第十五章37_船闸结构形式及特点
航道工程学-船闸的结构荷载与设计
03
船闸的荷载分析
船闸的静荷载分析
01
02
03
静水压力
船闸结构在静止水体中受 到的水压力，包括水体对 闸墙和闸顶的侧压力以及 水体对闸门的顶压力。
船闸自重
船闸各组成部分的自重， 包括闸墙、闸顶、闸门、 启闭机等。
土压力
闸门材料一般采用钢材或混 凝土，具体选择需考虑工程 要求和环境因素。
闸门的尺寸和结构需根据最 大通航船舶的尺寸和数量进 行设计。
闸门的设计还需考虑水压力、 风载、地震等外部荷载的影 响。
船闸的引航道设计
01
02
03
04
引航道是连接船闸与上下游航 道的通道。
引航道的设计需考虑通航安全 、水流条件、船舶操纵等因素
。
引航道宽度、深度、转弯半径 等参数需根据最大通航船舶的
尺寸进行设计。
引航道的设计还需考虑河床变 迁、泥沙淤积等因素的影响。
船闸的稳定性和安全性设计
稳定性是船闸设计的关键因素 之一，包括整体稳定性和局部
稳定性。
安全性也是船闸设计的重点， 需考虑结构强度、防洪能力、
抗震能力等因素。
船闸的基础设计需根据地质勘 察资料进行，确保基础稳定可 靠。
航道工程学-船闸的结构荷载与设计
目录
• 船闸概述 • 船闸的结构设计 • 船闸的荷载分析 • 船闸的设计优化
01
船闸概述
船闸的定义和作用
船闸的定义
船闸是一种水利设施，通过闸门 的开启和关闭来调节水位，使船 舶能够顺利通过河流、湖泊等水 域。
船闸的作用
船闸在航道工程中起着至关重要 的作用，它能够调节水位，克服 河流落差，保证船舶安全、顺畅 地通航。
港航工程及近海作业 第23讲__6.7 船闸结构形式及特点__肖政
第23讲6.7 船闸的结构形式及特点6.7.1 闸室结构6.7.1.1闸室结构型式及其构造船闸闸室是由上、下闸首和两侧闸墙环绕而形成的空间，是船闸实现其调整水位、升降船舶、使船舶克服航道上集中水位落差的结构。
闸室分为闸室墙和闸底。
图6.7-1闸室结构示意图闸室结构可分为整体式结构（闸墙与底板一体）和分离式结构（闸墙与底板分离）。
分离式闸室结构可分为：◆土基上：重力式、悬臂式、扶壁式、板桩式和地下连续墙等型式。
图6.7-2土基上闸室结构示意图◆岩基上：重力式、衬砌式和混合式。
图6.7-3岩基上闸室结构示意图1）重力式闸墙的构造（1）特点：重力式闸墙是靠自重维持稳定；地基反力较大，且又承受有水平力，对地基承载能力要求较高；（2）适用条件：重力式结构只适用于较好的地基；（3）重力式结构按材料可分为：◆浆砌条（块）石结构、混凝土结构和钢筋混凝土结构；◆浆砌石重力式结构适用于盛产石料的地区，但费工、质量不易保证；◆混凝土和钢筋混凝土结构，适用于船闸水头较高，机械化施工及石料缺乏等的情况；（4）重力式闸墙的顶宽确定a）主要根据交通安全要求b）回填土是否到顶c）砌筑石料尺度一般墙顶宽度不小于0.6m。
若回填土不到顶，则墙顶面作为人行通道应适当放宽，并不应小于1.0m。
在有行车或其他要求时，则应根据具体情况确定。
d）梯形断面B/h=0.7 ~ 1.3 （B为底板宽，h为墙高）b/h=0.5 ~ 0.8 （b为墙底宽）前趾宽度一般取为0.15~0.25倍墙高（5）衡重式B/h=0.5 ~ 0.7，一般在（0.4~0.5）倍墙高处设置卸荷平台。
平台以上为梯形断面，平台以下设1:0.2~1:0.25的倒坡，平台宽度初取为0.15~0.25倍墙高。
2）悬臂式闸室的构造由闸墙、底板和后悬臂组成。
从船闸轴线分成对称的两半，在底板中缝处设有止水（两道止水），形成不透水闸底。
图6.7-5悬臂式闸室构造3）扶壁式闸室的构造由立板、肋板和底板组成，底板分趾板和内底板。
船闸简介
⒋机电设备是保证升船机安全运行的一个重要 部分，升船机的建造与安装要求有较高的设计 与工艺水平
㈡升船机
升 船 机 示 意 图
3000吨垂直卷扬升船机
㈢通航建筑物选择
各国建设和科研工作经验表明 ⒈当水头在70m以上，宜建造升船机 ⒉水头在40～70m之间应进行升船机
㈣按船闸使用特点分类
⒈设有中间闸首的单级船闸 ⒉广室（箱）船闸 ⒊井式船闸 ⒋省水船闸 ⒌设有中间渠道的多级船闸
⒉广室（箱）船闸
闸室宽度大于闸首口门宽度的船闸 可分三种型式 ⑴对称式：口门轴线与闸室轴线重合 ⑵反对称式：口门轴线分别位于闸室轴
线的两侧 ⑶锁式：口门轴线位于闸室轴线的同一
船闸简介
一、通航建筑物的主要形式及特点 二、船闸的组成和工作原理 三、船闸的类型 四、船闸的引航道 五、简介 六、
一、通航建筑物的主要形式及特点
通航建筑物 为船舶（队）通过航道上的航行障碍（集
中水位落差）而设置的水工建筑物 主要有船闸、升船机两大类 能够建造船闸，一般不采用升船机
三、船闸的类型
㈠按船闸的位置分类 ㈡按船闸纵轴上闸室级数分类 ㈢按并列的闸室数分类 ㈣按船闸使用特点分类
㈠按船闸的位置分类
⒈内河船闸
建在内陆河流及人工运河上、供内河船舶航 行的船闸 特点：平面尺度相对较小，多承受单向水头
⒉海船闸
建在封闭式海港港池口门、海运河及入海河 口，供海船航行的船闸
④过渡段：引航道与原航道渐变连接段 ⑤制动段：前三段一般要求为直线段，后两
段可根据地形灵活布置，且可部分重合计算
引航道平面图
⒉引航道宽度
满足设计最大船队（舶）有航行偏差时错船需 要的宽度
船闸运营形式分析报告
船闸运营形式分析报告船闸是连接两个水平不同的运河、河流或水库的水利工程设施，其中包括一系列的门和闸室，在船只通行时可以进行开启和关闭。
船闸的运营形式有多种，包括人工操作、机械化和自动化运营。
下面对这三种运营形式进行分析。
首先是人工操作的船闸运营形式。
人工操作的船闸通常需要一个或多个工作人员在现场进行操作。
他们负责控制闸门的开启和关闭，监测船只的进出情况，并确保安全通行。
这种形式的优点是成本相对较低，没有大量的设备和技术要求；缺点是人工操作容易出现误操作和疏忽，安全性较低，也不适用于大量船只频繁通行的情况。
其次是机械化的船闸运营形式。
机械化的船闸运营利用机械设备帮助人工操作，提高了操作效率和准确性。
常见的机械设备包括起重机、升降机、输送带等。
这种形式的优点是提高了工作效率和安全性，减少了工作人员的劳动强度；缺点是机械设备需要投入大量资金，维护和保养成本较高。
最后是自动化的船闸运营形式。
自动化船闸运营利用先进的控制系统和传感器技术，实现自动监测、控制和管理。
通过预先设定好的程序和参数，船闸可以自动判断船只的通行状态，并进行相应的操作。
这种形式的优点是高度自动化，能够实现全天候、全天时的运营；缺点是需要较高的技术水平和投入，对设备的性能和可靠性有较高要求。
综上所述，船闸的运营形式包括人工操作、机械化和自动化。
不同的运营形式具有各自的优点和适用场景。
对于通行量较小、安全性要求不高的船闸，人工操作是比较经济和实用的选择；对于通行量大、安全性要求高的船闸，机械化或自动化运营形式能够提高效率和安全性。
随着技术的不断发展，未来船闸的运营形式可能会更加自动化和智能化。
船闸简介专题知识专业知识讲座
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葛洲坝2号船闸
Hale Waihona Puke 张家港船闸本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。
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⒈闸室
指船闸上、下闸首和两侧闸室墙环绕而 形成的并提供船舶停泊使用的空间
为了保持充泄水时船舶的稳定停泊和安 全升降，沿闸室墙上设有系船设备和辅 助设备
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一、通航建筑物的主要形式及特点
通航建筑物 为船舶（队）通过航道上的航行障碍（集
中水位落差）而设置的水工建筑物 主要有船闸、升船机两大类 能够建造船闸，一般不采用升船机
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⒉闸首
闸首内设备常布置有 ①工作闸门 用来封闸首口门以保证闸首的挡水 ②输水系统 是供闸室灌水和泄水用 ③闸、阀门的起闭机械等 另有检修闸门、交通桥、启闭机房等
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⒊引航道
㈠船闸
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船闸是用水力直接提升船舶过坝的一种通航建筑物。它主要 由上下闸首、闸室和引航道三个基本部分和相应的设备组成
船闸
船闸工作原理：
假定船舶从下游驶向上游，闸室内水位与下游水位齐平， 下闸门开启，上闸门及上游输水阀门关闭。
首先将船舶从下游引航道内驶向闸室，关闭下闸门及下 游输水阀门，然后打开上游输水阀门给闸室灌水，等闸室 内水位与下游水位齐平后，打开上闸门，船舶驶出闸室， 而进入上游引航道。
三、船闸基本尺寸确定 船闸的基本尺寸决定于过闸船队的船只数目、船只大小。 基本尺寸主要指闸室在有效长度、有效宽度及闸槛上最小 水深。
1、闸室有效长度：即船舶过闸时闸室可供船舶安全停泊 的长度，包括船队及其进闸所需的富裕长度，与驳船一次 过闸数量和编组方式有关。
Lk L1 nL2 L(n 2)
从上游驶向下游其过闸程与此相反。
二、船闸类型 根据船闸所处的位置分： 1、内河船闸 建在内陆渠化河流及人工运河上的船闸。 2、海船闸 建在封闭式海港洪池口门、海运河及入海河流 河口处的船闸。 根据船闸的闸室级数不同分： 1、单级船闸 沿船闸纵向只建有一个闸室的船闸，船舶通 过单级船闸时只需进行一次灌泄水，即可克服上下游水位的 全部落差，这种船闸适用于水头不超过15~20m。 2、多级船闸 沿船闸纵向连续建两个以上闸室的船闸、船 舶通过船闸时城进行多次灌水泄水才能克服上下游水位全部 落差，当水头超15~20m宜采用多级船闸。
船闸布置在河弯的裁直引河上
七、船只过闸时间 过闸方式：单向过闸，船只从上（下）游向下（上）游过闸
双向过闸，一次灌水泄水时间内船只从上游到下 游，从下游到上游，两方向依次交替过闸。
船只从下游到上游单向过闸程序： 1、打开下游输水系统的阀门放水，使闸室水位与下游齐平（t3） 2、打开下闸门 (t1) 3、船只进闸（t2） 4、关闭下闸门(t1) 5、打开上游输水系统阀门向灌水，使闸室水位与上游齐平（t3） 6、开启上闸门(t1) 7、船只出闸(t4) 8、关闭上闸门(t1)
船闸的组成
船闸的组成船闸由闸室、闸首、输水系统、引航道等几个基本组成部分组成。
如图—1所示图—1船闸组成示意图1一闸室；2一上闸首；3一下闸首；4一闸门；5一阀门；6一输水廊道；7一门龛；8一帷墙；9一检修门槽；10一上游引航道；11一下游引航道（1）闸室闸室的作用：介于船闸上、下闸首及两侧边墙间供过坝（闸）船队（舶）临时停泊的场所。
闸室的组成：由闸墙及闸底板构成，并以闸首内的闸门与上、下引航道隔。
为了保证闸室充水或泄水时船队（舶）的稳定，在闸墙上设有系船柱和系船环。
闸室的材料：浆砌石、混凝土或钢筋混凝土闸室的类型：根据闸墙与闸底板是否连接在一起，分为整体式和分离式结构。
（2）闸首位于上游端的称上闸首，位于下游端的称下闸首。
在闸室内设有闸首的作用：是将闸室与上、下游引航道隔开，使闸室内维持上游或下游水位，以便船队（舶）通过。
闸首的组成：工作闸门、检修闸门、输水系统、阀门及启闭机系统、交通桥及其他辅助设备。
闸首的材料：浆砌石、混凝土或钢筋混凝土（3）输水系统输水系统的作用：供闸室灌水和泄水的设备，使闸室内的水位能上升或下降至与下游或下游水位齐平。
输水系统的形式：集中输水系统和分散输水系统。
集中输水系统，也称头部输水系统。
是将输水系统的设备集中布置在闸首范围内，灌水时，水经上闸首由闸室的上游端集中流入闸室，泄水时，水从闸室的下游端经下闸首泄入引航道。
分散输水系统，也称长廊道输水系统，是将输水系统的设备分散布置在闸首及闸室内，通过纵向输水廊道上的出水孔灌泄水。
（4）引航道与上闸首相连接的叫上游引航道，与下闸首相连接的叫下游引航道。
引航道的作用：保证过闸船舶安全进出闸室交错避让和停靠用的一段航道，设有导航和靠船建筑物。
标签：船闸的组成闸室闸首输水系统集中输水系统分散输水系统引航道。
船闸的原理
船闸的原理船闸是一种水利工程设施，用于控制河流或运河中的水位，以便船只能够通过。
船闸的原理是利用重力、液压和机械力学原理，通过开启或关闭闸门来控制水位的变化。
本文将详细介绍船闸的原理及其工作过程。
一、船闸的结构组成船闸由以下几部分组成：1. 闸门：闸门是控制水流的主要部件。
闸门可以是单扇或多扇，通常由钢板或混凝土制成。
2. 工作平台：工作平台是安装闸门的地方，通常是由混凝土或钢板制成的平台。
3. 上升机构：上升机构是控制闸门上升和下降的机构，通常由液压或机械驱动。
4. 底部闸门：底部闸门通常用于控制水流，以便在维护和修理闸门时可以将水流控制在一定范围内。
5. 船闸墙：船闸墙是支持闸门的结构，通常由混凝土或钢板制成。
二、船闸的原理船闸的原理是利用液压和机械力学原理来控制水位的变化。
当闸门关闭时，水流被阻挡，水位上升。
当闸门开启时，水流畅通无阻，水位下降。
船闸的开启和关闭通常是由液压机构或机械手动操作完成的。
液压机构通常由油缸、液压管道、控制阀和油箱组成。
当液压油被泵入油缸时，油缸活塞向上或向下移动，从而控制闸门的升降。
机械手动操作通常由齿轮、链条、绞盘和手柄组成。
当手柄旋转时，齿轮和链条会带动绞盘旋转，从而控制闸门的升降。
三、船闸的工作过程船闸的工作过程通常分为以下几个步骤：1. 开启底部闸门：在开启闸门之前，需要先打开底部闸门，以便将水流控制在一定范围内。
2. 开启闸门：当底部闸门打开后，可以开始开启闸门。
闸门通常由液压机构或机械手动操作完成。
当闸门开启时，水流畅通无阻，水位下降。
3. 船只通过：当水位下降到适当的高度时，船只可以通过船闸。
4. 关闭闸门：当船只通过后，需要关闭闸门。
闸门通常由液压机构或机械手动操作完成。
当闸门关闭时，水流被阻挡，水位上升。
5. 关闭底部闸门：当闸门关闭后，可以关闭底部闸门，以便将水流控制在一定范围内。
四、船闸的应用船闸广泛应用于河流和运河中，以便船只能够通过。
船闸还可以用于控制河流或运河中的水位，以便农业灌溉、水电站发电等用途。
船闸闸室结构分析课件
实际应用与改进建议
详细描述
根据评估结果，该实例还提出了实际应用中可能遇到的问 题和改进建议，为新型船闸闸室结构设计的进一步优化提 供了参考。同时，还对实际应用的新型方案进行了监测和 跟踪评估，以检验其性能表现和可靠性。
THANKS.
总结词
实际施工验证
详细描述
在完成数值模拟分析后，该实例还对实际施工进行了验证 ，通过施工监测和实际运行数据与模拟结果的对比，证明 了该大型船闸闸室结构的可靠性和稳定性。
实例二：某复杂船闸闸室结构稳定性分析
总结词
复杂环境下的稳定性问题
详细描述
该实例还考虑了多种因素之间的耦合作用对船闸闸室结构 稳定性的影响，如地震、水流、风载等。通过建立耦合模 型，分析了这些因素共同作用时对结构稳定性的影响。
边界元分析方法
总结词
通过将船闸闸室结构的边界离散化为一系列小的单元，利用数学方法求解这些单元的平 衡状态，从而得到整个结构的应力、应变等力学性能。
详细描述
边界元分析方法是一种基于边界离散化的数值分析方法，通过将船闸闸室结构的边界离 散化为一系列小的单元（如三角形、四边形等），并利用数学方法（如变分原理、能量 平衡等）求解这些单元的平衡状态，从而得到整个结构的应力、应变等力学性能。这种
船闸闸室结构分析
05
实例
实例一：某大型船闸闸室结构分析
总结词
大型船闸的复杂性
详细描述
该实例主要分析了某大型船闸闸室的结构设计，包括其尺 寸、材料、施工工艺等，并考虑了船闸运行过程中可能出 现的各种载荷和工况，以确保闸室结构的稳定性和安全性 。
总结词
数值模拟技术的应用
详细描述
为了验证闸室结构的可靠性和优化设计方案，采用了数值 模拟技术进行模拟分析，包括有限元分析和有限差分法等 。通过模拟分析，可以预测结构在不同工况下的应力和变 形情况，为实际施工提供指导。
船闸的类型 (1)
船闸的类型船闸的类型较多，影响船闸形式的主要因素有水头的大小、流量的多少、地形的陡缓、地质的优劣、所需的通过能力、建筑材料的供应情况，以及当地施工技术条件等。
(一)按船闸的闸室级数分类(1)单级船闸。
沿船闸纵向只建有一级闸室的船闸，如图11—2所示。
这种形式的船闸，船舶通过时，只需要进行一次充泄水即可克服上、下游水位的全部落差，过闸时间短，船舶周转快，通过的能力较大，建筑物以及设备集中，管理较为方便。
一般单级船闸的适用水头不超过l5～20m。
(2)多级船闸。
是指沿船闸纵向连续建有两级以上闸室的船闸，如图1所示。
船舶通过多级船闸时，需进行多次充泄水才能克服上、下游水位的全部落差。
当水头较大时，采用多级船闸，过闸的用水量将会增大，充泄水进人闸室和引航道的水流流速较高，对船舶及输水系统的工作条件不利，而且还将使闸室及闸门的结构复杂化。
多级船闸一般适用于水头超过l5～20m的情况。
图1 多级船闸示意图1一闸门；2一帷墙；3一闸墙顶(二)按船闸的线数分类(1)单线船闸。
其特点是在一个枢纽内，只建有一条通航线路的船闸。
一般情况下，大多采用这种形式。
(2)多线船闸。
是指在一个枢纽内建有两条或两条以上通航线路的船闸。
如图2所示，为长江葛洲坝水利枢纽所采用的三线船闸。
船闸线数的确定，主要取决于货运量与船闸的通过能力。
当通过枢纽的货运量巨大，采用单线船闸不能满足通过能力要求时，或船闸所处河段的航道对国民经济具有特殊重要意义，不允许因船闸检修而停航时才修建多线船。
图2 三线船闸布置示意图在双线船闸中，可将两个船闸的闸室并列，而在两个闸室之间采用一个公共的隔墙，如图3所示。
这时可利用隔墙设置输水廊道，使两个闸室相互连通，一个闸室的泄水可以部分地用于另一个闸室的充水。
因此，可以减少工程量和船闸用水量。
(三)按闸室的形式分类(1)广厢船闸。
其主要特点是闸首口门的宽度小于闸室的宽度，如图4所示。
这种船闸可以缩窄闸门的宽度、简化启闭设施、降低工程造价。
船闸简介ppt课件
二、船闸的组成和工作原理
㈠船闸的组成 ㈡船闸的工作原理
16
㈠船闸的组成
闸室、闸首、引航道等三个基本部分及相应的设备所组成
17
⒈闸室
指船闸上、下闸首和两侧闸室墙环绕而 形成的并提供船舶停泊使用的空间
为了保持充泄水时船舶的稳定停泊和安 全升降，沿闸室墙上设有系船设备和辅 助设备
⒈内河船闸
建在内陆河流及人工运河上、供内河船舶航 行的船闸 特点：平面尺度相对较小，多承受单向水头
⒉海船闸
建在封闭式海港港池口门、海运河及入海河 口，供海船航行的船闸
特点：平面尺度大、槛上水深大、多承受双向水头， 无上、下闸首之分
34
㈡ 按船闸纵轴上闸室级数分类
⒈单级船闸 船闸轴线上仅有一个闸室的船闸 ⒉多级船闸 船室轴线上有两个及两个以上闸室的船闸
B0≥bc+ bc1 +△b1 + △b2
62
葛洲坝水利枢纽 三峡水利枢纽
63
㈢其他建筑物的布置
船闸引航道中设有导航和靠船建筑物以及护坡、护底 等结构。图为秦淮河船闸靠船建筑物
64
⒈导航和靠船建筑物型式
Ⅰ、导航建筑物（导航墙） 位于引航道内，与闸首直接相连，引导
船舶（队）进出船闸的建筑物 Ⅱ、靠船建筑物 供船舶（队）进闸前停泊系靠的建筑物
35
⒈单级船闸
⑴过闸时间短，通过能力大 ⑵运行管理方便（建筑物及设备集中） ⑶闸阀门及起闭机械少，可靠性高 ⑷占地少，便于布置（长度小） ⑸耗水多，结构复杂，对地质条件要求高（水头高） ⑹对输水系统要求高
36
⒉多级船闸
型式主要有 ①设中间渠道多级船闸 ②连续多级船闸
船闸简介
船舶如何进出闸？
船舶曲线进，直线出，行程短，通过能力大。
单向：船舶直线进闸，快，曲线出闸。 一个方向船舶直线进出，快；另一方向曲线进出闸。
㈡引航道的尺度
⒈引航道长度
①导航段 ：船尾在未驶出闸首前保持沿闸轴 线行驶
②调顺段：船从引航道转入船闸轴线所需的 长度
③停泊段：等待过闸船停靠并与出闸船避让 交错段
加拿202大0/3韦/22兰运河上的1号、2号船闸，国103内涟水的水府庙船闸
50
潇水双牌设中间渠道的两级船闸
长江三峡工程平面布置图
2020/3/22
103
52
四、船闸的引航道
㈠引航道的布置 ㈡引航道的尺度
㈠引航道的布置
⒈作用 ⑴保证船舶安全、顺利地进出船闸 ⑵供等待过闸的船舶安全停泊 ⑶使进出闸船舶能交错避让 ⒉要求 ⑴足够的水深及相应的平面尺度和形状 ⑵良好的掩护及水流条件
⒊在高水头的通航建筑物中升船机的造价一般 较小
⒋机电设备是保证升船机安全运行的一个重要 部分，升船机的建造与安装要求有较高的设计 与工艺水平
㈡升船机
升 船 机 示 意 图
3000吨垂直卷扬升船机
㈢通航建筑物选择
各国建设和科研工作经验表明 ⒈当水头在70m以上，宜建造升船机 ⒉水头在40～70m之间应进行升船机
三、船闸的类型
㈠按船闸的位置分类 ㈡按船闸纵轴上闸室级数分类 ㈢按并列的闸室数分类 ㈣按船闸使用特点分类
㈠按船闸的位置分类
⒈内河船闸
建在内陆河流及人工运河上、供内河船舶航 行的船闸 特点：平面尺度相对较小，多承受单向水头
⒉海船闸
建在封闭式海港港池口门、海运河及入海河 口，供海船航行的船闸
特点：平面尺度大、槛上水深大、多承受双向水头， 无上、下闸首之分
修建船闸知识点总结
修建船闸知识点总结1. 船闸的概念和作用船闸是一种用来调节河流水位，并使船只能通过的水利工程设施。
船闸的主要作用是解决水位不同的河段之间的船只输送问题，实现河流的连通性。
2. 船闸的种类根据不同的建设目的和水文地质条件，船闸可以分为不同类型，常见的种类有港口船闸、内河船闸、沿海船闸等。
每种类型的船闸在设计和施工时都有其独特的要求。
3. 船闸的结构船闸由上闸室、船闸桥、闸门、下闸室等部分组成。
上闸室用于储水，船闸桥用于引导船只，闸门用于控制水位，下闸室用于放水。
为了确保船闸的正常运行，这些结构需要精确设计和严格监测。
4. 船闸的设计原则船闸的设计需要考虑水流、水深、船只类型、船舶通行方式等因素。
合理的设计可以提高船闸的通行效率，减少船舶等待时间，降低运输成本。
5. 船闸的施工要点船闸的施工需要考虑地基条件、水文条件、交通需求等因素。
在施工过程中，需要进行地基处理、船闸结构施工、设备安装等工作，以保证船闸的安全运行。
6. 船闸的管理与维护船闸的管理与维护是保证船闸安全运行的重要环节。
包括船闸设备检测、维修保养、巡视检查等工作，以保证船闸设施的长期稳定运行。
7. 船闸的现代化建设随着科技的不断进步，船闸的建设也逐渐向着智能化、自动化方向发展。
现代船闸建设需要考虑智能化控制系统、远程监测、自动识别系统等先进技术。
通过本文的介绍，读者可以对修建船闸的相关知识有一个初步的了解。
修建船闸是一项重要的水利工程项目，在实际施工过程中需要多方合作，充分考虑各种因素，以确保船闸的安全、高效运行。
希望本文的介绍对读者有所帮助。
船闸设计课件讲解
BC—过闸船只宽度；
B—船与船、船与岸边富余宽度；
。 B (0.2 ~ 0.5)引航道中船速较小取小值，船速较大取大值 Bc
船
闸
船闸总体规划
船闸基本组成及工作原理 船闸是为船舶克服水道落差而设置的一种结构简单、使用方 便的通航建筑物，船闸一般由上、下闸首、闸室、上下游引 航道组成。 闸室：是指上、下闸首和两侧闸室墙组成的空间，闸室是供 船只过闸时停泊的地方，在闸室内一般有系船等辅助设备。 闸首：将闸室与上下游引航道隔开的挡水建筑物，位于上游 的闸首为上闸首，位于下游的闸首为下闸首，闸首内设闸门 和向闸室内灌水或由闸室向外放水的输水系统以及启闭机械。 引航道：引导船只安全进出船闸，引航道内设有导航建筑物 和靠船建筑物，导航建筑物引导船舶顺利进出闸，靠船建筑 物供等待过闸船舶停靠使用。
船闸工作原理： 假定船舶从下游驶向上游，闸室内水位与下游水位齐平， 下闸门开启，上闸门及上游输水阀门关闭。 首先将船舶从下游引航道内驶向闸室，关闭下闸门及下 游输水阀门，然后打开上游输水阀门给闸室灌水，等闸室
内水位与下游水位齐平后，打开上闸门，船舶驶出闸室， 而进入上游引航道。从上游驶向下游其过闸程与此相反。
的闸室内水流紊乱，停泊条件，不能停船，这段闸室长度称 镇静段，镇静段长度与船闸设计水头，输水系统的消能型式 及闸室的过水断面等因素有关，其大小可通过模型试验确定， 中小型船闸镇静长度一船取4m，此时
Lk L1 nL2 L(n 2) L镇静
2、闸室有效宽度：闸室墙两侧表面突出部分最小距离，当 闸室墙上装有护木时，应为护木外表面间距离。
（一）引航道的形状
1、对称式引航道 引航道轴线与闸室轴线相重合，双向过闸时为进出船舶相 交错避让，船舶进出闸必须曲线行驶，因而进出闸速度较慢， 过闸时间长，这种布置多用于小型船闸。
船闸的应用原理连通器
船闸的应用原理连通器一、船闸的定义和分类•船闸是一种水工设施，用于调节河道水位，实现船舶通过不同水位河段的工具。
•根据构造和工作原理不同，船闸可以分为引潮船闸、重力式船闸和引水船闸。
二、船闸的基本构造和组成船闸主要由以下部分组成： 1. 闸室：船舶通过的通道，通常由两扇超大门控制。
2. 闸门：船闸用于封闭船闸闸室的大门，保证船只安全通过。
3. 坝墩：位于船闸两侧，起到支撑和固定闸门的作用。
4. 集水器：收集上游的水流，引导水流进入船闸。
5. 升降机：用于提升和降低船只的水平位置，以适应不同水位的情况。
三、船闸的工作原理船闸通过升降闸门和控制水流的方式来调节河道的水位。
其工作原理可以分为以下几个步骤： 1. 升降闸门：当船闸需要通船时，先降低闸门到底部，为船只通行留出空间。
2. 调节水位：通过打开或关闭水闸，控制上下游水位的差异，以便船只顺利通过。
3. 放水：当船只通过船闸后，开启下游的水闸，以恢复河道的正常水位。
4. 升起闸门：当一艘船通过船闸后，闸门被提升至原来的位置，等待下一艘船的通行。
四、船闸的应用场景船闸在以下情况中起到至关重要的作用： - 水位差大：当两个不同水位的河段需要船只穿越时，船闸可以调节水位差，方便船只通行。
- 防洪控制：在河流防洪方面，船闸可以通过调节水位和控制流量，减缓洪水的涌入。
- 水利发电：船闸也可用于水利发电，通过调节水位和控制水流，为发电设备提供水源。
- 水上运输：船闸是水上运输的重要设施，通过船闸可以连接不同的航道，方便货物和旅客运输。
五、船闸的局限性和问题尽管船闸在水工和交通方面具有重要作用，但也存在一些局限性和问题： - 建设成本：船闸的建设成本较高，需要大量的工程和材料投入。
- 维护和管理：船闸需要定期维护和管理，保证其正常运行。
- 船闸容量：较小的船闸容易导致拥堵，限制了船只通行的能力。
- 环境影响：船闸的建设和运行对周围环境可能产生一定的影响，需要进行环境评估和保护措施。
2020第十五章37船闸结构形式及特点
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15.3 船闸的闸门、阀门
• 一、阀门的分类 • 船闸的闸、阀门，按其工作性质可划分为工作闸、阀门；
检修闸、阀门；事故闸、阀门。
• 按闸、阀门的结构特征分类，闸门可分为人字闸门、升降 式平面闸门、横拉闸门、三角闸门、一字闸门、弧形闸门、 迭梁闸门和浮式闸门等；阀门可分为平面阀门、反向弧形 阀门、圆筒阀门和蝴蝶阀门等。
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• 2．闸首布置及构造 • 根据受力和结构特点，闸首在长度（顺水流）方
向上一般由三段组成。对于不同的门型，各段尺 寸亦各异，图15-10为人字闸门的闸首分段图式。
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图15-10人字闸门闸首分段图式, 图15-11检修门槽在闸首外
闸门支持段
门前段
图15-10人字闸门闸首分段图式
门龛段
（15-1）
• d——门龛深度（m），一般为门厚加0.40～0.8m；
• θ——闸门与船闸横轴线的夹角，一般取20o～22.5o。
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• 横拉闸门 • 横拉闸门的门槽宽度，主要由门厚、上下游支承木的厚度
及闸墩楔形支承厚度组成： L2＝h + 2（0.2十0.25） （15-2）
• 式中h——横拉门厚度，m；支承木厚度取0.2m，楔形支承 厚度取0.25m。
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15.2 闸首的布置与结构
• 船闸闸首由底板、边墩及工作闸门等组成挡水结 构，一般设有输水廊道、闸门、阀门、闸阀门启 闭机械及其相应的设备等。因此闸首布置及尺寸 与所选用的闸门型式、输水系统及有无帷墙等有 密切关系。典型闸首布置如图15-9所示。
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（a）人字门闸首（b）横拉门闸首（c）三角门闸首 图15-9 闸首布置型式
船闸工作原理
船闸工作原理
船闸是水利工程中最常见的水坝设施，它可以控制水位，调节流量，防止防洪，蓄水，发电等功能。
船闸在水利工程建设中非常重要。
它不仅可以控制水流，改变水位，而且可以保护河流免受洪水的侵害，改善河道环境。
船闸的工作原理是，它由建构结构（柱子，墙壁，门板，码头等）和机械装置（电动机，行星齿轮箱，螺杆机械联轴器，液压缸）组成。
当闸门关闭时，船闸可以把湖水和河水隔离开来，以防止泛滥；当闸门打开时，这两种水体可以混合，并释放出洪水。
每当水位高于某个高度或低于某个低度时，船闸控制装置就会自动控制闸门的开启手动控制，实现对水位的控制。
另外，管理船闸的运行状态也是一项重要的工作，一般的船闸会安装有船闸调度设备，可以实时跟踪船闸的运行状态，以及船闸水位、水流速度、潮位、水流方向等数据，以便及时了解河流情况，为更好地控制水位提供及时有效的信息。
此外，为了节约能源，船闸也可以采用水力发电机组作为发电设备，通过接受船闸上水流动能，实现发电。
这种发电方式节约电能，也有助于环境保护，是一种比较可行的发电方式。
总之，船闸的工作原理是本质上的机械设备和控制装置的配合，以及科学的操作运行和管理，这是船闸能够准确控制河流水位的基础。
只有充分理解这一原理，在建造的时候严格按照工程设计要求施工，并进行全程实时监控，船闸才能发挥最佳效果。
船闸工作原理
船闸工作原理
船闸是一种被广泛应用于河流、湖泊、运河、港口等水域的控制枢纽，它的作用是为了控制水位，调整水流方向，保护岸边建筑物和临界水位，并提供船舶通行的便利。
船闸一般由闸坝、控制室和支撑结构组成，其中，闸坝由活闸和静闸组成，活闸是指闸门，也称之为可活动闸。
它是一种采用机械方式控制水位的设施，它的主要功能是开启或关闭，通过开启或关闭它来控制水位。
而静闸又称之为不可活动闸，它能够控制水流的方向，使水流改变方向，从而控制水位的大小。
支撑结构包括闸柱、闸板；控制室包括电气控制装置、操作控制面板、回路监测系统等。
权威部门可以使用控制室中的控制装置控制和管理闸坝。
通过控制电机，使船闸开启或关闭，控制水位、清疏水流，保护岸边建筑物和提供船舶通行的便利。
船闸的操作原理是将高低水位的上下压差放大，以激活传动装置，实现对闸坝的操作，闸坝通常采取等分制，以对水位控制十分细致：当水位升高，闸坝被推开，水位降低，闸坝缩起；当水位离上限接近，设备中的低水位传感器发出信号，使闸坝关闭；当水位离下限接近时，高水位传感器发出信号，使闸坝开启。
以上为船闸的基本工作原理。
船闸的发展大大改变了水运的状况，也大大提高了船闸的安全性和稳定性，使船舶通过更为舒适安全。
船闸的安全性和稳定性的提高，也使船舶可以更好地利用陆地，更好地服务于社会发展。
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及配筋混凝土结构等。 • 重力式结构按断面型式分为梯形和衡重式两种。 • 重力式闸墙一般采用折线形墙背坡。浆砌条（块）石闸墙
也可做成阶梯形墙背。
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• 根据国内已建的土基上船闸的统计，闸墙底宽与墙高之比 约在以下范围内：
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15.2 闸首的布置与结构
• 船闸闸首由底板、边墩及工作闸门等组成挡水结构， 一般设有输水廊道、闸门、阀门、闸阀门启闭机械 及其相应的设备等。因此闸首布置及尺寸与所选用 的闸门型式、输水系统及有无帷墙等有密切关系。 典型闸首布置如图15-9所示。
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（a）人字门闸首（b）横拉门闸首（c）三角门闸首 图15-9 闸首布置型式
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15-8倒梯形衬砌断面图
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• 5、混合式 • 基岩顶面低于闸墙顶高程时，可采用混合式结构，即基岩以上采
用重力式，基岩以下采用衬砌式结构。
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三、闸底设计
• 透水闸底由护面（块石或混凝士板等）、反滤层 及纵横格梁组成，反滤层采用中石、小石、中粗 砂构成。砂性地基，反滤层多为3～4层；粘性地 基，多为2～3层。
• 护面一般采用干砌块石，厚度一般为25～40cm， 在石料缺乏地区，也可采用混凝土板。
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• 为固定护面及反滤层各层间的相对位置，闸底须设置纵 横格梁，纵横格梁控制的面积以30m2为宜，其断面尺寸不 宜小于40cm×40cm，格梁配置构造钢筋。
• 双铰底板是两边闸墙的前趾与底板以斜接或搭接组成两个 假想铰，并在铰接处设止水以形成不透水的分离式结构。 这种型式具有不透水及抗浮、抗渗性能好，闸墙与底板分 别受力可减小底板中部的弯矩等优点。
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4、衬砌式
• 岩基上除重力式结构外，还有衬砌式和混合式结构。重 力式结构与土基上重力式结构基本相同。当基岩顶面高 程高于闸墙顶高程时，可采用衬砌式闸室结构。衬砌式 结构有重力式衬砌和带锚筋的薄衬砌。阶梯形衬砌断面 如图15-7，倒梯形衬砌断面如图15-8。
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图15-7阶梯形衬砌断面图
• 梯形断面B／h＝0.7～1.3（B为底板宽，h为墙高） • 梯形断面b／h＝0.5～0.8（b为墙底宽） • 衡重式B／h＝0.5～0.7 • 对于衡重式闸墙，一般在0.4～0.5墙高处设置平台，平台
以上为梯形断面，平台以下设1：4～1：5的倒坡。
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2、悬臂式闸室的构造
• 悬臂式闸室是由闸墙、底扳和后悬臂组成、从船闸轴线 分成两半的对称结构，在底板中间接缝中设置有止水， 形成不透水的闸底。悬臂式结构适用于承载能力较低的 地基，且闸室高度与闸室宽度之比较大的情况。
图15-5 悬臂式闸室横剖面图
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3、扶壁式闸墙的构造
• 扶壁式结构由立板、肋板和底板组成，底板分趾板和内 底板。由于闸室墙系直接建筑于土基上，地基的承载能 力很小。立板、肋板和底板等的连接部位须设置斜托， 图15-6。
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图
15-6
湖 南 深 水 度 河 船 闸
扶壁式闸墙
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• 一、闸室分类
• 船闸闸室有斜坡式和直立式两种。
• 1、斜坡式闸室
•
斜坡式闸室具有结构简单、造价低的优点，但
使用不方便，且耗水量大，目前已很少采用。
• 图15-1 斜坡式闸室图
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• 2、直立式闸室
• 直立式闸室结构由闸墙和闸底组成。按其受力状态可分为 整体式结构和分离式结构两大类。两侧闸墙和底板浇筑在 一起的为整体式结构（图15-2）；闸墙和闸底分别设置的 为分离式结构（图15-3）。
第十五章 船闸结构形式及特点
• 15.1闸室结构形式及构造 • 15.2闸首的布置与结构 • 15.3 船闸的闸门、阀门
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• 15.1闸室结构形式及构造 • 闸室位于上下闸首之间，两侧由船墙限制的一段 人工航道，靠操纵闸、阀门调节水位，使船舶升降 以克服集中落差的结构，为船闸的主体部分。闸室 的结构形式主要取决于地基性质及作用水头的大小。
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• 在岩基上常用的型式有重力式、衬砌式和混合式，如图154。 当基岩坚硬、完整时，可不设底板；当基岩不耐冲时，则 须作护底。
•
图15-4 岩基上的闸墙结构
•
（a）重力式（b）衬砌式（c）混合式 52
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二、各种闸室结构型式的构造如下：
• 1、重力式闸墙的构造 • 重力式闸墙是靠自重维持稳定，地基反力较大，对地基承
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图
15-
2整
体
式
闸
本节内容结束
室
结
构
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图15-3分离式闸室结构 （a）重力式（b）衡重式（c）悬臂式（d）扶壁式
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• 分离式结构闸墙类型较多，常用于土基上的有重力式、悬 臂式、扶壁式。
• 土基上的分离式闸室，大多采用带有横撑格梁的透水闸底， 这种闸底比较经济，但只适用于水级较小、地基对渗透变 形不敏感的情况。当水头较高，地基为粉砂、细砂或淤泥 的闸室则可采用双铰式不透水底板或采用整体式结构。
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• 2．闸首布置及构造 • 根据受力和结构特点，闸首在长度（顺水流）方 向上一般由三段组成。对于不同的门型，各段尺 寸亦各异，图15-10为人字闸门的闸首分段图式。
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图15-10人字闸门闸首分段图式, 图15-11检修门槽在闸首外
闸门支持段
门前段
图15-10人字闸门闸首分段图式
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• 1、闸首结构按其受力状态可分为整体式结构和分离式结构。
• 在土基上为避免由于边墩不均匀沉降而影响闸门正常工作， 一般采用整体式闸首结构；岩基上的闸首，则可采用分离 式结构，如葛洲坝工程l、2、3号船闸，建于砂岩上，其上 闸首均采用分离式结构。当岩石较完整时，可不设底板， 只有当岩石裂隙较多或岩石较软弱时，才考虑加设底板或 护底，必要时也可采用整体式结构。
门龛段
图15-11检修门槽在闸首外
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23ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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• （1）门前段长度Ll • 门前段长度Ll主要根据工作闸门型式、检修门尺 度、门槽构造及检修要求确定（图15-11）。 • （2）门龛段长度L2 • 门龛段长度因工作闸门型式不同而异。