船闸设计布置(新)

1、船闸船闸设计设计 设计说明书设计说明书 设计计算书设计计算书 船闸总平面图（突出上游主导航墙）船闸总平面图（突出上游主导航墙） 船闸纵断面图（突出闸首、闸室各部分高程）船闸纵断面图（突出闸首、闸室各部分高程） 结构图（扶壁式结构）结构图（扶壁式结构） 闸室墙配筋图（立板、底板和肋板）闸室墙配筋图（立板、底板和肋板） 1000 1000字字文献综述文献综述 5000 5000字文献翻译字文献翻译 设计说明书的内容设计说明书的内容 封面封面 目录目录 摘要（中英文）摘要（中英文） 前言前言 正文正文 致谢致谢 参考文献参考文献 附录（图纸）附录（图纸） 第一章第一章 设计基本资料设计基本资料 1

2、1 经济资料经济资料 2 2 水文与气象资料水文与气象资料 3 3 工程地质资料工程地质资料 4 4 地形及地震地形及地震 4 4 交通及建筑材料供应情况交通及建筑材料供应情况 5 5 设计采用的主要计算参数设计采用的主要计算参数第二章第二章 船闸总体布置和总体设计船闸总体布置和总体设计 1 1、船闸基本尺度的确定、船闸基本尺度的确定 2 2、船闸高程的确定、船闸高程的确定 3 3、引航道平面布置及尺度确定、引航道平面布置及尺度确定 4 4、上游引航道布置、上游引航道布置 5 5、船闸通过能力的验算、船闸通过能力的验算第三章第三章 船闸上游引航道工程结构方案的选择船闸上游引航道工程结构方案的选

3、择 1 1、闸首、闸室方案的拟定、闸首、闸室方案的拟定 2 2、上游引航道工程方案的拟定、上游引航道工程方案的拟定 a a、上游主导航墙结构方案的拟定、上游主导航墙结构方案的拟定 -方案比选（重力式和扶壁式）方案比选（重力式和扶壁式） -主导航墙扶壁式结构的布置（型式、尺寸、布置、主导航段底部的处理等）主导航墙扶壁式结构的布置（型式、尺寸、布置、主导航段底部的处理等） b b、上游辅导航墙结构方案的拟定上游辅导航墙结构方案的拟定第四章第四章 上游引航道主导航墙的稳定性验算及构件计算结果上游引航道主导航墙的稳定性验算及构件计算结果 致谢致谢 参考文献参考文献 附录附录 设计计算书的内容设计计算书

4、的内容 封面封面 目录目录第一章第一章 船闸总体设计船闸总体设计 一、设计基本资料一、设计基本资料 经济资料等经济资料等 二、船闸基本尺度的确定二、船闸基本尺度的确定过闸船型组合情况（示例）：过闸船型组合情况（示例）：顶顶2000t2000t顶顶1000t 21000t 2列并排列并排顶顶1500t 1500t 顶顶1000t 1000t 、 拖拖4 4500t500t 顶顶1000t1000t、 拖拖6 6300t300t 拖拖4 4500t500t 2 2列并排列并排拖拖4 4500t500t 、 拖拖6 6300t300t 4 4500t500t货船、货船、6 6 300t 300t 货

5、船货船拖拖1111100t100t 、 拖拖4 4500t500t 三、船闸高程的确定三、船闸高程的确定四、引航道平面尺度确定四、引航道平面尺度确定五、船闸通过能力的验算五、船闸通过能力的验算单向一次过闸时间单向一次过闸时间T T1 1=27.6min=27.6min双向一次过闸时间双向一次过闸时间T T2 2=51.9min=51.9min第二章第二章 上游扶壁式导航墙结构计算上游扶壁式导航墙结构计算一、设计基本资料一、设计基本资料1 1、土层基本资料、土层基本资料 根据根据京杭运河刘老涧三线船闸工程初步设计工程地京杭运河刘老涧三线船闸工程初步设计工程地质勘察报告质勘察报告，上游主导航墙处于

6、测点，上游主导航墙处于测点ZK114ZK114处，土层的粘处，土层的粘聚力和内摩擦角在聚力和内摩擦角在1b1b和和1-11-1层为层为 c = 31kPac = 31kPa，=24=24，以，以下各层为下各层为c = 39kPac = 39kPa，=23=23，具体资料如下表，具体资料如下表 层号高程土层名称重度天然含水量(%)天然孔隙比e塑性指数Ip液性指数IL容许承载力建议值f(kPa)1b20.83-17.60灰黄色素填土19.027.40.85719.80.171001-117.60-16.40粉质粘土19.125.90.80210.60.651302-116.40-14.60粉质粘土

7、19.129.40.84311.90.831203-114.60-9.40粉质粘土20.521.60.61716.50.033003-1a9.40-8.10粘土19.529.90.82523.90.24350上游主导航墙各土层主要物理力学指标表（以刘老涧为例）上游主导航墙各土层主要物理力学指标表（以刘老涧为例） 2 2、设计水位和设计工况、设计水位和设计工况 上游主导航墙设计工况表（以刘老涧为例）上游主导航墙设计工况表（以刘老涧为例） 项目墙前水位墙后水位高水期19.3319.63低水期17.8318.13完建期-完建期按墙前无水，墙后比墙前高出完建期按墙前无水，墙后比墙前高出50cm50cm

8、计算；计算；运用期高、低水位下墙后的水位分别按墙前对应的水位运用期高、低水位下墙后的水位分别按墙前对应的水位( (19.3319.33、17.83)17.83)加加30cm30cm计算。计算。 3 3计算依据规范计算依据规范船闸水工建筑物设计规范船闸水工建筑物设计规范JTJ307-2001JTJ307-2001水运工程抗震设计规范水运工程抗震设计规范JTJ225-98JTJ225-98重力式码头设计与施工规范重力式码头设计与施工规范JTJ290-98JTJ290-98混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010-2002GB50010-20024 4地震烈度地震烈度基本烈度为基本烈度为8

9、 8度，设计烈度按基本烈度考虑。度，设计烈度按基本烈度考虑。5.5.各部分材料各部分材料防浪墙、立板、底板和肋板均采用防浪墙、立板、底板和肋板均采用C25C25的钢筋混凝土，重度采用的钢筋混凝土，重度采用=25kN/m3=25kN/m3。墙后回填素土，不考虑土层的粘聚力，资料为墙后回填素土，不考虑土层的粘聚力，资料为水上：水上： =19.0kN/m3 =19.0kN/m3 =30 =30 ( (当填土大于当填土大于7m7m时，取时，取2828) )水下：水下：浮浮=10.0kN/m3 =10.0kN/m3 =27 =27 ( (当填土大于当填土大于7m7m时，取时，取2626) ) satsa

10、t=20.0kN/m3 =20.0kN/m3 二、扶壁式导航墙的稳定性计算二、扶壁式导航墙的稳定性计算（一）（一） 完建期计算完建期计算 扶壁式导航墙完建期简图（扶壁式导航墙完建期简图（仅作为示范，不要照搬仅作为示范，不要照搬） 1 1、每延米导航墙上的外力计算：、每延米导航墙上的外力计算：导航墙人行荷载按导航墙人行荷载按 q=3kN/mq=3kN/m2 2 计算计算, ,假想计算土压力的墙背为假想计算土压力的墙背为沿底板后侧竖直。沿底板后侧竖直。 a. a. 自重自重 b. b. 底板竖直方向上土的重力底板竖直方向上土的重力 c. c. 土压力土压力 墙后填土按主动土压力计算，采用朗金公式墙

11、后填土按主动土压力计算，采用朗金公式 d. d. 剩余水压力剩余水压力 墙后地下水位高于墙前计算低水位时产生的水压力差值墙后地下水位高于墙前计算低水位时产生的水压力差值 e. e. 扬压力扬压力扬压力扬压力作用于建筑物基础底面垂直向上的总水压力，作用于建筑物基础底面垂直向上的总水压力， 包括浮托力和渗透压力包括浮托力和渗透压力。根据根据船闸水工建筑物设计规范船闸水工建筑物设计规范第第6.1.156.1.15条条：作用于结构基础：作用于结构基础底面的浮托力按低水一侧的水位计算底面的浮托力按低水一侧的水位计算 第第6.1.156.1.15条：条： 单位长度上的浮托力单位长度上的浮托力 V VF F

12、 = = h B h B 第第5.3.45.3.4条：地下轮廓线的化引总长度条：地下轮廓线的化引总长度VhLmLLcHL根据根据船闸水工建筑物设计规范船闸水工建筑物设计规范第第6.1.156.1.15条条，浮托力按墙，浮托力按墙两侧较低水位计算：两侧较低水位计算：根据第根据第5.3.45.3.4条地下轮廓线的化引总长度为条地下轮廓线的化引总长度为 L=L=LLH H+mL+mLV V=7.9+1.0=7.9+1.0(0.65+0.65+0.5)(0.65+0.65+0.5) =9.7m =9.7mcHcH=4.0=4.00.5=2.0m0.5=2.0m渗透水头差渗透水头差 H=0.5mH=0.

13、5m渗透压力分布如图中，渗透压力强度渗透压力分布如图中，渗透压力强度 p1=10p1=100.50.50.65/9.7=0.26kN/m20.65/9.7=0.26kN/m2 p2=10 p2=100.50.5 (0.65+7.9)/9.7=4.33kN/m2(0.65+7.9)/9.7=4.33kN/m2每延米合力每延米合力P=1/2P=1/2 (0.26+4.33) (0.26+4.33) 7.9=18.13kN7.9=18.13kN合力作用点距前趾的距离合力作用点距前趾的距离 x=1/3x=1/37.97.9 (2(20.26+4.33)/(0.26+4.33)=2.78m0.26+4.

14、33)/(0.26+4.33)=2.78m 2 2、对底板前趾的力臂和力矩计算、对底板前趾的力臂和力矩计算 列出每延米导航墙的外力及力矩计算表列出每延米导航墙的外力及力矩计算表 3 3、沿底板前趾的抗滑、抗倾验算及基底应力计算、沿底板前趾的抗滑、抗倾验算及基底应力计算 （二）（二） 运用期高水位计算运用期高水位计算每延米导航墙上的外力计算中除了前面五种荷载，每延米导航墙上的外力计算中除了前面五种荷载，另外还要考虑底板前面水的自重力另外还要考虑底板前面水的自重力（三）（三） 运用期低水位计算运用期低水位计算外力计算要求同运用期高水位计算外力计算要求同运用期高水位计算三、扶壁式导航墙的构件计算三、

15、扶壁式导航墙的构件计算 重力式码头设计与施工规范重力式码头设计与施工规范JTJ290-98JTJ290-98，规定了扶壁结，规定了扶壁结构各构件的计算图式和应考虑的外力。构件外力的计算直接利用构各构件的计算图式和应考虑的外力。构件外力的计算直接利用前面稳定性计算的结果，并考虑不同的工况，取最不利情况进行前面稳定性计算的结果，并考虑不同的工况，取最不利情况进行内力计算和配筋。内力计算和配筋。（一）立板的截面强度计算及配筋（一）立板的截面强度计算及配筋1 1、计算图式、计算图式 立板计算简图立板计算简图 考虑扶壁的受力特点，立板在距立板和底板交线考虑扶壁的受力特点，立板在距立板和底板交线1.5L1

16、.5L区段区段内，按三边固定、一边简支的双向板计算；在内，按三边固定、一边简支的双向板计算；在1.5L1.5L区段外按悬区段外按悬臂板计算，臂板计算，L L为肋板间距。为肋板间距。1.5L=1.51.5L=1.54.8m=7.2m4.8m=7.2m 故立板下端故立板下端7.2m7.2m范围内（范围内（20.03-20.03-12.8312.83），两肋板之），两肋板之间的一块板按三边固定、一边简支计算，两肋板以外的部分可间的一块板按三边固定、一边简支计算，两肋板以外的部分可近似按悬臂板计算。近似按悬臂板计算。2 2、荷载计算、荷载计算荷载需考虑地面使用荷载、土压力和剩余水压力，利用前面稳定荷载

17、需考虑地面使用荷载、土压力和剩余水压力，利用前面稳定性计算的结果。性计算的结果。 a. a. 完建期完建期 b. b. 运用期高水位运用期高水位 c. c. 运用期低水位运用期低水位3 3、内力计算及配筋、内力计算及配筋（二）前趾板的截面强度计算及配筋（二）前趾板的截面强度计算及配筋前趾板按固定在立板上的悬臂板计算，计算跨度取与立板连接处前趾板按固定在立板上的悬臂板计算，计算跨度取与立板连接处的中点处开始，外荷载只需考虑基底反力、渗透压力和趾板自重。的中点处开始，外荷载只需考虑基底反力、渗透压力和趾板自重。（三）底板的截面强度计算及配筋（三）底板的截面强度计算及配筋考虑扶壁的受力特点，底板在距

18、立板和底板交线考虑扶壁的受力特点，底板在距立板和底板交线1.5L1.5L区段内，按区段内，按三边固定、一边简支的双向板计算；在三边固定、一边简支的双向板计算；在1.5L1.5L区段外按悬臂板计算，区段外按悬臂板计算，L L为肋板间距。为肋板间距。需考虑基底反力和渗透压力、底板自重、板上填料的垂直压力和需考虑基底反力和渗透压力、底板自重、板上填料的垂直压力和地面荷载。地面荷载。 （四）肋板的截面强度计算及配筋（四）肋板的截面强度计算及配筋扶壁结构的肋板和立板一起按固定在底板上的扶壁结构的肋板和立板一起按固定在底板上的T T形变截面悬臂梁形变截面悬臂梁计算，翼缘为半节立板，梁肋为肋板部分。只计算悬臂梁的端部计算，翼缘为半节立板，梁肋为肋板部分。只计算悬臂梁的端部截面和中间截面。截面和中间截面。 由于是双肋扶壁，由于是双肋扶壁，以半节导航墙作为计算的单元以半节导航墙作为计算的单元，考虑，考虑T T形梁斜形梁斜面上的土压力、剩余水压力。肋板斜面上的水平土压力可近似采面上的土压力、剩余水压力。肋板斜面上的水平土压力可近似采用其在竖直方向投影面上的土压力来替代，故肋板上的荷载分布用其在竖直方向投影面上的土压力来替代，故肋板上的荷载分布图与立板应完全相同，故此处计算的图与立板应完全相同，故此