航道工程学毕业设计指导书

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1、航道工程学毕业设计指导书重庆交通大学河海学院水道教研室二oo六年三月一、设计目的设计的目的在于巩固和加深课堂中所学的基本概念和基本理论，了解航道工程设计 的具体原则、步骤和方法，树立正确的设计思想，培养和提高计算、绘图的基本能力。二、设计任务通过航道工程毕业设计，可以将所学的基础课和专业基础课同专业知识有机的结合 起来，使学生更好地明确学习目的，加深专业印象，为今后从事航道及通航建筑物的勘 测、规划、可行性研究、设计、施工和科学研究工作打下坚实的基础，以达到本专业培 养目标的要求。三、设计资料、基本内容与要求第一部分 航道整治设计（一）赤水河自然条件与航运现状1自然条件赤水河发源于云南省镇雄县

2、两河区的鱼洞河。在云、贵、川三省交界的三岔附近， 纳龙洞河与威信河汇合后称毕数河。东行至赤水河桥后，始称赤水河。至茅台转向西北， 于赤水市下游5km处进入四川省，在合江汇入长江，干流全长430余km,流域面积 19007km2。赤水河流经云南省的镇雄、威信；贵州省的毕节、大方、金沙、仁怀、遵义、桐 梓、习水、赤水；四川省的叙永、古蔺、合江13个县（市）。水系呈羽毛直角状分布。 主要支流左岸有兰木坝河、白沙河、茅坝河、九溪河、古蔺河、马渡河、风溪河、大同 河、五通河；右岸有小河、那坡河、盐津河、桐梓河、习水河等。流域地处高原与盆地接壤地带。土城至赤水段属低山丘陵区。其中土城至复兴河 段两岸地形较

3、陡，河床呈“U”型；复兴至赤水（含赤水以下）河段，两岸开阔，枯水 河面增大，河床呈“V”型。流域内出露的地层较全，除缺泥盆、石灰系外，其余各代 地层均有出露。在砂岩、页岩、粘土岩地区，河谷开阔，水流平缓，多卵石或石盘滩； 在厚层砂岩地段，多崩岩、溪口冲积锥发育。2. 水文、泥沙赤水河属雨源性河流，枯水径流主要靠地下水补给，水位流量稳定，汛期降水涌 入河槽，水位涨落频繁，洪峰尖瘦，峰大量小，具有典型的山区河流特征。赤水站洪、 枯水位变幅达13.52m，流量变率达295倍。根据赤水水文站多年水文资料分析：多年平均径流量82.17亿m3；历史最大年径流量 140.7亿m3；历史最小年径流量49.72

4、亿m3；多年平均流量260 ms/s；最大年平均流量 446m3/s；多年平均含沙量0.926kg/m3；最大含沙量2.71kg/m3；最小含沙量0.322kg/m3。 3航运现状赤水河历来是黔北、川南通江达海的重要水运通道，航运历史悠久。通过三次稍具规模的航道整治，收效较好，航道尺度均有较大的提高，岔角赤水104.8km，已基 本达级；0.7X15X150m（航深X航宽X弯曲半径）；赤水合江54km，已达W级。0.8 0.9X25X250m（同前）。1998年完成货运量133.3万t,货物周转量2.55亿t.km。航道整治工程的范围为岔角合江158.8km，其中香炉滩至合江23km，列入河口

5、 段淤积治理工程。岔角香炉滩段135.8km，有重点滩险65处。岔角狗狮子段80.9km， 有重点滩险38处，按W级航道标准整治；狗狮子香炉滩段54.9km，按V级航标标准 整治。1998年河系有营运船舶256艘，载重量7662t,载客量2619客位。完成的货运量 133.3万t,周转量2.55亿t.km。船舶运输分两段：（1）岔角赤水段主要采用2X110kw机驳与5070t简易驳船组合，上水时采用一 拖35艘空驳，下水时各驳装载自航。（2）赤水合江段主要采用拖驳运输方式，一般2X110kw拖轮拖带四艘165t级驳 船（4X165t）航行，至合江后，再重新编队为一绑四驳航行于川江河段。4. 葫

6、市滩碍航成因与整治规划 整治河段上段岔角狗狮子中的葫市滩段，位于葫市街道背侧，赤习公路的下方，位置特殊；两岸崖壁陡峻，中洪水过水断面狭窄，属峡谷窄深河段，流急、浪大，地形 地质、水流条件复杂。根据贵州省发展计划委员会黔计基础20011380号“关于赤水河（岔角合江）航 运建设工程可行性研究报告的批复”，确定赤水河航道整治工程的建设期限 4 年（2002 年一2005年），整治范围包括：岔角一香炉滩135.8km的航道整治，香炉滩一合江23km 河口段的淤积治理。航道标准及尺度分两段：上段岔角一狗狮子80.9km，六级航道，尺 度为0.81.0X20X 150m （航深X航宽X弯曲半径）；下段狗

7、狮子一合江77.9km，五级 航道，尺度为1.11.3X22X250m（同上）。同时设置助、导航、通信以及维护管理等配 套设施。（二）基本资料1赤水河葫市滩滩段江床地形图（2002 年4 月测，比例1：500） 2枯水、中枯水、成滩水位、最凶水位、消滩水位对应的五级流量的瞬时水面线 、流 速流向资料（2002 年测）3. 葫市滩进出口处右4#、11#水尺2002年4月8月连续水位观读资料。 4赤水水文站有关资料。以上 13 项资料由长江航道工程局勘测处测设，第 4 项资料由贵州顺达水运规划 勘测设计所提供。5赤水河（岔角合江）航运建设工程可行性研究报告、初步设计。6. 赤水河葫市滩滩航道整治模

8、型试验资料。（三）设计需完成的内容1需整理的水文泥沙资料基本站、葫市滩滩段流量过程线基本站水位流量关系曲线基本站流量与滩段水尺水位相关图 葫市滩河床质泥沙级配曲线2滩险的成因分析计算天然情况下各级流量下滩段流速、比降 计算各级流量下船舶航行阻力确定滩段各特征水位3整治线及整治建筑物布置设计（1）确定设计流量、设计水位（2）确定整治流量、整治水位（3）整治线宽度确定（4）整治线走向及平面布置（5）整治方案设计（6）整治建筑物平面布置（7）挖槽平面布置设计4整治效果预测 （1）整治前后洪、中、枯水面线计算 （2）整治前后流速计算5整治工程设计、工程量计算 （1）整治建筑物断面设计及工程量计算 （2

9、）挖槽断面设计及工程量计算6设计概算（四）时间安排 1熟悉资料、整理的水文泥沙资料（1.5 周） 2滩险的成因分析（1 周） 3整治线及整治建筑物布置设计（1 周） 4整治效果预测（3.5 周） 5整治工程设计、工程量计算（1 周） 6设计概算（0.5 周）6报告整理（1 周）7毕业答辩（0.5周 暂定答辩时间：2003 年 6 月 16 日）第二部分 船闸设计（一）设计主要内容第一章 船闸总体规划及平面布置1.1 船闸布置1.2 船闸的平面尺寸包括船闸的有效尺度、门槛水深的计算以及断面系数的效核1.3 引航道平面尺寸及形状首先确定引航道的形状，再确定引航道的各种尺度，包括直线段、过渡段等的长

10、度及引 航道的宽度和水深，并进行断面系数的效核。1.4 船闸的各部分高程 包括闸首、闸室及引航道的各部分高程确定，并绘制船闸高程示意图。1.5 船闸的通过能力 包括船闸的过闸时间、平均吨位、闸次组合等各项内容，并使通过能力达到近、远期货 运量的要求。1.6 船闸的耗水 需计算船闸一昼夜过闸的平均耗水量和闸阀门漏水，进一步计算电能损失。第二章 闸首、闸阀门、输水系统选择及水力计算2.1 闸首、闸阀门及输水系统型式选择 闸首、闸阀门需列表进行比选，输水系统需进行计算选择。2.2 输水系统布置 主要包括消能型式选择、廊道具体布置及细部尺寸（进出口、转弯、直线段等细部设计 以及廊道断面面积、阻力系数、

11、流量系数、闸阀门开启时间、停泊条件计算），应在方 格纸上画出输水系统布置图；水力特征曲线的计算及绘制力求用计算机完成。第三章 闸室结构设计1.1 闸室结构型式选择 需列表进行放案比选，应选择两个方案进行初步设计。1.2 初步设计 两个方案需进行同等精度的计算，可就高水、低水、检修、施工完建、非常几种计算情 况中，选择其中两种情况进行计算，计算内容主要包括地基计算和闸墙结构计算，钢筋 混凝土闸墙不进行配筋设计验算；各种力（土压力、水压力、扬压力、船舶荷载、自重、 地基反力等）的计算采用手算应列表计算，但最好用计算机进行电算。1.3 结构计算 对所选择的最终方案，将其余的计算情况进行完善，钢筋混凝

12、土闸墙应进行配筋设计验（二）设计资料及有关规定1航运资料（1）航道等级：III级（2）建筑物等级：II级3）设计船型：船型顶（拖）轮尺度 长X宽X吃水（M）驳船尺度长X宽X吃水（M）船队尺度长X宽X吃水（M）资料 来源一顶+2X1000T27.5X10.6X2.262X10.6X2.2151.5X10.6X2.2远期一拖+4 X 500T27.5X6.6X1.953X8.8X1.9239.5X8.8X1.9近期（4）相关资料：每日非货运船通过次数n0=2次，船舶装载系数a =0.75，货运不均匀系 数0 =1.35,日平均工作时间T =22小时，年通航时间N=360天，最大空载干弦高为1.0M

13、。 2地形资料： 1： 2000地形图3地质资料：该地区以壤土和粉土为主，其间无特殊地层构造，力学指标如下：a =38T/M2， u =20 ， c=0.58kg/cm2，丫 =1.97kg/cm3，丫 d=1.58kg/cm3， K=1.20x10-7 4水文气象资料（1）水文资料上游（M）下游（M）最高通航水位+7.0+8.4最低通航水位+2.3+1.4检修水位+3.8+4.0（2）气象资料：常年风向东北，最大风力812级5. 其它资料：船闸上有公路桥，宽10M,桥下净空为7M。（三）设计成果要求1、设计说明书一份，包括相应的图、表、文字说明，以及分析计算过程及计算结果等2、设计图纸若干，

14、包括：总平面布置图一张，以及相应的立面图、断面图、输水系统 布置图。（四）物资准备计算器，丁字尺，直角三角尺，绘图板，1#绘图纸一张，绘图铅笔（HB, 2B型号）若 干，以及设计所需的信签纸等。（五）主要图式、表式1、主要图式：总平面布置图，断面图，高程示意图，输水系统布置图，结构计算示意 图及其一些细部图等。2、主要表式：船闸布置比较表，闸室、闸首及闸阀门结构比较表，输水系统水力计算 表，闸墙结构计算表等。（六）考核内容与方式考核评分主要包括以下几方面的内容：1、设计内容是否齐全。2、报告格式、设计深度是否符合要求。3、分析、计算方法和过程是否正确。4、图纸是否完整，正确以及绘图的基本能力（线条、字体和整洁度等）。（七）参考书目1、船闸设计规范，人民交通出版社。2、船闸设计，王作高主编，人民交通出版社。3、渠化工程学，蔡志长主编，人民交通出版社。4、船闸总体布置设计规范，人民交通出版社。5、船闸输水系统设计规范，人民交通出版社。