垂直升船机建筑物设计

1FJD33020FJD水利水电工程技术设计阶段垂直升船机建筑物设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998年11月2工程技术设计阶段垂直升船机建筑物设计大纲主编单位主编单位总工程师参编单位主要编写人员软件开发单位软件编写人员勘测设计研究院年月3目录1引言42设计依据文件和规范53基本资料64设计原则及假定125设计工作内容和方法136通航建筑物的总体布置147建筑物结构设计228水力计算329过坝时间和升船机通过能力计算3510基础处理3811观测设计3812专题研究3813工程管理4314工程量计算4515应提供的设计成果46附表A部分船型尺度及船队尺度表4741引言工程位于省区市县以，KM的河上，是以为主，兼有航运、等综合利用的水利水电枢纽工程。根据工程可行性研究和初步设计确定，通航建筑物采用垂直升船机，按通过T级船队舶进行设计，设计水平年为年，设计年货运量为T其中上航T，下航T提示1升船机的类型升船机按其运行方式，有垂直和斜面两大类；按船队舶在承船厢中的支托方式，有湿运和干运两种；按船厢是否下水，有下水式和不下水式两种；按其对承船厢重量的平衡方式，有全平衡、半平衡和不平衡三种；根据承船厢的驱动方式，有自爬式带螺杆螺母安全装置的齿轮齿爬式和卷扬式钢丝绳卷扬提升式两种类型。2不同类型升船机对比垂直升船机有平面布置紧凑、操作平稳、准确、快速的优点。垂直升船机占用的面积仅与船队舶的长度和宽度有关，而斜面升船机占用的面积不仅与船队舶的尺寸有关，更主要的是取决于滑道的坡度和坡高，特别对高水头的升船机，占用的面积较大。此外，斜面升船机在爬升变速段，船队舶易受水流惯性力作用而偏位，定位时间较长，对启停加减速度控制要求较高。齿轮齿梯爬升式垂直升船机简称齿爬式垂直升船机的爬升装置有四个齿轮与相应的四条齿梯啮合，安全装置有四个大螺母随齿轮作同步空转并与相应的四条大螺杆螺纹表面保持均匀的间隙，这八个点对升船机的设备制造和安装，对塔柱的施工精度、变形、位移都有较高的要求，同时它不适宜船厢下水运行，国内尚少设计、制造及运行的经验。而卷扬式垂直升船机对结构的施工精度没有特殊要求，适应下游水位变幅大时船厢的下水运行，安装、维护较简单。对承船厢不下水的垂直升船机，在运转过程中承船厢的重量固定不变，通常采用全平衡的方式，配置平衡重。驱动力只须克服设备运行中的摩擦阻力和惯性力，以及因承船厢与闸首对接时的停靠误差、风浪和船队舶进出而引起承船厢内水深变化等产生的不平衡重量。承船厢下水的垂直升船机，要妥善解决承船厢和平衡重下水失重后产生的不平衡荷载问题。在过船吨位不大时，可考虑不用重量平衡，而单一地由卷扬机起吊承船厢全部荷重的方式。这种方式措施简单，但驱动功率大。为了节减功率，在过船吨位较大时，也可采用部分平衡的措施。干运方案因船舶直接置于承船厢的弹性支托体上，原在水中的侧向压力已消失，因此承船厢在载船运行中，船舶受到的震动影响较大，对结构单薄的木船容易产生损坏漏水，至今没有一种干运支托体能象水一样支托各种规格船舶的简单装置。但干运总重量轻，消除了船厢水力学现象，故驱动功率小，加速快，运转经济效益高，总造价也相应减少。根据已有工程的经验，对于60T级以上的船舶，采用湿运方案较好。3水利水电工程的通航建筑物主要有升船机和船闸两种型式。采用何种通航建筑物型式，应进行技术经济分析，综合考虑地形、地质、设计、制造、运行、管理、维护、能源损失以及工程造价等分析确定。一般而言，当水头较低20M以下时，宜采用单级船闸方案；当水头为30M左右时，应进行船闸和升船机方案的技术经济比选；当水头较高时，应进行多级船闸和升船机方案的比选，此时，由于升船机线路布置短，受地形条件约束少，过坝历时短、运行、维护、管理方便，能量损耗小，没有高水头船闸的阀门振动、空化等问题，是应优先考虑的方案。4在本设计大纲范本中，述及的是卷扬式垂直升船机全平衡或半平衡的设计。52设计依据文件和规范21设计依据文件1工程初步设计报告；2工程初步设计报告审批文件；3工程初步设计报告关于卷扬式垂直升船机的专题报告；4工程技术设计任务书；5有关工程设计船型资料船队型式、长、宽、最大吃水深度、水线长度、船舶空载时的最大船舷及船桅高度等的文件；6工程河航运规划报告；7有关工程文件及纪要。22主要设计规范1SDJ1278水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区、丘陵区部分试行及补充规定；2SDJ21787水利水电枢纽工程等级划分及设计标准平原、滨海部分试行；3GB5020194防洪标准；4GBJ13990内河通航标准；5JTJ26126687船闸设计规范试行；6SDJ2178混凝土重力坝设计规范试行及补充规定；7SDJ2078水工钢筋混凝土结构设计规范试行；8GBJ1089混凝土结构设计规范；9GBJ987建筑结构荷载规范；10SDJ1078水工建筑物抗震设计规范；11JTJ20184水运工程水工建筑物抗震设计规范；12JGJ391钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程及其修订条文；13GBJ1788钢结构设计规范；14港口工程技术规程1987上、下卷；15SDJ1478水利水电工程地质勘察规范试行；16SDJ21884碾压式土石坝设计规范。范本是按SDJ2078编写的，如用新规范SL/T19196或DL/T50571996，则有关内容需作相应修改。范本是按SDJ1078编写的，如用新规范DL50731997，则有关内容需作相应修改。本范本是按JTJ20184写的，如采用新标准JTJ22598水运工程抗震设计规范，文中有关部分应作相应修提示设计规范1SDJ1278、2SDJ21787中的防洪标准与3GB5020194中的防洪标准不一致时，应以GB5020194为准。6改。1998年新颁一批标准，可在核实后选用。3基本资料31建筑物等级及洪水标准本枢纽工程为等工程，通航建筑物各部分的设计级别和洪水标准见表1。表1通航建设物各部位设计级别和洪水标准防洪标准，重现期，A部位建筑物级别设计校核挡水建筑物上闸首船厢池室下闸首上游引航道建筑物下游引航道建筑物32水文资料321坝址各频率的洪水流量及相应水位关系坝址处各种频率的洪水流量及相应水位关系见表2。表2坝址各频率洪水流量与相应水位关系表频率，洪峰流量，M3/S下泄流量，M3/S上游水位，M下游水位，M322泥沙1多年平均输沙量为T，多年平均输沙量年内月分配情况见表3。表3多年平均输沙量年内月分配情况单位T提示下闸首可采用下游设计最高通航水位或检修水位作为挡水标准。下闸首检修水位，应根据升船机的规模和重要性、水文情况、枢纽运行条件、航运要求、检修能力、检修连续时间等，综合分析确定。提示包括上、下游引航道口门处的各频率的水位流量关系。7月份123456789101112年总和输沙量2多年平均含沙量为KG/M3，多年平均含沙量年内月分配情况见表4。表4多年平均含沙量年内月分配情况单位KG/M3月份123456789101112年平均含沙量3实测最大含沙量为KG/M3。4汛期悬移质泥沙最大粒径为DMAXMM，中值粒径为D50MM，平均粒径为DMM；多年平均悬移质泥沙最大粒径为DMAXMM，中值粒径为D50MM，平均粒径为DMM。汛期和多年平均悬移质泥沙粒径及级配情况见表5。表5汛期和多年平均悬移质泥沙粒径及级配情况粒径级别，MM汛期小于某粒径之沙重百分数，多年平均5汛期推移质泥沙最大粒径为DMAXMM，中值粒径为D50MM，平均粒径为DMM；多年平均推移质泥沙最大粒径为DMAXMM，中值粒径为D50MM，平均粒径为DMM。汛期和多年平均推移质泥沙粒径及级配情况见表6。表6汛期和多年平均推移质泥沙粒径及级配表粒径级别，MM汛期小于某粒径之沙重百分数，多年平均6淤沙淤沙高程M；淤沙内摩擦角；淤沙浮重度NKN/M3。33气象资料331气温1历年最高气温；2历年最低气温；3最高月平均气温；4最低月平均气温。各月特征气温见表7。表7各月特征气温表单位8月份123456789101112全年多年平均气温最高月平均气温最低月平均气温绝对最高气温绝对最低气温332雨量1最大年降雨量MM；2最小年降雨量MM。各月雨量特征见表8。表8各月雨量特征表单位MM月份123456789101112全年月平均雨量333湿度1月平均最高相对湿度；2月平均最低相对湿度。各月相对湿度特征见表9。表9各月相对湿度特征表单位月份123456789101112全年月平均相对湿度334水温1最高水温；2最低水温。各月特征水温见表10。表10各月特征水温表单位月份123456789101112全年平均水温335风速、吹程、风压1本工程区域内绝对最大风速为VM/S，多年平均最大风速为VM/S。2吹程为KM。3升船机高耸建筑物工作风力为级，设计选用基本风压为KN/M2；非工作风力为级，设计选用非工作风压为KN/M2。34地形资料提示升船机建筑物，包括上、下游引航道及上、下游外停泊区范围内的地形资料。技术设计阶段升船机本体部分地形图的比例尺应为1/500若范围过大也可采用1/1000；其余部分上、下游引航道及上、下游外停泊区等的地形图比例尺应为1/1000或1/2000。935地质资料351地质图352覆盖层的物理力学指标见表11表11覆盖层的物理力学指标土基类型湿容重KN/M3干容重KN/M3比重KN/M3孔隙比内摩擦角凝聚力MPA允许承载力MPA353各类岩石的物理力学指标见表12表12各类岩石的物理力学指标风化分带容重KN/M3饱和抗压强度MPA变形模量MPA弹性模量MPA泊松比允许承载能力MPA抗剪断内摩擦角抗剪断凝聚力MPA抗剪内摩擦角断层带全风化带强风化带弱风化带微风化带新鲜岩体36地震烈度1基本烈度根据中国地震烈度区划图1990及鉴定，本工程区地震基本烈度为度。2设计烈度本工程建筑物按设计烈度度进行抗震设防。37航运资料1航道等级本工程所处河段为级航道。2设计水平年为年。3通航规模本工程设计过坝年货运量为T其中上航T，下航T，客运量为人次/年。4船型及船队舶提示包括沿航道中心线及左、右闸墙的地质纵剖面图，各建筑物的地质横剖面图。对上、下游引航道，应根据具体情况，间隔20M50M提供一地质横剖面图。地质剖面图的比例尺应为1/1000或1/2000；对升船机本体部份以及其他有特殊要求的部位的地质剖面图，比例尺可增至1/5001/200。10本工程采用单船或船队干、湿运，单、双向运行过坝。设计最大船队舶为T驳船、拖带船队、顶推船队等，船队舶尺度为M长宽吃水深。其他船型尺度及船队舶尺度参考附表A选用。5航道最小转弯半径为M。6最大通航净空为M。7船舶空载时的最大干舷高度为M。8通航水位1上游最高通航水位M；2上游最低通航水位M；3下游最高通航水位M；4下游最低通航水位M；5下游检修水位M。9水位变率根据水文资料统计，下游水位变率的最大值为上涨速度为CM/MIN，下降速度为CM/MIN。电站建成后，厂房机组甩负荷引起的下游水位最大下降速度为CM/MIN。10通航保证率1当下游最高通航水位M，上游库水位为M时，高水通航保证率为；2当下游最低通航水位M时，低水通航保证率为。11上、下游口门区允许流速参照船闸设计规范JTJ261，结合本工程的具体情况，上、下游引航道口门区的最大允许流速为纵向流速VM/S；横向流速VM/S；回流流速VM/S。38设备运输提示航道最小弯曲半径宜采用顶推船队长度的3倍或拖带船队中最大单船长度的4倍。提示应选取较大的水位变率作为设计的依据。11381挡水坝段坝顶部分382通航建筑物部分升船机部分运送的最重部件为，采用运输。的总荷载为T，各个轮子承受的荷载及平面布置见附图。39建筑材料391混凝土1混凝土的设计强度、弹性模量见表13。表13混凝土的设计强度及弹性模量单位MPA设计强度混凝土标号轴心抗压，RA弯曲抗压，RW抗拉，RL抗裂，RF弹性模量EH2混凝土的吸热、放热、导热、线膨胀系数见表14。表14混凝土的吸热、放热、导热、线膨胀系数混凝土标号导温系数M2/H放热系数KJ/M2H导热系数KJ/MH线膨胀系数13混凝土容重为KN/M3；钢筋混凝土容重为KN/M3；流态混凝土容重为KN/M3。392钢筋钢筋的设计强度及弹性模量见表15。表15钢筋的设计强度及弹性模量单位MPA钢筋种类符号钢筋抗拉、抗压设计强度RG，RG弹性模量393钢材1钢材的强度设计值见表16。表16钢材的强度设计值钢材抗拉、抗压、抗弯F抗剪FV端面承压刨平顶紧FCE提示挡水坝段坝顶部分桥面结构按承受荷载不同，可分为门机梁、交通桥梁和其他工作桥梁，各类梁承受的荷载按水利水电工程技术设计阶段坝顶工作桥、交通桥设计大纲范本的要求列出。提示根据升船机需运输的最大部件的尺寸和最重部件的重量，确定采用标准的汽车、平板车、履带车或其他自制的运输工具，并根据实际采用的运输工具绘制荷载图及轮压、履带或其他运输工具的平面布置图。对升船机各个部位的控制设备荷载非最大、最重部件，也应给出相应的荷载大小和分布情况。12钢号组别厚度或直径MMN/MM2N/MM2N/MM2注1钢号指的是钢材类型，如2号钢，3号钢、16MN钢或16MNQ钢等；2组别是指根据钢材或型钢的厚度或直径，对3号钢进行的分组，具体的划分见GBJ1788表3211。2钢铸件的强度设计值见表17。表17钢铸件的强度设计值钢号抗拉、抗压、抗弯FN/MM2抗剪FVN/MM2端面承压刨平顶紧FCEN/MM23焊缝的强度设计值见表18。表18焊缝的强度设计值构件钢材对接焊缝角焊缝抗压FWC抗拉、抗弯FWTN/MM2抗剪FWV抗拉、抗压、抗剪FWF焊接方法和焊条型号钢号组别厚度或直径MMN/MM2一、二级三级N/MM2N/MM2注1表中的一、二、三级指的是焊缝的质量级别。2应对不同的焊接方法如自动焊、半自动焊、手工焊、不同的焊条型号如E43XX型等、不同的钢材类型，不同的钢材尺寸，分别列出其强度设计值。4钢材的容重为785KN/M3。310安全系数通航建筑物各部位的安全系数应不小于表19所列数值。表19安全系数抗滑安全系数按抗剪断公式计算KC按抗剪公式计算KC抗倾安全系数K0抗浮安全系数KF建筑物部位地基基本组合特殊组合基本组合特殊组合基本组合特殊组合基本组合特殊组合上游引航道挡水建筑物上闸首船厢池室下闸首下游引航道4设计原则及假定41设计原则1垂直升船机除按本大纲进行设计外，还应满足有关规程、规范、标准等的规13定和要求。2设计前应深入现场调查研究，并和有关部门配合，认真收集和分析研究有关水文、地形、地质、地震、气象、航运、设备、建筑材料及施工条件等设计资料，做好设计前的准备工作。3垂直升船机是水利水电工程枢纽的一个重要的永久性建筑物，它具有挡水、通航乃至冲沙等多种功能，在设计时，应考虑其各个组成结构运用的特殊情况，按不同条件、不同方法进行设计。4根据工程的具体情况，确定设计工作内容。42设计假定5设计工作内容和方法51工作内容本项设计工作的主要内容有1通航建筑物的总体布置和各建筑物的结构布置设计；2各建筑物的稳定分析和结构设计；3水力计算；4过坝时间和升船机通过能力计算；5基础处理；6观测设计；7专题研究；8工程管理。52工作方法521稳定应力计算垂直升船机各结构的整体稳定及应力，应以建基面的抗滑稳定及四角点应力条件确定，同时应考虑其建基面的抗浮及抗倾稳定条件。提示1垂直升船机枢纽由多个建筑物组成，对不同的建筑物，应根据其结构形式和运用特点，作出设计假定。2对结构进行必要合理的简化后，进行结构内力、配筋、温度或其他方面的设计。提示本设计大纲范本，仅对垂直升船机的布置和建筑物的结构设计内容作出阐述，其他如环保工程设计、施工组织设计、工程概预算及经济评价等未作说明，另参见有关的设计大纲范本。14522结构内力计算523结构设计524结构位移525温控设计提示1如结构地基深层有影响结构稳定的软弱结构面，应复核其深层抗滑稳定性；如结构复杂，荷载较大，还应考虑复核其地基承载力。2挡水坝段的稳定及基础应力，应按SDJ2178第二节和第三节的有关规定计算。3上闸首、主体段、下闸首、上、下游引航道内导航、靠船等建筑物，以及多级升船机的中间渠道结构的稳定及基础应力，应按船闸设计规范第三篇JTJ263第232条第236条的有关规定进行计算。4全部淹没在水下的结构如浮堤的水下固定结构等的稳定及基础应力，应按港口工程技术规范1987上卷第五篇第一册第2214条第2216条及第2218条的有关规定进行计算。提示应根据结构的重要性及其配筋的需要，按结构力学方法计算结构或构件各断面的内力包括弯矩、剪力及轴力、扭矩等。提示1应根据不同部位的结构运用条件及性质，按不同的设计规范进行结构设计。2对挡水坝段的桥面结构，应按有关规范并参照水利水电工程技术设计阶段坝顶工作桥、交通桥设计大纲范本的有关内容，进行承载能力极限状态计算包括现浇、预制和叠合构件的正截面强度、斜截面强度、局部承压强度计算、正常使用极限状态验算包括抗裂、裂缝宽度及变形验算、叠合结构的钢筋应力计算、施工阶段应力计算，并应满足配筋构造要求；同时，应参照第7节的有关内容进行支座设计。3对于上闸首、主体段、下闸首、中间通航渠道等建筑物的水下结构，以及上、下游引航道内的结构，根据SDJ2078第五章的有关内容，按不同的结构型式轴心受拉、轴心受压、偏心受拉、偏心受压、受弯及弯扭构件等，进行构件的强度计算；同时，按第六章的有关内容，进行结构构件的抗裂、裂缝宽度和变形验算；结构的配筋还应满足第七章所规定的有关构造要求。4对上闸首、主体段、下闸首及中间通航渠道的水上结构，应按GBJ1089第四章的有关内容，进行正截面承载力、斜截面承载力、扭曲截面承载力、受冲切承载力、局部受压承载力的计算以及疲劳强度验算；按第五章的有关内容进行抗裂、裂缝宽度和变形验算；结构构件的计算应满足第七章的有关规定，其配筋也应符合第六章的有关构造要求。5结构的配筋还应满足相应规范的抗震构造措施要求。6如采用钢结构，则应根据受力情况，按GBJ1788中的有关内容进行结构设计。结构计算的主要内容有对不同的受力构件如受弯、轴心受力、拉弯、压弯构件，进行强度、整体稳定和局部稳定计算；对承受动力荷载重复作用的构件及其连接，当应力变化的循环次数大于105次时，应进行疲劳计算；对连接部位及结构焊缝、螺栓、铆钉连接、组合工字梁翼缘和腹板的连接及支座，应进行连接计算；钢结构还应满足规范的构造要求。提示对高层结构，位移必需满足使用要求，并应根据结构形式，按JGJ391的方法或弹性力学方法计算其位移。结构各层间的位移与层高之比，结构顶点位移与总高度之比，应分别满足JGJ391第493条和第494条的规定。156通航建筑物的总体布置61总体布置工程T级垂直升船机布置于，由等部分组成，本体段中心线桩号为M，航道中心线全长M。提示1对需要考虑温度应力的结构，应根据其受温度或不同部位温差的影响，按结构力学方法计算其内力弯矩、轴力、剪力等，或按有限元方法计算应力，再计算结构的配筋等。详见本大纲第7章。2“温控专题研究”应考虑以下内容，详见本大纲第12章1基础块和大体积混凝土结构的温度应力、稳定温度、施工措施及保温要求；此外，还应考虑大体积混凝土结构的冷却措施。2封闭块的封闭温度和温度应力及工程措施。提示1升船机的平面布置，通常可分为轴线紧贴岸边的顺岸式；轴线位于河中的突堤式；以及轴线位于两岸山坡内的挖入式三种基本形式。根据具体条件不同，还有基本形式相互结合的混合形式。在确定平面布置时，应根据工程的实际情况和枢纽总体布置的要求，确定升船机的平面布置。2垂直升船机有单级和多级之分。应根据工程的水头、地形、地质、投资、过坝历时、年货运量、运行条件、枢纽布置协调顺畅，以及设计、制造、施工等情况，综合分析选定采用单级或多级升船机方案。在一般情况下，单级升船机过坝时间短，使用管理方便，是优先考虑的对象。当水头较大时，受技术条件以及地形、地质条件的限制，可考虑采用多级升船机方案。多级升船机的水级划分，要根据上、下游水位变幅和地形、地质情况确定，划分的水级应尽量使各级升船机结构统一。3升船机也有单线和多线之分。当单线升船机的通过能力在设计水平年内不能满足运量需要时，必须建双线或多线升船机；对运量大、过船繁忙的连续多级升船机，由于单线升船机迎向运转要延长过船时间、降低通过能力和过船效率而不经济时，应考虑修建双线升船机；在运输特别重要的航道上，单线升船机因挖泥、检修、冲沙等因素可能发生断航时，应在两条航线上建升船机。4选择升船机的枢纽布置，应根据其过船吨位、枢纽规模大小、工程总体布置及自然条件等，进行全面综合分析确定。1确定升船机枢纽的位置时，应充分考虑其与枢纽其他水工建筑物布置的协调问题。2升船机枢纽的总体布置，应尽量避免某些水工建筑物，如溢流坝、泄水闸、电站等的干扰，与这些建筑物之间，必须有足够长度的分水导墙堤。3升船机枢纽应布置在顺直稳定的河段上，并使上、下游引航道与主航道平顺连接。上、下游引航道口门应尽量避免布置在易淤部位，同时应满足口门区的通航水流条件。4必须保证船队舶在通航期内安全通畅运行，并利于运行管理和检修。5升船机枢纽应尽量选在地形、地质条件较好的位置，出于运行管理方便、节省投资等原因，也宜临岸布置。6为减少上、下游引航道的淤积，应根据河流的泥沙条件和枢纽布置的具体情况，设置冲砂闸、冲砂道孔等设施，在含沙量较大的河流上，宜设置排沙防淤设施以减少上游淤积。5升船机枢纽由上、下游引航道及本体段包括上、下闸首、主体段等基本部分组成。其中上闸首可兼挡水坝段之用。若受施工进度或整体结构布置等条件的限制，也可设置单独的挡水坝段和其他结构。当采用单船过坝时，过坝船队舶需要重新编队、更换推拖轮和等候过坝，应在上下游引航道外设置外停泊区。1662上游引航道上游引航道位于坝轴线上游，与库区相连。引航道中心线桩号为M，全长M，其中导航段、调顺段和停泊段长度共M，转弯半径为M，转角为。航道底宽M，底高程M。引航道内的主要建筑物有等，顶高程为M。63上游外停泊区上游外停泊区位于上游引航道的上游，主要由组成，区内水深为M，系船柱或靠船墩顶高程为M。64挡水坝段1挡水坝段是升船机枢纽的挡水建筑物，它上接上游引航道，下接中间通航渠道或上闸首，主要由组成。2挡水坝段采用结构，左右宽M，桩号自MM；上下游方向长M，桩号自上M下M；中间通航孔口宽M，底槛高程M。提示1引航道一般由导航段、调顺段、停泊段和过渡段制动段等组成，其平面轮廊和尺度应保证通航期内过坝船队舶能畅通无阻，安全行驶。2引航道的平面布置应根据升船机的级别、级数、设计船型船队、通过能力等，结合地形、地质、水流、泥沙及上游航道等条件研究确定。3升船机上游引航道的平面布置和船闸基本相同，其布置型式、航道尺度、与河流、水库中航道的连接、口门区水流条件等具体要求，应满足船闸设计规范JTJ261第四章中第三节至第六节的有关规定。4上游引航道内的主要建筑物有导航和靠船建筑物。导航建筑物主要将航道与坝前水域分隔开来，以形成平静的航道。其主要结构为各式固定结构如重力式导航墙等；如水深和水位变幅较大时，应考虑采用浮式结构，它一般由浮动结构如浮堤、浮筒等、水下固定结构以及两者之间的联系结构组成，在浮动结构的一端，应设有导槽结构，以利于浮动结构随着水位变动而上下浮动，靠船建筑物的型式主要有重力式靠船墩、靠船构架等。5引航道的底高程应满足设计最大船队舶满载时吃水深度的1415倍要求，导航及靠船建筑物的顶高程应满足设计最大船队舶空载时最大干舷高度的要求。6导航、靠船结构应由稳定和强度要求确定，并应满足系船、靠船、交通、防护、检修、照明及信号等的要求。提示1外停泊区应根据船队舶安全停泊和编队需要，设置靠船码头、系船柱或靠船墩及港作拖轮等设施。2外停泊区应选择在风浪小、水流缓、无泡漩的水域，淤沙严重的水域不宜选作外停泊区。3外停泊区的水域，应满足升船机最繁忙时过坝船队舶停泊和作业的需要。4系船或靠船建筑物的顶高程应满足最大设计船队舶空载时干舷高度的要求，最小水深应满足最大设计船队舶满载时吃水深度的1415倍。173挡水工作闸门采用，闸门中心线桩号为下M；检修闸门采用，闸门中心线桩号为下M。工作、检修闸门分别由启闭。4坝顶高程M。5坝顶桥面结构由组成。其中交通部分按级公路设计。65中间通航渠道1根据枢纽布置的需要，在级垂直升船机之间设置中间通航渠道。2中间通航渠道采用结构，桩号为下M下M，渠长M，渠宽M，基础高程M，渠底高程M，渠顶高程M。3两侧边墙作为导航、靠船结构，布置有等设施。提示1升船机挡水坝段是枢纽挡水建筑物的一部分，一般有两种型式一为独立的挡水坝段，一为与升船机上闸首结合的挡水坝段。在进行枢纽布置时，应根据地形、地质、运行、设计、施工及经济等条件，确定采用哪一种布置方式。2独立的挡水坝段，或与上闸首相结合的挡水坝段部分，一般均采用混凝土重力式结构，主要由中间的通航孔口、闸门以上的坝顶桥面系统和启闭机构架等结构组成。3对于升船机挡水坝段，如建于较好的岩基之上，可采用分离式结构；如建于较差的岩基之上或有软弱夹层时，应采用整体式结构。如挡水坝段下部为大体积结构，没有特殊的要求时，可考虑采用碾压混凝土结构。4升船机挡水坝段的顶部高程，应根据设计和校核水位计算确定，并宜与工程枢纽的坝顶高程一致；挡水坝段的基础高程应满足结构布置、稳定、应力要求；沿升船机中心线方向的纵向尺度，应根据闸门、坝顶门机、交通要求、启闭结构、电气设备及管理和维修所需场地的布置情况确定，为节省投资，坝顶边墩可挑牛腿加宽；挡水坝段左右方向的尺度，应根据中间通航孔口的宽度以及两侧边墩的结构和布置要求确定。5中间通航孔口的宽度和底槛高程，应根据航道等级、通航规模和上游最低通航水位，参照GBJ13990第301条所给出的船闸有效宽度和门槛水深加以确定。6挡水坝段应设置挡水工作闸门和检修闸门。挡水工作闸门为超过上游最高通航水位时阻挡洪水之用，检修闸门为检修挡水闸门及下游渠道时挡水之用。应根据工程运用条件，在坝顶设置门机或固定启闭机启闭闸门。此外，挡水工作闸门可兼作事故闸门之用。7坝顶桥面结构主要由门机梁、交通桥梁包括机动车桥梁和人行桥梁及工作桥梁包括设备、检修等桥梁等部分组成，其布置可按照水利水电工程技术设计阶段坝顶工作桥、交通桥设计大纲范本中的有关要求进行。8和一般的混凝土重力式结构一样，挡水坝段应考虑设置灌浆、排水等设施。9独立的挡水坝段与上闸首之间，根据工程的需要可设置中间通航渠道段。181966升船机本体段升船机本体段部分，包括上闸首、主体段及下闸首，桩号自下M下M，全长M。661上闸首1上闸首是升船机本体部分的上游挡水建筑物，主要由组成，上接升船机挡水坝段，下接升船机主体段。2上闸首采用结构，上下游方向长M，桩号自下M下M；左右方向宽M，桩号自MM；闸首墙顶高程M，启闭机房顶高程M，基础高程M；中间通航孔口宽M，底槛高程M。3上闸首工作门采用，其中心线桩号为下M。4防撞设施采用结构，其中心线桩号为下M。5冲砂孔进口位于，进口中心线桩号为下M，进口底高程为M，进口断面尺寸为M；出口位于，出口中心线桩号为下M，出口底高程为M，出口断面尺寸为M；孔口形式为，其尺寸或直径为M；冲砂孔全长M。冲砂孔设有事故检修门、工作门，其启闭采用，启闭构架顶高程为M。6排砂孔进口位于，进口中心线桩号为下M，进口底高程为M，进口断面尺寸为M；出口位于，出口中心线桩号为下M，出口底高程为M，出口断面尺寸为M；孔身形式为，其尺寸或直径为M；排砂孔全长M。排砂孔设有事故检修门、工作门，其启闭采用，启闭构架顶高程为M。提示或“冲砂堰位于，孔口宽M，堰顶高程M，顶部高程M。冲砂堰设有事故检修门、工作门，分别由进行启闭。启闭构架顶高程为M。”提示1对于多级升船机，在两级升船机之间，根据地形地质条件，可设置中间通航渠道。单级升船机，则视工程布置需要，可设或不设中间通航渠道。2中间通航渠道可作为上级升船机的下游航道和下级升船机的上游航道，其平面尺度应满足船队舶会让和水力学条件等要求，并参照船闸设计规范JTJ261第四章第三、四、五节进行设计。3渠底和渠顶高程，应满足设计最大船队舶满载时、在最低通航水位的情况下，航道最小水深以及在最高通航水位的情况下最大船队舶空载时最大干舷高度的要求。4若中间通航渠道段结构不高，可采用整体式结构，沿渠道中心线每隔2030M设一条横缝。若结构较高，可采用上部U型槽与下部大体积混凝土分开的分离式结构，此时，与挡水坝段下部结构一样，根据基础条件不同，下部结构也可采用分离或整体结构，并沿渠道中心线设置横缝，也可采用碾压混凝土结构。此外，还可采用上部U型槽与下部排架结构相连的渡槽结构。5结构应满足稳定、应力和布置的要求。6中间通航渠道依靠两边侧墙作为导航、靠船结构，它应满足稳定和强度要求。同时还应满足系船、靠船、交通、防护、检修、照明及信号等要求。20662主体段1升船机主体段主要由船厢池室、支承结构、主机房、中央控制室及交通、检修等辅助结构组成，其上、下游方向长M，桩号自下M下M；左右方向宽M，桩号自MM。2船厢池室由两侧挡墙和上、下闸首所围成的空间组成，池室长M，池室内净宽M，池室底高程M，建基高程M，底板厚M。左侧挡墙顶高程M，顶宽M，底宽M；右侧挡墙顶高程M，顶宽M，底宽M。3支承结构采用形式，共个，下端由底板和挡墙支承，上部由高M的结构连接，顶高程为M，宽M，左侧高M，右侧高M。内侧设有船厢导向和限位结构，以及交通、检修结构。4主机房位于顶部，为结构，地面高程M，长M，宽M。桥式起重机跨度M，轨顶高程M，主机房顶采用结构，屋顶高程M。5中央控制室位于，地面高程M，层高M，长M，宽M。提示1上闸首主要由通航孔口、工作门、过船防撞设施及各部分之间的交通结构等基本部分组成。根据河流的泥沙情况及总体布置的要求，可设置专门的冲砂结构，如冲砂孔、冲砂堰、排砂孔等。如闸门采用固定启闭设备，也应设置启闭构架。2和挡水坝段一样，上闸首也有两种型式独立的上闸首，或与挡水坝段结合的上闸首。采用何种型式，何种结构整体式、分离式，应根据具体工程的实际情况综合考虑确定。3中间通航孔口的尺度，应与挡水坝段相同。4上闸首的工作门，应设置在上闸首的下游，紧接主体段。在工作门上，也可设过船小5为防止船队舶直接撞击工作闸门，应在工作闸门前设置防撞设施，视具体情况确定防撞设施的结构。6为了将上闸首上游部分的淤沙排走，应设置排砂孔。排沙孔进、出口的位置、孔口的大小，应根据枢纽总体布置情况、泥沙条件，并通过水力学试验论证后加以确定。排沙孔应设置事故检修门和工作门，并应设置相应的启闭结构。7为了排走船厢池室内的淤沙，并使下游引航道处于动水状态，减少泥沙淤积，应设置冲砂孔或冲砂堰。冲沙孔的进、出口位置和孔口的大小，冲沙堰的孔口宽度、位置，也应根据具体情况并通过试验论证确定。冲沙孔或冲沙堰应设置事故检修门、工作门及其启闭结构。8上闸首工作闸门的顶部高程，应不小于上游最高通航水位加安全超高。安全超高可参照下列规定采用级航道05M；级航道03M。9上闸首墙顶高程应根据闸门顶高程和结构布置等要求确定。一般情况下，可采用上游设计最高通航水位加超高，其超高不宜小于过闸船队舶的最大空载干舷高度。10上闸首的长度和宽度，应根据通航孔口的尺度以及闸门、冲砂孔堰、排砂孔等的布置条件确定，同时应满足整体结构的稳定和应力要求。216船厢正常升降行程为M，最大升降行程为M；船厢慢速升降速度为M/MIN，快速升降速度为M/MIN；正常运行时船厢升降加速度为M/S2，事故状态时船厢升降加速度为M/S2。提示1主体段是升船机的支承、导向和限位结构，承受承船厢正常运行和事故状态时的全部动荷载和静荷载，并在承船厢升降时起导向和限位作用。2船厢池室形成封闭的空间，以便承船厢运行和检修之用。船厢池室的长度、宽度及底板高程，应根据GBJ13990表301条船厢的有效尺度、结合承船厢结构所占用的尺度以及具体的结构要求确定。两侧挡墙的顶部高程，应大于下游最高通航水位或下游检修水位加安全超高，同时还要考虑升船机两侧的水流状态，确保挡墙上部的支承结构不受动水压力的作用。挡墙的顶宽由上部支承结构的布置、运行条件及结构要求确定。挡墙的底宽和底板厚度由结构要求确定。船厢池室的内侧，应布置有检修和交通通道。此外，还应考虑检修排水和渗漏排水船厢不下水方案设施。在进行船厢池结构布置时，应充分考虑其与上、下闸首及上部结构的关系。3升船机支承结构的主要形式有钢筋混凝土塔柱楼、钢排架、钢筋混凝土排架等形式，目前多采用钢筋混凝土塔柱楼形式。在选型时，应充分考虑其运行、设计、施工和经济等条件，确定采用何种形式的结构。支承结构的顶高程主机房地面高程的确定，与上游最高通航水位、承船厢及厢内船舶的结构高度、顶板的厚度、中控室的布置和升船机的升程、平衡重组高度及其是否下水等要求有关。两侧支承结构的宽度和布置型式，应考虑提升机如为平衡重式升船机，还应考虑平衡重的布置及运行方式，机械设备的安装和检修，以及支承结构承受各类荷载的结构尺寸要求确定。4升船机支承结构的顶板可采用钢筋混凝土板梁结构、板式结构、钢结构，如跨度及受力较大，也可采用预应力混凝土结构。顶板一般可作为上部主机房的楼面，应考虑到由于结构和机电设备布置的要求，孔洞较多，荷载较大，受力复杂等情况。顶板与支承结构之间的连接，可采用刚接、铰结方式或支承结构顶部横向不连接。顶板采用何种形式、何种连接方式，应根据结构计算的结果，并通过结构试验进行论证后确定。5主机房位于主体段的顶部，是布置主提升机构的空间。和一般厂房相同，主机房顶可采用钢筋混凝土板梁结构、钢桁架或网架等结构形式。主机房的顶高程，与机电设备和桥机的高度、吊钩的扬程以及房顶的结构形式有关。主机房的平面布置，应考虑机电设备的布置、安装、检修场地及交通通道等各种因素。外侧的支撑结构，可考虑排架或刚架结构，立柱的布置应考虑下部顶板结构对其的支承作用。6中央控制室的位置和高度，应能在控制室中清楚地看到承船厢和上、下游引航道船队舶的动态，若因通视条件不良，则应采用工业电视等设施达到此要求。其平面尺度，应根据电气设备的布置以及结构布置的要求确定。7升船机主体段应设置专门的导向和限位结构，其位置应根据承船厢运行及整体结构的布置情况确定。导向和限位结构的高度，应满足承船厢在上游最高通航水位和下游最低通航水位升降的要求，并留有一定的富余度。其断面尺寸，应按所承受的顶紧力、夹紧力等荷载确定，并满足预埋件布置和结构要求。8升船机主体段应有贯通从底板至顶板、从上游至下游上闸首至下闸首、从左至右的交通结构。9布置时应考虑电气设备的专用通道、空间或孔洞。10升船机主体段应满足其整体结构的稳定、刚度和静、动应力要求。22663下闸首1下闸首是升船机本体部分的下游挡水建筑物，主要由组成，上接升船机主体段，下接下游引航道。2下闸首上下游方向长M，桩号自下M下M；左右方向宽M，桩号自MM；闸首墙顶高程M，基础高程M；中间通航孔口宽M，底槛高程M。3下闸首设有工作闸门采用，闸门中心线桩号为下M；检修闸门采用，闸门中心线桩号为下M。其启闭分别采用，启闭构架顶高程为M。67下游引航道下游引航道是升船机与下游河流相连接的航道，其上游紧接升船机下闸首，下游出口与河道相接。引航道中心线桩号为M，全长M，桩号自下M下M。其中导航段、调顺段和停泊段长度共M，转弯半径为M，转角。航道底宽M，底高程M。引航道内的主要建筑物有等，顶高程为M。68下游外停泊区下游外停泊区位于下游引航道的下游，主要由组成，区内水深为M，系船柱提示1下闸首主要由通航孔口、工作门、检修门及两侧挡墙结构、启闭构架等组成。2下闸首可采用分离式或整体式结构，视其运行条件、受力状况等而定。3中间通航孔口的宽度应与上闸首相同。底板高程应满足船队舶在下游最低通航水位运行时门槛水深的要求。4两侧挡墙的顶高程，应满足下游最高通航水位或下游检修水位加安全超高的要求，同时要考虑到该处两侧水流的状态。侧墙的断面应按结构布置及受力情况确定，并满足整体结构的稳定和基础应力要求。5下闸首一般应设工作闸门和检修闸门各一道。工作门一般采用带过船小门的下沉门，检修门可采用平板门或浮坞门形式。若船厢直接下水，则下闸首可不设工作门。6下闸首应设固定的启闭结构，其平面布置及高度视闸门的布置情况和起吊高度、通航净空等确定。提示1下游引航道的底高程应按下游最低通航水位时，最大船队舶满载航行的航道水深要求确定。2下游引航道的主要建筑物有导航和靠船建筑物。由于下游水深较小，考虑工程枢纽下泄水流的影响，导航建筑物一般采用固定结构，而不采用浮式结构。根据下游引航道不同区段的水流条件，可采用不同型式的导航结构，如混凝土重力式、墩板式等，如下游流态平稳，也可采用排架结构。导航结构的顶高程，除满足下游最高通航水位时最大船队舶空载干舷高度要求外，还应考虑通航期工程枢纽的水流条件，确保各段导航结构能高于下泄水流的水面线。3下游引航道的底板，还应满足冲沙要求，并保证在各种水流状态下的抗浮稳定。4下游引航道的布置型式、航道尺度、与下游河流航道的连接，口门区水流条件等具体要求，应满足船闸设计规范JTJ261第四章中第三节至第六节的有关规定。5其他要求同上游引航道。23或靠船墩顶高程为M。69其他7建筑物结构设计71上游引航道711导航结构7111稳定应力计算1荷载及荷载组合荷载与荷载组合见表20。表20荷载与组合荷载荷载组合计算工况结构自重水重水压力淤沙重淤沙压力扬压力土压力风压力浪压力水流力船舶撞击力或系缆力地震力设计工况上游为最高通航水位基本组合设计工况上游为最低通航水位校核工况上游为校核洪水位竣工工况上游无水地震工况上游为最高通航水位组合荷载地震力特殊组合地震工况上游为最低通航水位组合荷载地震力提示系船或靠船建筑物应按下游最高通航水位确定，其他设计条件与上游外停泊区相同。提示升船机枢纽应考虑的其他结构有信号、标志如水尺、照明、系船、检修爬梯及一些小型便利的交通结构等，应视工程的具体情况布置。提示这里的导航结构指的是固定的导航结构，如混凝土重力式导航墙、混凝土墩板式导航墙、导航构架等。242稳定应力计算1抗滑稳定计算结构的抗滑稳定应根据抗剪强度计算公式或抗剪断强度计算公式进行计算。抗剪强度计算公式抗剪断强度计算公式2式中KC抗剪计算的抗滑稳定安全系数；KC抗剪断计算的抗滑稳定安全系数；F结构与地基接触面的抗剪摩擦系数；F结构与地基接触面的抗剪断摩擦系数；V作用于结构上的全部荷载对滑动面法向投影的总和；H作用于结构上的全部荷载对滑动面切向投影的总和；C结构与地基接触面的抗剪断凝聚力；A结构与地基接触的面积。2抗倾稳定计算结构的抗倾稳定按下式计算3式中K0抗倾稳定安全系数；MR对计算截面前趾的稳定力矩；M0对计算截面前趾的倾覆力矩。提示1荷载计算1土压力按船闸设计规范JTJ263第514第518条计算。2风压力根据建筑结构荷载规范GBJ987计算风荷载标准值及风压力。3浪压力可按混凝土重力坝设计规范SDJ2178附录二的公式计算。4水流力按JTJ263第5119条计算。5船舶撞击力或系缆力按JTJ263第5115条或第5116条计算。6地震惯性力、地震动水压力和地震动土压力，按水运工程水工建筑物抗震设计规范JTJ20184第321条第343条的有关内容计算。2荷载组合1荷载组合中的某些荷载，可根据实际情况考虑或不予考虑。2船舶撞击力或系缆力不同时作用于结构之上。3根据工程所在区域的地震基本烈度和工程建筑物的设计烈度，以及工程的具体情况和结构的重要性，考虑或不考虑地震力。若考虑地震力，则可选择组合或组合；若不考虑地震力，则无组合和组合。HVFKC1ACFC00MKR提示稳定力矩系指由结构自重、水重、沙重、土重等产生的稳定力矩之和。253抗浮稳定计算结构的抗浮稳定按下式计算4式中KF抗浮稳定安全系数；V向下的垂直力总和；U扬压力总和。4基础应力计算结构基础的应力按双向应力公式计算5式中基础应力；MX作用于基础上的全部荷载对基础截面X形心轴的力矩总和；MY作用于基础上的全部荷载对基础截面Y形心轴的力矩总和；X基础截面上计算点至Y形心轴的距离；Y基础截面上计算点至X形心轴的距离；JX基础截面积对X形心轴的惯性矩；JY基础截面积对Y形心轴的惯性矩；其余符号意义同前。7112结构强度计算712靠船结构713浮式导航结构本工程浮式导航结构主要由组成。7131浮堤1荷载及荷载组合荷载及荷载组合见表21。表21荷载及荷载组合荷载荷载组合浪压力风压力船舶撞击力或系缆力水流力组合组合UVKFYXJMJAV提示根据所承受的荷载，按结构力学方法计算重力式导航墙及墩板式导航墙墩的各控制断面，以及墩板式导航墙的插板、导航构架等结构的内力，然后进行正截面强度、斜截面强度计算，以及变形和裂缝宽度的验算。提示1靠船结构承受的荷载种类与导航结构相同，根据靠船结构的特点，应考虑某些水平力即水压力、土压力、淤沙压力、风压力以及地震力的侧向作用情况，并计算其荷载。2所有的荷载组合，与导航结构相同，但应多考虑一组侧向荷载组合的工况。3靠船结构也应进行稳定及基础应力、结构强度计算，计算方法与导航结构相同。262内力计算3结构计算7132水下固定结构1荷载及荷载组合荷载及荷载组合见表22。表22荷载及荷载组合荷载结构自重土压力或沙压力水流力水重扬压力通过联系结构传来的荷载荷载组合2稳定应力计算7133联系结构7134导槽结构714边坡72上游外停泊区73挡水坝段731稳定应力计算提示船舶撞击力或系缆力不同时作用。提示根据浮式导航结构的实际布置情况，确定其结构类型单跨简支梁、多跨连续梁或其他形式，并根据结构力学的方法，计算浮式导航结构的内力及其与水下固定结构之间的联系结构的受力。提示浮式导航结构一般采用钢筋混凝土结构或钢结构。如采用钢筋混凝土结构，应进行正截面强度、斜截面强度计算及裂缝宽度和变形验算。提示土压力或泥沙压力的计算，参考港口工程技术规范1987上卷第5篇第1册第2章的有关部分。提示1根据工程枢纽布置的实际情况，可采用独立的专门结构来固定联系结构，也可利用工程施工原有的某些结构。2结构应进行抗滑、抗倾稳定及基础应力计算，计算公式参见本范本第7111条的有关部分。3若水下固定结构