船閘第三章、第四章 船閘總體設(shè)計(jì)(5學(xué)時(shí))-2

渠化工程河海大學(xué)港海學(xué)院港航系第三章渠化樞紐

3.1概述綜合利用的水利水電航運(yùn)樞紐（統(tǒng)稱（大）水利樞紐），一般有擋水（攔河）建筑物、泄水建筑物、通航建筑物、水電站、壩岸連接及護(hù)岸建筑物組成。對(duì)于樞紐而言，擋水、泄水建筑物是必需的，其他專門建筑物可以有，也可以沒有

3.2擋水建筑物、泄水建筑物擋水建筑物：攔截江河、抬高水位。泄水建筑物：確保庫(kù)水位不超過(guò)規(guī)定的高程，也給下游必要的水量。擋水建筑物：重力壩、拱壩、土石壩等型式泄水建筑物：溢流壩（段）、水閘等3.3通航建筑物（也有稱：過(guò)壩建筑物）通航建筑物主要有船閘和升船機(jī)兩種類型。目前，船閘的技術(shù)成熟、工作穩(wěn)定、運(yùn)行維護(hù)方便、通過(guò)能力大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛，是通航建筑物的主要型式。3.3.1船閘(升船機(jī)，暫略，最后一章談)1、組成主要由閘首、閘室和引航道等三個(gè)基本部分及相應(yīng)的輔助設(shè)施組成。(1-上游引航道；2-下游引航道；3-上閘首；4-閘室；5-下閘首；6-上閘門；7-下閘門；8-導(dǎo)航建筑物；9-靠船建筑物；10-輔導(dǎo)航建筑物)上下閘首的區(qū)別？！2、船閘的工作原理：認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，已有初步認(rèn)識(shí)記?。阂话闱闆r下，上下閘門不會(huì)同時(shí)打開；同一閘首的閘門、閥門不會(huì)同時(shí)打開。試請(qǐng)描述船舶過(guò)閘過(guò)程(1-上閘門；2-下閘門；3-帷墻)什么叫帷墻？！

3、船閘類型1）按船閘的級(jí)數(shù)分類：?jiǎn)渭?jí)船閘、多級(jí)船閘（連續(xù)多級(jí)，連續(xù)梯級(jí)）2）按船閘線數(shù)分類：?jiǎn)尉€船閘、多線船閘3）按閘室的型式分類：廣室船閘；具有中間閘首的船閘；井式船閘第四章船閘總體設(shè)計(jì)通俗地講，總體設(shè)計(jì)要解決船閘尺度大小、形狀(引航道及連接段)、過(guò)閘時(shí)間、通過(guò)能力、在樞紐中布置等問(wèn)題4.1船閘規(guī)模4.1.1船閘基本尺度（平面尺度、門檻水深）船閘基本尺度是船閘正常通航過(guò)程中，閘室可供船舶安全停泊和通過(guò)的（有效）尺度。包括閘室有效長(zhǎng)度、有效寬度和門檻水深。注意，有效的含義?；境叨葢?yīng)滿足1）設(shè)計(jì)水平年內(nèi)各個(gè)階段的通過(guò)能力，應(yīng)滿足過(guò)閘總噸位、客貨運(yùn)量的要求；2）應(yīng)滿足設(shè)計(jì)船型、現(xiàn)狀船型的過(guò)閘要求；3）應(yīng)滿足設(shè)計(jì)船隊(duì)一次過(guò)閘。1、閘室有效長(zhǎng)度閘室有效長(zhǎng)度Lx等于設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)度Lc加富裕長(zhǎng)度Lf

Lx=Lc+Lf注意這里的：Lc應(yīng)結(jié)合船型組合考慮理解，縱向排列的設(shè)計(jì)船隊(duì)、船舶長(zhǎng)度、及其停泊間隔長(zhǎng)度之和；拖帶船隊(duì)一次過(guò)閘，可以考慮在閘室里解駁(解隊(duì))；頂推船隊(duì)則不能解隊(duì)。Lf

與船隊(duì)、船舶操縱性能有關(guān)的參數(shù)，規(guī)范給出頂推船隊(duì)、拖帶船隊(duì)、機(jī)動(dòng)駁等參考值。一般情況下，閘室長(zhǎng)度>有效長(zhǎng)度，有效長(zhǎng)度的起止邊界如下圖

2、閘室有效寬度閘室有效寬度，是指閘室兩側(cè)墻面最突出部分之間的最小距離，即最小凈寬度

Bx=∑bc+bf注意的是∑bc——橫向并列的船舶總寬度；bf=△b+0.025(n-1)bc，規(guī)范條款存在不足。bc不等時(shí)，應(yīng)靈活應(yīng)用。值得注意的是：寬度的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，8、12、16、23、34m的寬度系列標(biāo)準(zhǔn)。

3、門檻最小水深門檻水深，是最低通航水位時(shí)門檻以上最小水深。閘首、閘室的最小水深應(yīng)滿足門檻水深的要求。H/T≥1.6（引航道1.4~1.5，為啥可以小一些）4、斷面系數(shù)的校核，與一般航道的規(guī)定區(qū)別，為何？η=Ω/Φ>=1.5~2.0內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)-對(duì)航道尺度、閘室有效尺度及水上跨河建筑物的凈空尺度，都作了相應(yīng)規(guī)定，規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參照確定。

4.1.2船閘線數(shù)有下列情況之一時(shí)，應(yīng)論證研究修建雙線或多線船閘1）單線或已有船閘不能滿足通過(guò)能力要求；2）繁忙的連續(xù)多級(jí)船閘；3）繁忙的重要航道，決不允許斷航的；4）需要快速客運(yùn)通道；5）其他原因的。4.1.3船閘級(jí)數(shù)應(yīng)優(yōu)先采用單級(jí)船閘。1）船閘水力學(xué)、閘門的建造、安裝技術(shù)是影響船閘級(jí)數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)；（這是主要影響因素）2）地形、地質(zhì)條件限制；3）河流嚴(yán)重缺水時(shí)；

一般經(jīng)驗(yàn)可按以下考慮

H<30m，采用單級(jí)船閘；

30m<H<40m，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用單級(jí)或兩級(jí)船閘；

H>40m，采用兩級(jí)或多級(jí)船閘。

關(guān)于連續(xù)梯級(jí)船閘（帶中間渠道):應(yīng)用不多。

連續(xù)多級(jí)船閘與雙線船閘：一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，連續(xù)3級(jí)船閘，應(yīng)考慮雙線布置。4.2船閘設(shè)計(jì)水位和各部分高程（立面設(shè)計(jì)）4.2.1設(shè)計(jì)水位通常包括通航水位，校核水位，檢修水位，施工水位等1、設(shè)計(jì)最高通航水位：設(shè)計(jì)洪水頻率→頂部高程2、設(shè)計(jì)最低通航水位：通航時(shí)間保證率→底部高程3、校核高水位：校核洪水位或非常運(yùn)用水位→校核頂部高程4、校核低水位：最小瞬時(shí)下泄流量時(shí)下游最低水位，防止船舶擱淺。5、檢修水位：確保足夠的檢修時(shí)間，盡量降低檢修水位，降低工程造價(jià)。6、施工水位：施工圍堰的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，參照水利水電現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。4.2.2船閘各分部高程船閘高程包括頂部高程、底部高程。應(yīng)根據(jù)建筑位置和作用，取用正確的設(shè)計(jì)水位，確定相應(yīng)的高程。1、閘門門頂高程

1）有擋洪要求的=校核洪水位+超高2）無(wú)擋洪要求的=設(shè)計(jì)最高通航水位+超高3）檢修閘門=檢修水位+超高；事故閘門=設(shè)計(jì)洪水位+超高4）關(guān)于超高：還應(yīng)包括波浪和水面雍高值2、閘首墻頂高程閘門門頂高程+結(jié)構(gòu)高度（閘門頂部運(yùn)轉(zhuǎn)件埋設(shè)要求）3、閘室墻頂高程、導(dǎo)航、靠船建筑物頂高程閘室的最高設(shè)計(jì)水位+設(shè)計(jì)船型的空載干舷高度。可以利用胸墻降低墻頂高度。導(dǎo)航、靠船建筑物頂高程確定方法，雷同。4、閘室、閘首、引航道底高程相應(yīng)部位設(shè)計(jì)最低通航水位-門檻水深。閘室、閘首的底高程應(yīng)留有充分的富裕量。4.3(4.4.4)引航道布置與尺度1、引航道布置方式對(duì)稱式、反對(duì)稱、不對(duì)稱的引航道1）正常航道中，船舶通?？坑液叫?；有分道航行、分邊航行、單向航行三種航行規(guī)則2）進(jìn)閘速度慢，盡量縮短進(jìn)閘距離；直線出閘，可有效提高出閘速度；3）對(duì)稱式布置，必然曲進(jìn)可能直出，通過(guò)能力大。但寬度較窄時(shí)，曲進(jìn)曲出，影響通過(guò)能力；4）反對(duì)稱、不對(duì)稱布置主要應(yīng)考慮地形或樞紐布置的影響；進(jìn)出方式，與靠船建筑物布置密切相關(guān)；5）一個(gè)方向直進(jìn)直出，另外方向曲進(jìn)曲出，適合明顯單向(貨)船舶流，或者牽引過(guò)閘需要。2、引航道尺度1）長(zhǎng)度（1）導(dǎo)航段：必須一倍（剛結(jié)）船舶長(zhǎng)度（2）調(diào)順段：與船舶進(jìn)出閘橫移距離、操縱性能有關(guān)，1.5~2.0剛結(jié)船舶長(zhǎng)度。（3）停泊段：停泊區(qū)面積不小于一次過(guò)閘船舶面積，即不小于閘室面積。寬度與長(zhǎng)度統(tǒng)籌考慮。（4）過(guò)渡段、制動(dòng)段：2）寬度無(wú)論單線引航道、或者雙線公用引航道，必須滿足a）候閘停泊寬度（可以兩側(cè)停泊）b）船隊(duì)出閘寬度（公用引航道時(shí)，考慮兩線同時(shí)出