【文章內(nèi)容簡介】 出閘距離L1’是指船舶自閘室內(nèi)停泊處至船尾離開閘門之間的距離。 L1’= Lx（1+α1’） （316）：進閘距離L2是指船舶自引航道?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊處的距離。出閘距離L2’是指船舶自閘室內(nèi)停泊位置至靠船建筑物之間的距離。L2=L2’=Lx（1+α2）++； （317） 式中 ：Lx——閘室有效長度（m）； ——導航段長度（m）； ——調(diào)順段長度（m）； α1 、α1’、 α2——系數(shù)，取α1=，α1’=，α2=； 將以上數(shù)值帶入公式，求得： L1=200（1+）=280 m； L1’=200（1+）=220 m； L2=L2’=200（1+）+45+90=355 m。 進出閘的平均速度，參考表37。表37 船舶進出閘參考表 過閘方式 船舶類型進閘(m/s)出閘（m/s）單向雙向單向雙向船隊排筏（拖輪牽引）機動單船非機動船采用船隊的速度作為進出閘速度，則有：單向進閘 : 雙向進閘 : 單向出閘 : 雙向出閘 : 故 單向進閘時間 ：；單向出閘時間 ： ；雙向進閘時間 ： ；雙向出閘時間 ： ；C．閘門啟閉時間t2 船閘口門寬度大于或等于16米時，人字閘門和三角閘門的啟閉時間一般取為2～3分鐘；口門寬度小于16米時，啟閉時間一般取為1～2分鐘。 本設計船閘口門寬度≥16米，取t2=3 min。D．灌泄水時間t3 初步擬定t3=10 min。E．船隊進出船閘間隔時間當一閘次容納兩個或兩個以上的船舶過閘時，計算間隔時間，本設計 =5 min；對單級船閘，一次過閘時間應按下式計算： 單向過閘： T1=t1 + 4t2 + 2t3 + t4 + 2t5=+ 43 + 210 + + 25= min 雙向過閘：雙向總過閘時間為T2，則每一船隊過閘時間為， = t1’+ 2t2 +t3 + t4’+2t5=+ 23 + 10 + + 25= min。采用單向過閘與雙向過閘所需時間的平均值來表示過閘時間：。 日平均過閘次數(shù) (318) 式中：——日平均工作時間，取20小時。 次， 取n=24次 船閘年通過能力計算 (319)式中：——每晝夜非運貨船過閘次數(shù)=6次；N——船閘年通過天數(shù)，N=300 天/年；—— 船舶裝載系數(shù)=；——運量不均衡系數(shù)=； G——一次過閘平均噸位G=3500=1500 噸；≥250Wt所以，滿足年通過能力要求。 耗水量的計算船閘的耗水包括船舶過閘用水和閘、閥門漏水兩部分。過閘用水是指船舶過閘時，閘室灌泄水所耗用的水量。與船閘水頭、船閘尺度、過閘方式及過閘次數(shù)等因素有關。 船閘一天內(nèi)平均耗水量可按下式計算： (320)式中：——一天內(nèi)平均耗水量；—— 一次過閘用水量（），必要時應考慮上下行船舶、船隊排水量差額；——閘門、閥門的漏水損失——止水線每米上的滲漏損失（），～，～；——閘門、閥門止水線總長度（） 一次過閘用水量的計算：對直立式閘室墻的單級船閘、船舶單向過閘的用水量可近似按下式計算 (321) (322) 式中：——船閘上、下閘門之間的水平面面積（）；——船閘的計算水頭（）。=200m。=16m。 =5 mV0=（～）200165=18400～19200，取V0=19000 m3 故V=V0=19000=14250 m3：本設計設計水頭為5 小于10，所以?。?閘門、閥門止水線總長度的確定：=210+3+22（2+）= m故q=== m3/s。= m3/s (323)式中：——閘首口門寬度，一般與閘室的有效寬度相同； ——由門扇的支墊座的支承面至門盒外緣的距離,取=16= ——閘門關閉時門扇軸線與閘室橫軸線的夾角，取。 ，取=10 m。 門扇厚度 取=1～， m。 門扇高度門扇高度,指閘門面板頂?shù)介l底的距離。 h=H1H2 m式中：H1——閘門門頂高程（m）； H2——閘首門檻頂高程（m）； m——閘門面板底與門檻頂?shù)木嚯x，m=（～）m；當閘門關閉時，門底止水位于門檻側(cè)面時取正值。 m。上閘首門扇高度 =上閘門頂高程上閘首門檻高程+m =+= m下閘首門扇高度 =下閘門頂高程下閘首門檻高程+m =+= m門前段長度根據(jù)檢修閘門的尺度、輸水系統(tǒng)的布置方式初步擬定：對于人字閘A．上閘首： (～)+C1式中：——～，取=1m。 取L1=+=2 m。 B．對于下閘首，考慮到安裝防撞設備，取L1’=6 m。 門龕段 式中：——門扇長度（m）。 m L3=(～) 式中：——邊墩墻在閘首底板以上的高度。上閘首：=上閘首墻頂高程上閘首門檻高程==，下閘首：=下閘首墻頂高程下閘首門檻高程==。所以 上閘首：L3=(～) =～ m,取為4m； 下閘首：L3=(～) =～ m,取為4m。 上閘首長度：L=L1+L2+L3=2+10+4=16 m； 下閘首長度：L’=L1’+ L2 +L3’=6+10+4=20 m。閘首寬度等于閘首口門的寬度和兩側(cè)邊墩之和，閘首邊墩厚度主要取決于門龕深度、廊道寬度和彎曲半徑急閥門寬度等因素。對有廊道的邊墩厚度初步估算時可取2～3倍廊道寬。 B=Bk+2（2～3）b (324)式中：b——閥門處廊道寬度，b=2 m（見后輸水系統(tǒng)計算） 。 B=16+2（2～3）2=24～28， 取B=25 m。對于平板底板按(～) 上閘首：(～)=～， 取3 m， 下閘首：(～)=～，取3 m。表38 閘首尺度及閘門尺寸表結(jié)構(gòu)段上閘首（m）下閘首（m）門前段26 門龕段 支持段44閘首長度總和1620閘首寬度25門扇長度10門扇厚度門扇高度閘首底板厚度33 輸水系統(tǒng)選型合理的輸水系統(tǒng)應該是：閘室的灌泄水時間短，能滿足船閘通過能力的要求，過閘船舶在閘室及引航道內(nèi)具有良好的停泊條件，同時工程造價和運輸費用均較低。 輸水系統(tǒng)的設計要求船閘輸水系統(tǒng)應包括進水口、閘門段、輸水廊道、出水口、消能工和鎮(zhèn)靜段等。輸水系統(tǒng)的設計，應滿足下列基本要求 ：（1）灌水和泄水時間；（2）船舶、船隊在閘室內(nèi)的停泊條件和引航道內(nèi)的停泊和航行條件；（3）船閘各部位在輸水過程中不至由于水流沖刷、空蝕、振動等造成破壞。 輸水系統(tǒng)的選擇（1）船閘輸水類型有兩種：一種是集中輸水系統(tǒng)，另一種是分散輸水系統(tǒng)；集中輸水系統(tǒng)：由于在閘室中，不需設置輸水廊道，閘室結(jié)構(gòu)比較簡單，工程造價低，但灌泄水時間相當較長，特別是隨著作用水頭的增加，集中輸水系統(tǒng)就難以滿足過閘船舶停泊條件的要求。分散輸水系統(tǒng)：由于水流是沿著閘室一定長度均勻進入閘室，閘室水力條件和過閘船舶停泊條件均較好，可以縮短灌泄水時間，但船閘結(jié)構(gòu)卻比較復雜，工程造價亦將相應地增加。（2）根據(jù)國內(nèi)外已建船閘的運轉(zhuǎn)資料，可根據(jù)值初步選定輸水系統(tǒng)類型。 （41）式中：—門閘灌水時間（min），前面擬定＝10 min ，—閘室設計水頭，所以 m= =，當m＞ 采用集中輸水系統(tǒng)；當m＜ 采用分散輸水系統(tǒng)；≤m≤ 應進行技術(shù)經(jīng)濟論證，并參照類似工程選定。考慮以下幾個因素：①作用在船閘上的水頭大??；②閘室灌泄水時間的長短；③閘室平面尺度及門檻水深；④閘首和閘室結(jié)構(gòu)形式及工程造價等?？紤]水頭因素，一般說來，當水頭較低時，與集中輸水系統(tǒng)相比較，采用分散輸水系統(tǒng)，將使工程造價增加較多，而灌泄水時間的縮短并不顯著。但隨著水頭的增加，采用集中輸水系統(tǒng)，則需較復雜的消能措施，工程造價將顯著增加。另外，集中輸水系統(tǒng)由于在閘室中沒有輸水廊道，所以結(jié)構(gòu)比較簡單，施工方便，造價便宜，但閘室水流條件受到很大限制。分散輸水系統(tǒng)的水流條件可以有顯著的提高，但構(gòu)造較為復雜，造價要增多。本設計擬采用集中輸水系統(tǒng)。. 集中輸水系統(tǒng)的布置根據(jù)輸水方式的不同，集中輸水系統(tǒng)可分為三類：有廊道的輸水系統(tǒng)、直接利用閘門輸水的輸水系統(tǒng)及組合式輸水。前者又可分為短廊道輸水和檻下輸水。組合式輸水系有上述某二種輸水型式組成。并分別包括下列內(nèi)容：(1) 短廊道輸水廊道包括無消能室、有消能室和檻下輸水；(2) 直接利用閘門輸水包括三角閘門門縫、平面閘門門下和閘門上開小門輸水；(3) 組合式輸水由上述某兩種輸水型式組成。本設計的輸水系統(tǒng)采用短廊道輸水型式，它是集中輸水系統(tǒng)中用得最多的一種型式，是在閘首兩側(cè)邊墩內(nèi)設置繞過工作閘門的環(huán)形的輸水廊道，在廊道上設有輸水閥門以控制灌、泄水。這種型式的特點是水流自上游經(jīng)過兩側(cè)輸水廊道流出，水流相互對沖，消除部分能量，從而使進入閘室的水流具有較好的水流條件。輸水廊道的布置直接影響輸水系統(tǒng)的水流條件，因此在廊道的布置時要考慮好，現(xiàn)根據(jù)已知條件，初步擬定廊道布置型式如圖所示： （a）上閘首平面示意圖 （b）上閘首立面示意圖圖41 上閘首示意圖. 進口廊道進口段轉(zhuǎn)彎中心的平均曲率半徑Rm不小于（～）bm，bm為廊道轉(zhuǎn)彎段的平均寬度，bm= m，故Rm== m，H為設計水位差，故r=5= m。廊道進口的淹沒水深應大于，Vm為最大流量是廊道進口斷面的平均流速， m/s，故 = m， m。 出口，為了使出流均勻增加消能效率，在轉(zhuǎn)彎段過后開始擴大，= m2。廊道出口轉(zhuǎn)彎段的Rm不小于（～）bm，取Rm===，r可取為（～）H，取r=5=1 m。出口的淹沒水深，根據(jù)《船閘輸水系統(tǒng)設計規(guī)范》中規(guī)定，對IV級船閘。 直線段在廊道的轉(zhuǎn)彎段之間，應有一定長度的直線段，這是為了使閥門后水流能夠得到充分擴散，同時也是為了布置輸水閥門和檢修閥門。直線段長度一般大于（～）b（b為輸水廊道的寬度） 集中輸水系統(tǒng)水力計算 常用的輸水閥門有銳圓平面閥門和反向弧形閥門。表41 閥門比較表形式特 點平面閥門反向弧形閥門優(yōu) 點厚度小，結(jié)構(gòu)簡單，門體剛度大，制造、安裝，檢修方便，應用廣泛啟閉力小，結(jié)構(gòu)堅固，操作簡便，使用可靠，不需門槽，避免氣蝕缺 點啟閉力大檢修不便，閥門井尺寸大，門葉剛度差適宜水頭中、低水頭船閘中、高水頭船閘鑒于以上分析，本設計為低水頭船閘，選用銳緣平面閥門。 輸水閥門處廊道斷面面積輸水閥門處廊道斷面面積可根據(jù)給定的輸水時間和閥門全開時輸水系統(tǒng)流量系數(shù)按下式計算： （42）式中：——輸水閥門處廊道斷面面積（）；——計算閘室水域面積（），對單級船閘取閘室水域面積；對多級船閘中間級，取閘室水域面積的一半；C= =3800 m2——設計水頭（）；H=5 m——閥門全開時輸水系統(tǒng)的流量系數(shù)，～；；——閘室灌水時間（s）；本設計初擬600s；——系數(shù)；與流量系數(shù)和閥門門型有關，查表42知，當=，對面閥門=； ——～；；——重力加速度（）。表42 輸水閥門的值閥門型式不同流量系數(shù)（閥門全開時）的值=====銳緣平面閥門反向弧形閥門所以 由于對稱布置兩個輸水輸水主廊道，則每邊閥門處的廊道面積為： 擬定輸水閥門處斷面尺寸為 2 。 （43）式中: —— 系數(shù)，對銳緣平面閥門取 ，；本設計為平面閥門，所以?。健?輸水閥門處廊道斷面面積（），= —— 設計水頭（），=5 ；—— 初始水位的閘室橫斷面面積（）； =（下游最低設計水位閘室底高程）Bx=（）16= ；—— 船舶、船隊浸水橫斷面面積（）； =（）；—— 波浪力系數(shù)；當船舶、船隊的長度接近閘室長度時?。剑弧?船舶、船隊排水量（）；取為500t；——船舶方形系數(shù)，～；～；?！试S系纜力的