渠化畢業(yè)設(shè)計(jì)提綱

1、緒 論船閘是克服河流上建壩（或天然）形成的集中水位差的一種過船建筑物。一、船閘在航道建設(shè)中的作用和地位。二、船閘在水資源綜合利用中的作用和地位。三、我國(guó)船閘建設(shè)的成就和發(fā)展。四、船閘設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的運(yùn)用要求。第一章 船閘的總體設(shè)計(jì)第一節(jié) 船閘的組成和類型 一、船閘的組成：主要由閘首、閘室、引航道、導(dǎo)航和靠船建筑物及相應(yīng)的設(shè)備組成。二、船閘的類型第二節(jié) 船閘規(guī)模一、船閘尺度(一)、船閘尺度選擇應(yīng)遵循的原則1、滿足設(shè)計(jì)水平內(nèi)近、遠(yuǎn)期客運(yùn)量通過的需要并留有發(fā)展余地。設(shè)計(jì)水平是指船閘最后建成正式投入運(yùn)用時(shí)起算至船閘通過能力達(dá)到飽和年限。 查船閘設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 261266） IIV級(jí)船閘 建成后1525

2、年 VVII級(jí)船閘 建成后1020年2、滿足設(shè)計(jì)水平內(nèi)近、遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)船型船隊(duì)不解隊(duì)一次過閘。3、船閘等級(jí)與所在河流或河段的航道等級(jí)相一致。4、船閘尺度標(biāo)準(zhǔn)化，利于各河流的干支互相溝通和水網(wǎng)化。5、船閘閘址的地質(zhì)地形條件，將來擴(kuò)建船閘的難易程度。6、工程投資和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用最少。（二）船閘尺度：包括閘室有效長(zhǎng)度、有效寬度和門檻水深。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)船型、船隊(duì)，滿足船閘在設(shè)計(jì)水平年限內(nèi)各期（近期、遠(yuǎn)期）客貨運(yùn)量及過船量的需要而確定。1、閘室的有效長(zhǎng)度LX：等于設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)度加上富裕長(zhǎng)度 LX = Lc + Lf 。取整數(shù)。2、閘室的有效寬度BX ：等于設(shè)計(jì)船隊(duì)的最大總寬度加上富裕寬度BX =bc + bf。

3、取8、12、16、20、23、32m。3、門檻水深H：為設(shè)計(jì)最低通航水位到門檻最高點(diǎn)的深度H 1.5T。二、船閘線數(shù)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，過閘的船型、船隊(duì)組成，地形條件和船閘所在河流的重要性等因素而確定。三、船閘級(jí)數(shù)船閘級(jí)數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)船閘總水頭，通過能力可靠性和航運(yùn)效益，技術(shù)水平，地形、地質(zhì)條件，施工條件和管理運(yùn)用等條件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。設(shè)計(jì)水頭的確定：根據(jù)各洪水位、正常蓄水位、各通航水位等考慮可能的組合和不利的情況，采用設(shè)計(jì)水頭HX該樞紐所在的位置地形地勢(shì)，采用單級(jí)船閘會(huì)減少過閘時(shí)間，管理方便。對(duì)一般船閘級(jí)數(shù)選擇范圍如下： 水頭20m 采用一級(jí)船閘 2

4、0m水頭40m 采用一級(jí)或兩級(jí)船閘第三節(jié) 船閘設(shè)計(jì)水位和各部分高程一、船閘設(shè)計(jì)水位的確定 1、上游設(shè)計(jì)最高水位2、上游設(shè)計(jì)最高通航水位3、下游設(shè)計(jì)最高通航水位4、上游設(shè)計(jì)最低通航水位5、下游設(shè)計(jì)最低通航水位：6、采用官廳水庫公式計(jì)算波浪浪高： 2hw0.0166×W1.25×D0.33 W計(jì)算風(fēng)速（m/s） D吹程（公里） ?。?5）倍的河寬。二、船閘各部分高程（列表計(jì)算如下）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2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3上閘首墻頂高程上游設(shè)計(jì)最高

5、水位上閘門門頂高程+超高4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5閘室墻頂高程上游設(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6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7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8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9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10閘室底高程下游設(shè)計(jì)最低通航水位下閘首門檻高程11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+空栽干舷高度12下游導(dǎo)航及靠船建筑物頂高程下

6、游設(shè)計(jì)最高通航水位下游設(shè)計(jì)最高通航水位+空栽干舷高度以上計(jì)算還應(yīng)考慮預(yù)留沉降量。第四節(jié) 引 航 道一、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。二、引航道的尺度（一）、引航道的長(zhǎng)度包括導(dǎo)航段l1 ，調(diào)順段l2 ，停泊段l3 , 過渡段l4 , 制動(dòng)段l4/。如圖所示：導(dǎo)航段l1調(diào)順段l2停泊段l3 過渡段l4 制動(dòng)段l4/ lc (1.52.0)lc lc10B可與過渡段可重合使用B引航道寬度與航道之差（二）、引航道的寬度1、 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+2b=bc+bc+1.5bc

7、=3.5bc 2、 引航道的底寬Bn=B0-2m(H0-T) 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)最大船泊的滿載吃水（m）3、 引航道的斷面系數(shù) 4 n=/7 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4、 引航道口門寬不應(yīng)小于1.5倍引航道寬度(三)、引航道水深:引航道最小水深 H0(1.41.5)T（四）、彎道半徑和彎道加寬1、最小彎曲半徑。 頂推船隊(duì)和機(jī)動(dòng)駁： IIII級(jí)船閘: R4lc IVVII級(jí)船閘: R3lc2、彎道加寬B=lc2/(2R+B0) 加寬會(huì)給施工帶來不便，可以采取增大彎曲半徑措施來避免加寬。導(dǎo)航段建筑物的平面

8、圖如下所示： Sa=(0.51.0)lc Sb=(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）。第五節(jié) 閘首尺度的擬定一、門扇的基本尺度。以人字形閘門為例1.門扇長(zhǎng)度: ln=(Bk+2C)/2cos Bk閘首口門寬度 C由門扇的支墊座的支承面至門盒外緣的距離，一般?。?.050.07）Bk。閘門關(guān)閉時(shí)門扇軸線與閘室橫軸線的夾角。一般取22.5o.2.門扇厚度取（1/81/10）ln 3.門扇高度h指閘門面板頂?shù)介l底的距離h=H+hk+k±mH上閘門門頂高程與

9、上閘首門檻高程之差hk門檻水深k閘門面板頂在上游設(shè)計(jì)最高水位以上的超高m閘門面板底與門檻頂?shù)木嚯x。通常取m（0.150.25）m當(dāng)閘門關(guān)閉時(shí)。門底止水位于門檻側(cè)面時(shí)取正值，位于門檻頂面時(shí)取負(fù)值。二、閘首長(zhǎng)度1、門前段L1根據(jù)檢修閘門的尺度，輸水系統(tǒng)的布置方式，廊道的尺度等初步擬定 。 2、門龕段L2=Ln（0.20.3）3、支持段L3=(0.30.5)h0 h0邊墩墻在閘首底板以上的高度則閘首長(zhǎng)度L=L1+L2+L3第六節(jié) 通過能力和耗水量的計(jì)算一、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。1、 船閘的一次過閘時(shí)間船舶進(jìn)出閘運(yùn)行距離:單向

10、過閘：進(jìn)閘距離指船舶在引航道的?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊處的距離L1 出閘距離指船舶自閘室內(nèi)停泊處至船尾離開閘門之間的距離 L2雙向過閘： 進(jìn)閘距離指船舶在引航道的?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊處的距離 L1/ 出閘距離指船隊(duì)自閘室內(nèi)停泊處至雙向過閘靠船碼頭的距離L2/進(jìn)出閘的平均速度，參考下表： 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)和機(jī)動(dòng)單船的平均速度作為進(jìn)出閘速度，則單向進(jìn)閘 V1=(0.5+0.8)/2=0.65m/s 雙向進(jìn)閘 V1/=(

11、0.7+1.0)/2=0.85m/s單向出閘 V2=(0.7+1.0)/2=0.85m/s 雙向出閘 V2/=(1.0+1.4)/2=1.2m/s 故 單向進(jìn)閘時(shí)間 t2L1/V1 單向出閘時(shí)間 t4L2/V2雙向進(jìn)閘時(shí)間 t2/L1/V1/ 雙向出閘時(shí)間 t4/L2/V2/閘門啟閉時(shí)間t1 船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間t5閘室灌泄水時(shí)間初步估算擬定t3則 單向過閘時(shí)間 T1=4t1+t2+2t3+t4+2t5雙向過閘時(shí)間 T2=4t1+2t2/+2t3+2t4/+4t5設(shè)計(jì)中采用單向過閘與雙向過閘所需時(shí)間的平均值來表示過閘時(shí)間T=(T1 +T2/2)/22、 船閘日平均過閘次數(shù) n×60/T

12、 日平均工作時(shí)間， 取2022小時(shí)。3、 每晝夜非運(yùn)貨船過閘次數(shù)n0取?次。4、 船閘年通過天數(shù)N 取通航保證率為x% 則N=365×x%5、 船舶裝載系數(shù) 采用0.50.86、 運(yùn)量不均衡系數(shù) 采用1.31.57、 一次過閘平均噸位G近期按?考慮 則近期通過能力 P=(n-n0)NG/遠(yuǎn)期按?考慮 則遠(yuǎn)期通過能力 P=(n-n0)NG/二、耗水量計(jì)算1、平均每次過閘用水量V=(V0+0.5V0)/2=0.75V0每秒鐘平均過閘用水量QiNv/864002、閘、閥門漏水所消耗的流量qc×b其中 c每一米止水長(zhǎng)度上每秒鐘漏水量。視水頭HX大小而定。 當(dāng)HX10m時(shí) 取c0.0

13、0150.002m3/s 當(dāng)HX >10m時(shí) 取c0.0020.003 m3/s b閘門和閘門邊緣的止水總長(zhǎng)度。則船閘一天內(nèi)平均耗水量為：Q=nVi/86400+q第七節(jié) 引航道上的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)閘的稱為主導(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)向行駛的稱為輔導(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15o20o，最大不超

14、過30o。對(duì)輔導(dǎo)航建筑物角要求在30o60o在引航道中除導(dǎo)航建筑物外，為了便于等待過閘的船舶?？?，一般均設(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?。 第八節(jié) 船閘在樞紐中的布置一、布置原則1、在水利樞紐壩（閘）址選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮航運(yùn)的近期和遠(yuǎn)期發(fā)展需要2、船閘在通航期內(nèi)應(yīng)有良好的通航條件。3、 在滿足航運(yùn)的要求下，應(yīng)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。4、 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。5、 船閘和公路橋應(yīng)盡量不交叉

15、，如果交錯(cuò)，也應(yīng)滿足通航的凈空要求。二、壩（閘）址選擇船閘和各類壩的布置方式友兩種：一種是閘壩并列式，一種是閘壩分離式。以通航為主，航電結(jié)合，以電養(yǎng)航的航運(yùn)樞紐工程，布置時(shí)既要考慮到泄洪能力的要求，又要考慮到在滿足泄洪條件下的船閘是否有良好的通航條件。這樣在選擇壩址時(shí)，就要考慮到把泄水閘布置在河勢(shì)較穩(wěn)定且順直，河床基礎(chǔ)好，河寬適宜的河段，可先選定幾條壩軸線，而后通過模型試驗(yàn)，以達(dá)到最優(yōu)的選擇。確定了壩軸線以后，就根據(jù)布置方式有鄰河布置船閘的閘壩并列式和船閘靠山布置在左岸的閘壩分離式兩種。對(duì)于第一種鄰河布置的閘壩并列式是船閘緊靠泄水閘布置在河岸邊方案，這種布置方式結(jié)構(gòu)比較緊湊，船閘占地少，工程土

16、石方量小等優(yōu)點(diǎn)。但引航道口門區(qū)的水流條件受泄水閘泄流的影響較大，航線和水流的交角也會(huì)大于35o，造成橫流很大，船舶進(jìn)出閘困難。這樣船閘的通航條件會(huì)較差，而且這樣的船閘施工需要圍堰，圍堰的工程量也很大。對(duì)于第二種閘壩分離式方案，這種布置可以遠(yuǎn)離泄水閘，受泄流影響很小，閘軸線與上下游航道可以平順連接，航道條件好。上游口門區(qū)的水流條件較好，便于船舶進(jìn)閘。具有干地施工條件，施工方便，但這種方案布置有占地面積大，土石方工程量大等缺點(diǎn)。下游口門區(qū)的出口水位與原航道主流方向不一致，會(huì)受到一定的掃灣水的影響，所以在出口的位置應(yīng)建導(dǎo)流建筑物，使水流條件得到改善，保證通航的暢順。分析以上兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)經(jīng)過模

17、型實(shí)驗(yàn)選擇船閘布置方案。選定了閘（壩）址以后，還應(yīng)考慮到泄流對(duì)引航道口門區(qū)的水流條件影響，應(yīng)使口門區(qū)位置稍微在泄水閘軸線上游，這樣可以使船舶平穩(wěn)地進(jìn)入船閘。第二章 船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 輸水系統(tǒng)型式選擇船閘輸水系統(tǒng)是完成閘室灌泄水操作的主要設(shè)備，它包括進(jìn)水口、輸水廊道及輸水閘（閥）門。出水口和消能設(shè)備等部分，輸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足通航對(duì)灌泄水時(shí)間的要求，另外還需滿足船舶在閘室或引航道內(nèi)的停泊條件。船閘輸水系統(tǒng)布置的型式很多，按閘室輸水方式可劃分為集中輸水系統(tǒng)和分散輸水系統(tǒng)兩種類型。采用集中輸水系統(tǒng)的是閘室其灌泄水是分別集中在一個(gè)區(qū)段完成的，一般在灌水時(shí)，水流完全由布置在上閘首的輸水系統(tǒng)進(jìn)入閘

18、室；泄水時(shí)，水流完全由布置在下閘首的輸水系統(tǒng)泄出，而分散輸水系統(tǒng)閘室的灌泄水是由分布于閘墻內(nèi)或閘室底板內(nèi)長(zhǎng)廊道上的許多出水支孔進(jìn)行的。集中輸水系統(tǒng)由于在閘室中沒有輸水廊道，所以結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)也低，但閘室水流條件受到很大限制，而分散輸水系統(tǒng)的水流條件可以明顯得到提高，但構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)也會(huì)高一點(diǎn)。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： m=T/H1/2式中：T閘室灌水時(shí)間（min） H設(shè)計(jì)水位差 （m）當(dāng)m>3.5時(shí) 采用集中輸水系統(tǒng)當(dāng)m<2.5時(shí) 采用分散輸水系統(tǒng)當(dāng)2.5<m<3.5時(shí) 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較這里2.5<m=3.0<

19、;3.5應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。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：（1） 作用在船閘上的水頭大小。（2） 閘室灌泄水時(shí)間的長(zhǎng)短。（3） 閘室平面尺度及門檻水深。（4） 閘首和閘室結(jié)構(gòu)形式及工程造價(jià)等。作用在船閘上的水頭大小是影響船閘輸水系統(tǒng)型式選擇的一個(gè)重要因素.水頭較大，采用集中輸水系統(tǒng)可能水流條件不好，且灌泄水時(shí)間也可能延長(zhǎng)，而分散輸水系統(tǒng)可以縮短灌泄水時(shí)間，水流條件也較平穩(wěn)，但在相同的灌泄水時(shí)間下，其停泊條件會(huì)不一樣。初步計(jì)算比較如下所示。（1）對(duì)于集中輸水系統(tǒng)：初步擬定灌泄水時(shí)間T 系數(shù)KV= 流量系數(shù)=0.70.8 采用平面閥門 查表得系數(shù)閥門型式不同流量系數(shù)（閥門

20、全開時(shí)）的值=0.5=0.6=0.7=0.8=0.9銳緣平面閥門0.630.590.560.53反向弧形閥門0.580.510.460.430.41則輸水閥門處的廊道面積：其中閘室水域面積 =（1.151.2）LX×BX則每邊閥門處的廊道面積為/、總面積為=2/校核灌水時(shí)的閘室停泊條件船舶的排水量W：對(duì)于頂推船隊(duì)按單船排水量計(jì)算。允許系纜繩的水平縱向分力：PL=3W0.33灌水時(shí)的水流作用力可取為灌水初期的波浪力 式中：Kr系數(shù)，對(duì)銳緣平面閥門，Kr=0.725；對(duì)反響弧形閥門，Kr=0.527閥門處的廊道斷面面積（米2）D波浪力系數(shù)，對(duì)集中輸水系統(tǒng)取D=1.0W船隊(duì)（舶）的排水量（

21、噸）H設(shè)計(jì)水位差（米）g重力加速速度tv閥門開啟時(shí)間（秒）c初始水位的閘室橫斷面面積（米2）x船隊(duì)（舶）浸水橫端面面積（米2）（2）對(duì)于分散輸水系統(tǒng) 初步擬定灌泄水時(shí)間T 系數(shù)KV= 流量系數(shù)=0.60.9 采用平面閥門，系數(shù)同上查表則輸水閥門處的廊道面積其中閘室水域面積 =（1.151.2）LX×BX則每邊閥門處的廊道面積為/、總面積為=2/校核灌水時(shí)的閘室停泊條件 灌水時(shí)的水流作用力可取為灌水初期的波浪力 式中：閥門處的廊道斷面面積（米2）D波浪力系數(shù)，對(duì)分散輸水系統(tǒng)取D=0.10.3Kr ，W，H，tv,c，x同上。P1<PL ，滿足停泊要求。比較以上停泊條件，可以看出顯

22、然集中輸水系統(tǒng)的水流作用力要比分散輸水系統(tǒng)的水流作用力大得多，在縮短灌泄水時(shí)間的情況下，集中輸水系統(tǒng)就可能不能滿足停泊要求，水流條件也不好，需要設(shè)置復(fù)雜的消能措施，雖然廊道主要集中在閘首部位，簡(jiǎn)化了閘室構(gòu)造，施工方便，降低工程造價(jià)。而分散輸水系統(tǒng)在縮短灌泄水時(shí)間的情況下也能較好的滿足水流停泊條件要求，雖然結(jié)構(gòu)布置在整個(gè)閘首閘室范圍，施工復(fù)雜，但它的水流條件較好，且也不要復(fù)雜的消能措施。集中輸水系統(tǒng)由于是閘首頭部出水會(huì)對(duì)船隊(duì)的沖擊會(huì)很直接，影響較大。而分散輸水系統(tǒng)是閘室墻兩側(cè)出水，出水支管布置在滿載吃水線船舶底線以下，對(duì)船隊(duì)的沖擊相對(duì)而言會(huì)小很多。另外集中輸水系統(tǒng)的廊道尺度比分散輸水系統(tǒng)的大，這

23、樣就可能會(huì)加大閘墻的厚度，從而增加造價(jià)。綜合比較以上各因素，在滿足通過能力的要求下，能縮短過閘時(shí)間，并且有良好的水流條件是較好的輸水系統(tǒng)。分散輸水系統(tǒng)布置又可分為三類：（一）、簡(jiǎn)單式 其布置方式有：1、閘墻長(zhǎng)廊道短支管出水；2、閘底長(zhǎng)廊道頂支孔出水。（二）、較復(fù)雜式 其布置方式有：1、閘底長(zhǎng)廊道側(cè)支孔出水；2、閘底長(zhǎng)廊道分區(qū)段出水；3、閘墻長(zhǎng)廊道經(jīng)閘室中部橫支廊道支孔出水；4、閘墻長(zhǎng)廊道經(jīng)閘室縱橫支廊道支孔出水；5、閘墻長(zhǎng)廊道經(jīng)閘室中心進(jìn)口區(qū)段出水。（三）、復(fù)雜式 有閘墻長(zhǎng)廊道經(jīng)閘室中心進(jìn)口八支廊道四區(qū)段出水等?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)水頭選定布置方式。 HX12m 采用簡(jiǎn)單式分散輸水系統(tǒng) 12m<H

24、X 28m 采用較復(fù)雜式分散輸水系統(tǒng) HX>28m 采用復(fù)雜式分散輸水系統(tǒng)第二節(jié) 輸水系統(tǒng)的水力計(jì)算一、輸水閥門處廊道斷面面積可以擬定每側(cè)輸水閥門處廊道的斷面面積和閥門尺寸二、廊道布置1、廊道進(jìn)口淹沒水深經(jīng)專門試驗(yàn)研究資料表明應(yīng)大于水頭的（0.400.5）倍。這樣的淹沒水深如進(jìn)口布置在閘首墻中，會(huì)很難達(dá)到要求，如開挖閘首底板會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和工程量影響很大，所以采用在引航道上取水的方法，在引航道內(nèi)開挖進(jìn)口設(shè)置在緊靠閘首的兩側(cè)導(dǎo)航墻內(nèi)側(cè)?？刹捎眠M(jìn)口布置多個(gè)進(jìn)水口，進(jìn)口流速不能大于2.53.0m/s。進(jìn)口宜修圓，并布置攔污柵。2、廊道出口考慮全部流量泄入下游引航道。出口在下游導(dǎo)航墻上也是多支孔

25、出水，出口頂部的淹沒水深應(yīng)大于1.5m。每邊出水口尺寸確定時(shí)主要考慮出口面積為閥門處的廊道面積的1.3倍左右。3、廊道轉(zhuǎn)彎，從廊道進(jìn)口向內(nèi)在平面上90o轉(zhuǎn)彎。并使廊道斷面面積漸變?yōu)殚y門處廊道面積的1.3倍。同樣在出口位置也采用90o轉(zhuǎn)彎。主廊道的面積為輸水閥門處廊道面積的1.3倍。4、閥門段前的廊道過渡段一般采用的坡度不大于1：4，閥門段后的廊道過渡段一般采用1：101:12,采用頂面和側(cè)面擴(kuò)大的方式。5、他布置(1) 短出水管斷面的面積的總和與縱向輸水廊道面積的比值宜為0.951.15。(2)短支管出水孔宜設(shè)置在閘室的中部，其長(zhǎng)度為閘室長(zhǎng)度的（1/21/3），這里布置采用長(zhǎng)度為閘室長(zhǎng)度的2/

26、3。(3)短支管出水孔的中心間距一般為閘室寬度的1/4，兩側(cè)輸水廊道的出水支孔應(yīng)相互交錯(cuò)布置。(4)出水支管沿水流方向的長(zhǎng)度不宜小于其斷面寬度（或直徑）的3.6倍，高寬比在1.5左右。出水支管的出水口應(yīng)具有良好的線型，出口宜修圓。出水支管喉部后的出口擴(kuò)大角宜小于3o。(5)出水孔段前三分之一的出水支管，應(yīng)設(shè)消力檻等消能工進(jìn)行消能。(6)出水支孔管的出口應(yīng)布置在下游設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，設(shè)計(jì)船舶吃水深度以下，保證出水管出口水流不直接沖擊船舶。(7)輸水閥門前后要有一定的直線過渡段。由以上布置可以確定每一邊輸水廊道出水支管數(shù)n縱向廊道的面積為縱=1.3則短支管斷面面積的總和為22A=（0.951.1

27、5） 采用出水支管斷面尺寸高寬比為1.7。三、消能布置 閘墻長(zhǎng)廊道短支管出水的輸水系統(tǒng)采用明溝消能，明溝尺寸應(yīng)滿足以下要求：對(duì)方形支孔，其寬度根據(jù)支孔水流流束逐漸縮小到消失所需要的距離要求，應(yīng)大于或等于支孔寬度的5.2倍，明溝的高度應(yīng)大于支孔出流擴(kuò)散后的高度，支孔出流單側(cè)擴(kuò)散角的正切為tg=0.24。因此明溝的高度應(yīng)滿足 dd0+0.24Bd0支孔高度d0=1.0md、B分別為明溝的高度和寬度四、水力計(jì)算1、 流量系數(shù)的確定（1） 部阻力系數(shù) 進(jìn)口：en=0.1 (多支孔進(jìn)口) 布置攔污柵：b= 柵條形狀系數(shù) s柵條厚度 b柵條凈間距 廊道圓滑轉(zhuǎn)彎：k=k/圓錐形縮?。翰豢紤]局部阻力損失。圓錐

28、形擴(kuò)大：P,K/= 圓錐頂角=arctg(1/12)帶有出水支孔的廊道段局部阻力系數(shù)，可按下式計(jì)算 m=摩阻力系數(shù)：對(duì)不帶出水孔的廊道 L廊道長(zhǎng)度R廊道水力半徑 mC謝才系數(shù) m1/6n為糙率系數(shù)對(duì)砼取0.014。廊道的簡(jiǎn)單示意圖如下： 計(jì)算出水孔段廊道的換算長(zhǎng)度：對(duì)于出水孔數(shù)大于15的出水孔段廊道的換算長(zhǎng)度LNP可取為該段廊道長(zhǎng)度的一半，即LNP=L0/2 對(duì)帶有出水支孔的廊道摩阻力系數(shù)，可取為不帶有出水支孔的廊道摩阻力系數(shù)的1/3，故c/=把以上的局部阻力系數(shù)均化到輸水閥門處的局部阻力系數(shù)，乘以一個(gè)系數(shù)?？偟木植孔枇ο禂?shù)： (2)輸水閥門后廊道面積擴(kuò)大時(shí)，閥門局部開啟的阻力系數(shù)全開時(shí)： (

29、3)閥門井或門槽的損失系數(shù)對(duì)銳緣平面閥門 /=0.25對(duì)反向弧形閥門 /=0 這里采用銳緣平面閥門，另外還設(shè)置一個(gè)檢修閥門。綜合以上可計(jì)算出閥門全開時(shí)的實(shí)際流量系數(shù)：1、慣性超高的確定閘室水面慣性超高的計(jì)算公式如下： m閥門全開時(shí)的流量系數(shù)閥門處的廊道面積（米2）Lnp輸水廊道的換算長(zhǎng)度（米）C閘室的水域面積，單級(jí)船閘C=1.15LX×BX根據(jù)實(shí)際計(jì)算出的流量系數(shù)和慣性超高（超降）按下式校核灌泄水時(shí)間T 與實(shí)際擬定的灌泄水時(shí)間T相差不大，采用實(shí)際的灌泄水時(shí)間T，則閥門的開啟時(shí)間tv=KVT。理論上開啟時(shí)間應(yīng)大于等于tV1、 力特性曲線計(jì)算（見下表）tnvnvn/µtHtQt

30、HtEtEptVtdQ/dt以上各水力指標(biāo)的計(jì)算公式如下： （1）µ流量系數(shù) （2）Ht水位差（水頭） 閥門開啟過程中： 閥門全開后： （3）QT流量 閥門開啟過程中：閥門全開后： （4）ht水深 ht=HX+hk+-Ht (HX為設(shè)計(jì)水頭，hk為原始水深) （5）Et能量 Et=9.81QtHt （6）Ept比能（7）Vt閘室斷面縱向平均流速 （8）流量變化率繪制水力曲線五、校核1、停泊條件校核（1） 室內(nèi)停泊條件（僅校核灌水時(shí)的情況） 灌水時(shí)，船舶在閘室內(nèi)所受的水流作用力可取為灌水初期作用在船舶上的波浪力PB。這是因?yàn)楣嗨跗陂y門剛開啟時(shí)最大，而當(dāng)流量最大時(shí)它等于零，流速力在灌水

31、初期等于零，然后逐漸增大，它與進(jìn)入閘室的水流流量成正比，波浪力與流速力并非同時(shí)出現(xiàn)。灌水初期的波浪力：式中各符號(hào)意義同上。則P1<PL滿足閘室停泊條件。（2） 引航道內(nèi)的停泊條件閘室灌泄水時(shí)，船隊(duì)在上、下游引航道內(nèi)所受的水流作用力可取為船隊(duì)在上、下游引航道內(nèi)所受的波浪力PB/和由上、下游引航道縱向流速所產(chǎn)生的流速力Pv/之和，即P1=PB/+Pv/.最大值發(fā)生在流量最大的時(shí)候。對(duì)于下游引航道：波浪力按下式計(jì)算：式中： lc船隊(duì)（舶）的換算長(zhǎng)度 系數(shù) n引航道的斷面面積 Q2t時(shí)段末的流量其它符號(hào)意義同上。灌水時(shí)的流速力按下式計(jì)算：式中：船舶排水量方形系數(shù)，取0.9剩余阻力系數(shù)，對(duì)非自航楔

32、形木船和金屬船為10.5×10-3;對(duì)非自航式勺形鐵殼船為8.0×10-3。mc船前流速不均勻系數(shù)，對(duì)閘室泄水取為1.0；對(duì)閘室灌水，當(dāng)采用消能室等消能措施時(shí)為2.02.5；當(dāng)僅采用簡(jiǎn)單的消能措施時(shí)為3.04.0。f摩擦系數(shù)，對(duì)金屬船為0.17×10-3；對(duì)木船為0.25×10-3；O船舶浸水表面面積（m2），對(duì)非自航楔形船O=lc(2Sc+/bc)對(duì)勺形非自航船O=lc(1.7Sc+bc)R水力半徑（米），R= mC謝才系數(shù) 列表計(jì)算兩者之和最大的值。 則水流作用力P1=PB/+PV/<PL滿足停泊要求。由于泄水時(shí)的mc=1要比灌水時(shí)要小，則流速

33、力也會(huì)比灌水時(shí)小，則泄水時(shí)也能滿足停泊要求。對(duì)于上游引航道，由于其過水?dāng)嗝婷娣e比下游引航道的過水?dāng)嗝婷娣e大，由公式中可以看出，其波浪力和流速力均會(huì)比下游引航道要小，故總的水流作用力也會(huì)小于允許纜繩的縱向水平分力，從而也能滿足停泊要求。以上校核過程中均忽略了局部力的影響，主要是因?yàn)榫植苛Ρ旧砗苄。瑢?duì)于大型船隊(duì)，局部力與波浪力、流速力相比，其值可以忽略不計(jì)，而且局部力還可以通過適當(dāng)?shù)南艽胧┘右越档?，故?jì)算中不予考慮。2、水閥門的工作條件校核輸水閥門一般有密封式閥門和開敞式閥門，對(duì)于密封式閥門需校核輸水門后收縮斷面處廊道頂部的壓力水頭，為了防止在灌水過程中帶入空氣，還應(yīng)計(jì)算閥門工作的空穴數(shù)；對(duì)于開

34、敞式閥門需校核閥門后水躍產(chǎn)生的可能性。在分散輸水系統(tǒng)中，為防止灌水時(shí)帶入空氣，一般灌水閥們采用密封式，而泄水閥門可采用密封式，也可采用開敞式。這里均采用密封式閥門。如上所述，對(duì)于密封式閥門需驗(yàn)算閥門后收縮斷面處廊道頂部的壓力水頭。按下式計(jì)算： 式中： Pc收縮斷面處廊道頂部的壓力水頭 HT船閘上游水位與閥門后廊道頂部高程的差值。 1閥門前廊道段的阻力v閥門段廊道斷面的平均流速。vc水流收縮斷面處的平均流速。 ，其中n為閥門開啟度，為收縮系數(shù)?？昭〝?shù)的定義： 式中：K閥門底緣空穴數(shù) P閥門底緣的壓力水頭。P等于上游水位減去底緣高程、輸水閥門前廊道段的水頭損失和開啟斷面的平均流速水頭。 pa大氣壓

35、力 pv水的蒸氣壓力 列表計(jì)算壓力水頭和空穴數(shù)（見下表） NvnnVVtPK最大的負(fù)壓水頭<3m，滿足要求，不會(huì)產(chǎn)生空穴現(xiàn)象。3、流速校核（1） 廊道進(jìn)口流速要求不大于2.53.0m/s。（2） 廊道內(nèi)的最大流速發(fā)生在閥門開啟過程中閥門后的收縮斷面處，因?yàn)槔鹊榔渌课坏臄嗝婷娣e均比收縮斷面的面積要大，在相同的流量下，收縮斷面處的流速就是最大的。廊道內(nèi)流速要求不大于1015m/s. （3） 下游引航道內(nèi)的最大平均流速在流量達(dá)到最大的時(shí)候。（4） 對(duì)于上游引航道，最大平均流速為：（5）對(duì)于下游引航道,為了船舶操作方便，要求上游引航道最大平均流速不大于0.50.8m/s,下游引航道最大平均流速

36、不大于0.81.0m/s。六、總結(jié)分析通過 計(jì)算校核，可以看出采用簡(jiǎn)單式分散輸水系統(tǒng)縮短了灌泄水時(shí)間，大大的提高了通過能力，有很好的停泊條件，所以采用這種輸水系統(tǒng)是合理且經(jīng)濟(jì)的。在以上的計(jì)算校核過程中也忽略了很多因素，如：在灌泄水時(shí)間減小的情況下，假定了廊道面積保持不變，這與實(shí)際會(huì)有所誤差，但不影響整個(gè)校核。所以予以忽略。在閘室的停泊條件校核中沒有校核泄水情況，主要是灌泄水是個(gè)相對(duì)的概念，主要看對(duì)什么而言，對(duì)閘室灌水相當(dāng)于上游引航道泄水的過程，對(duì)閘室泄水相當(dāng)于下游引航道灌水，所以在灌水和泄水時(shí)間一致的情況下，灌水和泄水是一個(gè)道理，所以可以不校核泄水過程。第三章 船閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)型式選

37、擇一、上、下閘首閘首是將閘室和上游引航道分隔開的擋水建筑物,其上設(shè)有閘門、輸水系統(tǒng)的啟閉機(jī)械,閘首由邊墩和底版構(gòu)成.閘首的結(jié)構(gòu)型式有整體式和分離式兩類.為了保證閘首具有足夠的整體剛度,避免由于閘首邊墩相對(duì)沉陷而影響船閘的正常工作,在土基上通常采用整體式結(jié)構(gòu),即邊墩和底版剛性連接在一起.在巖基上,一般采用分離式結(jié)構(gòu),但當(dāng)基巖較差或具有軟弱夾層時(shí),也多采用整體式結(jié)構(gòu). 整體式結(jié)構(gòu)是采用整體塢式結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)地基反力分布比較均勻，兩側(cè)閘墻相對(duì)變位小，不需要考慮閘墻的滑移穩(wěn)定性和閘室的滲流穩(wěn)定問題。由于閘墻與底板剛性連接，可以適應(yīng)不均勻沉陷。閘首底板一般采用平底板，底板厚度可取為等于()邊墩的自由高度

38、，但不應(yīng)小于其凈寬的（）。在粘性地基上取，在砂性地基上取。由于上閘首布置有輸水廊道，并考慮到和閘室的銜接，其底板的厚度還是按實(shí)際的布置取。而下閘首則不存在這樣的問題，所以下閘首按以上原則取用。 。 上下閘首 排水管，墻后回填料根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，結(jié)合施工的方便經(jīng)濟(jì)等因素，在以上的基礎(chǔ)上并能減小土壓力。根據(jù)以上原則， 閘首的回填料就地取材，并能減小土壓力。由 初步擬定的尺寸，可以確定閘首的橫斷面圖. 二、 閘室船閘閘室是由上、下閘首和兩側(cè)閘墻環(huán)繞而形成的空間，是船閘實(shí)現(xiàn)其調(diào)整船閘閘室水位，升降船舶，使船舶克服航道集中落差的結(jié)構(gòu)。由閘室墻和閘底構(gòu)成，閘室設(shè)有導(dǎo)航設(shè)備和其他輔助設(shè)備。 閘室的橫斷面有

39、斜坡式和直立式兩種，斜坡式閘室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)低。但閘室容積大，耗水量大，輸水時(shí)間長(zhǎng)；而直立式閘室避免了斜坡式閘室在使用上的缺點(diǎn)。根據(jù)地基性質(zhì)，直立式閘室分巖石地基上的閘室和土基上的閘室兩類。土基上的閘室分為整體式閘室和分離式閘室兩種結(jié)構(gòu)型式。土基上的分離式閘室結(jié)構(gòu)型式有重力式結(jié)構(gòu)，懸臂式結(jié)構(gòu)，扶臂式結(jié)構(gòu)和樁臺(tái)式結(jié)構(gòu)等幾種；整體式閘室結(jié)構(gòu)型式有塢式結(jié)構(gòu)和反拱底板結(jié)構(gòu)。巖基上的閘室是其結(jié)構(gòu)型式與巖基的性質(zhì)及巖層頂面和閘室底的相對(duì)位置有密切關(guān)系?？煞譃橹亓κ?，襯砌式和混合式三種。比較重力式和襯砌式、混合式三種結(jié)構(gòu)型式，可以知道重力式結(jié)構(gòu)的施工會(huì)比較簡(jiǎn)單，而且地基反力也較均勻，用的鋼材也少，

40、但襯砌式、混合式，由于要對(duì)地基進(jìn)行錨固處理。且地基的巖石風(fēng)化比較厲害，需要錨固的深度也就加大，施工也困難很多，這樣對(duì)結(jié)構(gòu)的選擇是不經(jīng)濟(jì)的，也不合理。重力式的常用斷面形式有梯形和衡重式兩種。衡重式結(jié)構(gòu)是在墻背設(shè)置一個(gè)后伸平臺(tái)，使自重力和平臺(tái)上的土重力的合力通過斷面中心的后部，其產(chǎn)生的偏心力矩可以抵消一部分傾覆力矩，同時(shí)后伸平臺(tái)具有卸荷作用，使作用在平臺(tái)以下倒坡部分的土壓力減少。地基反力較均勻，這種型式梯形斷面相比，減少了工程量，但由于底寬較小，地基反力較大，對(duì)外力變化較為敏感，當(dāng)?shù)鼗再|(zhì)較好的時(shí)候可以采用 。衡重式閘墻的后伸平臺(tái)一般設(shè)在距閘底0.40.5倍墻高處；平臺(tái)寬度取決于平臺(tái)以下墻身的斷面

41、應(yīng)力和地基反力，初步設(shè)計(jì)可取為0.150.25倍墻高；平臺(tái)以上為梯形斷面，平臺(tái)以下為設(shè)4：15：1的倒坡。對(duì)于配筋的重力式閘墻還應(yīng)有前趾以增加抗滑穩(wěn)定性，前趾長(zhǎng)度為0.10.3倍墻高。另外考慮到地下水位較高，對(duì)閘室的穩(wěn)定性不好,可在墻背后設(shè)置排水管， 出口高程根據(jù)規(guī)范應(yīng)高于下游最低通航水位0.5m1.0m 。排水管的坡度為1：2001：500墻后回填料的選擇和閘首類似。 綜合以上幾點(diǎn)，初步設(shè)計(jì)閘室橫斷面型式.三、導(dǎo)航墻導(dǎo)航墻是緊靠閘首的建筑物，它起引導(dǎo)船舶安全迅速的進(jìn)出閘首的作用，導(dǎo)航墻 的結(jié)構(gòu)形式的選擇根據(jù)地基性質(zhì)、船閘規(guī)模、材料來源、施工條件及使用要求等因素來確定，其中地基因素是主要的因素

42、之一。由于樞紐中廊道的進(jìn)出口均在導(dǎo)航墻內(nèi) ，為了滿足進(jìn)出口的淹沒水深要求，就得加大墻高。使廊道能布置進(jìn)去。另外還應(yīng)在下導(dǎo)航墻的背面設(shè)置排水管，以降低地下水位。排水管的布置和閘室類似。由以上原則可以初步設(shè)計(jì)上、下導(dǎo)航墻的橫斷面形式.第二節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)條件（一）水位組合 1、通航水位 正常蓄水位： 上游設(shè)計(jì)最高通航水位： 上游設(shè)計(jì)最低通航水位： 下游設(shè)計(jì)最高通航水位： 下游設(shè)計(jì)最低通航水位： 2、檢修水位 3、水位組合 計(jì)算情況項(xiàng)目正常運(yùn)用情況完建情況檢修情況上游水位下游水位（二）船閘各部分高程（m）上閘首閘室下閘首上引航道下引航道墻頂門檻墻頂?shù)酌鎵旈T檻墻頂?shù)酌鎵數(shù)酌妫ㄈ┯?jì)算情況1、

43、正常運(yùn)用情況（1） 上游或墻前為最高通航水位，下游或墻后處于相應(yīng)的最低通航水位或排水管水位。（2） 下游或墻前為最低通航水位，上游或墻后處于相應(yīng)的最高水位或排水管水位。（3） 可能出現(xiàn)的最大水位差。（4） 其他不利組合。2、 檢修情況閘室排干或閘首局部排干時(shí)，閘外水位處于檢修期可能出現(xiàn)的高水位，閘內(nèi)處于基礎(chǔ)板頂面。3、 完建情況地下水位與底板面齊平，地下水位尚未抬升。以上劃分基本組合（1）和基本組合（2）。基本組合（1）相應(yīng)與正常運(yùn)用情況，基本組合（2）相應(yīng)與檢修情況和完建情況。二、 荷載計(jì)算1、自重力2、靜水壓力3、揚(yáng)壓力 4、船舶荷載 僅在正常運(yùn)用情況下出現(xiàn)，且僅在閘室中出現(xiàn)。 船舶荷載包

44、括：船舶行進(jìn)時(shí)，對(duì)建筑物的撞擊力；船舶?？繒r(shí)，由系船設(shè)備傳到建筑物上的系纜力。 在工程設(shè)計(jì)中，撞擊力按下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 （一頂四船隊(duì)）式中 Pc船舶撞擊力（KN）K系數(shù)。閘室K=1.0；引航道中導(dǎo)航建筑物的直線段K=1.67，曲線段K=2.0。W船舶排水量（t）。一頂四船隊(duì)的排水量為W=5702.4（t）船舶撞擊力的作用方向垂直于建筑物的表面。對(duì)于連續(xù)的閘墻最壞的撞擊情況，其分布長(zhǎng)度Ly按下式計(jì)算 ， y撞擊點(diǎn)到計(jì)算截面的高度（m）b計(jì)算截面的寬度（m）Ld建筑物的分塊長(zhǎng)度（m）系纜力系根據(jù)系船纜繩偶而超載時(shí)，纜繩被拉斷或系船設(shè)備被損壞而系船設(shè)備埋固部分不致被破壞的條件確定，系纜力可按下式計(jì)

45、算 PB船舶的系纜力（KN）W船舶排水量（t）。船舶系纜力在建筑物長(zhǎng)度方向上的分布與船舶撞擊力相同。5、閘面活荷載其大小取決于船閘的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，在通常情況下，過閘船舶不用岸上牽引設(shè)備，可只考慮人群荷載，并考慮船閘檢修期間墻后堆放少量材料或使用輕型機(jī)械的要求，閘面活荷載一般可取為35Kpa。計(jì)算時(shí)計(jì)到土壓力中去。6、地震力7、波浪力8、土壓力土壓力的大小不僅取決于回填土表面的額形狀，也決定于墻本身的特征。土基上的重力式、扶臂式、懸臂式及箱形結(jié)構(gòu)等，按主動(dòng)土壓力計(jì)算；土基上設(shè)斜樁和帶橫撐的直樁基礎(chǔ)上或巖基上的重力式、扶臂式、懸臂式及箱形結(jié)構(gòu)、混合式結(jié)構(gòu)等，以及一般的塢式結(jié)構(gòu)，按靜止土壓力計(jì)算。靜止土

46、壓力系數(shù)可按主動(dòng)土壓力系數(shù)的1.251.5倍采用。 土壓力分別列表計(jì)算,如：正常運(yùn)用情況：計(jì)算情況計(jì)算范圍土壓力大?。↘N/m）水平分力（KN/m）垂直分力（KN/m）作用點(diǎn)距底部的距離（m）完建情況：檢修情況：三、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算主要驗(yàn)算初步擬定的尺寸是否滿足要求,具體有整體穩(wěn)定性驗(yàn)算和地基承載力驗(yàn)算.其中整體穩(wěn)定性驗(yàn)算中包括抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定及抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算.在驗(yàn)算時(shí)需要驗(yàn)算各種情況下的穩(wěn)定性和地基承載力.下面驗(yàn)算整體穩(wěn)定性.其指標(biāo)按船閘設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 261266)取如下所示:1、抗滑穩(wěn)定性系數(shù)Kc 級(jí)別和 地基力的組合12、34、5巖基土基巖基土基巖基土基組合基本組合11.11.41.0

47、51.31.051.2基本組合21.051.31.01.21.01.12、抗傾穩(wěn)定性系數(shù)K0 級(jí)別力的組合12、34、5組合基本組合11.61.51.4基本組合21.51.41.33、抗浮穩(wěn)定性系數(shù)Kf1、2級(jí) Kf1.13、4、5級(jí) Kf1.05(一)、正常運(yùn)用情況:1、上閘首a、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算一般情況下,作用于閘首上的荷載均對(duì)稱于船閘軸線,對(duì)整體式閘首可只進(jìn)行沿船閘縱軸線方向水平滑移穩(wěn)定的驗(yàn)算.在穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí),由于整體式閘首剛度大,通常將它視為一整體,并考慮它的空間受力狀態(tài),將兩側(cè)邊墩墻背與填料之間的 摩擦力計(jì)入阻滑力內(nèi),所以閘首沿地基面的整體抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)按下式計(jì)算 Kc抗滑穩(wěn)定系數(shù)f

48、閘首沿地基面的摩擦系數(shù) V作用于閘首的垂直力之和U作用于閘首底板的揚(yáng)壓力H1,H2作用于閘首上、下游端面的水壓力E1,E2作用于閘首上、下游端面的靜止土壓力Ep作用于閘首下游端面埋深部分的托力，土基及埋置不深的巖基可不計(jì)Et邊墩背面與回填土料之間的摩擦力。其值為Et=2KtEtgKt摩擦折減系數(shù)，上、中閘首取0.6；下閘首取0.4。E邊墩背面的土壓力回填料與邊墩背向間的摩擦角 Et值在粘性填土段可不計(jì)。b、抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算按下式計(jì)算：K0抗傾穩(wěn)定性系數(shù)MR穩(wěn)定力矩，對(duì)下游端面求矩M0傾覆力矩，對(duì)下游端面求矩 c、抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算 按下式計(jì)算：Kf=Kf抗浮穩(wěn)定性系數(shù)V向下的垂直力總和U揚(yáng)壓力總和2

49、、下閘首a、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 b、抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算c、抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算 公式同上閘首 3、閘室由于閘室長(zhǎng)度方向遠(yuǎn)大于寬度方向，所以只驗(yàn)算橫向的整體穩(wěn)定性。a、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算分離式閘室結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定性按下式計(jì)算：Kc抗滑穩(wěn)定系數(shù)f閘首沿地基面的摩擦系數(shù) V作用于墻體上全部荷載對(duì)滑動(dòng)面法向投影的總和（KN）H作用于墻體上全部荷載對(duì)滑動(dòng)面切向投影的總和（KN）b、抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算按下式計(jì)算：K0抗傾穩(wěn)定性系數(shù)MR對(duì)計(jì)算截面前趾的穩(wěn)定力矩（KN.m）M0對(duì)計(jì)算截面前趾的傾覆力矩（KN.m） c、抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算 按下式計(jì)算：Kf=Kf抗浮穩(wěn)定性系數(shù)V向下的垂直力總和U揚(yáng)壓力總和4、上導(dǎo)航墻導(dǎo)航墻和閘室墻類似，所以

50、各項(xiàng)穩(wěn)定性驗(yàn)算的公式和閘室所采用的一樣。a、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算b、抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算c、抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算5、下導(dǎo)航墻a、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算b、抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算c、抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算（二）、完建情況上、下閘首僅校核上閘首，上、下導(dǎo)航墻僅校核上導(dǎo)航墻。這里沒有與水有關(guān)的力，所以不用校核抗浮穩(wěn)定性。其他校核內(nèi)容同正常運(yùn)用情況，所采用的公式和指標(biāo)也一樣。（三）、檢修情況上、下閘首僅校核上閘首，上、下導(dǎo)航墻僅校核上導(dǎo)航墻。校核內(nèi)容同正常運(yùn)用情況，所采用的公式和指標(biāo)也一樣。四、地基承載力計(jì)算作用在巖石地基上的荷載，產(chǎn)生的地基反力按偏心受壓公式計(jì)算。作用在地基上的基礎(chǔ)底邊邊緣處的最大和最小壓力，可按偏心受壓公式計(jì)算：=式中：N作用在閘墻上外荷載的合力的垂直分力（KN）B基礎(chǔ)