船闸平面设计

航道工程课程设计

题目：西江某水利枢纽船闸总体设计学院：船舶工程学院

专业：港口航道与海岸工程

学号： 2011012125 姓名：薛天寒

日期： 2015年1月

目录

1.设计基础资料

1.1设计依据

航道工程课程设计指导书

1.2设计标准、规范

船闸总体设计规范，305-2001，人民交通出版社

内河通航标准，50139-2004，中华人民共和国建设部

船闸闸阀门设计规范，308-2003，人民交通出版社

船闸水工建筑物设计规范，307-2001，人民交通出版社船闸输水系统设计规范，306-2001，人民交通出版社

1.3设计背景

西江某水电枢纽是西江下游河段广西境内的最后一个规划梯级，枢纽横跨两岛三江，是一座以发电为主，兼有航运、灌溉等综合利用的大型水利枢纽工程。根据交通部对西江航运的规划，航道等级将从Ⅲ级提高为Ⅱ级航道，因此船闸为满足不断增长的货运量需要，将原1号船闸规模由1000t 级扩大为2000t 级。

1.4设计资料

表1.4：设计资料数据一览表

1.5设计船型

表1.5 主要设计船型一览表

A 为主要设计船队，

B 、

C 、

D 为兼顾船队。

A ：

B ：

C ：

图1.5：主要设计船队示意图

2.船闸总体设计

2.1船闸基本尺度的确定 2.1.1闸室有效长度

根据《船闸总体设计规范》（305-2001）：

3.1.5 船闸闸室有效长度不应小于按下式计算的长度，并取整数。

f c x l l L +=

式中 x L ——闸室有效长度(m)；

c l ——设计船队、船舶计算长度(m)，当一闸次只有一个船队或一艘船舶

单列过闸时，为设计最大船队、船舶的长度;当一闸次有两个或多个船队船舶纵向排列过闸时，则为各设计最大船队、船舶长度之和加上各船队、船舶间的停泊间隔长度；

f l ——富裕长度(m)，顶推船队f l ≥2+0.06c l ；拖带船队f l ≥2+0.03c l ；

货船和其他船舶f l ≥4+0.05c l ；

根据设计船队尺度以及船闸设计标准进行过闸船型组合，船闸设计标准为一次通行过闸4×2000t 。

表2.1.1 闸室有效长度计算表

所以，闸室的有效长度取200m 。 2.1.2闸室有效宽度

根据《船闸总体设计规范》（305-2001）：

3.1.8船闸闸首口门和闸室有效宽度不应小于按下列两公式计算的宽度，并宜采用现行国家标准 《内河通航标准》（50139-2004）中规定的8m ，12m ，16m ，23m ，34m 宽度。

f

c

x b

b B +=

∑

c f b n b b )1(025.0-+∆= 式中 ——船闸闸首口门和闸室有效宽度(m)；

∑c

b

——同一闸次过闸船舶并列停泊于闸室的最大总宽度(m)。当只

有一个船队或一艘船舶单列过闸时，则为设计最大船队或船舶

的宽度；

f b ——富裕宽度(m)；

b ∆——富裕宽度附加值(m)，当≤7m 时，b ∆≥；当

c b ≥7m 时，b ∆ ≥

1.2m ；

n ——过闸停泊在闸室的船舶的列数。

根据设计船队尺度以及船闸设计标准进行过闸船型组合：

表2.1.2 闸室有效宽度计算表

所以，闸室的有效宽度取34.0m 。 2.1.3船闸门槛最小水深

根据《船闸总体设计规范》（305-2001）：

3.1.9 船闸门槛最小水深应为设计最低通航水位至门槛顶部的最小水深，并应满足设汁船舶、船队满载时的最大吃水加富裕深度的要求，可按下式计算，闸室最小水深应为设计最低通航水位至闸室底板顶部的最小水深，其值应不小于门槛最小水深。设计采用的门槛最小水深和闸室最小水深，在满足计算的最小水深值基础上，应充分考虑船舶、船队采用变吃水多载时吃水增大以及相邻互通航道上较大吃水船舶、船队需通过船闸的因素，综合分析确定。

6.1 T

H

式中 H

—— 门槛最小水深(m)；

T —— 设计船舶、船队满载时的最大吃水(m)。 则：

H ≥1.6T =1.6×2.6=4.16m ，取H =4.5m 。

所以，船闸的门槛最小水深取4.5m 。

综上，船闸尺度为：

组合1：

组合2： 组合3：

2.1.4船闸最小过水断面的断面系数

在确定船闸基本尺度时，还应考虑船闸最小过水断面的断面系数n 的要求，根据实验和观察，若n 过小，则船队（舶）过闸时，可能产生碰底现象。为保证船队（舶）安全顺利地进闸，一般要求：

≥Φ

Ω

=

n 1.5～2.0 式中 Φ——最大设计过闸船队满载吃水时水下部分断面面积 (m 2)；

Ω——最低通航水位时,闸室过水断面面积(m 2), H B x ⨯=Ω。

则：Ω=34×4.5=153m 2

；

Φ=32.4×2.6=84.24 m 2； n =1.82，符合安全要求。 2.1.5闸首长度

根据受力和结构特点，闸首在长度方向上一般由3段组成：

门前段长度l 1，当工作闸门采用人字闸门、检修门槽设于闸首外与导墙接缝时，门前段的长度最小，一般为1.0m 左右。

门龛段长度l 2，根据《船闸闸阀门设计规范》7.1.5，门龛长度由门扇长度和富余长度确定，其富余长度应考虑对闸门启闭力的影响，不宜小于1/20门扇长度。人字闸门轴线与船闸横轴线交角取22.5°，闸室有效宽度为34m ，则门扇长度可估算为（34÷2）÷22.5°=18.4m ，取20m 。取富余长度2m ，所以门龛长度为22.0m 。

闸门支持段长度l 3，约等于（0.4～2.1）倍的设计水头，设计水头取为18.85m ，所以闸门支持段长度取为10.0m 。