2012第十五章37 船闸结构形式及特点

船闸工作原理
船闸是一种被广泛应用于河流、湖泊、运河、港口等水域的控制枢纽，它的作用是为了控制水位，调整水流方向，保护岸边建筑物和临界水位，并提供船舶通行的便利。

船闸一般由闸坝、控制室和支撑结构组成，其中，闸坝由活闸和静闸组成，活闸是指闸门，也称之为可活动闸。

它是一种采用机械方式控制水位的设施，它的主要功能是开启或关闭，通过开启或关闭它来控制水位。

而静闸又称之为不可活动闸，它能够控制水流的方向，使水流改变方向，从而控制水位的大小。

支撑结构包括闸柱、闸板；控制室包括电气控制装置、操作控制面板、回路监测系统等。

权威部门可以使用控制室中的控制装置控制和管理闸坝。

通过控制电机，使船闸开启或关闭，控制水位、清疏水流，保护岸边建筑物和提供船舶通行的便利。

船闸的操作原理是将高低水位的上下压差放大，以激活传动装置，实现对闸坝的操作，闸坝通常采取等分制，以对水位控制十分细致：当水位升高，闸坝被推开，水位降低，闸坝缩起；当水位离上限接近，设备中的低水位传感器发出信号，使闸坝关闭；当水位离下限接近时，高水位传感器发出信号，使闸坝开启。

以上为船闸的基本工作原理。

船闸的发展大大改变了水运的状况，也大大提高了船闸的安全性和稳定性，使船舶通过更为舒适安全。

船闸的安全性和稳定性的提高，也使船舶可以更好地利用陆地，更好地服务于社会发展。

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。

标签：船闸的组成闸室闸首输水系统集中输水系统分散输水系统引航道。

船闸的原理船闸是一种水利工程设施，用于控制河流或运河中的水位，以便船只能够通过。

船闸的原理是利用重力、液压和机械力学原理，通过开启或关闭闸门来控制水位的变化。

本文将详细介绍船闸的原理及其工作过程。

一、船闸的结构组成船闸由以下几部分组成：1. 闸门：闸门是控制水流的主要部件。

闸门可以是单扇或多扇，通常由钢板或混凝土制成。

2. 工作平台：工作平台是安装闸门的地方，通常是由混凝土或钢板制成的平台。

3. 上升机构：上升机构是控制闸门上升和下降的机构，通常由液压或机械驱动。

4. 底部闸门：底部闸门通常用于控制水流，以便在维护和修理闸门时可以将水流控制在一定范围内。

5. 船闸墙：船闸墙是支持闸门的结构，通常由混凝土或钢板制成。

二、船闸的原理船闸的原理是利用液压和机械力学原理来控制水位的变化。

当闸门关闭时，水流被阻挡，水位上升。

当闸门开启时，水流畅通无阻，水位下降。

船闸的开启和关闭通常是由液压机构或机械手动操作完成的。

液压机构通常由油缸、液压管道、控制阀和油箱组成。

当液压油被泵入油缸时，油缸活塞向上或向下移动，从而控制闸门的升降。

机械手动操作通常由齿轮、链条、绞盘和手柄组成。

当手柄旋转时，齿轮和链条会带动绞盘旋转，从而控制闸门的升降。

三、船闸的工作过程船闸的工作过程通常分为以下几个步骤：1. 开启底部闸门：在开启闸门之前，需要先打开底部闸门，以便将水流控制在一定范围内。

2. 开启闸门：当底部闸门打开后，可以开始开启闸门。

闸门通常由液压机构或机械手动操作完成。

当闸门开启时，水流畅通无阻，水位下降。

3. 船只通过：当水位下降到适当的高度时，船只可以通过船闸。

4. 关闭闸门：当船只通过后，需要关闭闸门。

闸门通常由液压机构或机械手动操作完成。

当闸门关闭时，水流被阻挡，水位上升。

5. 关闭底部闸门：当闸门关闭后，可以关闭底部闸门，以便将水流控制在一定范围内。

四、船闸的应用船闸广泛应用于河流和运河中，以便船只能够通过。

船闸还可以用于控制河流或运河中的水位，以便农业灌溉、水电站发电等用途。

船闸的类型船闸的类型较多，影响船闸形式的主要因素有水头的大小、流量的多少、地形的陡缓、地质的优劣、所需的通过能力、建筑材料的供应情况，以及当地施工技术条件等。

(一)按船闸的闸室级数分类(1)单级船闸。

沿船闸纵向只建有一级闸室的船闸，如图11—2所示。

这种形式的船闸，船舶通过时，只需要进行一次充泄水即可克服上、下游水位的全部落差，过闸时间短，船舶周转快，通过的能力较大，建筑物以及设备集中，管理较为方便。

一般单级船闸的适用水头不超过l5～20m。

(2)多级船闸。

是指沿船闸纵向连续建有两级以上闸室的船闸，如图1所示。

船舶通过多级船闸时，需进行多次充泄水才能克服上、下游水位的全部落差。

当水头较大时，采用多级船闸，过闸的用水量将会增大，充泄水进人闸室和引航道的水流流速较高，对船舶及输水系统的工作条件不利，而且还将使闸室及闸门的结构复杂化。

多级船闸一般适用于水头超过l5～20m的情况。

图1 多级船闸示意图1一闸门；2一帷墙；3一闸墙顶(二)按船闸的线数分类(1)单线船闸。

其特点是在一个枢纽内，只建有一条通航线路的船闸。

一般情况下，大多采用这种形式。

(2)多线船闸。

是指在一个枢纽内建有两条或两条以上通航线路的船闸。

如图2所示，为长江葛洲坝水利枢纽所采用的三线船闸。

船闸线数的确定，主要取决于货运量与船闸的通过能力。

当通过枢纽的货运量巨大，采用单线船闸不能满足通过能力要求时，或船闸所处河段的航道对国民经济具有特殊重要意义，不允许因船闸检修而停航时才修建多线船。

图2 三线船闸布置示意图在双线船闸中，可将两个船闸的闸室并列，而在两个闸室之间采用一个公共的隔墙，如图3所示。

这时可利用隔墙设置输水廊道，使两个闸室相互连通，一个闸室的泄水可以部分地用于另一个闸室的充水。

因此，可以减少工程量和船闸用水量。

(三)按闸室的形式分类(1)广厢船闸。

其主要特点是闸首口门的宽度小于闸室的宽度，如图4所示。

这种船闸可以缩窄闸门的宽度、简化启闭设施、降低工程造价。

修建船闸知识点总结1. 船闸的概念和作用船闸是一种用来调节河流水位，并使船只能通过的水利工程设施。

船闸的主要作用是解决水位不同的河段之间的船只输送问题，实现河流的连通性。

2. 船闸的种类根据不同的建设目的和水文地质条件，船闸可以分为不同类型，常见的种类有港口船闸、内河船闸、沿海船闸等。

每种类型的船闸在设计和施工时都有其独特的要求。

3. 船闸的结构船闸由上闸室、船闸桥、闸门、下闸室等部分组成。

上闸室用于储水，船闸桥用于引导船只，闸门用于控制水位，下闸室用于放水。

为了确保船闸的正常运行，这些结构需要精确设计和严格监测。

4. 船闸的设计原则船闸的设计需要考虑水流、水深、船只类型、船舶通行方式等因素。

合理的设计可以提高船闸的通行效率，减少船舶等待时间，降低运输成本。

5. 船闸的施工要点船闸的施工需要考虑地基条件、水文条件、交通需求等因素。

在施工过程中，需要进行地基处理、船闸结构施工、设备安装等工作，以保证船闸的安全运行。

6. 船闸的管理与维护船闸的管理与维护是保证船闸安全运行的重要环节。

包括船闸设备检测、维修保养、巡视检查等工作，以保证船闸设施的长期稳定运行。

7. 船闸的现代化建设随着科技的不断进步，船闸的建设也逐渐向着智能化、自动化方向发展。

现代船闸建设需要考虑智能化控制系统、远程监测、自动识别系统等先进技术。

通过本文的介绍，读者可以对修建船闸的相关知识有一个初步的了解。

修建船闸是一项重要的水利工程项目，在实际施工过程中需要多方合作，充分考虑各种因素，以确保船闸的安全、高效运行。

希望本文的介绍对读者有所帮助。

船闸的应用原理连通器一、船闸的定义和分类•船闸是一种水工设施，用于调节河道水位，实现船舶通过不同水位河段的工具。

•根据构造和工作原理不同，船闸可以分为引潮船闸、重力式船闸和引水船闸。

二、船闸的基本构造和组成船闸主要由以下部分组成： 1. 闸室：船舶通过的通道，通常由两扇超大门控制。

2. 闸门：船闸用于封闭船闸闸室的大门，保证船只安全通过。

3. 坝墩：位于船闸两侧，起到支撑和固定闸门的作用。

4. 集水器：收集上游的水流，引导水流进入船闸。

5. 升降机：用于提升和降低船只的水平位置，以适应不同水位的情况。

三、船闸的工作原理船闸通过升降闸门和控制水流的方式来调节河道的水位。

其工作原理可以分为以下几个步骤： 1. 升降闸门：当船闸需要通船时，先降低闸门到底部，为船只通行留出空间。

2. 调节水位：通过打开或关闭水闸，控制上下游水位的差异，以便船只顺利通过。

3. 放水：当船只通过船闸后，开启下游的水闸，以恢复河道的正常水位。

4. 升起闸门：当一艘船通过船闸后，闸门被提升至原来的位置，等待下一艘船的通行。

四、船闸的应用场景船闸在以下情况中起到至关重要的作用： - 水位差大：当两个不同水位的河段需要船只穿越时，船闸可以调节水位差，方便船只通行。

- 防洪控制：在河流防洪方面，船闸可以通过调节水位和控制流量，减缓洪水的涌入。

- 水利发电：船闸也可用于水利发电，通过调节水位和控制水流，为发电设备提供水源。

- 水上运输：船闸是水上运输的重要设施，通过船闸可以连接不同的航道，方便货物和旅客运输。

五、船闸的局限性和问题尽管船闸在水工和交通方面具有重要作用，但也存在一些局限性和问题： - 建设成本：船闸的建设成本较高，需要大量的工程和材料投入。

- 维护和管理：船闸需要定期维护和管理，保证其正常运行。

- 船闸容量：较小的船闸容易导致拥堵，限制了船只通行的能力。

- 环境影响：船闸的建设和运行对周围环境可能产生一定的影响，需要进行环境评估和保护措施。

《课件船闸》的主要内容与特色船闸利用了连通器的道理，是利用小道理解决大问题的一个好例子。

很多同学对连通器的原理觉得很容易理解，但对于船闸的工作过程却觉得很难理解或很抽象，尤其是闸门和阀门的开关顺序。

在本CAI学件中就给同学们提供了较为科学的学习船闸的方法。

依据新课标“从生活走向物理，从物理走向社会”及“科学·技术·社会”（STS）的理念，首先我设置了“创设情境”一节，在这一节中我在新华网等著名网站上搜集整理了大量关于“三峡”电站有关船闸的文字及图片资料，以网页的形式展现在同学们的面前。

通过学生查阅这些资料，极大的激发了学生学习船闸的兴趣，同时也在潜移默化中对学生进行了爱国主义教育（本部分考虑了广大农村地区可能无上网条件，否则也可以直接对这些网址进行超级链接）。

在以前的教学过程中，总是把船闸知识灌输给学生，学生只是被动的、呆板的接受知识，毫无积极性可言。

按照新课程标准“自主、合作、探究”的教学理念，我完全放手让学生自主选择适合自己的学习方式：可以先观看第二个环节：船闸的自动演示过程，了解并弄清楚了船闸的工作原理及过程后再来亲自动手操作实践一下（第三个环节：我当操作工），从而来检验自己的掌握情况；也可以根据连通器的原理直接进行第三个环节：我当操作工，以进行探索性操作，如果有问题本软件会有一些适当的文字帮助或鼓励性的文字提示，这时学生也可以选择观看第二个环节的船闸的自动播放过程，然后再重新进行模拟操作。

最后在自己操作完成后，计算机会自动判断，如成功会发出一阵热烈的掌声，使学生有一种成功感和成就感。

在整个学习过程中，每个小组在进行操作前也可以先进行讨论：如何让船通过船闸？让每一位同学都提出自己的猜想，发表自己的观点。

通过学生自主选择学习进程，学生的热情和才智就被充分的调动起来，真正使学生由“学会”到“会学”的转变。

最后，让学生写一个调查报告：《我给三峡船闸提议》作业要求：除了本学件提供的资料以外，让学生通过各种媒体（报纸、电视、网络、期刊等）广泛搜集有关三峡船闸的资料，在准备好资料之后，小组合作进行资料交流、整理和选择，最后提出合理化的建议。