上海海事大学港航航道工程课程设计.docx
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上海海事大学港航航道工程课程设计
航道工程课程设计
题目:
高良涧二线船闸总体设计
学院:
海洋环境与工程学院
专业:
港口航道与海岸工程
学号:
**********04
******
设计书目录
第一部分:
设计基本资料
1.1设计依据
1.2设计标准、规范
1.3地形资料
1.4地质资料
1.5水文资料
1.6经济资料
1.7交通及建筑材料供应情况
1.8公路及桥梁
第二部分:
船闸总体设计
2.1船闸基本尺度的确定
2.2船闸各部分高程的确定
2.3引航道平面布置及尺度确定
2.4船闸通过能力计算
2.5船闸总体布置原则
第三部分:
船闸布置图
3.1船闸总平面布置图(附一)
3.2船闸纵断面布置图(附二)
第一部分:
设计基本资料
1.1设计依据
本工程以国家计委关于《开发淮河运输两淮煤矿水运建设任务书》的批复(计交[1982]979文号)主要依据,并按照1978年9月交通部会同煤炭部和安徽省、江苏省共同编制上报的《两淮煤炭淮申线水运建设计划任务书》及1981年9月18日交通部《关于报送对两淮煤炭淮申线水运建设计划任务书的调整意见的报告》以及安徽省交通厅、交通部水运规划设计院编制的《两淮煤炭淮申线水运建设可行性研究报告》等文件的有关规定进行设计。
1.2设计标准、规范
高良涧二线船闸按III级船闸、II级建筑物(闸首、闸室)、III级附属建筑物标准设计。
设计采用中华人民共和国行业标准《船闸总体设计规范JTJ305-2001》
1.3地形资料
本船闸位于洪泽湖南面,其南面是苏北灌溉总渠,夹于两水系之间,同时两水系之间还隔有一道防洪大堤。
在大堤的北面与洪泽湖水边线之间有一片洼地,标高在
~
之间。
另外,在大堤上有一条淮阴通往南京方向的公路。
1.4地质资料
高良涧二线船闸位于洪泽湖大堤,土质较为复杂。
上部为人工夯实的湖堤,多为黄色粘土,持力层为粘土、亚粘土、粉砂夹层,但层次划分不明,软硬变化较大,下卧层基本上为承载力较高的砂性土。
通过对有代表性的02号钻孔(下闸首部位)土层分布及试验成果的分析,范围为
~
的地基土的平均允许承载力为0.27MPa,平均变形模量为5054KPa,泊松比为0.32。
回填土的力学性能指标表1-1
湿容重
KN/m3
容重
KN/m3
内摩擦角
粘聚力C
KPa
水上
水下
18.8
8.88
24
22
24
1.5水文资料
1.5.1特征水位
特征水位表表1-2
特征水位
上游
下游
最高
最低
最高
最低
校核水位
17.0
11.2
设计水位
16.0
10.8
通航水位
16.0
10.8
10.8
8.5
规划蓄水位
13.5
1.5.2水位组合
水位组合表表1-3
组合情况
上游
下游
水位差
设计I
16.0
10.8
5.2
设计II
13.5
8.5
5.0
校核
17.0
11.2
5.8
1.5.3风力、风向
最大风力8级,偏西方向,风速达21m/s。
1.6经济资料
1.6.1过闸货流
可行性研究报告提供的淮河货运量规划(万吨)表1-4
1985年
1987年
1990年
1995年
750
950
1250
1750
1.6.2设计船型
船型表表1-6
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)
资料来源
一顶+2×1000t
270马力
27.5×6.1×2.46
62×10.6×2.2
160×10.6×2.46
可行性报告推荐
一拖+12×100t
250马力
23.0×4.9×1.85
24.85×5.24×1.5
317.2×5.24×1.85
江苏现状
一拖+4×500t
270马力
27.5×6.1×2.46
53×8.8×1.9
239.5×8.8×2.46
江苏现状
设计过闸船队组合:
4000吨/闸次
1.6.3通航情况
通航期N=360天/年;
客轮及工作船过闸次数n0=6;
船舶载重量不均匀系数
=0.83;
月不均匀系数β=1.1;
船闸昼夜工作时间
=22小时。
1.6.4抗震烈度:
8度
1.7交通、建筑材料供应情况
水运可直达工地,公路运输亦方便;除木材外,其他材料供应充足,钢材由南京发货,水泥、石料、砂由安徽提供,木材由江西福建运来。
1.8公路及桥梁
本工程桥梁载重及尺寸按II级路标准,公路接线按III级标准。
(1)公路桥载重标准:
汽—20,挂—100;
(2)公路桥桥面宽:
净9.0+2×1.5米;
(3)公路路面宽:
9.0米;
(4)公路路基宽:
12.0米
(5)桥头接线最小曲线半径:
125米。
第二部分:
船闸总体设计
2.1船闸基本尺度的确定
2.1.1闸室有效长度的确定
3.1.5根据《船闸总体设计规范》(JTJ305-2001):
船闸闸室有效长度不应小于按式(3.1.5)计算的长度,并取整数。
●Lx=lc+lf(3.1.5)
其中,Lx——闸室有效长度(m);
lc——设计船队、船舶计算长度(m),当一闸次只有一个船队或一艘船舶单列过闸时,为设计最大船队、船舶的长度;当一闸次有两个或多个船队船舶纵向排列过闸时,则为各设计最大船队、船舶长度之和加上各船队、船舶间的停泊间隔长度;
lf——富裕长度(m),顶推船队lf≧2+0.06lc;拖带船队lf≧2+0.03lc;货船和其他船舶lf≧4+0.05lc
2.1.2闸室有效宽度的确定
根据《船闸总体设计规范》(JTJ305-2001):
3.1.8船闸闸首口门和闸室有效宽度不应小于按下列两公式计算的宽度,并宜采用现行国家标准《内河通航标准》(GBJ139)中规定的8m,12m,16m,23m,34m宽度。
●Bx=bc+bf(3.1.8-1)
●bf=Δb+0.025(n-1)bc(3.1.8-2)
其中,Bx——船闸闸首口门和闸室有效宽度(m);
bc——同一闸次过闸船舶并列停泊于闸室的最大总宽度(m)。
当只有一个船队或一艘船舶单列过闸时,则为设计最大船队或船舶的宽度bc;
bf——富裕宽度(m);
Δb——富裕宽度附加值(m),当bc≦7m时,Δb≧lm;当bc>7m时,Δb≧1.2m;
n——过闸停泊在闸室的船舶的列数。
2.1.3门槛水深的确定
根据《船闸总体设计规范》(JTJ305-2001):
3.1.9船闸门槛最小水深应为设计最低通航水位至门槛顶部的最小水深,并应满足设汁船舶、船队满载时的最大吃水加富裕深度的要求,可按下式计算,闸室最小水深应为设计最低通航水位至闸室底板顶部的最小水深,其值应不小于门槛最小水深。
设计采用的门槛最小水深和闸室最小水深,在满足计算的最小水深值基础上,应充分考虑船舶、船队采用变吃水多载时吃水增大以及相邻互通航道上较大吃水船舶、船队需通过船闸的因素,综合分析确定。
●H/T≥1.6(3.1.9)
其中:
H——门槛最小水深(m);
T——设计船舶、船队满载时的最大吃水(m)。
船队组合情况按下列方式排列组合予以考虑:
(根据表1-6)
1.一顶+2×1000t两列并排组合,组合方式如图:
Lc=160Lf=2+0.06Lc=11.6,则Lx=Lc+Lf=171.6m
bc=10.6*2=21.2∵bc>7∴Δb≥1.2m(取1.2m)
bf=b+0.025(2-1)Bc=1.465
Bx=bc+bf=21.2+1.465=22.665
T=2.46m,H=1.6T=3.936m
2.(一拖+12×100t)×2,每队拆成2列4排并排组合,组合方式如图:
lc=172.1m,lf2+0.03lc=7.163m,则Lx=lc+lf=179.263m
bc=5.24×4=20.96m∵bc>7∴Δb≥1.2m(取1.2m)
bf=Δb+0.025(n-1)bc=1.2+0.025(4-1)20.96=2.772m
Bx=bc+bf=20.96+2.772=23.732m
T=1.85m,H=1.6×1.85=2.96m
3.(一拖+4×500t)×2,两列并排组合,组合方式如图:
lc=239.5m,lf2+0.03lc=9.185m,则Lx=lc+lf==248.685m
bc=8.8×2=17.6m∵bc>7∴Δb≥1.2m(取1.2m)
bf=Δb+0.025(n-1)bc=1.2+0.025(2-1)17.6=1.64m
Bx=bc+bf=17.6+1.64=19.24m
T=2.46m,H=1.6×2.46=3.936m
4.(一顶+2×1000t)与(一拖+12×100t),组合方式如图:
lc=172.1m,lf2+0.03lc=7.163m,则Lx=lc+lf=179.263m
bc=10.6+5.24×2=21.08m,∵bc>7,∴Δb≥1.2m(取1.2m)
bf=Δb+0.025(n-1)bc=1.2+0.025(3-1)21.08=2.254m
Bx=bc+bf=21.08+2.254=23.334m
T=2.46m,H=1.6×2.46=3.936m
5.(一拖+12×100t)与(一拖+4×500t),组合方式如图:
lc=239.5m,lf2+0.03lc=9.185m,则Lx=lc+lf=248.685m
bc=8.8+5.242=19.28m,∵bc>7,∴Δb≥1.2m(取1.2m)
bf=Δb+0.025(n-1)bc=1.2+0.025(3-1)19.28=2.164m
Bx=bc+bf=19.28+2.164=21.444m
T=2.46m,H=1.6×2.46=3.936m
6.(一顶+2×1000t)与(一拖+4×500t),组合方式按右图:
lc=215m,lf2+0.06lc=14.9m,则Lx=lc+lf=229.9m
bc=10.6+8.8=19.4m,∵bc>7∴Δb≥1.2m(取1.2m)
bf=Δb+0.025(n-1)bc=1.2+0.025(2-1)19.4=1.685m
Bx=bc+bf=19.4+1.685=21.085m
T=2.46m,H=1.6×2.46=3.936m
由此,闸室基本尺度确定如下表:
闸室有效长度(m)
闸室有效宽度(m)
船闸门槛水深(m)
250
24
4
2.2船闸各部分高程的确定
2.2.1船闸闸门门顶高程
根据《船闸总体设计规范》(JTJ305-2001):
4.2.1船闸挡水前缘闸首工作闸闸门顶部高程应为上游校核高水位加安全超高确定。
对溢洪船闸的闸门顶部高程应为上游设计最高通航水位加安全超高。
4.2.2船闸非挡水前缘闸首的闸门顶部高程应为上游设计最高通航水位加安全超高。
4.2.3船闸闸门顶部最小的安全超高值,I~IV级船闸不应小于0.5m,V~VII级船闸不应小于0.3m,对于有波浪或水面涌高情况的闸首门顶高程应另加波高或涌高影响值。
设计取值:
●本船闸为Ⅲ级船闸,取安全超高值为0.5m;
●取波浪超高为0.8m;
●以溢洪船闸来设计。
上闸首闸门顶部高程=上游最高通航水位+安全超高
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