航道工程课程设计一、资料设计(1）航道等级：Ⅱ级(2)建筑物等级：闸室，闸首，闸门按Ⅱ级建筑物设计；导航建筑物按Ⅲ-Ⅳ级建筑物设计；临时建筑物Ⅳ级。

(3)设计船型：根据调查，该河段近、远期船型资料见表一。

表一 船型资料（4）货运量近期：1200万吨/年；远期：2200万吨/年。

（5）通航情况通航期N ＝352天/年，每天过闸次数n=8，客轮及工作船每天过闸次数0n ＝6，船只装载量利用系数α＝0.84，货运量不均匀系数β＝1.30，船闸昼夜工作时间t ＝21小时，一般船速V=9.5km/小时，空载干弦高度（最大）取1.5m 。

船型顶（拖）轮马力 长×宽×吃水（m ） 驳船长×宽×吃水（m ） 船队 长×宽×吃水（m ）备注一顶+2×2000 370马力 75×14×(2.6-2.8) 185×14×(2.6-2.8)远期船型一顶+2×1000 270马力 62×10.6×(2.0-2.2)151.5×10.6×(2.0-2.2)远期船型一拖+4×500 270-27.5×6.1×2.4653×8.8×1.9 239.5×8.8×2.46近期船型一拖+12×100 250-23×4.9×1.8524.85×5.24×1.85 321.2×5.2×1.85近期船型航道工程课程设计2、地质资料根据地质钻探资料得知，地基无不良地质构造情况，地层分布近似水平，地基土表层至▽7.0m以上为重壤土，厚约1.5～3m，其下▽7.0～6.0m为轻砂壤土，厚约1.0m，▽6.0m以下为亚粘土，土壤物理性质见表1-2。

表二各种土壤的主要物理力学性质土壤名称容重（T/m3）比重G（T/m3）内摩擦角（°）含水量W（％）粘结力Ckg/cm2渗透系数K，cm/s承载力［σ］kPacm2天然土干土重壤土18.91 14.7 26.17 23.0 28.4 53.90 4.8×10-6225.4 轻砂壤土19.11 14.9 26.17 27.5 28.3 22.524 1.03×10-5313.6 亚粘土19.01 15.29 26.85 26.0 24.4 56.84 1.0×10-7294.03、水文气象资料特征水位：上游设计洪水位：▽12.2m上游最高通航水位：▽11.2m上游最低通航水位：▽8.5m下游最高通航水位：▽9.0m下游最低通航水位：▽7.2m下游校核低水位：▽6.8m检修水位：上游▽10m；下游▽8.0m气象资料：降雨量及气温资料从略。

风力：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。

航道工程课程设计4、其他资料船闸上有公路桥，宽10m ，桥下净空为7m 。

二. 设计内容2.1 船闸闸型选择初步拟定船闸为单级、单线船闸。

根据已有设计资料，对船闸的各种型式进行比较，依据《船闸总体设计规范》3.2.1和3.3.3，水头小于30米。

2.2 船闸的平面尺寸 2.2.1 船闸的有效尺度设计（1）船闸的有效尺度应满足的要求①船闸设计水平年内各阶段的通过能力应满足过船闸船舶总吨位数量和客货运量的要求。

②应满足设计船对能一次过闸。

③满足现有运输船舶和其他船舶的过闸的要求。

（2）船闸闸室的有效长度f c x l l +=L船闸基本尺度计算表组合情况 船队长度 富裕长度 有效长度 船队宽度（m ） 富裕宽度（m ） 有效宽度（m ） 比例%一顶22000+⨯ 185 13.1 198.1 21.2 1.06 15.06 30 一顶21000+⨯ 2列并排 160 11.6 171.6 21.2 1.36 22.56 50 一顶22000+⨯ 一拖+10012⨯172.17.16179.321.11.3422.3420l 2ckL ∆+=LLk ——闸室有效长度，m ； Lc ——最大设计船队长度，m ；航道工程课程设计——富裕长度，m 。

顶推船队>=2+0.06Lc ，拖带船队>=2+0.03Lc ，机动驳船和其他驳船>=4+0.05Lc 。

根据上表，结合相应的设计规范，取闸室有效长度为210m ，考虑到镇静段长度20m ，闸室取230=L K m 。

（3）船闸闸室的有效宽度b 2bc k∆+=∑BBk——有效宽度，m ；∑bc ——最大设计船队长度，m ；b ∆——富裕宽度，m 。

B b c '1n 025.0b ）（-+∆=∆b ∆——富裕宽度的附加值，m ；b '∆一般为1.0-1.2m ；BC——单船宽度，m 。

n —闸室中船舶的列数。

闸室有效宽度取23Bk =m 。

（4）船闸门槛最小水深由最大船舶吃水得到槛上水深 1.5 2.8 4.2Hc >⨯=m ，考虑到二级航道标准及预留一定的富裕，取槛上水深 5.0Hc =m 。

(5)选用闸室标准有效尺度根据上述描述，确定闸室尺度为m 0.5m 23m 230⨯⨯ 2.2.2 线数型选择根据调查所得的资料，分析该河段近、远期船型资料，定该船闸为单线船闸。

2.2.3 级数型选择l ∆l ∆l ∆l ∆航道工程课程设计根据已有设计资料，对船闸的各种型式进行比较，依据《船闸总体设计规范》3.2.1和3.3.3，水头小于30米，船闸定位单级船闸。

2.2.4 船闸各部位高程（1）闸首墙顶部高程：上闸首墙顶高程=上闸门门顶高程＋结构安装高度=12.7+1=13.7m下闸首墙顶高程=下闸门门顶高程＋结构安装高度=11.7＋1=12.7m（2）闸室墙顶部高程：闸室墙顶高程=上游设计最高通航水位+超高（空载干舷）11.2+1.5=12.7m。

闸顶设1.0m胸墙，则实体墙顶高程取11.7m。

（3）船闸闸门门顶高程：上闸首门顶高程=上游校核洪水位＋安全超高=12.2+0.5=12.7m下闸首门顶高程=上游最高通航水位＋超高=11.2＋0.5=11.7m（4）导航和靠船建筑物顶部高程及引航航堤顶高程：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）=11.2+1.5=12.7m上游引航道底高程=上游最低通航水位－引航道的最小水深=8.5－5=3.5m （5）闸首门槛、闸室底板和引航道底高程：上闸首门槛高程=上游最低设计通航水位－门槛水深8.5－5=3.5m下闸首门槛高程=下游设计最低通航水位－门槛水深=7.2－5=2.2m闸室底高程=MIN(上闸首门槛高程,下闸首门槛高程)=2.2m下游引航道底高程=下游最低通航水位－引航道最小水深=7.2－5=2.2m下游引航道顶高程=下游最高通航水位＋超高（空载干弦）=9.0＋1.5=10.5m航道工程课程设计2.2.5 引航道尺度（1）引航道的平面布置引航道的作用在于保证船舶安全、顺利地进出船刚，供等待过闸的船舶安全停泊，并使进出闸的船舶能交错避让。

引航道的平面布置，直接影响船舶进出闸的时间，从而影响船闸的通过能力。

在确定引航道的平面布置时，应根据船闸的工程等级、线数、设计船型船队、通过能力等，结合地形地质、水流、泥沙及上下游航道的条件综合考虑。

根据地形条件、开挖工程量等，引航道型式采用反对称式。

（2）引航道尺度①引航道长度：航道工程课程设计导航段：c 1l l ≥，c l 为顶推船队全长，1顶20002⨯+级船队长185c l =m ，取190c l =m 。

调顺段：()()2 1.5~2.0277.5~370c l l ≥=m ，取320l 2=m 。

停泊段：3c l l ≥（主要考虑拖带船队长1.172≥m ，取190m 。

过渡段：410l g B ≥∆，B ∆为引航道宽度与航道宽度之差，二级航道宽为70m.引航道宽度由计算为70m ，70700B ∆=-=，40l =。

制动段：5l 用5c l l α=估算，α为船队进入口门航速，一般取2.5~4.5，则5 3.0185555l =⨯=m 。

则引航道直线段的总长度=++=321l l l l 190+320+190＝700m 。

②引航道宽度：考虑到河流上船舶较多，取两侧靠船，设计最大船宽6.10b c1=m ，一侧等候过闸的船队总宽114c b =m ，另一侧等候过闸的船队宽度6.10b 2c =，c 1.5b b 2=∆，则53m 10.626.016.016.01b 2b b b 2c 1c c 0=⨯+++=∆+++=B③引航道水深：引航道水深应满足0/ 1.4~1.5H T ≥，其中T 为设计船队满载吃水，取 2.8T =m ，则0 1.5 2.8 4.2H ≥⨯=m ，取5.40=H m 。

④引航道弯曲半径 ：引航道直线段为弯曲航道时，其弯曲半径不得小于最小限值。

根据船舶的性能，航道的最小弯曲半径可按如下所述采用。

顶推船队和机动驳。

本船闸为II 级船闸，则：R ≥4CL 故 R ≥4⨯172.1=688.4m航道工程课程设计拖带船队：由为II 级船闸则：R ≥5C L 故 R ≥4⨯185=740mC L --设计最大船队长或最大船长(m)考虑口门和连接段水流、风浪等的影响，其半径加上上C L ，所以引航道的转弯半径R=740+185=925m ⑤引航道弯道加宽引航道的弯道加宽值 ，应按式（6-17）计算，如果弯道中心角大于 ， 值得适当加大。

当无实船试验资料时，应根据水流等的具体条件，引航道弯道加宽值可按下式计算：022B R L B C+=∆m8.177892521852=+⨯=∆B所以引航道弯道加宽取18m L —设计最大船队或最大船长(m)； R —最小弯曲半径(m)； B —引航道宽度(m)。

引航道内不宜有小河、溪沟汇入，当难以避免时，应采用工程措施，满足航行要求。

2.2.6 引航道内导航和靠船建筑物的布置闸室、引航道等处的靠船建筑物靠船一侧，设置龛式系船柱。

系船柱不突出墙面。

闸室墙、引航道等靠船建筑物的顶部设置同定系船柱。

在闸室内的布置，首尾系船柱距闸室的有效长度两端距离为10m ；在闸室墙墙面上设置同定系船柱其纵向间距为1.5m ，横向间距为15m ；另外在闸室墙上每隔40m 设置浮式系船柱。

2.2.7 口门区和连接段航道工程课程设计口门区和连接段平面布置原则引航道口门区是指引航道隔流堤头部分外一定范围内的水域。

口门区位于引航道口门外具有一定长度、宽度范围内的通航水域。

当口门区不能与主航道直接平顺衔接时，应设置连接段。