船闸课程设计

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1、 1 第一章第一章 工程概况工程概况 北运河水系位于海河流域北部， 东经 1153011830、 北纬 39054130 之间，西界为永定河，东界为潮白河，南至海河。北运河纵贯京津冀都市圈，沿程流经北京 市的通州区、河北省的香河县、天津市的武清区、天津市的北辰区以及天津市部分市区。北 运河发源于燕山北部军都山南麓昌平、延庆一带，流域面积 6166 km2，其中山区面积为 952 km2，占流域总面积的 16，平原面积 5214 km2，占流域总面积的 84。以北京市通州区 北关闸为界，北关闸以上称温榆河，以下始称北运河。2007 年北关拦河闸下移 800m 重建， 称新北关闸。北运河干流即从新

2、北关闸（以下均指新北关闸）至天津市区子北汇流口，河道 全长 141.9km。本次工程研究范围自北关闸至北辰区的屈家店闸，全长 127km。 图 1-1 北运河水系分布图 考虑到北运河未来与京杭大运河南段沟通的可能性， 北运河船型采用京杭大运河标准船 型。考虑到北运河综合整治对环保要求的特点，主要考虑通航集装箱船，不考虑其它具有污 染性的干散货船，但可以通航液体散货船。V 级航道集装箱船装载 16 标箱，相当于载重量 为 300t 的货船，VI 级航道集装箱船型标准船型中未列出，故按 100t 油船和客船考虑。 采用 4 座保水型船闸，包括榆林庄闸、杨洼闸、木厂闸和新三孔闸。本课程设计只对榆 林

3、庄闸进行计算。 2 第二章第二章 设计依据设计依据 第一节第一节 自然条件自然条件 一、地形、地貌和地质条件一、地形、地貌和地质条件 北运河干流流域位于湖积平原，地势平缓、广阔，由西北向东南微倾斜，河道两岸仅分 布一级阶地，除通州城区段以外，河道滩地多为农田，堤防外侧为农田、村庄；下游两侧多 洼地。北运河河道蜿蜒曲折，堤外地面高程上游北关闸附近在 20.0m 左右，下游屈家店附近 在 3.0m 左右，地面坡度为 1/50001/10000，滩地高程与堤外地面基本一致。 杨洼闸和榆林庄闸坝址处地质条件较好，主要由粉沙和粘土组成，承载力一般在 200kPa。 木厂闸场区主要由粉土、粘性土和砂土组成

4、，场地土除第-1 层为软弱土外，其它各 层均属中软土，建筑场地类别为类。河道沿程各层土质主要由粉土、粉砂、粘性土和砂土 组成，各层均属中软土，承载力标准值 80100kPa。建筑场地类别为类。 新三孔闸和八孔闸坝址区持力地层主要为粉砂层和粘土层，承载力标准值均为 80kPa。 地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。 船闸位置 土类型 c /kPa 饱和容重 /KN/m3 浮容重 /KN/m3 水上水下 榆林庄闸 粉砂 23 18 0 18 10 杨洼闸 粉土 18 16 12 18 10 木厂闸 粘土 28 24 15 18 10 三孔闸 砂土 26 20 0 19 10

5、 表表 2-1 各类土的物理力学指标各类土的物理力学指标 二、水位及水头二、水位及水头 方案 地点 上游通航水位（m） 下游通航水位（m） 水头（m） 四船闸 榆林庄闸 17.15 12.93 4.22 杨洼闸 12.93 10.86 2.07 木厂闸 10.86 8.00 2.86 新三孔闸 8.00 4.80 3.20 表表 2-2 船闸水位及水头船闸水位及水头 3 图图 2-1 四船闸方案四船闸方案 三、水文、气象三、水文、气象 北运河流域属东亚暖温带大陆性季风气候区，四季分明。春季干旱多风，蒸发量大；夏 季受海洋性气候及台风影响，炎热多雨，且降雨集中；秋季天高气爽，降雨稀少；冬季多北

6、风，寒冷少雨雪。 多年平均气温 11.312.7，1 月份温度最低，月平均气温-5.0-5.3,7 月份温度 最高，月平均气温 25.826.1。无霜期 206d 左右，最大冻土深度 62 cm70cm，多年 平均日照时数 2651 小时2744 小时。多年平均风速为 3.03.5m/s，历年最大风速 24 m/s。 多年平均蒸发量 1133mm1200mm。多年平均降雨量 561585mm，汛期降雨量占全年的 80%85%，且多以暴雨形式出现在 7、8 月份。降雨年际变化也很明显，丰枯比达数倍之 多。 第二节第二节 工程要求工程要求 一、船队、船型及货运量一、船队、船型及货运量 北运河规划近期货运量为 160 万吨，集装箱可按平均每箱 8 吨折合。 表表 2-3 3 设计船型尺度设计船型尺度 航道等级 船舶吨级 设计船型尺度（m） 总长 L 型宽 B 设计吃水 T V 级航道 16TEU 船 4042 6.6 2.0 VI 级航道 100t 油船 2931 5.0