东江水利枢纽船闸总体设计方案[优秀工程方案]

学号:2013105219

密级: 公开

航道工程课程设计

设计说明书

题目:东江某水利枢纽通航船闸总体设计

学院: 船舶与工程学院

专业: 港口航道与海岸工程

学号:

姓名:

日期: 2016.12

哈尔滨工程大学

2016 年12 月

目录

第1章设计基本资料 (1)

1.1 设计背景 (1)

1.2 设计标准、规范 (1)

第2章船闸总体设计 (2)

2.1船闸的基本尺度 (2)

2.1.1闸室有效长度 (2)

2.1.2闸室有效宽度 (2)

2.1.3门槛水深 (3)

2.2闸首的结构的初步设计 (3)

2.3船闸线数和级数 (4)

2.4船闸各部分高程的确定 (5)

2.4.1船闸闸门门顶高程 (5)

2.4.2闸首墙顶高程 (5)

2.4.3闸室墙顶高程 (5)

2.4.4闸室底板高程 (5)

2.4.5闸首门槛顶和引航道底高程 (6)

2.4.6靠船建筑物和导航建筑物顶高程 (6)

2.5 引航道平面布置及尺度确定 (7)

2.5.1引航道平面布置 (7)

2.5.2引航道长度 (7)

2.5.3引航道宽度 (8)

2.5.4引航道水深 (9)

2.6船闸的通过能力计算 (9)

2.7船闸的耗水量计算 (11)

2.8船闸附属设施布置 (12)

2.8.1 系船设备 (12)

2.8.2 安全防护和检修设施 (12)

2.8.3消防和救护 (12)

第3章输水系统、闸首、闸阀门选择 (13)

3.1输水系统的设计的基本原则 (13)

3.2输水系统的设计要求、输水系统的选择 (13)

3.3闸首、闸阀门的选择和设计 (13)

3.3.1船闸概述 (13)

3.3.2闸首的结构的选择 (13)

3.3.3闸门、阀门的选择 (14)

3.3.4人字闸门结构设计 (14)

3.3.5闸室结构初步设计 (15)

第1章设计基本资料

1.1 设计背景

东江某水利枢纽是一项以改善水环境、发电为主,兼顾航运,并具有改善城市供水和农田灌溉条件,发展旅游业等多项综合利用效益的水流枢纽工程.根据广东省东江航道技术等级的划分,该航道为Ⅳ级航道,最大通航船舶为500t,该河段主要通航船舶为100t、300t.

1.2 设计标准、规范

(1)课程设计任务书;

(2)设计所参考的诸多相关标准;

(3)相关本专业本科教材,《航道工程》等.

1.3 设计资料

表1.1 设计资料一览表

第2章 船闸总体设计

2.1船闸的 基本尺度

船闸基本尺度 是指闸室有效长度 、闸室有效宽度 及门槛水深.船闸基本尺度 应根据船型、船队以及船闸在设计水平年限内各期(近期、后期)过闸客货运量及过船量(过闸船舶总载重吨位)确定,并应尽量使设计船队能一次过闸. 2.1.1闸室有效长度

闸室有效长度 ,是指船舶过闸时,闸室内可供船舶安全停泊的 长度 .由《航道工程学》,其计算公式为:

f c x l l L += (2-1) 式中:L x —闸室有效长度 (米);

l c —设计最大 过闸船队、船舶的 长度 ,船队设计长度 (米):当一闸次只有一个船队过闸时,为设计船队(舶)长(对于解队过闸的 船队,则为过闸时最长一组船舶的 长度 );当同闸次有两个或两个以上船队(舶)纵向排列过闸时,则为各设计船队(舶)长度 之和加上船队(舶)间的 停泊间隔长度 ;每闸次只有一个船队过闸,取最大 船型长度 188米.

l f —富裕长度 (米)视过闸船队(舶)类型不同,按下列数据采用: 顶推船队)m (06.02c f l l +≥ 拖带船队)m (03.02c f l l +≥ 非机动船)m (2≥f l

据设计资料,顶推船队的 l f ≥2+0.06×113=8.78米,取整为9.0米.则闸室的 有效长度 取为200米. 2.1.2闸室有效宽度

是指闸室内两侧墙面最突出部分之间的 最小 距离.对斜坡式闸室,其有效宽度 为两侧垂直靠船设施之间的 最小 距离.

闸室有效宽度 B x 可按下式计算:

f c x b b B +∑= (2-2) 式中: B x —闸室有效宽度 (米);

∑b c —同闸次过闸船队(舶)并列停泊的 最大 总宽度 (米),当只有一个船队(舶)过闸时,则为设计最大 船队(舶)的 宽度 b ;

b f —富裕宽度 (米),可按下列数据数据采用:

c f b n Δb b )1(025.0-+=

b c 取最大 船型宽度 10.8米,b f 取为1.2米,则B x =12米,根据《船闸设计总体规范》,取12米. 2.1.3门槛水深

是指在设计最低通航水位时门槛上的 最小 深度 ,与船队(舶)最大 吃水和进闸速度 等有关,对船队(舶)操纵性和工程造价都有较大 影响.门槛水深H 应满足:

T H 6.1≥ (2-3) 式中:H —门槛水深(米);

T —设计最大 过闸船队(舶)的 满载吃水.

H =1.6×1.6=2.56,取2.60米

在确定船闸的 基本尺度 时,还应考虑船闸的 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)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:

0.2~5.1/≥=ΦΩn (2-4) 式中:Ω—最低通航水位时,闸室过水断面面积(米2),Ω=B x ×H ;

Φ—最大 设计过闸船队(舶)满载吃水时船中断面水下部分的 断面面积(米2).

Ω=12×2.60=31.2米2,Φ=1.6×10.8=17.28米2,n =1.81. 2.2闸首的 结构的 初步设计