西江某水利樞紐船閘總體設(shè)計(jì)

1、航道工程課程設(shè)計(jì)航道工程課程設(shè)計(jì)題目：西江某水利樞紐船閘總體設(shè)計(jì)目錄1 .設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 31.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 31.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 31.3 設(shè)計(jì)背景 31.4 設(shè)計(jì)資料 41.5 設(shè)計(jì)船型 42 .船閘總體設(shè)計(jì) 52.1 船閘基本尺度的確定 52.1.1 閘室有效長(zhǎng)度 52.1.2 閘室有效寬度 62.1.3 船閘門檻最小水深 72.1.4 船閘最小過(guò)水?dāng)嗝娴臄嗝嫦禂?shù) 72.1.5 閘首長(zhǎng)度 82.2 船閘各部分高程的確定 92.2.1 閘門門頂高程 92.2.2 閘室墻頂高程 92.2.3 閘首墻頂高程 102.2.4 閘首檻頂高程 102.2.5 閘室底板頂部高程和引航道底部高程 10

2、2.2.6 導(dǎo)航和靠船建筑物頂部高程 112.2.7 引航道堤頂高程 112.3 引航道平面布置及尺度確定 122.3.1 引航道平面布置 122.3.2 引航道尺度 122.4 船閘通過(guò)能力計(jì)算 142.4.1 船隊(duì)進(jìn)出閘時(shí)間 142.4.2 閘門啟閉時(shí)間 142.4.3 閘室灌、泄水時(shí)間 152.4.4 船舶、隊(duì)進(jìn)出閘門間隔時(shí)間 152.4.5 船閘通過(guò)能力 152.5 船閘耗水量計(jì)算 163 .閘首、閘閥門及輸水系統(tǒng)選擇 173.1 閘門的選型及基本尺度計(jì)算 173.1.1 門扇長(zhǎng)度ln 173.1.2 門扇厚度tn 173.2 輸水系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 173.2.1 輸水閥門處廊道斷面面積

3、183.3 閘首結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì) 183.3.1 閘首布置及構(gòu)造 183.3.2 邊墩設(shè)計(jì) 194 .閘室結(jié)構(gòu)形式初步設(shè)計(jì) 195 .船閘總體布置原則 196 .船閘布置圖 206.1 船閘總平面布置圖（附圖1） 206.2 船閘縱斷面布置圖（附圖2） 20111 .設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)航道工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范，JTJ305-2001,人民交通出版社內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)，GB50139-2004,中華人民共和國(guó)建設(shè)部船閘閘閥門設(shè)計(jì)規(guī)范，JTJ308-2003,人民交通出版社船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范，JTJ307-2001,人民交通出版社船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，JTJ

4、306-2001,人民交通出版社1.3 設(shè)計(jì)背景西江某水電樞紐是西江下游河段廣西境內(nèi)的最后一個(gè)規(guī)劃梯級(jí)，樞紐橫跨兩島三江，是一座以發(fā)電為主，兼有航運(yùn)、灌溉等綜合利用的大型水利樞紐工程。根據(jù)交通部對(duì)西江航運(yùn)的規(guī)劃，航道等級(jí)將從田級(jí)提高為n級(jí)航道，因此船閘為 滿足不斷增長(zhǎng)的貨運(yùn)量需要，將原1號(hào)船閘規(guī)模由1000t級(jí)擴(kuò)大為2000t級(jí)。1.4 設(shè)計(jì)資料表1.4 ：設(shè)計(jì)資料數(shù)據(jù)一覽表在舁 廳P工程項(xiàng)目指標(biāo)備注1設(shè)計(jì)水平年20282船閘級(jí)數(shù)單級(jí)3通航規(guī)模II級(jí)4航道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（m）130 >2.6 )560航寬X航深X彎曲半徑5船隊(duì)尺度（m）186.0 32.4 2.61頂4艘2000t級(jí)分節(jié)駁6船

5、閘年通過(guò)能力（萬(wàn)t）3000遠(yuǎn)期7最大過(guò)船噸位2000t8船閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4 >2000t船隊(duì)一次通行過(guò)閘9通航期（大）35010最高通航水位（P=10%）（m）23.9 / 23.8上游/下游11最低通航水位（P=98%）（m）18.6 / 5.05上游/下游12正常畬水位（m）23.913通航凈空（m）1014地形地質(zhì)建基巖體主要為砂巖，巖體完整性較好， 裂隙/、縣發(fā)育。15水文降雨量及氣溫資料從略。1.5 設(shè)計(jì)船型表1.5主要設(shè)計(jì)船型一覽表船隊(duì)編號(hào)船型組隊(duì)方式船隊(duì)尺度（m）A1 頂 4X 2000t2排2列186.0X32.4X 2.6B1 頂 2X2000t2排1列182.0X 16

6、.2X 2.6C1 頂 2X500t2排1列110.OX 10.8X 1.6D貨船1000t貨船49.9X 15.6X2.8A為主要設(shè)計(jì)船隊(duì)，B、C、D為兼顧船隊(duì)圖1.5 :主要設(shè)計(jì)船隊(duì)示意圖2 .船閘總體設(shè)計(jì)2.1 船閘基本尺度的確定2.1.1 閘室有效長(zhǎng)度根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ305-2001):3.1.5船閘閘室有效長(zhǎng)度不應(yīng)小于按下式計(jì)算的長(zhǎng)度，并取整數(shù)。Lx = lc lf式中 Lx 閘室有效長(zhǎng)度(m)；lc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(guò)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(guò)閘時(shí)，則為各設(shè)計(jì)最大船隊(duì)、船舶長(zhǎng)

7、度之 和加上各船隊(duì)、船舶間的停泊間隔長(zhǎng)度；lf 富未&長(zhǎng)度(m),頂推船隊(duì)lf >2+0.06lc；拖帶船隊(duì)lf >2+0.031； 貨船和其他船舶l(fā)f-4+0.05 根據(jù)設(shè)計(jì)船隊(duì)尺度以及船閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)閘船型組合，船閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為一次通行過(guò)閘4 X 20003表2.1.1閘室有效長(zhǎng)度計(jì)算表船隊(duì)組合船隊(duì)長(zhǎng)度lc (m)富裕長(zhǎng)度lf (m)閘室啟效長(zhǎng)度Lx(m)A1艘4X2000t船隊(duì)186.013.16199.16B+B2艘2X2000t船隊(duì)并列182.012.92194.92B + C+D1艘2X2000t船隊(duì) 與1艘2X500t船隊(duì) 并列，和一艘1000t 貨船182.

8、012.92194.92所以，閘室的有效長(zhǎng)度取200m2.1.2閘室有效寬度根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ305-2001):3.1.8船閘閘首口門和閘室有效寬度不應(yīng)小于按下列兩公式計(jì)算的寬度，并 宜采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)(GB50139-2004)中規(guī)定的8m, 12m,16m, 23m, 34m 寬度。Bx - bc bfbf = b 0.0 2-1也 式中Bx船閘閘首口門和閘室有效寬度(m);Z bc 同一閘次過(guò)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(guò)閘時(shí)， 則為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)或船舶 的寬度；bf 富未&寬度(m)；Ab 富裕寬度附加值(m),當(dāng)b

9、c<7m時(shí)，Ab >lm;當(dāng)bc>7m時(shí), b > 1.2mi;n過(guò)閘停泊在閘室的船舶的列數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)船隊(duì)尺度以及船閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)閘船型組合：表2.1.2閘室有效寬度計(jì)算表船隊(duì)組合船隊(duì)總寬度Z bc (m)富裕寬度bf (m)閘室后效寬度Bx(m)A1艘4X2000t船隊(duì)32.41.533.9B+B2艘2X2000t船隊(duì)并列32.41.634.0B + C+D1艘2X2000t船隊(duì)31.81.633.4與1艘2X500t船隊(duì)并列，和一艘1000t 貨船所以，閘室的有效寬度取34.0m。2.1.3船閘門檻最小水深根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ305-2001):3.1.9

10、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)汁船舶、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，閘 室最小水深應(yīng)為設(shè)計(jì)最低通航水位至閘室底板頂部的最小水深，具值應(yīng)不小于門檻最小水深。設(shè)計(jì)采用的門檻最小水深和閘室最小水深，在滿足計(jì)算的最小水深值基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮船舶、船隊(duì)采用變吃水多載時(shí)吃水增大以及相鄰互通航道 上較大吃水船舶、船隊(duì)需通過(guò)船閘的因素，綜合分析確定。H .1.6 T式中 HT則：門檻最小水深(m);設(shè)計(jì)船舶、船隊(duì)滿載時(shí)的最大吃水(m)oH >1.6T =1.6X 2.6=4.16m,取 H =4.5m。所以，船閘的門檻最小水深取 4.5m。綜

11、上，船閘尺度為:1 u O u v V2000120001閘室啟效長(zhǎng)度(m)閘室后效寬度度(m)船閘門檻最小水深(m)200344.5組合1:組合2:200 Ot><20001><組合3:2.1.4 船閘最小過(guò)水?dāng)嗝娴臄嗝嫦禂?shù)在確定船閘基本尺度時(shí)，還應(yīng)考慮船閘最小過(guò)水?dāng)嗝娴臄嗝嫦禂?shù)n的要求，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和觀察，若n過(guò)小，則船隊(duì)（舶）過(guò)閘時(shí)，可能產(chǎn)生碰底現(xiàn)象。為保證 船隊(duì)（舶）安全順利地進(jìn)閘，一般要求：n =2之1.52.0式中一一最大設(shè)計(jì)過(guò)閘船隊(duì)滿載吃水時(shí)水下部分?jǐn)嗝婷娣e（m2）；C 最低通航水位時(shí)，閘室過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）, C = BxM H。則：J =34X4.5=1

12、53m2;=32.4X 2.6=84.24 m2;n =1.82,符合安全要求。2.1.5 閘首長(zhǎng)度根據(jù)受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，閘首在長(zhǎng)度方向上一般由3段組成：門前段長(zhǎng)度li,當(dāng)工作閘門采用人字閘門、檢修門槽設(shè)于閘首外與導(dǎo)墻接縫 時(shí)，門前段的長(zhǎng)度最小，一般為1.0m左右。門龕段長(zhǎng)度12,根據(jù)船閘閘閥門設(shè)計(jì)規(guī)范7.1.5,門龕長(zhǎng)度由門扇長(zhǎng)度和 富余長(zhǎng)度確定，其富余長(zhǎng)度應(yīng)考慮對(duì)閘門啟閉力的影響，不宜小于 1/20門扇長(zhǎng) 度。人字閘門軸線與船閘橫軸線交角取 22.5° ,閘室有效寬度為34m,則門扇長(zhǎng) 度可估算為（34 + 2） +cos22.50 =18.4m,取20m。取富余長(zhǎng)度2m,所以門龕

13、 長(zhǎng)度為22.0m。閘門支持段長(zhǎng)度13,約等于（0.42.1）倍的設(shè)計(jì)水頭，設(shè)計(jì)水頭取為18.85m, 所以閘門支持段長(zhǎng)度取為10.0m。則：閘首長(zhǎng)度為 I1+ I2+ 13=33.0m,取 34.0m。2.2船閘各部分高程的確定2.2.1 閘門門頂高程根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001）:4.2.1 船閘擋水前緣閘首工作閘閘門頂部高程應(yīng)為上游校核高水位加安全超 高值確定。4.2.2 船閘非擋水前緣閘首的閘門頂部高程應(yīng)為上游設(shè)計(jì)最高通航水位加安 全超高值。4.2.3 船閘閘門頂部最小的安全超高值，I-IV級(jí)船閘不應(yīng)小于0.5m,V- VII 級(jí)船閘不應(yīng)小于0.3m,對(duì)于有波浪或水面涌

14、高情況的閘首門頂高程應(yīng)另加波高 或涌高影響值。此船閘閘門是非擋水閘門，且船閘為II級(jí)船閘，則安全超高值不小于0.5m。則：上閘首閘門頂部高程=上游設(shè)計(jì)最高通航水位+安全超高值= 23.9m+0.5m=24.4m （取 24.5m）下閘首閘門頂部高程=上游設(shè)計(jì)最高通航水位+安全超高值= 23.9m+0.5m=24.4m （取 24.5m）2.2.2閘室墻頂高程根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001）:4.2.6船閘閘室墻頂部高程應(yīng)為上游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高值，超高值不 應(yīng)小于設(shè)計(jì)過(guò)閘船舶、船隊(duì)空載時(shí)的最大干舷高度。最大干舷高度可參照下表：長(zhǎng)江分節(jié)駁船空載干舷高度駁船噸級(jí)（t）100300

15、50010003000空載干舷局度（m）1.01.41.61.71.61.73.03.3設(shè)計(jì)船隊(duì)中最大駁船噸位在2000t,參考設(shè)計(jì)船隊(duì)的滿載吃水2.6m,出于安 全考慮，取空載干舷高度為2.7m。則：閘室墻頂高程=上游設(shè)計(jì)最高通航水位+超高= 23.9m+2.7m=26.6m （取 26.7m）2.2.3閘首墻頂高程根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ305-2001):4.2.4船閘閘首墻頂部高程應(yīng)根據(jù)閘門頂部高程和結(jié)構(gòu)布置等要求確定，并 不得低于閘門和閘室墻頂部高程。位于樞紐工程中的船閘，其擋水前緣的閘首頂部高程應(yīng)不低于與相互連接的樞紐工程建筑物擋水前緣的頂部高程。設(shè)結(jié)構(gòu)安裝高度為1m。則：上閘

16、首墻頂高程=門頂高程+結(jié)構(gòu)安裝高度= 24.5m+ 1.0m=25.5m下閘首墻頂高程=門頂高程+結(jié)構(gòu)安裝高度= 24.5m+ 1.0m=25.5m由于閘室墻頂高程為26.7m,所以取閘首墻頂高程為26.7m。2.2.4閘首檻頂高程根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ305-2001):4.2.5船閘上、下閘首門檻的高度應(yīng)有利于船閘運(yùn)用和檢修，頂部高程應(yīng)為上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位值減去門檻最小水深值。4.2.9船閘上、下游引航道和口門區(qū)及連接段的底部高程應(yīng)為上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位減去引航道設(shè)計(jì)最小水深值。則：上閘首門檻的頂部高程=上游設(shè)計(jì)最低通航水位-門檻水深=18.6m 4.5m=14.1m下閘首

17、門檻的頂部高程=下游設(shè)計(jì)最低通航水位-門檻水深=5.05m 4.5m=0.55m。(取 0.5 m)2.2.5閘室底板頂部高程和引航道底部高程根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ305-2001):4.2.7船閘閘室底板頂部高程不應(yīng)高于上、下閘首門檻頂部高程。則：取船閘閘室底板頂部高程為 0.5m。根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ305-2001):4.2.9船閘上、下游引航道和口門區(qū)及連接段的底部高程應(yīng)為上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位減去引航道設(shè)計(jì)最小水深值。5.5.3 IIV級(jí)船閘引航道最小水深應(yīng)按下式計(jì)算：H0 .1.5（T式中H o在設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道底寬內(nèi)最小水深（m）;T 設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)

18、滿載吃水（m）。則：Ho>1.5OT=3.9m （取 4.0m）上游引航道底部高程=上游設(shè)計(jì)最低通航水位-引航道設(shè)計(jì)最小水深值=18.6 4=14.6m（取 14.1m）下游引航道底部高程=下游設(shè)計(jì)最低通航水位-引航道設(shè)計(jì)最小水深值=5.05 4=1.05m2.2.6導(dǎo)航和靠船建筑物頂部高程根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001）:4.2.8船閘上、下游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程應(yīng)為上、下游設(shè)計(jì)最高通 航水位加超高值，超高值不宜小于設(shè)計(jì)過(guò)閘船舶、船隊(duì)空載時(shí)的最大干舷高度。則：船隊(duì)空載時(shí)最大干舷高度取為 2.7m;上游導(dǎo)航建筑物頂高程=上游設(shè)計(jì)最高通航水位+超高=23.9m+ 2.7

19、m=26.6m （取 26.7m）下游導(dǎo)航建筑物頂高程=下游設(shè)計(jì)最高通航水位+超高=23.8m+ 2.7m=26.5m （取 26.6m）2.2.7引航道堤頂高程本船閘引航道堤岸沒有防洪功能，故取引航道堤頂高程=導(dǎo)航建筑物堤頂高 程則：上游引航道堤頂高程=26.7m；下游引航道堤頂高程=26.6m。綜上，船閘各部分高程整理如下：表2.2.7船閘各部分高程表序號(hào)船閘各部分高程高程（上游，m） 高程（下游，m）航道工程課程設(shè)計(jì)1閘門門頂高程24.524.52閘首墻頂圖程26.726.73閘首檻頂高程14.10.504閘室墻頂圖程26.75閘室底板頂部高程0.56導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程26.72

20、6.67引航道底部高程14.11.058引航道堤頂高程26.726.62.3引航道平面布置及尺度確定2.3.1引航道平面布置根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001）:5.4.2引航道的平面布置應(yīng)根據(jù)船閘的級(jí)別、線數(shù)、設(shè)計(jì)船型船隊(duì)、通過(guò)能 力等，結(jié)合地形、地質(zhì)水流、泥沙及上、下游航道等條件研究確定。引航道的平面布置可米用反對(duì)稱式、對(duì)稱式、不對(duì)稱式3種形式。由于本船閘為II級(jí)船閘，屬于單線船閘，貨運(yùn)量較大，無(wú)明顯單向貨流，故 采用反對(duì)稱型引航道。船舶曲線出閘，直線進(jìn)閘，進(jìn)閘速度快，船閘的通過(guò)能力 較大。2.3.2引航道尺度1.引航道的長(zhǎng)度1）導(dǎo)航段長(zhǎng)度Lll-lc式中11導(dǎo)航段長(zhǎng)度（m）；1

21、c設(shè)計(jì)船隊(duì)（舶）的長(zhǎng)度，對(duì)頂推船隊(duì)為全船隊(duì)長(zhǎng)，對(duì)拖帶船 隊(duì)或單船為其中最大的船舶長(zhǎng)度。則：1c=186.0m, 11 取 190m。2）調(diào)順段長(zhǎng)度12 > （1.52.0） 1c則：12 取 300m。3）停泊段長(zhǎng)度13考慮到部分船隊(duì)在彳¥泊段重組，取 2倍船長(zhǎng)。則：13 取 380m。綜上，引航道直線段的總長(zhǎng)度 L= 1i + 12+13=870m。4）過(guò)渡段長(zhǎng)度14及制動(dòng)段長(zhǎng)度1/14 210AB, &B為引航道寬度與航道寬度之差，航道寬為 130 m,引航道寬 度 120 m,貝U AB=10 m,100 m；15用15 =口 1c估算，s為頂推船隊(duì)制動(dòng)距離系數(shù)，

22、一般取2.54.5,則15 =3 義 186.0=558m,取 560 m。為減少引航道的工程量，過(guò)渡段14及制動(dòng)段14重合使用。2.引航道的寬度根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001）:5.5.2.1單線船閘引航道的寬度，應(yīng)根據(jù)下列型式確定：反對(duì)稱型引航道寬 度：B0 - bc bc1b b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）;b1一側(cè)等候過(guò)閘船舶、船隊(duì)的總寬度（m）;船舶、船隊(duì)之間的富裕寬度，取 ；也=bc；助2 船舶、船隊(duì)與岸之間的富裕寬度，取 1=0.5 bc；則：B0 - tc bdb “113.4m

23、,取 120m。3 .引航道最小水深根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001）:4 .5.31 IV級(jí)船閘引航道最小水深應(yīng)按下式計(jì)算_1.50式中Ho在設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道底寬內(nèi)最小水深(m)；T設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿載吃水（m）則：Ho>3.9m,取 Ho為 4.0m。2.4船閘通過(guò)能力計(jì)算2.4.1 船隊(duì)進(jìn)出閘時(shí)間船舶（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(guò)閘 和雙向過(guò)閘方式應(yīng)分別計(jì)算：1）單向過(guò)閘，進(jìn)閘為船舶、船隊(duì)的船首自引航道中?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊 位置之間的距離，單向出閘距離為船舶、船隊(duì)的船尾自閘室內(nèi)停泊位置至閘門外 側(cè)邊緣的距離；2）雙向進(jìn)閘，距離

24、是船舶、船隊(duì)自引航道中?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊位置之 間的距離，出閘為船舶、船隊(duì)自閘室內(nèi)停泊位置至靠船建筑物之間的距離。單向進(jìn)閘距離 Li=190m+300m+34m+186m=710m；單向出閘距離L4=200m+34m=234m；雙向進(jìn)距離 Li' =190m+300m+34m+186m=710m雙向出距離 L4' =190m+300m+34m+186m=710m根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范表 6.1.5查得單向進(jìn)閘v1 =0.5m/s單向出閘V4 =0.7m/s雙向進(jìn)閘v1' = 0.7m/s雙向出閘v4'=1.0m/s則：h =匕=23.67mint4 = = 5.

25、57minV1V4L1'L4't1' = 一 二 16.90mint4' = l = 11.83minv1'v4'2.4.2 閘門啟閉時(shí)間閘門的啟、閉時(shí)間與閘門型式和閘首口門寬度有關(guān)，當(dāng)閘首口門寬度大于23m時(shí)，取為36min,取為3 min。2.4.3 閘室灌、泄水時(shí)間船閘灌瀉水時(shí)間與水頭、輸水系統(tǒng)型式、閘室尺度有關(guān)，t3取=8.0 min2.4.4 船舶、隊(duì)進(jìn)出閘門間隔時(shí)間根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001）:6.1.8船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間，系指同一閘次第一個(gè)船舶、船隊(duì)與最后一個(gè)船舶、船隊(duì)啟動(dòng)的間隔時(shí)間。當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)可采用31

26、0min。由于本船閘設(shè)計(jì)每閘次只通過(guò)一個(gè)船隊(duì)，無(wú)間隔時(shí)間，但考慮實(shí)際情況，取t5 為 2min。綜上：?jiǎn)蜗蜻^(guò)閘時(shí)間 Ti=4t2+ t1+2 t3+ t4+2 t5=4X3+23.67+ 2X8+5.57+ 2X2 = 61.24 min雙向過(guò)時(shí)間 T2=4t2+2ti'+2t3+2t4'+4 t5=4X3+ 2X 16.90+ 2X8+2X 11.83+ 4X2 = 93.46min實(shí)際上，由于上行與下行船舶、隊(duì)均難以保證到閘的均勻性在設(shè)計(jì)中一般采 用船舶、隊(duì)單向過(guò)閘與雙向過(guò)閘所需時(shí)間的平均值來(lái)計(jì)算晝夜過(guò)閘次數(shù)。則：過(guò)閘時(shí)間 t = -（T1 T2） = 53.99 min2

27、22.4.5船閘通過(guò)能力船閘日平均過(guò)閘次數(shù)：n = -60式中 t-船閘每晝夜的平均工作時(shí)間（h）,取22h。n =24.44 min,取 n 為 24 次。單向年過(guò)閘船舶總載重噸位：c nNGP1 =2單向年過(guò)閘客貨運(yùn)量:P2(n - n0)NG：""F式中P1單向年過(guò)閘船舶總載重噸位（t）；P2 單向年過(guò)客貨運(yùn)量（t）；n0日非運(yùn)客、貨船過(guò)閘次數(shù)，取 2次;n日平均過(guò)閘次數(shù)；N年通航天數(shù)，取 350天；15航道工程課程設(shè)計(jì)G一次過(guò)閘平均載重噸位（t），取設(shè)計(jì)最大過(guò)閘船隊(duì)噸位的80%;o-船舶裝載系數(shù)，取0.8;0-一運(yùn)量不均衡系數(shù)，取1.3。則：雙向通過(guò)能力為2P2=3

28、033萬(wàn)t,滿足要求。2.5船閘耗水量計(jì)算船閘一天內(nèi)平均耗水量可根據(jù)船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ305-2001） 6.2.1計(jì)nV十86400q = eu式中： Q 天內(nèi)平均耗水量（m3/s）;V-一一次過(guò)閘用水量（m3）,必要時(shí)應(yīng)考慮上、下行船舶、船隊(duì)排水量差額；q一閘門、閥門的漏水損失（m3/s）;e止水線每米上的滲漏損失m3/（s.m ）,當(dāng)水頭小于10 m時(shí)取30.00150.0020m/（s.m ）,當(dāng)水頭大于10 m 時(shí)取 0.00230.003m3/（s.m）;u-閘門、閥門止水線總長(zhǎng)度（m）;單級(jí)過(guò)閘一次過(guò)閘用水量 V采用下式進(jìn)行計(jì)算：V0=C X H式中：V0單級(jí)船閘一次過(guò)閘平

29、均用水量（m3）;C閘室水域面積（m2）二上、下閘首閘門之間的水域長(zhǎng)度（m） x 水域?qū)挾龋╩）；H計(jì)算水頭（m）,采用上下游平均水位差，為6.83m。單級(jí)船閘雙向一次過(guò)閘時(shí)，用水量為單向一次過(guò)閘用水量的一半。認(rèn)為單向過(guò)閘：雙向過(guò)閘=1:1。V。'C=V02 2(200+21X2) X 34=8228 m223.9 18.623.8 5.05 公”=6.83 m22V0=CXH=56197 mV0 'V0 =28099 m32V0'='1v0 +1V0 =42148?22u=18.lX2+(23.9- 0.5)X 3= 106.4m (取 110m)3e 取 0

30、.002 m /(s.m )3.q = eu =0.22 m /s22 42148864000. 22 = 10. 95 m3, s綜上，船閘一天內(nèi)平均耗水量為10.95 m3/s3.1.1 閘閥門及輸水系統(tǒng)選擇3.1 閘門的選型及基本尺度計(jì)算人字閘門具有耗鋼材少，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)，常用作承受單向水頭、在靜水條件下啟閉的工作閘門， 在大中型船閘中 運(yùn)用廣泛。本船閘水頭較高，且在靜水條件下啟閉，故選用人字閘門。人字閘門由兩個(gè)門扇組成，圍繞其端部的豎軸旋轉(zhuǎn)啟閉，設(shè)計(jì)閘門型式采用 鋼制人字閘門，門扇軸線與引航道軸線夾角為 22.5 ,設(shè)計(jì)水頭18.85m。設(shè)計(jì) 閘

31、門高度為24m,門扇長(zhǎng)度為18.4m。3.1.1 門扇長(zhǎng)度lnBk 2m 0.55 Bcl n = -：-2 cos 【 cos 1_ 0.55 34cos 22.5=20.24m （取 20m）3.1.2 門扇厚度tntn= （0.1 0.125） ln=22.5m （取 2.2m）3.2 輸水系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)船閘輸水系統(tǒng)對(duì)船舶過(guò)閘時(shí)間有著較大的影響， 輸水系統(tǒng)的型式選擇根據(jù)判 別系數(shù)初步選定，判別系數(shù)按下式計(jì)算：T m= H式中：m判別系數(shù)；H設(shè)計(jì)水頭（m）,根據(jù)上下游的自然通航水位，設(shè)計(jì)水頭為18.85m；T閘室灌水時(shí)間（min）,初步選取8min；則：m =1.84。根據(jù)船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)

32、范（JTJ306-2001）:當(dāng)m <2.5時(shí)，采用分散 輸水系統(tǒng)，初步選用閘墻長(zhǎng)廊道側(cè)向支孔輸水系統(tǒng)。分散輸水形式，可較大縮短閘室長(zhǎng)度，節(jié)約工程成本，同時(shí)由于分散輸水系 統(tǒng)是通過(guò)長(zhǎng)廊道分散輸水，閘室內(nèi)水流平穩(wěn)，改善了閘室內(nèi)船舶停靠的泊穩(wěn)條件。 閘墻長(zhǎng)廊道側(cè)向支孔輸水系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，采用廣泛。但是此系統(tǒng)對(duì)閘門開啟不同步或單側(cè)閘門開啟的適應(yīng)性較差，應(yīng)注意優(yōu)化。采用數(shù)目較多，斷面積較小的出水支管，采用明渠消能，消能效果較好。按照規(guī)范要求，進(jìn)口段進(jìn)口頂?shù)难蜎]水深需大于 0.4倍的設(shè)計(jì)水頭，設(shè)計(jì)水 頭為18.85m,即進(jìn)口段淹沒水深需大于 7.54m,取8m。I、II級(jí)船閘出口最小 淹沒水深為1.5m,取4m。3.2.1 輸水閥門處廊道斷面面積分散輸水系統(tǒng)的輸水閥門處廊道斷面積，可按下式估算：¥=0.0065 CLcH式中：輸水閥門處廊道斷面面積（m2）；C計(jì)算閘室水域面積（m2）,對(duì)單級(jí)船閘取閘室水域面積 8228 m2;Lc閘室水域長(zhǎng)度242m；H設(shè)計(jì)水頭 18.85m。則：行39 m2,取 48 m2。3.3 閘首結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)船閘閘首一般設(shè)有輸水廊道、閘門、閥門、閘閥門啟閉機(jī)械及其相應(yīng)的設(shè)備 等，閘首的布置及尺寸與所選用的閘門形式、輸水系統(tǒng)等有密切關(guān)系。閘首結(jié)構(gòu)按其受力狀態(tài)可分為整體式結(jié)構(gòu)