刘老涧二线船闸工程设计任务书(二)详解
刘老涧二线船闸工程设计任务书
河海大学港航学院水港系
二〇一二年三月
1、设计目的
毕业设计是完成高等学校专业教育的最后一个很重要的实践性教育活动，是学生在学完各门课程后，综合运用所学课程的知识，在教师指导下进行的最后教学环节。
经过此阶段的教学锻炼，学生必须独立的掌握、熟悉一个船闸工程的规划、设计的全过程，拓宽知识面，巩固并提高所学过的理论知识，使之能系统地解决各个设计阶段的技术问题，丰富实际的设计经验，培养独立工作的能力，提高设计、计算、绘图、编写说明书的水平。
同时，增强对国家技术、经济、政策的认识，树立正确的设计思想。
2、设计资料
2.1 设计依据和必要性
刘老涧船闸建地宿迁县境内，京杭大运河上，它和原小船闸及二座节制闸组成刘老涧枢纽。
由于小船闸年通过能力仅为300万吨，58年苏北大运河整治之后，运河上先后建成了20×230×5(4)米的大型船闸七座，实际通过能力达800万吨左右。
因此刘老涧小船闸10×90.8×2.0米成了卡脖子的关口，大量船只滞留在船闸两侧，等待过闸时间长达5~7天，严重影响交通运输．随着国民经济的发展，徐州煤炭的南运，浦津铁路部分货物转京杭大运河运输，矛盾将要突出，故兴建此闸成为当务之急。
2.2 设计标准、规范
刘老涧二线船闸按Ⅱ级建筑物标准设计，附属建筑物按Ⅲ级标准设计。
设计采用中华人民共和国运输部《船闸水工建筑物设计规范》（JTJ 307-2001）。
2.3 地形资料
见“刘老涧船闸闸址地形图”。
2.4 地质资料
见表2刘老涧船闸“地基钻探土工试验设计资料采用表”，回填土资料见表3“回填土资料表”。
2.5 公路及桥梁
水运、公路运输方便，可直达工地。
船闸上有公路桥。
2.6 地震
刘老涧二线船闸按抗震烈度8度设防。
附属建筑物按照降低1度设防。
2.7 经济资料
2.7.1 货运量：2100万吨/年
2.7.2 船型：
设计船型见下表1。
2.7.3 通航情况：
通航期N=350天/年，客轮及工作船过闸次数n o=5。
船只载重量利用系数α=0.82，月不平均系数β=1.20。
船闸昼夜工作时间τ=21小时。
2.8 水文资料和气象资料
2.8.1 水文情况：
a.上游特殊洪水位+21.5，为山东沂蒙山区暴雨及南水北调工程实施后引洪Q＝2000m2/s发生的水位。
b.上游最高通航水位+20.0，为南水北调后，洪泽湖以北利用中运河向北送水Q= 600m2/s时的水位。
c．上游最低通航水位+17.00，为南水北调及水文资料统计所得。
d．下游最高洪水位+21.10相应a情况。
e.下游最高通航水位+18.50,相应b情况。
f.下游最低通航水位+14.50，大运河整治后，历年水文资料均在14.00左右。
根据南水北调600m2/s，节制闸近期泄洪Q=1000m3/s，远期Q=2000m3/s，拟定；
设计情况：上游+20.00 下游+15.00
校核情况①上游+20.00 下游+14.50
②上游+21.50 下游+21.10
检修情况：上游+19.00 下游+18.00
2.8.2 气象资料：
a．降雨量：
它主要影响施工设计，从略。
b．气温：
它主要影响施工设计及通航期长短。
本船闸靠近南方，冰冻不影响航行，从略。
3）风向、风力：
最多风向：冬天盛行东北风，夏天盛行东南风。
最大风力设计8级，校核12级。
2.9 交通、建筑材料供应情况
水运、公路运输方便，可直达工地。
水泥、砂由附近经水路运抵工地；石料从徐州一带由水上运来，木材较缺。
从江西，福建运来。
钢材由南京上海运来。
供应充裕。
3、设计任务（内容）
本工程设计主要任务包括：
3.1 确定船闸在枢纽中的位置(在地形图上标示出来)。
3.2进行船闸的总体布置；(包括上下游引航道、上下闸首、闸室以及闸门在平面、高程上的尺寸及布置)。
3.3估算船闸的通过能力和耗水量；
3.4论证、选定船闸各主要部分结构的形式；
3.5拟定输水系统的形式，并进行水力计算；
3.6对导航、靠船建筑物及其他设备的选择；
3.7选择结构形式，拟定方案，进行详细的结构设计；
3.8计算船闸工程主要分部结构的工程量；
3.9其他要求等。
4、设计成果
本工程设计主要提交成果包括
4.1 说明书一份；
4.2 设计计算书一份；
4.3 设计图纸三张以上，其中包括：船闸总体布置图一张、分部结构图一张、配筋图一张。
5、设计参考资料
5.1 渠化工程学——本校教科书
5.2 土力学——本校教科书
5.3 水力学——本校教科书
5.4 水工钢筋混凝土结构——本校教科书
5.5 结构力学——本校教科书
5.6 材料力学——本校教科书
5.7 JTJ262—266船闸设计规范——人民交通出版社
5.8 港口工程技术规范——人民交通规范出版社
5.9 船闸设计——水利电力出版社
5.10 建筑结构静力计算手册
5.11 土工、建筑结构、水工、钢闸门等有关设计规范；
5.12 弹性地基上梁和框架计算；
5.13 弹性力学
5.14 地基处理手册——中国建筑工业出版社
5.15 土工原理与计算——水利出版社
5.16 工程水文学
5.17 计算机操作，程序设计等方面的书，水运工程水利水运学研究，人民长江水道及港口河海技术等杂志和刊物
5
6
7。
刘老涧船闸介绍
刘老涧船闸位于宿迁市宿豫区仰化镇境内，地处苏北运河中部。
长年有10多个省市的船舶通过，主要承担着北煤南运及其它水运物资的运输。
现有在编职工85人，刘老涧船闸隶属于江苏省交通厅京杭运河苏北航务管理处，设有政秘股、运调股、财务股、工程股、监察室、工会六个职能股室以及四个运行工班、机电班、第一远调站、第二远调站等七个生产保彰班组，负责三座大型船闸的运行管理、养护建设和航道规费的征收工作，为广大船员提供过闸服务。
刘老涧船闸始建于1934年，老船闸于1984年报废拆除。
目前，刘老涧船闸为三线船闸，其中一线船闸1977年3月开工，1978年9月建成并交付使用。
船闸尺度230×20×4米，设计年通过量2100万吨。
上下游引航道底宽均70米，水深4米，长均800米。
复线船闸1985年4月开工，1987年7月建成并交付使用。
船闸尺度230×23×5米，设计年通过量2100万吨。
复线船闸闸位选在原老船闸上游引航道内，充分利用老船闸河槽，保留分隔堤。
三线船闸建在复线船闸以南距复线船闸中心线80米，2005年12月开工，2008年10月建成并交付使用。
闸室有效尺度260*23*5米，上下游引航道直线段长均为800米，设计年通过量为4000万吨左右。
三座船闸均采用短廊道对冲消能式输水系统，钢质人字闸门，平板直升阀门。
二、三线闸阀门启闭采用液压启闭机，一线闸阀门启闭由原来四连杆液压启闭机通过2009年10月大修技术改造为现在的滚珠丝杆式启闭机。
电气控制采用PLC可编程控制气，一、三船闸加上任机。
2005年底，建成了全省计算机联网收费系统和视频监控系统。
株洲二线船闸闸门及启闭机优化设计
２０１９年３月水运工程Ｍａｒ ２０１９第３期㊀总第５５３期Ｐｏｒｔ＆ＷａｔｅｒｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｏ ３㊀ＳｅｒｉａｌＮｏ５５３株洲二线船闸闸门及启闭机优化设计李树海ꎬ刘成鑫ꎬ刘晓光(中交水运规划设计院有限公司ꎬ北京１００００７)摘要:株洲二线船闸人字门为超大型闸门ꎬ控制闸门的变形量是设计的重点和难点ꎬ船闸启闭机集中布置在闸首上部ꎬ需充分考虑吊装及检修方便ꎮ闸门门体结构进行多方案布置ꎬ分别进行结构计算ꎬ研究结构本身抵抗变形的能力ꎬ对闸门的附件进行优化设计ꎮ启闭机布置采用两种方案ꎬ并进行优缺点比选ꎬ重点考虑吊装㊁检修㊁通行㊁美观等因素ꎮ结果表明ꎬ闸门采用多主横梁＋八隔板＋水平次梁的方案刚度最好ꎬ防护系统及人行桥优化设计后更趋合理ꎬ启闭机布置采用空箱＋吊物孔电动盖板方案ꎬ实现了吊装检修和通行方便ꎮ关键词:闸门结构ꎻ空箱ꎻ吊物孔ꎻ电动盖板中图分类号:Ｕ６４１文献标志码:Ａ文章编号:１００２￣４９７２(２０１９)０３￣００６７￣０５ＯｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｇａｔｅａｎｄｈｏｉｓｔｆｏｒＺｈｕｚｈｏｕｓｅｃｏｎｄｓｈｉｐｌｏｃｋＬＩＳｈｕ￣ｈａｉ ＬＩＵＣｈｅｎｇ￣ｘｉｎ ＬＩＵＸｉａｏ￣ｇｕａｎｇＣＣＣＣＷａｔｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ. Ｌｔｄ. Ｂｅｉｊｉｎｇ１００００７ ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅｍｉｔｒｅｇａｔｅｏｆＺｈｕｚｈｏｕｓｅｃｏｎｄｓｈｉｐｌｏｃｋｉｓａｓｕｐｅｒ￣ｌａｒｇｅｇａｔｅ Ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｇａｔｅｉｓａｋｅｙａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｏｉｎｔｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎ Ｔｈｅｌｏｃｋｈｏｉｓｔｉｓｃｅｎｔｒａｌｌｙａｒｒａｎｇｅｄｏｎｔｈｅｕｐｐｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｌｏｃｋｈｅａｄ ａｎｄｔｈｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｏｆｈｏｉｓｔｉｎｇａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｆｕｌｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｇａｔｅｉｓａｒｒａｎｇｅｄｂｙｖａｒｉｏｕｓｓｃｈｅｍｅｓ ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｓｅｐａｒａｔｅｌｙ Ｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｔｓｅｌｆｔｏｒｅｓｉｓｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄｔｈｅａｃｃｅｓｓｏｒｙｏｆｔｈｅｇａｔｅｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｔｈｅｈｏｉｓｔｉｓａｒｒａｎｇｅｄｂｙｔｗｏｓｃｈｅｍｅｓ ａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｌｉｆｔｉｎｇ ｏｖｅｒｈａｕｌ ｐａｓｓａｇｅａｎｄｂｅａｕｔｙａｒｅｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｂｅａｍ＋ｅｉｇｈｔｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ＋ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｅｃｏｎｄａｒｙｂｅａｍｏｆｔｈｅｇａｔｅｉｓｔｈｅｂｅｓｔ ａｎｄｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｐｅｄｅｓｔｒｉａｎｂｒｉｄｇｅａｒｅｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｆｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｄｅｓｉｇｎ Ｔｈｅｈｏｉｓｔｉｓａｒｒａｎｇｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｆｅｍｐｔｙｂｏｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅ＋ｌｉｆｔｉｎｇｈｏｌｅｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｖｅｒｐｌａｔｅ ｗｈｉｃｈａｃｈｉｅｖｅｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｉｆｔｉｎｇ ｏｖｅｒｈａｕｌａｎｄａｃｃｅｓｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｇａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｍｐｔｙｂｏｘ ｌｉｆｔｉｎｇｈｏｌｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｖｅｒｐｌａｔｅ收稿日期:２０１８￣０９￣２０作者简介:李树海(１９７８ )ꎬ男ꎬ硕士ꎬ高级工程师ꎬ从事码头装卸工艺㊁通航建筑物金属结构及启闭机设计ꎮ１㊀工程概况湘江位于长江中游南岸ꎬ是湖南省境内最大的河流ꎬ株洲二线船闸便坐落在湘江上ꎬ项目位于湖南省株洲县渌口镇南部８ｋｍ处ꎬ该工程是湖南省对接长江经济带的重点建设项目ꎮ二线船闸等级为Ⅱ级ꎬ船闸主尺度为３４ｍˑ２８０ｍˑ４ ５ｍ(口门宽度ˑ有效长度ˑ槛上水深)ꎬ单向最大设计水头１０ ７ｍꎬ船闸工作闸门采用人字门ꎬ启闭机采用液压直推式启闭机ꎮ钢闸门及启闭机是船闸运行的核心部件ꎬ施工图设计阶段对闸门及启闭机设计进行多方案比选ꎬ重点解决钢闸门的刚度㊁附件优化㊁启闭机吊装维护方便㊁闸首顶部通行及美观等问题ꎮ２㊀人字闸门２ １㊀结构布置二线船闸人字闸门为超大型闸门ꎬ下闸首人字闸门宽１９ ８２ｍ㊁高１９ ７０ｍꎬ单扇闸门面积水运工程２０１９年㊀３９０ｍ２ꎬ接近一个标准篮球场ꎮ提高闸门刚度ꎬ控制其变形是本项目的重点和难点ꎮ２ １ １㊀方案１:主横梁＋五隔板＋竖次梁方案门体结构由面板㊁主梁㊁隔板㊁竖次梁㊁推力板㊁端板等组成ꎬ闸门水平方向布置多道主横梁ꎬ主梁采用工字截面ꎬ主梁间距参照等荷载原则布置ꎬ共布置有１６根主梁ꎮ闸门竖向布置５道隔板ꎬ隔板与主梁同高ꎬ主梁之间设置竖向次梁ꎬ每个梁格内设置３根竖次梁ꎬ次梁采用Ｔ型截面 １ ꎮ闸门的门轴柱和斜接柱位置ꎬ为便于制造ꎬ采用开敞式结构ꎬ对边柱位置的主梁腹板㊁翼板㊁推力板进行了加厚设计ꎬ在钢板对接位置采用圆角过渡ꎬ以提高闸门的抗扭刚度ꎮ闸门材料采用Ｑ３４５Ｂ低碳合金钢ꎬ结构布置见图１ꎮ图１㊀方案１的闸门结构２ １ ２㊀方案２:主横梁＋五隔板＋水平次梁方案门体结构布置１６根主梁ꎬ５道隔板ꎬ次梁布置与方案１不同ꎬ采用横向布置水平次梁ꎬ２根主梁之间布置１道水平次梁ꎬ水平次梁采用槽钢ꎬ次梁通长连续ꎬ水平次梁遇隔板开孔穿过 ２ ꎬ共布置１５根水平次梁ꎬ结构布置见图２ꎮ图２㊀方案２的闸门结构２ １ ３㊀方案３:主横梁＋八隔板＋水平次梁方案门体结构布置１６根主横梁ꎬ１５根水平次梁ꎬ同方案２ꎬ隔板布置在方案２基础上增加３道隔板ꎬ共设置８道隔板ꎬ结构布置见图３ꎮ分别建立３种结构方案的有限元模型ꎬ计算模型进行了适当简化ꎬ不考虑背拉杆参与受力ꎬ通过调整平均板厚ꎬ使３个方案闸门质量相当ꎮ进行不同工况下的变形计算ꎬ计算数值反映不同闸门结构本身抵抗变形的能力及趋势ꎬ计算结果见表１ꎮ８６㊀第３期李树海ꎬ等:株洲二线船闸闸门及启闭机优化设计图３㊀方案３的闸门结构表１㊀闸门结构方案比选方案最大变形∕ｍｍ安装工况启门工况闭门工况闸门质量∕ｔ１１９７ ０６７ ９２６３４００２２０３ ３７０ １２６１４００３５３ ４３０ ２１４５４００㊀㊀经计算ꎬ方案３的变形量最小ꎬ闸门刚度最优ꎬ且增加竖向隔板提高了整个门体刚度ꎬ施工图按方案３进行设计ꎮ根据现场安装调试情况ꎬ闸门刚度良好ꎬ施加背拉杆预应力后ꎬ门轴柱㊁斜接柱正面直线度小于１ ５ｍｍꎬ规范许用值５ｍｍꎬ达到了较好控制闸门扭转变形的效果ꎮ２ ２㊀附件设计２ ２ １㊀闸门防护结构钢闸门背水侧容易受到船舶剐蹭或撞击ꎬ传统设计方案是在闸门后侧设置钢护木ꎬ钢护木能起到一定防护作用ꎬ但是钢护木硬度大ꎬ吸能效果不好ꎮ株洲二线闸门的防护结构采用刚性与柔性相结合的防护结构(图４)ꎬ在闸门的主梁后翼缘侧设置横向刚性护木ꎬ在隔板后翼缘侧设置柔性橡胶护木ꎬ柔性橡胶护木高度高于钢护舷ꎬ能首先吸收船舶碰撞或剐蹭的撞击能ꎬ橡胶护木完全变形后ꎬ才会与钢护木接触ꎮ闸门防护结构的优化ꎬ对确保闸门安全和有效缓解闸门碰撞变形起到积极作用ꎮ图４㊀刚性＋柔性护木２ ２ ２㊀闸门人行桥闸门顶部设置人行桥ꎬ方便船闸两侧人员通行ꎬ传统方案布置的人行桥要高于闸首顶高程约２００ｍｍꎬ人行桥搭接在闸首上部ꎬ有一定的重合区域ꎬ此方案对人行桥的制造精度要求不高ꎬ但是人员通行时需要上下台阶ꎬ这与注重用户体验的设计理念不一致ꎮ株洲二线船闸人行桥面下降到与闸顶齐平ꎬ通过人行桥的端部圆盘与闸首对接ꎬ人员通行更加方便顺畅ꎬ如图５所示ꎮ图５㊀闸门人行桥３㊀启闭机布置船闸人字门启闭机采用卧式布置ꎬ船闸阀门启闭机采用立式布置ꎬ本工程启闭机设备布置需满足功能需要㊁检修方便㊁整体美观的要求ꎮ３ １㊀方案１:启闭设备布置在启闭机房内启闭机的液压泵站㊁控制柜㊁液压缸㊁固定卷扬机安装在闸首顶部ꎬ闸首顶部设置一座启闭机房 ３ ꎮ闸首顶部的启闭机立面和轴侧图如图６所示ꎮ该方案的优点是设备安装在启闭机房内ꎬ通风和照明环境较好ꎻ不足之处是需要设置单独的９６水运工程２０１９年㊀启闭机房ꎬ闸首顶部布置略显拥挤ꎬ闸顶的通行受启闭机房影响ꎬ整体美观度不好ꎬ设备因布置在机房内部ꎬ设备检修吊运无法采用汽车吊ꎮ图６㊀方案１的启闭设备布置３ ２㊀方案２:启闭设备布置在闸首顶部空箱内启闭机的液压泵站㊁控制柜㊁液压缸㊁固定卷扬机安装在空箱内ꎬ闸首上部空箱通长布置ꎬ空箱端部设置人员进出门ꎬ在空箱顶部设置检修吊物孔ꎬ并设置盖板ꎮ闸首上部空箱的立面和轴侧图见图７ꎮ该方案的优点是所有启闭设备均下卧安装在闸首空箱内部ꎬ省去布置启闭机房ꎻ闸首顶部通畅ꎬ交通方便ꎬ美观度较好ꎻ机房内的设备均可通过顶部的吊物孔采用汽车吊进行吊装和检修ꎬ比较方便ꎮ不足之处是设备安装位置相对较低ꎬ空箱内的自然照明和通风环境略差ꎬ但是通过采取空箱侧壁增加窗户ꎬ适当改善了空箱内条件ꎬ空箱内设备安装高程也满足５０ａ一遇的防洪要求ꎮ启闭机布置方案１㊁２的优缺点对比见表２ꎮ考虑船闸顶部的通行及吊运维护方便ꎬ施工图设计采用方案２ꎬ不单独设置启闭机房ꎬ根据现场施工情况ꎬ该布置方案设备吊装㊁检修方便ꎬ闸顶宽敞ꎬ交通方便ꎬ视觉效果较好ꎮ表２㊀启闭机布置方案比选方案优点缺点１设备安装在启闭机房内ꎬ通风和照明环境较好闸首顶部设置单独的启闭机房ꎬ闸首顶部布置略显拥挤ꎻ闸顶的通行受启闭机房影响ꎬ不美观ꎻ设备检修吊运因布置在机房内部ꎬ略显不便２所有设备均下卧安装在闸首空箱内部ꎬ省去单独布置启闭机房ꎻ闸首顶部通畅ꎬ交通方便ꎬ较美观ꎻ机房内的设备均可通过顶部的吊物孔进行吊装和检修ꎬ较方便设备安装位置相对较低ꎬ空箱内的自然照明和通风环境略差图７㊀方案２的启闭设备布置４㊀吊物孔盖板闸首顶部设置了３个吊物孔ꎬ方便阀门及启闭设备的吊装及检修ꎬ吊物孔平时采用钢盖板封闭 ４ ꎬ钢盖板设计考虑防雨㊁美观㊁启闭方便等要求ꎮ４ １㊀方案１:平推式钢盖板钢盖板两侧设置滚轮ꎬ钢板可沿洞口两侧的钢轨滑行ꎬ需要人力推拉ꎬ见图８ꎮ为防止雨水倒０７㊀第３期李树海ꎬ等:株洲二线船闸闸门及启闭机优化设计灌入洞口ꎬ需在洞口四周设置凸出闸顶的挡水沿ꎬ钢盖板位于挡水沿上部ꎮ该方案的不足之处是盖板要突出地面ꎬ且需要在闸顶布置轨道ꎬ美观度较差ꎬ自动化程度不高ꎮ图８㊀方案１的平推式钢盖板４ ２㊀方案２:电动翻转钢盖板钢盖板设计为２块ꎬ盖板的一边采用铰轴连接ꎬ盖板两侧设置丝杆电力驱动装置ꎬ通过现地控制箱操作ꎬ可以实现盖板的翻转开启和关闭ꎬ见图９ꎮ为了防止雨水倒灌入洞口内ꎬ盖板四周设置不锈钢集水槽及密封条ꎮ盖板顶部与闸首顶齐平ꎬ无突出结构ꎬ美观度较好ꎬ自动化程度高ꎬ盖板开启时向上方旋转９０ʎꎬ平时处于关闭状态ꎮ图９㊀方案２的电动翻转钢盖板经比选ꎬ方案２电动翻转钢盖板自动化程度高ꎬ闸顶无突出物ꎬ通行条件更好ꎬ施工图采用方案２进行设计ꎮ５㊀结论１)人字门采用多主横梁＋八隔板＋水平次梁的结构布置方案很好地控制了闸门的扭转变形ꎬ在３４ｍ口门船闸可以进行推广应用ꎮ２)闸门启闭机布置在闸首上部空箱内ꎬ空箱顶部设置吊物孔方便检修及吊装ꎬ吊物孔配置翻转电动钢盖板ꎬ充分考虑用户检修操作的方便性ꎬ兼顾了美观及通行需要ꎮ３)人字闸门防护结构采用刚柔结合方案ꎬ很好地解决吸能与防护的问题ꎮ人行桥无高差设计ꎬ通行更加方便ꎬ充分体现了重视客户体验的的设计理念ꎮ参考文献:１ ㊀董国威 汤长书 吴小宁 等.三峡永久船闸人字闸门设计研究 Ｊ .人民长江 １９９８ Ｓ１ １６￣１９.２ ㊀金一心.葛洲坝工程二号船闸下闸首人字闸门结构计算的研究 Ｊ .水运工程 １９８１ １１ ３９￣４３＋３８.３ ㊀黄可璠.船闸闸㊁阀门启闭机的设计与改进 Ｊ .中国水运 下半月 ２０１８ １８ ７ ８９￣９０.４ ㊀邸湧.某发电厂房大孔洞钢盖板的设计与施工 Ｊ .技术与市场 ２０１３ ２０ ６ １１１￣１１３.(本文编辑㊀王璁)１７。
船闸设计实例
渠化工程课程设计木厂船闸工程设计姓名：学号：年级：班级：学院：完成时间：第一章工程概况1 自然条件1.1地理位置北运河水系位于海河流域北部，西界为永定河，东界为潮白河，南至海河，流域面积6166km2，其中山区面积为952km2，平原面积5214km2。
以北京市通州区北关闸为界，北关闸以上称温榆河，以下始称北运河，河道全长141.9km。
本次工程研究范围自北关闸至北辰区的屈家店闸，全长127km。
1.2河流水系北运河是海河北系的重要行洪排涝通道，是著名的京杭大运河的一部分。
北关闸闸上辟运潮减河，分泄部分洪水，在榆林庄闸纳凉水河和凤港减河，至木厂闸闸上又辟有青龙湾减河入潮白新河，土门楼以下纳龙凤新河，在筐儿港与北京排污河相交叉，屈家店闸上纳永定河洪水入永定新河，进入天津市区后纳子牙河，至大红桥入海河。
1.3气象北运河流域属东亚暖温带大陆性季风气候区，四季分明。
多年平均气温11.3℃～12.7℃，1月份温度最低，月平均气温-5.0℃～-5.3℃,7月份温度最高，月平均气温25.8℃～26.1℃。
无霜期206d左右，最大冻土深度62 cm～70cm，多年平均日照时数2651小时～2744小时。
多年平均风速为3.0～3.5m/s，历年最大风速24 m/s。
多年平均蒸发量1133mm～1200mm。
多年平均降雨量561～585mm，汛期降雨量占全年的80%～85%，且多以暴雨形式出现在7、8月份。
降雨年际变化也很明显，丰枯比达数倍之多。
1.4水文根据1956～2005年共50年实测资料统计，通县站多年平均径流量为31940万m3，最大年径流量为145895万m3（1956年），最小年径流量为7576万m3（1981年）。
榆林庄站位于凉水河上，设立于1956年，控制流域面积684 km2，至今有连续的水文观测资料，2001年以前为汛期站。
榆林庄站2005年实测径流为21172万m3。
图1-1 北运河水系分布图北运河土门楼站设立于1930年5月， 1949年6月恢复为水文站，此后有较为完整的水文资料。
刘老涧船闸通航水流条件改善措施
26(-21)
23(-18)
三线系船墩
4#
5#
13(-10)
11(-9)
15(-11)
13(-10)
22(-15)
19(-13)
cm
航道 13# 5(-4) 5(-3) 10(-4)
2.2 流速 下游引航道各典型测点流速最大值见表3。 由表3可见，刘老涧船闸3种不同运行工况
下，制动段和停泊段（4#，5#，6#，7#，8#，9#） 的纵向流速满足规范中不大于0.5m/s的要求；下 游引航道（10#，11#，12#，13#，14#）纵向流速
1#
2# 3#
6#
8# 7#
4# 5#
11# 10# 9#
12# 13#
14#
图1 下游引航道水流条件计算测点布置
2.1 水位 下游引航道水流条件3种计算工况中的下闸
首、下游引航道系船墩附近、下游航道缩窄处典 型测点（图1）的最大水位波动见表2。
由于刘老涧船闸下游引航道口门区水域比较 开阔，但在下游较短范围内河道突然变窄，船闸 泄水时的非恒定流会在此产生较强的反射波，泄 水结束后，仍有部分回流流向船闸下闸首，产生 较大的反向水头。在二、三线同时泄水时，由于 一、二线船闸间有较长的隔堤，由泄水产生的推 进波会绕过隔堤传递到一线船闸下闸首，从而进 一步加剧了一线船闸下闸首处的反向水头。二、 三线船闸同时泄水运行时船闸下游引航道水流流 态的计算结果（工况X3）：一线船闸下闸首人字 门处产生的反向水头为0.34 m，超出了规范允许的 最大限值0.25 m，因此若不采取改善措施，一线船 闸闸门仍将有遭受破坏的危险。
该方案下一线船闸下闸首处最大反向水头为 17 cm，各具体措施下的反向水头的改善效果都达 到50%以上。但挖除50 m措施下的g#横流流速最大 值为17.34 cm/s，不满足规范15 cm/s限值的要求； 挖除100 m措施下的导航段a#横流流速过大，不满 足规范中宜为静水区的要求；挖除150 m措施下的 h#横流流速最大为9.96 cm/s，且a#、b#点横流流速 较小，可做为推荐方案。
航道课程设计
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(大源渡枢纽)毕业设计
港航工程毕业设计任务书题目：大源渡枢纽工程船闸设计一、设计资料（一）工程概况大源渡枢纽工程是湘江千吨级航运建设二期工程衡阳至株洲182km航道建设工程的主要项目。
枢纽工程位于湘江下游的九莲灯滩，上距衡阳市62km,下距株洲120km，其主要功能是上可渠化坝址至衡阳62km河道，并可上延至湘江干流规划的梯级土谷塘，下可调节枯水天然径流，使衡山站达到p=98%Ⅲ级航道通航保证率要求。
枢纽主要建筑物包括：水闸、电站、船闸、坝顶跨引航道公路桥等。
泄水闸闸孔共23孔，孔口宽度均为20m，总溢流宽度460m，溢流坝533m，最大坝高32.5m，闸顶高程60.5m。
溢流堰为实用堰，设23孔20m宽弧形工作闸门；电站总装机容量120MW,安装4台单机30MW灯泡贯流式发电机组，设计水头7.2m，最大水头11.2m，多年平均发电量5.85亿kwh，电站总长121.9m；船闸一座，按国家III级航道千吨级标准进行建设，一次可通过一顶四艘1000t级分节驳船，年通过能力近期：820万t,远期：1200万t；库区航道，枢纽至衡阳62km航道渠化后，即可常年通行1000t级船队；枢纽至株洲120km，按Ⅲ级航道标准整治，通航保证率p=98%。
（二）基本资料1.水文气象枢纽河段属亚热带季风湿润气候，四季分明、雨季集中、春温夏旱、寒短暑长。
年平均气温在26至30℃之间，极端最高气温39.9℃，极端最低气温-8.9℃。
流域内雨量充沛，流域多年平均降雨量为1423.3mm，降雨量集中于每年4至6月。
全年多北风，7至8月多南风，多年平均风速为1.7至2.7m/s，最大风速为20.7m/s.河段径流以降雨补给为主，径流集中在每年的3至6月，径流量过程呈双峰型，1至5月径流量逐步递增，5月达到最高峰， 6至12月逐步减少（11月有回升）。
枢纽坝址径流多年平均流量是根据上下游水文站的径流成果采用流域面积比求得：多年平均流量为1400m3/s，多年平均径流量为441.5亿m3。
三峡二船闸方案
三峡二船闸方案1. 引言船闸作为水利工程中的一种常见设施，用于调节船只的水位，实现船只通过水坝的功能。
三峡大坝位于中国长江上游，是世界上最大的水利工程之一，因此在其建设中设计和建造了多个船闸。
本文将详细介绍三峡二船闸方案，包括设计原理、特点和应用。
2. 设计原理三峡二船闸方案是根据长江上下游水位差异较大的特点进行设计的。
该方案主要由两个船闸组成，分别位于三峡大坝的上游和下游。
通过控制上下游船闸的开闭，可以调节水位，实现船只在两条航道之间的通行。
3. 方案特点3.1 双重控制系统为了确保船闸的安全和稳定运行，三峡二船闸方案采用了双重控制系统。
该系统由计算机控制和人工操作两部分组成。
计算机控制系统负责监测和控制船闸的开闭，通过传感器实时监测水位和船只情况，并根据设定的参数自动调节船闸。
而人工操作系统则由专门的船闸工作人员负责，监控计算机系统的运行情况，确保万一出现故障时能够及时切换至手动操作。
3.2 进口斜坡设计为了方便船只的进出，三峡二船闸方案在进口处设计了一条斜坡。
这条斜坡的倾斜角度和长度根据船只的尺寸和水位差来确定，能够有效减小船只进出船闸时的水动力压力，保证船只的安全通行。
3.3 高效节能的液压系统为了提高船闸的操作效率和节约能源，三峡二船闸方案采用了高效节能的液压系统。
该系统运用了最新的液压技术，通过合理设计和优化布局，最大限度地减少了能量损失和泄漏，使船闸的运行更加稳定和可靠。
4. 方案应用三峡二船闸方案在实际应用中取得了显著成效。
通过该方案，三峡大坝能够顺利调节水位，确保船只的安全通行，为长江上下游货物运输提供了良好的条件。
此外，该方案还为船只的通行提供了更为便捷和快速的通道，大大提高了船只的运输效率。
5. 结论三峡二船闸方案是一种基于长江特点的船闸设计方案，充分考虑了水位差异和船只尺寸的因素，通过双重控制系统、进口斜坡设计和高效节能的液压系统，实现了船只的安全通行和航道的顺利运作。
该方案在实际应用中取得了良好的成效，对于水利工程的设计和船舶运输的发展具有重要意义。
刘老涧新闸除险加固方案探析
28ZHIHUAI 2019.8科技推广与应用刘老涧新闸除险加固方案探析蒋 雯 吕 坤 朱 杰 季炜理一、工程概况刘老涧新闸建于1976年，位于宿迁市宿豫区仰化镇境内的京杭运河中运河段上，是刘老涧枢纽排泄沂河、泗河、黄墩湖、宿迁闸下游地区洪涝的控制性建筑物。
刘老涧新闸与刘老涧二站节制闸共同承担排泄中运河800~1000m 3/s 洪水的任务，同时兼顾洋北地区排涝；关闸蓄水，可以满足刘老涧至宿城段运河航运及工农业生产用水的需要；在丰水期间挡高上游水位配合抽水站发电。
刘老涧新闸自建成以来，已累计排泄涝水240亿m 3。
2015年，该闸经安全鉴定为三类，难以满足安全运行要求，需要尽快立项进行加固处理，确保工程安全运行。
本文结合该闸实际情况，对工程除险加固方案进行分析比选，以期为其他类似工程提供借鉴。
二、方案分析1.扩孔加固改造方案紧邻刘老涧新闸北侧顺河并排有两个企业，若向北侧扩孔，同时考虑基坑开挖和施工布置要求，需向北侧增加约50m，要整体拆迁北侧河边两个企业，工程实施难度较大，投资多，因此拟向南侧扩孔。
闸墩除门槽段为现浇钢筋混凝土结构外，其余部分为预制混凝土墩壳（内填100#块石混凝土），凿除闸墩表层20cm 处理后，闸墩只剩内填块石混凝土，相当于重建闸墩。
故此次加固改造方案为在闸墩外侧包20cm 钢筋混凝土，每孔净宽4.6m，按照设计流量500m 3/s 计算，闸孔净宽需34.9m，向南侧扩3孔，共8孔，总净宽36.8m。
主要加固措施：（1）向南侧增加3孔净宽4.6m 闸室，闸墩厚1.2m，增加总宽度18.6m，同时拆建南侧上下游翼墙；（2）反拱底板面层凿除20cm，铺设钢筋网，浇筑混凝土；（3）预制块混凝土闸墩外包20cm 钢筋混凝土；（4）结合抗震加固要求，拆建闸上交通桥、工作便桥，采用固支结构；（5）排架配筋不足，抗震不满足规范要求，拆建排架、工作桥、启闭机房。
工作桥采用固支结构；（6）更换闸门、启闭机8台套；（7）更换备用发电机组及配电设备，新建自动控制与视频系统；（8）新建上下游水文观测设施、备用发电机房，新建不足部分生产性用房（暂估400m 2）；（9）地震期翼墙不均匀系数偏大，采用减载加固；（10）上下游翼墙、护坡、护底整修。
解台二号船闸大修工程中挡浪墙与输水系统的改造
作 时要 进 行 编 号 ，以 保 证 下 次 周 转 时模 板 的拼 缝 严 密 。模 板
内的杂物要及 时清除 。 ⑤砼浇筑 ：严格 控制砼的配合 比 ， 并按照规范做好试块 ，
由于 本 次 改 造使 用 的 是 商 品砼 ，采 用泵 车 输 送 ，砼 的塌 落 度 需 控 制 在 １ ｃ 左 右 。商 品砼 要 保 证 运 输 的 及 时 性 ，间 隔 时 ６ｍ 间不 得 过 长 。
１ ％ ，随着 货物 量 的 迅 速 增 长 以 及船 舶 大 型化 的 发 展 ，为提 ０ 高 船 舶 通 过 能 力 ，保 证 过 闸船 舶 的停 泊 安全 ，对 船 闸 的输 水
原墙顶部应凿 除至足 够深度 ，否则将导致箍筋不垂直 。 ②植筋 深度必须满足设计深度 ２ ｃ ：在植筋钻孔 时， ５ｍ 应保持 电钻垂直 ，不能倾斜 ，否 则将会导致钢筋 不垂直 ，造
关键 词：闸室挡浪墙及输水系统 ；改造缘 由；方案 ；质量控制措施
中图分类号：Ｔ６８ Ｖ ９
解 台二号船 闸位于徐州 市贾汪 区大吴镇 ，该闸于 ２ ０ ０ ２ 年 １ ０月建成通航 ，设计最大通过船舶为 ５ ０ 级 ，为二线船 ０ｔ 闸， 设计货物年通过能力为 ２ ５ ０万 ｔ 船 闸基本尺度为 ２ ０ ，０ 。 ３ Ｘ２ ｍ ，口门宽度 为 ２ ｍ ，门槛水深为 ５ ３ ３ ｍ。目前通过船舶 吨位为 ２ ｏ ｏ ／ ，货物年通过 量最 大为 ６７ ０万 ｔ ， ｏ ｔ艘 ，０ 。随着
第二章船闸总体设计
前言交通运输业是国名经济中一个重要的部门，被马克思称为除采掘业、农业、加工业以外的第四个物质生产领域。
它对推动社会生产力的发展，促进物资和人员的流动，改善人民的生活级巩固国防都具有十分重要的作用。
交通运输业又包括陆路运输和水路运输。
其中水路运输运载能力大、成本低、能耗少、投资省，是一些国家国内和国际运输的重要方式之一。
内河运输和海上运输同属水路运输业。
我国有大小天然河流5800多条，总长40多万公里。
乌江是长江上游右岸最大支流，源于贵州省乌蒙山东麓，横贯贵州全境和渝东南，流经重庆市的酉阳、彭水、武隆、涪陵，河流全长1070km（干流全长710km），总落差2124m，流域面积87920km2，多年平均流量1690m3/s，多年平均径流量534亿m3。
乌江重庆境内河段长约188km，总落差105.49m，平均比降0.56%，属于典型的山区河流。
拟建银盘水利枢纽位于乌江下游，距涪陵乌江河口里程约93km。
枢纽工程以发电为主，兼顾航运、防洪等。
枢纽主体工程由电站、船闸和泄洪闸等部分组成，大坝正常蓄水位215m，相应库容14.44亿m3。
电站装机4台，单机容量150MW，总装机容量600MW，最大水头36.5m，最小水头8.8m，额定水头26.5m，多年平均有效发电量26.54亿度，建成后可向重庆电网提供大量电力。
电站建成后，可渠化彭水～银盘境内53km航道，与彭水枢纽联合调度运行，还可增补下游河道枯水流量，改善乌江下游通航条件，促进乌江航运事业的发展。
本设计主要按照《船闸总体设计规范》、《船闸输水系统设计规范》、《船闸闸阀门设计规范》、《船闸水工建筑物设计规范》等船闸规范，参照现有的一些国内外船闸资料，结合湘江水府庙的具体的情况，并在老师的悉心指导下对乌江银盘船闸的总体布置、输水系统、闸墙结构、闸阀门等部分进行了设计。
通过本次设计可以巩固、联系、充实、加深、扩大所学基础理论和专业知识，训练自己综合运用所学知识的独立分析和解决实际工程问题的能力，同时训练自己计算能力、绘图能力、论文撰写能力、语言表达能力、创新能力，培养自己的敬业和合作精神，让我获益匪浅。