水工建筑物第八章.ppt

水工建筑物水工建筑物 第第8章章 第第8 8章章 过坝建筑物及渠系建筑物过坝建筑物及渠系建筑物8.1 8.1 通航建筑物通航建筑物三峡永久船闸三峡永久船闸隔河岩升船机试验隔河岩升船机试验 8.1.1 8.1.1 船闸船闸船闸船闸 一、船闸的组成一、船闸的组成 1.1.闸室闸室 供船队临时停供船队临时停泊的场所泊的场所, ,主要由主要由闸底板、闸墙组闸底板、闸墙组成 2.2.上、下游闸首上、下游闸首 作用是将闸室作用是将闸室与上、下游引航与上、下游引航道隔开 3.3.引航道引航道 二、船闸工作原理二、船闸工作原理 工作原理：工作原理：利用输水设备使闸室内水位利用输水设备使闸室内水位 依次与上、下游平齐，使船只顺利从上游到依次与上、下游平齐，使船只顺利从上游到下游，或从下游到上游下游，或从下游到上游 三、船闸类型三、船闸类型 1.1.按船闸级数分按船闸级数分 （（1 1）单级船闸）单级船闸 （（2 2）多级船闸）多级船闸 2. 2.按船闸的线数分按船闸的线数分 （（1 1）单线船闸）单线船闸 （（2 2）多线船闸）多线船闸3.3.按闸室形式分按闸室形式分（（1 1）广厢式船闸）广厢式船闸 （（2 2）井式船闸）井式船闸适用于小型船只过坝适用于小型船只过坝 适用于水头高，且适用于水头高，且地基良好的情况。

地基良好的情况 （（3 3）具有中间闸首的船闸）具有中间闸首的船闸 适用于过闸船只数量、大小不均一的情况适用于过闸船只数量、大小不均一的情况 当过单船当过单船时，只用时，只用上、中闸上、中闸室；过船室；过船队时，不队时，不用中闸室用中闸室四、船闸基本尺寸四、船闸基本尺寸1.1.闸室有效长度闸室有效长度 2.2.闸室有效宽度闸室有效宽度3.3.闸坎有效水深闸坎有效水深最低通航水位至闸首门槛最高点处水深最低通航水位至闸首门槛最高点处水深: :4.4.引航道的长度与宽度引航道的长度与宽度长度：长度：L=3.5L=3.5～～4.0L4.0Lc c，宽度：，宽度：B=2.5B=2.5～～3.0b3.0bc c5.5.船队过闸时间、过闸能力和耗水量船队过闸时间、过闸能力和耗水量（（1 1）过闸时间）过闸时间 （（2 2）过闸能力）过闸能力 指每年内自两个方向（上、下行）通过指每年内自两个方向（上、下行）通过船闸的货物总吨位船闸的货物总吨位理论理论公式公式实际能力实际能力（（3 3）船闸耗水量）船闸耗水量 8.1.2 8.1.2 8.1.2 8.1.2 升船机升船机升船机升船机 一、组成一、组成 （（1 1）承船厢，用于装载船舶。

承船厢，用于装载船舶 （（2 2）垂直支架或斜坡道，用于运载承船厢垂直支架或斜坡道，用于运载承船厢 （（3 3）控制装置，驱动或制动，操纵升船机）控制装置，驱动或制动，操纵升船机运行 二、工作原理二、工作原理 三、类型三、类型 1.1.垂直升船机垂直升船机 (1) (1)提升式提升式 类似起重机，由于提升动力大，只适用类似起重机，由于提升动力大，只适用于提升中、小型船舶于提升中、小型船舶（（2 2）平衡重式升船机）平衡重式升船机 运行原理运行原理与电梯相似，与电梯相似，安全可靠；安全可靠；但技术复杂，但技术复杂，钢材耗用量钢材耗用量大  （（3 3）浮筒式升船机）浮筒式升船机 工作可靠，系统简单，但提升高度不能工作可靠，系统简单，但提升高度不能太大 2. 2.斜面升船机斜面升船机 将船舶置于承船厢内，沿着铺在斜面上将船舶置于承船厢内，沿着铺在斜面上的轨道升降。

的轨道升降 8.1.3 8.1.3 8.1.3 8.1.3 通航建筑物型式的选择与布置通航建筑物型式的选择与布置通航建筑物型式的选择与布置通航建筑物型式的选择与布置 一、通航建筑物型式的选择一、通航建筑物型式的选择 一般根据水头大小、地形、地质条件、一般根据水头大小、地形、地质条件、运输量及运行管理条件并考虑技术经济情况运输量及运行管理条件并考虑技术经济情况而定 二、通航建筑物在水利枢纽中的布置二、通航建筑物在水利枢纽中的布置 一般靠岸边布置，船闸应布置在稳定、一般靠岸边布置，船闸应布置在稳定、顺直河段，过坝公路或铁路跨越船闸时，将顺直河段，过坝公路或铁路跨越船闸时，将交通桥布置在下闸首易满足桥下净空要求交通桥布置在下闸首易满足桥下净空要求 8.3 8.3 渠道建筑物渠道建筑物 渠道是农田水利工程中广泛采用的输水建筑物渠道是农田水利工程中广泛采用的输水建筑物 在渠道在渠道上修建的上修建的建筑物称建筑物称为渠道系为渠道系统中的水统中的水工建筑物。

工建筑物 8.3.1 8.3.1 8.3.1 8.3.1 渡槽渡槽渡槽渡槽 一、型式和组成一、型式和组成 1.1.进出口段进出口段应与渐变段、渠道平顺连接应与渐变段、渠道平顺连接 2.2.槽身槽身 一般为一般为矩形矩形U U型 3.3.下部下部支承结支承结构构二、渡槽总体布置及形式选择二、渡槽总体布置及形式选择三、渡槽设计要点三、渡槽设计要点1.1.梁式渡槽梁式渡槽（（1 1）支承结构）支承结构可用重力墩或可用重力墩或排架2 2）支承结构）支承结构的基础型式与上的基础型式与上部荷载和地质条部荷载和地质条件有关 （（3 3）槽身横断面一般为矩形或）槽身横断面一般为矩形或U U形，用形，用浆砌石或钢筋混凝土建造浆砌石或钢筋混凝土建造4 4）槽身纵向结构计算按满槽水情况设计槽身纵向结构计算按满槽水情况设计5 5）各节槽身之间应设置沉降缝各节槽身之间应设置沉降缝 2 2、拱式渡槽、拱式渡槽 类型；板拱、肋拱、双曲拱类型；板拱、肋拱、双曲拱 （（1 1）板拱渡槽主拱圈的径向截面多为矩形。

板拱渡槽主拱圈的径向截面多为矩形拱圈宽度一般与槽身宽度相同，同时应不小于拱拱圈宽度一般与槽身宽度相同，同时应不小于拱跨度的跨度的1/201/20（（2 2）拱上结构可做成实腹式和空腹式拱上结构可做成实腹式和空腹式 （（3 3）肋拱渡槽的主拱圈为肋拱框架结构，）肋拱渡槽的主拱圈为肋拱框架结构，即拱肋分离，适用于大中型渡槽，一般用钢即拱肋分离，适用于大中型渡槽，一般用钢筋混凝土建造筋混凝土建造 （（4 4）双曲拱渡槽造型美观，节省材料双曲拱渡槽造型美观，节省材料主拱圈可分块预制吊装施工，适用于大跨度主拱圈可分块预制吊装施工，适用于大跨度渡槽 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 倒虹吸管倒虹吸管倒虹吸管倒虹吸管 一、倒虹吸管布置一、倒虹吸管布置 （（1 1）高差不大时可从渠道、河流或公路）高差不大时可从渠道、河流或公路的底部穿过；顶部应低于河谷冲刷线以下的底部穿过；顶部应低于河谷冲刷线以下0.7m0.7m （（2 2）管线应与所通过的山谷、河流或道）管线应与所通过的山谷、河流或道路正交，尽量避免埋在填方地段。

路正交，尽量避免埋在填方地段 （（3 3）根据管线埋设及高差大小，倒虹吸）根据管线埋设及高差大小，倒虹吸管线的布置形式：管线的布置形式： 1 1）对高差不大，压力水头较小，穿越道）对高差不大，压力水头较小，穿越道路、河流时可用竖井式或斜管式路、河流时可用竖井式或斜管式 2 2）当岸坡较缓，管道可沿陡坡面或折）当岸坡较缓，管道可沿陡坡面或折线形设置，管身为圆形混凝土管或钢筋混凝线形设置，管身为圆形混凝土管或钢筋混凝土管，管道转折处应设置镇墩土管，管道转折处应设置镇墩 3 3）当穿过深河谷时，可在深槽部位架）当穿过深河谷时，可在深槽部位架桥，管道敷设于桥面上桥，管道敷设于桥面上 （（4 4）倒虹吸管由进口段、管身和出）倒虹吸管由进口段、管身和出口段三部分组成口段三部分组成 1 1）进口段应）进口段应与渠道水流平顺与渠道水流平顺相接；以减少水相接；以减少水头损失；头损失； 2 2）倒虹吸管）倒虹吸管一般不设闸门，一般不设闸门，有闸门主要用于有闸门主要用于清淤和检修；清淤和检修； 3 3）拦污栅应）拦污栅应有一定坡度，栅有一定坡度，栅条用扁钢做成；条用扁钢做成； 4 4）启闭台或）启闭台或工作桥高出闸门工作桥高出闸门1.5m1.5m；； 5 5）沉沙池设）沉沙池设在闸门和拦污栅在闸门和拦污栅前。

前 （（5 5）管身形式和构造）管身形式和构造 1 1）管身断面一般为圆形或矩形管身断面一般为圆形或矩形 2 2）在较好的土基上修建小型倒虹吸管）在较好的土基上修建小型倒虹吸管可不设连续座垫，而设中间支墩可不设连续座垫，而设中间支墩 3 3）对现浇钢筋混凝土管，每隔适当距）对现浇钢筋混凝土管，每隔适当距离设缝一道；土基上一般为离设缝一道；土基上一般为1515～～20m20m，岩基，岩基上一般为上一般为1010～～15m15m；预制管的每个管节就是；预制管的每个管节就是一道缝 4 4）伸缩缝的型式主要有：平接、套接、）伸缩缝的型式主要有：平接、套接、企口接以及预制管的承插式接头等企口接以及预制管的承插式接头等 平接式平接式施工简施工简单，但止水效果差；单，但止水效果差；适用于内水压力不适用于内水压力不大的管套接式套接式止止水效果好，适应变水效果好，适应变形性好；适用于内形性好；适用于内水压力较大的管水压力较大的管承插式承插式适用于管径适用于管径较小的管较小的管。

 （（6 6）镇墩、座垫的型式及选择）镇墩、座垫的型式及选择 在倒虹吸管的变坡及转弯处都应设置镇墩在倒虹吸管的变坡及转弯处都应设置镇墩, ,其其主要作用主要作用: :连接和固定管道连接和固定管道 1 1）材料：主要为砌石、混凝土或钢筋混凝）材料：主要为砌石、混凝土或钢筋混凝土 2 2）连接）连接 方式：刚方式：刚 性连接和性连接和 柔性连接柔性连接 3 3）镇墩的形式和各部分尺寸：长度约为）镇墩的形式和各部分尺寸：长度约为管道内径的管道内径的1.51.5～～2.02.0倍底部最小厚度为管壁厚倍底部最小厚度为管壁厚度的度的2 2～～3 3倍 4 4）敷设圆形管道时一般都设座垫，有连）敷设圆形管道时一般都设座垫，有连续式和间隔支墩式续式和间隔支墩式 二、倒虹吸的水力计算二、倒虹吸的水力计算 具体有三种情况具体有三种情况第一种：上游第一种：上游渠道已建成，高渠道已建成，高程、流量、管径程、流量、管径已知，需确定下已知，需确定下游渠道的高程。

游渠道的高程 第二种：上、下游渠底高程、流量已知，第二种：上、下游渠底高程、流量已知，需确定管径需确定管径 第三种：管径和进出口高差已知，需校核第三种：管径和进出口高差已知，需校核通过渠道的流量通过渠道的流量 8.3.3 8.3.3 8.3.3 8.3.3 涵洞涵洞涵洞涵洞 填土下过水的管道称涵洞填土下过水的管道称涵洞 一、工作特征及类型一、工作特征及类型 按流态分类：按流态分类： 无压明流涵洞水头损失较少，一般适用于无压明流涵洞水头损失较少，一般适用于平原渠道；高填方土堤下的涵洞可用压力流；平原渠道；高填方土堤下的涵洞可用压力流；半有压流的状态不稳定，设计时尽量避免半有压流的状态不稳定，设计时尽量避免涵洞由进口、洞身和出口等三部分组成涵洞由进口、洞身和出口等三部分组成 洞身断面型式可分为圆形、方形及拱洞身断面型式可分为圆形、方形及拱形材料一般为浆砌石、混凝土及钢筋混形材料一般为浆砌石、混凝土及钢筋混凝土二、涵洞的水力计算及结构计算二、涵洞的水力计算及结构计算 8.3.4 8.3.4 8.3.4 8.3.4 跌水跌水跌水跌水 是指当渠线通过陡坎或坡度较陡的地段时，是指当渠线通过陡坎或坡度较陡的地段时，为防止渠道受冲，在陡坎处或适宜地点将渠道为防止渠道受冲，在陡坎处或适宜地点将渠道底忽然降低，利用消力池来消除水流的多余能底忽然降低，利用消力池来消除水流的多余能量的建筑物。

量的建筑物 一、布置一、布置 可单独布置，也可与有些水闸布置在一起可单独布置，也可与有些水闸布置在一起 二、组成二、组成 跌水主要由进口、跌水口、跌水墙、消力池、跌水主要由进口、跌水口、跌水墙、消力池、海漫、出口等部分组成海漫、出口等部分组成 跌水口由底板和边墙组成，构造与闸室跌水口由底板和边墙组成，构造与闸室相似，型式有矩形、梯形和底部抬堰式相似，型式有矩形、梯形和底部抬堰式  8.3.5 8.3.5 8.3.5 8.3.5 陡坡陡坡陡坡陡坡 由进口段、溢洪段、陡槽、消力池和由进口段、溢洪段、陡槽、消力池和出口段等组成出口段等组成。