船闸课程设计作品.doc

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 112

13、55305 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，当闸首口门宽度20,30时，约 2为 2,3 ，取 2 minmint3. 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=9.0 min3t4. 船舶 ( 队) 进出闸门间隔时间5船舶 ( 队) 进出闸门间隔时间取5.0 minT,t ， 4t ，2t ，t ，2t,10.2+4 2+29+6.1+25=52.3 则 : 单向

14、过闸时间min112345,T,2t， 4t ，2t ，2t ，4t, 双向过闸时间216.1+42+29+211.6+42123455=101.4 min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T101.42T,1/2(T ，),1/2(52.3， ),51.5 min122船闸日平均过闸次数， 6021， 60, 取 25 次 n,24.5T51.5船闸年通过能力,N,G,()P,n,n e,n 式中 : 日非运客、货船过闸次数，取6 e年通航天数 (352 天) 次过闸的平均载重吨位

15、( 近期 4000 吨，远期 6000NG吨 ), 船舶装载系数 (0.84) 运量不均匀系数 (1.30)近期 :,N,G,352 ，4000，0.8444,(,),(25,6),1728.6，10,1200 ， 10 吨 Pnn e,1.3远期 :,N,G,352 ，6000，0.8444,(,),(25,6),2592.9，10,2200 ， 10 吨 Pnn e,1.3满足通过能力的要求1.4 船闸的耗水量及经济损失计算船闸一天内平均耗水量可按下列计算:3一天内平均耗水量 (m/s)式中 : 错误未找到引用源。3V一次过闸用水量 (m) ，必要时应考虑上、下行船舶、船队排水量差额3q

16、闸门、阀门的漏水损失 (m/s)3e 止水线每米上的渗漏损失m/(s.m )， 当水头小于10 m 时取0.0015一330.0020m/(s.m )，当水头大于 10 m 时取 0.002 一 0.003m/(s.m )u 闸门、阀门止水线总长度(m)1.5 船闸在枢纽中的布置为减小占地面积，减少工程量，采用闸坝并列式布置，且船闸伸向坝轴线下游。第二章船闸输水系统型式选择及水力计算2.1 船闸输水系统型式选择2.1.1 集中输水与分散式输水系统选择输水系统可分为集中输水系统和分散输水系统两大类。判别系数T9.0m,4.0,3.5H5.0式中 :m 判别系数H设计水头 (m), 取 5 mT

17、闸室灌水时间 (min)采用集中输水系统，结合已建船闸的输水型式采用环形短廊道输水。2.1.2 消能工选择集中输水系统消能工的布置应使水流能够充分消能和均匀扩散，并不妨碍输水系统的泄流能力。根据后面水力计算中求出的流速和水头，查船闸输水系统设计规范表 3.1.5 ，可采用简单消能工。选用消力槛消能。2.2 船闸水力计算2.2.1 计算输水廊道的断面面积水阀门处廊道断面面积2cH,T2g1,(1,)KV2c 式中 : 计算水域面积255 23=5865mm设计水头取 5.0 H阀门全开时输水系统的流量系数，可取0.6,0.8 ，取 0.7 , 系数，锐缘平板阀门 =0.7 时，取 0.56 ,K

18、可取 0.6,0.8 ，取 0.8 V闸室灌水时间，取9.0 Tmin2，58655.02 则 m,210.7 ， 54029.81,(1,0.56)0.82.2.2 输水系统设计一、输水系统廊道的具体布置及细部尺寸采用集中输水系统，环形短廊道输水。根据船闸输水系统设计规范集中式输水系统的布置原则，可初步确定输水系统的尺寸。1. 输水廊道的进口m输水廊道的进口应布置在水下一定深度，一般低于设计最低通航水位以下0.5,1.0以上，以保证廊道进口顶部不产生负压，避免输水时吸入空气使进入闸室的水流掺气而加剧水流的紊乱。为减少水流进口的损失，在廊道进口修圆，修圆半径为(0.1,0.15)(为输 bbm

19、水廊道进口宽度，取4 m) ，取 0.5 。2. 输水廊道的弯曲段廊道弯曲段的主要设计任务是选择合适的曲率半径，特别是内侧曲面的曲率半径。根据mm规范，取进口转弯段内侧曲率半径0.75(0.15H ，设计水头 H 取 5m)，外侧6(1.0 b ，mmb为廊道转弯段平均宽度，取4 m) ，转弯中心线 4(0.9,1.0)b);出口转弯段内侧 mmmmm曲率半径 1(0.2,0.25)H)，外侧 8(1.0 b )，转弯中心线5.5(1.0,1.4)mb) 。 m3. 输水廊道的出口为减小输水廊道出口的水流流速，扩大水流对冲面积m增加消能效果，并减少出口损失，廊道出口断面取6(1.2,1.6)阀

20、门处廊道断面，取1.5 4=6 m)。为使出流均匀增加消能效果，在转弯的起点即开始扩大并增设导墙。m导墙的位于廊道正中而略偏向外侧0.2(0.05倍廊道宽度 ) 。为使廊道出口处水流平稳，增加对冲消能的效果，并提高廊道内侧曲面的压力，廊道出口淹没水深通常上闸首mm大于 1.0,2.0 ，下闸首应大于 0.5,1.5 。4. 输水廊道的直线段在廊道的转弯段之间，应有一定的直线段长度，主要是为了使阀门后水流能够得到充分扩散，同时便于布置输水阀门和检修阀门。直线段的长度一般为(1.3,2.5)， b取 8m。输水系统布置图见右图。二、输水系统的阻力系数和流量系数根据船闸输水系统设计规范 A.0.6

21、，流量系数1, ,t,，, ，,vnc, 式中 : 时刻 t 时的输水系统流量系数 t,n 时刻 t 时阀门开度时的阀门局部阻力系数，可按表A.0.4 选用，平面阀 vn门全开为 0, 阀门井或门槽的损失系数，平面阀门取0.1 ，这里用 0.1 2( 两个门槽 ) , 阀门全开后输水系统总阻力系数 c, 输水系统总阻力系数包括进口、进口弯、出口弯、扩大、出口等的局部阻力系数和 c沿层摩阻损失的阻力系数，即, ， , ， , ， , ， , ， , c 沿层进口出口进弯出弯扩大各局部阻力系数可按船闸输水系统设计规范附录A 表 A.0.1 中提供的计算方法计算选取，其中 :, 对于边缘微带圆弧形的

22、进口时为0.2,0.25 ，取 0.25 进口,进口转弯可由公式计算，其中为转角() ，为系数与廊 ,90:kkk进弯90:b4,0.53,道的形状及转弯的曲率半径有关，当时，可查得=0.47 ，则 =0.47k 进弯 2R2， 3.5, 可用上面的方法求得，为 0.4 出弯,21,可用公式 ,k(1,)计算，式中、为前后计算断面的面积分12 扩大扩大 ,2 别为 43.5 和 63.5 ，为系数，与圆锥顶角有关，由几何关系可知为，则查表得 k,6.36:,=0.14 ，则可以求出 =0.016 k 扩大, 对于多支孔出口，为 0.7,0.9 ，需将出口处的阻力系数换算为阀门处廊出口出口2,

23、道断面的阻力系数乘以，则当出口阻力系数为0.8 时实际阻力系数为0.36(), 出口, 忽略沿层阻力的影响，取 =0 沿层沿层, 则 =0.25+0.47+0.4+0.016+0.36+0=1.496 c1, 当阀门全开时 =0.77 t1.496，0.2 三、输水阀门开启时间,KDW2gHrt, vP(,)LCK 式中 : 系数，对锐缘平板阀门取0.725 r2, 输水阀门处廊道断面面积 3.5 42=28 m 波浪力系数，当船舶 ( 队) 长度接近闸室长度时，取 1 D3船舶 ( 队) 排水量，计算阀门开启时间时用单船210001.3=2600 mWP船舶允许系缆力，按船闸输水系统设计规范

24、表 2.2.1 确定，取 32 KNL 2, 初始水位时闸室的横断面积 4.5 23=103.5 mC2船舶 ( 队) 浸水横断面积 2.46 10.6 0.9 2=46.9，其中 0.9 为船舶断 m,面系数0.725 ，28， 1， 2600，2，9.8 ， 5.0 则: t,288.5s,4.8minv32，(103.5,46.9)四、闸室输水时间闸室输水时间应根据确定的流量系数和阀门开启时间核算2cHT,，(1,)t v2g,2c 式中 : 闸室水域面积25523=5865 m阀门全开时输水系统的流量系数，取0.8 ,2, 输水阀门处的断面面积28 m, 系数，按表 3.3.2 确定，

25、取 0.53 t 阀门的开启时间， 4.8 minv2，5865，5.0 则: T, ， (1,0.53) ，4.8 ， 60,6.7min 0.8 ， 28，2，9.8五、停泊条件当闸室灌水或泄水时，停泊在闸室内或引航道内的船舶将受到水流作用力的作用，而在系船缆绳上产生拉力。在闸室灌、泄水过程中，影响水流作用力亦即过闸船舶缆绳拉力的大小及其变化的因素是相当复杂的。它不仅与输水系统的型式、阀门的开启方式有关，而且与船舶的大小、编队方式、系缆方法以及船舶在闸室和引航道内的位置有关。目前，缆绳拉力的确定还不能从理论分析上得到满意的解答，而只能对一些简单的情况作很粗略的近似计算。具体缆绳拉力的确定还

26、需借助水工模型试验。进行缆绳拉力的估算时，通常作以下的一些假设:1. 船舶位于闸室纵轴线上 ;2. 船舶的竖向位移对缆绳的水平拉力不产生影响 ;3. 船舶绑系得很牢固，在水流作用下不产生水平方向的移动，缆绳拉力等于闸室灌泄水时作用于过闸船舶上的全部水流作用力。计算公式可参考船闸输水系统设计规范中3.3.7有关内容，计算过程如下:船舶、船队在闸室内的停泊条件可按船闸输水系统设计规范中3.3.7 的公式进行核算P,P1L,K,DW2gHr闸室灌水时 P,P,B1t(,)vc式中 :P 船舶、船队所受的水流作用力() KN1P灌泄水初期的波浪力作用() KNBK取 0.725 ，锐缘平面阀门r2,

27、输水阀门处的廊道断面面积28 m波浪力系数，当船舶、船队的长度接近闸室长度时取1 D3 船舶、船队的排水量 210001.3=2600mW m设计水头 5.0 Ht 输水阀门的开启时间 4.8min v2, 初始水位的闸室横断面面积4.5 23=103.5 mc2船舶、船队浸水横断面面积2.46 10.6 0.9=23.47 m,0.725 ，28， 1， 26002，9.8 ，5P,P,22.6则: KN1B4.8 ，60， (103.5,23.47)P 查表 2.2.1 为 32 KN LP,22.6,P,32KN 满足停泊稳定的要求1LP,P， P 闸室泄水时 1iVP泄水时闸室水面坡降

28、所产生的作用力，可按下式( 附录 D.0.1) 计算 : i22qq4412hhhh44,ggPg ,ihh44,h,H, tBc， Q(ll)QlTcT,q,q 12BLBLCCCC式中 : 校正系数取 1.2 ,水的密度 1 t/m ,Hm时刻 t 的闸室水深，可由闸室水位与时间关系曲线求得11.379,4=7.379 tBm,闸室的宽度 23 C23.47m换算的船底以下水深h,7.379,=5.166 h233泄水流量，取最大流量110.059 Qm/sml船尾离上闸首的距离230,160=70 TW2600,110.87llm船舶、船队的换算长度cc,23.47Lm闸室水域长度 25

29、5 C110.059，703q船尾处的单宽流量 q,1.314m/(s,m)1123，255110.059，(70 ， 110.87)3q 船首处的单宽流量 q,3.394m/(s,m)2223，255则 :221.3143.394445.166,4 ，5.1665.166,45.1669.89.8P,1.2，1.0 ，9.8 ，23.47 ，,5.2KNi4，5.1664 ， 5.166P由闸室的纵向流速所产生的作用力V2WgQ,2, P,1，m,1) ， 1/3(fO ，)(,Vc22CR(,),式中 : 船舶、船队排水量的方形系数 ,3剩余阻力系数，金属船取 10.5 ，10 ,m船前流

30、速不均匀系数，闸室泄水取 1.0 c,7.379 ，23,23.47, 系数， ,0.862 ,7.379，23,3f 摩擦系数，金属船取 0.17 ， 102m船舶浸水表面积110.87(2 2.46+0.9 10.6)=1603.1 O23.47, 水力半径， R,1.679mRL(2.46，2，10.6) ，0.987谢才系数， C,49.10C0.81，1.6792,m闸室过水断面面积， 7.379 23=169.71732,0.9 ，10.5 ，10，23.47 ，1 ，1,1)，0.862(29.8 ，110.059,=2.921 ,PKN,2600V2,3(169.717,23.

31、47)，1/3(0.17， 10，1603.1 ， ),249.1，1.679,P,P， P,5.2 ，2.921,8.121KN 32KN满足停泊稳定的要求1iV2.2.3 绘制输水系统水力特性曲线船闸的水力特征曲线包括流量系数与时间的关系曲线、闸室水位与时间的关系曲线、流量与时间的关系曲线、能量与时间的关系曲线、比能与时间的关系曲线以及闸室与上下游引航道断面平均流速与时间的关系曲线。计算公式可参见船闸输水系统设计规范附录C 中的有关规定，具体计算过程可以编程计算。1. 流量系数与时间的关系曲线1, 流量系数可由公式 , 计算，其中可由阀门的开启度变化确定。计vnt,，, ，,vnc算结果见

32、流量系数与时间关系曲线。2. 闸室水位与时间关系曲线当忽略阀门开启过程惯性水头的影响时，阀门开启过程中任一时刻段末的水头可按下式计算 :,2gmt2h,(h,) i，i12c则闸室水位可用上游水位, 水头，计算结果如下图:3. 流量与时间关系曲线流量与时间关系曲线可通过下列公式计算 : Q,2g(h ，d)ttttLdnpvd,tgdt具体计算结果见下图 :4. 能量与时间关系曲线能量与时间关系曲线可由下式计算E,9.81Qh ttt5. 比能与时间的关系曲线比能与时间的关系曲线可由下式计算 : EtE, pt,t计算结果见下图 :6. 流速与时间关系曲线灌泄水过程各时刻的闸室与引航道断面平均

33、流速可按下式计算 : Qt ,vt,t计算结果见下图 :第三章闸阀门及启闭机型式选择3.1 闸门型式选择及门扇尺寸确定选用人字闸门。1. 门扇长度式中 :B 闸首口门宽度 (m) kc 由门扇支垫块与枕垫块支承面至门龛外缘的距离，m;一般取为c=0.05,0.07)Bk错误未找到引用源。闸门与船闸横轴线夹角，一般取20?,22.5?取 l 为 15m n 2. 门扇厚度t = (1/10,1/8)ln取 t 为 1.5m 3. 门扇高度h = H + hk + k?m式中 :H上游设计最高水位与下游最低通航水位之间的水位差(m)hk 门槛水深 (m)k闸门面板顶在上游设计最高水位以上的超高(m

34、) 一般取为 (0.2,0.5)mm闸门面板底与门槛顶的距离，m通常取 (0.15-0.25) m，当闸门关闭，门底止水位于门槛侧面时取正值，在门槛顶面时取负值。h = (13.2 5.2)+ 4.5 + 0.3 + 0.2 =13 m3.2 阀门型式选择及尺寸确定选用平面阀门。3.3 闸阀门启闭机型式选择人字闸门采用刚性拉杆式启闭机械，齿轮齿条式人字闸门启闭机。平面阀门采用液压活塞式启闭机械。第四章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

35、。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

36、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

37、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。第五章闸室结构设计5.1 闸室结构型式选择选择分离式结构计算 ( 重力式 ) 和整体式闸室结构进行比较。5.2 设计计算一 计算情况作用在闸室结构上的荷载，可能以不同的组合方式出现。在设计时，不可能也没有必要对所有的组合方式都进行计算，一般都选取那些起控制作用的组合方式进

38、行计算。闸室结构的计算情况，主要有运用情况，检修情况、完建情况、施工情况、非常情况。在船闸的运转过程中，闸室内的水面可能与上游水位或下游水位齐平，在设计时考虑两种可能发生的最不利组合。1、闸室内为上游最高通航水位16.0m，墙后地下水位，取排水管水位9.5m(闸室中间截面 ) ，此时，除水压力、土压力外，还需考虑船舶的撞击力的作用。这种情况的计算特点是指向回填土方向的水平力最大。2、闸室内为下游最低通航水位8.5 m ，墙后为地下水位，取排水管水位9.5m。此时，除水压力、土压力及自重等荷载外，还应考虑系缆力及闸面活荷载的作用。这种计算情况指向闸室方向的水平力较大。二 分离式结构计算 ( 重力

39、式 )( 一) 闸室结构尺寸的确定闸室结构的尺寸的确定可根据前面章节中已求出的船闸闸室的各部分高程，结合船闸水工建筑物设计规范中闸室结构设计的相关内容确定。具体尺寸如下图所示 :( 二) 荷载计算荷载计算时取单位宽度 (1m), 计算工况为运转期 , 设计水头墙前为最低通航水位(8.5m) ，墙后为排水管水位 (9.5m) 。1、 自重3KNM,1) 建筑物自重 ( 钢筋砼 =25，浆砌块石 13KNM,=23) 2G,S 压顶及胸墙 =25(0.3 0.9 ，0.5 0.6)=14.25 KN111G,S 闸室墙 =23(0.3 0.9 ，0.5 0.6)=14.25 KN222G,S 闸室

40、底板 =25(0.3 0.9 ，0.5 0.6)=14.25 KN313对前趾 O点的力臂0.3 ， 0.9 ，0.15 ，0.5 ，0.6 ，0.3=2.5 ， L,2.73m10.3 ，0.9 ， 0.5 ，0.60.6 ， 13，0.3 ， 1/2 ，9.4 ，13， 9.4/3,5.31mL=2.5+ 21/2(0.6，10) ，1313，1.5 ， 13/2 ， 1/2(8.7 ，7.7) ，0.5 ， 7.65,6.70mL= 313 ，1.5 ， 1/2(8.7 ， 7.7) ，0.52)墙后土体自重G,S 地下水位以上 =19.2 1/2(0.5 ，8) 5. 37，84.53

41、=1134 KN44 G,S 地下水位以下 =19.41/2(0.5 ，4.53) 5.5=268.35 KN5sat5对前趾 O点的力臂5.37 ，0.5 ， 7.215 ，1/2 ，5.37 ，7.5 ， (5.37/3 ， 4.53) ，4.53 ，8，4.53/2L,13,41/2(0.5，8) ， 5.37 ， 8， 4.53m =9.134.53L=13, ,11.49m533) 水自重G,S, 闸室墙前趾上的水自重9.8 (8.5,4)6,6 2.5=110.25 KNL 对前趾 O点的力臂 =11.5/2=5.75 62、 静水压力1) 墙前水压力22P,1/2,h=1/2 9

42、.8 =176.4 6KN,12) 墙后水压力22P,1/2,h=1/2 9.8 = 240.1 7KN,23、 土压力土压力的大小不仅取决于回填土的表面形状而且取决于墙体本身的性质，对于重力式闸室墙采用主动土压力计算。回填土的性质 :,17:摩擦角、粘聚力、c,29.4KPa33,KNMKNM,19.2,湿容重、浮容重 =9.610.5,0.6:,arctg,36.75 13.5,36.7545 采用朗肯理论计算土压力,:,:,217,:22=0.55 (45)(45)K,tg:,tg:,a22c22， 29.4m4.13 z,0,k19.2， 0.55a土压力强度19.2 80.55,2e

43、,hk,2ck,11aa2KNM0.5529.4=40.872,KNM0.5540.87，9.6 7.0=90.71 e,hk,2ck， ,hk,211aa2a2KNMP=1/240.87 (8,4.13)， 1/2 ，(40.87，90.71)7.0=5 39.61 a对前趾O点的力臂H,z15,4.130L,3.62m 7334、 扬压力由于闸室为透水底板，因此需计算其渗透稳定L,L ， mL,CH,hv 式中 : 地下轮廓线水平段长度L,h地下轮廓线垂直段长度mL,v渗径系数，查得亚粘土取5 C渗透水头 Hmm=13 =9.5,4=5.5 HL,hmmL=1.50.8 2，0.5 1.5

44、 2=3.9 ,v则 : 渗径 L=13 ，3.9=16.95 5.5=27.5 需进行防渗布置。拟在两齿墙下打防渗板桩 ,m(1.5 每根 ) ，则新的渗径长度为 L=16.9 ，1.5 24=28.9，满足防渗要求。 ,CH在运转情况下，底板上的扬压力包括浮托力和渗透压力。7.22KNM点 4 的渗透压力强度为 :P=9.8 1.0 =2.44 428.928.9,7.22PKNM 点 5 的渗透压力强度为 :=9.8 1.0 =7.36 528.9P 则底板上的渗透压力=1/2(2.44，7.36) 13=63.7 KNs2.44 ，13，6.5 ，1/2 ，(7.36,2.44)13，2/3 ， 13L,m 对前趾 O点的