1、潛 孔 式 平 面 鋼 閘 門 設(shè) 計(jì)工程概況：閘門是用來來關(guān)閉、開開啟或者者局部開開啟水工工建筑物物中過水水孔口的的活動(dòng)結(jié)結(jié)構(gòu)。其其主要作作用是控控制水位位、調(diào)節(jié)節(jié)流量。閘閘門是水水工建筑筑物的重重要組成成部分，它它的安全全與適用用，在很很大程度度影響著著整個(gè)水水工建筑筑物的原原行效果果。設(shè)計(jì)目錄：1. 水工工剛結(jié)構(gòu)構(gòu)潛孔式式焊接平平面鋼閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算書書。11（1）設(shè)計(jì)計(jì)資料及及有關(guān)規(guī)規(guī)定。1（2）閘門門結(jié)構(gòu)的的形式及及布置。1 閘門尺尺寸的確確定。1 主梁梁的布置置。1（3）面板板設(shè)計(jì)。2 （4）水平平次梁、頂頂梁和底底梁地設(shè)設(shè)計(jì)。3（5）主梁梁設(shè)計(jì)。6（6）橫隔隔板設(shè)計(jì)計(jì)。8（7）邊

2、梁梁設(shè)計(jì)。9（8）行走走支承設(shè)設(shè)計(jì)。10（9）膠木木滑塊軌軌道設(shè)計(jì)計(jì)。11（10）閘閘門啟閉閉力和吊吊座驗(yàn)算算。112. 水工工剛結(jié)構(gòu)構(gòu)潛孔式式焊接平平面鋼閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)圖。（附圖）水工剛結(jié)構(gòu)構(gòu)潛孔式式焊接平平面鋼閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算書書一、設(shè)計(jì)資資料及有有關(guān)規(guī)定定：閘門形式：潛孔式焊接接平面鋼鋼閘門。2.孔的性質(zhì)：深孔形式。3.材料：鋼材：Q2235焊條：E443；手手工電焊焊；普通通方法檢檢查。止水：側(cè)止止水用PP型橡皮皮，底止止水用條條型橡皮皮。行走支承：采用膠膠木滑道道，壓合合膠布用用MCSS2。砼強(qiáng)度等級(jí)級(jí)：C220。啟閉機(jī)械：卷揚(yáng)式式啟閉機(jī)機(jī)。4.規(guī)范： 水利利水電工工程剛閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)

3、范（SSL744-955），中中國(guó)水利利水電出出版社119988.8二、閘門結(jié)結(jié)構(gòu)的形形式及布布置閘門尺寸的的確定（圖1示示）1.閘門孔孔口尺寸寸：孔口凈跨：3.550m?？卓趦舾撸?.550m。閘門高度：3.666m。閘門寬度：4.220m。荷載跨度：3.666m。計(jì)算跨度：3.990m。2.計(jì)算水水頭：550.000m。主梁的布置置1.主梁的的數(shù)目及及形式 主主梁是閘閘門的主主要受力力構(gòu)件，其其數(shù)目主主要取決決于閘門門的尺寸寸。因?yàn)闉殚l門跨跨度L=3.550m,閘門高高度h=3.666m,L3時(shí)時(shí)，a=1.555,則則t=aa=0.0677現(xiàn)列表1計(jì)計(jì)算如下下：表1區(qū)格a(mm)b(mm)

4、b/akPN/mmm2t(mm)4059652.38330.73220.490.6013.79953459652.800.500.490.5011.211253459652.800.740.490.6013.4555根據(jù)上表計(jì)計(jì)算，選選用面板板厚度tt=144mm 。2.面板與與梁格的的連接計(jì)計(jì)算已知面板厚厚度t=14mmm ,并并且近似似地取板板中最大大彎應(yīng)力力maxx=1160NN/mmm2,則p=0.007141600=1556.88.2NN/mmm ,面板與主梁梁連接焊焊縫方向向單位長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)地地應(yīng)力：T=面板與主梁梁連接的的焊縫厚厚度：，面板與梁格格連接焊焊縫厚度度取起最最小厚度度。四

5、、水平次次梁，頂頂梁和底底梁地設(shè)設(shè)計(jì)1.荷載與與內(nèi)力地地驗(yàn)算水平次梁和和頂，底底梁都時(shí)時(shí)支承在在橫隔板板上地連連續(xù)梁，作作用在它它們上面面的水壓壓力可按下式計(jì)算算，即q=p現(xiàn)列表2計(jì)計(jì)算如下下：表2梁號(hào)梁軸線處水水壓力強(qiáng)強(qiáng)度P（kN/mmm2）梁間距（mm）（m）q=p(kN/mm)1(頂梁)454.1130.2255115.8800.512（主梁）459.1130.48220.3380.453（水平次次梁）463.5540.45208.5590.454（主梁）467.9950.45210.5580.455（水平次次梁）472.3360.45212.5560.456（主梁）476.4470.4

6、5214.4410.457（水平次次梁）481.1180.45216.5530.458（主梁）485.5590.45218.5510.459（底梁）4900.2255110.22517227.661kNN/m 根據(jù)上表計(jì)計(jì)算，水水平次梁梁計(jì)算荷荷載取2216.53kkN/mm，水平平次梁為為4跨連連續(xù)梁，跨跨度為00.900m，水水平次梁梁彎曲時(shí)時(shí)的邊跨跨彎距為為: M次中中0.0777ql22=0.07772166.5330.997522=155.855kNm支座B處的的負(fù)彎距距：M次B00.1007qll2=0.10772166.5330.997522=222.02248kkNm 2.截面

7、面選擇W=mm33 考慮利用面面板作為為次梁截截面的一一部分，初初選18bb,由附附錄三表表四查得得：A=29229mmm2 ; WWx=15222000mm33 ; IIx=1366990000mmm4 ; b11=70mmm ; dd=9mmm 。面板參加次次梁工作作的有效效寬度分分別按式式611及及式612計(jì)計(jì)算，然然后取其其中較小小值。 式：6611 Bb1+60tt=700+60014=9100mm ; 式：6612 B=1b (對(duì)對(duì)跨間正正彎距段段) BB=2b （對(duì)支支座負(fù)彎彎距段） 。 梁梁間距bb= 。 對(duì)對(duì)于第一一跨中正正彎距段段l0=0.88l=0.889755=7880

8、mmm ;對(duì)對(duì)于支座座負(fù)彎距距段l0=0.44l0.4497553990mmm 。根據(jù)l0/b查表表61： 對(duì)對(duì)于l0/b7800/900000.8667 得10.40 ，得BB=1b00.40090003660mmm , 對(duì)對(duì)于l0/b3900/900000.4330 得20.16 ，得BB=2b00.16690001444mmm ,對(duì)第一跨中中選用BB3660mmm,則水水平次梁梁組合截截面面積積（例圖圖4）:A=29229+336014=69661mmm2 ;組合截面形形心到槽槽鋼中心心線得距距離：e=655mm ;跨中組合截截面的慣慣性距及及截面模模量為：I次中11369990000+

9、229299652+3660143522966621171mmm4Wmin=對(duì)支座段選選用B1444mm，則則組合截截面面積積：A=29229+114414=45992mmm2 ;組合截面形形心到槽槽鋼中心心線得距距離：e=355mm支座初組合合截面的的慣性距距及截面面模量為為：I次B11369990000+229299432+1444143522366803365.8mmm4Wmin= 3.水平平次梁的的強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算由于支座BB處（例例圖3）處彎距最大，而截面模量較小，故只需驗(yàn)算支座B處截面的抗彎強(qiáng)度，即次說明水平次次梁選用用188b滿足足要求。 軋成梁梁的剪應(yīng)應(yīng)力一般般很小，可可不必驗(yàn)驗(yàn)算。

10、4.水平次次梁的撓撓度驗(yàn)算算 受均布荷荷載的等等跨連續(xù)續(xù)梁，最最大撓度度發(fā)生在在便跨，由由于水平平次梁在在B支座座處截面面的彎距距已經(jīng)求求得M次次B=222.002488kNm,則則邊跨撓撓度可近近似地按按下式計(jì)計(jì)算： 00.00002 故故水平次次梁選用用188b滿足足強(qiáng)度和和剛度要要求。五、主梁設(shè)設(shè)計(jì)(一)設(shè)計(jì)計(jì)資料1）主梁跨跨度：凈凈跨（孔孔口凈寬寬）l03.55m ；計(jì)算跨跨度l3.99m ；荷載跨跨度l13.66mm 。2）主梁荷荷載：33) 橫橫向隔板板間距： 0.9755m 。4）主梁容容許撓度度： W=L/7750 。（二）主梁梁設(shè)計(jì)1.截面選選擇彎距和剪力力 彎距與與剪力計(jì)計(jì)

11、算如下下：彎距： 剪力： 需要的截面面抵抗距距 已知AA3鋼的的容許應(yīng)應(yīng)力=1160NN/mmm2 ,考慮鋼鋼閘門自自重引起起附加應(yīng)應(yīng)力的影影響，取取容許應(yīng)應(yīng)力= 則需要要的截面面抵抗矩矩為； W= （3）腹板板高度選選擇 按剛剛度要求求的最小小梁高（變變截面梁梁）為：經(jīng)濟(jì)梁高： 由于鋼閘門門中的橫橫向隔板板重量將將隨主梁梁增高而而增加，故故主梁高高度宜選選得比hhec為小小，但不不小于hhminn。現(xiàn)選選用腹板板厚度hh090cmm 。(4)腹板板厚度選選擇選用tw1.00cm 。(5)翼緣緣截面選選擇：每每個(gè)翼緣緣需要截截面為下翼緣選用用t12.00cm（符符合鋼板板規(guī)格），需需要取BB1

12、30ccm,上翼緣緣的部分分截面積積可利用用面板，故故只需設(shè)設(shè)置較小小的翼緣緣板同面面板相連連，選用用t12.00cm，bb116cmm，面板兼兼作主梁梁上翼緣緣的有效效高度為為Bbb1+600t116+6601.441000cm 。上翼緣截面面面積AA1=1882.00+10001.44=1722cm2 。(6)彎應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度度驗(yàn)算截面形心距距：截面慣性距距：截面抵抗距距：上翼翼緣頂邊邊 下翼翼緣底邊邊 彎應(yīng)力：安安全表3部位截面尺寸（cmccm）截面面積AA(cmm2)各型心離面面板表面面距離yy（cmm）Ay（cm3）各型心離中中和軸距距離y=y-y1(cmm)Ay2(cm4)面板部分10

13、011.4140.000.7980-27.2211035778上翼緣162.032.02.476.8-25.55208088腹板901.090.043.4390615.5192200下翼緣302.060.084.4506456.51914005合計(jì)3129926.83350111（7）因主主梁上翼翼緣直接接同面板板相連，可可不必驗(yàn)驗(yàn)算整體體穩(wěn)定性性，因梁梁高大于于按高度度要求的最小梁高高，故梁梁的撓度度也不必必驗(yàn)算。截面改變因主梁跨度度較大，為為減小門門槽寬度度與支承承邊梁高高度（節(jié)節(jié)約鋼材材），有有必要將將主梁承承端腹板板高度減減小為?？伎紤]到主主梁端部部腹板及及翼緣相相焊接，故故可按工工字

14、截面面梁驗(yàn)算算應(yīng)力剪剪力強(qiáng)度度。尺寸寸表4所所示：表4部位截面尺寸（cmccm）截面面積AA(cmm2)各型心離面面板表面面距離yy（cmm）Ay（cm3）各型心離中中和軸距距離y=y-y1(cmm)Ay2(cm4)面板部分10011.4140.000.7980-27.2211035778上翼緣162.032.02.476.8-25.55208088腹板541.054.043.42343.615.5192200下翼緣302.060.050.6443038.456.51914005合計(jì)2868710.83350111 因誤差未超超過100，安安全3.翼緣焊焊縫翼緣焊縫厚厚度hff按受力力最大的的

15、支承端端截面計(jì)計(jì)算。VVmaxx7900kN。II0=131122ccm4，上翼緣對(duì)中中和軸的的面積距距：S11=32.025.5+140027.2=46224cmm3，下翼緣對(duì)中中和軸的的面積距距：S22=6056.5533900cm3S1,需要角焊縫最小小，。全梁的上下下翼緣焊焊縫都采采用hff8mmm 。4.加筋肋肋驗(yàn)算因不需設(shè)置置橫向加加勁肋。閘閘門上已已布置橫橫向隔板板可兼作作橫加勁勁肋，其其間距aa0.9755m 。腹板板區(qū)格劃劃分見圖圖2。5.取面板板區(qū)格驗(yàn)算其其長(zhǎng)邊點(diǎn)點(diǎn)的折算算應(yīng)力 a=4500-800-900=2880mmm,面板區(qū)格的長(zhǎng)邊邊中點(diǎn)的的主梁彎彎距和彎彎應(yīng)力該區(qū)格

16、長(zhǎng)邊邊中點(diǎn)的的折算應(yīng)應(yīng)力 故面板厚度度選用114mmm滿足強(qiáng)強(qiáng)度要求求 。六、橫隔板板設(shè)計(jì)1.荷載和和內(nèi)力計(jì)計(jì)算 如圖所所示水平平次梁為為4跨均均布連續(xù)續(xù)梁，RR可看作作它所受受的最大大剪力，由由規(guī)范表表查知：作用于于豎直次次梁上由由水平荷荷載傳遞遞的集中中荷載： 取qqq次次2.橫隔板板和截面面選擇和和強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算腹板選用與與主梁腹腹板同高高，采用用800010mmm，上上翼緣利利用面板板，下翼翼緣采用用2000mm8000mm的的扁鋼，上上翼緣可可利用面面板的寬寬度公式式按式BB1b確確定。查查表得100.3669 ，B=0.33699755=3660mmm，取BB3660mmm 。計(jì)計(jì)算如

17、下下圖所示示截面幾幾何特性性截面型型心到腹腹板中心線距離離： 61mmm截面面慣性距距： ，驗(yàn)算應(yīng)力： 由于橫隔板板截面高高度較大大，剪切切強(qiáng)度更更不必驗(yàn)驗(yàn)算，橫橫隔板翼翼緣焊縫縫采用最最小焊縫縫厚度hhf6mmm 。七、邊梁設(shè)設(shè)計(jì)邊梁的截面面形式采采用單腹腹式，如如下圖，邊邊梁的截截面尺寸寸按構(gòu)造造要求確確定，即即截面高高度與主主梁端部部高度相相同，腹腹板厚度度與主梁梁腹板厚厚度相同同，為了了便于安安裝壓合合膠木滑滑塊，下下翼緣寬寬度不宜宜小于3300mmm 。邊梁是閘門門的重要要受力構(gòu)構(gòu)件，由由于受力力情況復(fù)復(fù)雜，故故在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)將容容許應(yīng)力力值降低低20作為考考慮受扭扭影響的的安全儲(chǔ)儲(chǔ)備。

18、1.荷載和和內(nèi)力計(jì)計(jì)算在閘閘門每側(cè)側(cè)邊梁上上各設(shè)44個(gè)膠木木滑塊，其其布置如如下圖： （1）水平平荷載 主要是主梁梁傳來的的水平荷荷載，還還有水平平次梁和和頂，底底梁傳來來的水平平荷載，為為了簡(jiǎn)化化起見，可可假定這這些荷載載由主梁梁傳給邊邊梁，每每個(gè)邊梁梁作用于于邊梁荷荷載為RR7990kNN豎向荷載有閘門自重重，滑道道摩阻力力，止水水摩阻力力，起吊吊力等。上滑塊所受受壓力：，下滑塊所受受壓力：， ,最大阻力為為作用于于一個(gè)邊邊梁上的的起吊力力，估計(jì)計(jì)為6550kNN，有NN6550kNN進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算算， ,2.邊梁強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算算截面面積 。截面邊緣最最大應(yīng)力力驗(yàn)算：腹板最大剪剪應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算：腹

19、板與下翼翼緣連接接處則算算應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算：， 。均滿足強(qiáng)度度要求八、行走支支承設(shè)計(jì)計(jì)膠木滑塊計(jì)計(jì)算：下下滑塊受受力最大大，起值值為R15880kNN，設(shè)滑滑塊長(zhǎng)度度為3550mmm，則滑滑塊單位位長(zhǎng)度承承受壓力力由表22查得軌軌頂弧面面半徑RR=2000mmm，軌頭頭設(shè)計(jì)寬寬度為bb400mm，膠膠木滑塊塊與規(guī)定定弧面的的接觸應(yīng)應(yīng)力驗(yàn)算算：。九、膠木滑滑塊軌道道設(shè)計(jì)確定軌道底底板寬度度軌道底板寬寬度按砼砼承壓強(qiáng)強(qiáng)度確定定，查表表得：砼砼允許承承壓應(yīng)力力為77N/mmm2 ，則所所需軌道道底板寬寬度為： 取BBh3350mmm， 故軌道道底面壓壓應(yīng)力： 2.確定軌軌道底版版厚度軌道底板厚厚度按其彎彎曲強(qiáng)度度確定，軌軌道底版版的最大大彎應(yīng)力力：軌道底板懸懸臂長(zhǎng)度度C1102.5mmm，對(duì)于于A3查查表得1100NN/mmm2 ，故：，故tt500mm 。十、閘門啟啟閉力和和吊座驗(yàn)驗(yàn)算1.啟門力力：T啟1.11G+11.2(T2dd+T2ss)+PPx G=00.0222