船闸课程设计作品

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1、船闸课程设计作品船闸设计计算书2010 年 12 月任务分配设计资料分析朱晓乐 船闸总体规划与平面布朱晓乐置船闸输水系统选择及水朱晓乐力计算闸阀门及启闭机型式选朱晓乐择附属设施 薛旖云 谢璐琼 闸室结构设计 高伟东 薛旖云 谢璐琼 绘图 薛旖云谢璐琼( 一)设计资料1、航运资料(1) 航道等级 :? 级。(2) 建筑物等级 : 闸室，闸首，闸门按 ?级建筑物设计 ; 导航建筑物，靠船建筑物按 ?,? 级建筑物设计 ; 临时建筑物 ?级。(3) 设计船型 : 根据调查，该河段近、远期船型资料见表 1-1 。表 1-1 船型资料顶 ( 拖 ) 轮马力驳 船 船 队 船 型 备注长宽吃水 (m) 长

2、宽吃水 (m)长宽吃水 (m) 一顶， 21000 270 - 27.5 6.1 2.46 远期船型6210.6 (2.02.2) 151.510.6 (2.02.2)一拖， 12100250,23 4.9 1.85 24.855.2 1.85 321.25.2 1.85近期船型一拖，4500 270,27.56.1 2.46 538.8 1.9 239.58.8 2.46近期船型(4) 货运量近期 :1200万吨 / 年; 远期 :2200万吨/年。(5) 通航情况n, 通航期 N,352 天/ 年，客轮及工作船每天过闸次数,6 ，船只装载量利用系数 ,00.84 ，货运量不均匀系数 ,1.

3、30 ，船闸昼夜工作时间 ,21 小时，一般船速V=9.5km/,t小时，空载干弦高度 ( 最大 ) 取 1.5m。2、地质资料根据地质钻探资料得知，地基无不良地质构造情况，地层分布近似水平，地基土表层至 ?7.0m 以上为重壤土，厚约1.5,3m ，其下 ?7.0,6.0m 为轻砂壤土，厚约1.0m，?6.0m 以下为亚粘土，土壤物理性质见表1-2 。表 1-2 各种土壤的主要物理力学性质3 容重 (T/m)土壤 比重 内摩擦角含水量 粘结力 C 渗透系数 承载力 , ,322(?) , 名称 G(T/m) W(,) kg/cm K， cm/s kg/cm天然土 干土-6重壤土 1.93 1

4、.50 2.67 23 28.4 0.55 4.8102.3-5轻砂壤土1.95 1.52 2.67 27.5 28.3 0.23 1.0310 3.2-7亚粘土 1.94 1.56 2.7426 24.4 0.58 1.010 3.03、水文气象资料特征水位 :上游校核洪水位 : ?14.0m上游设计洪水位 : ?13.2m上游最高通航水位 :?13.2m上游最低通航水位 :?10.5m下游最高通航水位 :?8.0m下游最低通航水位 :?5.2m下游校核低水位 : ?4.8m检修水位 : 上游 ?12m;下游 ?6.5m气象资料 : 降雨量及气温资料从略。风力: 冬天盛行东北风，夏天盛行东南

5、风，最大风力设计 8 级，校核 12 级。( 二)计算内容第一章船闸总体规划及平面布置1.1 船闸型式选择根据已有设计资料，对船闸的各种型式进行综合比较，依据船闸设计总体规范 3.2.1 和 3.3.3 ，水头小于 30 米，确定船闸形式为单级船闸、单线船闸。1.2 船闸的平面尺寸及各部高程1.2.1 船闸的有效尺度设计船闸的基本尺度包括闸室的有效长度、有效宽度及门槛水深。根据船闸设计总体规范3.1.5,3.1.9的规定进行计算。根据设计船型资料，考虑1 顶+21000 船队两排并列一次过闸、1 顶+21000与 1 拖+12100 船队并列过闸、 1 拖+4500 并列过闸三种组合。计算结果

6、如下m船闸基本尺度计算表 ( 单位 :)组合情况船队长度富裕长度有效长度船队宽度富裕宽度有效宽度 1 顶+21000 并列 151.5 11.1 163 21.2 1.35 23 1顶+21000 与 172.1 7.16 180:21.0 1.34 23 1拖+12100并列1 拖+4500 133.5 6.0 140 17.6 1.2 19根据以上三种组合，综合考虑本航线上已建船闸的尺度、内河航运暂定标准、货运密度mm的变化等方面的情况，取闸室的有效长度为210，考虑镇静段长度20，则闸室长度mm230，闸室的有效宽度取23。mm由船舶吃水得槛上水深Hc?1.62.46=3.94 ，考虑留

7、有一定的富裕取4.5 ，闸室的m有效尺度 230234.5 。1.2.2 船闸的最小断面系数最小断面系数 n 应满足大于 1.5,2.0 。1.2.3 引航道的平面形状与尺寸一、引航道平面布置引航道应由导航段、调顺段、停泊段和制动段等组成，其平面布置应保证通航期内过闸船舶、船队畅通无阻，安全行驶。引航道的平面布置应根据船闸的级别、线数、设计船型船队、通过能力等，结合地形、地质水流、泥沙及上、下游航道等条件研究确定。采用反对称型引航道布置，单向过闸速度较快。二、引航道尺寸( 一)引航道长度1. 导航段l,lllm，为顶推船队全长， 1 顶+21000 级船队长 =151.5 ，取 160 m 1

8、ccc2. 调顺段lmml,(1.5,2.0)=227.25,303，取 280 c23. 停泊段l,lmm( 主要考虑拖带船队长 ) ，考虑到解队过，解队后船队长171.2 ，取 1803c4. 过渡段ml,10,B ，为引航道宽度与航道宽度之差，二级航道宽为mmmm37.1(取 40) ，则 =30， l=300 ,B470，引航道宽度,B45. 制动段ll,l,l,m用估算，为船队进入口门航速，一般取2.5,4.5 ，则3151.5=454.5.55c5取 480 m( 二) 引航道宽度mbm考虑一侧靠船，设计最大船宽b=10.6 ，一侧等候过闸的船队总宽度=10.6 ，富 cc12,b

9、,1.5b裕宽度，则引航道宽度B? b+ b+ 2b =10.6 + 10.6 + 1.510.6=37.1 m ，0c c1 c取 40 m( 三) 引航道最小水深H0H,1.5Tmm,1.5，即 =1.5 2.46=3.69 ，考虑留有一定的富裕，取4.5 0T1.2.4 船闸的各部高程船闸的各部分高程不仅要保证船舶能安全、顺利的通过，而且要保证船闸运转操作的安全和方便。在这个前提下还要降低工程造价。船闸各部分高程可参考船闸总体设计规范中的有关内容计算确定。m1.上游引航道底高程 =上游最低通航水位 , 引航道的最小水深 =10.5,4.5=6.0 2. 上游导航建筑物顶高程 =上游设计最

10、高通航水位，超高 ( 空载干弦 )m =13.2+1.5=14.7m3.上闸首门顶高程 =上游校核洪水位，安全超高=14.0+0.5=14.5m4.上闸首墙顶高程 =门顶高程，结构安装高度=15.5+1=16.5m5.上闸首门槛高程 =上游最低设计通航水位 , 门槛水深 10.5,4.5=6.0m6.闸室墙顶高程 =上游最高通航水位，超高 ( 空载干弦 )=13.2+1.5=14.7 mm设置 0.9 高的胸墙，则实体墙顶高程为 13.8m7.闸室底高程 =下游设计最低通航水位 , 闸室设计水深 =5.2,4.5=0.7m8.下闸首门顶高程 =上游最高通航水位，超高=13.2 ，0.5=13.

11、7m9.下闸首墙顶高程 =门顶高程，结构安装高度=13.7 ，1=14.7m10.下闸首门槛高程 =下游设计最低通航水位 , 门槛水深 =5.2,4.5=0.7m11.下游引航道底高程 =下游最低通航水位 , 引航道最小水深 =5.2,4.5=0.7m12.下游引航道顶高程 =下游最高通航水位，超高( 空载干弦 )=8.0 ，1.5=9.5船闸各部分高程如下图所示1.3 船闸的通过能力1. 船舶 ( 队) 进出闸时间船舶 ( 队) 进出闸时间，可根据其运行距离和进出闸速度确定。对单向过闸和双向过闸方式应分别计算。单向进闸距离是船舶 ( 队) 自引航道中停靠位置 ( 距闸首 70m)至闸室内停泊

12、处之间的距离，单向出闸距离为船舶 ( 队 ) 自闸室内停泊处至船尾驶离闸首之间的距离 ;双向进闸距离是船舶 ( 队) 自引航道中停靠位置至闸室内停泊处之间的距离，双向出闸距离为船舶 ( 队) 自闸室内停泊处至双向过闸靠船码头的距离;mL单向进闸距离 =70+25+210=305 1mL单向出闸距离 =20+25+210=255 4,mL 双向进闸距离 =280+160+25+210=675 1,mL 双向出闸距离 =210+20+25+160+280=695 4根据船闸总体设计规范查得v,0.5m/sv,0.7m/s单向进闸单向出闸 11v,0.7m/sv,1.0m/s双向进闸双向出闸 11255305 则 t,10.2min，t,6.1min140.5，600.7 ，60675695,t,16.1min，t,11.6min140.7，601.0 ，60t2. 闸门的启、闭时间2mt 闸门的启、闭时间与闸门型式和闸首口门宽度有关，当