船閘設(shè)計(jì)開題報(bào)告
導(dǎo)語：開題報(bào)告是指開題者對(duì)科研課題的一種文字說明材料。下面是由小編整理的關(guān)于船閘設(shè)計(jì)開題報(bào)告。歡迎閱讀！
船閘設(shè)計(jì)開題報(bào)告
題目 烏江銀盤高水頭船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
學(xué)院
專業(yè) 港口航道與海岸工程
學(xué)生
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師
一、選題目的與意義
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jié)性的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它既是本專業(yè)學(xué)生在教師指導(dǎo)下運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能，解決具體問題的一次嘗試，也是本專業(yè)學(xué)生走向工作崗位前的一次“實(shí)戰(zhàn)演習(xí)”。
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(jī)那樣靠電力升降。船閘的閘首、閘室都是固定不動(dòng)的水工建筑物，由閘首、閘門、閘室圍成固定不動(dòng)的閘箱，起擋水作用。船舶過閘時(shí)，由廊道和閥門構(gòu)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(dá)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(yíng)運(yùn)的費(fèi)用比較低，是過船建筑物中的一種主要形式。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題是銀盤高水頭船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過這次船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以讓我們，鞏固、聯(lián)系、充實(shí)、加深、擴(kuò)大所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)；訓(xùn)練其綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)訓(xùn)練其計(jì)算能力、繪圖能力、論文撰寫能力、語言表達(dá)能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的敬業(yè)和合作精神；初步掌握港航工程設(shè)計(jì)工作流程和方法；熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)等工具提高工作效率；敢于創(chuàng)新，并能正確地將獨(dú)創(chuàng)精神與科學(xué)態(tài)度相結(jié)合；養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真、刻苦鉆研、事實(shí)求實(shí)的工作作風(fēng)。
烏江是長(zhǎng)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(zhǎng)1070km（干流全長(zhǎng)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(zhǎng)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(yùn)、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(yīng)庫(kù)容14.44億m3。電站裝機(jī)4臺(tái)，單機(jī)容量150MW，總裝機(jī)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(diào)度運(yùn)行，還可增補(bǔ)下游河道枯水流量，改善烏江下游通航條件，促進(jìn)烏江航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1．我國(guó)船閘建設(shè)的成就 在興建水利樞紐，渠化河流和修建運(yùn)河時(shí)，船閘是克服集中落差的一種通航建筑物。船閘建設(shè)在我國(guó)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(guó)成立后，僅40年間，就建設(shè)了大、中、小各類船閘達(dá)800余座，大大地推動(dòng)了我國(guó)船閘技術(shù)的發(fā)展。50年代建設(shè)的京杭運(yùn)河，船閘的規(guī)模就比較大，可以通過4000噸級(jí)的船隊(duì)，運(yùn)輸十分繁忙，對(duì)溝通我國(guó)南北水運(yùn)運(yùn)輸起著十分重要的作用。70年代興建的長(zhǎng)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(jí)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(zhǎng)6442米，其中船閘閘室部分長(zhǎng)1621米。
2．國(guó)外船閘建設(shè)的成就 由于水運(yùn)運(yùn)輸具有價(jià)廉、低耗、量大的優(yōu)點(diǎn)，世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中，內(nèi)河運(yùn)輸發(fā)展較快。作為內(nèi)河航運(yùn)建設(shè)重要組成部分的船閘建設(shè)也得到了較快的發(fā)展，多數(shù)國(guó)家的現(xiàn)代船閘主要是20世紀(jì)50年代以后發(fā)展起來的。
國(guó)外船閘的建設(shè)很重視滿足使用要求，在設(shè)計(jì)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(yīng)水運(yùn)成網(wǎng)和運(yùn)量大的需求，一些國(guó)家的內(nèi)河尺寸向標(biāo)準(zhǔn)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(dá)，起尺度滿足設(shè)計(jì)船隊(duì)原隊(duì)一次過閘的需求。
隨著運(yùn)量的增大和發(fā)展，為滿足客、貨運(yùn)量過壩的需要，不少樞紐興建了雙線或多線船閘，但在建設(shè)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(jí)樞紐都同時(shí)修建了二線船閘，而在一些河流則使采取先建一線船閘，運(yùn)量增大后再建二線船閘。
為減少船閘級(jí)數(shù)，縮短船舶過閘時(shí)間，加快水運(yùn)運(yùn)輸速度，適應(yīng)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(jì)，國(guó)外單級(jí)水頭大于20米的船閘有30多座，巴西庫(kù)魯依船閘有單級(jí)36.5米，依泰普船閘單級(jí)水頭約為33～44米，這些都反映了當(dāng)前船閘的世界水平。
高水頭大型船閘的關(guān)鍵技術(shù)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(jī)等技術(shù)問題。為解決高水頭船閘在灌泄水時(shí)閘室和引航道內(nèi)的停泊條件以及非恒定流對(duì)過閘船舶航行的影響，采用了等慣性輸水系統(tǒng)、旁側(cè)引水或旁側(cè)泄水以及分散進(jìn)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(shè)通風(fēng)孔等措施，隨著這些關(guān)鍵技術(shù)的突破，船閘的技術(shù)水平回有進(jìn)一步的突破。
由于船閘水力條件和閥門幾啟閉機(jī)械技術(shù)條件的限制，當(dāng)水頭高至一定限度時(shí)，單級(jí)船閘就成為不可能，需要采用多級(jí)船閘，包括連續(xù)多級(jí)船閘和設(shè)中間渠道的多級(jí)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(jí)，但連續(xù)船閘通過能力小，過閘費(fèi)時(shí)多。而采用設(shè)中間渠道的多級(jí)船閘在國(guó)外有10多座，巴西圖庫(kù)魯依設(shè)中間渠道的兩級(jí)船閘，是世界上水頭最高、規(guī)模最大的梯級(jí)船閘。 在水源缺少的情況下，為發(fā)展水運(yùn)、減少船閘過閘耗水兩，歐洲一些國(guó)家采用了 省水船閘。 為適應(yīng)海運(yùn)需要，不少國(guó)家都興建了大型海閘，世界最長(zhǎng)的海串在比利時(shí)，有效長(zhǎng)度500米，寬57米。最寬船閘在法國(guó)，有效寬67米。 為防咸水入侵海閘上游，影響上游水質(zhì)，一些國(guó)家修建了防咸船閘。如法國(guó)修建了敦克爾克港馬迪克防咸船閘。
三、主要研究?jī)?nèi)容
本畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是《渠江富流灘船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，在完成整個(gè)船閘的初步設(shè)計(jì)后，著重進(jìn)行船閘輸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)包括以下幾下項(xiàng)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(shì)、地形及水流條件，進(jìn)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(shè)標(biāo)準(zhǔn)和總體布置
�。�1）根據(jù)規(guī)劃航道等級(jí)、船型以及貨運(yùn)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(zhǎng)寬尺度及停泊區(qū)位置。
3、通過能力及耗水計(jì)算
�。�1）根據(jù)船閘的過閘時(shí)間、平均噸位、閘次組合等各項(xiàng)內(nèi)容，分別驗(yàn)算近、遠(yuǎn)期船閘的通過能力，使過閘貨運(yùn)量滿足規(guī)劃運(yùn)量的要求；
�。�2）船閘的耗水計(jì)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(jì)算
�。�1）輸水系統(tǒng)選型；
�。�2）水力計(jì)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(zhǎng)度，草繪輸水系統(tǒng)布置圖；
�、鄯止嘈顾斡�(jì)算輸水系統(tǒng)阻力系數(shù)，驗(yàn)算總阻力系數(shù)和流量系數(shù)；
�、芾L制灌、泄水水力特性曲線。
�。�3）輸水系統(tǒng)驗(yàn)算，步驟是
�、俑鶕�(jù)總阻力系數(shù)、閥門開啟時(shí)間，驗(yàn)算閘室灌泄水時(shí)間；
�、隍�(yàn)算閘室和下游引航道停泊條件；
�、廴绻粷M足便進(jìn)行下階段設(shè)計(jì)；
�、軐�(duì)于分散式輸水系統(tǒng)，增加驗(yàn)算廊道工作條件，如廊道轉(zhuǎn)彎段壓力、閥門段廊道工作條件及空化數(shù)等。
�。�4）對(duì)照水力特性曲線圖，對(duì)廊道斷面、閥門開啟時(shí)間、阻力系數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，然后重復(fù)
（1）～（3）過程，直至滿足要求。
6、閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）閘室結(jié)構(gòu)型式選型，至少選擇兩個(gè)方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)；
（2）初步設(shè)計(jì)，就選擇的兩個(gè)方案進(jìn)行同等精度設(shè)計(jì)，步驟是：
�、俪鯏M閘室結(jié)構(gòu)尺度、高程以及配筋；
�、诟鶕�(jù)結(jié)構(gòu)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(jì)算簡(jiǎn)圖和結(jié)構(gòu)受力圖；
④根據(jù)不同機(jī)構(gòu)型式選擇整體驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算內(nèi)容，如抗滑、抗傾等并進(jìn)行計(jì)算；
⑤對(duì)于驗(yàn)算不滿足要求或結(jié)構(gòu)不合理情況進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(shí)施方案
對(duì)于船閘的總體平面布置，應(yīng)根據(jù)烏江銀盤段的地理?xiàng)l件、水位資料和河道的走勢(shì)來確定船閘的布置地點(diǎn)，以及在河岸左邊還是右邊。依據(jù)船閘設(shè)計(jì)的航道等級(jí)、近期及遠(yuǎn)期的通過量，按照《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》、《內(nèi)河航道通航標(biāo)準(zhǔn)》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(duì)于船閘的輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，依據(jù)船閘的基本尺度、設(shè)計(jì)水頭、輸水時(shí)間等，按照《船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)于船閘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮設(shè)計(jì)中可能遇到的各種最不利組合進(jìn)行各部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的要求需要滿足《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》、《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范的要求。
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