5、船闸结构设计——【航道工程】

水运工程知识点水运工程是指利用水体进行货物和人员运输的相关工程。

它是水路运输的重要组成部分，既包括水路本身的建设和维护，也包括与之相关的港口、码头、船只等设施的建设和运营管理。

水运工程涉及的知识点很多，下面将从规划设计、建设施工、设备运营等方面介绍一些水运工程的重要知识点。

一、规划设计阶段1.水运工程选址：选取适宜的水域作为水运工程建设的位置，考虑水深、水流情况、地理条件等因素。

2.航道设计：确定航道的宽度、深度、曲线半径等参数，确保船只顺利通行。

3.港口设计：设计港口的布局、泊位数量和尺寸，考虑到船只停泊、装卸货物等需求。

4.码头设计：设计码头的结构和设备，包括装卸设备、堆场、货物存储设施等。

二、建设施工阶段1.土建施工：水运工程的建设需要进行土方开挖、填筑、浇筑混凝土等工程。

2.结构施工：建设码头、泊位、船闸、船坞等结构设施，确保其稳固可靠。

3.设备安装：安装码头起重设备、装卸设备、导航设备等，保证设备正常运行。

4.建设验收：对已建成的水运工程进行验收，确保其符合设计要求和安全标准。

三、设备运营阶段1.航道维护：定期对航道进行疏浚，清除淤泥和杂草，保持航道畅通。

2.港口管理：管理港口的进出口货物，组织装卸作业，维护港口设施的日常运行。

3.设备维护：定期检修和保养码头起重设备、装卸设备等，确保设备正常运行。

4.安全管理：制定并执行安全管理制度，加强水运工程的安全监控和事故预防工作。

四、水运工程的意义1.便捷高效：水运工程能够提供便捷高效的货物运输方式，节省时间和成本。

2.促进贸易：水运工程能够促进国内外贸易，扩大商品流通范围。

3.保护环境：与其他运输方式相比，水运工程对环境影响较小，能够减少空气污染和交通拥堵。

4.促进经济发展：水运工程的建设和运营能够带动相关产业的发展，促进经济的繁荣。

总结起来，水运工程的知识点涵盖了规划设计、建设施工和设备运营等方面。

它不仅提供了一种便捷高效的货物运输方式，还能促进贸易发展、保护环境和推动经济发展。

《航道工程》课程设计任务书指导教师杨红霞题目：某II级船闸总体规划及平面布置1设计资料1.1航运资料（1）航道等级：II级。

（2）建筑物等级：闸室，闸首，闸门按II级建筑物设计；导航建筑物，靠船建筑物按III—IV级建筑物设计；临时建筑物IV级。

（3）设计船型：根据调查，该河段近、远期船型资料见表1。

表1船型资料船型顶（拖）轮马力——长x宽x吃水（m)驳船长X宽X吃水（m)船队长X宽X吃水（m)备注—顶+2x2000 370马力75xl4x（2.6~2.8) 185xl4x (2.6〜2.8) 远期船型—顶+2x1000 270马力62xl0.6x (2.0~2.2) 151.5xl0.6x (2.0〜2.2) 远期船型—拖+ 4x500 270-27.5x6.1x2.46 53x8.8x1.9 239.5x8.8x2.46 近期船型—拖+12x100 250-23x4.9x1.85 24.85x5.24x1.85 321.2x5.2x1.85 近期船型（4）货运量近期：1200万吨/年；远期：2200万吨/年。

（5）通航情况通航期N=352天/年，每天过闸次数n=8,客轮及工作船每天过闸次数n=6，船只装载量利用系数α=0.84,货运量不均匀系数β= 1.30,船闸昼夜工作时间t=21小时，一般船速V=9.5km/小时，空载干弦高度(最大)取1.5m。

1.2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2。

表2各种土壤的主要物理力学性质土壤名称重度（kN/m3)土颗粒重度G （kN/m3)内摩擦角含水率ɷ (%)粘结力c (kPa)渗透系数K(cm/s)承栽力天然.十.+土ɸ (°)[σ](kg/cm2)重壤土18.91 14.7 26.17 23.0 28.4 53.90 4.8x610-225.4轻砂壤土19.11 14.90 26.17 27.5 28.3 22.524 1.03xl510-313.6亚粘土19.01 15.29 26.85 26.0 24.4 56.84 1.0x710-294.01.3水文气象资料特征水位：上游设计洪水位：▽11.2m上游最高通航水位：▽11.2m上游最低通航水位：▽8.5m下游最高通航水位：▽9.0m下游最低通航水位：▽7.2m下游校核低水位：▽6.8m检修水位：上游▽1Om;下游▽8.Om气象资料：降雨量及气温资料从略。

L x = ∑ l c f l 第 1 章船闸总体设计船闸主要由闸首、闸室、引航道、导航和靠船建筑物及相应的设备组成。

上闸首：17.0 ⨯ 34.0（长 ⨯宽）；下闸首：20.0 ⨯ 34.0（长 ⨯宽）；闸室：16.0 ⨯ 150.0 ⨯ 2.0 （长 ⨯宽 ⨯门槛水深）。

如图 1.1。

1、上闸首2、下闸首3、闸室4、上引航道5、下引航道6、导航建筑物7、靠船建筑物图 1.1 船闸组1.1 船闸基本尺度1.1.1 船闸尺度(一)设计船型船闸尺度选择须进行技术经济综合论证，应符合国民经济发展和我国水运网发展对航道建设的要求，主要基本尺度应采用有关部门制定的统一标准。

本设计采用100t 机动驳船：45⨯ 5.5 ⨯1m(长 ⨯宽⨯吃水），一次过闸设计为 2 列 3 排的队型，6 艘机动驳船同时通过，船闸等级为Ⅵ级。

（二）船闸有效长度船闸基本尺度是指船闸有效尺度，即船闸正常通航过程中，闸室为满足过闸船队安全停泊和通过所需的尺度。

包括闸室有效长度L x，有效宽度B x和门槛水深H。

1. 闸室有效长度L xn+i式中：L x——闸室有效长度；（1-1）n∑l i c——设计最大过闸船队（舶）的长度，本设计中是船队的总长度；l f——富裕长度，视过闸船队（舶）类型不同，按下列数据采用顶推船队：l f ≥ 2 + 0.06l c（m）；拖带船队：l f ≥ 2 + 0.03l c（m）；非机动船：l f ≥ 4 + 0.05l c（m）；上闸首船闸中心线头部输水的镇静端帷墙的下游面防撞装置的上游面下闸首门槛的下游边缘图 1.2 船闸有效长度示意图门槛的上游边缘船闸闸室有效长度起止边界的确定应符合下列规定（1）上游边界应取下列最下游界面（图 1.2）①帷墙的下游面②上闸首门龛的下游边缘③采用头部输水时镇静段的末端④其他伸向下游构件占用闸室长度的下游边缘（2）下游边界应取下列最上游截界面（图 1.2）①下闸首门龛的上游边缘②双向水头采用头部输水时镇静段的一端③防撞装置的上游面④其他伸向上游构件占用闸室长度的上游边缘故L x = 4 ⨯ 45 + 4 + 0.05 ⨯ 3 ⨯ 45 = 145.75 （m）取L x = 150 （m）2. 船闸闸首口门和闸室有效宽度不应小于按下列公式计算的宽度，并采用现行国家标准《内河通航标准》（GBJ139）中规定的8m、12m、16m、23m、34m宽度。

航道工程课程设计题目：高良涧二线船闸总体设计学院：海洋环境与工程学院专业：港口航道与海岸工程学号： 200910413016 姓名：周恩先设计书目录第一部分：设计基本资料1.1设计依据1.2设计标准、规范1.3地形资料1.4地质资料1.5水文资料1.6经济资料1.7 交通及建筑材料供应情况1.8公路及桥梁第二部分：船闸总体设计2.1船闸基本尺度的确定2.2船闸各部分高程的确定2.3引航道平面布置及尺度确定2.4船闸通过能力计算2.5船闸总体布置原则第三部分：船闸布置图 (附图)3.1船闸总平面布置图3.2船闸纵断面布置图第一部分：设计基本资料1.1设计依据本工程以国家计委关于《开发淮河运输两淮煤矿水运建设任务书》的批复（计交[1982]979文号）主要依据，并按照1978年9月交通部会同煤炭部和安徽省、江苏省共同编制上报的《两淮煤炭淮申线水运建设计划任务书》及1981年9月18日交通部《关于报送对两淮煤炭淮申线水运建设计划任务书的调整意见的报告》以及安徽省交通厅、交通部水运规划设计院编制的《两淮煤炭淮申线水运建设可行性研究报告》等文件的有关规定进行设计。

1.2设计标准高良涧二线船闸按III 级船闸、II 级建筑物（闸首、闸室）、III 级附属建筑物标准设计。

设计采用中华人民共和国行业标准《船闸总体设计规范JTJ305-2001》1.3地形资料本船闸位于洪泽湖南面，其南面是苏北灌溉总渠，夹于两水系之间，同时两水系之间还隔有一道防洪大堤。

在大堤的北面与洪泽湖水边线之间有一片洼地，标高在之间。

另外，在大堤上有一条淮阴通往南京方向的公路。

1.4地质资料高良涧二线船闸位于洪泽湖大堤，土质较为复杂。

上部为人工夯实的湖堤，多为黄色粘土，持力层为粘土、亚粘土、粉砂夹层，但层次划分不明，软硬变化较大，下卧层基本上为承载力较高的砂性土。

通过对有代表性的02号钻孔（下闸首部位）土层分布及试验成果的分析，范围为的地基土的平均允许承载力为0.27MPa ，平均变形模量为5054KPa ，泊松比为0.32。

船闸工程设计概述1.1 工程概况某大闸位于长江中游南岸的一级支流～富水河口、湖北省某地长江干堤上，相应堤防桩号为1+650m～1+760m。

枢纽工程包括10 孔水闸、一孔100t 级船闸和十四联连接刺墙等，总长度228m。

水闸现主要功能是汛期排泄富水流域洪水，阻止江水倒灌以及内河航运、交通等，加固后增加了反向挡水功能，内河枯水期水位长期恒定在17.12m（黄海高程，下同），最大水头差达11m，相应带来灌溉和水淹灭螺功能。

它是富水排水入江的主要通道，直接保护人口57 万人，保护耕地33.07 万亩，是十分重要的防洪工程。

其控制承雨面积5310km2，设计排水流量7～9 月为2920m3/s，5～6 月为3330m3/s。

该工程于1966 年动工兴建，由湖北省水利厅******承担施工，并参与设计，1967 年建成投入运用。

原设计工程等级为III 级，加固后提高为II级。

水闸闸室为潜孔式钢筋混凝土结构，每孔净宽6m，净高12m，胸墙底部高程17.12m。

中墩宽1.6m，长23.8m，边墩宽1.1m，长23.8m，闸墩顶部高程25.21m。

底板为驼峰堰型，堰顶高程5.12m。

启闭机平台位于闸墩的中部，闸门均为平面悬臂轮钢闸门，固定式卷扬启闭机，容量为800kN。

启闭机平台高程39.12m。

启闭机平台排架为现浇钢筋砼框架结构。

闸墩下游侧布置有交通桥，桥面高程25.21m，桥宽10m，行车道宽8m，荷载汽—20，挂100，结构型式为钢筋砼矩形板，每块板宽1m，每孔共10 块。

水闸下游设消力池，池长38.1m，深2m，厚1m。

消力池末端接45m 长的海漫和13.5m 长的防冲槽。

水闸上游设混凝土防冲铺盖，长15m。

消力池及水闸上游防冲铺盖部位两侧增设翼墙，翼墙呈扩散布置，墙顶高程10.12m，为钢筋砼扶壁式结构和重力式砼结构。

船闸布置在水闸的左侧，中间由⑤⑥⑦⑧联刺墙连接。

船闸通航能力为100t 级。

船闸包括上、下闸首及闸室。

船闸的组成船闸由闸室、闸首、输水系统、引航道等几个基本组成部分组成。

如图—1所示图—1船闸组成示意图1一闸室；2一上闸首；3一下闸首；4一闸门；5一阀门；6一输水廊道；7一门龛；8一帷墙；9一检修门槽；10一上游引航道；11一下游引航道（1）闸室闸室的作用：介于船闸上、下闸首及两侧边墙间供过坝（闸）船队（舶）临时停泊的场所。

闸室的组成：由闸墙及闸底板构成，并以闸首内的闸门与上、下引航道隔。

为了保证闸室充水或泄水时船队（舶）的稳定，在闸墙上设有系船柱和系船环。

闸室的材料：浆砌石、混凝土或钢筋混凝土闸室的类型：根据闸墙与闸底板是否连接在一起，分为整体式和分离式结构。

（2）闸首位于上游端的称上闸首，位于下游端的称下闸首。

在闸室内设有闸首的作用：是将闸室与上、下游引航道隔开，使闸室内维持上游或下游水位，以便船队（舶）通过。

闸首的组成：工作闸门、检修闸门、输水系统、阀门及启闭机系统、交通桥及其他辅助设备。

闸首的材料：浆砌石、混凝土或钢筋混凝土（3）输水系统输水系统的作用：供闸室灌水和泄水的设备，使闸室内的水位能上升或下降至与下游或下游水位齐平。

输水系统的形式：集中输水系统和分散输水系统。

集中输水系统，也称头部输水系统。

是将输水系统的设备集中布置在闸首范围内，灌水时，水经上闸首由闸室的上游端集中流入闸室，泄水时，水从闸室的下游端经下闸首泄入引航道。

分散输水系统，也称长廊道输水系统，是将输水系统的设备分散布置在闸首及闸室内，通过纵向输水廊道上的出水孔灌泄水。

（4）引航道与上闸首相连接的叫上游引航道，与下闸首相连接的叫下游引航道。

引航道的作用：保证过闸船舶安全进出闸室交错避让和停靠用的一段航道，设有导航和靠船建筑物。

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