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1、水工建筑物 第8章,第8章 过坝建筑物及渠系建筑物8.1 通航建筑物,三峡永久船闸,隔河岩升船机试验,8.1.1 船闸 一、船闸的组成,1.闸室 供船队临时停泊的场所,主要由闸底板、闸墙组成。2.上、下游闸首 作用是将闸室与上、下游引航道隔开。3.引航道,二、船闸工作原理 工作原理：利用输水设备使闸室内水位 依次与上、下游平齐，使船只顺利从上游到下游，或从下游到上游。,三、船闸类型 1.按船闸级数分（1）单级船闸（2）多级船闸,2.按船闸的线数分（1）单线船闸（2）多线船闸,3.按闸室形式分（1）广厢式船闸（2）井式船闸,适用于小型船只过坝,适用于水头高，且地基良好的情况。,（3）具有中间闸首
2、的船闸 适用于过闸船只数量、大小不均一的情况。,当过单船时，只用上、中闸室；过船队时，不用中闸室。,四、船闸基本尺寸,1.闸室有效长度 2.闸室有效宽度,3.闸坎有效水深最低通航水位至闸首门槛最高点处水深:,4.引航道的长度与宽度,长度：L=3.54.0Lc，宽度：B=2.53.0bc。,5.船队过闸时间、过闸能力和耗水量（1）过闸时间,（2）过闸能力 指每年内自两个方向（上、下行）通过船闸的货物总吨位。,理论公式,实际能力,（3）船闸耗水量,8.1.2 升船机 一、组成（1）承船厢，用于装载船舶。（2）垂直支架或斜坡道，用于运载承船厢。（3）控制装置，驱动或制动，操纵升船机运行。二、工作原理
3、 三、类型 1.垂直升船机,(1)提升式 类似起重机，由于提升动力大，只适用于提升中、小型船舶。,（2）平衡重式升船机,运行原理与电梯相似，安全可靠；但技术复杂，钢材耗用量大。,（3）浮筒式升船机 工作可靠，系统简单，但提升高度不能太大。,2.斜面升船机 将船舶置于承船厢内，沿着铺在斜面上的轨道升降。,8.1.3 通航建筑物型式的选择与布置 一、通航建筑物型式的选择 一般根据水头大小、地形、地质条件、运输量及运行管理条件并考虑技术经济情况而定。二、通航建筑物在水利枢纽中的布置 一般靠岸边布置，船闸应布置在稳定、顺直河段，过坝公路或铁路跨越船闸时，将交通桥布置在下闸首易满足桥下净空要求。,8.3
4、 渠道建筑物 渠道是农田水利工程中广泛采用的输水建筑物。,在渠道上修建的建筑物称为渠道系统中的水工建筑物。,8.3.1 渡槽 一、型式和组成,1.进出口段应与渐变段、渠道平顺连接。,2.槽身 一般为矩形U型。3.下部支承结构,二、渡槽总体布置及形式选择三、渡槽设计要点1.梁式渡槽（1）支承结构可用重力墩或排架。（2）支承结构的基础型式与上部荷载和地质条件有关。,（3）槽身横断面一般为矩形或U形，用浆砌石或钢筋混凝土建造。,（4）槽身纵向结构计算按满槽水情况设计。（5）各节槽身之间应设置沉降缝。,2、拱式渡槽 类型；板拱、肋拱、双曲拱。（1）板拱渡槽主拱圈的径向截面多为矩形。拱圈宽度一般与槽身宽
5、度相同，同时应不小于拱跨度的1/20。,（2）拱上结构可做成实腹式和空腹式。,（3）肋拱渡槽的主拱圈为肋拱框架结构，即拱肋分离，适用于大中型渡槽，一般用钢筋混凝土建造。,（4）双曲拱渡槽造型美观，节省材料。主拱圈可分块预制吊装施工，适用于大跨度渡槽。,8.3.2 倒虹吸管 一、倒虹吸管布置（1）高差不大时可从渠道、河流或公路的底部穿过；顶部应低于河谷冲刷线以下0.7m。（2）管线应与所通过的山谷、河流或道路正交，尽量避免埋在填方地段。（3）根据管线埋设及高差大小，倒虹吸管线的布置形式：,1）对高差不大，压力水头较小，穿越道路、河流时可用竖井式或斜管式。,2）当岸坡较缓，管道可沿陡坡面或折线形设
6、置，管身为圆形混凝土管或钢筋混凝土管，管道转折处应设置镇墩。,3）当穿过深河谷时，可在深槽部位架桥，管道敷设于桥面上。,（4）倒虹吸管由进口段、管身和出口段三部分组成。,1）进口段应与渠道水流平顺相接；以减少水头损失；2）倒虹吸管一般不设闸门，有闸门主要用于清淤和检修；,3）拦污栅应有一定坡度，栅条用扁钢做成；4）启闭台或工作桥高出闸门1.5m；5）沉沙池设在闸门和拦污栅前。,（5）管身形式和构造 1）管身断面一般为圆形或矩形。2）在较好的土基上修建小型倒虹吸管可不设连续座垫，而设中间支墩。3）对现浇钢筋混凝土管，每隔适当距离设缝一道；土基上一般为1520m，岩基上一般为1015m；预制管的每
7、个管节就是一道缝。,4）伸缩缝的型式主要有：平接、套接、企口接以及预制管的承插式接头等。,平接式施工简单，但止水效果差；适用于内水压力不大的管。套接式止水效果好，适应变形性好；适用于内水压力较大的管。承插式适用于管径较小的管。,（6）镇墩、座垫的型式及选择 在倒虹吸管的变坡及转弯处都应设置镇墩,其主要作用:连接和固定管道。1）材料：主要为砌石、混凝土或钢筋混凝土。2）连接 方式：刚 性连接和 柔性连接。,3）镇墩的形式和各部分尺寸：长度约为管道内径的1.52.0倍底部最小厚度为管壁厚度的23倍。4）敷设圆形管道时一般都设座垫，有连续式和间隔支墩式。,二、倒虹吸的水力计算 具体有三种情况。第一种
8、：上游渠道已建成，高程、流量、管径已知，需确定下游渠道的高程。第二种：上、下游渠底高程、流量已知，需确定管径。第三种：管径和进出口高差已知，需校核通过渠道的流量。,8.3.3 涵洞 填土下过水的管道称涵洞。,一、工作特征及类型 按流态分类：,无压明流涵洞水头损失较少，一般适用于平原渠道；高填方土堤下的涵洞可用压力流；半有压流的状态不稳定，设计时尽量避免。,涵洞由进口、洞身和出口等三部分组成。,洞身断面型式可分为圆形、方形及拱形。材料一般为浆砌石、混凝土及钢筋混凝土。,二、涵洞的水力计算及结构计算,8.3.4 跌水 是指当渠线通过陡坎或坡度较陡的地段时，为防止渠道受冲，在陡坎处或适宜地点将渠道底忽然降低，利用消力池来消除水流的多余能量的建筑物。,一、布置 可单独布置，也可与有些水闸布置在一起。二、组成 跌水主要由进口、跌水口、跌水墙、消力池、海漫、出口等部分组成。,跌水口由底板和边墙组成，构造与闸室相似，型式有矩形、梯形和底部抬堰式。,8.3.5 陡坡 由进口段、溢洪段、陡槽、消力池和出口段等组成。,
