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船闸与升船机设计-船闸与升船机设计

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:巴西图库鲁伊船闸为图库鲁伊水利枢纽的组成部分,船闸的总设计水头71.5m,仅次于我国长江三峡船闸。另外,配备了一套控制中间渠道水位的自动控制系统,当中间渠道水位低于最低通航水位37.5m时,可停止2号船闸继续运行。图库鲁伊1 号船闸和2号船闸总体布置见图3-106 和图3-107。

船闸与升船机设计-船闸与升船机设计

巴西图库鲁伊船闸为图库鲁伊水利枢纽的组成部分,船闸的总设计水头71.5m,仅次于我国长江三峡船闸。据了解,该船闸目前尚在设计建设的过程中。

3.7.5.1 船闸结构

船闸的闸墙结构,1 号船闸为重力式,2 号船闸为混合式,即上部为重力式,下部为锚固衬砌式。导航墙为钢筋混凝土浮式结构,在闸首一端,采用活动接头。导航墙可以承受排水量为27500t 的船队以1.0m/s的航速和最大冲撞角8°的撞击。

3.7.5.2 输水系统

由于船闸规模、闸室的高度及闸室有效尺寸都非常大,闸室充泄水体体积之大是前所未有的,因此船闸的水力学问题和机械设备方面的问题需作专门的处理。

两座船闸的输水采用平面布置形状如两个H 形的等惯性输水系统。1 号船闸由两个分别设置在上闸首前两侧的进水口自水库引水,每个分散进水水口的布置宽度25m、高10.0m。两条输水廊道的尺寸为4.0m×4.0m,埋设在两侧墙中并延伸至闸室中部,由两段带水平分流隔墩的立体交叉曲线段将水流平分的分流口,分水至布置在闸室底部分别通向上、下游方向的纵向支廊道,再将水进一步分配给8条长25.9m的出水支廊道,通过每条出水支廊道18个0.4m×0.8m的出水口进入闸室。泄水廊道布置在两侧闸墙内,由水平分流隔墩起向下闸首延伸,并与设置在下闸首右侧的泄水阀门相接。水流泄出后,经混凝土结构的消力池消能后进入中间渠道。消力池宽10.5m、长40.0m,池中设有两排抗冲消力墩和高4m、坡度为1∶2的消力槛。2号船闸的输水系统由侧向的多孔进水口从中间渠道进水。进水口布置在船闸两侧上导墙的外侧,每组进水口含有8个2.5m×8.6m的孔口,船闸泄水直接由闸室泄入下游引航道。闸室底部廊道的布置与1 号船闸相同。

每座船闸配有两个充水阀门和两个泄水阀门,均为反向弧型,独立作业,以保证较高的安全度。在阀门背后设有引自廊道顶部并在其上端设有气流控制阀的通气管。

缆绳允许拉力纵向不超过5t,横向不超过2.5 t;对于小船,纵向不超过船舶总排水量的1/600,横向不超过纵向力的一半。

由于河流和水库的水位变幅均很大,两座船闸的水位升降高度不平衡,故1 号船闸设置有补水系统。在中间渠道设置了一座宽度为50m、过流高程为38m的表面溢流堰,以控制中间渠道的水位,并用于排泄流域的天然径流量

中间渠道全程都允许两个船队双向会让,这条连接两座船闸的渠道,实际上是由一条长6100m的堤坝构成的水库,水位变幅为1.0m(水位由37.5~38.5m),这个水位变幅可以贮蓄对闸室连续3 次充水的容量。

3.7.5.3 闸、阀门及其启闭机

1 号船闸上闸首闸门和2号船闸上、下闸首闸门均为人字闸门,2 号船闸下闸首闸门为横梁式人字闸门,高42.5m,每扇门重870t。闸门轴线与船闸横轴线间的交角为20°,开门时间2min。闸门采用液压启机。为防止在闸门不完全吻合时船闸就充水,在两闸门间设置了专门的支撑系统,以保证闸门完全关闭。闸门设计考虑了在闸室充满水时,下游水位为3.6~23.0m之间,满载船队以0.1m/s的速度正面撞击闸门的情况,在闸门的前方设有防撞设施。

1 号船闸下闸首采用设胸墙的垂直平板闸门。净空高度为中间渠道最高水位以上15m,因闸门下游的中间渠道最大水位变幅仅为1.0m,故平板门比等效的人字闸门经济。该门高22m、宽33m,总重量约1026t。设计时考虑满载船队从下游侧以0.1m/s的航速撞击闸门的情况。

该闸门垂直升降高度为23.3m,采用两台同步链条卷扬机操纵,设平衡重克服闸门的部分重量,开门时间4min。为避免因其中一台卷扬机钢索变松而使其余钢索超载,每个平衡重均由一条钢索起吊。

为防止1 号船闸上闸首闸门发生事故,使水库泄水得不到控制,故在1 号船闸上闸首设置了一道垂直下降平板事故闸门,闸门高9m,宽33m,重199t。为降低平板闸门高度,另设置6 块高2.6m的叠梁,为活动门槛,以完全封闭闸槛以上高24m的孔口。事故闸门兼做检修闸门。平板闸门和叠梁,由起重能力为320t、净空高度25m的桥吊,从位于闸首一侧的堆场吊运。(www.xing528.com)

1 号船闸下游检修门和2 号船闸上游检修闸门,均采用高7.5m的平板闸门;2 号船闸下游检修闸门,采用8块各高2.7m的叠梁门。

8个阀门均采用门面尺寸4m×4m,半径8m的反向弧形阀门,每个阀门重45t。启闭机为竖缸液压带吊杆式。当发生事故时靠自重关闭。

3.7.5.4 系船设备

两座船闸的闸室均设有7对浮式系船柱,每个系船柱有3 个系缆点,分别设在水面以上1.1m、2.7m和4.3m处。系船柱在系缆绳与闸室轴向夹角为0°~180°之间的任何一个方向上,能承受的纵向缆绳拉力为:当系船柱作垂直浮动时为25t;当系船柱不浮动时为45t。系船柱还考虑在非常应变工作条件下,带缆制动以相当航速下行进闸船队需承担的拉力。

3.7.5.5 控制系统

每座船闸分别由各自的控制室操纵,控制室设于下闸首,有开阔的视野,可以俯视闸室和引航道,全部作业自动进行,并设有闭路电视监视,控制室内配有自动制动装置,以避免任何可能出现的调度错误。另外,配备了一套控制中间渠道水位的自动控制系统,当中间渠道水位低于最低通航水位37.5m时,可停止2号船闸继续运行。

船闸要求有可靠的措施来保证船舶安全、顺利地过闸,而且便于操作和维修,船闸上还布置了照明、视听警报信号交通管制设施、通往闸室和输水廊道的客、货运电梯、闸室排水泵、阀门维修车间、设备储存仓库、1 号船闸进水口的拦污栅,以及独立的表层和底层排水系统的维修车间、办公室、内部和外部通信装置等。

船闸用电由靠近1 号船闸的开关站供给,由输电线将电输送到1 号和2号船闸。每座船闸用电,除了由图库鲁伊电厂保证外,万一出现紧急情况时,备有柴油发电机供电,所有设备都由控制室及其操作系统直接操纵。

图库鲁伊1 号船闸和2号船闸总体布置见图3-106 和图3-107。

图3-106 图库鲁伊1 号船闸总体布置示意图

(a)平面图;(b)纵剖面图;(c)横剖面图

图3-107 图库鲁伊2 号船闸总体布置示意图

(a)平面图;(b)纵剖面图;(c)横剖面图

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