既有桥梁情况下新沟船闸布置方案研究

摘要

我国经济建设的快速发展，水运运输行业也在蓬勃发展。由于国民经济建设的需要，通航河流上游兴建的桥梁越来越多，过河建筑物对河道通航条件的影响是明显的。目前，国内许多通航河流上，在枢纽和桥梁均已存在的情况下，要提高航道等级（通航船舶尺度增大），由于枢纽与桥梁之间距离较小，造成扩建（改建）枢纽船闸时，船闸布置（特别是船闸连接段航道布置）造成困难，船舶通航条件较差。同时，在枢纽已存在的情况下，要在枢纽河段兴建桥梁，或在桥梁已存在的情况下，要在桥梁河段兴建枢纽，规范对于枢纽上下游河段水上过河建筑物与枢纽之间距离并没有明确规定。因此，进行枢纽船闸与上下游桥梁之间距离研究，对枢纽（或桥梁）规划设计或规范制定具有重要意义。
　　新沟枢纽上、下游均存在着桥梁，特别是上游公路桥离枢纽距离较近，对新沟船闸改造布置带来困难。本文通过理论分析，对枢纽船闸（引航道口门）与上下游桥梁之间理论距离进行了分析，提出了相应距离要求的计算公式;通过概化水槽水流数学模型和船舶数学模型，验证了在理论距离要求条件下，船舶模型的航行状态良好，满足通航要求;在既有桥梁条件下对新沟船闸改造布置方案采用物理模型、船舶模型进行了深入研究。通过上述分析研究，主要结论如下:
　　(1)通过理论分析，提出了不同条件下枢纽船闸（引航道口门）与上下游桥梁之间理论距离要求。对枢纽（或桥梁）规划设计或规范制定具有一定的参考意义。
　　(2)通过概化水槽水流数学模型和船舶数学模型，在枢纽船闸（引航道口门）与上下游桥梁之间距离满足理论要求距离的情况下，计算分析了船舶在桥梁通航孔与船闸口门之间连接段航道的各种通航条件指标。计算分析表明:在满足理论分析得到的距离要求情况下，船舶航行状态良好。
　　(3)通过物理模型、船舶模型对新沟船闸改造布置方案进行了深入研究，针对新沟枢纽上游公路桥离枢纽距离较近的特点，提出了新沟船闸改造布置的推荐方案。进一步验证了理论分析得到的距离要求的必要性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及目的

1．2 国内外研究现状

1．2．1 船闸引航道口门区及连接段的研究现状

1．2．2 过河建筑物对通航条件影响的研究现状

1．2．3 通航条件研究方法的现状

1．3 本文的研究方法与主要内容

第二章 枢纽船闸与桥梁之间距离研究

2．1 枢纽船闸与桥梁之间距离的理论研究

2．1．1 概化模型及参数

2．1．2 不同条件下枢纽船闸与桥梁之间理论距离要求

2．2 理论距离状态下船舶数学模型航行状态计算分析

2．2．1 概化水槽数学模型及流场计算

2．2．2 船舶数学模型建立与验证

2．2．3 船舶数学模型航行状态计算结果及分析

2．3 本章小结

第三章 新沟船闸改造布置方案研究模型的设计

3．1 工程概况

3．1．1 枢纽概况

3．1．2 船闸改造布置存在的主要问题

3．2．1 模型设计

3．2．2 模型制作

3．2．3 测量仪器

3．3 船舶模型

3．3．1 船舶模型的设计与制作

3．3．2 船模与实船的相似性率定

3．3．3 船模的测试设备

3．3．4 船舶航行状态判别标准

3．4 试验工况分析

3．4．1 水文特征分析

3．4．2 水位流量关系

3．4．3 各功能期水文特征

3．4．4 试验工况

3．5 本章小结

第四章 既有桥梁状态下新沟船闸改造布置方案研究

4．1 设计方案的通航条件试验研究

4．1．1 设计方案简介

4．1．2 水流条件试验研究

4．1．3 船舶模型通航试验研究

4．1．4 小结

4．2 修改方案的通航条件试验研究

4．2．1 修改方案简介

4．2．2 水流条件试验研究

4．2．3 船舶模型通航试验研究

4．2．4 小结

4．3 推荐方案的通航条件试验研究

4．3．1 推荐方案简介

4．3．2 水流条件试验研究

4．3．3 船舶模型通航试验研究

4．3．4 小结

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

主要结论

研究展望

参考文献

致谢

附录