航道工程学--第10讲.ppt

五、船闸高程的确定船闸高程包括船闸闸首、闸室、闸门和引航道建筑物等的顶部高程和底部高程1、船闸闸门门顶高程(1) 位于枢纽挡水前缘闸首工作闸门门顶高程应采用枢纽上游校核水位加超高；如果另设有挡水闸门，则工作闸门门顶高程可采用上游设计最高通航水位加超高 (2) 第二道闸首(含单级船闸下闸首)工作闸门采用上游设计最高通航水位加超高；多级船闸第二道闸首以下各级闸首门顶高程采用各级闸室的设计最高通航水位加超高3) 溢洪船闸闸首门顶高程采用上游设计最高通航水位加超高4) 事故闸门门顶高程为上游最高洪水位加超高；检修闸门门顶高程等于检修水位加超高根据国内船闸设计和运用实践，闸门门顶超高可采用表中数值 船闸级别IIVVVII闸门门顶超高值（m）0.50.32闸首墙顶高程闸首墙顶高程 = 闸门门顶高程 + 结构安装高度 （闸首墙顶高程 闸室墙顶高程） 挡水前缘闸首墙顶高程应与同枢纽 其他挡水建筑物挡水要求一致3闸室墙顶高程闸室墙顶高程 = 设计最高通航水位 + 超高 （超高设计过闸船舶的最大空载干弦高度） 表中长江分节驳船空载干舷高度， 可作为确定闸室墙顶高程时参考驳船吨级（t）10030050010003000空载干舷高度（m）1.01.41.61.71.61.73.03.34、闸首槛顶和引航道底高程上(下)闸首槛顶高程 = 上(下)游设计最低通航水位 船闸门槛水深。

上（下）游引航道底高程 = 上（下）游设计最低通航水位 引航道最小水深5、导航建筑物和靠船建筑物顶高程及引航道堤顶高程 上、下游导航建筑物和靠船建筑物顶高程 分别为上、下游设计最高通航水位加超高 其超高值一般为设计船舶的最大空载干舷高度有防洪要求的引航道堤(岸)顶高程与挡水闸首墙顶高程一致 六、引航道尺度引航道一般由导航段、调顺段、停泊段、过渡段、制动段组成前三段一般要求为直线段，后两段可根据地形灵活布置，且可部分重合计算 三峡船闸上游引航道1、引航道长度（1）导航段 ll 紧靠闸首 船舶出闸时，在船尾尚未驶出闸首前必须沿船闸轴线直线行驶，不能转向因此，导航段长度 ll 应满足:式中：lc 设计船队（船只）的长度，对顶推船队为全船队长，对拖带船队或单船为其中最大的船舶长度 导航段的航道宽度为适应船舶的转向，应从闸首边界开始逐渐拓宽2) 调顺段 l2 是进出闸船舶从引航道航线转到船闸轴线或从船闸轴线转到引航道航线，或曲线进闸船舶由停靠轴线转到船闸轴线所需要的长度调顺段的长度可采用 或按公式计算式中： C 出闸船舶(队)航线中心线与停靠等待进闸船舶(队)中心线的间距；R 船舶(队)曲线行驶时，航线的弯曲半径，一般取R = 3lc (3) 停泊段 l3 是供等待过闸的船舶(队)停靠并与出闸船舶(队)避让交错的一段航道，其长度应满足： 式中：lc最大船队长；当引航道内停泊的船舶(队)数不止一个时，则l3段的长度应按实际需要加长。

(4) 当引航道直线段宽度与航道的宽度不一致时，需用渐变的方法将其连接起来，渐变连接的这一段引航道称为过渡段l4 ，其长度为：式中：B 引航道直线段宽度与航道宽度之差 （5）船舶以一定速度通过口门区进入引航道，停车后任会在惯性作用下滑行一段距离，这段从引航道口门到停泊段l3前沿的长度称为制动段l4根据近十多年来进行的一系列实船试验，可按下式估算： 式中： 顶推船队制动距离系数2 引航道宽度单线船闸和双线船闸的引航道宽度是指调顺段和停泊段的宽度1)单线船闸引航道宽度当停泊段两侧都停泊等候进闸的船队(船舶)，则引航道宽度为：当停泊段只一侧停泊等候进闸的船舶，则引航道宽度为：式中 B0 设计最低通航水位时，设计最大船舶（队）满载吃水 船底处的引航道宽度(m)； bc 设计最大船舶（队）的船宽； bc1 、 bc2 一侧、另一侧等候同次过闸并列停泊船舶（队） 的总宽度； b 船距、岸距 (m)，船距取b = bc 、岸距取b = 0.5bc(2) 双线船闸共用引航道宽度双线船闸共用引航道分一线双向过闸，一线单向过闸和两线均双向过闸两种情况一线双向过闸，另一线为单向过闸时，引航道宽度为：两线均为双向过闸时引航道宽度为：（3）双线船闸不共用引航道宽度， 其宽度应分别按单线船闸计算。

3. 引航道的水深引航道水深是设计最低通航水位时引航道底宽内的最小水深，等于设计船队(船舶)满载吃水加富裕水深引航道最小水深应满足： 式中 H0 在设计最低通航水位时引航道底宽内的最小水深(m)； T 设计最大船舶（队）满载吃水深度(m)为了降低船舶的航行阻力，引航道的断面系数n 应满足：式中： 设计最低通航水位时，引航道的浸水断面面积(m2)； 设计最大船队(船只)满载吃水时的船舶中腰横截面的浸水面(m2) 4弯曲半径和弯道加宽引航道直线段外为弯曲航道时，其弯曲半径不得小于最小限值1)顶推船队和机动驳船： IIII 级船闸 R 4lc IVVII 级船闸 R 3lc (2) 拖带船队：R = 5lc 如果弯道中心角大于35，则R值还得加大一个lc的长度由于船舶在弯曲航道上航行，船队漂角增大，航迹带宽度比直线航道宽，因此，弯曲航道要加宽，其加宽值可用下式计算：如果弯道中心角大于35，B值得适当加大第四节 船闸在水利枢纽中的布置水利枢纽凡为满足防洪、发电、航运、灌溉、引水等需要，在河流上修建具有综合用途的水工建筑物葛洲坝水利枢纽三峡水利枢纽一、布置的任务和原则 1船闸总体布置主要研究和解决的问题 2船闸在水利枢纽中布置时应遵循的原则和要求 二、船闸布置类型1闸坝分离式布置特点：船闸不占河床宽度，有利于其它建筑物的布置， 施工大为简化；但土石开挖方量可能增加较多。

2闸坝并列式布置（1）伸向坝轴线上游（2）伸向坝轴线下游闸坝并列式布置三、其他建筑物的布置1导航建筑物和靠船建筑物（1）主导航建筑物：位于进闸航线一侧供引导船舶进闸的建筑物2）航建筑物：位于主导航建筑物的对面，用以引导受侧向风、水流等影响而偏离航线船舶的建筑物3）靠船建筑物：为供进闸船舶在进闸前停泊系靠，在引航道内布设的建筑物船闸上游靠船三峡船闸靠船墩三峡工程拴船柱江苏宿迁船闸上游导墙2外停泊区和前港（1）外停泊区（2）前港伏尔加河萨拉托夫水利枢纽船闸外停泊区及前港布置示意图四、通航水流条件1.通航水流条件的概念 在通航期内，为满足船舶正常操作条件下安全通畅过闸，对船闸引航道口门区和引航道内流速、流态及其分布范围提出的要求 主要包括的内容2. 引航道口门区指引航道分水建筑物头部外一定范围内的水域宽度引航道宽度的1.5倍；长度根据船队形式确定1船闸； 2闸坝； 3电站；4引航道；5口门区；6分水堤3. 通航水流条件的标准（1）口门区流速船闸引航道口门区水面最大流速限值（m/s） （2）引航道内的流速限制 横向流速一般应不大于0.15m/s 纵向流速一般应不大于0.5m/s船闸级别平行航线的纵向流速垂直航线的横向流速回流流速IIV2.00.30.4VVII1.50.25五、施工通航 施工通航的目的船闸及其所在的水利枢纽在施工期间保证原来航道的畅通并满足客、货运输需要，使航运不致中断。

施工通航的方式：1.先建通航船闸（1） 利用老船闸通航（2） 施工围堰在原航道处留通航口（3） 用施工导流明渠作为临时航道2. 修建临时通航船闸3. 临时船闸结合导流明渠通航的综合方式六、船闸通过能力和船舶过闸时间船闸的通过能力每年通过船闸的船舶总数或货物的总吨数前者为过船能力，后者为过货能力在一般情况下，船闸的通能力是指设计水平年期限内，每年自两个方向（上、下行）通过船闸的货物总吨数，即年过闸货运量船闸每昼夜过闸次数的计算公式： 式中：船闸每昼夜的平均工作时间； T船舶(队)一次过闸时间船闸过闸时间一个船舶（船队）从上游经过船闸到达下游或从下游经过船闸到达上游所需的时间，或指两个方向各通过一个或通过一系列船舶（船队），船舶（船队）通过船闸所需的平均时间通过能力P的计算公式 式中：P船闸年过闸货运量； n日平均过闸次数； n0每昼夜非运货船过闸次数； N船闸年通航天数； G次过闸平均吨位； 船舶装载系数； 运量不均衡系数船闸一次过闸所需时间单向过闸： 双向过闸： 式中：t1开（关）闸门时间；t2单向进闸时间；t3闸室灌泄水时间；t4单向出闸时间；t5船队进（出）间隔时间；t2双向进闸时间；t4双向出闸时间。

计算的过闸时间： 思考题：1、单级船闸的各部分高程如何确定？2、引航道的作用和型式有哪些，引航道包括哪些部分？直线段含哪几段？3、船闸在水利枢纽中的布置有哪几种方式？4、什么是船闸的通过能力，其影响因素有哪些，计算公式怎样？什么是船闸的过闸时间？船闸组成示意图 a)纵断面图；b)平面图 1上游引航道；2下游引航道；3上闸首；4闸室；5下闸首；6上闸门；7下闸门；8主导航建筑物；9靠船建筑物；10航建筑物。