小尺度省水船闸布置及输水系统型式研究

发布时间：2017-09-17 04:17

  本文关键词：小尺度省水船闸布置及输水系统型式研究

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【摘要】：近年来,一些地区出现了打造“城区特色旅游航道”的热潮,这些城区位于中小通航河流上,结合河道狭窄、流量小、比降大等特点,一些学者提出了在这些河道上修建小尺度省水船闸以解决通航问题的设想,而国内外对该类型船闸的研究并不多见。本文以贵阳南明河城区段省水船闸工程为研究对象,采用水力分析及结构数值模拟的方法,对拟建船闸的总体布置方案、输水系统布置、闸墙的轻型结构型式进行了探讨。该船闸与省水池共用一侧闸墙,组合成带省水池的省水船闸。泄洪时,省水池与翻板坝组合成泄洪建筑物。根据泄洪及通航需要采取不同的省水阀门开启方式,一方面减少了工程投资,另一方面也减少了河道占用面积。船闸采用一种组合式的输水系统型式,输水系统由短廊道集中输水和闸室中部横支廊道输水两部分组成。研究得出充水时间330s,泄水时间335s,满足一次过闸的时间要求。充泄水过程中,闸室水位的升降速率也符合船舶在闸室的停泊安全要求。用有限元方法对船闸闸室结构的稳定性进行验算。研究了左侧闸墙和省水池墙体在最不利工况条件下的荷载效应,对不同配筋条件下的数值计算结果进行了对比分析,得出了抗压、抗拉、水平位移、竖直位移等力学参数,研究表明采用轻型闸墙结构型式是满足安全使用要求的。“船闸-省水池-翻板坝”的平面布置型式、组合式输水系统设计、轻型闸墙结构型式是本文的核心研究成果。该成果不仅可以为贵阳南明河城区段通航建筑物建设方案提供新的思路,对我国小尺度省水船闸的设计及研究也具有一定意义,为完善我国船闸的相关研究提供参考。
【关键词】：省水船闸 输水系统 轻型结构 水力特性
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U641
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 船闸的研究现状9-11
• 1.2.2 省水船闸的研究现状11-12
• 1.2.3 国内省水船闸研究趋势12-13
• 1.3 存在的问题及其解决思路13
• 1.4 本章小结13-14
• 第二章 省水船闸特点及其应用14-19
• 2.1 省水船闸的特点及适用范围14-15
• 2.1.1 省水船闸的概念及特点14-15
• 2.1.2 省水船闸的适用范围15
• 2.2 省水船闸的类型及工作原理15-18
• 2.2.1 带省水池的省水船闸15-16
• 2.2.2 不待航船闸16
• 2.2.3 相互灌泄水省水船闸16-17
• 2.2.4 具有中间渠道的船闸17
• 2.2.5 省水船闸与发电的联系17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第三章 省水船闸总体布置19-37
• 3.1 工程概况19
• 3.2 过船建筑物方案比选19-21
• 3.2.1 升船机的发展与应用19-20
• 3.2.2 过船建筑物的选择标准及依据20
• 3.2.3 升船机与船闸的比较20-21
• 3.3 闸址位置选择21
• 3.4 船闸的线数、级数及基本尺度研究及确定21-23
• 3.4.1 船闸的级数、线数分析21
• 3.4.2 设计船型、船闸尺度拟定21-23
• 3.5 船闸设计水位及高程确定23-24
• 3.5.1 上下游特征水位23
• 3.5.2 船闸各部位高程23-24
• 3.6 省水池的布置24-29
• 3.6.1 布置省水池的必要性24
• 3.6.2 省水池布置平面图24-27
• 3.6.3 省水池省水效益研究27-29
• 3.7 船闸输水系统布置29-36
• 3.7.1 国内相关研究经验借鉴29-30
• 3.7.2 布置图及其相关介绍30-32
• 3.7.3 输水系统各部位基本尺寸拟定32-36
• 3.7.3.1 A输水系统尺寸拟定32-34
• 3.7.3.2 B输水系统尺寸拟定34-35
• 3.7.3.3 A.B输水系统尺寸汇总35-36
• 3.8 本章小结36-37
• 第四章 省水船闸水力计算37-52
• 4.1 阻力系数和流量系数拟定37-38
• 4.1.1 A输水系统值和值计算37
• 4.1.2 B输水系统值和值计算37-38
• 4.2 输水阀门的开启速度、闸室输水时间计算38-40
• 4.3 船闸输水过程水力特性曲线计算40-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 省水船闸结构计算52-78
• 5.1 闸墙结构型式52
• 5.2 基础理论52-58
• 5.2.1 弹性力学基础方程52-56
• 5.2.2 有限元的基本理论与方法56-58
• 5.2.3 abaqus分析过程58
• 5.3 有限元计算结果58-77
• 5.3.1 计算思路58-60
• 5.3.2 计算原理60-61
• 5.3.3 计算结果61-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 结论与展望78-80
• 6.1 结论78
• 6.2 展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-83
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果83

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本文编号：867209