船闸设计计算报告书.doc
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1、第一章 船闸总体设计第一章 设计资料一 经济资 料1、 建筑物 设计级别:高良涧二线船闸按III级船闸、II级建筑物原则设计。2、 货运量:淮河1995年过闸货运量为1750万吨,年设计通过能力为1750万吨。3、 通航状况:通航期=360天/年,客轮及工作船过闸次数=1,船舶载重量不均匀系数=0.83,月不均匀系数=1.1,船闸昼夜工作时间小时=22小时4、 设计船型:见表1-1表1-1 船 型 资 料:船 型顶(拖)轮马车长宽吃水驳 船长宽吃水船 队长宽吃水资料来源1顶221000270马力27.56.12.466210.62.216010.62.46可行性报告推荐1拖1212100250
2、马力23.04.91.8524.855.241.5321.25.241.85江苏现状二 水文与气象资料1、特性水位及水位组合:见表1-2,1-3高良涧船闸上游为洪泽湖,下游为灌溉总渠,依照江苏省水利厅规划洪泽湖调蓄及灌溉总渠控制状况及可行性研究报告提供数据进行综合分析后拟定。表 1-2 特 征 水 位 表 ( 高程以黄河零点起算(m)上游校核洪水位17.0入海水道排洪114000/S,相称千年一遇上游设计洪水位(特殊通航水位)16.0入海水道排洪100001/S,相称百年一遇上游最高通航水位16.0不不大于二十年一遇,可行性研究报告提供蒋坝闸上水位上游规划蓄水位13.5上游最低通航水位10.8
3、可行性报告提供通航保证率97.6%下游校核高水位11.2节制闸逼迫行洪1000/S,引江水位淮安闸上校核水位下游设计高水位10.8节制闸逼迫行洪800/S,引江水位淮安闸上校核水位下游最低通航水位8.5淮安闸上最低通航水位 表1-3 水 位 组 合 表组合状况上 游下 游水位差设计I16.010.85.2设计II13.58.55.0校核17.011.25.82、地质资料及回填土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砂性土,土层概况见表1-4表1-4 闸址处土层概况表
4、地 面 6.0粘土(黄色、黄灰色、棕色),夹薄砂土层腐蚀、贝壳6.0 -3.0黄色、棕色粉沙、粘土、亚粘土、夹砂礓土质不均匀、软硬变化较大-3.0以 下黄色或棕色细砂、中砂、有亚粘土夹层及夹铄砂3、地震资料查江苏省地震烈度区划分图得,该地区属七度区,依照水工建筑物抗震设计规范SDJ78“对于级挡水建筑物,应依照其重要性和遭震害危害性可在基本烈度基本上提高一度”规定,考虑到本船闸属洪泽湖防洪线上挡水建筑物,故按地震烈度八度设防。 4、地形资料地形资料详见“高良涧二线船闸闸址地形图”5、交通及建筑材料供应状况水运可直达工地,公路运送亦以便,除木材外,其她材料供应充分,钢材由南京发货、水泥、石料、沙
5、由安徽提供,木材由江西福建运来。第二节 船闸基本尺度 船闸基本尺度涉及闸室有效长度、有效宽度及门槛水深。依照设计船型资料,考虑1顶+21000T船队两排并列一次过闸、1顶+21000与1拖+12100船队并列过闸、1拖+4500并列过闸三种组合。计算成果如下:船闸基本尺度计算表(单位:)组合状况船队长度富裕长度有效长度船队宽度富裕宽度有效宽度1顶+21000并列16011.617221.21.35231顶+21000与1拖+12100并列172.17.1618021.11.34231拖+450078.54.3613417.61.219依照以上三种组合,综合考虑本航线上已建船闸尺度、内河航运暂定
6、原则、货运密度变化等方面状况,取闸室有效长度为210,考虑镇定段长度20,则闸室长度230,闸室有效宽度取23。由船舶吃水得槛上水深Hc1.62.46=3.94,考虑留有一定富裕取4.5,闸室有效尺度230234.5。第三节 船闸各某些高程船闸各某些高程不但要保证船舶能安全、顺利通过,并且要保证船闸运转操作安全和以便。在这个前提下还要减少工程造价。船闸各某些高程可参照船闸总体设计规范中关于内容计算拟定。1、 上游引航道底高程=上游最低通航水位引航道最小水深=10.84.5=6.32、 上游导航建筑物顶高程=上游设计最高通航水位超高(空载干弦) =16.0+2.4=18.43、 上闸首门顶高程=
7、上游校核洪水位安全超高=17.0+0.5=17.5当门前产生立波时,上闸首门顶高程=上游设计洪水位2安全超高=16.00.260.960.5=17.72,取17.8。上式中为波浪中心线超过静水位高度,2为波高,可按下式计算, ,式中为墙前水深,=16.06.3=9.7,为波长,为风速,为吹程,与闸前水面宽度关于,取34、 上闸首墙顶高程=门顶高程构造安装高度=17.8+1=18.85、 上闸首门槛高程=上游最低设计通航水位门槛水深10.84.5=6.36、 闸室墙顶高程=上游最高通航水位超高(空载干弦)=16+2.4=18.4 设立0.9高胸墙,则实体墙顶高程为17.57、 闸室底高程=上游设
8、计最低通航水位闸室设计水深=8.54.5=48、 下闸首门顶高程=上游最高通航水位超高=16.00.5=16.59、 下闸首墙顶高程=门顶高程构造安装高度=16.51=17.5,下闸首顶高程不低于闸室墙顶高程,则取18.410、下闸首门槛高程=下游设计最低通航水位门槛水深=8.54.5=411、下游引航道底高程=下游最底通航水位引航道最小水深=8.54.5=412、下游引航道顶高程=下游最高通航水位超高(空载干弦)=10.82.4=13.2船闸各某些高程如下图所示第四节 引航道尺度引航道作用在于保证船舶安全、顺利地进出船闸,供等待过闸船舶安全停泊,并使进出闸船舶能交错避让。引航道平面布置,直接
9、影响船舶进出闸时间,从而影响船闸通过能力。在拟定引航道平面布置时,应依照船闸工程级别、线数、设计船型船队、通过能力等,结合地形地质、水流、泥沙及上下游航道条件综合考虑。依照高良涧二线船闸闸址处地形条件,采用反对称型引航道布置。(一) 引航道长度1、 导航段,为顶推船队全长,1顶+21000级船队长=1602、 调顺段(1.52.0)=240320,取2803、 停泊段(重要考虑拖带船队长),考虑到解队过,解队后船队长171.2,取1804、 过渡段,为引航道宽度与航道宽度之差,二级航道宽为70,引航道宽度37.1(取40),则=30,=3005、 制动段用估算,为船队进入口门航速,普通取2.5
10、4.5,则3160=480(二) 引航道宽度考虑一侧靠船,设计最大船宽10.6,一侧等待过闸船队总宽度=10.6,富裕宽度,则引航道(三) 引航道最小水深,即=1.52.46=3.69,考虑留有一定富裕,取4.5第五节 船闸通过能力1、 舶(队)进出闸时间船舶(队)进出闸时间,可依照其运营距离和进出闸速度拟定。对单向过闸和双向过闸方式应分别计算。单向进闸距离是船舶(队)自引航道中停靠位置(距闸首70m)至闸室内停泊处之间距离,单向出闸距离为船舶(队)自闸室内停泊处至船尾驶离闸首之间距离;双向进闸距离是船舶(队)自引航道中停靠位置至闸室内停泊处之间距离,双向出闸距离为船舶(队)自闸室内停泊处至双
11、向过闸靠船码头距离;单向进闸距离=70+25+210=305单向出闸距离=20+25+210=255双向进闸距离=280+160+25+210=675双向出闸距离=210+20+25+160+280=695依照船闸总体设计规范查得单向进闸 单向出闸双向进闸 双向出闸则,2、 闸门启、闭时间闸门启、闭时间与闸门型式和闸首口门宽度关于,当闸首口门宽度2030时,约为23,取23、 闸室灌、泻水时间船闸灌泻水时间与水头、输水系统型式、闸室尺度关于,取=9.04、 船舶(队)进出闸门间隔时间船舶(队)进出闸门间隔时间取5.0则:单向过闸时间 10.2+42+29+6.1+25=52.3双向过闸时间 2
12、16.1+42+29+211.6+45=101.4事实上,由于上行与下行船舶(队)均难以保证到闸均匀性在设计中普通采用船舶(队)单向过闸与双向过闸所需时间平均值来计算昼夜过闸次数,过闸时间船闸日平均过闸次数 取25次船闸年通过能力式中:日非运客、货船过闸次数,取1年通航天数(360天) 次过闸平均载重吨位(4000吨)船舶装载系数(0.83) 运量不均匀系数满足通过能力规定第六节 船闸附属设施船闸附属设施及其布置可参照船闸总体设计规范中关于内容。1、 系船设备闸室、引航道等处靠船建筑物靠船一侧,设立龛式系船柱。系船柱不突出墙面。闸室墙、引航道等靠船建筑物顶部设立固定系船柱。在闸室内布置,首尾系
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