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船闸

引航道:引导船只安全进出船闸,引航道内设有导航建筑物 和靠船建筑物,导航建筑物引导船舶顺利进出闸,靠船建筑 物供等待过闸船舶停靠使用。
船闸工作原理:
假定船舶从下游驶向上游,闸室内水位与下游水位齐平, 下闸门开启,上闸门及上游输水阀门关闭。
首先将船舶从下游引航道内驶向闸室,关闭下闸门及下 游输水阀门,然后打开上游输水阀门给闸室灌水,等闸室 内水位与下游水位齐平后,打开上闸门,船舶驶出闸室, 而进入上游引航道。
三、船闸基本尺寸确定 船闸的基本尺寸决定于过闸船队的船只数目、船只大小。 基本尺寸主要指闸室在有效长度、有效宽度及闸槛上最小 水深。
1、闸室有效长度:即船舶过闸时闸室可供船舶安全停泊 的长度,包括船队及其进闸所需的富裕长度,与驳船一次 过闸数量和编组方式有关。
Lk L1 nL2 L(n 2)
从上游驶向下游其过闸程与此相反。
二、船闸类型 根据船闸所处的位置分: 1、内河船闸 建在内陆渠化河流及人工运河上的船闸。 2、海船闸 建在封闭式海港洪池口门、海运河及入海河流 河口处的船闸。 根据船闸的闸室级数不同分: 1、单级船闸 沿船闸纵向只建有一个闸室的船闸,船舶通 过单级船闸时只需进行一次灌泄水,即可克服上下游水位的 全部落差,这种船闸适用于水头不超过15~20m。 2、多级船闸 沿船闸纵向连续建两个以上闸室的船闸、船 舶通过船闸时城进行多次灌水泄水才能克服上下游水位全部 落差,当水头超15~20m宜采用多级船闸。
船闸布置在河弯的裁直引河上
七、船只过闸时间 过闸方式:单向过闸,船只从上(下)游向下(上)游过闸
双向过闸,一次灌水泄水时间内船只从上游到下 游,从下游到上游,两方向依次交替过闸。
船只从下游到上游单向过闸程序: 1、打开下游输水系统的阀门放水,使闸室水位与下游齐平(t3) 2、打开下闸门 (t1) 3、船只进闸(t2) 4、关闭下闸门(t1) 5、打开上游输水系统阀门向灌水,使闸室水位与上游齐平(t3) 6、开启上闸门(t1) 7、船只出闸(t4) 8、关闭上闸门(t1)
不过,近年来国内外建造了一些水头H>20m的单级船闸, 如广西融江的麻石船闸H=22m,江西赣江万安船闸H=32.6m。
国外建成的水头最大的单级船闸,前苏联额尔齐其尔河的 石山口船闸H=42m。
根据船闸线数的不同分: 1、单线船闸 一个枢纽只建有一座船闸。 2、多线船闸 一个枢纽内建有多座船闸。
d、高桩台式:依靠在地基中的嵌固作用维持平衡。 优点:稳定 性好。 缺点:耗材多,施工复杂。 e、板桩式:利用板桩入土部分的嵌固和锚定结构来维持稳定。 优点:省材。 缺点:施工复杂、耐久性差。
2:不透水闸室 这种闸室适用于水级较大,闸墙较高,地基较差的船闸
一般有如下几种形式 坞式闸室 悬臂式闸室 反双拱铰式式闸闸室室
V升 —闸室水位上升下降速度,与输水系统型式有关。
门上开阀V升 0.4m / 分 门下输水V升 0.9m / 分
短廊道输水系统 V升 1.0m 一t4 —般船t3 只 (出5 ~闸2时0)间分钟t4 L2
/ 分,分散输水系统V升 可达3.5m
/V2 L2 Lk 单向过闸 1.5
T —船只满载时的吃水深度;一般是指过闸最大船只满载时的
吃水Байду номын сангаас度。
T —船底以下富余水深,与船只进闸速度有关,船只进闸 速度快,T 要小。
一般取T (0.3 ~ 0.5)T
四、船闸高程的确定 1、底部高程
上游引航道底部和上闸首门槛高程=上游最低通航水位 — hk
闸室底、下闸首门槛和下游引航道底高程=下游最低通航水位— hk
/

V2 (0.5 ~ 0.8)m / s
船只从下游到上游双向过闸程序:
1、打开下游输水系统的阀门放水,使闸室水位与下游齐平(t3) 2、打开下闸门 (t1) 3、闸室内船只出闸(t4/) 4、下游船只进闸(t2/) 5、关闭下闸门(t1) 6、打开上游输水系统阀门向灌水,使闸室水位与上游齐平(t3) 7、开启上闸门(t1) 8、船只出闸(t4/) 9、上游游船只进闸(t2/) 10、关闭上闸门(t1)
b、扶壁式:依靠扶壁间填土来维持平衡与稳定,多采用铅结构。 优点:材料少,结构尺寸较小,对地基要求较其他形式较低。 缺点:施工复杂、结构耐久性差。 c、拉条板墙式(锚着式):依靠立板与锚定板间填土重和锚定作
用维持稳定。 优点:结构断面尺寸较小,砼用量小、造价低。 缺点:钢材用量大,施工复杂、结构耐久性差。
船闸布置在河床之中
葛洲坝水利枢纽
1)将上闸首布置在坝轴线上,闸室和下闸首等结构位于坝 轴线下游,其优点是闸室承受的扬压力小,可以减小闸室墙断 面,下游导航堤较短,缺点是上游导航堤要加长,且处于高水 位中,工程量较大,同时,当桥梁通上闸首时,由于净空要求, 桥墩需要加高并另建引桥或采用活动吊桥。
五、船闸的引航道 引航道作用在于保证船舶安全,顺利进出船闸,供等待过 闸船舶的安全停泊,使进出船闸船只交错避让,引航道应具 有足够的水深和一定的平面形状和尺寸。 引航道平面形状与尺寸取决于船舶过闸繁忙程度,船队进 出闸的引驶方式以及靠船和导航建筑物的型式与位置。
(一)引航道的形状 1、对称式引航道 引航道轴线与闸室轴线相重合,双向过闸时为进出船舶相 交错避让,船舶进出闸必须曲线行驶,因而进出闸速度较慢, 过闸时间长,这种布置多用于小型船闸。
Lk L1 nL2 L(n 2) L镇静
2、闸室有效宽度:闸室墙两侧表面突出部分最小距离,当 闸室墙上装有护木时,应为护木外表面间距离。
BK (1.10 ~ 1.15)B B—并列过闸船只总宽。
有的书的建议这样确定 BK
BK mB1 2B (m 1)C
L1 —拖轮长度; L2 —驳船长度; n —船队纵向驳船数; L —沿纵向船与船,船与闸首间距离, 中小型船闸 L 1 ~ 3m 对简易船闸还可取小些,大型船闸 L 2 ~ 5m 海船闸 L 5 ~10m
对于顶推式船队 Lk L1 nL驳 2L
对于头部输水系统的船闸,闸室灌水时紧靠上闸首一段距离 的闸室内水流紊乱,停泊条件,不能停船,这段闸室长度称 镇静段,镇静段长度与船闸设计水头,输水系统的消能型式 及闸室的过水断面等因素有关,其大小可通过模型试验确定, 中小型船闸镇静长度一船取4m,此时
2、非对称布置引航道 引航道轴线与闸室轴线不重合,布置方式又有两种型式。 1)、引航道向不同岸侧扩宽,双向过闸时船舶直线进闸 曲线出闸, 2)、引航道向同一岸侧扩宽,主要货流船舶直线进出闸, 非主要货流曲线进出闸。
(二)引航道横断面 1、引航道水深 一般取船闸槛上水深,即引航道的底面高程一般取其等于船 闸闸槛顶高程,在泥河淤积严重的河床流上,引航道的水深 应根据淤积情况适当加深。 2、引航道宽度 根据船闸中所行驶和停泊船队的线数决定,当采用双线时, 为使船队能相互交错避让在船队满载吃水的船底平面上,引
B1 —驳船宽度; m —过闸船队横向驳船数; B—船与闸室墙间富裕宽度一般 B (0.1 ~ 0.15)mB1 取 B 0.4 ~ 1.5m C —船舶之间空隙一,般取 C 0.3 ~ 0.5m
3、槛上最小水深 hk 最低通航水位时,闸槛最高处的水深 hk (T T )
2、顶部高程 上闸首顶部高程有允许淹没和不允许淹没两种情况: 1)允许淹没 上闸首顶高程=最高通航水位+富裕高度 a 大型船闸 a 1.0m 中小型船闸 a 0.5m
此时上游引航道墙顶和闸室墙顶与上游闸首同高。
2)不允许淹没 上闸首顶高=防洪水位+ a 闸首室墙顶高程=下闸首顶部高程
下游引航道墙顶高程=下游最高通航水位 (0.5 ~ 1.0)m 上下游闸门顶高程=最高通航水位或防洪水位 (0.2 ~ 0.5)m
3、在水利枢纽布置中应充分考虑到远景航运发展需要,在 修建单线船闸时,应考虑预留二线船闸位置。
一般布置船闸时考虑以上诸多因素,进行方案比较选择 最优方案。
布置方案主要有两种: 1、布置在河床之中的船闸 客观条件许可最好把船闸布置在水深较大,地基较好和 不发生淤积一岸,以使船闸上下游引航道挖方少造价低。
一般认为开启、关闭闸门时间相同,灌水、放水时间相同。
∴单向过闸时间 T1 4t1 t2 2t3 t4 t1 —闸门开启(关闭)时间一般取t 1 ~ 2分钟
t2—船只进闸时间 t2 L1 /V1
L1 —进闸距离 L1 Lk 单向过闸 1.5
V1 —船只进闸速度V1 0.3 ~ 0.5m / s t3 —充放水时间 t3 H /V升 H—上下游水位差,
1、透水闸室:适用于高度为6~8m且地基条件较好的闸室 闸室墙按结构特征可分为:重力式、扶壁式、拉条板墙式、板 桩式、高桩台式 a、重力式闸墙 : 依靠本身和墙填土重量维持稳定、多
用坞工材料。中小型船闸常用。 优点:就地取材、节约水泥、钢材、结构经久耐用,施工技
术要求低。 缺点:砌石工程量大、不易机械化施工。
2)把下闸首布置在坝轴线上,其优点、缺点与上种布置情 况相反,总的说来工程上采用前一种布置较多。
2、布置在河弯的裁直引河上的船闸 当地形等条件合适时,这种布置方案较合理,因为这种 布置船闸与主体工程施工不相互干扰。 船闸离主体拦河建筑物较远船只进出闸安全,船闸和引 航道开挖量虽大,但施工场地开阔,可不作围堰且可先建船 闸通航,当拦河(主体)建筑物施工时又利用船闸导流。
在确定船闸位置时应遵循的一般原则与具体要求为:
1、在枢纽布置船闸时,应保证船舶(队)航行的安全与方
便,即在通航时间内当任何流量通过枢纽中泄水建筑物时应保
证船舶由上下游驶入驶出引航道,进出船闸以及在引航道中停
泊的安全与方便。 2、船闸位置应选择在地形、地质条件较好地方,以降低工
程造价,布置船闸一般尽量避开深挖方、高填方地区,以减小 土方工程量,布置船闸时应考虑到建材来源及施工场地布置情 况,尽可能将船闸布置在靠近料场岸,以便运料和避免施工组 织复杂化。
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