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設計
學院
專業 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
本次畢業設計是我校港航工程專業的畢業生在校期間最后一次全面性、總結性的教學實踐環節，它既是本專業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，也是本專業學生走向工作崗位前的一次“實戰演習”。
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。
本次畢業設計選題是銀盤高水頭船閘輸水系統設計，通過這次船閘輸水系統設計可以讓我們，鞏固、聯系、充實、加深、擴大所學基礎理論和專業知識；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、創新能力，培養學生的敬業和合作精神；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；敢于創新，并能正確地將獨創精神與科學態度相結合；養成嚴肅認真、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。烏江重慶境內河段長約188km，總落差105.49m，平均比降0.56%，屬于典型的山區河流。
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，多年平均有效發電量26.54億度，建成后可向重慶電網提供大量電力。電站建成后，可渠化彭水～銀盤境內53km航道，與彭水樞紐聯合調度運行，還可增補下游河道枯水流量，改善烏江下游通航條件，促進烏江航運事業的發展。
二、國內外研究現狀
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展。50年代建設的京杭運河，船閘的規模就比較大，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，船閘的規模和水頭都居世界前列。而三峽船閘是目前世界上規模最大、級數最多、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、量大的優點，世界上一些工業發達的國家中，內河運輸發展較快。作為內河航運建設重要組成部分的船閘建設也得到了較快的發展，多數國家的現代船閘主要是20世紀50年代以后發展起來的。
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。
為適應水運成網和運量大的需求，一些國家的內河尺寸向標準化和大尺度發展，特別是船閘寬度逐漸統一，內河成網，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，則根據各自的情況和條件的不同而有所不同，如蘇聯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，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，內河船閘逐步向高水頭發展。據不完全統計，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、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，包括連續多級船閘和設中間渠道的多級船閘。蘇聯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、規模最大的梯級船閘。 在水源缺少的情況下，為發展水運、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、主要研究內容
本畢業設計的題目是《渠江富流灘船閘輸水系統設計》，在完成整個船閘的初步設計后，著重進行船閘輸水系統的設計。初步設計包括以下幾下項內容：
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）根據規劃航道等級、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位置。
3、通過能力及耗水計算
（1）根據船閘的過閘時間、平均噸位、閘次組合等各項內容，分別驗算近、遠期船閘的通過能力，使過閘貨運量滿足規劃運量的要求；
（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、輸水系統水力計算
�。�1）輸水系統選型；
�。�2）水力計算，步驟是：
①初擬閥門斷面面積；
�、诟鶕鞫卫鹊烂娣e比例，擬定輸水系統各廊道段的斷面面積和高程，廊道換算長度，草繪輸水系統布置圖；
③分灌泄水段計算輸水系統阻力系數，驗算總阻力系數和流量系數；
④繪制灌、泄水水力特性曲線。
�。�3）輸水系統驗算，步驟是
�、俑鶕傋枇ο禂�、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，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、阻力系數等進行優化，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：
①初擬閘室結構尺度、高程以及配筋；
②根據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；
③繪制計算簡圖和結構受力圖；
�、芨鶕煌瑱C構型式選擇整體驗算和結構驗算內容，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《船閘總體設計規范》、《內河航道通航標準》的規范要求，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設計，依據船閘的基本尺度、設計水頭、輸水時間等，按照《船閘輸水系統設計規范》的要求，確定輸水系統的選型及廊道的各部尺寸，閥門形式及其規格。另外，利用CAD制圖畫出船閘輸水系統的布置圖。
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《船閘總體設計規范》、《船閘水工建筑物設計規范》等規范的要求。
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