目 录摘要前言第一章设计资料31.1淮安船闸资料：（原始资料）31.2船闸资料分析与评述：5第二章 船闸总体规划与布置62.1 船闸形式的选择62.2确定船闸的平面尺寸及各部高程72.2.1船闸的有效尺度设计72.2.2门槛水深82.2.3镇静段长度82.2.4引航道的平面布置82.2.5导航和靠船建筑物的布置92.2.6船闸各部高程：102.3计算船闸通过能力102.3.1近期：112.3.2远期：132.4船闸耗水量的计算14第三章船闸输水系统形式的选择和水力计算153.1输水系统形式的选择153.2消能工的选择:153.3输水系统水力计算163.3.1环短廊道的布置163.3.2局部阻力系数的计算173.3.3 水力特征曲线18第四章.闸门和阀门的设计224.1闸门形式的选择及尺寸的确定224.1.1闸门形式的选择224.1.2门扇基本尺度的确定：224.2阀门及闸首形式的选择和尺寸的确定234.2.1阀门形式的选择234.2.2阀门尺寸的确定244.2.3闸首尺寸的布置25第五章 船闸结构初步设计265.1重力式闸室结构初步设计265.1.1重力式闸墙的布置265.1.2结构的计算：285.2少筋L式闸室结构设计385.2.1少筋L式布置385.2.2墙前低水，墙后高水结构计算：395.2.3检修情况结构计算475.3闸墙配筋计算：58小结致谢参考文献第一章设计资料1.1淮安船闸资料：（原始资料）1.1.1兴建二线船闸的缘由：京杭大运河苏北段经58-81年整治建设，已初具二级航道规模。其流域腹地资源丰富，北部有徐州等煤炭基地，两岸是苏北、长江三角洲重要的商品粮产区，东南部为苏南、上海，是我国重要的工业基地，但能源短缺。现在津浦铁路南段通过能力已达到饱和状态，因此利用京杭大运河的水运优势，分流北煤南运任务，已成不能回避的课题。依61年京杭大运河续建工程计划任务规定，徐州至扬州新增单向通过能力为两千多万吨，就必须兴建第二线船闸，而目前，淮安一线船闸（20*230*5，设计能力达到2100万吨）80年过闸船舶吨位已达1380万吨，是苏北段十个梯级船闸中通过能力和货流量最大的一个，而它的位置又位于大运河和淮河两大航道之间，一旦停航检修，运输立即中断，对工农业及人民生活带来严重影响，为此兴建二线船闸已成为燃眉之急。1.1.2地形见淮安船闸闸址地形图1.1.3地质资料见淮安船闸地基钻探土工试验设计资料采用表和地址资料说明1.1.4水文、气象资料1、水文情况淮安船闸位于京杭大运河和苏北灌溉总渠交汇处的下游，灌溉总渠负有排泄淮河和洪泽湖洪水和灌溉、航运任务的渠道。淮安船闸上下游均建有控制建筑物，在正常情况下，上下游水位受到人工控制。（1）、特征水位：上游设计水位：11.2m（引洪1000立方米每秒）上游最高通航水位：11.2m上游最低通航水位：8.5m下游最高通航水位：9.0m下游最低通航水位：7.2m下游校核水位：6.8m(淮安一线船闸设计低水位)检修水位：上游10m 下游8.0m(2)、水位组合：设计情况：上游：11.2m 下游：7.2m校核情况：上游：11.2m 下游：6.8m检修情况：上游： 10.0m 下游：8.0m 2、气象资料：降雨量及气温资料，主要影响施工期及其安排，影响通航期长短等，因施工设计未安排，以及运河冰冻基本不影响通航，在此分析从略。风力：冬天盛行东北风，夏天盛行东南风，最大风力设计为八级，校核12级。1.1.5经济资料：1、航道等级： 闸室、闸首、闸门按级建筑物设计，导航建筑物、靠船建筑物按级建筑物设计，临时建筑物级。2、设计船型（见下表）船型顶（拖）轮马力长宽吃水驳船长宽吃水船队长宽吃水资料来源一顶+2*2000370马力75*14*2.62.8185*14*2.62.8可行性研究一顶+2*1000270马力62*10.6*2.02.2151.5*10.6*2.02.6可行性研究一拖+4*50027027.5*6.1*2.4653*8.8*1.9239.5*8.88*2.46本省现状一拖+12*10025023*4.9*1.8524.8*5.24*1.85321.2*5.2*1.85本省现状一般船速V=9.5公里/小时空载干舷高（最大）去1.5米3 过闸货流及货流量 （1）货流向85年90年上行（万吨）下行（万吨）合计（万吨）上行（万吨）下行（万吨）合计（万吨）过闸货源3101770208037028303200煤炭1450145023702370（2）货运量：近期：1200万吨/年 远期： 2300万吨/年4 通航情况 通航期N=352天/年，客轮及工作船闸次数n。=6，船只载重量利用系数=0.84；货运量不均匀系数=1.30，船闸昼夜工作时间t=21小时。1.1.6 建筑材料供应情况水泥、砂、石料由附近地区水运直抵工地，钢材由南京、上海水运来，木材较缺，需由福建、江西运来。供应有限。1.1.7 交通情况： 水运方便，也有汽车通行。1.1.8 劳动力情况： 工程由交通部门专业工程队承建，劳动力由周围地区名工解决，国家作适当补贴。1.1.9 工程期限 自83年开始，至86年投产使用1.1.10 地质资料说明：淮安一线船闸以左150米左右布置有钻孔，根据地质钻探资料得知，地基并无不良地质构造情况，其地层分布近似水平，基土表层至水位7.00米以上为重土壤，厚约1.53米，其下水位7.00米水位6.00米为轻砂土壤，厚约1.0米；水位6.00米以下为亚粘土，土壤物理性质见其表。各种土壤的主要物理力学性质表（地基钻探土工试验设计资料采用表）土壤名称颗粒组成重量（%）容重比重G内摩擦角（度）含水量W%粘结力渗透系数K（厘米/秒）2-0.05mm沙粒0.05-0.005mm粉粒0.005mm粘粒天然土r干土r重壤土5524211.931.502.672328.40.554.8E-06轻砂壤土851051.951.522.6727.528.30.231.03E-05亚粘土1533521.941.562.742624.40.581.0E-07E1.2船闸资料分析与评述：1.2.1.地形资料分析： 筑物计有十余座。在灌溉总渠上有运东节制闸和运东船闸。修建二线船闸，闸室位置的选择易于到达，但引航道的布置有一定困难，且对一线船闸在施工期间造成一定的影响。 跨海公路桥跨过一线船闸上闸首，修建二线船闸予淮安船闸枢纽的地形起伏不大，陆上部分地势平缓，水下河道起伏不大。 淮安船闸是布置在已有的淮安水利枢纽之中。一线船闸和引江闸并列布置于运河与灌溉总渠平面交叉口的下游。交叉口河系纵横，闸站等建以考虑，本船闸施工中，要拆迁房屋，使工程量增大。1.2.2.地质资料分析土壤的各种物理力学指标有实验得出。 土工试验设计资料采用表中的数据不全。 其中：孔隙比 孔隙率 饱和度 塑性指数 液性指数 通过以上公式计算出的数据填入前面表1-4中但是亲砂壤土的资料缺少试验数据；液限、塑限，无法计算塑性指数和液性指数。1.2.3经济资料分析（1）从货源，货流向资料分析知，是单向过流的倾向性很大。（2）从85年90年的货流向资料分析知， 以下行为主。（3）通航期很长，几乎全年均在运行。1.2.4建筑材料、交通、劳动力分析（1）建筑材料中，水泥、砂、石料叫便宜，而钢材、木材不方便运输，且价格昂贵，最好少用。 （2）交通方便，水运成网，陆路也能满足要求。 （3）劳动力供应充足，能满足施工是所需劳力。1.2.5工程期限要求分析 因本次只搞船闸结构与布置设计，在此从略。第二章 船闸总体规划与布置2.1 船闸形式的选择2.1.1淮安船闸的设计水位差：11.2-7.2=4.0米，水头较小，级数的选择宜考虑这个因素。1因已修建一线船闸，现在修建的是二线船闸，而一线船闸是单级船闸，最好现在也选用单级船闸。 2单级船闸有以优点： （1）管理方便，通航保证率高，故障少。（2）运行可靠，检修停航时间短，通过能力大。（3）技术简单。（4）占地少，减少开挖工程量。（5）造价低，施工方便缺点：船闸耗水量多3综合考虑采用单级船闸。下面就等宽船闸与广室船闸做比较表2-1 特点适用性等宽船闸闸首口门宽度与闸室宽度相同，船舶进出方便，通过船舶大小不一，用钢量少适用性强，船型多样广室船闸闸首口门宽度小与闸室宽度，通过小型船舶，需横向移动，使通过船舶操作复杂，延长过闸时间适用于小型船舶，且受地形条件限制通过上面列表比较，再结合本地区域较窄，通过船型较大，且基于一线船闸是单级船闸，今拟定采用等宽船闸。2.2确定船闸的平面尺寸及各部高程 船闸的有效长度、有效宽度和门槛最小水深，必须满足船舶安全进出闸和停泊的条件，并应满足下列要求：（1） 船闸设计水平年内个阶段的通过能力满足过闸船舶总吨位数量和客货运量的要求；（2） 满足设计船队，能一次过闸；（3） 满足现有运输船舶和其他船舶过闸的要求。 基于本航道等级是级，货运量远期为2300万吨，设计通航水位11.2米来设计船闸的平面尺寸。2.2.1船闸的有效尺度设计1 闸室有效长度及有效宽度 LX=lc+lf 式中：LX闸室有效长度lc设计最大过闸船队（舶）的长度lf富裕长度（米），视过闸船队（舶）类型不同而不同（1） 一顶+2*2000 ：长：185米宽：14米吃水深度：2.62.8 米（2） 一顶+2*1000长：151.5米宽：10.6米吃水深度：2.02.2 米（3）一拖+4*500长：53*2+27.5=133.5米宽：8.8*2=17.6米吃水深度：2.46米（4） 一拖+12*100长：24.85*6+23=172.1米 宽：5.24*2=10.48米 吃水深度：1.85米长：24.85*4+23=122.4米 宽：5.24*3=15.72米 吃水深度：1.85米长：24.85*3+23=97.55米 宽：5.24*4=20.96米