赣江石虎塘船闸输水系统毕业设计.docx

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毕业设计（论文）

题目赣江石虎塘船闸输水系统设计

学院河海学院

专业港口航道与海岸工程

班级2012级卓越工程师班

学生何

学号631203040

指导教师

前言

我国有大小天然河流5800多条，总长40多万公里。

其中赣江位于长江中下游南岸，源出赣闽边界武夷山西麓，自南向北纵贯全省，是江西省最大河流。

其长766公里，流域面积83500平方公里，自然落差937米，多年平均流量2130立方米每秒，水能理论蕴藏量360万千瓦。

石虎塘航电枢纽系赣江赣州至湖口河段自上而下6个规划梯级中的第3个梯级，坝址位于泰和县城公路桥下游26km的石虎塘村附近，下距吉安井冈山大桥33km，坝址左岸有赣粤高速公路京九铁路和105国道通过，现有航道等级为Ⅵ级，对外交通较方便。

通航船闸以其技术相对成熟，运行稳定可靠，建设、运行和维护成本较低等优点，成为过坝通航建筑物的主要型式而得到广泛应用。

由于水运具有大运量，低成本的特点，为企业节约了大量的物流成本，提高了企业的经营效益。

随着经济的快速增长、中型企业和现代物流业的兴起，上规模、大吨位的货物量对水运产生了极大的需求。

在赣江石虎塘修建渠化枢纽充分利用赣江的水资源不仅能解决赣江因枯水期降水少水源不足引起的干枯问题还能够通过船闸等通航设施，降低水位落差的影响，通过渠化提高赣江石虎塘段河流的航运等级，让更大吨位的船舶能够在此通行，大力推动航运的发展。

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，结合赣江石虎塘的具体的情况，并在老师的悉心指导下对赣江石虎塘船闸的总体布置、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。

目录

前言

摘要

ABSTRACT

第一章设计资料

（1）规划航道等级

（2）货运量

（3）通航情况

（4）代表船型

（5）水文气象资料

（6）坝址水位流量关系

（7）地质、地貌

（8）地形资料

第二章船闸总体设计

2.1船闸及引航道在枢纽中的布置

2.1.1船闸及引航道总平面布置

2.1.2口门区的防沙及水流条件要求

2.1.3引航道平面形状与尺寸

2.2船闸型式选择

2.2.1船闸的线数和级数

2.2.2船闸建设规模及标准

2.3船闸的平面尺寸及各部高程

2.3.1闸室有效长度

2.3.2闸室有效宽度

2.3.3门槛最小水深

2.3.4船闸最小过水断面的断面系数

2.3.5根据设计资料进行过闸船舶组合

2.3.6船闸及闸门各部位高程

2.4船闸通过能力计算

2.4.1船舶过闸时间

2.4.2通过能力验证

2.5船闸耗水量计算

2.5.1单级船闸单向一次过闸的用水量

2.5.2单级船闸双向一次过闸的用水量

2.5.3在单向过闸和双向过闸机会均等情况下，一次过闸用水量采用单、双向过闸用水量的均值：

2.5.4闸阀门漏水量

2.5.5船闸一天内平均耗水量

第三章输水系统型式选择及水力计算

3.1船闸输水系统选择

3.1.1集中式输水和分散式输水型式选择

3.2输水系统水力计算

3.2.1初步确定输水闸门处廊道断面尺寸

3.3输水廊道布置

3.3.1布置原则

3.3.2输水系统布置内容

3.4局部阻力系数和流量系数计算

3.4.1灌水段计算

3.4.2泄水段计算

3.5输水阀门后廊道的水力条件复核

3.5.1阀门后压力计算

3.6引航道内船舶的停泊条件

第四章闸阀门及启闭机型式的选择

4.1闸门型式的选择及尺寸的确定

4.1.1闸门型式的选择

4.1.2门扇尺寸的确定

4.2阀门型式的选择及尺寸确定

4.3闸首尺寸及布置

4.3.1闸首长度

4.3.2闸首宽度

4.3.3底板厚度和门塘深度

4.4启闭机型式的选择

4.4.1人字闸门

4.4.2事故检修门

4.4.3阀门

第五章船闸结构初步设计

5.1结构初步选型

5.1.1船闸结构选型

5.1.2基本情况

5.2混凝土重力式

5.2.1混凝土重力式闸墙断面尺寸及墙后回填布置

5.2.2低水位时闸墙荷载计算

5.2.3检修水位闸墙荷载计算

5.3钢筋混凝土悬臂式闸墙

5.3.1钢筋混凝土悬臂式闸墙断面尺寸及墙后布置

5.3.2钢筋混凝土悬臂式闸墙低水位时闸墙荷载计算

5.3.3检修时期荷载计算

5.4方案比选

第六章闸墙结构的技术设计

6.1高水位时情况计算

6.1.1自重

6.1.2土压力

6.1.3其他荷载

6.1.4荷载及其效应汇总

6.1.5高水位运用情况的各项验算

6.2运用低水位进行验算

6.2.1前趾1-1截面验算

6.2.2后趾2-2截面验算

6.2.3截面3-3验算

6.3检修水位运用情况

6.3.1前趾1-1截面验算

6.3.2后趾2-2截面验算

6.3.3截面3-3验算

结论

总结

致谢

参考文献

摘要

本设计是赣江石虎塘输水系统设计，赣江是江西省最大的河流，位于长江中下游南岸，自南向北纵贯全省，有13条主要支流汇入。

长766公里，流域面积83500平方公里。

自然落差937米，多年平均流量2130立方米每秒，水能理论蕴藏量360万千瓦。

本设计的主要内容包括船闸总体布置、船闸通过能力，船闸输水系统选择及水力计算，闸室结构设计四个主要方面。

船闸布置在左岸，水流条件满足停泊条件要求，且不会出现淤积；引航道根据地形采用对称型式，上下引航道与河道平衡连接。

本设计采用简单分散式输水系统中的侧墙长廊道短支孔输水系统。

在输水系统的设计中，包括进行各部分尺寸设计，灌泄水所需时间、流量最大值、水位与时间的关系等水力特性。

船闸结构形式选择了较为常见的素混凝土重力式结构和钢筋混凝土悬臂式结构进行比较。

在低水情况，高水情况，检修情况三种情况下对结构进行稳定性、抗倾、抗滑、地基承载力、截面应力等验算，最终确定素混凝土重力式结构并且进行截面验算。

设计结果闸室灌泄水和结构稳定、抗倾、抗滑、地基承载等，都满足规范要求。

关键词：

赣江石虎塘，船闸，输水系统，闸室结构

ABSTRACT

窗体顶端

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ThisdesignisGanJiangShihutangwatersystemdesign,theGanRiveristhelargestriverinJiangxiProvince,locatedinthesouthbankoftheYangtzeRiver,runsthroughtheprovincefromsouthtonorth,thereare13majortributaries.Lengthof766km,thebasinareaof83,500squarekilometers.Naturaldrop937meters,averageannualflowof2130cubicmeterspersecond,thewaterreservesof3.6millionkilowatts.

窗体底端

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Themaincontentsofthisdesignincludetheoverallarrangementoflocks,lockcomputingcapacity,lockwaterandhydraulicsystemselection,structuraldesignfourmainchamber.Lockarrangedontheleftbank,thewaterconditionsberthingconditionsrequire,andwillnotappearsiltation;symmetricalapproachchanneldependingontheterraintype,leadupanddowntheriverchannelwithbalancedconnection.Thisdesignusesasimpledistributedwatersystemssidewallgalleryandshortbranchborewatersystems.Waterinthedesignofthesystem,includingthesizeofeachpartofthedesign,thetimerequiredforfillingdischarge,maximumflowrate,thehydrauliccharacteristicsoftherelationshipbetweenwaterlevelandtime.Lockthemorecommonformsofstructurechoiceofplainconcreteandreinforcedconcretegravitystructurecantileveredstructureforcomparison.Inthecaseoflowwater,highwater,themaintenancesituationthreecasesofstructuralstability,anti-dumping,anti-slide,foundationbearingcapacity,stresscheckingsectionalfinalizeplainconcretegravitystructureandsectionedchecking.Resultsirrigationsluicechamberdesignandstructuralstability,anti-dumping,anti-slide,foundationbearer,etc.,tomeetregulatoryrequirements.

KEYWORDS:

GanJiangShihutang,shiplock,watersystem,chamberstructure

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第一章设计资料

（1）规划航道等级

本船闸近期设计航道等级为VI级，远期设计航道等级为IV级。

（2）货运量

表1.1货运量

过坝年货运量（万t）

（双向）

近期

远期

230

480

（3）通航情况

通航期N=352天/年，客轮及工作船每天过闸次数，船只装载量利用系数，货运量不均匀系数，船闸昼夜工作时间小时，一般船速，空载干舷高度（最大）取1.5m。

（4）代表船型

表1.2推荐船型船队表

序

号

项目

营运组织

船队尺度（m）

机动船尺度（m）

载重量

（t）

总长

总宽

吃水

总长

总宽

吃水