露顶式平面钢闸门设计答案.docx
《露顶式平面钢闸门设计答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《露顶式平面钢闸门设计答案.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
露顶式平面钢闸门设计答案
露顶式平面钢闸门设计说明书
一、设计资料
⑴闸门型式：
露顶式平面钢闸门
⑵孔口净宽：
8.0m
⑶设计水头：
7.0m
235QA?
F⑷结构材料：
E43型手工焊⑸焊条：
焊条采用P型橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：
采用胶木滑道，压⑻止水橡皮：
侧止水用MCS?
2合胶木为⑼混泥土强度等级：
C20
⑾规范：
《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-1995）
二、闸门结构的型式及布置
1.闸门尺寸的确定:
⑴闸门高度：
考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度5.2+0.2=5.4m
⑵闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距L=8.0mD⑶闸门计算跨度L=L0.3=8.6m
×+2d=8+20．
2.主梁的型式
主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度（L=5~10），为了便于制造和维护，采用实腹式组合梁，焊接组合截面。
3.主梁的布置
L8.6根据闸门的高垮比==1.65>1.55，决定采用双主梁，为使两根主梁在设计水位时所受H5.2H5水压力相等，两根主梁的位置应对称于水压力合力的作用线y===1.67m，并要求下悬33臂a≥0.12H和a≥0.4m，上悬臂c≤0.45H和c＜3.6m。
且使底主梁到底止水的距离尽量符合底缘布置要求（即α>30°），先取a=0.12H=0.6m，则主梁间距：
2b=2（y-a）=2×（1.67-0.6）=2.14m
4.梁格的布置和形式
格采用复式布置和高等连接，三根水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。
水平次梁为连
续梁，其间距上疏下密，面板各区格所需要的厚度大致相等。
梁格的布置及具体尺寸如下图所示：
联结系5.
的布置和形式）横向1（道横隔板，横隔板兼作竖直次梁，其横向联3联结系：
根据主梁的跨度，采用布置8.6=2.15m
结间距为L=4根等4:
2（）纵向联结系采用斜杆式桁架，布置在两根主梁下翼缘的竖平面内，并设有肢角钢的斜杆。
．
边梁与行走支承6.
采用单腹式边梁，行走支承采用双股式滚动行走支承。
三、面板设计估算面板厚度1.
kpa2mm
，且假定梁格布置如图所示，面板厚度由公式t=t-t≤?
?
minmax?
92.0kp?
akp≤3时，，则t=0.068aα=1.5当b／a160?
?
1.05.9kpa?
kpt=，则时，α0.07a=1.4当b/a＞31604?
0..9?
1现列表计算如下：
格区
a（mm）
b（mm）
b/a（mm）
k（mm）
2P（N/mm）
kp
t（mm）
Ⅰ
1500
2150
1.43
0.537
0.0076
0.064
6.53
Ⅱ
960
2150
2.24
0.491
0.020
0.099
6.46
Ⅲ
850
2150
2.53
0.500
0.028
0.118
6.82
Ⅳ
660
2150
3.26
0.500
0.036
0.134
6.19
Ⅴ
630
2150
3.41
0.500
0.042
0.145
6.39
Ⅵ
600
2150
3.58
0.750
0.048
0.190
7.98
注：
区格Ⅰ，Ⅵ中系数k按三边固定一边简支查表得
根据计算结果，选用面板厚度t=8mm
四、水平次梁、顶梁和底梁的设计
1.荷载与内力计算
a?
a下上计算q=p水平次梁和顶、底梁都是支承横隔板的连续梁，作用在上面的水压力按2：
计算列表如下
梁号
梁轴线水压强度p2KN/m（）
梁间距（m）
aa?
下上2）（m
aa?
下上q=p2（m）
备注：
顶梁荷载按下图下式计算
1（顶梁）2
14.70
1.230
2.7618.08
1.30?
14.71.30?
23R=11.502=2.76KN/m
1.50
0.960.850.660.630.60
3（上主梁）
24.11
0.905
21.82
4
32.44
0.755
24.49
5
38.91
0.645
25.10
（下主梁）6（底梁）7
45.0850.96
0.6150.300
27.7215.29
据表中结果，水平次梁计算荷载取最大值25.10KN/m，水平次梁为四跨连续梁，跨度为2.15m。
水平次梁计算结构简图及弯矩图如下：
2=8.93KN/m×25.10×2.15水平次梁边跨中的正弯矩为：
M=0.077qL=0.077次中2KN/m
2.15=12.42=0.107ql=0.107×25.10×支座B处的负弯矩为：
MB次61042?
12.M3mm==776252、截面选择?
?
?
160?
2mm；A=1851槽钢14a由附表查得：
考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选24mmmmbIW=58mm;d=6mm
=5637000；=80500；1XX面板参加次梁翼缘工作的有效宽度按下式计算，然后取最小值。
b+60t=58+60×B≤8=538mm1B=ξb（对跨间正弯矩段）；1B=ξb（对支座负弯矩段）；2（b1+b2）660+630按5号梁进行计算，设该梁平均间距b===645mm，对于第一跨中正弯矩22l?
0.8l?
0.8?
2150?
1720mm，对于支座负弯矩段取：
段，零点之间的距离:
0l?
0.4l?
0.4?
2150?
860mm，根据L/b查表2—1;
00l17200?
?
2.667得ξ=0.80，则B=ξb=0.80×645=516mm由11645b860l03331?
.?
645=245mmb=0.380×由=0.380，则B=ξ得ξ22645b2
8=5978mm×B=516mm，则水平次梁的组合截面积：
A=1851+516对于第一跨中，选用
组合截面形心到槽钢中心线的距离：
748×516=51mm
e=5978
跨中组合截面的惯性矩及截面模量为：
422，23=12635136mm××51+5168×=5637000+1851Ι次中126351362
mm=104423=Wmin121．
组合截面形心到槽钢中心线的距离：
516×8×74e==51mm
59782
8=3811mm×，则水平次梁的组合截面积：
A=1851+245对于支座段，选用B=245mm74××8245=38mm
e=组合截面形心到槽钢中心线的距离：
3811224
=10850004mm×8×36支座处截面的惯性矩及截面模量为：
Ι=5637000+1851×38+245B次108500042W==100463mmmin1082.水平次梁的强度验算支座B处弯矩最大，截面模量也较大，跨中弯矩小，故两处截面的抗弯强度都需要验算。
M610?
8.93?
?
次中?
?
2
2=160N/mm＜===85.52N/mm次中104423WminM610?
11.78?
?
次B?
?
22＜=160N/mm===123.63N/mmB次100463minW满足弯应力强度要求。
综上可知水平次梁选用[14a3.水平次梁的扰度验算，水平次梁为受均布荷载的四跨连续梁，其最大扰度发生在边跨，已求得M=12.42KN/mB次1w?
?
''0063?
0.k4=0.004
=Ι=10850004mm，四跨连续梁，?
?
B次L250?
?
335ql102.15?
25.10?
ww?
?
''0k=0.0063×=0.0007＜==0.004，满足挠度要求。
?
?
5LL004.?
10852.06?
10E?
?
?
B次4.顶梁和底梁
底梁计算简图和弯矩图
2Mlq2=7.56KN·m
15.29=0.107×2.15×=0.107支座M610?
.567支座33cm.mm25?
47?
47250W==?
?
需?
16033W47.cm25cm=62.137[12选用σ=＞W需底梁弯应力强度验算：
M31056?
7.?
?
支座22?
?
cmmm?
?
121.67N/，满足弯应力要求。
=＜=160N/62.W137y底梁刚度验算：
3ql5310.15?
15.29?
2ww?
?
''k=0.0063×=0.00119＜=0.004=满足刚度要求。
?
?
5LE?
L466.10?
3912.06?
?
?
B次顶梁采用和底梁相同的槽钢即[12σ，顶梁弯应力强度验算：
2Ml2q=1.37KN·×2.15m=0.107×=0.1072.76支座M310?
1.37?
?
支座22?
?
cmmm05N/22?
?
.满足应力强度要求。
=160N/＜=62.W137y顶梁的刚度验算：
3ql5310?
76?
2.152.ww?
?
''k=0.0063×=0.00021＜=0.004满足刚度要求。
=?
?
5L?
EL466.?
10?
391062.?
?
B次五、主梁设计
（一）已知条件
ll=8.0mL=8.6m主梁跨度：
净跨度，荷载跨度=8.0m，计算跨度
（1）111p?
22q=，5.0=61.25KN/mH=122.5KN/m=主梁荷载：
（2）P=×9.8×222（3）横隔板间隔：
2.15m。
1w?
?
。
主梁容许绕度：
=（4）?
?
L600?
?
（二）主梁设计截面选择1.
）主梁内力分析如图：
（1主梁简支于边梁上，最大弯矩在跨中，最大剪力在支承处qll61.25?
88M（L?
）?
（8.6?
）?
563.5KN·==maxm4264211Vql?
?
61.25?
8?
245KN
=max22
（2）需要的截面抵抗矩（考虑闸门自重引起的附加应力的影响）
3M10?
563.53maxWcm?
?
3828=?
?
?
0.92?
1600.92（3）腹板高度h选择（刚度条件求得最小梁高h）min0?
?
2?
?
010.92160?
8.6?
Lh?
73.62cm×××=0.960.208×0.960.208?
?
?
?
min5L/WE600/1?
10?
06.2．
52/2/5hcm.W05?
843828×=3.1=3.1echh。
一般应大于稍小，故应选取但比h=80cm经济梁高选取的梁高hecmin80h?
0.81tt=1.0cm=，选（4）腹板厚度选择：
腹板厚度=ww1111（5）翼缘截面选择：
th38281.0?
80W20w?
?
?
cm每个翼缘所需截面为：
A==34.521h68060A34.521?
?
17.26cmt?
2.0cm,b?
cmb?
25下翼缘选用（在，因此需要选用。
1112t1hh?
?
32?
16cm之间）上翼缘的部分截面面积可利用面板，故只需设置较小的上翼缘，2.55t?
2.0cm,b?
14cm。
板同面板相连，选用11b+5t=14+50×B=0.8=54cm面板兼做主梁上翼缘的有效宽度12cm.2.8?
71?
2.0?
54?
014A?
上翼缘截面面积16）弯应力强度验算：
（
升级会员 