露顶式平面钢闸门设计 (1)Word文档格式.doc
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y2=7.00m;
y3=9.00m;
y4=11.00m;
y5=12.00m;
y6=13.00m;
y7=14.00m
其具体布置如下图：
图二主梁的布置单位（m）
4.梁的布置和形式。
梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔冰被横隔板所支承。
水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置具体尺寸如下图所示。
（单位：
dm）
5.连接系的布置和形式。
（1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置7道横隔板，其间距为2m，横隔板兼作竖直次梁。
（2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。
采用斜杆式桁架。
6.边梁与行走支承。
边梁采用单复式，行走支承采用滚轮支承。
三、面板设计
根据《水利水电工程钢闸门设计规范SL1974-2005》，关于面板的计算，先估算面板的厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算应力。
1.估算面板厚度。
假定梁格布置尺寸图2所示。
面板厚度按式计算
当b/a3时，α=1.5，则
当b/a>
3时，α=1.4，则
现列表1进行计算。
表一：
面板厚度的估算
区格
a（mm）
b（mm）
b/a
k
P（N/mm）
t（mm）
1
1280
1990
1.55
0.580
0.007
0.064
5.57
2
1250
1.59
0.468
0.020
0.097
8.25
3
1130
1.76
0.483
0.033
0.126
9.68
4
950
2.09
0.497
0.044
0.148
9.56
5
920
2.16
0.498
0.054
0.164
10.26
6
900
2.21
0.179
10.95
7
600
3.32
0.500
0.072
0.190
7.98
8
590
3.37
0.078
0.197
8.14
9
480
4.14
0.083
0.204
6.85
10
640
3.11
0.091
0.213
9.54
11
620
3.21
0.098
0.221
9.59
12
440
4.52
0.103
0.227
6.99
13
420
4.74
0.104
0.228
6.70
14
410
4.85
0.110
0.235
6.74
15
0.120
0.245
7.03
16
0.124
0.249
7.15
17
400
4.98
0.130
0.255
7.14
18
390
5.10
0.135
0.260
7.10
19
310
6.42
0.139
0.265
5.75
20
240
8.30
0.750
0.143
0.330
5.54
根据上表计算，选用面板厚度t=11mm。
2.面板与梁格的连接计算。
面板局部绕曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P，按式max计算。
已知面板厚度t=11mm，并且近似地取板中最大弯应力σmax=【σ】=160N/mm2，则：
max=0.07×
11×
160=123.2（N/mm）
面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：
T=VS/2I0=441000×
620×
306/2×
1617000000=204（N/mm）
由式计算面板与主梁连接的焊缝厚度为
=（（p/1.22）2+T2）^（1/2）/（0.7）=√123.22×
2042/0.7×
115=3.0（mm）
面板与梁格的连接焊缝应采用连续焊缝，面板与梁格连接焊缝取其最小厚度=8mm
四、水平次梁、顶梁和底梁的设计
1.荷载与内力计算。
水平次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水平压力可按式计算，即
列表2计算后得
Σq=996.86kN/m
表2水平次梁、顶梁和底梁均布荷载的计算
梁
号
梁轴
线处
水压
强度
梁间距（m）
（m）
（KN/m）
1顶梁
1.96
1.2
11.76
1.265
14.88
1.33
24.79
1.300
32.23
1.27
4（主梁）
37.24
1.135
42.27
47.04
1.000
56.84
7（主梁）
66.64
0.850
56.64
0.7
73.50
0.700
51.45
80.36
0.650
52.23
0.6
10（主梁）
86.24
56.06
93.10
65.17
99.96
64.97
13（主梁）
105.84
0.550
58.21
0.5
110.74
55.37
15（主梁）
115.64
57.82
120.54
60.27
17（主梁）
125.44
62.72
130.34
19（主梁）
135.24
0.450
60.86
0.4
139.16
0.350
48.71
0.3
21（底梁）
142.1
0.300
42.63
顶梁荷载按下图计算：
根据表2计算，水平次梁计算荷载取65.17kN/m,水平次梁为十跨连续梁，跨度为2m。
如下图所示。
水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为
M次中=0.077ql2=0.077×
65.17×
2×
2=20.07（KN﹒m）
支座B处的弯矩为
M次B==0.107ql2=0.107×
2=27.89（KN﹒m）
图三水平次梁计算简图和弯矩图
2.截面选择。
W=M/[σ]=27.89×
106/160=174312.5mm3
考虑到利用面板作为次梁截面的一部分，初选[20a，由附录三表4查得：
A=2883；
；
=73mm；
d=7mm。
面板参加次梁工作有效宽度分别按式及式或（其中）计算，然后取其其中较小值。
≤b1+60t=73+60×
11=733（mm）
（对胯间正弯矩段）
（对支座负弯矩段）
按18号梁计算，设梁间距（500+500）/2=500（mm）。
确定式中面板的有效宽度系数时，需要知道梁弯矩零点之间的间距与梁间距b比值。
对于第一跨中正弯矩段取=0.8=0.8×
2000=1600（mm）。
对于支座负弯矩段取=0.4×
2000=800（mm）。
根据/查下面表3可得：
表3面板有效宽度系数和
1.0
1.5
2.0
2.5
0.20
0.40
0.58
0.70
0.78
0.84
0.90
0.94
0.95
0.97
0.98
1.00
0.16
0.30
0.42
0.51
0.64
0.71
0.77
0.83
0.86
0.92
对于/=1600/500=3.2得=0.852则B=b=0.852×
500=426（mm）
对于/=800/500=1.6得=0.429则B=b=0.429×
500=215（mm）
图四面板参加水平次梁工作后的组合界面（单位：
mm）
对第一跨中选用B=426mm，则水平次梁组合截面面积（图四）为
A=2883+426×
11=7569（mm2）
组合截面形心到槽钢中心线的距离为
e=（426×
105.5）/7569=65（mm）
跨中组合截面的惯性矩及截面模量为
I次中=17804000+2883×
652+426×
40.52=37670887（mm4）
Wmin=37670887/165=228308（mm2）
对支座段选用B=215mm，则组合截面面积为
A=2883+215×
11=5248（mm2）
e=215×
105.5/5248=48（mm）
支座处组合截面的惯性矩及截面模量为
I次B=17804000+2883×
482+260×
8×
57.52=31323432（mm4）
Wmin=31323432/148=211645（mm2）
3.水平次梁的强度验算。
由支座B（图三）处弯矩最大，而截面模量最小，故只需验算支座B处的截面的抗弯强度，即
σ次=M次B/Wmin=27.89×
106/211645=131.8N/mm2<
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