船闸设计开题报告.docx

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题目乌江银盘高水头船闸输水系统设计
学院
专业港口航道与海岸工程
学生
学号
指导教师
一、选题目的与意义
本次毕业设计是我校港航工程专业的毕业生在校期间最终一次全面性、总结性的教学实践环节,它既是本专业学生在教师指导下运用所学学问与技能,解决详细问题的一次尝试,也是本专业学生走向工作岗位前的一次“实战演****br/>船闸是克制河流上建坝或自然形成的集中水位差的一种水工建筑物,它是由上下闸首、闸门、闸室等组成。闸室灌水和泄水,使水位升降,像一种特别的水梯,但它不像一般电梯和升船机那样靠电力升降。船闸的闸首、闸室都是固定不动的水工建筑物,由闸首、闸门、闸室围成固定不动的闸箱,起挡水作用。船舶过闸时,由廊道和阀门构成的输水系统向闸室灌水,闸室水位上升;闸室向外泄水,闸室水位降落。停在闸室的船舶靠水的浮力,随闸室水位升降,与上游或下游水面齐平,到达克制水位差的目的,通常称过坝建筑物。因船舶过闸是由水的浮力来升降的,因此,营运的费用比拟低,是过船建筑物中的一种主要形式。
本次毕业设计选题是银盘高水头船闸输水系统设计,通过这次船闸输水系统设计可以让我们,稳固、联系、充实、加深、扩大所学根底理论和专业学问;训练其综合运用所学学问独立分析和解决实际工程问题的力量,同时训练其计算力量、绘图力量、论文撰写力量、语言表达力量、创新力量,培育学生的敬业和合作精神;初步把握港航工程设计工作流程和方法;娴熟运用计算机等工具提高工作效率;敢于创新,并能正确地将独创精神与科学态度相结合;养成严厉仔细、刻苦钻研、事实求实的工作作风。
乌江是长江上游右岸最大支流,源于贵州省乌蒙山东麓,横贯贵州全境和渝东南,流经重庆市的酉阳、彭水、武隆、涪陵,河流全长1070km(干流全长710km),总落差2124m,流域面积87920km2,多年平均流量1690m3/s,多年平均径流量534亿m3。乌江重庆境内河段长约188km,,%,属于典型的山区河流。
拟建银盘水利枢纽位于乌江下游,距涪陵乌江河口里程约93km。枢纽工程以发电为主,兼顾航运、防洪等。枢纽主体工程由电站、船闸和泄洪闸等局部组成,大坝正常蓄水位215m,。电站装机4台,单机容量150MW,总装机容量600MW,,,,,建成后可向重庆电网供应大量电力。电站建成后,可渠化彭水~银盘境内53km航道,与彭水枢纽联合调度运行,还可增补下游河道枯水流量,改善乌江下游通航条件,促进乌江航运事业的进展。
二、国内外讨论现状
,渠化河流和修建水道时,船闸是克制集中落差的一种通航建筑物。船闸建立在我国具有悠久的历史,早在2023多年前,秦朝开挖的灵渠,克制水位差的陡门就是船闸的雏形。新中国成立后,仅40年间,就建立了大、中、小各类船闸达800余座,大大地推动了我国船闸技术的进展。50年月建立的京杭水道,船闸的规模就比拟大,可以通过4000吨级的船队,运输非常繁忙,对沟通我国南北水运运输起着非常重要的作用。,船闸的规模和水头都居世界前列。而三峡船闸是目前世界上规模最大、级数最多、总水头最高、施工难度最大的船闸。包括上、下游引航道,船闸总长6442米,其中船闸闸室局部长1621米。
、低耗、量大的优点,世界上一些工业兴旺的国家中,内河运输进展较快。作为内河航运建立重要组成局部的船闸建立也得到了较快的进展,多数国家的现代船闸主要是20世纪50年月以后进展起来的。
国外船闸的建立很重视满意使用要求,在设计中留意选择好船闸位置和布置及引航道通航条件,防治泥沙淤积,使船舶能安全牢靠和快速畅通的通过船闸。
为适应水运成网和运量大的需求,一些国家的内河尺寸向标准化和大尺度进展,特殊是船闸宽度渐渐统一,内河成网,四通八达,起尺度满意设计船队原队一次过闸的需求。
随着运量的增大和进展,为满意客、货运量过坝的需要,不少枢纽兴建了双线或多线船闸,但在建立步骤上,则依据各自的状况和条件的不同而有所不同,如苏联在伏尔加河各级枢纽都同时修建了二线船闸,而在一些河流则使实行先建一线船闸,运量增大后再建二线船闸。
为削减船闸级数,缩短船舶过闸时间,加快水运运输速度,适应高坝通航的需要,内河船闸逐步向高水头进展。据不完全统计,国外单级水头大于20米的船闸有30多座,,依泰普船闸单级水头约为33~44米,这些都反映了当前船闸的世界水平。
高水头大型船闸的关键技术问题主要是船闸水利条件(特殊是阀门水力条件问题)、闸、阀门和启闭机等技术问题。为解决高水头船闸在灌泄水时闸室和引航道内的停靠条件以及非恒定流对过闸船舶航行的影响,采纳了等惯性输水系统、旁侧引水或旁侧泄水以及分散进水和分散泄水等措施,为解决阀门水力条件问题,特殊是阀门气蚀问题,采纳反响
弧形阀门,降低阀门底的高程和快速开启阀门以及设通风孔等措施,随着这些关键技术的突破,船闸的技术水平回有进一步的突破。
由于船闸水力条件和阀门几启闭机械技术条件的限制,当水头高至肯定限度时,单级船闸就成为不行能,需要采纳多级船闸,包括连续多级船闸和设中间渠道的多级船闸。苏联额尔齐斯河的明斯克船闸的水头最高为67米,分四级,但连续船闸通过力量小,过闸费时多。而采纳设中间渠道的多级船闸在国外有10多座,巴西图库鲁依设中间渠道的两级船闸,是世界上水头最高、规模最大的梯级船闸。在水源缺少的状况下,为进展水运、削减船闸过闸耗水两,欧洲一些国家采纳了省水船闸。为适应海运需要,不少国家都兴建了大型海闸,世界最长的海串在比利时,有效长度500米,宽57米。最宽船闸在法国,有效宽67米。为防咸水入侵海闸上游,影响上游水质,一些国家修建了防咸船闸。如法国修建了敦克尔克港马迪克防咸船闸。
三、主要讨论内容
本毕业设计的题目是《渠江富流滩船闸输水系统设计》,在完成整个船闸的初步设计后,着重进展船闸输水系统的设计。初步设计包括以下几下项内容:
1、船闸总体平面布置
船闸及引航道在枢纽中的布置
(1)依据河势、地形及水流条件,进展坝轴线、船闸轴线、上下闸首以及上下游引航道的布置(附图);
(2)分析比拟上下游口门区通航水流条件以及可以实行的工程措施;
(3)分析比拟上下游口门区防止泥沙淤积以及可以实行的工程措施;
2、船闸建立标准和总体布置
(1)依据规划航道等级、船型以及货运量,拟定船闸平面尺度和各局部高程(绘图、表);
(2)依据河道地形及货物流向,拟定引航道型式、各段长宽尺度及停靠区位置。
3、通过力量及耗水计算
(1)依据船闸的过闸时间、平均吨位、闸次组合等各项内容,分别验算近、远期船闸的通过力量,使过闸货运量满意规划运量的要求;
(2)船闸的耗水计算
4、闸首尺度及闸阀门选型
(1)闸首尺度拟定;
(2)闸、阀门选型。
5、输水系统水力计算
(1)输水系统选型;
(2)水力计算,步骤是:
①初拟阀门断面面积;
②依据各段廊道面积比例,拟定输水系统各廊道段的断面面积和高程,廊道换算长度,草绘输水系统布置图;
③分灌泄水段计算输水系统阻力系数,验算总阻力系数和流量系数;
④绘制灌、泄水水力特性曲线。
(3)输水系统验算,步骤是
①依据总阻力系数、阀门开启时间,验算闸室灌泄水时间;
②验算闸室和下游引航道停靠条件;
③假如不满意便进展下阶段设计;
④对于分散式输水系统,增加验算廊道工作条件,如廊道转弯段压力、阀门段廊道工作条件及空化数等。
(4)对比水力特性曲线图,对廊道断面、阀门开启时间、阻力系数等进展优化,然后重复
(1)~(3)过程,直至满意要求。
6、闸室构造设计
(1)闸室构造型式选型,至少选择两个方案进展初步设计;
(2)初步设计,就选择的两个方案进展同等精度设计,步骤是:
①初拟闸室构造尺度、高程以及配筋;
②依据构造受力选择最不利荷载组合,如检修、完建以及高水等状况;
③绘制计算简图和构造受力图;
④依据不同机构型式选择整体验算和构造验算内容,如抗滑、抗倾等并进展计算;
⑤对于验算不满意要求或构造不合理状况进展机构的优化设计,包括修改尺度、增加措施等方法。
(3)方案综合比拟并提出推举方案。
四、讨论方法与实施方案
对于船闸的总体平面布置,应依据乌江银盘段的地理条件、水位资料和河道的走势来确定船闸的布置地点,以及在河岸左边还是右边。依据船闸设计的航道等级、近期及远期的通过量,根据《船闸总体设计标准》、《内河航道通航标准》的标准要求,来确定船闸及引航道的有效尺度、船闸各部位高程等。对于船闸的输水系统设计,依据船闸的根本尺度、设计水头、输水时间等,根据《船闸输水系统设计标准》的要求,确定输水系统的选型及廊道的各部尺寸,阀门形式及其规格。另外,利用CAD制图画出船闸输水系统的布置图。
对于船闸的构造设计,考虑设计中可能遇到的各种最不利组合进展各部构造的设计。设计的要求需要满意《船闸总体设计标准》、《船闸水工建筑物设计标准》等标准的要求。