注冊土木工程師專業(yè)考試(港口與航道工程)輔導(dǎo)課講義(通航建筑物1)

1、四川交通設(shè)計院四川交通設(shè)計院二二O一一O年八月年八月SCODI1 1、綜述、綜述 2 2、船閘組成、主要類型和規(guī)模、船閘組成、主要類型和規(guī)模3 3、船閘總體布置、船閘總體布置4 4、船閘水工建筑物、船閘水工建筑物5 5、船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計、船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計6 6、船閘閘閥門設(shè)計、船閘閘閥門設(shè)計7 7、例題、例題1 1、綜、綜 述述1.1 通航建筑物型式通航建筑物型式1.2 考試大綱要求考試大綱要求1.1 1.1 通航建筑物型式通航建筑物型式通航建筑物通航建筑物是指為船舶通過航道上集中水位落是指為船舶通過航道上集中水位落差而修建的建筑物，常見的通航建筑物有船閘、升差而修建的建筑物，常見的通航建筑物

2、有船閘、升船機。船機。船閘船閘是利用水力學(xué)原理直接提升船舶過壩的一是利用水力學(xué)原理直接提升船舶過壩的一種通航建筑物；種通航建筑物；升船機升船機是利用機械的方法升降裝載船舶的承船是利用機械的方法升降裝載船舶的承船廂使船舶過壩的通航建筑物。廂使船舶過壩的通航建筑物。7 通航建筑物設(shè)計通航建筑物設(shè)計7.1 熟悉通航建筑物的類型及功能熟悉通航建筑物的類型及功能7.2 7.2 掌握船閘設(shè)計原則和要求、船閘分級、船閘工程組成、船閘掌握船閘設(shè)計原則和要求、船閘分級、船閘工程組成、船閘線數(shù)和級數(shù)的確定。線數(shù)和級數(shù)的確定。7.3 7.3 掌握船閘設(shè)計通航水位、校核水位和施工、檢修水位的確定。掌握船閘設(shè)計通航水位

3、、校核水位和施工、檢修水位的確定。7.4 7.4 掌握船閘通航凈空；掌握船閘各部位高程和船閘尺度的確定。掌握船閘通航凈空；掌握船閘各部位高程和船閘尺度的確定。7.5 7.5 熟悉過閘船舶（隊）的主尺度。熟悉過閘船舶（隊）的主尺度。7.6 7.6 掌握船閘總體布置、通航水流條件和泥沙防治、引航道布置掌握船閘總體布置、通航水流條件和泥沙防治、引航道布置和平面尺度的確定、口門區(qū)和連接段布置、錨地布置的原則和平面尺度的確定、口門區(qū)和連接段布置、錨地布置的原則和要求。和要求。7.7 7.7 掌握船閘通過能力計算和耗水量計算。掌握船閘通過能力計算和耗水量計算。7.8 7.8 熟悉船閘附屬設(shè)施及其布置。熟悉

4、船閘附屬設(shè)施及其布置。7.9 7.9 掌握船閘水工建筑物級別劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計原則、內(nèi)容及方法。掌握船閘水工建筑物級別劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計原則、內(nèi)容及方法。7.10 7.10 掌握船閘水工建筑物地基設(shè)計原則、內(nèi)容和方法。掌握船閘水工建筑物地基設(shè)計原則、內(nèi)容和方法。7.11 7.11 掌握船閘防滲與排水設(shè)施的選型與要求。掌握船閘防滲與排水設(shè)施的選型與要求。7.12 7.12 掌握船閘滲流計算方法及保證滲流穩(wěn)定應(yīng)采取的措施。掌握船閘滲流計算方法及保證滲流穩(wěn)定應(yīng)采取的措施。1.2 專業(yè)考試大綱要求專業(yè)考試大綱要求7.13 掌握船閘水工建筑物荷載計算與組合。掌握船閘水工建筑物荷載計算與組合。7.14 掌握船閘閘

5、室和閘首結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則、要求、主要內(nèi)容掌握船閘閘室和閘首結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則、要求、主要內(nèi)容和方法。和方法。7.15 掌握船閘導(dǎo)航和靠船建筑物、護(hù)坡和護(hù)底設(shè)計的原則和掌握船閘導(dǎo)航和靠船建筑物、護(hù)坡和護(hù)底設(shè)計的原則和要求。要求。7.16 熟悉船閘抗震措施。熟悉船閘抗震措施。7.17 了解船閘水工建筑物觀測設(shè)計的內(nèi)容和要求。了解船閘水工建筑物觀測設(shè)計的內(nèi)容和要求。7.18 掌握船閘輸水系統(tǒng)的設(shè)計要求、分類、安全運轉(zhuǎn)技術(shù)指掌握船閘輸水系統(tǒng)的設(shè)計要求、分類、安全運轉(zhuǎn)技術(shù)指標(biāo)和要求以及船舶停泊標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)和要求以及船舶停泊標(biāo)準(zhǔn)。7.19 掌握船閘輸水系統(tǒng)的主要形式、特點、布置要求、水力掌握船閘輸水系統(tǒng)的主要形式、

6、特點、布置要求、水力計算及消能措施。計算及消能措施。7.20 掌握閘門閥門的分類、主要結(jié)構(gòu)型式、級別劃分和門型掌握閘門閥門的分類、主要結(jié)構(gòu)型式、級別劃分和門型選擇。選擇。7.21 掌握船閘閘門閥門荷載的確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則和要求掌握船閘閘門閥門荷載的確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則和要求7.22 掌握船閘人字閘門、橫拉閘門、三角閘門的結(jié)構(gòu)布置、掌握船閘人字閘門、橫拉閘門、三角閘門的結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計和啟閉力計算。結(jié)構(gòu)設(shè)計和啟閉力計算。2 船閘的組成、主要類型和規(guī)模船閘的組成、主要類型和規(guī)模2.1 2.1 船閘的組成及類型船閘的組成及類型2.2 2.2 船閘的規(guī)模船閘的規(guī)模2.1 船閘的組成及類型船閘的組成

7、及類型一、船閘的組成一、船閘的組成 船閘主要由閘室、閘首、輸水系船閘主要由閘室、閘首、輸水系統(tǒng)、引航道、口門區(qū)、連接段、錨泊統(tǒng)、引航道、口門區(qū)、連接段、錨泊地、導(dǎo)航建筑物、靠船建筑物、閘閥地、導(dǎo)航建筑物、靠船建筑物、閘閥門、啟閉機械、電氣控制設(shè)備和通訊、門、啟閉機械、電氣控制設(shè)備和通訊、助導(dǎo)航、運行管理等附屬設(shè)施及生產(chǎn)、助導(dǎo)航、運行管理等附屬設(shè)施及生產(chǎn)、生活輔助建筑物等組成。有的船閘還生活輔助建筑物等組成。有的船閘還包括外停泊區(qū)和前港。包括外停泊區(qū)和前港。船閘平面布置圖船閘平面布置圖二、船閘的主要類型二、船閘的主要類型按船閘所處的地理位置分：內(nèi)河船閘和海船閘；按船閘所處的地理位置分：內(nèi)河船閘和

8、海船閘；按船閘平面布置分：單線、多線船閘和單級、多級船閘；按船閘平面布置分：單線、多線船閘和單級、多級船閘；按船閘的使用特點分：廣室船閘、井式船閘和省水船閘等。按船閘的使用特點分：廣室船閘、井式船閘和省水船閘等。1.1.按船閘所處的地理位置分：按船閘所處的地理位置分：（1 1）內(nèi)河船閘）內(nèi)河船閘 在內(nèi)陸河流或人工運河上，供內(nèi)河船舶航行通過的船閘。在內(nèi)陸河流或人工運河上，供內(nèi)河船舶航行通過的船閘。（2 2）海船閘）海船閘 建于封閉式海港港池口門、海運河及入海河口，供海船航建于封閉式海港港池口門、海運河及入海河口，供海船航行通過。行通過。2.2.按船閘平面布置分：按船閘平面布置分：（1 1）按并列

9、排列的船閘數(shù)分單線和多線船閘）按并列排列的船閘數(shù)分單線和多線船閘 船閘的線數(shù)應(yīng)全面研究單線船閘對設(shè)計水平年內(nèi)運輸要求船閘的線數(shù)應(yīng)全面研究單線船閘對設(shè)計水平年內(nèi)運輸要求的適應(yīng)性，凡屬下列情況之一者，應(yīng)設(shè)置雙線或多線船閘。的適應(yīng)性，凡屬下列情況之一者，應(yīng)設(shè)置雙線或多線船閘。a.a.采用單線船閘不能滿足設(shè)計水平年內(nèi)過閘船舶數(shù)量、總噸位采用單線船閘不能滿足設(shè)計水平年內(nèi)過閘船舶數(shù)量、總噸位數(shù)、客貨運輸量過閘的通過能力要求的；數(shù)、客貨運輸量過閘的通過能力要求的；b.b.客貨運量大，船舶過閘繁忙的連續(xù)多級船閘，由于單線船閘客貨運量大，船舶過閘繁忙的連續(xù)多級船閘，由于單線船閘迎向運轉(zhuǎn)要等待和延長過閘時間、降低

10、通過能力和船舶運輸效迎向運轉(zhuǎn)要等待和延長過閘時間、降低通過能力和船舶運輸效率而不經(jīng)濟(jì)的；率而不經(jīng)濟(jì)的；c.c.運輸繁忙和重要航道在年通航期內(nèi)，不允許由于船閘檢修、運輸繁忙和重要航道在年通航期內(nèi)，不允許由于船閘檢修、疏浚、沖沙和事故等原因造成斷航的；疏浚、沖沙和事故等原因造成斷航的；d.d.客運、旅游等船舶多，過閘頻繁，需解決快速過閘的；客運、旅游等船舶多，過閘頻繁，需解決快速過閘的；e.e.區(qū)間小船、漁船和農(nóng)副業(yè)船舶數(shù)量多，過閘頻繁影響通過能區(qū)間小船、漁船和農(nóng)副業(yè)船舶數(shù)量多，過閘頻繁影響通過能力的。力的。 （2 2）按縱向排列的閘室數(shù)分單級和多級船閘，多級船閘又）按縱向排列的閘室數(shù)分單級和多級

11、船閘，多級船閘又分為連續(xù)多級船閘和設(shè)中間渠道船閘。船閘級數(shù)的選擇，應(yīng)分為連續(xù)多級船閘和設(shè)中間渠道船閘。船閘級數(shù)的選擇，應(yīng)優(yōu)先采用單級船閘。優(yōu)先采用單級船閘。 當(dāng)受自然和技術(shù)條件限制，屬下列情況之一者，應(yīng)采用當(dāng)受自然和技術(shù)條件限制，屬下列情況之一者，應(yīng)采用兩級或多級船閘。兩級或多級船閘。a.a.船閘水頭較大，采用單級船閘水力學(xué)條件不能滿足要求的；船閘水頭較大，采用單級船閘水力學(xué)條件不能滿足要求的； 規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定： 水頭水頭30m40m40m，可采用兩級或多級船閘；，可采用兩級或多級船閘；b.b.受閘址地形、地質(zhì)條件的限制，經(jīng)不同級數(shù)方案比選，技術(shù)受閘址地形、地質(zhì)條件的限制，經(jīng)不同級數(shù)方案比

12、選，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的；經(jīng)濟(jì)合理的；c.c.水源困難，受供水限制，必須節(jié)省船閘耗水量的。水源困難，受供水限制，必須節(jié)省船閘耗水量的。3.3.按船閘的使用特點分：按船閘的使用特點分：（1）廣室船閘：閘室寬度大于閘首進(jìn)口寬度的船閘。）廣室船閘：閘室寬度大于閘首進(jìn)口寬度的船閘。（2）井式船閘：在下閘門上部建有胸墻與閘門共同擋水的）井式船閘：在下閘門上部建有胸墻與閘門共同擋水的船閘。船閘。（3）省水船閘：閘外側(cè)建有蓄水池，可儲存船閘泄放的部）省水船閘：閘外側(cè)建有蓄水池，可儲存船閘泄放的部分水體作補充下一閘次灌水之用的船閘。分水體作補充下一閘次灌水之用的船閘。 2.2 船閘的規(guī)模船閘的規(guī)模一、船閘的等級一、

13、船閘的等級 船閘等級的劃分是按通過船閘的設(shè)計最大船舶噸位劃分船閘等級的劃分是按通過船閘的設(shè)計最大船舶噸位劃分的。與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的。與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)（GB50139）規(guī)定的）規(guī)定的航道等級的劃分是一致的。航道等級的劃分是一致的。 分級指標(biāo)見下表：分級指標(biāo)見下表： 船閘級別船閘級別設(shè)計最大設(shè)計最大船舶噸級船舶噸級30002000100050030010050 表中設(shè)計最大船舶噸級是指通過船閘的最大船舶載表中設(shè)計最大船舶噸級是指通過船閘的最大船舶載重噸（重噸（DWTDWT）；當(dāng)為船隊通過時，指組成船隊的最大駁船）；當(dāng)為船隊通過時，指組成船隊的最大駁船載重噸（載重噸（DWTDWT

14、）。）。 二、設(shè)計水平年、設(shè)計船型船隊和船閘通過能力的計算二、設(shè)計水平年、設(shè)計船型船隊和船閘通過能力的計算1.1.設(shè)計水平年設(shè)計水平年 船閘設(shè)計水平年是指船閘自建成營運起，到船閘通過能力達(dá)船閘設(shè)計水平年是指船閘自建成營運起，到船閘通過能力達(dá)到飽和時的年限。到飽和時的年限。 船閘的設(shè)計水平年應(yīng)根據(jù)船閘的不同條件采用船閘建成后的船閘的設(shè)計水平年應(yīng)根據(jù)船閘的不同條件采用船閘建成后的20203030年。對增建復(fù)線、多線和擴建、改建困難的船閘，應(yīng)根據(jù)年。對增建復(fù)線、多線和擴建、改建困難的船閘，應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)期運輸要求，采用更長的船閘設(shè)計水平年。遠(yuǎn)期運輸要求，采用更長的船閘設(shè)計水平年。2.2.設(shè)計船型、船隊設(shè)計

15、船型、船隊 船閘采用的設(shè)計船型、船隊，應(yīng)根據(jù)水系、江河規(guī)劃的或擬船閘采用的設(shè)計船型、船隊，應(yīng)根據(jù)水系、江河規(guī)劃的或擬定的船型、船隊，并兼顧現(xiàn)有的運輸船舶和其它船舶，綜合論證定的船型、船隊，并兼顧現(xiàn)有的運輸船舶和其它船舶，綜合論證確定。確定。 當(dāng)缺乏設(shè)計船型、船隊資料時，可根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)缺乏設(shè)計船型、船隊資料時，可根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)通航標(biāo)準(zhǔn)（GB50139GB50139）的有關(guān)規(guī)定，并經(jīng)過調(diào)查研究和方案比）的有關(guān)規(guī)定，并經(jīng)過調(diào)查研究和方案比選確定。選確定。3.3.船閘通過能力的計算船閘通過能力的計算（1 1）通過能力計算的指標(biāo)）通過能力計算的指標(biāo) 船閘通過能力的計算用包括在設(shè)計

16、水平年內(nèi)各期的過閘船閘通過能力的計算用包括在設(shè)計水平年內(nèi)各期的過閘船舶總載重噸位和過閘貨運量船舶總載重噸位和過閘貨運量兩項指標(biāo)兩項指標(biāo)。并應(yīng)以年單向通過。并應(yīng)以年單向通過能力表示。能力表示。（2 2）單級船閘年通過能力計算公式）單級船閘年通過能力計算公式 a.a.單向年過閘船舶總載重噸位：單向年過閘船舶總載重噸位：P1=1/2nNG式中：式中：P P1 1 單向年過閘船舶總載重噸位（單向年過閘船舶總載重噸位（t t）；）； n n 日平均過閘次數(shù)；日平均過閘次數(shù)； N N 年通航天數(shù)（年通航天數(shù)（d d）；）； G G 一次過閘平均載重噸位（一次過閘平均載重噸位（t t）。）。b. b. 單向

17、年過閘客貨運量：單向年過閘客貨運量：式中：式中：P P2 2 單向年過閘客、貨運量（單向年過閘客、貨運量（t t）；）； n n0 0 日非運客、貨船過閘次數(shù)；日非運客、貨船過閘次數(shù)； 船舶裝載系數(shù)；船舶裝載系數(shù)； 運量不均衡系數(shù)。運量不均衡系數(shù)。（3 3）船閘通過能力計算應(yīng)注意的幾點：）船閘通過能力計算應(yīng)注意的幾點：a.a.一次過閘平均噸位的計算。一次過閘平均噸位的計算。 一次過閘平均噸位應(yīng)以設(shè)計船型船隊和其他各類船型船一次過閘平均噸位應(yīng)以設(shè)計船型船隊和其他各類船型船隊，結(jié)合船閘有效尺度進(jìn)行組合，計算各種不同組合的一次隊，結(jié)合船閘有效尺度進(jìn)行組合，計算各種不同組合的一次過閘載貨噸位，再根據(jù)運

18、量、貨種、船隊中船型組合的比重，過閘載貨噸位，再根據(jù)運量、貨種、船隊中船型組合的比重，計算一次過閘平均噸位。計算一次過閘平均噸位。NGnnP)(0221b.b. 日平均過閘次數(shù)的計算。日平均過閘次數(shù)的計算。n=60/T 式中：式中： 日工作小時（日工作小時（h）；）； T 一次過閘時間（一次過閘時間（min）。）。c.c. 一次過閘時間的確定。一次過閘時間的確定。 一次過閘時間應(yīng)根據(jù)單向過閘和雙向過閘的閘次比率確一次過閘時間應(yīng)根據(jù)單向過閘和雙向過閘的閘次比率確定。當(dāng)單向過閘和雙向過閘次數(shù)相等時，定。當(dāng)單向過閘和雙向過閘次數(shù)相等時，T=1/2（T1T2/2）式中：式中：T1 單向一次過閘時間（單

19、向一次過閘時間（min）；）； T2 雙向一次過閘時間（雙向一次過閘時間（min）。）。 4.耗水量的計算耗水量的計算 船閘一天內(nèi)平均耗水量的計算公式：船閘一天內(nèi)平均耗水量的計算公式： Q=nV/86400+qQ一天內(nèi)平均耗水量一天內(nèi)平均耗水量(m/s) V一次過閘用水量一次過閘用水量(m/s) q閘門、閥門的漏水損失閘門、閥門的漏水損失(m/s) 三、船閘尺度三、船閘尺度 船閘尺度即船閘有效尺度，包括有效長度、有效寬度和船閘尺度即船閘有效尺度，包括有效長度、有效寬度和門檻最小水深。船閘有效尺度必須滿足船舶安全進(jìn)出閘和停門檻最小水深。船閘有效尺度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

20、要求：泊的條件，并應(yīng)滿足下列要求：l船閘設(shè)計水平年內(nèi)各階段的通過能力滿足過閘船舶總噸位船閘設(shè)計水平年內(nèi)各階段的通過能力滿足過閘船舶總噸位數(shù)量和客貨運量的要求；數(shù)量和客貨運量的要求；l滿足設(shè)計船隊，能一次過閘；滿足設(shè)計船隊，能一次過閘；l滿足現(xiàn)有運輸船舶和其他船舶過閘的要求。滿足現(xiàn)有運輸船舶和其他船舶過閘的要求。1.1.船閘有效長度船閘有效長度 船閘有效長度，即船舶過閘時，閘室內(nèi)可供船舶安全停船閘有效長度，即船舶過閘時，閘室內(nèi)可供船舶安全停泊的長度。泊的長度。（1 1）閘室有效長度起止邊界的確定）閘室有效長度起止邊界的確定船閘有效長度示意圖（2 2）船閘有效長度不應(yīng)小于按下式計算的長度，并取整數(shù)

21、。）船閘有效長度不應(yīng)小于按下式計算的長度，并取整數(shù)。L Lx x=l=lc cl lf f式中：式中：L Lx x 閘室有效長度（閘室有效長度（m m）；）； l lc c 設(shè)計船隊、船舶計算長度（設(shè)計船隊、船舶計算長度（m m），當(dāng)一閘次只），當(dāng)一閘次只有一個船隊或一艘船舶單列過閘時，為設(shè)計最有一個船隊或一艘船舶單列過閘時，為設(shè)計最大船隊、船舶的長度；當(dāng)一閘次有二個或多個大船隊、船舶的長度；當(dāng)一閘次有二個或多個船隊船舶縱向排列過閘時，為各設(shè)計最大船隊、船隊船舶縱向排列過閘時，為各設(shè)計最大船隊、船舶長度之和加上各船隊、船舶間的停泊間隔船舶長度之和加上各船隊、船舶間的停泊間隔長度；長度； l l

22、f f 富裕長度（富裕長度（m m），頂推船隊），頂推船隊l lf f220.060.06l lc c；拖；拖帶船隊帶船隊l lf f220.03l0.03lc c；機動駁和其他船舶；機動駁和其他船舶l(fā) lf f440.050.05l lc c。2.2.船閘有效寬度船閘有效寬度 船閘有效寬度為閘首兩邊墩內(nèi)側(cè)墻面和閘室兩側(cè)閘墻面間船閘有效寬度為閘首兩邊墩內(nèi)側(cè)墻面和閘室兩側(cè)閘墻面間的最小凈寬度。的最小凈寬度。(1)(1)船閘閘首口門和閘室有效寬度不應(yīng)小于按下式計算的寬度。船閘閘首口門和閘室有效寬度不應(yīng)小于按下式計算的寬度。B Bx x=b=bc cb bf fb bf f=b=b0.025(n-1

23、)b0.025(n-1)bc c式中：式中：B Bx x 閘首口門和閘室有效寬度（閘首口門和閘室有效寬度（m m）；）； b bc c 同一閘次過閘船舶并列停泊于閘室的最大總寬度（同一閘次過閘船舶并列停泊于閘室的最大總寬度（m m），當(dāng)），當(dāng)只有一個船隊或一艘船舶單列過閘時，為設(shè)計最大船隊或船只有一個船隊或一艘船舶單列過閘時，為設(shè)計最大船隊或船舶的寬度舶的寬度bcbc； b bf f 富裕寬度（富裕寬度（m m）；）； b b 富裕寬度附加值（富裕寬度附加值（m m），當(dāng)），當(dāng)b bc c7m7m時，時，b1mb1m；當(dāng)；當(dāng)b bc c7m7m時，時，b1.2mb1.2m； n n 過閘停泊在

24、閘室的船舶的列數(shù)。過閘停泊在閘室的船舶的列數(shù)。(2)(2)船閘閘首口門和閘室有效寬度應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)船閘閘首口門和閘室有效寬度應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（GB50139GB50139）規(guī)定的寬度系列）規(guī)定的寬度系列8m8m、12m12m、16m16m或或18m18m、23m23m、34m34m執(zhí)行。執(zhí)行。3.3.船閘門檻最小水深船閘門檻最小水深 船閘門檻最小水深應(yīng)為設(shè)計最低通航水位至門檻頂部的船閘門檻最小水深應(yīng)為設(shè)計最低通航水位至門檻頂部的最小水深，并應(yīng)滿足設(shè)計船舶、船隊滿載時的最大吃水加富最小水深，并應(yīng)滿足設(shè)計船舶、船隊滿載時的最大吃水加富裕深度的要求。裕深度的要求。門檻最小水

25、深可按下式計算：門檻最小水深可按下式計算：H1.6TH1.6T式中：式中：H H 門檻最小水深（門檻最小水深（m m）；）； T T 設(shè)計船舶、船隊滿載時的最大吃水（設(shè)計船舶、船隊滿載時的最大吃水（m m）。）。 船閘門檻最小水深不得低于船閘門檻最小水深不得低于內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)表表4.1.44.1.4中所列的相應(yīng)等級船閘的門檻水深。中所列的相應(yīng)等級船閘的門檻水深。四、船閘設(shè)計水位四、船閘設(shè)計水位 船閘設(shè)計水位包括上下游設(shè)計最高通航水位、設(shè)計最低通船閘設(shè)計水位包括上下游設(shè)計最高通航水位、設(shè)計最低通航水位、校核高水位、校核低水位、檢修水位和施工水位。航水位、校核高水位、校核低水位、檢修水位

26、和施工水位。1. 1. 船閘上游設(shè)計通航水位船閘上游設(shè)計通航水位（1）確定上游設(shè)計通航水位，應(yīng)考慮的因素：）確定上游設(shè)計通航水位，應(yīng)考慮的因素：a.a.滿足航運的需要和船舶安全暢通的要求；滿足航運的需要和船舶安全暢通的要求；b.b.改善上游航道灘險的需要；改善上游航道灘險的需要；c.c.綜合利用水資源對上游水位的要求；綜合利用水資源對上游水位的要求；d.d.回水淹沒的損失，以及對重要城鎮(zhèn)、鐵路、公路、廠礦、農(nóng)業(yè)基地、回水淹沒的損失，以及對重要城鎮(zhèn)、鐵路、公路、廠礦、農(nóng)業(yè)基地、文物古跡、環(huán)境保護(hù)等的影響；文物古跡、環(huán)境保護(hù)等的影響；e.e.工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)生活用水對上游來水的影響；工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城

27、鎮(zhèn)生活用水對上游來水的影響；f.f.水電站運行、船閘灌水和風(fēng)浪等引起的水位變化；水電站運行、船閘灌水和風(fēng)浪等引起的水位變化；g.g.船閘或船閘所在樞紐的特殊運行的水位情況；船閘或船閘所在樞紐的特殊運行的水位情況；h.h.由于河床淤高引起的水位變化。由于河床淤高引起的水位變化。（2 2）船閘上游設(shè)計最高通航水位的確定）船閘上游設(shè)計最高通航水位的確定 船閘上游設(shè)計最高通航水位是按下表規(guī)定的設(shè)計洪水頻船閘上游設(shè)計最高通航水位是按下表規(guī)定的設(shè)計洪水頻率分析計算確定，對水利水電樞紐不得低于正常蓄水位，對率分析計算確定，對水利水電樞紐不得低于正常蓄水位，對航運樞紐不得低于正常擋水位和設(shè)計擋水位。航運樞紐不

28、得低于正常擋水位和設(shè)計擋水位。 船船 閘閘 級級 別別、洪水重現(xiàn)期（洪水重現(xiàn)期（a a）10010020202020101010105 5頻頻 率（率（% %）1 15 55 5101010102020注：對出現(xiàn)高于設(shè)計最高通航水位歷時很短的山區(qū)性河流，注：對出現(xiàn)高于設(shè)計最高通航水位歷時很短的山區(qū)性河流，級船閘的級船閘的洪水重現(xiàn)期可采用洪水重現(xiàn)期可采用1010年；年；、級船閘可采用級船閘可采用5 53 3年；年；、級船閘可采級船閘可采用用3 32 2年；年； 在平原地區(qū)運輸繁忙的在平原地區(qū)運輸繁忙的級船閘設(shè)計最高通航水位級船閘設(shè)計最高通航水位, ,通過論證洪通過論證洪水重現(xiàn)期可采用水重現(xiàn)期可采

29、用20201010年；年； 山區(qū)中小型船閘經(jīng)論證允許溢洪的，其上游設(shè)計最高通航水位，可山區(qū)中小型船閘經(jīng)論證允許溢洪的，其上游設(shè)計最高通航水位，可根據(jù)具體情況通過論證后確定，但不應(yīng)低于船閘建設(shè)前航道的通航標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)具體情況通過論證后確定，但不應(yīng)低于船閘建設(shè)前航道的通航標(biāo)準(zhǔn)。（3）船閘上游設(shè)計最低通航水位）船閘上游設(shè)計最低通航水位 船閘上游設(shè)計最低通航水位按下表規(guī)定的保證率分析計船閘上游設(shè)計最低通航水位按下表規(guī)定的保證率分析計算確定，并應(yīng)與樞紐的死水位和最低運行水位相比較取低值。算確定，并應(yīng)與樞紐的死水位和最低運行水位相比較取低值。船閘級別船閘級別、保證率（保證率（%）9998989595902.

30、2.船閘下游設(shè)計通航水位船閘下游設(shè)計通航水位（1 1）確定下游設(shè)計通航水位，應(yīng)考慮的因素：）確定下游設(shè)計通航水位，應(yīng)考慮的因素：a.a.滿足航運的需要和船舶安全暢通的要求；滿足航運的需要和船舶安全暢通的要求；b.b.樞紐建成后對下游河床下切或下游河床沖淤變化引起的同樞紐建成后對下游河床下切或下游河床沖淤變化引起的同級流量相應(yīng)的水位下降或升高；級流量相應(yīng)的水位下降或升高；c.c.引排水引起的水位變化和有關(guān)方面對水位的特殊要求；引排水引起的水位變化和有關(guān)方面對水位的特殊要求；d.d.下游航道整治、疏浚引起的水位變化；下游航道整治、疏浚引起的水位變化；e.e.重要建筑物或河道條件對水位的限制和影響；

31、重要建筑物或河道條件對水位的限制和影響；f.f.樞紐運行調(diào)節(jié)、船閘泄水及風(fēng)浪波動引起的水位變化；樞紐運行調(diào)節(jié)、船閘泄水及風(fēng)浪波動引起的水位變化；g.g.位于潮汐河段的船閘、建閘后引起的潮位變化；位于潮汐河段的船閘、建閘后引起的潮位變化；h.h.交匯河口高水位或洪水頂托的影響；交匯河口高水位或洪水頂托的影響；（2 2）船閘下游設(shè)計最高通航水位）船閘下游設(shè)計最高通航水位 船閘上游設(shè)計最高通航水位采用規(guī)定的設(shè)計洪水頻率相船閘上游設(shè)計最高通航水位采用規(guī)定的設(shè)計洪水頻率相應(yīng)的最大下泄流量對應(yīng)的下游最高水位，當(dāng)下游有梯級銜接應(yīng)的最大下泄流量對應(yīng)的下游最高水位，當(dāng)下游有梯級銜接時，應(yīng)考慮受下一梯級回水的影響

32、。時，應(yīng)考慮受下一梯級回水的影響。（3 3）船閘下游設(shè)計最低通航水位）船閘下游設(shè)計最低通航水位 船閘下游設(shè)計最低通航水位，當(dāng)下游為天然河道時，應(yīng)船閘下游設(shè)計最低通航水位，當(dāng)下游為天然河道時，應(yīng)采用規(guī)定的保證率分析確定；當(dāng)下游有梯級銜接時，應(yīng)采用采用規(guī)定的保證率分析確定；當(dāng)下游有梯級銜接時，應(yīng)采用下一梯級上游設(shè)計最低通航水位回水到船閘的相應(yīng)水位。下一梯級上游設(shè)計最低通航水位回水到船閘的相應(yīng)水位。工工 程程 實實 例例某內(nèi)河航運樞紐的某內(nèi)河航運樞紐的級船閘，其下游為天然航道。已知樞紐正常擋級船閘，其下游為天然航道。已知樞紐正常擋水位水位224.0 m224.0 m，水庫死水位，水庫死水位223.5

33、m223.5m，最低運行水位，最低運行水位223.0 m223.0 m，洪水頻率，洪水頻率20%20%的上游水位為的上游水位為228.06 m228.06 m，對應(yīng)的下游水位為，對應(yīng)的下游水位為226.59 m226.59 m，天然河道，天然河道95%95%保證率對應(yīng)的水位為保證率對應(yīng)的水位為209.95 m209.95 m，如何確定船閘上下游設(shè)計通航水位。，如何確定船閘上下游設(shè)計通航水位。上游設(shè)計最高通航水位：上游設(shè)計最高通航水位：采用樞紐正常擋水位和洪水頻率采用樞紐正常擋水位和洪水頻率20%20%的上的上游水位兩者中的大值，為游水位兩者中的大值，為228.06 m228.06 m；上游設(shè)計

34、最低通航水位：上游設(shè)計最低通航水位：采用水庫死水位和最低運行水位中的小值，采用水庫死水位和最低運行水位中的小值，為為223.0 m223.0 m；下游設(shè)計最高通航水位：下游設(shè)計最高通航水位：采用洪水頻率采用洪水頻率20%20%對應(yīng)的下游水位對應(yīng)的下游水位226.59 226.59 m m；下游設(shè)計最低通航水位：下游設(shè)計最低通航水位：采用天然河道采用天然河道95%95%保證率對應(yīng)的水位并考保證率對應(yīng)的水位并考慮河床下切慮河床下切0.5 m0.5 m，選用，選用209.45m209.45m。五、船閘各部高程五、船閘各部高程 1.1.閘門門頂高程閘門門頂高程 船閘擋水前緣閘首的閘門門頂高程為上游校核

35、洪水位船閘擋水前緣閘首的閘門門頂高程為上游校核洪水位加安全超高；非擋水前緣閘首的閘門門頂高程為上游設(shè)計加安全超高；非擋水前緣閘首的閘門門頂高程為上游設(shè)計最高通航水位加安全超高。最高通航水位加安全超高。 閘門門頂?shù)淖钚“踩咧担洪l門門頂?shù)淖钚“踩咧担杭壌l不應(yīng)小于級船閘不應(yīng)小于0.3m0.3m；級船閘不應(yīng)小于級船閘不應(yīng)小于0.3m0.3m，對有波浪或水面涌高，對有波浪或水面涌高情況的閘首門頂應(yīng)另加波高或涌高影響值。情況的閘首門頂應(yīng)另加波高或涌高影響值。2.2.閘首墻頂高程閘首墻頂高程 閘首墻頂高程應(yīng)根據(jù)閘門頂部高程和結(jié)構(gòu)布置要求確閘首墻頂高程應(yīng)根據(jù)閘門頂部高程和結(jié)構(gòu)布置要求確定，不得低于閘

36、門和閘室墻頂部高程。定，不得低于閘門和閘室墻頂部高程。 位于樞紐擋水前緣的閘首墻頂高程應(yīng)與樞紐其他擋水位于樞紐擋水前緣的閘首墻頂高程應(yīng)與樞紐其他擋水建筑物的擋水要求一致。建筑物的擋水要求一致。3.3.閘室墻頂高程閘室墻頂高程 閘室墻頂高程為上游設(shè)計最高通航水位加超高值，超高閘室墻頂高程為上游設(shè)計最高通航水位加超高值，超高值不應(yīng)小于設(shè)計船舶空載時的最大干舷高度。值不應(yīng)小于設(shè)計船舶空載時的最大干舷高度。4.4.導(dǎo)航建筑物頂部高程導(dǎo)航建筑物頂部高程 上、下游導(dǎo)航建筑物頂部高程為上、下游設(shè)計最高通航上、下游導(dǎo)航建筑物頂部高程為上、下游設(shè)計最高通航水位加超高值，超高值不應(yīng)小于設(shè)計船舶空載時的最大干舷水位

37、加超高值，超高值不應(yīng)小于設(shè)計船舶空載時的最大干舷高度。高度。5.5.閘首門檻高程閘首門檻高程 上、下閘首門檻頂高程應(yīng)為上、下游設(shè)計最低通航水位上、下閘首門檻頂高程應(yīng)為上、下游設(shè)計最低通航水位減去門檻最小水深值。減去門檻最小水深值。6.6.閘室底板頂面高程閘室底板頂面高程 閘室底板頂面高程不應(yīng)高于上、下閘首門檻頂高程。閘室底板頂面高程不應(yīng)高于上、下閘首門檻頂高程。7.7.引航道、口門區(qū)及連接段的底面高程引航道、口門區(qū)及連接段的底面高程 引航道、口門區(qū)及連接段的底面高程應(yīng)為上、下游設(shè)計引航道、口門區(qū)及連接段的底面高程應(yīng)為上、下游設(shè)計最底通航水位減去引航道設(shè)計最小水深。最底通航水位減去引航道設(shè)計最小

38、水深。 引航道是限制性航道，其設(shè)計最小水深應(yīng)大于天然航道引航道是限制性航道，其設(shè)計最小水深應(yīng)大于天然航道最小水深。對最小水深。對級船閘，引航道設(shè)計最小水深級船閘，引航道設(shè)計最小水深H01.5TH01.5T，T T為設(shè)計最大船舶滿載吃水（為設(shè)計最大船舶滿載吃水（m m）；）；級船閘，級船閘，H01.4TH01.4T。工工 程程 實實 例例級船閘的設(shè)計通航水位級船閘的設(shè)計通航水位名稱名稱水位（水位（m）備注備注上游最高通航水位上游最高通航水位364.0樞紐正常水位樞紐正常水位下游最高通航水位下游最高通航水位360.1P=33.3%上游最低通航水位上游最低通航水位357.3水庫最低運行水位水庫最低運

39、行水位下游最低通航水位下游最低通航水位351.7考慮下一梯級樞紐回水考慮下一梯級樞紐回水上游校核洪水位：上游校核洪水位：371.0 371.0 設(shè)計船舶滿載吃水：設(shè)計船舶滿載吃水：1.6m1.6m設(shè)計船舶空載時的最大干舷高度：設(shè)計船舶空載時的最大干舷高度：1.6m1.6m 級船閘各部高程級船閘各部高程名稱名稱高程（高程（m）備注備注上游引航墻頂高程上游引航墻頂高程365.6364.01.6上游引航道底高程上游引航道底高程354.8357.32.5上閘首頂高程上閘首頂高程372.5371.01.5上閘首門檻高程上閘首門檻高程354.3357.33.0閘室、下閘首頂高程閘室、下閘首頂高程365.6

40、364.01.6下游引航墻頂高程下游引航墻頂高程361.7360.11.6下游引航道底高程下游引航道底高程349.2351.72.5下閘首門檻高程下閘首門檻高程348.7351.73.0本章主要掌握的內(nèi)容歸納以下本章主要掌握的內(nèi)容歸納以下4 4個方面：個方面：1.1.船閘工程主要由哪幾部分組成？單級和多級船閘船閘工程主要由哪幾部分組成？單級和多級船閘; ;單單線和多線船閘如何確定？線和多線船閘如何確定？2.2.船閘有效長度、有效寬度和門檻最小水深如何確定？船閘有效長度、有效寬度和門檻最小水深如何確定？3.3.船閘水工建筑物各部位高程確定的原則是什么？船閘水工建筑物各部位高程確定的原則是什么？4

41、.4.船閘一次過閘時間需考慮哪些因素？船閘通過能力如船閘一次過閘時間需考慮哪些因素？船閘通過能力如何計算？何計算？例題及參考答案例題及參考答案1.1.選擇多級船閘，主要考慮的因素是什么？選擇多級船閘，主要考慮的因素是什么？ 主要考慮的因素根據(jù)主要考慮的因素根據(jù)船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范第第3.3.2條應(yīng)是：水源緊缺，減少船閘耗水量；條應(yīng)是：水源緊缺，減少船閘耗水量； 水頭較大，船閘水力水頭較大，船閘水力學(xué)問題難以滿足要求；學(xué)問題難以滿足要求； 閘位受地形或地質(zhì)條件限制；閘位受地形或地質(zhì)條件限制；經(jīng)濟(jì)問經(jīng)濟(jì)問題等不是主要考慮的因素。題等不是主要考慮的因素。2.2.在運輸繁忙的航道上興建航運

42、樞紐，該樞紐水頭在運輸繁忙的航道上興建航運樞紐，該樞紐水頭48m48m，問：，問：宜采用哪一類型的船閘？宜采用哪一類型的船閘？ 此題中應(yīng)注意樞紐的特點是此題中應(yīng)注意樞紐的特點是“運輸繁忙的航道運輸繁忙的航道”、“水水頭頭48m”，根據(jù)，根據(jù)船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范第第3.2.1條（條（3）、）、第第3.3.3條（條（3），應(yīng)是多線多級船閘。），應(yīng)是多線多級船閘。3.3.船閘通過能力的計算包括設(shè)計水平年內(nèi)各時期的那些指標(biāo)？船閘通過能力的計算包括設(shè)計水平年內(nèi)各時期的那些指標(biāo)？ 船閘通過能力的計算包括設(shè)計水平年內(nèi)各時期的單向年過船閘通過能力的計算包括設(shè)計水平年內(nèi)各時期的單向年過閘貨運量和單向

43、年過閘船舶總載重噸位兩項指標(biāo)。閘貨運量和單向年過閘船舶總載重噸位兩項指標(biāo)。 一次過閘平均噸位、日過閘次數(shù)、年通航天數(shù)、運量不平一次過閘平均噸位、日過閘次數(shù)、年通航天數(shù)、運量不平衡系數(shù)都是計算參數(shù)，非計算指標(biāo)。衡系數(shù)都是計算參數(shù)，非計算指標(biāo)。4.4.船閘通過能力計算中，一次過閘平均噸位是如何計算的？船閘通過能力計算中，一次過閘平均噸位是如何計算的？ 根據(jù)根據(jù)船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范第第6.1.3條，一次過閘平均條，一次過閘平均噸位應(yīng)以設(shè)計船型船隊和其他各類船型船隊，根據(jù)運量、貨種、噸位應(yīng)以設(shè)計船型船隊和其他各類船型船隊，根據(jù)運量、貨種、船隊中船型組合的比重，并結(jié)合船閘有效尺度進(jìn)行組合確定

44、，船隊中船型組合的比重，并結(jié)合船閘有效尺度進(jìn)行組合確定，也就是按船型船隊和運量規(guī)劃資料分析計算確定。也就是按船型船隊和運量規(guī)劃資料分析計算確定。 按船閘設(shè)計船隊的噸位計算、按船閘過閘船隊中，船舶的按船閘設(shè)計船隊的噸位計算、按船閘過閘船隊中，船舶的最大噸位計算、或是按船閘過閘船隊中，最大尺度的船舶的噸最大噸位計算、或是按船閘過閘船隊中，最大尺度的船舶的噸位計算都是不正確的。位計算都是不正確的。5.5.某單級船閘，過閘船舶均為貨船，經(jīng)計算一次過閘平均噸位某單級船閘，過閘船舶均為貨船，經(jīng)計算一次過閘平均噸位為為2000t2000t，單向過閘時間為，單向過閘時間為30min30min，雙向過閘時間為，

45、雙向過閘時間為50min50min，單向，單向過閘與雙向過閘的次數(shù)比率為過閘與雙向過閘的次數(shù)比率為0.50.5，年通航天數(shù)，年通航天數(shù)330d330d，日工作時，日工作時間間22h22h，運量不平衡系數(shù)，運量不平衡系數(shù)1.31.3，貨物裝載系數(shù)，貨物裝載系數(shù)0.60.6，問船閘單向年，問船閘單向年過閘貨運量是多少？過閘貨運量是多少？ 此題注意：單級船閘、單向與雙向過閘的次數(shù)比率為此題注意：單級船閘、單向與雙向過閘的次數(shù)比率為0.50.5。根據(jù)。根據(jù)船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范6.1.96.1.9條（條（3 3）：）：一次過閘時間一次過閘時間 T =T =（0.50.5303050/250/

46、2）/1.5=26.67min/1.5=26.67min T = T =（303050/250/2）/2=27.5min/2=27.5min是錯誤的是錯誤的 過閘船舶均為貨船，日非運客、貨船過閘次數(shù)過閘船舶均為貨船，日非運客、貨船過閘次數(shù)n n0 0=0=0 由由船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范第第6.1.146.1.14條，日平均過閘次數(shù)條，日平均過閘次數(shù)n=n=60/T=2260/T=2260/26.67=49.5 60/26.67=49.5 由由船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范第第6.1.186.1.18條，條， P2=1/2P2=1/2（n-n0n-n0）NG/=1/2NG/=1/24

47、9.549.5330330200020000.6/1.3=7540.6/1.3=754萬萬t t6.6.某山區(qū)河流的航運樞紐工程，航道等級為某山區(qū)河流的航運樞紐工程，航道等級為級，樞紐工級，樞紐工程的正常擋水位為程的正常擋水位為324.00m324.00m，壩區(qū)各頻率設(shè)計洪水成果如下，壩區(qū)各頻率設(shè)計洪水成果如下表所列：表所列： 問：船閘的上游設(shè)計最高通航水位應(yīng)取何值？問：船閘的上游設(shè)計最高通航水位應(yīng)取何值？ 根據(jù)根據(jù)船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范第第4.1.24.1.2條，船閘上游條，船閘上游設(shè)計最高通航水位應(yīng)選用規(guī)定的洪水頻率對應(yīng)的水位，按設(shè)計最高通航水位應(yīng)選用規(guī)定的洪水頻率對應(yīng)的水位，按

48、題意，山區(qū)河流，題意，山區(qū)河流，級船閘應(yīng)選用級船閘應(yīng)選用33.3%33.3%對應(yīng)的水位對應(yīng)的水位321.85m321.85m；又根據(jù)規(guī)范航運樞紐不得低于正常擋水位，因此，；又根據(jù)規(guī)范航運樞紐不得低于正常擋水位，因此，正確答案是正確答案是324.0 m324.0 m。頻率頻率20%20%33.3%33.3%50%50%H H（壩上）（壩上）m m323.60323.60321.85321.85320.28320.287 7、某、某級級船閘，其上游設(shè)計最高通航水位船閘，其上游設(shè)計最高通航水位40.0m40.0m，上游設(shè)計最，上游設(shè)計最低通航水位低通航水位38.0m38.0m，下游設(shè)計最高通航水位，

49、下游設(shè)計最高通航水位36.0m36.0m，下游設(shè)計最，下游設(shè)計最低通航水位低通航水位33.0m33.0m，設(shè)計船舶最大吃水，設(shè)計船舶最大吃水2m2m，問上、下閘首門檻，問上、下閘首門檻以及閘室底板頂部高程是多少？以及閘室底板頂部高程是多少？ 根據(jù)根據(jù)船閘總體設(shè)計規(guī)范船閘總體設(shè)計規(guī)范第第3.1.93.1.9條，船閘門檻最條，船閘門檻最小水深不應(yīng)小于設(shè)計船舶最大吃水的小水深不應(yīng)小于設(shè)計船舶最大吃水的1.61.6倍；閘室最小水深應(yīng)倍；閘室最小水深應(yīng)不小于門檻水深。不小于門檻水深。2.02.01.6=3.2m1.6=3.2m，根據(jù)，根據(jù)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)4.1.44.1.4條，有效尺度不得小于表列數(shù)值，條，有效尺度不得小于表列數(shù)值，級船閘門檻水深為級船閘門檻水深為3.53.5米。米。上閘首門檻頂部高程上閘首門檻頂部高程=38.0=38.03.5=34.5m3.5=34.5m；下閘首門檻頂部高程下閘首門檻頂部高程=