航道工程学课程设计

1.4设计资料
表1.4：设计资料数据一览表
序号
工程项目
指标
备注
1
设计水平年
2028
2
船闸级数
单级
3
通航规模
Ⅱ级
4
航道设计标准（m）
130×2.6×560
航宽×航深×弯曲半径
5
船队尺度（m）
186.0×32.4×2.6
1顶4艘2000t级分节驳
6
船闸年通过能力（万t）
3000
远期
7
最大过船吨位
2000t
8
船闸设计标准
4×2000t
船队一次通行过闸
9
通航期（天）
350
10
最高通航水位（P=10%）（m）
23.9/23.8
上游/下游
11
最低通航水位（P=98%）（m）
18.6/5.05
上游/下游
12
正常蓄水位（m）
23.9
13
通航净空（m）
10
14
地形地质
建基岩体主要为砂岩，岩体完整性较好，裂隙不甚发育。
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》（GB50139-2004）中规定的8m，12m，16m，23m，34m宽度。
式中Bx——船闸闸首口门和闸室有效宽度(m)；
——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；
——富裕长度(m)，顶推船队 ≥2+0.06 ；拖带船队 ≥2+0.03 ；货船和其他船舶 ≥4+0.05 ；
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
船队组合
船队长度lc（m）
富裕长度lf（m）
闸室有效长度Lx（m）
A
——富裕宽度(m)；
——富裕宽度附加值(m)，当bc≤7m时， ≥lm；当 ≥7m时， ≥1.2m；
——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
船队组合
船队总宽度 （m）
富裕宽度 （m）
闸室有效宽度Bx（m）
A
1艘4×2000t船队
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.
2.1船闸基本
2.1.1
根据《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）：
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。
式中 ——闸室有效长度(m)；
——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；
1艘4×2000t船队
186.0
13.16
199.16
B＋B
2艘2×2000t船队并列
182.0
12.92
194.92
B＋C＋D
1艘2×2000t船队与1艘2×500t船队并列，和一艘1000t货船
182.0
12.92
194.92
所以，闸室的有效长度取200m。
2.
根据《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）：
Φ=32.4×2.6=84.24m2；
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l1，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l2，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）÷cos22.5°=18.4m，取20m。取富余长度2m，所以门龛长度为22.0m。
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：20110121
姓名：Leabharlann 日期：2015年1月1.1.1设计依据
航道工程课程设计指导书
1.2
船闸总体设计规范，JTJ305-2001，人民交通出版社
内河通航标准，GB50139-2004，中华人民共和国建设部
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：
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(m2)；
——最低通航水位时,闸室过水断面面积(m2), 。
则： =34×4.5=153m2；
32.4
1.5
33.9
B＋B
2艘2×2000t船队并列
32.4
1.6
34.0
B＋C＋D
1艘2×2000t船队与1艘2×500t船队并列，和一艘1000t货船
31.8
1.6
33.4
所以，闸室的有效宽度取34.0m。
2.1.3船闸
根据《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）：
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。
15
水文
降雨量及气温资料从略。
1.5设计船型
表1.5 主要设计船型一览表
船队编号
船型
组队方式
船队尺度（m）
A
1顶4×2000t
2排2列
186.0×32.4×2.6
B
1顶2×2000t
2排1列
182.0×16.2×2.6
C
1顶2×500t
2排1列
110.0×10.8×1.6
D
货船1000t
货船
49.9×15.6×2.8
船闸闸阀门设计规范，JTJ308-2003，人民交通出版社
船闸水工建筑物设计规范，JTJ307-2001，人民交通出版社
船闸输水系统设计规范，JTJ306-2001，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。
式中 ——门槛最小水深(m)；
——设计船舶、船队满载时的最大吃水(m)。
则：
≥1.6 =1.6×2.6=4.16m，取 =4.5m。
所以，船闸的门槛最小水深取4.5m。
综上，船闸尺度为：
闸室有效长度(m)
闸室有效宽度度(m)
船闸门槛最小水深(m)
200
34
4.5
组合1：
组合2：
组合3：
2.1.4船闸