漏顶式平面钢闸门设计.doc

漏顶式平面钢闸门设计 一、设计资料 闸门形式：溢洪道漏顶式平面钢闸门 孔口净宽：10m 设计龙头：5.8m 结构资料：3号钢（Q235） 焊条：E43型 止水橡皮：侧止水为P型橡皮，底止水为条形橡皮 行走支承：采用双滚轮式，采用压合胶木定轮轴套，滚轮采用国家定型产品 钢筋混凝土强度等级：C20 二、闸门结构的形式及布置 1、闸门尺寸的确定 闸门高度：不考虑风浪所产生的水位超高，H=5.8m； 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=10m； 闸门的计算跨度：L=L0+2d=10+2×0.2=10.4m，其中，d为行走支承中心线到闸墩侧壁的距离。 2、主梁的形式 主梁的形式应根据木头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 3、主梁的布置 由于L1.5H，所以采用双主梁式。为使两个主梁在合计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称与水压力合力的作用线y=H/3=1.93m，并要求下悬臂a≥0.12H，且a≥0.4m，同时满足于上悬臂c≤0.45H，且a≤3.6m，今取a=0.7m≈0.12H=0.696m； 主梁间距：2b=2（y-a）=2×（1.93-0.7）=2.46m； 则c=H-2b-a=5.8-2.46-0.7=2.64m≈0.45H=2.61m，且c3.6m，满足要求； 闸门的主要尺寸如图所示. 4、梁格的布置和形式 梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的小孔并被横隔板所支承，水平次梁为连续梁，其间距上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸见图2所示。 5、联结系的布置和形式 （1）横向联结系 根据主梁的跨度，决定布置三道横隔板，其间距为10.4/4=2.6m，横隔板兼做竖直次梁。 （2）纵向联结系 设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杠式桁架。 6、边梁采用双复板式，行走支承采用双滚轮式；滚轮安装于边梁双腹板中间，为减小滚动摩擦力，采用压合胶木定轮轴套；滚轮采用国家定型产品。 三、面板设计 根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5039-95)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和主梁整体弯曲的折算应力。 1、估算面板厚度 假设梁格如上图所示，面板厚度按式：t=a(kp/0.9α[σ])^(1/2)计算.α=1.65,则t=a(kp/(0.9×1.65×160))^(1/2)=0.065a(kp)^(1/2);当b/a3时,α=1.55,则t=a(kp/(0.9×1.55×160))^(1/2)=0.067a(kp)^(1/2).现列表计算如表1: 表1 区格 a(mm) b(mm) b/a k P(N/mm2) kp^(1/2) t(mm) I 1410 2590 1.84 0.65 0.008 0.072 6.60 II 1010 2590 2.56 0.50 0.020 0.101 6.63 III 820 2590 3.16 0.50 0.030 0.123 6.76 IV 710 2590 3.65 0.50 0.039 0.139 6.61 V 650 2590 3.98 0.50 0.046 0.152 6.63 VI 460 2590 5.08 0.75 0.053 0.199 6.14 注: 1、面板边长a、b都从面板与梁格的连接焊缝算起,主梁上翼宽度为140mm; 2、区格I、IV中系数k由三边固定一边简支板查得。 根据表1计算，选用面板厚度t=8mm。 2、面板与梁格的连接计算 面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力P按式P=0.07tσmax计算,已知面板厚度t=8mm,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm2,则: 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力: T=VS/2I0=412000×620×4×300/2×1572850000=195N/mm 由式(2-7)计算面板与主梁的焊缝度: hf=((p/1.22)2+T2)^(1/2)/(0.7[τth)=((89.6/1.22)2+1952)^(1/2)/0.7×113=2.6mm 面板与梁格连接焊缝取其最小厚度hf=6mm 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接梁，作用在它们上面的水压力课塞纳式（2-8）计算，即q=p(a上+a下)/2 现列表计算如表2:εq=164.28KN/m 表2 1(顶梁) 0.3 0.03 0.755 0.23 2 14.8 1.48 1.305 19.31 3（上主梁） 25.9 1.13 1.02 26.42 4 34.8 0.91 0.845 29.4 5 42.4 0.78