船闸设计

船闸的类型 3、根据船闸级数的不同 单级船闸：只有一个闸室的船闸，过闸时间较短， 船舶的周转较快，船闸通过能力较大。H=15～ 20m，我国最高32.6m，国外最高42m。但过闸用 水量大，且灌泄水进入闸室、引航道流速较大，对 船舶停泊、输水系统不利，且闸室，闸门结构复杂。
船闸的类型
2、根据船闸级数的不 同
1-闸门，2-通航孔道，3-胸墙，H-水深
广西
一、船闸的基本尺度 基本尺度选择应满足的要求：
（1）船闸设计水平年内各阶段的通过能力，应满 足过闸船舶总吨位和客货运量要求；
（2）应满足设计船队能一次通过； （3）应满足现有运输船舶和其他船舶过闸的要求。
一、船闸的基本尺度
1、基本尺度：船闸在正常通航中，闸室可供船舶 安全停泊和通过尺度。
阀门泄水至齐平→⑤打开下闸门→⑥进入下游引航道
初始状态上（下）游闸门C（D）和输水阀门A、B关闭
船闸的类型 1、按照所处的地理位置和过闸船舶不同 内河船闸：建于内陆河流及人工运河上，供内 河船舶航行的船闸 海船闸：建于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 运河船闸：内陆运河 与内河船闸相比，海船闸的平面尺寸及门槛水 深均较大。
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合理选择，参考国内外船闸设计、运行实践、实船试 验拟定。
二、船闸线数 1、分类：单线、多线（双线、三线等） 2、选择方法：应根据船闸设计水平年内的客、 货运量、过闸的船型、船队组成、地形地质条件、 船闸所在河流的重要
性等因素，结合船闸尺 度及通过能力、船闸级 数综合论证选择。
二、船闸线数
凡属下列情况之一者， 应设置双线或多线船闸:
( 1 ) 采用单线船闸不能满足设计水平年内过闸船舶数量、 总吨 位数、 客货运输量过闸的通过能力要求的;
( 2 ) 客货运量大， 船舶过闸繁忙的连续多级船闸， 由于单线船 闸迎向运转要等待和延长过闸时间、 降低通过能力和船舶运输效 率而不经济的;
( 3 ) 运输繁忙和重要航道在年通航期内， 不允许由于船闸检修、 疏浚、 冲沙和事故等原因造成断航的;
大船队、船舶长度之和加上各船队、船舶间的停泊间隔长度;
一、船闸的基本尺度
闸室的有效宽度Bx 取值：
船闸设计总体 规范（JTJ 305-2001）
一、船闸的基本尺度 闸室的有效宽度Bx
内河通航标准 （GB 50139-
2004）
一、船闸的基本尺度
门槛水深H的计算
定义：设计最低通航水位至门槛顶部的最小水深，
并应满足设计船舶、 船队满载时的最大吃水加富裕
深度的要求。
取值：
船闸设计总体 规范（JTJ 305-2001）
一、船闸的基本尺度 7、船闸富裕尺度 在计算LX、BX、H中均体现了富裕尺度Lf、Bf、H-T
富裕 尺度
太小
船舶进闸速 度
降低
船舶航行阻 力
加大
船闸通过能 力
降低
船舶安全运 行
降低
太大 增加投资，浪费
分 闸室有效长度Lx 为 闸室有效宽度Bx
门槛水深H
一、船闸的基本尺度 船闸有效长度Lx的计算
取值： LX lc l f
Lc——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
三、船闸的类型 2、根据船闸线数不同 单线船闸：在一个枢纽只建有一座船闸。 多线船闸：在一个枢纽建有两座以上的船闸
船闸线数的确定，取决于货运量与船闸的通过能 力。
京杭运河要求保证全部三线覆盖。
在一般情况下，大多只建单线船闸。只有单线船闸 的通过能力在设计水平年内不能满足运量的需要时， 或船闸所处河段的航运对国民经济具有特殊重要意 义，不允许因船闸检修等因素而可能发生断航时， 才必须建造两线或多线船闸。通常是根据近期货运 量先建单线船闸，根据水运发展的可能预留位置， 随着货运量的增加，再扩建第二线以及多线的船闸。
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
一、船闸组成
2、闸室：帮助船舶克服航道上集中水位落差。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
3、原理：类似船闸 4、特点
升船机一般在高水头情况下采用，在提升船舶、
船队的过程中不消耗水，提升速度较快，但机 电设备重量大，制造与安装精度要求高，适用 枢纽上下游水位变幅能力差。
船闸与升船机比较 1、相同：克服上下游水位差的通航建筑物 2、不同 原理不同 船闸：利用水力作用使船舶升降 升船机：利用机械作用使船舶升降
3、过闸原理：连通器原理 4、特点：营运费用低；船闸尺度根据船舶需要而 定
二、升船机
1、升船机：利 用机械的方法升 降装载船舶的承 船厢，使船舶克 服由于在天然或 渠化河流阻力。
二、升船机 2、组成： a.承船厢 b.支承结构 c.闸首 d.机械传动机构 e.电器控制系统 f.事故装置
承船厢
二、升船机
船闸设计
一、通航建筑物
1、作用：帮助船舶克服航道上集中水位落差。
2、种类：船闸、升船机
3、适用范围：
水位差H>70m
升船机
水位差H=40~70m 升船机或船闸
水位差H<40m
船闸
一、船闸
1、船闸：用水力直接提升船舶过坝的一种通航建 筑物
2、组成：闸室、闸首（上、下）、引航道（上、 下游）、输水系统等。
（3）上游设计最低通航水位的确定
船闸检修水位
船闸施工水位
四、船闸设计水位
1、上、下游设计最高（最低）水位
四、船闸设计水位
1、上、下游设计最高（最低）水位
四、船闸设计水位
2、上下游设计最高通航水位 （1）定义：船闸正常运用的上限水位，是船闸建筑物的设计 标准之一。
（2）上游设计最高通航水位的确定
（3）上游设计最低通航水位的确定
组成
闸墙：设有系船柱和系船环 闸底板：整体式或分离式
作用：形成船舶停泊的空间
集中输水系统：短廊道输水系统或闸门输水系统 分类 分散输水系统：长廊道输水系统
输水路径：进水口→输水廊道→出水口→输水阀门
工作要求
输水时间段 船舶停泊安全 输水中不产生冲刷、空蚀、振动等破坏
闸门和阀门 工作闸门、检修闸门、事故闸门 用来封闸首口门以保证闸首的挡水 阀门 输水阀门等
2、选择依据：根据水头、 地形、 地质、 水源、 水力学等自然和技术条件进行技术经济分析比较 确定。
3、级数选择（规范规定）
三、船闸级数 4、船闸级数的确定：
三 峡 连 续 五 级 双 线 船 闸
四、船闸设计水位
船闸设计水位：
船闸设计通航水位 船闸校核水位
上游设计最高（最低） 通航水位
下游设计最高（最低） 通航水位
一、船闸组成 5、引航道(上、下游)： 分段：直线段、过渡段、制动段 设施：导航及靠船设施
作用：保证船舶（队）顺利进出船闸，并为 等待过闸的船舶提供临时停泊的场所。
⒈上行作业 ①打开下闸门→②进入闸室→③关闭下闸门→④打开上
阀门灌水至齐平→⑤打开上闸门→⑥进入上游引航道 ⒉下行作业 ①打开上闸门→②进入闸室→③关闭上闸门→④打开下
多级船闸：沿船闸
轴线方向连续有两个 以上闸室的船闸， H>20m
例：
三峡：双线五级船闸
H=113m，单极闸室 240m×34m×5m(水
深)
多级船闸分类：
（1）设中间渠道的多级船闸：有供船舶错船会 让的中间渠道，提高多级船闸的通过能力和运行保 障率。
（2）连续多级船闸：能克服较大的水位落 差．但船舶过闸时间长，通过能力小。
船闸 升船机
引航道 相同
闸首 有输水系统 没有输水系统
躯干
闸室 （固定）
承船厢 （活动）
船闸分级
船闸组成 闸室、闸首、引航道三个基本部分及相应的设备组成。
一、船闸组成 1、闸首：上、下闸首（多级船闸还有中闸首） 设备：工作闸门，输水系统，闸、阀门的启闭机械， 交通桥，辅助设备 作用：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，以便船舶（队）通过。
( 4 ) 客运、 旅游等船舶多， 过闸频繁， 需解决快速过闸的;
( 5 ) 区间小船、 渔船和农副业船舶数量多， 过闸频繁影响通过 能力的。
二、船闸级数
1 分类：
过闸时间短，通过能力大，故障较少，管理
单级：方便，最广泛 连续多级船闸
多级
通过能力小，过
设中间渠道的船闸 闸时间长，一般
建双线。
二、船闸级数