式:
6—12B=Z1b(对跨间正弯距段)
梁间距b=b^^
2
900900
2
900mm。
对于第一跨中正弯距段
10=0.8l=0.8X975=780mm;
B=Z2b(对支座负弯距段)。
对于支座负弯距段10=0.41=0.4X975=390mm。
43
根据lo/b查表6—1:
:
L8b
对于10/b=780/900=0.867得Z1=0.40,得B=Z
ib=0.40X900=360mm,
对于10/b=390/900=0.430得Z2=0.16,得B=Z
2b=0.16X900=144mm,
对第一跨中选用B=360mm则水平次梁组合截面面积(例图4):
A=2929+360X14=6961mm;
组合截面形心到槽钢中心线得距离:
3601498《e==65mm;
8689
跨中组合截面的惯性距及截面模量为:
I次中=13699000+2929X652+360X14X352=29662171mm
WZin=33130025203165.6mm2
155
对支座段选用B=144mm则组合截面面积:
A=2929+144K14=4592mrn
组合截面形心到槽钢中心线得距离:
e=118.81498=35mm
4592.2
支座初组合截面的惯性距及截面模量为:
I次b=13699000+2929X432+144X14X352=23680365.8mrn
“23680365.82
Wn=189442.9mm
125
3.水平次梁的强度验算
由于支座B处(例图3)处弯距最大,而截面模量较小,故只需验算支座B处截面的抗弯强
度,即
6
22.024810116/2[]160“/2
(7次=116.24N/mm[]160N/mm,
189442.9
说明水平次梁选用[18b满足要求。
轧成梁的剪应力一般很小,可不必验算。
4.水平次梁的挠度验算
受均布荷载的等跨连续梁,最大挠度发生在便跨,由于水平次梁在B支座处截面的弯距已经
求得M次B=22.0248kN?
m,则边跨挠度可近似地按下式计算:
5216.53[975]322.0248106975
3842.061029662171162.061029662171
=0.0002<[W]丄0.004
l250
故水平次梁选用[18b满足强度和刚度要求
五、主梁设计
(一)设计资料O(n_n)O
1)主梁跨度:
净跨(孔口净宽)l0=3.5m;计算跨度l=3.9m;荷载跨度l1=3.66m
46^34)/4431.9kN3)横向隔板间距:
0.975m。
2
2153910342.5cm,
hmin0.208E^瓷61051/750
(5)
翼缘截面选择:
每个翼缘需要截面为
积可利用面板,故只需设置较小的翼缘板同面板相连,选用11=2.0cm,b1=16cm,面板兼作主梁
上翼缘的有效高度为B=b+60t=16+60X1.4=100cm。
上翼缘截面面积A=18X2.0+100X1.4=172cm2。
(6)
弯应力强度验算
截面抵抗距:
上翼缘顶边
Wmax
—37767711869.17cm3,
y131.82
F翼缘底边Wmin—3776776568cm3,
y257.5
弯应力:
Mmax
818100
12.45kN/cm20.91614.4kN/cm2,安全
Wmin
6568
表3
部位
截面尺寸
(cmXcm)
截面面积
A(cm)
各型心离面板表面距离
y'(cm)
Ay'
(cm5)
各型心离中和轴距离
y=y'-y1(cm)
Ay2(cm4)
面板部分
100X1.4
140.0
0.7
980
-27.21
103578
上翼缘
16X2.0
32.0
2.4
76.8:
-25.5
:
20808
腹板
90X1.0
90.0
43.4
3906
15.5
19220
下翼缘
30X2.0
60.0
84.4
5064
56.5
191405
合计
312
9926.8
335011
(7)因主梁上翼缘直接同面板相连,可不必验算整体稳定性,因梁高大于按高度要求的最小梁高,故梁的挠度也不必验算。
2.截面改变
因主梁跨度较大,为减小门槽宽度与支承边梁高度(节约钢材),有必要将主梁承端腹板高度减小
7906584
131221.0
为h0O.6ho54cm。
考虑到主梁端部腹板及翼缘相焊接,故可按工字截面梁验算应力剪力强度。
部位
截面尺寸
(cmXcm)
截面面积
A(cm)
各型心离面板表面距离y'(cm)
Ay'(品)
各型心离中和轴距离
y=y'-y1(cm)
Ay2(cm4)
面板部分
100X1.4
140.0
0.7
980
-27.21
103578
上翼缘
16X2.0
32.0
2.4
76.8「
-25.5
:
20808
腹板
54X1.0
54.0
43.4
2343.6
15.5
19220
下翼缘
30X2.0
60.0
50.64
3038.4
56.5
191405
合计
286
8710.8
335011
尺寸表4所示:
表4
VmaxS
IOtw
10kN/cm2
[]9.5kN/cm2,因误差未超过10%,安全
3.翼缘焊缝
翼缘焊缝厚度hf按受力最大的支承端截面计算。
Vmax=790kN。
l°=13122cm,
上翼缘对中和轴的面积距:
S=32.0X25.5+140X27.2=4624cn{,
需要hf
VS
1.41。
[wf]
7904624
1.41312211.3
0.511cm,
下翼缘对中和轴的面积距:
S=60X56.5=3390cm
角焊缝最小,hf15、t1.5、206.7mm
全梁的上下翼缘焊缝都采用hf二8mm。
4.加筋肋验算
因u"80,不需设置横向加劲肋。
闸门上已布置横向隔板可兼作横加劲肋'其间距a=
0.975m。
腹板区格划分见图2。
5.取面板区格川验算其长边点的折算应力
a=450-80-90=280mm,
面板区格川的长边中点的主梁弯距和弯应力该区格长边中点的折算应力
=.1102(3358)2110(3358)100.8N/mm2[]1.65160264N/mm2
故面板厚度选用14mm满足强度要求。
六、横隔板设计
1.荷载和内力计算
如图所示水平次梁为4跨均布连续它所受的最大剪力,由规范表查知:
作用上由水平荷载传递的集中荷载:
R(0.6070.536)q次I.1.143216.530.975241kN;取q=q次
2.横隔板和截面选择和强度验算
腹板选用与主梁腹板同高,采用800X10mm上翼缘利用面板,下翼缘采用200mnX800mm的扁钢,上翼缘可利用面板的宽度公式按式
461
800
EFT匚站惬虽处帝
Wxl4
7狮
B=Z1b确定。
l0/b900/9750.923,查
表得Z1=0.369,
B=0.369X975=360mm取B=360mm。
计
算如下图所示截面几何特性截面型心到腹板
中心线距离:
360104052008405
36010200880010
=61mn截
面惯性距:
103603442122840104mm4
I3
Wmin2619190mm,
469
验算应力:
-由于横隔板截面高度较大,剪切强度更不必验算,横隔板翼缘焊缝采用最小焊缝厚度hf=6mm。
_七、边梁设计
边梁的截面形式采用单腹式,
-如下图,边梁的截面尺寸按构造要求确定,即截面高度与主梁端部高度相同,腹板厚度与主梁腹板厚度相同,
-为了便于安装压合胶木滑块,下翼缘
宽度不宜小于300mm。
边梁是闸门的重要受力构件,由于受力情况复杂,故在设计时将容许应力值降低20%作为考虑受
扭影响的安全储备。
1.荷载和内力计算在闸门每侧边梁上各设4个胶木滑块,其布置如下图:
(1)水平荷载
主要是主梁传来的水平荷载,还有水平次梁和顶,底梁传来的水平荷载,为了简化起见,可假定这
些荷载由主梁传给边梁,每个边梁作用于边梁荷载为R=790kN
(2)竖向荷载
有闸门自重,滑道摩阻力,止水摩阻力,起吊力等。
上滑块所受压力:
R,2790kN,
下滑块所受压力:
R227901580kN,
最大阻力为作用于一个边梁上的起吊力,估计为650kN,有N=650kN进行强度验算,
N650R1f65015800.12460.4kN
2.边梁强度验算
截面面积A2400208001628800mm2,
截面边缘最大应力验算:
腹板最大剪应力验算:
腹板与下翼缘连接处则算应力验算:
VmaxS1
Itw
7901034002041048N/mm2,
16I
均满足强度要求
八、行走支承设计
胶木滑块计算:
下滑块受力最大,起值为R=1580kN,设滑块长度为350mm则滑块单位长度承受
22
494N/mm[j]500N/mm。
max
104爲
木滑块与规定弧面的接触应力验算:
九、胶木滑块轨道设计
1.确定轨道底板宽度
轨道底板宽度按砼承压强度确定,查表得:
砼允许承压应力为度为:
[(7]=7N/mm2,则所需轨道底板宽
q
fM*
15:
1)
155
一丄■h_——
"350'
Bn汙葺322mm取Bh
=350mm
故轨道底面压应力:
2.确定轨道底版厚度轨道底板厚度S按其弯曲强度确定,轨道底版的最大弯应力:
轨道底板悬臂长度C=102.5mm对
于A3查表得[7]=100N/mm2,
故:
J3nc2/36.4102.52
t、.144.9mm
T[]X100
,故t=50mm。
十、闸门启闭力和吊座验算
1.启门力:
T启=
1.1G+1.2(T2d+T2s)+Px
G=0.022K忆朋*63X9.8
其中,A=3.5X3.5=12.25mm,可查知:
系数KKK,均取为1.0,
134063
•••G=0.022X1.0X1.0X1.0X12.25.X50.X9.8=80.1kN,
滑道摩阻力:
T2dfp0.124431.93.66760kN,
止水摩阻力:
T2s2fbhp20.650.063.66411.3117.4kN.
因橡皮止水与钢板间摩擦系数f=0.65,橡皮止水受压宽度取为b=0.06m,
每边侧止水受压长度H=3.66m,侧止水平均压强:
下吸力Px底止水橡皮采用I110—16型,其规格为宽16mm长110mm底止水沿门跨长3.9m,根据规范SDJ13—78,启门时闸门底缘平均下吸强度一般按20kN/m2计算,则下吸力:
Px203.90.0161.248kN
故闸门启门力:
T启1.180.11.2(760117.4)1.2481142kN.
2.闭门力:
T闭=1.2(T2dT2S)0.9G1.2(760117.4)0.9
3.吊轴和吊耳板验算
(1)吊轴
采用3号钢,由第一章表1—9查得
[t]=65n/mm2,采用双吊点,每边启吊力
■*
r
—
1a=
0
i
—
为:
P
1.2
T启
1.2
1142
P
685.2kN,吊轴每边剪力:
V
685.2
342.6kN,
2
2
2
2
需
吊
轴截
面
积:
AV342.6102
A5270mm
由A
d0.785d2,有:
d>
[]65
4
X0.785
5270
:
0.785
83mm,取d=100mm
1—9得人3得[(Tcj]=80N/mm,
(2)吊耳板强度验算
按局部紧接承压条件,吊耳板需要厚度按下式计算,查表
45mm的轴承板。
轴承板
:
t壮?
0需86mm,固在边梁腹板上端部的两侧各焊一块为
采用圆形,其直径取为
3d=3X100=300mn,
吊耳孔壁拉应力计算:
R2Y2
R2Y2
0.8[k]
2
76.1N/mm,
吊耳板直径R=150mn轴孔半径Y=50mm由表1—9查得:
[c
76.1
1502502
1502502
95.1N/mm20.812096N/mm2,满足要求。