船闸第三章、第四章 船闸总体设计(5学时)-2...

(3.6.3)分散式布置
1、通航渠道的进出口与坝轴线应有足够的距离，与上游河势、下 游主航道平顺连接； 2、渠道应满足同等级限制性航道的设计要求； 3、电站布置于渠道内时（与通航渠道共同与否），应注意两者的 相互影响
(4.4.2)船闸布置的（经验教训）
1、船闸及引航道应（必须）布置在一条直线上，上、下游引航道 与主航道平顺连接，并有足够的停靠、系泊尺度。(长度、宽度、 转弯半径和水深)。 2、船闸上下游引航道口门尽可能避开易淤积部位，尤其凸岸淤积 区、枢纽下泻物淤积区及回流、缓流淤积区。
4.2船闸设计水位和各部分高程（立面设计）
4.2.1设计水位
通常包括通航水位，校核水位，检修水位，施工水位等 1、设计最高通航水位：设计洪水频率→顶部高程 2、设计最低通航水位：通航时间保证率→底部高程 3、校核高水位：校核洪水位或非常运用水位→校核顶部高程 4、校核低水位：最小瞬时下泄流量时下游最低水位，防止船舶搁 浅。 5、检修水位：确保足够的检修时间，尽量降低检修水位，降低工 程造价。 6、施工水位：施工围堰的洪水设计标准，参照水利水电现行标准。
1、闸室有效长度 闸室有效长度Lx等于设计最大船队长度Lc加富裕长度Lf 注意这里的： Lc应结合船型组合考虑理解，纵向排列的设计船队、船舶长度、及 其停泊间隔长度之和；拖带船队一次过闸，可以考虑在闸室里解驳 (解队)；顶推船队则不能解队。 Lf 与船队、船舶操纵性能有关的参数，规范给出顶推船队、拖带 船队、机动驳等参考值。 一般情况下，闸室长度>有效长度，有效长度的起止边界如下图
2、引航道尺度 1）长度 （1）导航段：必须一倍（刚结）船舶长度 （2）调顺段：与船舶进出闸横移距离、操纵性能有关，1.5~2.0刚 结船舶长度。 （3）停泊段：停泊区面积不小于一次过闸船舶面积，即不小于闸 室面积。宽度与长度统筹考虑。
（4）过渡段、制动段： 2）宽度 无论单线引航道、或者双线公用引航道，必须满足 a）候闸停泊宽度（可以两侧停泊） b）船队出闸宽度（公用引航道时，考虑两线同时出闸） c）船-船之间富裕宽度=一倍船宽； 动船-岸之间富裕宽度=0.5 倍船宽 3）引航道水深: H>（1.4~1.5）T 4）引航道弯曲半径、弯道加宽，有具体要求。
L x= L c+ L f
2、闸室有效宽度 闸室有效宽度，是指闸室两侧墙面最突出部分之间的最小距离，即 最小净宽度
注意的是 ∑bc——横向并列的船舶总宽度； bf=△b+0.025(n-1)bc，规范条款存在不足。bc不等时，应灵活应用。 值得注意的是：宽度的系列化、标准化，8、12、16、23、34m的宽 度系列标准。 3、门槛最小水深 门槛水深，是最低通航水位时门槛以上最小水深。闸首、闸室的最 小水深应满足门槛水深的要求。 H/T≥1.6（引航道1.4~1.5，为啥可以小一些） 4、断面系数的校核，与一般航道的规定区别，为何？
Bx=∑bc+bf
η =Ω /Φ >=1.5~2.0
内河通航标准-对航道尺度、闸室有效尺度及水上跨河建筑物的 净空尺度，都作了相应规定，规划设计时，应参照确定。
4.1.2船闸线数
有下列情况之一时，应论证研究修建双线或多线船闸 1）单线或已有船闸不能满足通过能力要求； 2）繁忙的连续多级船闸； 3）繁忙的重要航道，决不允许断航的； 4）需要快速客运通道； 5）其他原因的。
3.3.1船闸(升船机，暂略，最后一章谈)
1、组成 主要由闸首、闸室和引航道等三个基本部分及相应的辅助设施 组成。(1-上游引航道；2-下游引航道；3-上闸首；4-闸室；5-下 闸首；6-上闸门；7-下闸门；8-导航建筑物；9-靠船建筑物；10辅导航建筑物 ) 上下闸首的区别？！
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(4.4 )船闸在水利枢纽中的布置
(4.4.1)船闸在枢纽中布置方式
当河面开阔，河床能同时布置水工建筑物时，可采用闸坝并列式 (集中式布置) 。 当河面较窄、弯曲、其凸岸适宜布置通航建筑物时；或者坝址河面 开阔、顺直，但经济要求时，可采用闸坝分离式(分散式布置)
(3.6.2)集中式布置
横向来看 1、船闸优先靠岸布置，严禁受到两面夹击； 2、水电站是持续过水建筑物，更应注意避免与其紧邻； 纵向来看 1、与其他过水建筑物之间应有足够长的分水堤； 2、常用坝下式，少用坝上式。 从结构受力条件，上下导堤的长度，铁公路方便通过等方面考虑
(4.4.3)船闸通航水流条件
1、通航水流条件 在通航期内，船闸引航道口门区和引航道内应满足的流速、流态条 件。《总体规范》对斜流的纵、横向流速，以及回流速度作出严格 规定。 2、口门区泄水波、风浪，波高应小于0.6m。 3、灌泄水非稳定流产生的长波影响。 周期数分钟~数十分钟，波长数公里~十余公里。船舶无直接感觉， 但有触底危险。
4.5(4.4)船闸在水利枢纽中的布置
(3.6.1)枢纽总体布置应考虑的主要因素
影响因素N多，主要包括 1、枢纽在梯级开发中的位置；（梯级开发是个系统问题） 2、地形、地质、水文、泥沙等自然条件；（先天条件不足，要 付出沉重的代价） 3、主要水工建筑物在综合利用中地位、各自的使用要求；（引 出水利、水电、航运枢纽之争） 4、作为航运枢纽、渠化枢纽而言，通航条件的要求相当重要； （上下游引航道、及其上下游航道的衔接条件，不仅关系到枢纽工 程造价，更关系到枢纽布置的成败）；锚地、前港应统筹考虑。 5、施工期通航；（对于重要河流相当重要的问题） 6、淹没损失及环境影响；7、施工条件；8、工程投资；9、使 用、管理条件等。
挡水建筑物：拦截江河、抬高水位。 泄水建筑物：确保库水位不超过规定的高程，也给下游必要的 水量。 挡水建筑物：重力坝、拱坝、土石坝等型式 泄水建筑物：溢流坝（段）、水闸等
3.3 通航建筑物（也有称：过坝建筑物）
通航建筑物主要有船闸和升船机两种类型。 目前，船闸的技术成熟、工作稳定、运行维护方便、通过能力 大等优点，应用最为广泛，是通航建筑物的主要型式。
3、闸室墙顶高程、导航、靠船建筑物顶高程 闸室的最高设计水位+设计船型的空载干舷高度。可以利用胸墙 降低墙顶高度。 导航、靠船建筑物顶高程确定方法，雷同。 4、闸室、闸首、引航道底高程 相应部位设计最低通航水位-门槛水深。闸室、闸首的底高程应 留有充分的富裕量。
4.3(4.4.4)引航道布置与尺度
4.1.3船闸级数
应优先采用单级船闸。 1）船闸水力学、闸门的建造、安装技术是影响船闸级数的关键 技术；（这是主要影响因素） 2）地形、地质条件限制； 3）河流严重缺水时；
一般经验可按以下考虑 H<30m， 采用单级船闸； 30m<H<40m， 技术经济比较，采用单级或两级船闸； H>40m， 采用两级或多级船闸。 关于连续梯级船闸（带中间渠道):应用不多。 连续多级船闸与双线船闸：一般经验认为，连续3级船闸，应考虑 双线布置。
3、导航、靠船建筑物布置：与引航道布置结合考虑，注意单向过 闸需要的停泊位置及其靠船建筑物 其他：施工期通航、前港、锚地等自学
4.4（4.3） 船闸通过能力(和耗水量)
4.3.1船闸通过能力
与以往规范不同，现在用单向通过能力表示。 1、单向年过闸船舶总吨位（理论值） P1—单向年通过船舶总吨位 n—日平均过闸次数，n=τ *60/T τ —日工作时间；T—船闸一次过闸时间 N—年通航天数 G—一次过闸平均载重吨位。 注意：上行、或下行船舶过闸，分别计为一次过闸； 2、单向年过闸客货运量（实际值） n0—日非客、货船过闸次数； α —船舶装载系数，α =0.5~0.8 β —运量不均衡系数，β =1.3~1.5。 最新研究认为，…
第四章 船闸总体设计
通俗地讲，总体设计要解决船闸尺度大小、形状(引航道及连接 段)、过闸时间、通过能力、在枢纽中布置等问题
4.1 船闸规模
4.1.1船闸基本尺度（平面尺度、门槛水深）
船闸基本尺度是船闸正常通航过程中，闸室可供船舶安全停泊 和通过的（有效）尺度。包括闸室有效长度、有效宽度和门槛水深。 注意，有效的含义。 基本尺度应满足 1）设计水平年内各个阶段的通过能力，应满足过闸总吨位、客 货运量的要求； 2）应满足设计船型、现状船型的过闸要求； 3）应满足设计船队一次过闸。
1、引航道布置方式 对称式、反对称、不对称的引航道 1）正常航道中，船舶通常靠右航行；有分道航行、分边航行、 单向航行三种航行规则 2）进闸速度慢，尽量缩短进闸距离；直线出闸，可有效提高出 闸速度； 3）对称式布置，必然曲进可能直出，通过能力大。但宽度较窄 时，曲进曲出，影响通过能力； 4）反对称、不对称布置主要应考虑地形或枢纽布置的影响；进 出方式，与靠船建筑物布置密切相关； 5）一个方向直进直出，另外方向曲进曲出，适合明显单向(货) 船舶流，或者牵引过闸需要。船闸中心线源自98 67 8
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2、船闸的工作原理 ：认识实习，已有初步认识 记住：一般情况下，上下闸门不会同时打开；同一闸首的闸门、 阀门不会同时打开。 试请描述船舶过闸过程 (1-上闸门；2-下闸门；3-帷墙 ) 什么叫帷墙？！
1
上游水位
2
下游水位
3
3、船闸类型
1）按船闸的级数分类：单级船闸、多级船闸（连续多级，连续梯级） 2）按船闸线数分类：单线船闸、多线船闸 3）按闸室的型式分类：广室船闸；具有中间闸首的船闸；井式船闸
4.2.2船闸各分部高程
船闸高程包括顶部高程、底部高程。应根据建筑位置和作用， 取用正确的设计水位，确定相应的高程。 1、闸门门顶高程 1）有挡洪要求的=校核洪水位+超高 2）无挡洪要求的=设计最高通航水位+超高 3）检修闸门=检修水位+超高；事故闸门=设计洪水位+超高 4）关于超高：还应包括波浪和水面雍高值 2、闸首墙顶高程 闸门门顶高程+结构高度（闸门顶部运转件埋设要求）
P1=(n/2)GN
P2=[(n-n0)/2] Gα N/β
4.4（4.3） 船闸通过能力(和耗水量)
3、影响船闸通过能力的因素 1）船闸的技术水平 2）航道的自然条件 3）船型及营运组织 4）船闸的管理水平
4.3.2 船舶过闸时间,以单级船闸为例
想象船舶的过闸过程；分清所谓的单向、双向。 最容易错误的 地方是：进、出闸距离、速度及时间
渠化工程
河海大学港海学院港航系
第三章 渠化枢纽 3.1 概述
综合利用的水利水电航运枢纽（统称（大）水利枢纽），一般 有挡水（拦河）建筑物、泄水建筑物、通航建筑物、水电站、坝岸 连接及护岸建筑物组成。 对于枢纽而言，挡水、泄水建筑物是必需的，其他专门建筑物 可以有，也可以没有
3.2挡水建筑物、泄水建筑物
t1—闸门开、或关时间；t2 —进闸时间； t3 —灌水、或泄水时间；t4 —出闸时间； t5—同一闸次，船舶(队)启动间隔时间。
T1=4t1+t2+2t3+t4+2t5，T2=4t1+2t2+2t3+2t4+4t5
T= 【ξT1+（1-ξ）T2/2】 T= (T1+T2/2)/2
这里主要谈，通航建筑物与其他建筑物的相互关系、相互位置。