船闸设计计算书(完美版)

....第一章船闸总体设计第一章设计资料一经济资料1、建筑物的设计等级：高良涧二线船闸按III级船闸、II级建筑物标准设计。2、货运量：淮河1995年的过闸货运量为1750万吨，年设计通过能力为1750万吨。3、通航情况：通航期N=360天/年，客轮及工作船过闸次数en=1,船舶载重量不均匀系数=0.83，月不均匀系数=1.1，船闸昼夜工作时间小时=22小时4、设计船型：见表1-1表1-1船型资料：船型顶（拖）轮马车长×宽×吃水驳船长×宽×吃水船队长×宽×吃水资料来源1顶22×1000270马力27.5×6.1×2.4662×10.6×2.2160×10.6×2.46可行性报告推荐1拖1212×100250马力23.0×4.9×1.8524.85×5.24×1.5321.2×5.24×1.85江苏现状二水文与气象资料1、特征水位及水位组合：见表1-2，1-3高良涧船闸上游为洪泽湖，下游为灌溉总渠，根据江苏省水利厅规划的洪泽湖调蓄及灌溉总渠控制的情况及可行性研究报告提供的数据进行综合分析后拟定。表1-2特征水位表（高程以黄河零点起算（m））上游校核洪水位17.0入海水道排洪12000～14000㎡/S，相当千年一遇上游设计洪水位（特殊通航水位）16.0入海水道排洪10000～12000㎡/S，相当百年一遇上游最高通航水位16.0大于二十年一遇，可行性研究报告提供蒋坝闸上水位上游规划蓄水位13.5上游最低通航水位10.8可行性报告提供通航保证率97.6%下游校核高水位11.2节制闸强迫行洪1000㎡/S，引江水位淮安闸上校核水位下游设计高水位10.8节制闸强迫行洪800㎡/S，引江水位淮安闸上校核水位下游最低通航水位8.5淮安闸上最低通航水位表1-3水位组合表....组合情况上游下游水位差设计I16.010.85.2设计II13.58.55.0校核17.011.25.82、地质资料及回填土资料高良涧二线船闸位于洪泽湖大堤，土质较为复杂，上部为人工夯实的湖堤，多为黄色粘土，持力层为粘土、亚粘土、粉砂夹层，但层次划分不明，软硬变化较大，下卧层基本上为承载力较高的砂性土，土层概况见表1-4表1-4闸址处土层概况表地面～6.0粘土（黄色、黄灰色、棕色），夹薄砂土层腐蚀、贝壳6.0～-3.0黄色、棕色粉沙、粘土、亚粘土、夹砂礓土质不均匀、软硬变化较大-3.0以下黄色或棕色细砂、中砂、有亚粘土夹层及夹铄砂3、地震资料查江苏省地震烈度区划分图得，该地区属七度区，根据水工建筑物抗震设计规范SDJ—78“对于级挡水建筑物，应根据其重要性和遭震害的危害性可在基本烈度的基础上提高一度”的规定，考虑到本船闸属洪泽湖防洪线上的挡水建筑物，故按地震烈度八度设防。4、地形资料地形资料详见“高良涧二线船闸闸址地形图”5、交通及建筑材料供应情况水运可直达工地，公路运输亦方便，除木材外，其他材料供应充足，钢材由南京发货、水泥、石料、沙由安徽提供，木材由江西福建运来。第二节船闸的基本尺度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。根据设计船型资料，考虑1顶+2×1000T船队两排并列一次过闸、1顶+2×1000与1拖+12×100船队并列过闸、1拖+4×500并列过闸三种组合。计算结果如下：船闸基本尺度计算表（单位：m）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+2×1000并列16011.617221.21.35231顶+2×1000与1拖+12×100并列172.17.1618021.11.34231拖+4×50078.54.3613417.61.219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、货运密度的变化等方面的情况，取闸室的有效长度为210m，考虑镇静段长度20m，则闸室长度230m，闸室的有效宽度取23m。由船舶吃水得槛上水深Hc≥1.6×2.46=3.94m，考虑留有一定的富裕取4.5m，闸室的有效尺度230×23×4.5m。第三节船闸各部分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。1、上游引航道底高程=上游最低通航水位－引航道的最小水深=10.8－4.5=6.3m2、上游导航建筑物顶高程=上游设计最高通航水位＋超高（空载干弦）....=16.0+2.4=18.4m3、上闸首门顶高程=上游校核洪水位＋安全超高=17.0+0.5=17.5m当门前产生立波时，上闸首门顶高程=上游设计洪水位＋0h＋2wh＋安全超高=16.0＋0.26＋0.96＋0.5=17.72m，取17.8m。上式中0h为波浪中心线超过静水位的高度，2wh为波高，可按下式计算wwLhh2)2(02，33.034.00151.02DHhw，33.0573.0104.02DHLw，式中H为墙前水深，H=16.0－6.3=9.7m，wL2为波长，为风速sm/8.20，D为吹程，与闸前水面宽度有关，D取3km4、上闸首墙顶高程=门顶高程＋结构安装高度=17.8+1=18.8m5、上闸首门槛高程=上游最低设计通航水位－门槛水深10.8－4.5=6.3m6、闸室墙顶高程=上游最高通航水位＋超高（空载干弦）=16+2.4=18.4m设置0.9m高的胸墙，则实体墙顶高程为17.5m7、闸室底高程=上游设计最低通航水位－闸室设计水深=8.5－4.5=4m8、下闸首门顶高程=上游最高通航水位＋超高=16.0＋0.5=16.5m9、下闸首墙顶高程=门顶高程＋结构安装高度=16.5＋1=17.5，下闸首顶高程不低于闸室墙顶高程，则取18.4m10、下闸首门槛高程=下游设计最低通航水位－门槛水深=8.5－4.5=4m11、下游引航道底高程=下游最底通航水位－引航道最小水深=8.5－4.5=4m12、下游引航道顶高程=下游最高通航水位＋超高（空载干弦）=10.8＋2.4=13.2m船闸各部分高程如下图所示第四节引航道尺度引航道的作用在于保证船舶安全、顺利地进出船闸，供等待过闸的船舶安全停泊，并使进出闸的船舶能交错避让。引航道的平面布置，直接影响船舶进出闸的时间，从而影响船闸的通过能力。在确定引航道的平面布置时，应根据船闸的工程等级、线数、设计船型船队、通过能力等，结合地形地质、水流、泥沙及上下游航道的条件综合考虑。根据高良涧二线船闸的闸址处的地形条件，采用反对称型引航道布置。(一)引航道长度1、导航段cll，cl为顶推船队全长，1顶+2×1000级船队长cl=160m2、调顺段....2l（1.5～2.0）cl=240～320m，取280m3、停泊段cll3（主要考虑拖带船队长），考虑到解队过，解队后船队长171.2m，取180m4、过渡段Bl104，B为引航道宽度与航道宽度之差，二级航道宽为70m，引航道宽度37.1m（取40m），则B=30m，4l=300m5、制动段5l用cll5估算，为船队进入口门航速，一般取2.5～4.5，则5l3×160=480m(二)引航道宽度考虑一侧靠船，设计最大船宽10.6m，一侧等候过闸的船队总宽度1cb=10.6m，富裕宽度cbb5.12，则引航道(三)引航道最小水深5.10TH，即TH5.10=1.5×2.46=3.69m，考虑留有一定的富裕，取4.5m第五节船闸的通过能力1、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；单向进闸距离1L=70+25+210=305m单向出闸距离4L=20+25+210=255m双向进闸距离1L=280+160+25+210=675m双向出闸距离4L=210+20+25+160+280=695m根据《船闸总体设计规范》查得单向进闸smv/5.01单向出闸smv/5.01双向进闸smv/5.01双向出闸smv/5.01....则min2.10605.03051t，min1.6607.02554tmin1.16607.06751t，min6.11600.16954t2、闸门的启、闭时间2t闸门的启、闭时间与闸门型式和闸首口门宽度有关，当闸首口门宽度20～30m时，2t约为2～3min，取2min3、闸室灌、泻水时间3t船闸灌泻水时间与水头、输水系统型式、闸室尺度有关，取3t=9.0min4、船舶（队）进出闸门间隔时间5t船舶（队）进出闸门间隔时间取5.0min则：单向过闸时间543211224tttttT10.2+4×2+2×9+6.1+2×5=52.3min双向过闸时间54321242242tttttT2×16.1+4×2+2×9+2×11.6+4×5=101.4min实际上，由于上行与下行船舶（队）均难以保证到闸的均匀性在设计中一般采用船舶（队）单向过闸与双向过闸所需时间的平均值来计算昼夜过闸次数，过闸时间5.51)24.1013.52(2/1)2(2/121TTTmin船闸日平均过闸次数6.255.51602260Tn取25次船闸年通过能力GNnnPe)(式中：en—日非运客、货船过闸次数，取1N—年通航天数（360天）G—次过闸的平均载重吨位（4000吨）—船舶装载系数（0.83）—运量不均匀系数吨44101750107.26071.183.04000360)125()(GNnnPe满足通过能力的要求第六节船闸的附属设施....船闸附属设施及其布置可参考《船闸总体设计规范》中的有关内容。1、系船设备闸室、引航道等处的靠船建筑物靠船一侧，设置龛式系船柱。系船柱不突出墙面。闸室墙、引航道等靠船建筑物的顶部设置固定系船柱。在闸室内的布置，首尾系船柱距闸室的有效长度两端距离为10m；在闸室墙墙面上设置固定系船柱其纵向间距为1.5m,横向间距为15m；另外在闸室墙上每隔40m设置浮式系船柱。2、安全防护和检修设备高良涧船闸位于洪泽湖大堤（国家一级防洪建筑物）上，为了确保安全，在上闸首设置防洪门，兼做检修门用；船闸闸室的闸室墙前沿设护轮坎。闸室两侧设置两道嵌入式爬梯，爬梯距闸首距离取10m。3、信号和标志船闸按昼夜通航要求设置信号和标志，每道工作闸门上、下游均设置水尺。4、控制通信高良涧二线船闸距原来的老船闸近5km,在设计时为了充分为了充分发挥两个船闸的综合效益，合理调度船舶运行，建议在两个船闸之间设置一个远方调度站，同船闸上的总调度室一起调度船舶运行。5、房屋和道路船闸的周围分别设置生产、辅助生产、生活等用房，并结合船闸建设规划作出统一的总体设计，其布置要求合理紧凑，管理方便。船闸的各部位之间，应根据需要设置内部道路和对外公路，高良涧船闸破洪泽湖大堤而建，原有的二级公路必需重建。6、环境保护船闸设计应贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》的有关规定，做到船闸工程设计与环保设计同步进行，保护环境。船闸的环保和绿化设计，应根据国家有关政策、法规、并参照现行的行业标准《港口工程环境保护设计规范》的有关规定。船闸施工期由于吹填或基坑开挖，场地填筑等产生的粉尘，以及施工机械产生的噪音，对环境构成威胁时，应采取防治保护措施。闸区范围内应进行近、远期绿化总体规划，其陆域绿化覆盖系数应不小于30%。7、消防和救护船闸设计应执行《中华人民共和国消防法》的有关规定，设置专用的消防设施。闸首等部位设置消防栓、灭火器、灭火材料等有关器材。船闸应设专用的消防通道、消防水泵等。船闸的房屋设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定。....