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第六章 船闸水工建筑物 第一节 概述 船闸水工建筑物是船闸工程的主体，由闸首、闸室、导航及靠船建筑物等组成。 一、船闸水工建筑物设计的基本要求 进行船闸水工建筑物设计时，首先需考虑以下的基本要求： (1)在选择结构型式时，须根据船闸所处的自然条件、地质条件、建筑材料来源情况、受力特征、对结构的使用要求以及施工条件等因素进行综合考虑并通过技术经济比较确定。 (2)闸首、闸室等挡水建筑物，因其失事将导致灾害或因经常检修而影响运输，必须满足稳定和强度要求。当闸室采用透水闸底，闸室灌、泄水时，其渗流方向将频繁变换，为防止地基破坏及保证船闸水工建筑物正常工作，须认真做好防渗排水设计。 (3)溢洪船闸在布置和结构上须有相应的安全措施，如闸门锁定、墙后填土、表面防护等，以确保建筑物及各设备不被破坏。 (4)对损坏后难以修复的隐蔽工程和水下工程，如排水、止水设施等，设计时须周密考虑，确保其运行安全。 (5)为掌握施工期结构工作状态，监视船闸安全运转，总结和提高船闸设计水平， 船闸结构的原型观测是十分必要的，可根据具体情况布置和埋设观测设备。 二、建筑物级别的划分 根据通过船闸的设计最大船舶吨位，船闸可分为七级，其分级指标见表6- 1 。船闸水工建筑物各部分的级别，是根据船闸级别及各部分建筑物在工程中的作用和重要性而划分为5级。船闸水工建筑物级别见表6—2 。 船闸分级指标 表6-1 船闸级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 设计最大船舶吨位 3000 2000 1000 500 300 100 50 船闸水工建筑物级别划分 表6-2 船闸级别 水工建筑物级别 永久性建筑物 临时性建筑物 闸首、闸室 导航、靠船建筑物 Ⅰ 1 3 4 Ⅱ、Ⅲ 2 3 4 Ⅳ、Ⅴ 3 4 5 Ⅵ、Ⅶ 4 5 - 在综合性水利枢纽中，挡水的闸首闸室级别应与枢纽中的其他挡水工建筑物的级别一致。 对船闸水工建筑物级别的划分，还须考虑建筑物作用水头大小、结构和地基特征、工程所处的地理位置等因素，它们将影响或增加结构设计的难度，增多失事的机率。为提高其结构的可靠性，宜将有下列情况之一的，按表6-2所列级别提高1级采用。 (1)当最大水头超过15m； (2)当建筑物失事后，将使下游城镇、田地、工矿区或其他国民经济部门遭受严重灾害或引起巨大损失，以及临时性建筑物失事可能引起永久性建筑物遭受严重破坏。 (3)水工建筑物的工程地质条件特别复杂，或采用实践经验较少的新型结构。 三、设计应具备的基本资料 基本资料是设计的依据。设计前充分收集和掌握工程的基本资料。船闸工程设计一般采用初步设计和施工图设计两阶段。对于特大型工程、重要工程或条件较复杂的工程，也可采用初步设计、技术设计和施工详图三阶段。初步设计是整个设计阶段的关键。在初步设计阶段中，船闸的技术关键问题都应得到基本解决，工程的基本规模和投资额也应基本确定，初步设计不仅可进一步证实工程的可行性，更重要的是具体确定了工程主要结构的尺度和型式。施工详图阶段是在初步设计已批准基础上进行的，是工程具体实现的阶段。本阶段旨在将各种结构或构件放大比尺绘制成图以供施工之用，并具体协调解决结构、构件、设备间的矛盾。技术设计阶段是在已批准的初步设计的基础上，对一些关键技术进行深入的分析研究，因此技术设计阶段所需的资料，是在初步设计所需资料基础上，进一步补充和完善，除了两阶段施工详图所需资料外，对关键技术尚需提出专门的资料要求。设计不同的设计阶段规定了不同的设计任务和要求，为完成所规定的任务，须具备相应的可靠资料。船闸水工建筑物设计的基本资料包括过闸客货运量、船型、自然条件、航道状况、施工条件、编制工程估算和概算等。 为保证设计的质量必须具备以下基本资料： (1)船闸自上游引航道至下游引航道范围的水上、水下地形图。有时还应包括上游锚地及下游锚地范围的地形图； (2)整个船闸范围的地质纵横剖面图。 (3)水文、气象资料。 (4)整个船闸范围的地质综合报告，包括工程和水文地质条件、地基的承载能力、岩石风化程度，持力层深度、地震烈度以及建筑材料性能、取料场地等； (5)施工条件及施工设备等的有关资料。 施工图阶段所需的资料，是在已有资料的基础上，进一步补充和完善，以利于工程建设的实施。 第二节 作用在船闸结构上的荷载 在船闸水工建筑物设计时，须根据建筑物在施工、完建、运用及检修等不同时期所承受的全部荷载，并按各种可