港口航道工程學(xué)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-09-07 04:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 26044=30P1=nNG2=305003002=106 t123 耗水量1. 單項(xiàng)一次過水的用水量：V0=CH=23184m32. 閘閥門漏水量：q=eu=3. 船閘一天內(nèi)平均耗水量：Q=+q= m3/s 輸水系統(tǒng)選型及廊道斷面尺寸擬定 輸水系統(tǒng)選擇根據(jù)船閘輸水系統(tǒng)選型計(jì)算公式: m =T/，當(dāng)T = 11min , H = , m = ，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。兩側(cè)廊道對稱布置，以便充分發(fā)揮對沖消能的作用。 輸水廊道斷面尺寸本船閘為單級船閘，根據(jù)公式，取=，H=，=608=480m，T為閘室灌泄水時(shí)間t=660s，，代入解得輸水廊道斷面面積= m，寬1m高1m。滿足前面L3的要求在(~)+b=~。 引航道布置及尺寸引航道是連接閘首與主航道的一段航道，設(shè)有導(dǎo)航及靠航建筑。其作用是保證船舶（隊(duì)）順利地進(jìn)、出船閘，并為等待過閘的船舶（隊(duì)）提供臨時(shí)的停泊場所。本船閘引航道根據(jù)地形地質(zhì)條件和河道實(shí)際情況采用反對稱布置形式；上游將靠船建筑物布置于靠右岸一側(cè)，下游將靠船建筑物布置于靠河床一側(cè)，如圖1所示。圖1 引航道平面布置型式引航道一般由直線段、過渡段及制動段三部分組成，因制動段一般與過渡段重合使用，故制動段長度不計(jì)。而直線段一般又由導(dǎo)航段、調(diào)順段及停泊段組成，如圖2所示。圖2 引航道平面示意圖根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 3052001）規(guī)定：導(dǎo)航段長度為調(diào)順段長度為停泊段長度為式中—頂推船隊(duì)為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長，拖帶船隊(duì)或單船為其中的最大船長（m）。取=109m，則推得導(dǎo)航段長度為，調(diào)順段長度為，停泊段長度為，直線段長度為：L1=l1+l2+l3=109+109+218=436m根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 3052001）規(guī)定，對單線反對稱型引航道寬度按下式計(jì)算：式中—設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿載吃水船底處的引航道寬度(m)；—設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)寬度(m)，設(shè)計(jì)取16m；——一側(cè)等候過閘船舶、船隊(duì)的總寬度(m)，設(shè)計(jì)取16m；——船舶、船隊(duì)之間的富裕寬度(m)，取；——船舶、船隊(duì)與岸之間的富裕寬度(m)，取。故擬定引航道寬度為：B0=16+16+16+10=58m 人字閘門尺寸擬定 門扇長度人字閘門宜采用平面橫梁人字閘門，人字閘門位于關(guān)門位置時(shí)，176。L=[(Bc+d)/2cosθ]其中：Bc為閘首的口門寬度，單位為m，取為16m。d為門龕深度，單位為m。θ為閘門與船閘橫軸線的夾角，176。所以門龕段長度為：L2= [(Bc+d)/2cosθ] =[(16+)/176。]=圖3 人字閘門閘首分段圖示閘門支持段主要須滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及強(qiáng)度的要求，并須考慮輸水廊道進(jìn)出口布置的要求。擬定閘門支持段長度為。故閘首段總長為L=。對于閘首寬中的B段，擬定其大小為B=21m。 船閘的穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 船閘閘首墻及閘室墻的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)樞紐附近地質(zhì)及地形情況，擬定閘室采用分離式結(jié)構(gòu)，右閘墻（即靠岸側(cè)）采用有錨筋鋼筋混凝土的襯砌式閘室墻，左閘墻（即靠近欄河閘側(cè)）采用重力式閘室墻，如圖5和6所示。圖4 下閘首墻結(jié)構(gòu)型式圖5 上閘首墻結(jié)構(gòu)型式圖6 閘室墻結(jié)構(gòu)型式圖6 閘室墻結(jié)構(gòu)型式船閘所在右岸為巖石基礎(chǔ)，風(fēng)化層2~3m，為花崗巖，承載力高，同時(shí)船閘的作用水頭也不大，故閘室采用分離式閘室結(jié)構(gòu)。閘底將風(fēng)化層剝除，開挖一定深度后，用混凝土底板，底板厚1m，齒墻底寬1m，斜坡系數(shù)為1。底板與閘墻接觸處設(shè)止水，在中部設(shè)一橫向伸縮縫。重力式閘墻采用高標(biāo)號混凝土，墻頂厚度根據(jù)水工建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，，，上部為高3m的鉛直面，下部為高3m的鉛直面，中間設(shè)置斜坡。閘墻底寬與閘墻高之比為B/h=，故閘墻底寬為B=。右側(cè)襯砌式閘墻需采用錨筋錨固。，擬定內(nèi)邊坡坡度為1：，為確保襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，將襯砌底部嵌入基巖。 確定荷載及其組合 閘首墻荷載及其組合由于上閘首與攔河閘相鄰，其穩(wěn)定性校核應(yīng)與攔河閘一起考慮，假設(shè)攔河閘是穩(wěn)定的，那么上閘首也一定滿足穩(wěn)定性要求。故這里校核閘墻抗滑、抗傾穩(wěn)定和基底應(yīng)力時(shí)只需計(jì)算閘室和下閘首閘墻。如圖7所示，分析下閘首左側(cè)墻荷載及分布。圖7 下閘首墻荷載示意圖1. 閘墻自重G：船閘自重與其幾何尺寸及建筑物的重度有關(guān)，混凝土的重度取24KN/m3。其計(jì)算式如下： G=γsV混=γsHB取，設(shè)計(jì)值B=21m，H=。G=2421=其作用點(diǎn)見圖所示。2. 土壓力：因左側(cè)重力式閘墻左右兩側(cè)均無填土，故土壓力為0。3. 靜水壓力：與閘墻前后水位及有關(guān)，計(jì)算式如下：。靜水壓力的大小與具體工況下的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水位有關(guān)。4. 揚(yáng)壓力：我國在巖基上興建的船閘，一般不設(shè)防滲和排水設(shè)施，將滲透壓力簡化為直線分布。根據(jù)《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ307—2001）規(guī)定，對未設(shè)帷幕和排水的船閘，單位長度上的總滲透壓力為：；單位長度上的浮托力為。其中：、分別為單位長度上的總滲透壓力及單位長度上的浮托力，單位均為。為滲透壓力折減系數(shù)。為水的重度，單位為。、為計(jì)算面到水面的深度和上、下游水位差，單位。為墻截面的寬度，單位為。5. 船舶荷載：船舶荷載包括船舶撞擊力PC和系纜力PB ，根據(jù)《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算如下：撞擊力：系纜力：故得：因船舶的撞擊力與船舶的系纜力方向相反，且這兩個(gè)力均為集中力作用于建筑物上，并從作用點(diǎn)向下傳遞逐漸擴(kuò)散，而閘室分塊長度為20，故船舶荷載對閘墻穩(wěn)定影響較小，可略去。6. 水流力及波浪力：對閘室穩(wěn)定而言，因水流力及波浪力作用均較小，故略去不計(jì)。7. 荷載組合：閘室穩(wěn)定分析需考慮荷載在不同工況下的不利組合，本例中不考慮特色組合，按設(shè)計(jì)規(guī)范，在正常情況下，荷載組合情況如下表：表3 重力式閘墻荷載基本組合荷載組合計(jì)算情況自重水壓力揚(yáng)壓力船舶荷載備注基本組合校核情況√√√，運(yùn)用情況√√√，檢修情況√√√，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，IV船閘的永久性建筑物閘首閘室建筑物的級別為3級。8. 校核情況下荷載：在校核情況下的荷載及其彎矩如表4所示。表4 校核情況下荷載及彎矩名稱垂直力W(KN)水平力P(KN)力臂L(m)彎矩(kNm)向下向上向左向右+自重0墻前水平水壓力墻后水平水壓力浮托力00滲透水壓力總計(jì)（注：重力式閘墻計(jì)算時(shí)將其分解為兩個(gè)矩形和一個(gè)三角形；彎矩順時(shí)針方向?yàn)椤?”，逆時(shí)針方向?yàn)椤啊薄＃?. 運(yùn)用情況下荷載：在運(yùn)用情況下的荷載及其彎矩如表5所示。表5 運(yùn)用情況下荷載及彎矩名稱垂直力W（KN）水平力P（KN）力臂L（m）彎矩（kNm）向下向上向左向右+自重0墻前水平水壓力墻后水平水壓力浮托力100800滲透水壓力總計(jì)（注：重力式閘墻計(jì)算時(shí)將其分解為兩個(gè)矩形和一個(gè)三角形；彎矩順時(shí)針方向
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