船闸课程设计

t
1 vn c
பைடு நூலகம்
输水时间校核
T
2C H 2g
(1 ) t v
krDw 2 gH tv pl (c )
P1：允许系缆力的纵向水平分力，（见输规 P3） 通过能力校核
４、结构形式选择
４．１闸首 ４．２闸室 ４．３导航及靠船建筑物 ４．４闸阀门及启闭设备
船闸工程课程设计
一．设计目的和要求 二．设计内容 三．设计方法及步骤 四．设计成果 五．设计时间安排 六．设计参考书
一．设计的目的和要求
巩固已学的专业课及基础课知识； 提高对工程实际问题的分析能力； 增强解决实际问题的能力； 提高设计能力：计算．编写说明书．绘图 等 掌握工程设计的基本内容和方法； 熟悉了解相关规范；
４．３导航及靠船建筑物 ４．４闸阀门及启闭设备
５、闸室结构计算
５．１计算工况 ５．２墙后排水设计 ５．３防渗设计 ５．４荷载计算 ５．５稳定计算 ５．６地基承载力计算 ５．７截面强度计算
5.1 计算工况
运用情况 检修工况 施工工况 完建工况 校核洪水工况 运用＋地震 检修＋地震
５．２墙后排水设计
1.4
1.6～1.7
1.6～1.7
2.0～2.5
2.3 通过能力
P 1 / 2(n n0 ) NG

（１）一次过闸平均吨位 组合法： 一顶２＊２０００吨级船队：３０％ 一顶２＊１０００吨级船队两列并排：５０％ 拖带船队解队过闸：２０％ 注:比例可根据对船型船队的分析进行调整
（２）过闸次数
单向过闸：单向进出闸距离、速度（总规 P24） 双向过闸：双向进出闸距离、速度
船舶进出闸距离经验公式
• 单向过闸： • 进闸： L1 Lc (1 1 ) L'1 Lc (1 '1 ) 出闸 双向过闸： L2 Lc (1 2 ) l1 l2
• L1、L1‘分别为单向进闸和出闸的距离
引航道形式、平面尺度、航道水深
间用。
导航段：l1 ≥lc 调顺段：l2 = (1.5～2.0) lc 停泊段：l3 ≥ lc 过渡段：l4≥10ΔB 制动段： l 4 l c，α可在2.5～4.5之
可合并使用，取大值。
l 4, l 4'
ΔB -引航道直线段宽度与航道宽度之差。
• • • • • •
二．设计内容
１．原始资料的分析整理 ２．船闸总体设计； ３．结构型式及尺度确定； ４．输水系统形式选择； ５．水力计算； ６．闸室的稳定及强度计算
三．设计方法及步骤
１．设计资料
（1）水文资料：特征水位、水位组合； （2）地形资料 （3）地质资料：地基土层性质、分层情况、土层厚 度、力学性质、地基承载力、渗透性等； （4）回填土资料； （5）货运量资料 （6）设计船型 （7）其它：地震、材料来源、施工条件等
2.2 各部分高程
（1）闸门门顶高程（上、下游） （2）上闸首、下闸首墙顶 、槛顶高程； (结构安装高度0.6~1.0m) （3）闸室（墙顶高程、闸室底板高程、胸墙） （4）引航道及导航建筑物（上、下游） 空载干舷
驳船吨级(t) 100 300 500 1 000 2 000
空载干舷高度(m)
1.0

2C H T 2g [1 (1 )K v ]
廊道各部分尺度确定及布置
3.3 水力计算
确定阀门开启方式 计算输水系统阻力系数、流量系数
c 进口 进转弯 沿程 出转弯 出口扩大 出口
c i (
i 1 i m
F 2 ) i
• L2:双向进闸和出闸的距离 • Lc:闸室有效长度 =0.4～0.5 =0.1～0.2 • 系数: l1,l2: 引航道第一段、二段长度
1
’ 1
2
=0.1～0.2
进出闸速度（总规P24）
• • • • • • 单向进闸速度 单向出闸速度 船队 0.5 m/s 0.7 m/s 机动船 0.8 m/s 1.0 m/s 双向进闸速度 双向出闸速度 船队 0.7 m/s 1.0 m/s 机动船 1.0 m/s 1.4 m/s
有效长度 LX=Lc +Lf 式中： LX——闸室有效长度(m)。 Lc——设计最大过闸船队(舶)的长度； Lf——富裕长度(m)；
Lf——富裕长度(m)，视过闸船队(舶)类型不同，按 下列数据采用 顶推船队 Lf ≥2+0.06 Lc (m) 拖带船队 Lf ≥2+0.03 Lc (m) 机动驳和其他船舶 Lf ≥4+0.05 Lc (m)
２．船闸总体设计
2.1船闸各部分尺度确定 2.2 各部分高程 2.3 通过能力 2.4 船闸耗水量 2.5 船闸在枢纽中的布置
2.1船闸各部分尺度确定
• 闸室平面尺度，槛上水深； • 引航道平面形式、尺度及航道水深； • 闸首平面尺度；
闸室平面尺度：
闸室平面尺度：
依据：
船型、船队尺度组合； 船闸在设计水平年期限内各期(近期、后期)过闸客货运 量及过船量(过闸船舶总载吨位)确定； 应尽量使设计船队能一次过闸； 同一航道上其它船闸尺度； 航道等级对应的船闸尺度； 镇静段： １０～１５米
闸室有效宽度：
BX =∑bC +bf
bf b 0.025(n 1)bc
规范规定： BX取８m，１２m，16m,18、23m，34m 槛上水深：H ≥1.6T
内河通航标准（GB50139-2004）
天然和渠化河流： 二级船闸： 有效长度不小于：200米 宽度不小于：23米 槛上水深不小于：4.5米 三级船闸： 有效长度不小于：180米 宽度：23、18、16、12米 槛上水深不小于：3.5米
引航道宽度： 当一侧停泊等候进闸： B0≥bc+bc1+2Δb 两侧停泊等候进闸： B0≥bc+bc1+bc2+2Δb 航道宽度：见“内河通航标准（GB501392004）” • 二级航道：75 • 三级航道：60 • 航道水深： H0／T ≥1.5 （一至四级船闸） •
闸首平面尺度
结合结构形式部分确定。 闸首长度：计算确定; 估算26米~30米 闸首边墩宽度：单侧约8~10米，闸首有效宽度：同闸室
５．３防渗设计
L≥CH L= Ln m Lv
５．４作用于闸室结构上的荷载
（1） 建筑物自重、水重等 （２）土压力 （３）墙前、墙后水压力 （４）扬压力（包括浮托力及渗透压力） （５）活荷载：根据不利情况布置 （６）地震力 注意：土压力状态；渗透方向；
闸室结构受力图
5.5 稳定计算
渗透稳定 抗滑稳定验算 抗浮稳定 抗倾稳定
３．输水系统选择及水力计算
3.1 输水系统选择 3.2 输水系统布置 3.3 水力计算
3.1 输水系统选择
判别系数：m=T/
H
Ｈ：设计水头 Ｔ：输水时间 m＞3.5集中输水系统 m＜2.5分散输水系统 结合水头、闸首帷墙、门型、施工、维修等 因素，包括消能工选择
3.2 输水系统设计
廊道断面计算
5.6 地基承载力
地基反力：
max
min
N 6e (1 ) B B
允许承载力：按规范
5.7 截面强度计算
确定闸墙计算断面； 计算内力 配筋
四、设计成果
计算说明书； 设计图纸１号图１张，内容为闸首结构图； 闸位布置图（在地形图上）
五、时间安排
资料分析整理：0.5天(周一) 船闸总体布置：1.5天(周二) 结构形式选择：１天(周三) 水力计算： ２天(周四~周五) 结构计算：（３天） 绘图及说明书整理：（2天） 答辩:
60 n T
一次过闸平均时间 单向过闸：T1 双向过闸：T2
T=0.5(T1+0.5T2)
T 单向过闸： 1 4t1 t2 2t3 t4 2t5 双向过闸：T2 4t1 2t 2 2t3 2t 4 4t5 式中：T1——单向一次过闸时间(min)； T2——双向一次过闸时间(min)； t1——开(关)闸门时间(min)； t2——单向进闸时间(min)； t3——闸室灌(泄)水时间(min)； t4——单向出闸时间(min)； t5——船队进(出)闸间隔时间(min)； t 2 ——双向进闸时间(min)； 、 t 4 ——双向出闸时间(min)。
六、设计参考书
1. 渠化工程学；航道工程学； 2．船闸设计；王作高主编，水利电力出版社，1992； 3．船闸总体设计图例；人民交通出版社； 4．港口航道与海岸工程专业毕业设计指南； 5．土力学 6．结构力学、材料力学； 7．钢筋混凝土结构； 8．船闸总体设计规范 JTJ305-2001； 9．船闸水工建筑物设计规范；JTJ307-2001 10．船闸输水系统设计规范，JTJ306-2001 ； 11．内河通航标准ＧＢ５０１３９－２００４ 12.其他
2.4 船闸耗水量
Q=n×v/86400+q q=e×u e:每米渗漏损失； u:止水线长度 V=0.75v0 v0—一次过闸耗水量 v0＝1.2LX*H*BX
2.5 船闸在枢纽中的布置
• 因素： （１）地形 （２）地质 （３）航行条件 （４）工程量 （５）与其他建筑物的关系 （６）施工管理 要求： 选两个方案进行比较，并说出理由； 绘出船闸布置图 。
４．１闸首结构
• 底板厚（1/3.5~1/4.5）边墩自由高度； • 不小于净跨的（1/6~1/7）；
4.2 闸室
因素： 地基性质 闸墙高度／宽度：大于0.6整体，小于0.3分 离式； 水级大小； 材料来源； 施工条件等因素综合选定， 在软弱地基上且水级较大时或地震烈度较大 时，可采用整体式结构。 要求两个方案比选。