1。表1-1 樞紐布置方案比較表方 案方 案 一方 案 二布 置 方 式右岸階地船閘,河床右側(cè)電站,電站左側(cè)河床內(nèi)布置28孔泄水閘

9、。右岸階地船閘,河床左岸電站,電站右側(cè)河床內(nèi)布置28孔泄水閘。施工分期一期施工電站廠房和右岸臺(tái)地船閘。施工電站廠房和右岸臺(tái)地船閘。二期施工右側(cè)15孔泄水閘 施工左側(cè)15孔泄水閘。施工通航一期上游利用主航道通航，下游利用臨時(shí)航道通航。上游須疏挖臨時(shí)航道通航，下游利用主航道通航。二期利用已建成船閘通航。利用已建成船閘通航。地 質(zhì) 條 件左側(cè)邊坡較陡，地質(zhì)條件較差右側(cè)邊坡較緩，地質(zhì)條件較好施 工 條 件船閘、電站和一期5孔泄水閘在一個(gè)基坑內(nèi)同時(shí)施工，施工區(qū)集中，只須一個(gè)施工營(yíng)地。左岸電站與右岸臺(tái)地船閘分開施工,互相不干擾,但須組建兩個(gè)施工營(yíng)地。運(yùn)行管理?xiàng)l件船閘與電站位于河道同側(cè)，電站出線方便,且靠近

10、生活區(qū),運(yùn)行管理方便。電站位于河道左岸，與船閘和生活區(qū)異岸布置，跨河鐵塔工程量大，運(yùn)行管理欠方便。水流條件改變天然河道水流條件，可能對(duì)河勢(shì)演變產(chǎn)生較大影響，電站下泄水流對(duì)船閘通航水流條件影響較小，但下口門區(qū)水砂條件改變較大，淤積的可能性加大。因左岸河床高程較右岸高，電站尾水位相應(yīng)比右岸電站方案高，發(fā)電量較少。該布置壩址區(qū)河道水流條件接近天然形態(tài)，不會(huì)對(duì)河勢(shì)變化產(chǎn)生大的影響，但電站下泄水流對(duì)船閘上下游口門區(qū)通航水流條件影響較大，對(duì)口門區(qū)建筑物布置要求較高。因左岸河床高程較右岸高，電站尾水位相應(yīng)比左岸電站方案低，發(fā)電量較多。從以上分析比較可以看出，方案一樞紐布置協(xié)調(diào)，施工區(qū)相對(duì)集中，施工期管理方便

11、；船閘、電站、生活管理區(qū)布置于河道同側(cè)，運(yùn)行管理?xiàng)l件較好；基礎(chǔ)處理難度和工程量較小，土石方疏挖量也較小。但該方案具有電站發(fā)電水流對(duì)船閘上下游口門區(qū)流態(tài)影響較大，船閘口門區(qū)整治建筑物布置要求較高，施工前期須開挖臨時(shí)航道等不足，電站尾水位較高，發(fā)電量較少。方案二其建成后的水流條件接近天然狀態(tài)，對(duì)下游河勢(shì)影響較小，有利于壩址河床和壩下游航道的穩(wěn)定；電站發(fā)電水流對(duì)船閘口門區(qū)流態(tài)影響小，船閘口門區(qū)通航水流條件易保證，施工前期不需要臨時(shí)航道，開挖量較??；但其具有電站尾水相對(duì)較小，發(fā)電量較大。綜上分析，從經(jīng)濟(jì)，安全等角度考慮，本設(shè)計(jì)采用第二方案。工程總體布置由左至右依次為：電站廠房、泄洪閘、船閘。第二章 船

12、閘的總體設(shè)計(jì)2.1 船閘基本尺度船閘的有效長(zhǎng)度、有效寬度、和門檻最小水深，必須滿足船舶安全進(jìn)出閘和停泊的條件，并應(yīng)滿足下列要求：1 船閘設(shè)計(jì)水平年內(nèi)各階段的通過能力滿足過閘船舶總噸位數(shù)量和客貨運(yùn)量的要求；2 滿足設(shè)計(jì)船隊(duì)，能一次過閘；3 滿足現(xiàn)有運(yùn)輸船舶和其他船舶過閘的要求。本設(shè)計(jì)采用500t級(jí)1拖3船：（長(zhǎng)×寬×吃水），一次過閘設(shè)計(jì)為1列拖帶船隊(duì)。2.1.1 閘室有效長(zhǎng)度 （2-1）式中：閘室有效長(zhǎng)度（m）設(shè)計(jì)船隊(duì)、船舶計(jì)算長(zhǎng)度（m）,當(dāng)一閘次只有一個(gè)船隊(duì)或一艘船舶單列過閘時(shí)，為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)、船舶的長(zhǎng)度；當(dāng)一閘次有兩個(gè)或多個(gè)船隊(duì)船舶縱向排列過閘時(shí)，則為各設(shè)計(jì)最大船隊(duì)、船舶

13、長(zhǎng)度之和加上各船隊(duì)、船舶間的停泊間隔長(zhǎng)度；富裕長(zhǎng)度（m）, 拖帶船隊(duì): 設(shè)計(jì)最大過閘船隊(duì)(舶)的長(zhǎng)度: =191m富裕長(zhǎng)度: 本設(shè)計(jì)為拖帶船,所以 取19m所以 191+19200m2.1.2 閘室有效寬度 （2-2）式中：船閘閘首口門和閘室有效寬度（m）；同一閘次過閘船舶并列停泊于閘室的最大總寬度（m）。當(dāng)只有一個(gè)船隊(duì)或一艘船舶單列過閘時(shí)，則為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)或船舶的寬度=10.8m；富裕寬度（m）;富裕寬度附加值（m），當(dāng)7m時(shí)，=1.2m；過閘停泊在閘室的船舶列數(shù),n=1； ；按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)（GBJ139）中規(guī)定，船閘有效寬度宜采用8m、12m、16m、23m、34m的寬度。 取

14、為12m。2.1.3 門檻水深船閘門檻最小水深應(yīng)為設(shè)計(jì)最低通航水位至門檻頂部的最小水深，并應(yīng)滿足設(shè)計(jì)船舶、船隊(duì)滿載時(shí)的最大吃水加富裕深度的要求，可按下式計(jì)算： （2-3）式中：H門檻最小水深（m）;T設(shè)計(jì)船舶、船隊(duì)滿載時(shí)的最大吃水（m）;最大吃水深度T=2.2mH1.6×2.23.52m 取H=3.6m在確定船閘基本尺度時(shí)，還應(yīng)考慮船閘最小過水?dāng)嗝娴臄嗝嫦禂?shù)的要求。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，若值過小，則船隊(duì)(舶)過閘時(shí)，可能產(chǎn)生碰底現(xiàn)象；若n的值過大，則會(huì)使建筑物高程提高，增大施工量。為保證船隊(duì)（舶）安全順利地進(jìn)閘，一般要求： 1.52.0 最低通航水位時(shí)，閘室過水?dāng)嗝婷娣e船舶、船隊(duì)浸水橫斷面面

15、積（）為船舶橫斷面系數(shù)，機(jī)動(dòng)船取0.95； ，滿足要求.2.1.4 船閘閘門形式船閘閘閥門的型式，根據(jù)通航凈空要求、孔口尺寸大小、輸水方式、水位組合情況、水力學(xué)條件等各種因素。選擇經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的啟閉類型?？紤]到本船閘常用作單向水頭，且本船閘水頭也屬于20m以下的低水頭，初步擬定采用人字閘門，其具有耗用鋼材少，能封閉高，寬尺寸都比較大的孔口，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活可靠等優(yōu)點(diǎn)。2.1.5 閘首長(zhǎng)度1、閘門尺度： 閘門長(zhǎng)度： （2-4）式中：閘室有效寬度（m） 由門扇的支墊座的支承面至門龕外緣距離， ； 閘門關(guān)閉時(shí)門扇軸線與閘室軸線的夾角，取故；閘門厚度：門扇厚度取為0.8m門扇高度h閘門面板頂?shù)介l底的距離

16、 式中：閘門門頂高程（m）； 閘首門檻頂高程 M閘門面板底與門檻頂?shù)木嚯x，通常取，當(dāng)閘門關(guān)閉，門底止水位門檻側(cè)面時(shí)取正值，在門檻頂面時(shí)取負(fù)值。此處取0m 所以上、下閘首門扇高度、分別為： ；。2、門前段：根據(jù)檢修閘的尺度，輸水系統(tǒng)的布置方式，廊道的尺度等初步擬定。對(duì)人字閘門結(jié)合經(jīng)驗(yàn)初定。上閘首： （為檢修門槽的寬度）（2-5）取下閘首考慮到抗船舶沖擊，取6.0m。3、門龕段（2-6）式中：閘首口門寬度（m） 由門扇的支墊座的支承面至門龕外緣的距離，一般取門扇厚度； 閘門關(guān)閉時(shí)門扇軸線與閘室軸線的夾角，取 故取4、支持段 （2-7）式中：邊墩墻在閘首底板以上的高度；上閘首：下閘首： 故 取 取上

17、閘首長(zhǎng)度下閘首長(zhǎng)度2.1.6 閘首寬度B=+2×（23）b （2-8）式中：閘首口門寬度（）；b輸水廊道的寬度，根據(jù)輸水系統(tǒng)計(jì)算，b=2;則閘首寬：B=12+2×(23) ×3 =2024m故B取22m。圖2.1 閘首示意圖表2-1 船閘尺度表項(xiàng)目基本尺度（）閘室長(zhǎng)度200閘室寬度12門檻水深3.6閘首尺度上閘首門前段2下閘首門前段6門龕段11支持段5支持段5閘首寬度22上閘首門扇高度10.18下閘首門扇高度10.10門扇長(zhǎng)度7.2門扇厚度0.82.2 船閘的線數(shù)與級(jí)數(shù)2.2.1船閘線數(shù)船閘的線數(shù)應(yīng)根據(jù)船閘在設(shè)計(jì)水平年內(nèi)的客貨運(yùn)量，船閘設(shè)計(jì)（實(shí)際）通過能力，過閘的

18、船型、船隊(duì)組成、地形條件和船閘所在河流的重要性等因數(shù)確定。根據(jù)設(shè)計(jì)船型和近期主要過閘船隊(duì)及預(yù)計(jì)的近期和遠(yuǎn)期通過能力：該樞紐的設(shè)計(jì)代表船型：500t級(jí)1拖3船：（長(zhǎng)×寬×吃水），一次過閘設(shè)計(jì)為1列拖帶船隊(duì)。本樞紐采用單線船閘。2.2.2 船閘的級(jí)數(shù) 可按下列情況確定： 水頭<30m,采用單級(jí)船閘；水頭30m40m,采用單級(jí)或兩級(jí)船閘；水頭>40m，采用兩級(jí)或多級(jí)船閘。設(shè)計(jì)水頭的確定：樞紐正常擋水位-下游最低通航水位：H=34.00-28.00=6.00m 設(shè)計(jì)水頭為，即樞紐正常擋水位與下游最低通航水位的差值。由于，所以該樞紐采用單級(jí)船閘。2.3 船閘的設(shè)計(jì)水位和高

19、程2.3.1 設(shè)計(jì)水位1、 樞紐正常蓄水位：34.0m2、 設(shè)計(jì)洪水位：39.50m3、 校核洪水位：40.58m4、 上游設(shè)計(jì)最高通航水位：34.00m5、 下游設(shè)計(jì)最高通航水位：28.50m6、 上游設(shè)計(jì)最低通航水位：33.50m7、 下游設(shè)計(jì)最低通航水位：28.00m8、 上游檢修水位取樞紐正常擋水位：34.00m2.3.2 船閘各部分高程船閘閘門頂部最小的安全超高值，級(jí)船閘不應(yīng)小于0.5m, 級(jí)船閘不應(yīng)小于0.3m,對(duì)于有波浪或水面涌高情況的閘首門頂高程應(yīng)另加波高或涌高影響值。本設(shè)計(jì)為級(jí)船閘，所以取超高值為0.3m；波浪浪高計(jì)算：采用官?gòu)d水庫(kù)公式 （2-9） 計(jì)算風(fēng)速（m/s），衢江流

20、域年平均風(fēng)速在3m/s,既=3m/s吹程（公里） ?。?5）倍的河寬。河寬取500m，=3×0.5001.500公里所以2hw0.0166×3.01.25×1.5000.330.08m本設(shè)計(jì)的空載干舷高度為：2.0m1、上閘門門頂高程=樞紐設(shè)計(jì)洪水位+超高+浪高 =39.50+0.5+0.08=40.08（m）2、下閘門門頂高程=上游最高通航水位+超高 =34.00+0.5=34.50(m)3、上閘首墻頂高程 =上閘門門頂高程+超高 =40.08+0.5=45.08（m）4、下閘首墻頂高程=下閘門門頂高程+超高閘室墻頂高程 =24.40+0.5=24.90（m）3

21、6.00（m），=36.00（m）5、閘室墻頂高程=上游設(shè)計(jì)最高通航水位+空載干舷高度 =34.00+2.00=36.00(m)6、上閘首門檻頂高程=上游設(shè)計(jì)最低通航水位-門檻水深 =33.50-3.60=29.90（m）7、下閘首門檻頂高程=下游設(shè)計(jì)最低通航水位-門檻水深 =28.00-3.60=24.40(m)8、上游引航道底高程=上游最低通航水位-引航道最小水深 =33.50-3.30=29.90（m）9、下游引航道底高程=下游最低通航水位-引航道最小水深 =28.00-3.6=24.40（m）10、閘室底高程下閘首門檻頂高程 24.40 (m)，即=24.40(m)11、上游導(dǎo)航墻及靠

22、船建筑物頂高程=上游最高通航水位+空載干舷高度 =34.00+2.0=36.00(m)12、下游導(dǎo)航墻及靠船建筑物頂高程=下游最高通航水位+空載干舷高度 =28.00+2.00=30.00(m)表2-2 船閘高程計(jì)算表序號(hào)計(jì) 算 內(nèi) 容計(jì) 算 水 位計(jì) 算 式計(jì)算結(jié)果1上閘門門頂高程上游設(shè)計(jì)最高水位上游設(shè)計(jì)最高水位+超高+浪高40.08m2下閘門門頂高程上游設(shè)計(jì)最高通航水位上游設(shè)計(jì)最高通航水位+超高34.50m3上閘首墻頂高程上游設(shè)計(jì)最高水位上閘門門頂高程+超高40.58m4下閘首墻頂高程上游設(shè)計(jì)最高通航水位下閘門門頂高程+超高閘室墻頂高程36.00m5閘室墻頂高程上游設(shè)計(jì)最高通航水位上游設(shè)計(jì)

23、最高通航水位+空載干舷高度36.00m6上閘首門檻頂高程上游設(shè)計(jì)最低通航水位上游設(shè)計(jì)最低通航水位門檻水深29.90m7下閘首門檻頂高程下游設(shè)計(jì)最低通航水位下游設(shè)計(jì)最低通航水位門檻水深24.40m8上游引航道底高程上游設(shè)計(jì)最低通航水位上游設(shè)計(jì)最低通航水位引航道最小水深29.90m續(xù)上表2-29下游引航道底高程下游設(shè)計(jì)最低通航水位下游設(shè)計(jì)最低通航水位引航道最小水深24.40m10閘室底高程下游設(shè)計(jì)最低通航水位下閘首門檻高程24.40m11上游導(dǎo)航及靠船建筑物頂高程上游設(shè)計(jì)最高通航水位上游設(shè)計(jì)最高通航水位+空載干舷高度36.00m12下游導(dǎo)航及靠船建筑物頂高程下游設(shè)計(jì)最高通航水位下游設(shè)計(jì)最高通航水位

24、+空載干舷高度30.00m 圖2.2 船閘高程示意圖（單位：m）2.4引航道的布置及尺度2.4.1 引航道的平面布置根據(jù)船閘規(guī)模、尺度，客貨運(yùn)量，過閘船隊(duì)類型、尺度和過閘方式并由自然條件等因素確定。引航道的平面布置的型式：反對(duì)稱型，對(duì)稱型，不對(duì)稱型。本設(shè)計(jì)船閘設(shè)計(jì)年單向通過能力250萬(wàn)噸，由于地形約束，引航道采用直線進(jìn)閘、曲線出閘，即不對(duì)稱型。2.4.2 引航道尺度引航道的長(zhǎng)度由直線段（導(dǎo)航段、調(diào)順段、停泊段）、過渡段和制動(dòng)段等組成。1.引航道直線段的總長(zhǎng)度 （2-10）導(dǎo)航段長(zhǎng)度 （2-11）式中:頂推船隊(duì)為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)，拖帶船隊(duì)或單船為其中的最大船長(zhǎng)（m）;故取調(diào)順段 （2-12）即取停

25、泊段引航道內(nèi)停泊的船舶、船隊(duì)數(shù)為1 （2-13）故取所以2.過渡段（2-14）引航道寬度與航道寬度之差；式中：航道寬度，由設(shè)計(jì)資料可知航道寬度為80m；引航道寬度由后面計(jì)算可知為38m則故 取3.引航道的寬度B0單線船閘引航道的寬度?？紤]引航道只有一側(cè)停靠過閘船隊(duì)（舶）的情況：B0bc+bc1+b1b2=bc+bc+1.5bc=3.5bc （2-15）式中：B0設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿載吃水船底處的引航道寬度（m）； bc設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)的寬度（m）； bc1一側(cè)等候過閘船舶、船隊(duì)的總寬度（m）；b1船舶、船隊(duì)之間的富裕寬度，取b1= bc;b2船舶、船隊(duì)與岸之間的富裕寬度，

26、取b2=0.5 bc;故B03.5bc3.5×10.837.8m ,取B038m4引航道的底寬BnBn=B0-2m(H0-T) （2-16）式中：B0設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿載吃水船底處的引航道寬度（m）；B038m；m引航道水下岸坡的邊坡系數(shù)。m1：21：3 ；H0在設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道底寬內(nèi)最小水深；T設(shè)計(jì)最大船舶（隊(duì)）的滿載吃水（m）；故Bn=38-2×（1：21：3）×(3.6-2.2)(36.637.07)m，取Bn=37.00m5.引航道的最小水深H0對(duì)級(jí)船閘按下式計(jì)算：對(duì)級(jí)船閘按下式計(jì)算：H0在設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道底寬內(nèi)最

27、小水深(m)；T設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿載吃水（m）。本設(shè)計(jì)為級(jí)船閘，所以 ，擬取6引航道的口門區(qū)引航道的口門寬度不宜小于1.5倍的引航道寬度，口門寬度B=57口門寬度向引航道內(nèi)延伸(0.51.0)Lc的長(zhǎng)度，即引航道口門長(zhǎng)度(0.51.0)Lc=(0.51.0)45 =(22.545)引航道口門長(zhǎng)度L=30在通航期內(nèi)，口門區(qū)的水面最大流速，須符合表2-3的規(guī)定。特殊情況下，局部最大流速略有超出表2-3的規(guī)定值時(shí)，必須經(jīng)過充分論證確定，確保船舶航行安全。引航道、口門區(qū)宜避免出現(xiàn)如泡漩、亂流等下良流態(tài)，當(dāng)條件限制而不能避免時(shí)，應(yīng)采取措施，達(dá)到無(wú)害程度。表2-3 口門區(qū)水面最大流速限值 船閘級(jí)別平行航

28、線的縱向流速垂直航線的橫向流速回流流速 引航道和口門區(qū)航行條件及泊穩(wěn)條件應(yīng)考慮風(fēng)浪的影響，并應(yīng)采取措施，滿足船舶、船隊(duì)安全停泊和航行的要求。樞紐泄水在引航道和口門區(qū)產(chǎn)生的非恒定往復(fù)流的波動(dòng)須不影響過閘船舶、船隊(duì)安全航行和停泊，不影響閘門運(yùn)用，當(dāng)不滿足上述要求時(shí)，采取工程措施。單線或雙線船閘自引航道取水或向引航道泄水時(shí)，引航道內(nèi)和口門區(qū)非恒定流水面波動(dòng)、比降等應(yīng)滿足過閘船舶、船隊(duì)安全停泊和航行要求。共用引航道的雙線船閘，一線船閘灌、泄水，不能影響另一線船閘正常運(yùn)用。當(dāng)不能滿足上述要求時(shí)，采取旁側(cè)灌水和旁側(cè)泄水或其他措施等。當(dāng)上、下游引航道及口門區(qū)有較嚴(yán)重淤積時(shí)，隔流堤的布置要避免形成引航道內(nèi)的回

29、流邊界條件，減少?zèng)_沙時(shí)的次生淤積。7.引航道的斷面系數(shù) 4 7 （2-17）設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道的過水?dāng)嗝婷娣e船隊(duì)滿載吃水時(shí)，船中橫斷面水下部分的斷面，引航道尺寸滿足要求8. 引航道的加寬 （2-18）式中： 頂推船隊(duì)為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)，拖帶船隊(duì)或單船為其中的最大船長(zhǎng)（m）;B0引航道寬度（m）；B038mR最小彎曲半徑（m）拖帶船隊(duì)： R5本設(shè)計(jì)為級(jí)船閘，所以R5×45135m,取R=225m故 ，即取7m表2-4 引航道尺度表項(xiàng)目公式尺度（m）上游引航道直線段導(dǎo)航段50調(diào)順段70停泊段50下游引航道直線段導(dǎo)航段50調(diào)順段70停泊段50過渡段420引航道寬度38引航道底寬38引

30、航道最小水深3.6口門寬度57口門長(zhǎng)度(0.51.0)Lc30引航道加寬7最小彎曲半徑R225引航道的平面尺度圖如下所示： 圖2.3 引航道平面尺度示意圖9.引航道的導(dǎo)航建筑物引航道上的建筑物包括導(dǎo)航建筑物和靠船建筑物。導(dǎo)航建筑物主要是引導(dǎo)船舶安全順利的進(jìn)出閘室，而在閘首的入口處兩側(cè)設(shè)置的建筑物，位于船閘航線一側(cè)用以引導(dǎo)船舶進(jìn)閘的主導(dǎo)航建筑物，位于主導(dǎo)航建筑物對(duì)面用以引導(dǎo)受側(cè)風(fēng)向、水流和主導(dǎo)航建筑物彈性作用而偏離航線的船舶，使其按正確導(dǎo)向行駛的輔導(dǎo)航建筑物。對(duì)于主、輔導(dǎo)航建筑物，其航行方向與撞擊點(diǎn)切線間的夾角要求在一定范圍。對(duì)主導(dǎo)航建筑物角要求在150200，最大不超過300。對(duì)輔導(dǎo)航建筑物角

31、要求在300600。在引航道中除導(dǎo)航建筑物外，為了便于等待過閘的船舶?？浚话憔O(shè)置靠船建筑物，靠船建筑物一般布置在靠進(jìn)閘船舶航線的一側(cè)，即進(jìn)閘航行方向的右側(cè)?？看ㄖ锏拈L(zhǎng)度采用一個(gè)設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度。導(dǎo)航和靠船建筑物前沿應(yīng)作成垂直平整面，以利于船舶?？考跋挡窗踩?。導(dǎo)航段建筑物的平面圖如下所示：圖2.4 導(dǎo)航段建筑物的平面圖導(dǎo)航建筑物的長(zhǎng)度（通常以其在船閘軸線上的投影長(zhǎng)度S來(lái)表示），取決于過閘船舶（隊(duì)）的長(zhǎng)度，一般取為：Sa=(0.51.0)LcSb=(0.350.75)LcSa主導(dǎo)航建筑物的投影長(zhǎng)度Sb輔導(dǎo)航建筑物的投影長(zhǎng)度對(duì)于主導(dǎo)建筑物的投影長(zhǎng)度Sa=(0.51.0)×45（22.

32、545）m,取Sa30m對(duì)于輔導(dǎo)航建筑物：航行方向與撞擊點(diǎn)切線間的夾角=arcsin(Sb/R)<（30o60o）。Sb=(0.350.75)(0.350.75)×45(15.7533.75)m，即Sb =25m（30o60o），滿足要求。2.5 通過能力和耗水量2.5.1 船閘的通過能力計(jì)算船閘的通過能力指設(shè)計(jì)水平年限內(nèi)，每年自兩個(gè)方向通過船閘的貨物總噸數(shù)，即年過閘貨運(yùn)量。 進(jìn)出閘時(shí)間：船隊(duì)進(jìn)出閘時(shí)間，可根據(jù)其運(yùn)行距離和進(jìn)出閘速度確定。對(duì)單向過閘和雙向過閘方式應(yīng)分別計(jì)算。單向過閘：進(jìn)閘距離是指船隊(duì)自引航道中?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊處的距離；出閘距離是指船隊(duì)自閘室內(nèi)停泊處至船尾離開

33、閘門之間的距離 雙向過閘：進(jìn)閘距離是指船隊(duì)在引航道的?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊處的距離；出閘距離是指船隊(duì)自閘室內(nèi)停泊處至雙向過閘靠船碼頭的距離單向進(jìn)閘 單向出閘 雙向過閘 其中閘室有效長(zhǎng)度 （200m）導(dǎo)航段長(zhǎng)度 （50m）調(diào)順段長(zhǎng)度 （70m）、系數(shù)，取0.4，0.1，0.1將以上數(shù)值代入公式，求得：280m, =220m, =340m表2-5 出閘的平均速度 過閘方式 船舶類型進(jìn)閘(m/s)出閘（m/s）單向雙向單向雙向船隊(duì)0.50.70.71.0排筏（拖輪牽引）0.30.50.50.6機(jī)動(dòng)單船0.81.01.01.4非機(jī)動(dòng)船0.40.50.40.5 采用船隊(duì)平均速度作為進(jìn)出閘速度，則單向進(jìn)閘

34、V1=0.5m/s 單向出閘 V1/=0.7m/s雙向進(jìn)閘 V2=0.7m/s 雙向出閘 V2/=1.0m/s 單向進(jìn)閘時(shí)間 單向出閘時(shí)間 雙向進(jìn)閘時(shí)間 雙向出閘時(shí)間 閘門啟閉時(shí)間閘門啟閉時(shí)間與閘門型式和閘首口門寬度有關(guān)，當(dāng)閘首口門寬小于20時(shí)，取1.5min； 閘室灌泄水時(shí)間初步估算擬定船閘灌泄水時(shí)間與船閘水頭、閘室尺寸及輸水系統(tǒng)型式有關(guān)，可通過船閘的水力計(jì)算及模型試驗(yàn)確定。初步估算時(shí)，可在815min的范圍內(nèi)選用。選取8min 船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間 一次過閘，船舶、船隊(duì)進(jìn)閘、出閘時(shí)間間隔為=6.5 min對(duì)單級(jí)船閘，一次過閘時(shí)間應(yīng)按下式計(jì)算：?jiǎn)蜗蜻^閘： （2-19）式中：?jiǎn)蜗蛞淮芜^閘時(shí)間（m

35、in）開門或關(guān)門時(shí)間（min） 單向第一個(gè)船隊(duì)進(jìn)閘時(shí)間（min）閘室灌水或泄水時(shí)間（min）單向第一個(gè)船隊(duì)出閘時(shí)間（min）船舶、船隊(duì)進(jìn)閘或出閘間隔時(shí)間（min）雙向過閘： （2-20）式中： 上、下行各一次的雙向過閘時(shí)間（min）雙向第一個(gè)船隊(duì)進(jìn)閘時(shí)間（min）雙向第一個(gè)船隊(duì)出閘時(shí)間（min）所以單級(jí)船閘一次過閘時(shí)間為：本設(shè)計(jì)沒有明顯的單向貨流，采用單向過閘與雙向過閘次數(shù)相等；日平均過閘次數(shù) （2-21）式中：日平均過閘次數(shù)日工作小時(shí)（h）船閘的日工作小時(shí)可采用2022h，對(duì)未實(shí)現(xiàn)夜航等情況的船閘，可根據(jù)情況確定。所以，根據(jù)本設(shè)計(jì)的情況，取20h故 （次）取整，所以日過閘次數(shù)為27次船閘年通

36、過能力的計(jì)算 （2-22）式中： 雙向年過閘客、貨運(yùn)量（t）；日平均過閘次數(shù)；日非運(yùn)客、貨船過閘次數(shù)，本設(shè)計(jì)采用次；年通航天數(shù)（d），取300天；一次過閘平均載重噸位（t）；船舶裝載系數(shù)；在沒有資料的情況下，采用0.50.8，本設(shè)計(jì)??；運(yùn)量不均衡系數(shù)；當(dāng)無(wú)資料時(shí)，可取1.31.5，本設(shè)計(jì)取所以萬(wàn)t；313.74萬(wàn)t250萬(wàn)t所以滿足設(shè)計(jì)單向年通過能力250萬(wàn)噸要求。2.5.2 耗水量船閘一天內(nèi)平均耗水量可按下式計(jì)算： （2-23）式中： 一天內(nèi)平均耗水量； 一次過閘用水量（）；閘門、閥門的漏水損失；止水線每米上的滲漏損失（），當(dāng)水頭小于10時(shí)取0.00150.0020，當(dāng)水頭大于10時(shí)取0.0

37、0200.0030；閘門、閥門止水線總長(zhǎng)度（）。一次過閘用水量的計(jì)算： （2-24） （2-25）式中：船閘上、下閘門之間的水平面面積（）；船閘的計(jì)算水頭（）。=151m;=16m; =5.65m故取故止水線每米上的滲漏損失的確定：本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水頭為6.00小于10，所以取0.002閘門、閥門止水線總長(zhǎng)度的確定：根據(jù)船閘設(shè)計(jì)資料，可計(jì)算出（閥門尺度為：）所以 第三章 船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)船閘的輸水系統(tǒng)包括進(jìn)水口、閥門段、輸水廊道、出水口、消能工及鎮(zhèn)靜段等構(gòu)成。輸水系統(tǒng)是船閘的重要組成部分，直接影響到船舶是否能在要求的過閘時(shí)間內(nèi)順利過閘。船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求：(1) 灌水和泄水時(shí)間不大于為滿足船

38、閘通過能力所規(guī)定的輸水時(shí)間；(2) 船舶（隊(duì)）在閘室上下游引航道內(nèi)具有良好的停泊條件和航道條件；(3) 船閘各部位不應(yīng)因水流沖刷、空蝕等造成破壞；(4) 布置簡(jiǎn)單、檢修方便、工程投資少；3.1 輸水系統(tǒng)選型船閘輸水系統(tǒng)的形式，按灌泄水方式不同，可分為集中輸水系統(tǒng)和分散輸水系統(tǒng)兩大類。集中輸水系統(tǒng)兩大類。集中輸水系統(tǒng)是將輸水系統(tǒng)的全部設(shè)備集中在閘首段。灌水時(shí)，水經(jīng)上閘首集中從閘室上游段流入。泄水時(shí)，水從閘室下游端經(jīng)下閘首泄出。集中輸水系統(tǒng)在閘室不設(shè)輸水廊道，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工程造價(jià)較低，但灌泄水時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，特別是隨著作用水頭的增加，集中輸水系統(tǒng)難以滿足過閘船舶停泊條件的要求。分散輸水系統(tǒng)是輸水設(shè)

39、備布置在閘首及閘室內(nèi)，灌泄水通過布置在閘墻及閘底板內(nèi)的輸水廊道上的出水孔進(jìn)行。由于水流是沿著閘室一定長(zhǎng)度均勻進(jìn)入閘室，閘室水力條件和過閘船舶條件較好?？梢钥s短灌泄水時(shí)間，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工程造價(jià)也相應(yīng)增加。從水頭大小方面考慮，當(dāng)水頭較低時(shí)，與集中輸水系統(tǒng)相比，采用分散輸水體統(tǒng)，會(huì)使工程造價(jià)增加較多，而灌泄水時(shí)間的縮短并不顯著，而隨著水頭的增加，采用集中輸水系統(tǒng)，由于采用較復(fù)雜的消能措施，工程造價(jià)卻增加不太多，但可較多的縮短灌泄水時(shí)間，航運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益顯著。根據(jù)國(guó)內(nèi)外已建船閘的運(yùn)轉(zhuǎn)資料，可根據(jù)m值初步選定輸水系統(tǒng)類型： （3-1）式中：T閘室灌水時(shí)間（min）； H設(shè)計(jì)水位差（m）。當(dāng)m3.5時(shí) 采用集中輸水系統(tǒng)；當(dāng)m2.5時(shí) 采用分散輸水系統(tǒng)；當(dāng)2.5m3.5時(shí) 應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，并參照類似工程選定。輸水系統(tǒng)形式選擇除了上面的指標(biāo)外，還要考慮以下幾個(gè)因素：作用在船閘上的水頭大小。閘室灌泄水時(shí)間的長(zhǎng)短。閘室平面尺度及門檻水深。閘首和閘室結(jié)構(gòu)形式及工程造價(jià)等。擬訂為集中輸水系統(tǒng)方案進(jìn)行分析。3.2 集中輸水系統(tǒng)方案3.2.1 集中輸水系統(tǒng)的布置根據(jù)輸水方式的不同，集中輸水系統(tǒng)可分為三類：有廊道的輸水系統(tǒng)、直接利用閘門輸水的輸水系統(tǒng)及組合式輸水。前者又