4船闸总体设计样稿.doc

第四章 船闸总体设计
第一节 船闸规模
一、船闸基础尺度
船闸基础尺度是指船闸正常通航过程中，闸室可供船舶安全停泊和经过尺度，包含闸室有效长度、有效宽度和门槛水深。
闸室有效长度、有效宽度和门槛水深必需满足船舶安全进出闸和停泊条件，并应满足下列要求：
船闸设计水平年内各阶段经过能力满足过闸船舶总吨位数量和客货运量要求；
满足设计船队，能一次过闸；
满足现有运输船舶和其它船舶过闸要求。

闸室有效长度，是指船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停泊长度。闸室有效长度起止边界按下列规则确定：
它上游边界应取下列最下游界面(图4-1）：帷墙下游面；上闸首门龛下游边缘；采取头部输水时镇静段末端；其它伸向下游构件占用闸室长度下游边缘。
它下游边界应取下列最上游界面（图4-1）：下闸首门龛上游边缘；防撞设备上游边缘；双向水头采取头部输水时镇静段长一端；其它伸向上游构件占用闸室长度上游边缘。
图4-1 船闸有效长度示意图
闸室有效长度等于设计最大船队长度加富裕长度，即
　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(4-１)
式中　—— 闸室有效长度（m），
—— 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单列过闸时，为设计最大船队、船舶长度；当一闸次有两个或多个船队船舶纵向排列过闸时， 则等于各设计最大船队、船舶长度之和加上各船队、船舶间停泊间隔长度；
—— 闸室富裕长度（m），和船队尺度、队型和吨位相关，是确定闸室有效长度一项关键参数，依据船闸实践和船舶操纵性能，可取:
对于顶推船队：；
对于拖带船队：；
对于机动驳和其它船舶：。
2．闸室有效宽度
闸室有效宽度，是指闸室内两侧墙面最突出部分之间最小距离，为闸室两侧闸墙面间最小净宽度。对于斜坡式闸室，其有效宽度为两侧垂直靠船设施之间最小距离。
闸室有效宽度可按下式计算：
　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(4-２)
　　　　　　　　　　　　　　　 　(4-３)
式中：—— 船闸闸首口门和闸室有效宽度（m）；
——同一闸次过闸船舶并列停泊于闸室最大总宽度（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宽度；
——富裕宽度（m）；
——富裕宽度附加值（m），当 ≤7m时，≥1m；当＞7m时，≥；
——过闸停泊在闸室船舶列数。
值得注意是：闸室有效宽度应不得小于按公式计算值，并宜依据计算结果套用现行国家标准《内河通航标准》中要求8m、12m、16m、23m、34m宽度。

门槛最小水深指在设计最低通航水位时门槛上最小深度，和船舶（队）最大吃水和进闸速度相关，对船舶（队）操纵性和工程造价有较大影响，船闸利用和模型试验表明，增加富裕深度比增加富裕宽度有利。船舶（队）进、出闸时水被挤出或补充关键从船底下流入，如富裕深度小了，则影响水量补充，增加船舶下沉量。中国船闸设计规范采取门槛水深大于等于设计最大船舶（队），即：
　　　≥ 　　(4-４)
式中 H——门槛最小水深（m）
T——设计船舶、船队满载时最大吃水（m）。
闸室最小水深应为设计最低通航水位至闸室底板顶部最小水深，其值应大于门槛水深。设计采取门槛最小水深和闸室最小水深，应充足考虑船舶、船队采取变吃水多载时吃水增大和相邻互通航道上较大吃水船舶、船队需经过船闸原因，综合分析确定。
船闸富裕尺度是计算船闸尺度关键参数，和船舶进闸速度、航行阻力、船闸经过能力和船闸安全运行有亲密关系。富裕尺度小了，将降低船舶进闸速度，加大航行阻力，增加进闸难度和事故，延长进闸时间，降低船闸经过能力；富裕尺度大了，会增加工程投资，造成浪费。所以，必需选择合理富裕尺度。式(4-1) 、(4-２)和(4-３)中富裕尺度是参考中国外船闸设计、运行实践和实船试验结果确定。另外，船闸富裕尺度还和船舶性能、单位功率拖（推）载量及驾驶技术等原因相关。这里提到富裕尺度是按正常设计条件下确定。
　　在确定船闸基础尺度时，还应考虑船闸最小过水断面断面系数η要求。依据试验和观察，若η值过小，则船队、船舶过闸时，可能产生碰底现象。为确保船队、船舶安全顺利地过闸，通常要求：
≥～ （4-5）
式中：——设计最低通航水位时，闸室过水断面面积（ｍ２）；
　　　——最大设计过闸船队、船舶满载吃水时船舯断面水下部分断面面积（ｍ２）。
假如值不满足