水工钢结构设计节制闸工作闸门设计2.doc

课程设计(综合实验)报告 ( 2012-- 2013年度第一学期) 名 称： 水工钢结构课程设计 题 目： 节制闸工作闸门设计 院 系： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 成 绩： 日期：2013年1月4日 一、设计资料 1 二、闸门结构的形式及布置 1 1.闸门尺寸的确定 1 2.主梁的形式 1 3.主梁的布置 1 4.梁格的布置和形式 2 5.连接系的布置和形式 2 6.边梁与行走支承 2 三、面板设计 2 1.估算面板厚度 3 2.面板与梁格的连接计算 3 四、水平次梁、顶梁和底梁的设计 4 1.荷载与内力的计算 4 2.截面的选择 5 3.水平次梁的强度验算 6 4.水平次梁的挠度验算 6 5.顶梁和底梁 6 五、主梁设计 6 1.截面选择 6 2.截面改变 9 3.翼缘焊缝 10 4.腹板的加劲肋和局部稳定验算 10 5.面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力的验算 11 六、横隔板设计 12 1.荷载和内力计算 12 2.横隔板截面选择和强度计算 12 七、纵向连接系设计 13 1.载荷和内力计算 13 2.斜杆截面计算 14 八、边梁设计 14 1.荷载和内力计算 15 2.边梁的强度验算 16 九、行走支承设计 16 十、胶木滑块轨道设计 17 1.确定轨道底板宽度 17 2.确定轨道底板厚度 17 十一、闸门启闭力和吊耳计算 17 1.启门力计算 17 2.闭门力计算 18 3.吊轴和吊耳板验算 18 一、设计资料 某供水工程，工程等级为一等一级，其某段渠道上设有节制闸。节制闸工作闸门操作要求为动水启闭，采用平面定轮钢闸门。本闸门结构设计按SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》进行，基本资料如下： 孔口尺寸：6.0m×6.0m（宽×高）； 底槛高程：23.0m; 正常高水位：35.0m; 设计水头：12.0m; 门叶结构材料：Q235A。 二、闸门结构的形式及布置 例图1-1 闸门主要尺寸（单位：m) 1.闸门尺寸的确定（例图1-1） 闸门高度：H=6.2m 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=6m 闸门的计算跨度：L=L1+2d=6+2×0.2=6.4m 2.主梁的形式 主梁的形式应根据水头和跨度的大小而定，本闸门属中等跨度，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 根据闸门的高跨比L=H，决定采用双主梁。为使两个主梁在设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的作用线。 单位宽度上的水压力P=（58.8+117.6)×6÷2=529.2（kN/m） Y=（58.8×6×2÷2+58.8×6×3)÷529.2=2.67（m） 要求下悬臂a0.12H和a0.4m，上悬臂c0.45H，取 a=0.77m≈0.12H=0.72m 主梁间距： 2b=2×（2.67－0.77）=3.8m 则 c=H－2b－a=6－3.8－0.77=1.43m0.45H（满足要求） 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预留孔并被横隔板所支承。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，梁格布置的具体尺寸详见例图1-2。 例图1-2 梁格布置尺寸图（单位：mm) 5.连接系的布置和形式 横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置3道横隔板，其间距为1.6m，横隔板兼作竖直次梁。 纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖直平面内，采用斜杆式桁架。 6.边梁与行走支承 边梁采用单腹式、行走支承采用胶木滑道。 三、面板设计 根据SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》修订版，关于面板设计的计算，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整体弯曲的折算应力。 1.估算面板厚度 假定梁格布置尺寸如，面板厚度按下式据算： t=a 当b/a3时，a=1.5，则t=a=0.068a 当b/a3时，a=1.5，则t=a=0.07a 现列例表1-1计算如下： 例表1-1 面板厚度的估算 区格 a (mm) b (mm) b/a k p (N/mm) t (mm) 1 735 1590 2.16 0.699 0.061 0.206 10.29588 2 695 1590 2.29 0