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　　1、露顶式平面钢闸门设计 一、 设计资料 闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：9.00m； 设计水头：5.50m； 结构材料：Q235钢； 焊条：E43； 止水橡皮：侧止水用p形橡皮； 行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2； 混凝土强度等级：C20。 规范：水利水电工程钢闸门设计规范 （SL 74-95）。 二、 闸门结构的形式及布置 （1）闸门尺寸的确定（图1）。 1）闸门高度：考虑到风浪产生的水位超高为0.2m，故闸门高度= 5.5 + 0.2 = 5.7（m）； L= 9m； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：1 L L+ 2d =9+20.2=9.4(m)= ；3）闸门

　　2、的计算跨度： 0 （2）主梁的形式。主梁的形式应根据水头的大小和跨度的大小而定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 （3）主梁的布置。根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。为使两个主梁设 y = 计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力的合力作用线 m。上臂梁 和并要求下臂梁1.83m(H/3图1),今取 H.?a012.?cH045?0.12H=0.66(m) a=0.63 主梁间距1.2=2.4(m) 2b=2(y-a)=2 则 c=H-2b-a=5.5-2.4-0.63=2.47（满足要求）0.45H）梁的布置和形式。梁格采用复式布置和等高

　　3、连接，水平次梁穿过横隔4（使面其间距应上疏下密，板上的预留孔冰被横隔板所支承。水平次梁为连续梁， 所示。 图2 板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置具体尺寸如 ）连接系的布置和形式。（5，m其间距为 2.35 1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置 道横隔板， 横隔板兼作竖直次梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。采用斜杆式桁架。 6）边梁与行走支承。边梁采用单复式，行走支承采用胶木滑道。（ 三、面板设计，关于面板的计算，先）74-95根据水利水电工程钢闸门设计规范 （SL 在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算估算面板的厚度， 应力。所示。面板厚度按式2 （

　　14、度和刚度要求。 （5）顶梁和底梁。顶梁所受的荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁的刚度，所以也采用 18a。 底梁也采用 18a。 五、主梁设计 （1）设计资料。 ?m?9L ，计算跨度 ）主梁跨度（图15）；净跨（孔口宽度）,m.4L?90L?9m ； 荷载跨度1 2）主梁荷载：74.1KN/M； 3）横向隔板间距：2.35 ； 4）主梁容许挠度w=L/550。 截面选择；梁高改变；翼缘焊缝；（2）主梁设计。主梁设计包括：4123面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。 腹板局部稳定验算；5 1）截面选择。 弯矩与剪力。弯矩与剪力计算如下1m) (9.4/2-9/4)=81

　　18、9190/7585=14.1kN/cm 0.9弯应力=Mminmax 表4 主 梁 跨 中 截 面 的 几 何 特 性 312490 10751 235.6 合计 整体稳定性与挠度验算。因主梁上翼缘直接同钢面板相连，按设计规7范规定，可不必验算整体稳定性。又因梁高大于按刚度要求的最小梁高，故梁的挠度不必验算。 2)截面改变。因为梁跨度较大，为减小门槽宽度和支承边梁高度（节省钢s?0.6h?h54cm（图7），有必要将主梁支承端腹板高度减小为材） 00梁高开始改变的位置去载邻近支承端的横向隔板下翼缘的外侧（图8），离 。10 = 225 cm235开支承端的距离为 剪切强度验算：考虑到主梁端部的

　　24、稳要求，故在横隔板之间（区格II）不必增设横向加劲肋。 再从剪力最大的区格I来考虑； ?t/h，不必验算，故在该区格的腹板平均高度 ，因=(90+60)/2=7575h00? 内也不必另设横向加劲肋。梁高减小的区格I从上述的面板计算可）面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力的验算。 5所需要的板厚较大，这意味着该见，直接与主梁相邻的面板区格，只有区格IV式2)按区格IV(图较大，所以选取应区格的长边中点力也?22?，（其中?1.?1?mymxOxmxzhOxmymymy22?）验算其长边中点的折算应力。 /t?kpaymy 面板区格IV在长边中点的局部弯曲应力为 22=0.50.04650650

　　26、yx0mx故面板厚度选用7mm,满足强度要求。 六、横隔板设计 （1）荷载和内力计算。横隔板同时兼作竖直次梁，它主要承受水平次梁、顶梁和底梁传来的集中荷载以及面板传来的分布荷载，计算时可把这些荷载用以三角形分布的水压力来代替（图1），并且把横隔板作为支撑在主梁上的双悬臂梁。则每片横隔板在上悬臂的最大弯矩为 M=2.525.0/22.352.5/3=61.2kN.m ， ）横隔板截面选择和强度计算。其腹板选用与主梁腹板同高，采用2（上翼缘利用面板，下翼缘采用1000mm 8mm 的扁钢。上翼缘可利用面板宽度按?确定，其中b= 2350mm ,按 l/b=22500/2350=2.13，从 表3查

　　30、的截面尺寸按构造要求确定，即截面高度与主梁端高度相同，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，故在设计时可将容许应力值降低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两个胶木滑块。其布置尺寸见 图12。 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。每个主梁作用于边梁的荷载R =333kN。 2）竖向荷载。有闸门自重、滑道摩阻力、止水摩阻力、启吊力等。 上滑块所受的压力 2.35/2.92=268

　　37、)0.9G?zszd闭 81.7=154.6 kN=1.2(178+12.1)-0.9 显然仅靠闸门自重是不能关闭闸门的。由于该溢洪道闸门孔口较多，若把闸门行走支承改为滚轮，则边梁需由单腹式改为双腹式，加上增设滚轮等设备，的加载梁，在关闭时200kN则总造价增加较多。为此，应考虑采用一个重量为 可以一次对需要关闭的闸门加载下关闭。 ）（3）吊轴和吊耳板验算（图14?2?，采用双吊点，每边启吊力钢，查得 1）吊轴。采用Q235mmkN/?65 为T123启=192.6 kN ?1.P?1.2?2 22 吊轴每边剪力 6P192. kN.3?V?96 22 需要吊轴截面积310.3?V962?A?

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