专业考试辅导课讲义(通航建筑物1)

1、四川交通设计院四川交通设计院二二o一一o年八月年八月scodi1 1、综述、综述 2 2、船闸组成、主要类型和规模、船闸组成、主要类型和规模3 3、船闸总体布置、船闸总体布置4 4、船闸水工建筑物、船闸水工建筑物5 5、船闸输水系统设计、船闸输水系统设计6 6、船闸闸阀门设计、船闸闸阀门设计7 7、例题、例题1 1、综、综 述述1.1 通航建筑物型式通航建筑物型式1.2 考试大纲要求考试大纲要求1.1 1.1 通航建筑物型式通航建筑物型式通航建筑物通航建筑物是指为船舶通过航道上集中水位落是指为船舶通过航道上集中水位落差而修建的建筑物，常见的通航建筑物有船闸、升差而修建的建筑物，常见的通航建筑物

2、有船闸、升船机。船机。船闸船闸是利用水力学原理直接提升船舶过坝的一是利用水力学原理直接提升船舶过坝的一种通航建筑物；种通航建筑物；升船机升船机是利用机械的方法升降装载船舶的承船是利用机械的方法升降装载船舶的承船厢使船舶过坝的通航建筑物。厢使船舶过坝的通航建筑物。7 通航建筑物设计通航建筑物设计7.1 熟悉通航建筑物的类型及功能熟悉通航建筑物的类型及功能7.2 7.2 掌握船闸设计原则和要求、船闸分级、船闸工程组成、船闸掌握船闸设计原则和要求、船闸分级、船闸工程组成、船闸线数和级数的确定。线数和级数的确定。7.3 7.3 掌握船闸设计通航水位、校核水位和施工、检修水位的确定。掌握船闸设计通航水位

3、、校核水位和施工、检修水位的确定。7.4 7.4 掌握船闸通航净空；掌握船闸各部位高程和船闸尺度的确定。掌握船闸通航净空；掌握船闸各部位高程和船闸尺度的确定。7.5 7.5 熟悉过闸船舶（队）的主尺度。熟悉过闸船舶（队）的主尺度。7.6 7.6 掌握船闸总体布置、通航水流条件和泥沙防治、引航道布置掌握船闸总体布置、通航水流条件和泥沙防治、引航道布置和平面尺度的确定、口门区和连接段布置、锚地布置的原则和平面尺度的确定、口门区和连接段布置、锚地布置的原则和要求。和要求。7.7 7.7 掌握船闸通过能力计算和耗水量计算。掌握船闸通过能力计算和耗水量计算。7.8 7.8 熟悉船闸附属设施及其布置。熟悉

4、船闸附属设施及其布置。7.9 7.9 掌握船闸水工建筑物级别划分和结构设计原则、内容及方法。掌握船闸水工建筑物级别划分和结构设计原则、内容及方法。7.10 7.10 掌握船闸水工建筑物地基设计原则、内容和方法。掌握船闸水工建筑物地基设计原则、内容和方法。7.11 7.11 掌握船闸防渗与排水设施的选型与要求。掌握船闸防渗与排水设施的选型与要求。7.12 7.12 掌握船闸渗流计算方法及保证渗流稳定应采取的措施。掌握船闸渗流计算方法及保证渗流稳定应采取的措施。1.2 专业考试大纲要求专业考试大纲要求7.13 掌握船闸水工建筑物荷载计算与组合。掌握船闸水工建筑物荷载计算与组合。7.14 掌握船闸闸

5、室和闸首结构设计的原则、要求、主要内容掌握船闸闸室和闸首结构设计的原则、要求、主要内容和方法。和方法。7.15 掌握船闸导航和靠船建筑物、护坡和护底设计的原则和掌握船闸导航和靠船建筑物、护坡和护底设计的原则和要求。要求。7.16 熟悉船闸抗震措施。熟悉船闸抗震措施。7.17 了解船闸水工建筑物观测设计的内容和要求。了解船闸水工建筑物观测设计的内容和要求。7.18 掌握船闸输水系统的设计要求、分类、安全运转技术指掌握船闸输水系统的设计要求、分类、安全运转技术指标和要求以及船舶停泊标准。标和要求以及船舶停泊标准。7.19 掌握船闸输水系统的主要形式、特点、布置要求、水力掌握船闸输水系统的主要形式、

6、特点、布置要求、水力计算及消能措施。计算及消能措施。7.20 掌握闸门阀门的分类、主要结构型式、级别划分和门型掌握闸门阀门的分类、主要结构型式、级别划分和门型选择。选择。7.21 掌握船闸闸门阀门荷载的确定、结构设计的原则和要求掌握船闸闸门阀门荷载的确定、结构设计的原则和要求7.22 掌握船闸人字闸门、横拉闸门、三角闸门的结构布置、掌握船闸人字闸门、横拉闸门、三角闸门的结构布置、结构设计和启闭力计算。结构设计和启闭力计算。2 船闸的组成、主要类型和规模船闸的组成、主要类型和规模2.1 2.1 船闸的组成及类型船闸的组成及类型2.2 2.2 船闸的规模船闸的规模2.1 船闸的组成及类型船闸的组成

7、及类型一、船闸的组成一、船闸的组成 船闸主要由闸室、闸首、输水系船闸主要由闸室、闸首、输水系统、引航道、口门区、连接段、锚泊统、引航道、口门区、连接段、锚泊地、导航建筑物、靠船建筑物、闸阀地、导航建筑物、靠船建筑物、闸阀门、启闭机械、电气控制设备和通讯、门、启闭机械、电气控制设备和通讯、助导航、运行管理等附属设施及生产、助导航、运行管理等附属设施及生产、生活辅助建筑物等组成。有的船闸还生活辅助建筑物等组成。有的船闸还包括外停泊区和前港。包括外停泊区和前港。船闸平面布置图船闸平面布置图二、船闸的主要类型二、船闸的主要类型按船闸所处的地理位置分：内河船闸和海船闸；按船闸所处的地理位置分：内河船闸和

8、海船闸；按船闸平面布置分：单线、多线船闸和单级、多级船闸；按船闸平面布置分：单线、多线船闸和单级、多级船闸；按船闸的使用特点分：广室船闸、井式船闸和省水船闸等。按船闸的使用特点分：广室船闸、井式船闸和省水船闸等。1.1.按船闸所处的地理位置分：按船闸所处的地理位置分：（1 1）内河船闸）内河船闸 在内陆河流或人工运河上，供内河船舶航行通过的船闸。在内陆河流或人工运河上，供内河船舶航行通过的船闸。（2 2）海船闸）海船闸 建于封闭式海港港池口门、海运河及入海河口，供海船航建于封闭式海港港池口门、海运河及入海河口，供海船航行通过。行通过。2.2.按船闸平面布置分：按船闸平面布置分：（1 1）按并列

9、排列的船闸数分单线和多线船闸）按并列排列的船闸数分单线和多线船闸 船闸的线数应全面研究单线船闸对设计水平年内运输要求船闸的线数应全面研究单线船闸对设计水平年内运输要求的适应性，凡属下列情况之一者，应设置双线或多线船闸。的适应性，凡属下列情况之一者，应设置双线或多线船闸。a.a.采用单线船闸不能满足设计水平年内过闸船舶数量、总吨位采用单线船闸不能满足设计水平年内过闸船舶数量、总吨位数、客货运输量过闸的通过能力要求的；数、客货运输量过闸的通过能力要求的；b.b.客货运量大，船舶过闸繁忙的连续多级船闸，由于单线船闸客货运量大，船舶过闸繁忙的连续多级船闸，由于单线船闸迎向运转要等待和延长过闸时间、降低

10、通过能力和船舶运输效迎向运转要等待和延长过闸时间、降低通过能力和船舶运输效率而不经济的；率而不经济的；c.c.运输繁忙和重要航道在年通航期内，不允许由于船闸检修、运输繁忙和重要航道在年通航期内，不允许由于船闸检修、疏浚、冲沙和事故等原因造成断航的；疏浚、冲沙和事故等原因造成断航的；d.d.客运、旅游等船舶多，过闸频繁，需解决快速过闸的；客运、旅游等船舶多，过闸频繁，需解决快速过闸的；e.e.区间小船、渔船和农副业船舶数量多，过闸频繁影响通过能区间小船、渔船和农副业船舶数量多，过闸频繁影响通过能力的。力的。 （2 2）按纵向排列的闸室数分单级和多级船闸，多级船闸又）按纵向排列的闸室数分单级和多级

11、船闸，多级船闸又分为连续多级船闸和设中间渠道船闸。船闸级数的选择，应分为连续多级船闸和设中间渠道船闸。船闸级数的选择，应优先采用单级船闸。优先采用单级船闸。 当受自然和技术条件限制，属下列情况之一者，应采用当受自然和技术条件限制，属下列情况之一者，应采用两级或多级船闸。两级或多级船闸。a.a.船闸水头较大，采用单级船闸水力学条件不能满足要求的；船闸水头较大，采用单级船闸水力学条件不能满足要求的； 规范规定：规范规定： 水头水头30m40m40m，可采用两级或多级船闸；，可采用两级或多级船闸；b.b.受闸址地形、地质条件的限制，经不同级数方案比选，技术受闸址地形、地质条件的限制，经不同级数方案比

12、选，技术经济合理的；经济合理的；c.c.水源困难，受供水限制，必须节省船闸耗水量的。水源困难，受供水限制，必须节省船闸耗水量的。3.3.按船闸的使用特点分：按船闸的使用特点分：（1）广室船闸：闸室宽度大于闸首进口宽度的船闸。）广室船闸：闸室宽度大于闸首进口宽度的船闸。（2）井式船闸：在下闸门上部建有胸墙与闸门共同挡水的）井式船闸：在下闸门上部建有胸墙与闸门共同挡水的船闸。船闸。（3）省水船闸：闸外侧建有蓄水池，可储存船闸泄放的部）省水船闸：闸外侧建有蓄水池，可储存船闸泄放的部分水体作补充下一闸次灌水之用的船闸。分水体作补充下一闸次灌水之用的船闸。 2.2 船闸的规模船闸的规模一、船闸的等级一、

13、船闸的等级 船闸等级的划分是按通过船闸的设计最大船舶吨位划分船闸等级的划分是按通过船闸的设计最大船舶吨位划分的。与现行国家标准的。与现行国家标准内河通航标准内河通航标准（gb50139）规定的）规定的航道等级的划分是一致的。航道等级的划分是一致的。 分级指标见下表：分级指标见下表： 船闸级别船闸级别设计最大设计最大船舶吨级船舶吨级30002000100050030010050 表中设计最大船舶吨级是指通过船闸的最大船舶载表中设计最大船舶吨级是指通过船闸的最大船舶载重吨（重吨（dwtdwt）；当为船队通过时，指组成船队的最大驳船）；当为船队通过时，指组成船队的最大驳船载重吨（载重吨（dwtdwt

14、）。）。 二、设计水平年、设计船型船队和船闸通过能力的计算二、设计水平年、设计船型船队和船闸通过能力的计算1.1.设计水平年设计水平年 船闸设计水平年是指船闸自建成营运起，到船闸通过能力达船闸设计水平年是指船闸自建成营运起，到船闸通过能力达到饱和时的年限。到饱和时的年限。 船闸的设计水平年应根据船闸的不同条件采用船闸建成后的船闸的设计水平年应根据船闸的不同条件采用船闸建成后的20203030年。对增建复线、多线和扩建、改建困难的船闸，应根据年。对增建复线、多线和扩建、改建困难的船闸，应根据远期运输要求，采用更长的船闸设计水平年。远期运输要求，采用更长的船闸设计水平年。2.2.设计船型、船队设计

15、船型、船队 船闸采用的设计船型、船队，应根据水系、江河规划的或拟船闸采用的设计船型、船队，应根据水系、江河规划的或拟定的船型、船队，并兼顾现有的运输船舶和其它船舶，综合论证定的船型、船队，并兼顾现有的运输船舶和其它船舶，综合论证确定。确定。 当缺乏设计船型、船队资料时，可根据现行国家标准当缺乏设计船型、船队资料时，可根据现行国家标准内河内河通航标准通航标准（gb50139gb50139）的有关规定，并经过调查研究和方案比）的有关规定，并经过调查研究和方案比选确定。选确定。3.3.船闸通过能力的计算船闸通过能力的计算（1 1）通过能力计算的指标）通过能力计算的指标 船闸通过能力的计算用包括在设计

16、水平年内各期的过闸船闸通过能力的计算用包括在设计水平年内各期的过闸船舶总载重吨位和过闸货运量船舶总载重吨位和过闸货运量两项指标两项指标。并应以年单向通过。并应以年单向通过能力表示。能力表示。（2 2）单级船闸年通过能力计算公式）单级船闸年通过能力计算公式 a.a.单向年过闸船舶总载重吨位：单向年过闸船舶总载重吨位：p1=1/2nng式中：式中：p p1 1 单向年过闸船舶总载重吨位（单向年过闸船舶总载重吨位（t t）；）； n n 日平均过闸次数；日平均过闸次数； n n 年通航天数（年通航天数（d d）；）； g g 一次过闸平均载重吨位（一次过闸平均载重吨位（t t）。）。b. b. 单向

17、年过闸客货运量：单向年过闸客货运量：式中：式中：p p2 2 单向年过闸客、货运量（单向年过闸客、货运量（t t）；）； n n0 0 日非运客、货船过闸次数；日非运客、货船过闸次数； 船舶装载系数；船舶装载系数； 运量不均衡系数。运量不均衡系数。（3 3）船闸通过能力计算应注意的几点：）船闸通过能力计算应注意的几点：a.a.一次过闸平均吨位的计算。一次过闸平均吨位的计算。 一次过闸平均吨位应以设计船型船队和其他各类船型船一次过闸平均吨位应以设计船型船队和其他各类船型船队，结合船闸有效尺度进行组合，计算各种不同组合的一次队，结合船闸有效尺度进行组合，计算各种不同组合的一次过闸载货吨位，再根据运

18、量、货种、船队中船型组合的比重，过闸载货吨位，再根据运量、货种、船队中船型组合的比重，计算一次过闸平均吨位。计算一次过闸平均吨位。ngnnp)(0221b.b. 日平均过闸次数的计算。日平均过闸次数的计算。n=60/t 式中：式中： 日工作小时（日工作小时（h）；）； t 一次过闸时间（一次过闸时间（min）。）。c.c. 一次过闸时间的确定。一次过闸时间的确定。 一次过闸时间应根据单向过闸和双向过闸的闸次比率确一次过闸时间应根据单向过闸和双向过闸的闸次比率确定。当单向过闸和双向过闸次数相等时，定。当单向过闸和双向过闸次数相等时，t=1/2（t1t2/2）式中：式中：t1 单向一次过闸时间（单

19、向一次过闸时间（min）；）； t2 双向一次过闸时间（双向一次过闸时间（min）。）。 4.耗水量的计算耗水量的计算 船闸一天内平均耗水量的计算公式：船闸一天内平均耗水量的计算公式： q=nv/86400+qq一天内平均耗水量一天内平均耗水量(m/s) v一次过闸用水量一次过闸用水量(m/s) q闸门、阀门的漏水损失闸门、阀门的漏水损失(m/s) 三、船闸尺度三、船闸尺度 船闸尺度即船闸有效尺度，包括有效长度、有效宽度和船闸尺度即船闸有效尺度，包括有效长度、有效宽度和门槛最小水深。船闸有效尺度必须满足船舶安全进出闸和停门槛最小水深。船闸有效尺度必须满足船舶安全进出闸和停泊的条件，并应满足下列

20、要求：泊的条件，并应满足下列要求：l船闸设计水平年内各阶段的通过能力满足过闸船舶总吨位船闸设计水平年内各阶段的通过能力满足过闸船舶总吨位数量和客货运量的要求；数量和客货运量的要求；l满足设计船队，能一次过闸；满足设计船队，能一次过闸；l满足现有运输船舶和其他船舶过闸的要求。满足现有运输船舶和其他船舶过闸的要求。1.1.船闸有效长度船闸有效长度 船闸有效长度，即船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停船闸有效长度，即船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停泊的长度。泊的长度。（1 1）闸室有效长度起止边界的确定）闸室有效长度起止边界的确定船闸有效长度示意图（2 2）船闸有效长度不应小于按下式计算的长度，并取整数

21、。）船闸有效长度不应小于按下式计算的长度，并取整数。l lx x= =l lc cl lf f式中：式中：l lx x 闸室有效长度（闸室有效长度（m m）；）； l lc c 设计船队、船舶计算长度（设计船队、船舶计算长度（m m），当一闸次只），当一闸次只有一个船队或一艘船舶单列过闸时，为设计最有一个船队或一艘船舶单列过闸时，为设计最大船队、船舶的长度；当一闸次有二个或多个大船队、船舶的长度；当一闸次有二个或多个船队船舶纵向排列过闸时，为各设计最大船队、船队船舶纵向排列过闸时，为各设计最大船队、船舶长度之和加上各船队、船舶间的停泊间隔船舶长度之和加上各船队、船舶间的停泊间隔长度；长度； l

22、 lf f 富裕长度（富裕长度（m m），顶推船队），顶推船队l lf f220.060.06l lc c；拖；拖带船队带船队l lf f220.03l0.03lc c；机动驳和其他船舶；机动驳和其他船舶l lf f440.050.05l lc c。2.2.船闸有效宽度船闸有效宽度 船闸有效宽度为闸首两边墩内侧墙面和闸室两侧闸墙面间船闸有效宽度为闸首两边墩内侧墙面和闸室两侧闸墙面间的最小净宽度。的最小净宽度。(1)(1)船闸闸首口门和闸室有效宽度不应小于按下式计算的宽度。船闸闸首口门和闸室有效宽度不应小于按下式计算的宽度。b bx x=b bc cb bf fb bf f= =bb0.025(

23、n-1)b0.025(n-1)bc c式中：式中：b bx x 闸首口门和闸室有效宽度（闸首口门和闸室有效宽度（m m）；）； b bc c 同一闸次过闸船舶并列停泊于闸室的最大总宽度（同一闸次过闸船舶并列停泊于闸室的最大总宽度（m m），当），当只有一个船队或一艘船舶单列过闸时，为设计最大船队或船只有一个船队或一艘船舶单列过闸时，为设计最大船队或船舶的宽度舶的宽度bcbc； b bf f 富裕宽度（富裕宽度（m m）；）； b b 富裕宽度附加值（富裕宽度附加值（m m），当），当b bc c7m7m时，时，b1mb1m；当；当b bc c7m7m时，时，b1.2mb1.2m； n n 过闸

24、停泊在闸室的船舶的列数。过闸停泊在闸室的船舶的列数。(2)(2)船闸闸首口门和闸室有效宽度应按现行国家标准船闸闸首口门和闸室有效宽度应按现行国家标准内河通航内河通航标准标准（gb50139gb50139）规定的宽度系列）规定的宽度系列8m8m、12m12m、16m16m或或18m18m、23m23m、34m34m执行。执行。3.3.船闸门槛最小水深船闸门槛最小水深 船闸门槛最小水深应为设计最低通航水位至门槛顶部的船闸门槛最小水深应为设计最低通航水位至门槛顶部的最小水深，并应满足设计船舶、船队满载时的最大吃水加富最小水深，并应满足设计船舶、船队满载时的最大吃水加富裕深度的要求。裕深度的要求。门槛

25、最小水深可按下式计算：门槛最小水深可按下式计算：h1.6th1.6t式中：式中：h h 门槛最小水深（门槛最小水深（m m）；）； t t 设计船舶、船队满载时的最大吃水（设计船舶、船队满载时的最大吃水（m m）。）。 船闸门槛最小水深不得低于船闸门槛最小水深不得低于内河通航标准内河通航标准表表4.1.44.1.4中所列的相应等级船闸的门槛水深。中所列的相应等级船闸的门槛水深。四、船闸设计水位四、船闸设计水位 船闸设计水位包括上下游设计最高通航水位、设计最低通船闸设计水位包括上下游设计最高通航水位、设计最低通航水位、校核高水位、校核低水位、检修水位和施工水位。航水位、校核高水位、校核低水位、检

26、修水位和施工水位。1. 1. 船闸上游设计通航水位船闸上游设计通航水位（1）确定上游设计通航水位，应考虑的因素：）确定上游设计通航水位，应考虑的因素：a.a.满足航运的需要和船舶安全畅通的要求；满足航运的需要和船舶安全畅通的要求；b.b.改善上游航道滩险的需要；改善上游航道滩险的需要；c.c.综合利用水资源对上游水位的要求；综合利用水资源对上游水位的要求；d.d.回水淹没的损失，以及对重要城镇、铁路、公路、厂矿、农业基地、回水淹没的损失，以及对重要城镇、铁路、公路、厂矿、农业基地、文物古迹、环境保护等的影响；文物古迹、环境保护等的影响；e.e.工农业生产和城镇生活用水对上游来水的影响；工农业生

27、产和城镇生活用水对上游来水的影响；f.f.水电站运行、船闸灌水和风浪等引起的水位变化；水电站运行、船闸灌水和风浪等引起的水位变化；g.g.船闸或船闸所在枢纽的特殊运行的水位情况；船闸或船闸所在枢纽的特殊运行的水位情况；h.h.由于河床淤高引起的水位变化。由于河床淤高引起的水位变化。（2 2）船闸上游设计最高通航水位的确定）船闸上游设计最高通航水位的确定 船闸上游设计最高通航水位是按下表规定的设计洪水频船闸上游设计最高通航水位是按下表规定的设计洪水频率分析计算确定，对水利水电枢纽不得低于正常蓄水位，对率分析计算确定，对水利水电枢纽不得低于正常蓄水位，对航运枢纽不得低于正常挡水位和设计挡水位。航运

28、枢纽不得低于正常挡水位和设计挡水位。 船船 闸闸 级级 别别、洪水重现期（洪水重现期（a a）10010020202020101010105 5频频 率（率（% %）1 15 55 5101010102020注：对出现高于设计最高通航水位历时很短的山区性河流，注：对出现高于设计最高通航水位历时很短的山区性河流，级船闸的级船闸的洪水重现期可采用洪水重现期可采用1010年；年；、级船闸可采用级船闸可采用5 53 3年；年；、级船闸可采级船闸可采用用3 32 2年；年； 在平原地区运输繁忙的在平原地区运输繁忙的级船闸设计最高通航水位级船闸设计最高通航水位, ,通过论证洪通过论证洪水重现期可采用水重现

29、期可采用20201010年；年； 山区中小型船闸经论证允许溢洪的，其上游设计最高通航水位，可山区中小型船闸经论证允许溢洪的，其上游设计最高通航水位，可根据具体情况通过论证后确定，但不应低于船闸建设前航道的通航标准。根据具体情况通过论证后确定，但不应低于船闸建设前航道的通航标准。（3）船闸上游设计最低通航水位）船闸上游设计最低通航水位 船闸上游设计最低通航水位按下表规定的保证率分析计船闸上游设计最低通航水位按下表规定的保证率分析计算确定，并应与枢纽的死水位和最低运行水位相比较取低值。算确定，并应与枢纽的死水位和最低运行水位相比较取低值。船闸级别船闸级别、保证率（保证率（%）99989895959

30、02.2.船闸下游设计通航水位船闸下游设计通航水位（1 1）确定下游设计通航水位，应考虑的因素：）确定下游设计通航水位，应考虑的因素：a.a.满足航运的需要和船舶安全畅通的要求；满足航运的需要和船舶安全畅通的要求；b.b.枢纽建成后对下游河床下切或下游河床冲淤变化引起的同枢纽建成后对下游河床下切或下游河床冲淤变化引起的同级流量相应的水位下降或升高；级流量相应的水位下降或升高；c.c.引排水引起的水位变化和有关方面对水位的特殊要求；引排水引起的水位变化和有关方面对水位的特殊要求；d.d.下游航道整治、疏浚引起的水位变化；下游航道整治、疏浚引起的水位变化；e.e.重要建筑物或河道条件对水位的限制和

31、影响；重要建筑物或河道条件对水位的限制和影响；f.f.枢纽运行调节、船闸泄水及风浪波动引起的水位变化；枢纽运行调节、船闸泄水及风浪波动引起的水位变化；g.g.位于潮汐河段的船闸、建闸后引起的潮位变化；位于潮汐河段的船闸、建闸后引起的潮位变化；h.h.交汇河口高水位或洪水顶托的影响；交汇河口高水位或洪水顶托的影响；（2 2）船闸下游设计最高通航水位）船闸下游设计最高通航水位 船闸上游设计最高通航水位采用规定的设计洪水频率相船闸上游设计最高通航水位采用规定的设计洪水频率相应的最大下泄流量对应的下游最高水位，当下游有梯级衔接应的最大下泄流量对应的下游最高水位，当下游有梯级衔接时，应考虑受下一梯级回水

32、的影响。时，应考虑受下一梯级回水的影响。（3 3）船闸下游设计最低通航水位）船闸下游设计最低通航水位 船闸下游设计最低通航水位，当下游为天然河道时，应船闸下游设计最低通航水位，当下游为天然河道时，应采用规定的保证率分析确定；当下游有梯级衔接时，应采用采用规定的保证率分析确定；当下游有梯级衔接时，应采用下一梯级上游设计最低通航水位回水到船闸的相应水位。下一梯级上游设计最低通航水位回水到船闸的相应水位。工工 程程 实实 例例某内河航运枢纽的某内河航运枢纽的级船闸，其下游为天然航道。已知枢纽正常挡级船闸，其下游为天然航道。已知枢纽正常挡水位水位224.0 m224.0 m，水库死水位，水库死水位22

33、3.5m223.5m，最低运行水位，最低运行水位223.0 m223.0 m，洪水频率，洪水频率20%20%的上游水位为的上游水位为228.06 m228.06 m，对应的下游水位为，对应的下游水位为226.59 m226.59 m，天然河道，天然河道95%95%保证率对应的水位为保证率对应的水位为209.95 m209.95 m，如何确定船闸上下游设计通航水位。，如何确定船闸上下游设计通航水位。上游设计最高通航水位：上游设计最高通航水位：采用枢纽正常挡水位和洪水频率采用枢纽正常挡水位和洪水频率20%20%的上的上游水位两者中的大值，为游水位两者中的大值，为228.06 m228.06 m；上

34、游设计最低通航水位：上游设计最低通航水位：采用水库死水位和最低运行水位中的小值，采用水库死水位和最低运行水位中的小值，为为223.0 m223.0 m；下游设计最高通航水位：下游设计最高通航水位：采用洪水频率采用洪水频率20%20%对应的下游水位对应的下游水位226.59 226.59 m m；下游设计最低通航水位：下游设计最低通航水位：采用天然河道采用天然河道95%95%保证率对应的水位并考保证率对应的水位并考虑河床下切虑河床下切0.5 m0.5 m，选用，选用209.45m209.45m。五、船闸各部高程五、船闸各部高程 1.1.闸门门顶高程闸门门顶高程 船闸挡水前缘闸首的闸门门顶高程为上

35、游校核洪水位船闸挡水前缘闸首的闸门门顶高程为上游校核洪水位加安全超高；非挡水前缘闸首的闸门门顶高程为上游设计加安全超高；非挡水前缘闸首的闸门门顶高程为上游设计最高通航水位加安全超高。最高通航水位加安全超高。 闸门门顶的最小安全超高值：闸门门顶的最小安全超高值：级船闸不应小于级船闸不应小于0.3m0.3m；级船闸不应小于级船闸不应小于0.3m0.3m，对有波浪或水面涌高，对有波浪或水面涌高情况的闸首门顶应另加波高或涌高影响值。情况的闸首门顶应另加波高或涌高影响值。2.2.闸首墙顶高程闸首墙顶高程 闸首墙顶高程应根据闸门顶部高程和结构布置要求确闸首墙顶高程应根据闸门顶部高程和结构布置要求确定，不得

36、低于闸门和闸室墙顶部高程。定，不得低于闸门和闸室墙顶部高程。 位于枢纽挡水前缘的闸首墙顶高程应与枢纽其他挡水位于枢纽挡水前缘的闸首墙顶高程应与枢纽其他挡水建筑物的挡水要求一致。建筑物的挡水要求一致。3.3.闸室墙顶高程闸室墙顶高程 闸室墙顶高程为上游设计最高通航水位加超高值，超高闸室墙顶高程为上游设计最高通航水位加超高值，超高值不应小于设计船舶空载时的最大干舷高度。值不应小于设计船舶空载时的最大干舷高度。4.4.导航建筑物顶部高程导航建筑物顶部高程 上、下游导航建筑物顶部高程为上、下游设计最高通航上、下游导航建筑物顶部高程为上、下游设计最高通航水位加超高值，超高值不应小于设计船舶空载时的最大干

37、舷水位加超高值，超高值不应小于设计船舶空载时的最大干舷高度。高度。5.5.闸首门槛高程闸首门槛高程 上、下闸首门槛顶高程应为上、下游设计最低通航水位上、下闸首门槛顶高程应为上、下游设计最低通航水位减去门槛最小水深值。减去门槛最小水深值。6.6.闸室底板顶面高程闸室底板顶面高程 闸室底板顶面高程不应高于上、下闸首门槛顶高程。闸室底板顶面高程不应高于上、下闸首门槛顶高程。7.7.引航道、口门区及连接段的底面高程引航道、口门区及连接段的底面高程 引航道、口门区及连接段的底面高程应为上、下游设计引航道、口门区及连接段的底面高程应为上、下游设计最底通航水位减去引航道设计最小水深。最底通航水位减去引航道设

38、计最小水深。 引航道是限制性航道，其设计最小水深应大于天然航道引航道是限制性航道，其设计最小水深应大于天然航道最小水深。对最小水深。对级船闸，引航道设计最小水深级船闸，引航道设计最小水深h01.5th01.5t，t t为设计最大船舶满载吃水（为设计最大船舶满载吃水（m m）；）；级船闸，级船闸，h01.4th01.4t。工工 程程 实实 例例级船闸的设计通航水位级船闸的设计通航水位名称名称水位（水位（m）备注备注上游最高通航水位上游最高通航水位364.0枢纽正常水位枢纽正常水位下游最高通航水位下游最高通航水位360.1p=33.3%上游最低通航水位上游最低通航水位357.3水库最低运行水位水库

39、最低运行水位下游最低通航水位下游最低通航水位351.7考虑下一梯级枢纽回水考虑下一梯级枢纽回水上游校核洪水位：上游校核洪水位：371.0 371.0 设计船舶满载吃水：设计船舶满载吃水：1.6m1.6m设计船舶空载时的最大干舷高度：设计船舶空载时的最大干舷高度：1.6m1.6m 级船闸各部高程级船闸各部高程名称名称高程（高程（m）备注备注上游引航墙顶高程上游引航墙顶高程365.6364.01.6上游引航道底高程上游引航道底高程354.8357.32.5上闸首顶高程上闸首顶高程372.5371.01.5上闸首门槛高程上闸首门槛高程354.3357.33.0闸室、下闸首顶高程闸室、下闸首顶高程36

40、5.6364.01.6下游引航墙顶高程下游引航墙顶高程361.7360.11.6下游引航道底高程下游引航道底高程349.2351.72.5下闸首门槛高程下闸首门槛高程348.7351.73.0本章主要掌握的内容归纳以下本章主要掌握的内容归纳以下4 4个方面：个方面：1.1.船闸工程主要由哪几部分组成？单级和多级船闸船闸工程主要由哪几部分组成？单级和多级船闸; ;单单线和多线船闸如何确定？线和多线船闸如何确定？2.2.船闸有效长度、有效宽度和门槛最小水深如何确定？船闸有效长度、有效宽度和门槛最小水深如何确定？3.3.船闸水工建筑物各部位高程确定的原则是什么？船闸水工建筑物各部位高程确定的原则是什

41、么？4.4.船闸一次过闸时间需考虑哪些因素？船闸通过能力如船闸一次过闸时间需考虑哪些因素？船闸通过能力如何计算？何计算？例题及参考答案例题及参考答案1.1.选择多级船闸，主要考虑的因素是什么？选择多级船闸，主要考虑的因素是什么？ 主要考虑的因素根据主要考虑的因素根据船闸总体设计规范船闸总体设计规范第第3.3.2条应是：水源紧缺，减少船闸耗水量；条应是：水源紧缺，减少船闸耗水量； 水头较大，船闸水力水头较大，船闸水力学问题难以满足要求；学问题难以满足要求； 闸位受地形或地质条件限制；闸位受地形或地质条件限制；经济问经济问题等不是主要考虑的因素。题等不是主要考虑的因素。2.2.在运输繁忙的航道上兴

42、建航运枢纽，该枢纽水头在运输繁忙的航道上兴建航运枢纽，该枢纽水头48m48m，问：，问：宜采用哪一类型的船闸？宜采用哪一类型的船闸？ 此题中应注意枢纽的特点是此题中应注意枢纽的特点是“运输繁忙的航道运输繁忙的航道”、“水水头头48m”，根据，根据船闸总体设计规范船闸总体设计规范第第3.2.1条（条（3）、）、第第3.3.3条（条（3），应是多线多级船闸。），应是多线多级船闸。3.3.船闸通过能力的计算包括设计水平年内各时期的那些指标？船闸通过能力的计算包括设计水平年内各时期的那些指标？ 船闸通过能力的计算包括设计水平年内各时期的单向年过船闸通过能力的计算包括设计水平年内各时期的单向年过闸货运量

43、和单向年过闸船舶总载重吨位两项指标。闸货运量和单向年过闸船舶总载重吨位两项指标。 一次过闸平均吨位、日过闸次数、年通航天数、运量不平一次过闸平均吨位、日过闸次数、年通航天数、运量不平衡系数都是计算参数，非计算指标。衡系数都是计算参数，非计算指标。4.4.船闸通过能力计算中，一次过闸平均吨位是如何计算的？船闸通过能力计算中，一次过闸平均吨位是如何计算的？ 根据根据船闸总体设计规范船闸总体设计规范第第6.1.3条，一次过闸平均条，一次过闸平均吨位应以设计船型船队和其他各类船型船队，根据运量、货种、吨位应以设计船型船队和其他各类船型船队，根据运量、货种、船队中船型组合的比重，并结合船闸有效尺度进行组

44、合确定，船队中船型组合的比重，并结合船闸有效尺度进行组合确定，也就是按船型船队和运量规划资料分析计算确定。也就是按船型船队和运量规划资料分析计算确定。 按船闸设计船队的吨位计算、按船闸过闸船队中，船舶的按船闸设计船队的吨位计算、按船闸过闸船队中，船舶的最大吨位计算、或是按船闸过闸船队中，最大尺度的船舶的吨最大吨位计算、或是按船闸过闸船队中，最大尺度的船舶的吨位计算都是不正确的。位计算都是不正确的。5.5.某单级船闸，过闸船舶均为货船，经计算一次过闸平均吨位某单级船闸，过闸船舶均为货船，经计算一次过闸平均吨位为为2000t2000t，单向过闸时间为，单向过闸时间为30min30min，双向过闸时

45、间为，双向过闸时间为50min50min，单向，单向过闸与双向过闸的次数比率为过闸与双向过闸的次数比率为0.50.5，年通航天数，年通航天数330d330d，日工作时，日工作时间间22h22h，运量不平衡系数，运量不平衡系数1.31.3，货物装载系数，货物装载系数0.60.6，问船闸单向年，问船闸单向年过闸货运量是多少？过闸货运量是多少？ 此题注意：单级船闸、单向与双向过闸的次数比率为此题注意：单级船闸、单向与双向过闸的次数比率为0.50.5。根据。根据船闸总体设计规范船闸总体设计规范6.1.96.1.9条（条（3 3）：）：一次过闸时间一次过闸时间 t =t =（0.50.5303050/2

46、50/2）/1.5=26.67min/1.5=26.67min t = t =（303050/250/2）/2=27.5min/2=27.5min是错误的是错误的 过闸船舶均为货船，日非运客、货船过闸次数过闸船舶均为货船，日非运客、货船过闸次数n n0 0=0=0 由由船闸总体设计规范船闸总体设计规范第第6.1.146.1.14条，日平均过闸次数条，日平均过闸次数n=n=60/t=2260/t=2260/26.67=49.5 60/26.67=49.5 由由船闸总体设计规范船闸总体设计规范第第6.1.186.1.18条，条， p2=1/2p2=1/2（n-n0n-n0）ng/ng/=1/2=1

47、/249.549.5330330200020000.6/1.3=7540.6/1.3=754万万t t6.6.某山区河流的航运枢纽工程，航道等级为某山区河流的航运枢纽工程，航道等级为级，枢纽工级，枢纽工程的正常挡水位为程的正常挡水位为324.00m324.00m，坝区各频率设计洪水成果如下，坝区各频率设计洪水成果如下表所列：表所列： 问：船闸的上游设计最高通航水位应取何值？问：船闸的上游设计最高通航水位应取何值？ 根据根据船闸总体设计规范船闸总体设计规范第第4.1.24.1.2条，船闸上游条，船闸上游设计最高通航水位应选用规定的洪水频率对应的水位，按设计最高通航水位应选用规定的洪水频率对应的水

48、位，按题意，山区河流，题意，山区河流，级船闸应选用级船闸应选用33.3%33.3%对应的水位对应的水位321.85m321.85m；又根据规范航运枢纽不得低于正常挡水位，因此，；又根据规范航运枢纽不得低于正常挡水位，因此，正确答案是正确答案是324.0 m324.0 m。频率频率20%20%33.3%33.3%50%50%h h（坝上）（坝上）m m323.60323.60321.85321.85320.28320.287 7、某、某级级船闸，其上游设计最高通航水位船闸，其上游设计最高通航水位40.0m40.0m，上游设计最，上游设计最低通航水位低通航水位38.0m38.0m，下游设计最高通航

49、水位，下游设计最高通航水位36.0m36.0m，下游设计最，下游设计最低通航水位低通航水位33.0m33.0m，设计船舶最大吃水，设计船舶最大吃水2m2m，问上、下闸首门槛，问上、下闸首门槛以及闸室底板顶部高程是多少？以及闸室底板顶部高程是多少？ 根据根据船闸总体设计规范船闸总体设计规范第第3.1.93.1.9条，船闸门槛最条，船闸门槛最小水深不应小于设计船舶最大吃水的小水深不应小于设计船舶最大吃水的1.61.6倍；闸室最小水深应倍；闸室最小水深应不小于门槛水深。不小于门槛水深。2.02.01.6=3.2m1.6=3.2m，根据，根据内河通航标准内河通航标准4.1.44.1.4条，有效尺度不得小于表列数值，条，有效尺度不得小于表列数值，级船闸门槛水深为级船闸门槛水深为3.53.5米。米。上闸首门槛顶部高程上闸首门槛顶部高程=38.0=38.03.5=34.5m3.5=34.5m；下闸首门槛顶部高程下闸首门槛顶部高程