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船閘設計開題報告
導語：開題報告是指開題者對科研課題的一種文字說明材料。下面是由小編整理的關于船閘設計開題報告。歡迎閱讀！
船閘設計開題報告
題目 烏江銀盤高水頭船閘輸水系統(tǒng)設計
學院
專業(yè) 港口航道與海岸工程
學生
學號
指導教師
一、選題目的與意義
本次畢業(yè)設計是我校港航工程專業(yè)的畢業(yè)生在校期間最后一次全面性、總結性的教學實踐環(huán)節(jié)，它既是本專業(yè)學生在教師指導下運用所學知識與技能，解決具體問題的一次嘗試，也是本專業(yè)學生走向工作崗位前的一次“實戰(zhàn)演習”。
船閘是克服河流上建壩或天然形成的集中水位差的一種水工建筑物，它是由上下閘首、閘門、閘室等組成。閘室灌水和泄水，使水位升降，像一種特殊的水梯，但它不像普通電梯和升船機那樣靠電力升降。船閘的閘首、閘室都是固定不動的水工建筑物，由閘首、閘門、閘室圍成固定不動的閘箱，起擋水作用。船舶過閘時，由廊道和閥門構成的輸水系統(tǒng)向閘室灌水，閘室水位上升；閘室向外泄水，閘室水位降落。停在閘室的船舶靠水的浮力，隨閘室水位升降，與上游或下游水面齊平，達到克服水位差的目的，通常稱過壩建筑物。因船舶過閘是由水的浮力來升降的，因此，營運的費用比較低，是過船建筑物中的一種主要形式。
本次畢業(yè)設計選題是銀盤高水頭船閘輸水系統(tǒng)設計，通過這次船閘輸水系統(tǒng)設計可以讓我們，鞏固、聯(lián)系、充實、加深、擴大所學基礎理論和專業(yè)知識；訓練其綜合運用所學知識獨立分析和解決實際工程問題的能力，同時訓練其計算能力、繪圖能力、論文撰寫能力、語言表達能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生的敬業(yè)和合作精神；初步掌握港航工程設計工作流程和方法；熟練運用計算機等工具提高工作效率；敢于創(chuàng)新，并能正確地將獨創(chuàng)精神與科學態(tài)度相結合；養(yǎng)成嚴肅認真、刻苦鉆研、事實求實的工作作風。
烏江是長江上游右岸最大支流，源于貴州省烏蒙山東麓，橫貫貴州全境和渝東南，流經(jīng)重慶市的酉陽、彭水、武隆、涪陵，河流全長1070km（干流全長710km），總落差2124m，流域面積87920km2，多年平均流量1690m3/s，多年平均徑流量534億m3。烏江重慶境內(nèi)河段長約188km，總落差105.49m，平均比降0.56%，屬于典型的山區(qū)河流。
擬建銀盤水利樞紐位于烏江下游，距涪陵烏江河口里程約93km。樞紐工程以發(fā)電為主，兼顧航運、防洪等。樞紐主體工程由電站、船閘和泄洪閘等部分組成，大壩正常蓄水位215m，相應庫容14.44億m3。電站裝機4臺，單機容量150MW，總裝機容量600MW，最大水頭36.5m，最小水頭8.8m，額定水頭26.5m，多年平均有效發(fā)電量26.54億度，建成后可向重慶電網(wǎng)提供大量電力。電站建成后，可渠化彭水～銀盤境內(nèi)53km航道，與彭水樞紐聯(lián)合調度運行，還可增補下游河道枯水流量，改善烏江下游通航條件，促進烏江航運事業(yè)的發(fā)展。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1．我國船閘建設的成就 在興建水利樞紐，渠化河流和修建運河時，船閘是克服集中落差的一種通航建筑物。船閘建設在我國具有悠久的'歷史，早在2000多年前，秦朝開挖的靈渠，克服水位差的陡門就是船閘的雛形。新中國成立后，僅40年間，就建設了大、中、小各類船閘達800余座，大大地推動了我國船閘技術的發(fā)展。50年代建設的京杭運河，船閘的規(guī)模就比較大，可以通過4000噸級的船隊，運輸十分繁忙，對溝通我國南北水運運輸起著十分重要的作用。70年代興建的長江該葛洲壩水利樞紐，船閘的規(guī)模和水頭都居世界前列。而三峽船閘是目前世界上規(guī)模最大、級數(shù)最多、總水頭最高、施工難度最大的船閘。包括上、下游引航道，船閘總長6442米，其中船閘閘室部分長1621米。
2．國外船閘建設的成就 由于水運運輸具有價廉、低耗、量大的優(yōu)點，世界上一些工業(yè)發(fā)達的國家中，內(nèi)河運輸發(fā)展較快。作為內(nèi)河航運建設重要組成部分的船閘建設也得到了較快的發(fā)展，多數(shù)國家的現(xiàn)代船閘主要是20世紀50年代以后發(fā)展起來的。
國外船閘的建設很重視滿足使用要求，在設計中注意選擇好船閘位置和布置及引航道通航條件，防治泥沙淤積，使船舶能安全可靠和迅速暢通的通過船閘。
為適應水運成網(wǎng)和運量大的需求，一些國家的內(nèi)河尺寸向標準化和大尺度發(fā)展，特別是船閘寬度逐漸統(tǒng)一，內(nèi)河成網(wǎng)，四通八達，起尺度滿足設計船隊原隊一次過閘的需求。
隨著運量的增大和發(fā)展，為滿足客、貨運量過壩的需要，不少樞紐興建了雙線或多線船閘，但在建設步驟上，則根據(jù)各自的情況和條件的不同而有所不同，如蘇聯(lián)在伏爾加河各級樞紐都同時修建了二線船閘，而在一些河流則使采取先建一線船閘，運量增大后再建二線船閘。
為減少船閘級數(shù)，縮短船舶過閘時間，加快水運運輸速度，適應高壩通航的需要，內(nèi)河船閘逐步向高水頭發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，國外單級水頭大于20米的船閘有30多座，巴西庫魯依船閘有單級36.5米，依泰普船閘單級水頭約為33～44米，這些都反映了當前船閘的世界水平。
高水頭大型船閘的關鍵技術問題主要是船閘水利條件（特別是閥門水力條件問題）、閘、閥門和啟閉機等技術問題。為解決高水頭船閘在灌泄水時閘室和引航道內(nèi)的停泊條件以及非恒定流對過閘船舶航行的影響，采用了等慣性輸水系統(tǒng)、旁側引水或旁側泄水以及分散進水和分散泄水等措施，為解決閥門水力條件問題，特別是閥門氣蝕問題，采用反響
弧形閥門，降低閥門底的高程和快速開啟閥門以及設通風孔等措施，隨著這些關鍵技術的突破，船閘的技術水平回有進一步的突破。
由于船閘水力條件和閥門幾啟閉機械技術條件的限制，當水頭高至一定限度時，單級船閘就成為不可能，需要采用多級船閘，包括連續(xù)多級船閘和設中間渠道的多級船閘。蘇聯(lián)額爾齊斯河的明斯克船閘的水頭最高為67米，分四級，但連續(xù)船閘通過能力小，過閘費時多。而采用設中間渠道的多級船閘在國外有10多座，巴西圖庫魯依設中間渠道的兩級船閘，是世界上水頭最高、規(guī)模最大的梯級船閘。 在水源缺少的情況下，為發(fā)展水運、減少船閘過閘耗水兩，歐洲一些國家采用了 省水船閘。 為適應海運需要，不少國家都興建了大型海閘，世界最長的海串在比利時，有效長度500米，寬57米。最寬船閘在法國，有效寬67米。 為防咸水入侵海閘上游，影響上游水質，一些國家修建了防咸船閘。如法國修建了敦克爾克港馬迪克防咸船閘。
三、主要研究內(nèi)容
本畢業(yè)設計的題目是《渠江富流灘船閘輸水系統(tǒng)設計》，在完成整個船閘的初步設計后，著重進行船閘輸水系統(tǒng)的設計。初步設計包括以下幾下項內(nèi)容：
1、船閘總體平面布置
船閘及引航道在樞紐中的布置
（1）根據(jù)河勢、地形及水流條件，進行壩軸線、船閘軸線、上下閘首以及上下游引航道的布置（附圖）；
�。�2）分析比較上下游口門區(qū)通航水流條件以及可以采取的工程措施；
�。�3）分析比較上下游口門區(qū)防止泥沙淤積以及可以采取的工程措施；
2、船閘建設標準和總體布置
（1）根據(jù)規(guī)劃航道等級、船型以及貨運量，擬定船閘平面尺度和各部分高程（繪圖、表）；
�。�2）根據(jù)河道地形及貨物流向，擬定引航道型式、各段長寬尺度及停泊區(qū)位置。
3、通過能力及耗水計算
�。�1）根據(jù)船閘的過閘時間、平均噸位、閘次組合等各項內(nèi)容，分別驗算近、遠期船閘的通過能力，使過閘貨運量滿足規(guī)劃運量的要求；
（2）船閘的耗水計算
4、閘首尺度及閘閥門選型
�。�1）閘首尺度擬定；
�。�2）閘、閥門選型。
5、輸水系統(tǒng)水力計算
�。�1）輸水系統(tǒng)選型；
（2）水力計算，步驟是：
�、俪鯏M閥門斷面面積；
�、诟鶕�(jù)各段廊道面積比例，擬定輸水系統(tǒng)各廊道段的斷面面積和高程，廊道換算長度，草繪輸水系統(tǒng)布置圖；
�、鄯止嘈顾斡嬎爿斔到y(tǒng)阻力系數(shù)，驗算總阻力系數(shù)和流量系數(shù)；
④繪制灌、泄水水力特性曲線。
（3）輸水系統(tǒng)驗算，步驟是
�、俑鶕�(jù)總阻力系數(shù)、閥門開啟時間，驗算閘室灌泄水時間；
�、隍炈汩l室和下游引航道停泊條件；
�、廴绻粷M足便進行下階段設計；
�、軐τ诜稚⑹捷斔到y(tǒng)，增加驗算廊道工作條件，如廊道轉彎段壓力、閥門段廊道工作條件及空化數(shù)等。
�。�4）對照水力特性曲線圖，對廊道斷面、閥門開啟時間、阻力系數(shù)等進行優(yōu)化，然后重復
�。�1）～（3）過程，直至滿足要求。
6、閘室結構設計
（1）閘室結構型式選型，至少選擇兩個方案進行初步設計；
�。�2）初步設計，就選擇的兩個方案進行同等精度設計，步驟是：
�、俪鯏M閘室結構尺度、高程以及配筋；
�、诟鶕�(jù)結構受力選擇最不利荷載組合，如檢修、完建以及高水等情況；
�、劾L制計算簡圖和結構受力圖；
�、芨鶕�(jù)不同機構型式選擇整體驗算和結構驗算內(nèi)容，如抗滑、抗傾等并進行計算；
�、輰τ隍炈悴粷M足要求或結構不合理情況進行機構的優(yōu)化設計，包括修改尺度、增加措施等方法。
�。�3）方案綜合比較并提出推薦方案。
四、研究方法與實施方案
對于船閘的總體平面布置，應根據(jù)烏江銀盤段的地理條件、水位資料和河道的走勢來確定船閘的布置地點，以及在河岸左邊還是右邊。依據(jù)船閘設計的航道等級、近期及遠期的通過量，按照《船閘總體設計規(guī)范》、《內(nèi)河航道通航標準》的規(guī)范要求，來確定船閘及引航道的有效尺度、船閘各部位高程等。 對于船閘的輸水系統(tǒng)設計，依據(jù)船閘的基本尺度、設計水頭、輸水時間等，按照《船閘輸水系統(tǒng)設計規(guī)范》的要求，確定輸水系統(tǒng)的選型及廊道的各部尺寸，閥門形式及其規(guī)格。另外，利用CAD制圖畫出船閘輸水系統(tǒng)的布置圖。
對于船閘的結構設計，考慮設計中可能遇到的各種最不利組合進行各部結構的設計。設計的要求需要滿足《船閘總體設計規(guī)范》、《船閘水工建筑物設計規(guī)范》等規(guī)范的要求。
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