課程設計---船閘設計計算書

1、<p>　　目 錄</p><p>　　一. 工程概況 ……………………………………………………… 3</p><p>　　1.1 經(jīng)濟概況……………………………………………………………… 3</p><p>　　1.2 工程建設的意義……………………………………………………… 3</p><p>　　1.3貨運量預測

2、 ……………………………………………………………5</p><p>　　二. 設計依據(jù)…………………………………………………………6</p><p>　　三. 基本條件…………………………………………………………7</p><p>　　3.1 地形、地貌和地質條件……………………………………………… 7</p><p>　　3.2 水文氣象

3、條件………………………………………………………… 7</p><p>　　3.3 水位水頭……………………………………………………………… 8</p><p>　　3.4 建筑物等級…………………………………………………………… 8</p><p>　　3.5 船隊、船型及貨運量………………………………………………… 8</p><p&g

4、t;　　3.6 材料供應及施工技術條件…………………………………………… 8</p><p>　　四. 船閘設計 ………………………………………………………9</p><p>　　4.1 船閘基本尺度確定………………………………………………………9</p><p>　　4.1.1閘室有效長度Lx</p><p>　　4.1.2閘室有效寬度

5、Bx </p><p>　　4.1.3門檻水深H</p><p>　　4.2 各部分高程確定…………………………………………………………10</p><p>　　4.3 引航道……………………………………………………………………10</p><p>　　4.3.1引航道長度</p><p>　　4.3.2引航道寬度&l

6、t;/p><p>　　4.3.3引航道最小水深</p><p>　　4.4 導航建筑物………………………………………………………………10</p><p>　　4.5 人字閘門門扇基本尺度…………………………………………………11</p><p><b>　　4.5.1門扇長度</b></p><p>

7、;<b>　　4.5.2門扇厚度</b></p><p><b>　　4.5.3門扇高度</b></p><p>　　4.6 過閘時間與船閘通過能力計算…………………………………………11</p><p>　　4.7 輸水閥門處廊道斷面面積………………………………………………12</p><p>　

8、　4.8 閘首布置…………………………………………………………………12</p><p><b>　　4.8.1閘首長度</b></p><p>　　4.8.2 邊墩厚度</p><p>　　4.8.3 閘室寬度</p><p>　　4.8.4 閘首底板</p><p>　　4.9輸水系統(tǒng)設計……

9、……………………………………………………… 13</p><p>　　4.9.1輸水系統(tǒng)選擇</p><p><b>　　4.9.2輸水廊道</b></p><p>　　4.9.3輸水廊道高程確定</p><p>　　4.9.4驗算流量系數(shù)</p><p>　　4.10船閘耗水…………………………

10、……………………………………13</p><p>　　4.11閘室結構………………………………………………………………14</p><p>　　4.11.1閘室結構形式比選</p><p>　　4.11.2防滲布置</p><p>　　4.11.3結構尺度</p><p>　　4.12 結構整體驗算…………………………

11、………………………………15</p><p>　　4.12.1結構穩(wěn)定性驗算</p><p>　　4.12.2 地基承載力驗算</p><p>　　4.12.3滲透穩(wěn)定性驗算</p><p><b>　　一 工程概況</b></p><p><b>　　1.1 經(jīng)濟概況</b>

12、;</p><p>　　北運河干流位于京津兩大城市之間，主要流經(jīng)北京市的通州區(qū)、河北省廊坊市的香河縣、天津市的武清區(qū)，三區(qū)（縣）總面積2939.08km2。農(nóng)作物以種植小麥、玉米為主，平原低洼地區(qū)以種植水稻為主，糧食總產(chǎn)量97.91噸，是主要糧棉產(chǎn)區(qū)及蔬菜、副食品的主要生產(chǎn)供應基地之一。區(qū)內(nèi)工業(yè)門類有建筑、化工、紡織、機械、建材、食品、造紙等，各區(qū)縣沿河均建有經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值51.75億元，工業(yè)生產(chǎn)總

13、值209.21億元。區(qū)內(nèi)交通發(fā)達，有京滬、京山、津薊等鐵路干線，以及京津塘、京沈高速公路，其他公路四通八達。</p><p>　　擬建的新三孔閘，是自北運河（北關閘以下至屈家店）四保水船閘梯級渠化方案中的一座保水型船閘。北運河是海河北系的重要行洪排澇通道，是著名的京杭大運河的一部分。設計新三孔閘航道為V級航道，設計通過船舶噸級為100t油船，船型總長為40-42m，型寬為6.6m，設計吃水為2.0m。船閘閘首、閘

14、室按4級建筑設計，導航建筑物按5級設計。其中船閘建筑物等級設計為：主要水工建筑物4級，次要建筑物5級。初步估計2015年通航完成后，北運河的年貨運量可達160萬噸，約合十萬多標箱，年客運量可達40萬人次。作用水頭H=8.0-4.8=3.2m，小于30m，擬建單線單級船閘。</p><p>　　1.2 工程建設的意義</p><p>　　北運河是祖先為我們留下的寶貴物質財富，歷史上曾在經(jīng)濟發(fā)

15、展中發(fā)揮過重要作用。只是在近代，伴隨著鐵路和公路的興起、水資源的短缺以及各類跨河建筑物的興建，北運河失去了往日通航的功能。目前作為北京市以及沿河瀝水排澇的通道仍在發(fā)揮著作用，同時也為沿河農(nóng)業(yè)灌溉提供水源。隨著我國經(jīng)濟向低碳、節(jié)能、綠色、環(huán)保方向發(fā)展，以及假日經(jīng)濟、休閑旅游業(yè)的興起，文化產(chǎn)業(yè)的振興，再加上北運河得天獨厚的地理、文化優(yōu)勢，北運河通航必將獲得新的生命力。</p><p>　　1.2.1北運河綜合整治工程

16、將從根本上提升京津地區(qū)的防洪能力</p><p>　　海河流域是一個洪災頻發(fā)的區(qū)域，目前北運河仍然承擔著較大的泄洪任務。由于北運河工程年久失修、防洪標準低、河道淤積嚴重、支流泄量增加、險工險段多，致使北運河的防洪標準由原設計的20年一遇降低到不足10年一遇；蓄滯洪區(qū)滯洪能力亦因圍堤超高不足而大大降低。另外，隨著北京市城市化水平的提高，北運河支流通惠河、涼水河的澇水流量增加，加大了北運河下游地區(qū)防洪壓力。因此，每到

17、洪汛期，北運河的防洪任務十分艱巨。</p><p>　　根據(jù)國務院批準的《北三河防洪規(guī)劃》，北運河綜合整治工程按50年一遇洪水標準設防，通過擴挖、疏浚河道主槽、加高培厚左右堤防等方式，抬高北運河的防洪標準；同時治理險工險段，改擴建穿堤建筑物。綜合治理工程完成后，北運河上段（北關閘～土門樓段）主槽寬度由原設計60~100m擴寬到80~140m，設計流量將由850~1346 m3/s提高到1155~2410m3/s，

18、設計水位抬高0.67米；下段木廠閘~筐兒港樞紐段主槽底寬約32米，設計流量300 m3/s。北運河綜合治理工程將完善北運河行洪方案，進一步提升京津地區(qū)的防洪能力。</p><p>　　1.2.2北運河的通航將形成一條京津間小黃金水道</p><p>　　京津之間的運輸量逐年遞增。目前正在建設的京津第三條高速公路就是為了緩解京津間運輸緊張狀況而起動的項目。從長遠來看，京津再規(guī)劃第四條高速公路

19、的可能性不大。高速公路雖然方便、快捷，但占用耕地多，拆遷量大，污染大。</p><p>　　根據(jù)各種統(tǒng)計資料估算，2007年京津之間的年運輸量達1200萬噸，并且隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，兩城市之間的貨運量會逐漸增多，初步估計2010年達2000萬噸。北運河的通航，一方面可以緩解京津塘高速公路的壓力，另一方面也開辟了一條低運價、綠色環(huán)保的運輸新型式，可以實現(xiàn)從首都北京乘船入海河的愿望，同時也將為恢復京杭大運河全程通航奠

20、定基礎。</p><p>　　1.2.3航運將極大促進沿河旅游業(yè)發(fā)展</p><p>　　北運河作為京杭大運河的一部分，連接著六朝古都北京和新興港口城市天津。得天獨厚的地理位置、沿岸豐富的休閑娛樂資源、美麗的自然風光以及深厚的文化底蘊都是開發(fā)北運河旅游項目的基礎。隨著京、津、冀、魯、蘇、浙六省市共同參與的《京杭大運河旅游線路總體規(guī)劃》啟動，北運河將成為一條綠色旅游文化走廊。</p&g

21、t;<p>　　1.2.4航運工程將促進大運河文化的發(fā)展</p><p>　　北運河歷史悠久，積淀了深厚的文化底蘊。大運河與長城同被視為中華民族文化的象征，是中國文化在中華大地上所刻畫的兩條有形的線，長城是一撇，運河是一捺，在中華大地上寫下一個頂天立地的“人”字。北運河歷史悠久、規(guī)模之宏偉、對社會發(fā)展作用之大，均為世界運河之冠。受海河流域自然條件和區(qū)域文化環(huán)境的影響，北運河有數(shù)千年的治理歷史，從而形

22、成了本區(qū)域獨特的水文化。同時，在通航之時也融入了南方文化，形成了豐富多彩的運河文化。挖掘北運河文化底蘊，部分恢復古運河風貌，必將使北運河承接傳統(tǒng)與未來，體現(xiàn)融合與傳播的發(fā)展主題。</p><p>　　北運河通航后，游船可從昆明湖出發(fā)，經(jīng)通惠河至通州，再經(jīng)北運河，直達天津。游客乘船順流而下，在感受沿岸田園風光和濕地風光，享受高爾夫等休閑項目的同時，還可品味深厚的運河文化，體驗濱海新區(qū)的飛速變化。這些都將給兩座旅游資

23、源都很豐富的城市提供新的亮點，使北運河的文化產(chǎn)業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展之路。</p><p>　　1.2.5北運河綜合整治工程將促進沿河生態(tài)環(huán)境的改善</p><p>　　北運河是北京五大水系中一條常年有水的河流。作為北京市最重要的排水河道，北運河承擔著中心城區(qū)90%的排水任務。雖然自奧運籌辦以來，通過污水治理、生態(tài)治河、生態(tài)清潔小流域建設、垃圾收集處理、農(nóng)業(yè)面源污染治理、環(huán)保監(jiān)督執(zhí)法等措施，北運

24、河水系流域水環(huán)境有所改善，但與京津冀都市圈的城市功能定位和廣大市民的需求之間仍有不小的差距，水質仍未達到IV類水質標準。</p><p>　　1.2.6航運將促進流域水資源綜合利用</p><p>　　北運河通航工程的另一個直接作用體現(xiàn)在水資源的綜合利用上。北運河水資源除了為通航提供必要保證外，還將為沿河農(nóng)田灌溉提供水源。由于北運河流域內(nèi)支流未進行系統(tǒng)治理，淤積嚴重，干流部分骨干建筑物老化

25、失修，工程不配套、水網(wǎng)不通、缺乏蓄滯工程，北運河水系流域內(nèi)水量只利用了4.6億立方米，利用率僅為36%。</p><p>　　1.2.7北運河綜合整治工程將直接拉動沿河經(jīng)濟的發(fā)展</p><p>　　一方面，通航工程將有效促進沿河農(nóng)村地區(qū)大力發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶、一花三果產(chǎn)業(yè)帶、花卉產(chǎn)業(yè)帶等都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)，這對建設社會主義新農(nóng)村、實現(xiàn)農(nóng)村的全面小康建設產(chǎn)生積極的推動作用。以特色農(nóng)家院文化

26、為主題的旅游項目來迎合現(xiàn)代化工業(yè)社會人們崇尚自然、回歸自然、返璞歸真將成為旅游業(yè)的新趨勢。</p><p>　　另一方面，北運河綜合整治工程是一項十分浩大的工程，涉及防洪、航運、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)環(huán)境保護等。北運河綜合整治工程的實施對拉動內(nèi)需與擴大就業(yè)會產(chǎn)生積極的影響。任何一項基本建設投資都將輻射到多個領域的需求與發(fā)展。北運河通航工程作為京津冀的一項重要規(guī)劃，其巨額的投資將對北運河區(qū)域的建筑、物流以及人才市場產(chǎn)生顯著

27、的影響。最明顯的表現(xiàn)在于促進北運河區(qū)域農(nóng)民的增收。</p><p><b>　　1.3貨運量預測</b></p><p>　　北京市近幾年東南方向貨運量約為1500~2600萬噸，預計到2010年可達3000多萬噸，到2015年將超過4000萬噸。按北京東南方向的貨物來量中有80%來自京津塘高速公路，在未來北運河通航后，即使僅有5%的貨運量被吸引到水路運輸，初步估計2

28、015年通航完成后，北運河的年貨運量可達160萬噸，約合十萬多標箱。一年因陸運轉水運而節(jié)省的費用可達1.02~1.53億元。初步估計年客運量可達40萬人次。</p><p><b>　　二 設計依據(jù)</b></p><p>　　《船閘總體設計規(guī)范》（JTJ305-2001）</p><p>　　《船閘設計規(guī)范》（TJT261-266-87）&

29、lt;/p><p>　　《船閘閘閥門設計規(guī)范》（JTJ308-2003）</p><p>　　《船閘輸水系統(tǒng)設計規(guī)范》（ JTL 306- 2001）</p><p>　　《內(nèi)河通航標準》（ GB50139- 2004）</p><p>　　《船閘電氣設計規(guī)范》（JTJ310-2004）</p><p>　　《水運工程混凝

30、土施工規(guī)范》（JTJ268-96）</p><p>　　《水運工程混凝土質量控制標準》（JTJ269-96）</p><p>　　《水工鋼筋混凝土結構設計規(guī)范》（SDJ20-78）</p><p>　　《水工鋼筋混凝土結構學》</p><p><b>　　三 基本條件</b></p><p>　　

31、3.1地形、地貌和地質條件</p><p>　　3.1.1地形和地貌</p><p>　　北運河干流流域位于湖積平原，地勢平緩、廣闊，由西北向東南微傾斜，河道兩岸僅分布一級階地，除通州城區(qū)段以外，河道灘地多為農(nóng)田，堤防外側為農(nóng)田、村莊；下游兩側多洼地。北運河河道蜿蜒曲折，堤外地面高程上游北關閘附近在20.0m左右，下游屈家店附近在3.0m左右，地面坡度為1/5000～1/10000，灘地高

32、程與堤外地面基本一致。</p><p><b>　　3.1.2地質</b></p><p>　　新三孔閘和八孔閘壩址區(qū)持力地層主要為粉砂層和粘土層，承載力標準值均為80kPa。地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕性。</p><p><b>　　3.2水文氣象條件</b></p><

33、p>　　北運河干流的徑流主要來源于溫榆河和北京城市污水。北京城市污水部分通過通惠河、涼水河進入北運河，部分通過北京排污河下泄。原北關閘的徑流主要包括溫榆河來水及部分城市污水，原北關閘以下有通惠河、涼水河匯入。至牛牧屯通過牛牧屯引河與潮白河相通。再往下游有鳳港減河匯入，至土門樓分成兩支，一部分通過青龍灣減河進入潮白新河，一部分沿北運河繼續(xù)下泄，至筐兒港樞紐與北京排污河相交后又分成兩支，一部分沿北京排污河進入永定新河，一部分沿北運河繼

34、續(xù)下泄，至屈家店樞紐進入永定新河。</p><p>　　由于受水利工程運用等人類活動的影響，北運河、北京排污河不同年代徑流已經(jīng)不存在天然一致性。</p><p>　　根據(jù)1956～2005年共50年實測資料統(tǒng)計，通縣站多年平均徑流量為31940萬m3，最大年徑流量為145895萬m3（1956年），最小年徑流量為7576萬m3（1981年）。</p><p>　　根

35、據(jù)1964～2005年共42年實測資料統(tǒng)計，筐兒港站多年平均徑流量為38550萬m3，最大年徑流量為111625萬m3（1967年），最小年徑流量為1068萬m3（1983年）。</p><p>　　北運河洪水由暴雨形成，洪水與暴雨發(fā)生的時間相一致，大多在7、8兩月。</p><p>　　汛期內(nèi)洪量較為集中，一年之內(nèi)一般為一、兩場大洪水所控制，最大30天洪量一般占汛期（6～9月）洪水總量的

36、75%左右，而7天洪量可占30天洪量的50%左右。</p><p>　　北運河流域屬東亞暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季分明。春季干旱多風，蒸發(fā)量大；夏季受海洋性氣候及臺風影響，炎熱多雨，且降雨集中；秋季天高氣爽，降雨稀少；冬季多北風，寒冷少雨雪。</p><p>　　多年平均氣溫11.3℃～12.7℃，1月份溫度最低，月平均氣溫-5.0℃～-5.3℃,7月份溫度最高，月平均氣溫25.8℃～2

37、6.1℃。無霜期206d左右，最大凍土深度62 cm～70cm，多年平均日照時數(shù)2651小時～2744小時。多年平均風速為3.0～3.5m/s，歷年最大風速24 m/s。多年平均蒸發(fā)量1133mm～1200mm。多年平均降雨量561～585mm，汛期降雨量占全年的80%～85%，且多以暴雨形式出現(xiàn)在7、8月份。降雨年際變化也很明顯，豐枯比達數(shù)倍之多。</p><p><b>　　3.3水位及水頭<

38、/b></p><p>　　簡化設計，上游水位取8.0m，下游水位取4.8m。</p><p><b>　　3.4建筑物等級</b></p><p>　　閘首 、閘室按4級建筑設計，導航建筑物按5級設計，臨時建筑物按4級設計。</p><p>　　3.5船隊、船型及貨運量</p><p>　

39、　初步估計貨運量為160萬噸。設計船閘通航的船舶噸級為300t集裝箱船，船型總長為40—42m，型寬為6.6m，設計吃水為2m。</p><p>　　3.6材料供應及施工技術條件</p><p>　　建筑材料的種類及購買地參照表1-1。</p><p>　　表1-1 建筑材料及購買地</p><p>　　塊石可于當?shù)厮E縣等地開采，但目前

40、石料開采也因資源保護等目的加強了限制，成本不一定降低。各種材料的物理指標：</p><p>　　混凝土γ=24.0KN/M3；</p><p>　　鋼筋混凝土γ=24.5KN/M3；</p><p>　　漿砌塊石γ=22.0KN//M3；</p><p>　　水泥砂漿或干砌塊石γ=20KN/M3。</p><p>&l

41、t;b>　　四 船閘設計</b></p><p>　　船閘布置選擇突出于壩下游的布置形式，以節(jié)省投資，降低工程難度和工程量。船閘由上、下游引航道，上、下閘首和閘室構成。上下閘首設置人字閘門為工作閘門，并在閘門上游設置檢修閘門。船閘為單線船閘，雙向過閘。</p><p>　　4.1船閘基本尺度的確定</p><p>　　船閘基本尺度包括閘室有效長度、

42、閘室有效寬度及門檻水深。</p><p>　　4.1.1閘室有效長度Lx</p><p>　　指船舶過閘時，閘室可供船舶安全停泊的長度。</p><p>　　Lx=Lc+Lf </p><p>　　Lc——設計最大過閘船隊的長度；</p><p><b>　　Lf——富裕長度。</b></

43、p><p>　　根據(jù)《內(nèi)河通航標準》，V級船閘代表船隊（舶）形式有兩排兩列，兩排一列兩種形式，本設計暫取兩排一列的形式。</p><p>　　對于頂推船隊：Lf2+0.06Lc=2+0.06×84=7.04m 可得Lx84+7.04=91.04m</p><p>　　對于拖帶船隊：Lf2+0.03Lc=2+0.03×42=4.52m 可得Lx84+4

44、.52=88.52m</p><p>　　根據(jù)《內(nèi)河通航標準》，V級船閘在代表船隊（舶）為兩排一列時，閘室有效長度Lx120m。綜上本設計中閘室有效長度Lx=120m。若采用集中輸水系統(tǒng)，鎮(zhèn)靜段長度一般去6~12m，考慮設計方便頭部鎮(zhèn)靜段長度暫定為10m。</p><p>　　4.1.2閘室有效寬度Bx</p><p>　　指閘室內(nèi)兩側墻面最突出部分之間的最小距離。

45、</p><p><b>　　Bx=+Bf，</b></p><p>　　Bf=ΔB+0.0255（n-1）Bc</p><p>　　——同閘次過閘船隊并列停泊的最大寬度；</p><p><b>　　Bf——富裕寬度；</b></p><p>　　n——過閘室停泊在閘室的船

46、舶的列數(shù)，n=1；</p><p>　　ΔB——富裕寬度附加值，當Bc<7m時，ΔB=1m，</p><p>　　同時考慮內(nèi)河通航標準要求，寬度應套用12m,16m,18m三個數(shù)值。</p><p>　　所以Bx6.6+0.0255*（1-1）*6.6+1.0=7.6m</p><p><b>　　Bx取12m。</b&

47、gt;</p><p>　　4.1.3門檻水深H</p><p>　　指最低通航水位時閘首門檻最高點處的深度。</p><p>　　H1.6T （T——設計最大過閘船隊的滿載吃水）， </p><p>　　頂推船隊：H1.6×2=3.2m</p><p>　　拖帶船隊吃水小于頂推船隊可不作考慮。</p&

48、gt;<p><b>　　H取3.2m。</b></p><p>　　綜上：閘室有效尺度為120×12×3.2 (長×寬×門檻水深) ，單位：m。</p><p>　　4.2各部分高程確定：</p><p>　　4.2.1上閘首門頂高程=上游設計通航最高水位+安全超高=8.0+0.3=8.3

49、m，取8.3m。</p><p>　　4.2.2下閘首門頂高程=下游設計通航最高水位+安全超高=8.0+0.3=8.3m，取8.3m。</p><p>　　注：根據(jù)規(guī)范要求V級船閘的閘門門頂超高值不小于0.3m。</p><p>　　4.2.3閘室墻頂高程=上游最高通航水位+超高值=8.0+1.4=9.4m, 取9.4m。</p><p&g

50、t;　　4.2.4閘首墻頂高程閘室墻頂高程， 取9.4m。</p><p>　　注：根據(jù)規(guī)范要求300t級空載的干舷高度為1.4m，超高值不小于空載干舷高度。</p><p>　　4.2.5上閘首門檻高程=上游設計最低通航水位-門檻最小水深=8.0-3.2=4.8m。</p><p>　　4.2.6下閘首門檻高程=下游設計最低通航水位-門檻最小水深=4.8-3.2

51、=1.6m。</p><p>　　4.2.7閘室底高程=下游設計最低通航水位-閘室設計水深=4.8—3.2=1.6m。</p><p><b>　　4.3引航道</b></p><p>　　上下游引航道反對稱布置，引航道由包括導航段、調順段、停泊段、過渡段與制動段組成。</p><p>　　4.3.1引航道長度L<

52、/p><p>　　導航段L1Lc=42m，取45m；</p><p>　　調順段L2=(1.5~2.0)Lc=（63-84）m，取70m；</p><p>　　停泊段L3Lc=42m，取45m；</p><p>　　過渡段L410，——引航道直線段寬度與航道寬度之差，本設計暫不考慮認為過渡段與制動段重合</p><p>　

53、　制動段L4’ αLc=(2.5~4.5)*42=105~189m,取150m。</p><p>　　得上游引航道總長45+70+45+150=310m。 </p><p>　　4.3.2引航道寬度B</p><p>　　雙向單線過閘，停泊段一側停泊等候進閘船舶</p><p><b>　　B，</b></p>

54、;<p>　　b——設計最大船舶（隊）的寬度即6.6m；</p><p>　　b——側等候過閘船舶（隊）的總寬度，取6.6m；</p><p>　　Δb1——船舶之間的富裕寬度，認為Δb1=bc，取6.6m；</p><p>　　2——船舶與岸之間的富裕寬度，認為Δb1=0.5bc，取3.3m；</p><p>　　得B6.6+

55、6.6+6.6+3.3=23.1m，取25m。</p><p>　　4.4.3 引航道最小水深確定</p><p>　　對于V級船閘H0>1.4T=2.8m，為了施工方便，取=3.0m。</p><p><b>　　4.4導航建筑物</b></p><p>　　為引導船舶從水域寬度較大的引航道安全通暢地進入寬度較小

56、，較窄的船閘，在引航道的導航段內(nèi)應布設導航建筑物。位于進閘航線一側引導船舶進閘的稱主導航建筑物，位于主導航建筑物對面，用以引導受側向風、水流等影響而偏離航線船舶的稱輔導航建筑物。主導航建筑物采用直線型布置、輔導航建筑物采用弧形布置，兩側導航建筑物之間的距離由閘首口門寬度逐漸拓寬至引航道的正常寬度B。</p><p>　　導航建筑物的長度（在閘室軸線上的投影長度）：</p><p>　　主導

57、航建筑物：S=L1=45m；</p><p>　　輔導航建筑物：S=(0.35~0.75) Lc，取16 m；</p><p>　　4.5人字閘門門扇基本尺度</p><p><b>　　4.5.1門扇長度</b></p><p>　　L=(B+2c)/2cos，</p><p>　　B——閘首口

58、門寬度，等于閘室有效寬度，為12.0m；</p><p>　　c——由門扇的支墊座與枕墊座的支承面至門龕外緣的距離，取(0.05~0.07) B，取0.8m；</p><p>　　——閘門關閉時門扇軸線與閘室橫軸的交角，取22.5。代入得L=7.5m。</p><p><b>　　4.5.2門扇厚度</b></p><p&g

59、t;　　適宜厚度（1/10~1/8）L=0.75-0.93m，取0.90m。</p><p><b>　　4.5.3門扇高度</b></p><p>　　h=H+h+k+m = 8-4.8+3.2-0.3 =6.5m。</p><p>　　H——上游設計最高水位與下游最低通航水位之間的水位差=8.0-4.8=3.2m；</p>&

60、lt;p>　　h——門檻水深，3.2m；</p><p>　　k——閘門面板頂在上游設計最高水位以上的超高，取0.4m；</p><p>　　m——閘門面板底與門檻頂?shù)木嚯x，取-0.3m；</p><p>　　4.6過閘時間與船閘通過能力計算</p><p>　　計算船閘通過能力的基本數(shù)據(jù)如下：</p><p>

61、<b>　　船舶裝載系數(shù)0.7</b></p><p>　　運量不均衡系數(shù)1.3</p><p>　　一次過閘運量：16×8×2=256t</p><p>　　年通航天數(shù)按大約75%的保證率，取270天</p><p>　　日工作時間=21小時（采用三班制）</p><p>　

62、　過閘航速：單向：進閘0.5m/s，出閘0.7m/s</p><p>　　雙向：進閘0.7m/s，出閘1.0m/s</p><p>　　每天非貨船過閘次數(shù)：n0 =2次</p><p>　　根據(jù)船閘通過能力公式</p><p>　　P=(n-n)NG=（21*60/T -2) ×270×256×0.7/1.316

63、0wt，</p><p>　　可得T28.min。先暫時取25min。</p><p><b>　　單向過閘：</b></p><p>　?。?）進閘時間t=s/v=120x1.2/0.5=288s；（引航道外取水）</p><p>　?。?）閘門啟閉時間t，初估為50s；</p><p>　?。?/p>

64、3）閘室灌泄水時間t， </p><p>　?。?）出閘時間t=s/v=120x1.2/0.7=205s；（引航道外取水）；</p><p>　?。?）同閘次最后一個船舶與第一個船舶出閘啟動時間間隔t，取1min；</p><p>　　T=t+4 t+2 t+ t+ 2t=815s+2 ts；</p><p><b>　　雙向過閘：

65、</b></p><p>　?。?）進閘時間t=s/v=120x1.2/0.7=206s；</p><p>　?。?）閘門啟閉時間t，初估為50s；</p><p>　?。?）閘室灌泄水時間t；</p><p>　?。?）出閘時間t=s/v=120x1.2/1.0=144s；</p><p>　?。?）同閘

66、次最后一個船舶與第一個船舶出閘啟動時間間隔t，取1min；</p><p>　　T/=2 t+ t+ t+ t+ 2t=726s+ ts；</p><p>　　平均過閘時間T= 1/2（T+ T/）=25min，得 t=8min。</p><p>　　根據(jù)船閘通過能力公式</p><p>　　P=(n-n)NG=（21*60/25 -2)

67、×270×256×0.7/1.3=180wt。滿足要求。</p><p>　　4.7輸水閥門處廊道斷面面積</p><p>　　根據(jù)規(guī)范，本船閘為單級船閘，按照公式進行計算。式中：</p><p>　　C——閘室水域面積，120*12=1440m2。</p><p>　　H——設計水頭，為3.2m。</p&

68、gt;<p>　　——為閥門圈數(shù)開始的輸水系統(tǒng)的流量系數(shù)，取0.7，</p><p>　　T——閘室灌泄水時間t=8min=480s，</p><p>　　——系數(shù)，與閥門型式和流量系數(shù)相關，取0.56，</p><p>　　k——閥門相對開啟時間，取0.7，</p><p>　　代入解得輸水廊道斷面面積=5.0m，取方形斷面，

69、寬2m，高2.5m。</p><p><b>　　4.8閘首布置</b></p><p>　　本設計在土基上，為了避免由于邊墩不均勻沉降而影響閘門正常工作，采用整體式閘首結構，</p><p><b>　　4.8.1閘首長度</b></p><p>　　閘首長度沿船閘軸線方向主要由門前段L1、門龕段

70、L2及支持段L3組成。</p><p><b>　?。?）.門前段L1</b></p><p><b>　　對于人字閘門： </b></p><p>　　L1=(1.0~2.0)+c1，</p><p>　　C 1——檢修閘門的門槽寬度，取1.0m；</p><p>　　所以

71、L1取3.0m。</p><p><b>　?。?）.門龕段L2</b></p><p><b>　　對于人字閘門：</b></p><p>　　L2=(1.1~1.2)（Bk+d）/(2xcos)，</p><p>　　Bk——閘首的口門寬度，等于閘室有效寬度，為12.0m；</p>

72、<p>　　d——門龕深度，一般為門厚加上0.4~0.8m；取1.5m；</p><p>　　——閘門與船閘橫軸線的夾角，同上取22.5°。</p><p>　　所以，L2取8.5m。</p><p><b>　　（3）.支持段</b></p><p>　　L3=(0.4~2.1)H，</p&

73、gt;<p>　　H——設計水頭，為3.2m。</p><p><b>　　取3.5m。</b></p><p>　　得閘首總長L=L1+L2+L3=3+8.5+3.5=15m。</p><p><b>　　4.8.2邊墩厚度</b></p><p>　　適宜厚度為（2~3）倍廊道寬，

74、廊道寬為2m，即4~6m，取為6m 。</p><p><b>　　4.8.3閘室寬度</b></p><p>　　閘首寬度=閘首的口門寬度+兩側邊墩寬度</p><p>　　閘首的口門寬度等于閘室有效寬度為12m。</p><p><b>　　邊墩寬度為6m。</b></p><

75、;p>　　閘首寬度=12+2*6=24m。</p><p><b>　　4.8.4閘首底板</b></p><p>　　選用平底板。閘首底板厚度為（），上閘首為（1.78~2.28）m,下閘首為（1.67~2.14）m。故上、下閘首底板厚度均取2m</p><p><b>　　4.9輸水系統(tǒng)設計</b></p&

76、gt;<p>　　4.9.1輸水系統(tǒng)選擇</p><p>　　根據(jù)船閘輸水系統(tǒng)選型計算公式: m =T/，當灌泄水時間T =8 min , H = 3.2 m時, m = 4.47> 3.5，船閘輸水宜使用集中輸水系統(tǒng)。采用短廊道集中輸水，對沖方式消能。輸水廊道布置在兩邊墩下部。 </p><p><b>　　4.9.2輸水廊道</b></p

77、><p>　　水水廊道由進口、進口轉彎段、直線段、出口轉彎段及出口組成。廊道進口尺寸與閥門處輸水廊道控制斷面相同，進口修圓，修圓半徑（0.1~0.15）b，b=1.4m，即（0.14~0.21m）取0.2m；轉彎段中心線的平均曲率半徑適宜距離為（0.9~1.0）倍廊道轉彎段的平均寬度，取1.3m；內(nèi)側曲面的曲率半徑取0.15H=0.48m；直線段適宜長度為（1.3~2.5）b=(1.69~3.25)m，取4.5m，且

78、在直線段設輸水閥門和檢修閥門；廊道出口段轉彎中心線的平均曲率半徑適宜距離為（1.0~1.4）倍廊道轉彎段的平均寬度，取2.2m；內(nèi)側曲面的曲率半徑取0.15H=0.48m。</p><p>　　4.9.3輸水廊道高程確定</p><p>　　輸水廊道出口處應滿足淹沒水深的要求,上閘首最小淹沒水深為1m,下閘首最小淹沒水深為0.5m.為了設計方便,淹沒水深統(tǒng)一取1.0m.</p>

79、<p>　　1）上閘首：出口處廊道頂高程：4.8m-1.0m=3.8m</p><p>　　出口處廊道底高程：3.8m-2.5m=1.3m</p><p>　　2）下閘首：出口處廊道頂高程：4.8m-1.0m=3.8m</p><p>　　出口處廊道底高程：3.8m-2.5m=1.3m</p><p>　　4.9.3驗算流量系數(shù)

80、</p><p>　　為閥門井或門槽的損失系數(shù)，平面閥門取0.25；</p><p>　　為閥門全部開啟后輸水系統(tǒng)各阻力系數(shù)之和,包括如下取值:</p><p><b>　　進口轉彎：，，</b></p><p><b>　　出口轉彎：，，</b></p><p><b

81、>　　故，，滿足條件</b></p><p><b>　　4.10船閘耗水</b></p><p><b>　　6624</b></p><p>　　耗水量較小，由當?shù)亟邓梢匝a充，可不采用補水措施。</p><p><b>　　4.11閘室結構</b><

82、;/p><p>　　4.11.1閘室結構形式比選</p><p>　　考慮到新三孔閘壩址區(qū)持力地層主要為粉砂層和粘土層，承載力標準值均為80kPa，承載能力不高。地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕性，可以使用大量鋼筋混凝土材料。另外，隨著保護當?shù)貕K石的政策的施行，石料的來源也受到限制，考慮保護環(huán)境所投入的成本后，綜合成本價格高于混凝土材料。因此，扶壁式閘室結構較為適用。&

83、lt;/p><p>　　4.11.2閘室底布置</p><p>　　對于透水閘底，應加設防滲設施。閘墻下可能產(chǎn)生雙向滲流，在粘土地基上，不宜施打板樁，故在兩側閘室墻底加齒墻，以增長滲徑，增強底板穩(wěn)定性。齒墻的深度為2m，底寬0.5m，頂寬1.5m，同底板現(xiàn)澆在一起。同時為防止閘底土壤的滲流變形，在閘底設置四層反濾層，分別為:a.干砌塊石40cm、b.小石子20cm、c.中砂層 20cm、d.細

84、砂層后20cm。</p><p>　　4.11.3閘室結構尺度</p><p>　　閘室總長為120m ，取鎮(zhèn)靜段長10m，底板頂高程為1.3m，閘墻頂高程為9.4m，閘室墻高為（9.4- 1.3）=8.1m。閘室分縫間距為距上閘首25 m，其余段均為24m。立板墻頂寬度取55cm，；肋板厚度取45cm，頂寬取1.2m；底寬取5m，趾板前端厚度取35cm，內(nèi)底板厚度取35cm，肋板間距取3

85、m。</p><p>　　爬梯采用嵌入式，共設兩道爬梯，分別距離上、下閘首15m，嵌入式斷面尺寸為0.7m×0.3m，梯級高差取20cm。</p><p>　　注：根據(jù)規(guī)范。閘室分縫一般為20~25m，扶壁立板厚度根據(jù)砼施工工藝定，不應小于0.3m，扶壁肋板厚度不應小于0.3m，頂寬不宜小于0.8m，扶壁底板厚度按照要求，趾板前端厚度不應小于0.25m，內(nèi)地版厚度不應小于0.3m

86、。以上取值均符合要就。</p><p>　　4.12結構整體驗算</p><p>　　4.12.1結構穩(wěn)定性驗算</p><p>　　考慮最危險情況為閘室內(nèi)無水，閘室墻后水位取檢修水位4.8m。</p><p><b>　　抗滑穩(wěn)定</b></p><p><b>　　土壓力計算：&l

87、t;/b></p><p>　　水上 k=tan（45- 28/2）=0.361； 水下 k=tan（45- 24/2）=0.422</p><p>　　e1=18×4.2×0.361=27.29;</p><p>　　e2=(18×4.2+10×3.2) ×0.422=45.4</p><

88、p>　　E1=1/2×27.29×4.2=57.31KN/m ; </p><p>　　E2=1/2×（27.29+42.88）×1.3=47.24KN/m；</p><p>　　E=E1+E2=104.56 KN/m。</p><p>　　水壓力計算：p1=3.2×10=32 ；p2=32；</p>

89、;<p>　　P1=1/2×32×3.2=51.2KN/m ; P2=32×1=32KN/m；P=83.2KN/m。</p><p><b>　　閘墻自重：</b></p><p>　　G1=4.2×0.55×24.5=56.595KN/m ；</p><p>　　G2=1.2&#

90、215;0.45×4.2×24=54.432 KN; </p><p>　　G3=2.35×4.2×1/2×0.45×24=53.3 KN ; </p><p>　　G4=0.55×2.6×14.5=20.735 KN/m;</p><p>　　G5=0.45×2.6×

91、;3.55×14=58.15 KN;</p><p>　　G6=1.45×1/2×2.6×0.45×14=11.88 KN; </p><p>　　G7=0.4×6.5×14.5=37.7KN/m； </p><p>　　G8=18×4.2×3×5=1134 KN；&

92、lt;/p><p>　　G9=10×2.6×3×5=390 KN；</p><p>　　G10=31（G2+G3+G5+G6）/110=50.1 KN/m;</p><p>　　G11=32（G8+G9）/110=443.35 KN/m;</p><p>　　G=G10+G11+G1+G4+G7=608.18KN/m

93、。</p><p>　　浮托力計算：設深度為2m的齒墻，厚度取0.5m。滲徑為10.7m。</p><p>　　u==10×2.6/10.7×3.6=10.2；</p><p>　　u==10×2.6/10.7×10.1=24.5;</p><p>　　U=1/2 ×(10.2+24.5) &

94、#215;6.5=112.78KN/m。</p><p>　　抗滑穩(wěn)定系數(shù)：Kc==（608.18- 112.78）×0.45/（102.92+59.8）=1.371.1</p><p><b>　　滿足抗滑穩(wěn)定。</b></p><p><b>　　抗傾穩(wěn)定驗算</b></p><p>

95、<b>　　傾覆力矩：</b></p><p>　　土壓力 4.2×27.29×1/2×（4.2/3+2.6）+2.6×27.29×1.3+2.6×1/3×2.6×1/2×（42.88-27.29）=339.04 KN。</p><p>　　水壓力 26×2.6

96、5;1/2×1/3×2.6+0.4×26×0.4×1/2=31.37 KN。</p><p>　　浮托力 10.2×6.5×6.5/2+6.5×（24.5-10.2）×2/3×6.5×1/2=416.87KN。</p><p>　　總傾覆力矩 787.28KN。</p>

97、<p>　　穩(wěn)定力矩（56.595+20.735）×1.225+（378+130）×4+43.5×3.25 =2248.89 KN。</p><p>　　抗傾穩(wěn)定系數(shù)：K=Mr/M=2248.89 /787.28=2.861.6</p><p><b>　　滿足抗傾穩(wěn)定。</b></p><p>　　

98、分離式閘室墻無須進行抗浮穩(wěn)定性驗算，即結構穩(wěn)定性滿足要求。</p><p>　　4.12.2地基承載力驗算</p><p>　　= （Mr- M）/V =（2248.89- 787.28）/（608.18- 112.78）=2.95</p><p>　　——合力作用點距前趾的距離</p><p><b>　　Mr——穩(wěn)定力矩<

99、/b></p><p><b>　　M——傾覆力矩</b></p><p><b>　　V——縱向合力</b></p><p>　　e = b/2 - =6.5/2- 2.95=0.3m</p><p><b>　　b——基礎寬度</b></p><p

100、>　　=V/b（1e/6b）=（608.18- 112.78）/6.5×（10.3/6/6.5），得=79.8，=79.3，均小于粘性土承載力[R]=80，且/=1.003〈 3</p><p>　　即地基承載力滿足要求。</p><p>　　4.12.3滲透穩(wěn)定性驗算</p><p>　　回填土為粘性土，C取為4 ，滲徑長度為10.7m，水頭為3.