船闸课程设计

（一）设计资料

1、航运资料

（1）航道等级：Ⅱ级。

（2）建筑物等级：闸室，闸首，闸门按Ⅱ级建筑物设计；导航建筑物，靠船建筑物按Ⅲ－Ⅳ级建筑物设计；临时建筑物Ⅳ级。

（3）设计船型：根据调查，该河段近、远期船型资料见表1-1。

表1-1 船型资料

（4）货运量

近期：1200万吨/年；远期：2200万吨/年。

（5）通航情况

n＝6，船只装载量利用系数α＝通航期N＝352天/年，客轮及工作船每天过闸次数

0.84，货运量不均匀系数β＝1.30，船闸昼夜工作时间t＝21小时，一般船速V=9.5km/小时，空载干弦高度（最大）取1.5m。

2、地质资料

根据地质钻探资料得知，地基无不良地质构造情况，地层分布近似水平，地基土表层至▽7.0m以上为重壤土，厚约1.5～3m，其下▽7.0～6.0m为轻砂壤土，厚约1.0m，▽6.0m 以下为亚粘土，土壤物理性质见表1-2。

表1-2 各种土壤的主要物理力学性质

3、水文气象资料

特征水位：

上游校核洪水位：▽14.0m

上游设计洪水位：▽13.2m

上游最高通航水位：▽13.2m

上游最低通航水位：▽10.5m

下游最高通航水位：▽8.0m

下游最低通航水位：▽5.2m

下游校核低水位：▽4.8m

检修水位：上游▽12m；下游▽6.5m

气象资料：降雨量及气温资料从略。风力：冬天盛行东北风，夏天盛行东南风，最大风力设计8级，校核12级。

（二）计算内容

第一章船闸总体规划及平面布置

1.1船闸型式选择

根据已有设计资料，对船闸的各种型式进行综合比较，依据《船闸设计总体规范》3.2.1和3.3.3，水头小于30米，确定船闸形式为单级船闸、单线船闸。

1.2船闸的平面尺寸及各部高程

1.2.1船闸的有效尺度设计

船闸的基本尺度包括闸室的有效长度、有效宽度及门槛水深。

根据《船闸设计总体规范》3.1.5～3.1.9的规定进行计算。

根据设计船型资料，考虑1顶+2×1000船队两排并列一次过闸、1顶+2×1000与1拖+12×100船队并列过闸、1拖+4×500并列过闸三种组合。计算结果如下：

根据以上三种组合，综合考虑本航线上已建船闸的尺度、内河航运暂定标准、货运密度的变化等方面的情况，取闸室的有效长度为210m，考虑镇静段长度20m，则闸室长度230m，闸室的有效宽度取23m。

由船舶吃水得槛上水深Hc≥1.6×2.46=3.94m，考虑留有一定的富裕取4.5m，闸室的有效尺度230×23×4.5m。

1.2.2船闸的最小断面系数

最小断面系数n应满足大于1.5～2.0。

1.2.3引航道的平面形状与尺寸

一、引航道平面布置

引航道应由导航段、调顺段、停泊段和制动段等组成，其平面布置应保证通航期内过闸船舶、船队畅通无阻，安全行驶。引航道的平面布置应根据船闸的级别、线数、设计船型船队、通过能力等，结合地形、地质水流、泥沙及上、下游航道等条件研究确定。

采用反对称型引航道布置，单向过闸速度较快。

二、引航道尺寸

（一）引航道长度

1.导航段

c l l ≥1，c l 为顶推船队全长，1顶+2×1000级船队长c l =151.5m ，取160 m

2.调顺段

≥2l （1.5～2.0）c l =227.25～303m ，取280m

3.停泊段

c l l ≥3（主要考虑拖带船队长），考虑到解队过，解队后船队长171.2m ，取180m 4.过渡段

B l ∆≥104，B ∆为引航道宽度与航道宽度之差，二级航道宽为70m ，引航道宽度

37.1m （取40m ），则B ∆=30m ，4l =300m 5.制动段

5l 用c l l ⋅=α5估算，

α为船队进入口门航速，一般取2.5～4.5，则=5l 3×151.5=454.5m .取480 m

（二）引航道宽度

考虑一侧靠船，设计最大船宽b c =10.6m ，一侧等候过闸的船队总宽度1c b =10.6m ，富裕宽度c b b 5.12=∆，则引航道宽度B 0≥ b c + b c1 + 2Δb =10.6 + 10.6 + 1.5×10.6 =37.1 m ，取40 m

（三）引航道最小水深

5.10

≥T

H ，即T H 5.10≥

=1.5×2.46=3.69m ，考虑留有一定的富裕，取4.5m

1.2.4船闸的各部高程

船闸的各部分高程不仅要保证船舶能安全、顺利的通过，而且要保证船闸运转操作的安全和方便。在这个前提下还要降低工程造价。船闸各部分高程可参考《船闸总体设计规范》中的有关内容计算确定。

1.上游引航道底高程=上游最低通航水位－引航道的最小水深=10.5－4.5=6.0m

2.上游导航建筑物顶高程=上游设计最高通航水位＋超高（空载干弦）

=13.2+1.5=14.7m 3.上闸首门顶高程=上游校核洪水位＋安全超高=14.0+0.5=14.5m 4.上闸首墙顶高程=门顶高程＋结构安装高度=15.5+1=16.5m

5.上闸首门槛高程=上游最低设计通航水位－门槛水深10.5－4.5=

6.0m 6.闸室墙顶高程=上游最高通航水位＋超高（空载干弦）=13.2+1.5=14.7m

设置0.9m 高的胸墙，则实体墙顶高程为13.8m

7.闸室底高程=下游设计最低通航水位－闸室设计水深=5.2－4.5=0.7m 8.下闸首门顶高程=上游最高通航水位＋超高=13.2＋0.5=13.7m 9.下闸首墙顶高程=门顶高程＋结构安装高度=13.7＋1=14.7m