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　　1、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+20.2=10.4m，其中，d为行走支承中心线、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

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　　2、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m，同时满足于上悬臂c0.45h，且a3.6m，今取a=0.7m0.12h=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=2.64m0.45h=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

　　3、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、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

　　9、要求。5、顶梁和底梁顶梁所受荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁刚度，所以也采用18a。底梁也采用18a。四、主梁设计（一）设计资料1）主梁跨度（如图所示）：净跨（孔口宽度）l0=10m，计算跨度l=10.4m，荷载跨度l1=10m；2）主梁荷载：q=82.42kn/m；3）横向隔板间距：2.6m；4）主梁容许挠度：w=l/600。（二）主梁设计主梁设计内容：截面选择；梁高改变；翼缘焊缝；腹板局部稳定验算；面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。1、截面选择（1）弯矩与剪力mmax=82.4210/2（10.4/2-10/4）=1113kn.mvmax=ql1/2=82.42

　　14、腹板高度减少为h0s=0.6h=60cm，如图7所示。梁高开始改变的位置取在邻近支承端的横向隔板下翼缘的外侧，离开之承端的距离为260-10=250cm.。剪切强度验算：考虑到主梁端部的腹板及翼缘部分别同支承边梁的副板及翼缘相焊接，故可按工字形截面来验算剪应力强度。主梁支承端截面的几何特性如表4。表4部位截面尺寸（cmcm）截面面积a（cm 2）各形心离面板距离ay（cm3）各形心离中和轴距离y=y-y1（cm）ay2（cm 2）面部部分620.849.60.419.8-30.044640上翼缘142.028.01.850.3-28.622903腹板601.060.032.819682.434

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　　17、由a/b=260/100=2.6查表2-3得20=0.655，2=0.655（100/1001.0）2=0.655；所以=214/1001.0=2.14kn/cm22=0.6550.98516=10.3kn/cm2,安全。故在横隔板之间（区段ii）不必增设横向加劲肋。再从剪力最大的区格i来考虑；该区格的腹板平均高度h0=1/2(100+60)=80cm;因h0/tw=80.不必验算，故在梁高减小的区格i内也不必另设横向加劲肋。5、面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力的验算从上述的面板计算可见，直接与主梁相邻的面板区格，只有区格iv所需要的板厚较大，这 意味着该区格的长边中点应力也 较大，所以选

　　19、计边梁的截面型式采用双腹式，如图所示，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动，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没侧边梁上各设两个滚轮。（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。每根主梁作用于边梁的荷载为r=412kn。（2）竖向荷载有闸门自重、滑到摩阻力、止水摩阻力、起吊力等。上滚轮所受的压力r1=421kn；下滚轮所受

　　24、95n/mm由式(2-7)计算面板与主梁的焊缝度:hf=(p/1.22)2+t2)(1/2)/(0.7th)=(89.6/1.22)2+1952)(1/2)/0.7113=2.6mm面板与梁格连接焊缝取其最小厚度hf=6mm七、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和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替代，并且把横隔板作为支承在主梁上的双悬臂梁。则每片横隔板在上悬臂的最大负弯矩为：m=（2.6425.9）/2）2.462.64/3=74.0kn.m2、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10

　　26、应力 =m/wmin=74.0106/3741500=19.78n/mm2 由于横隔板截面高度较大，剪切强度不必验算，横隔板译缘焊缝采用最小焊缝厚度hf=6mm八、纵向联结系设计1荷载和内力计算纵向连接承受闸门自重。露顶式平面钢闸门门叶自重按表十一计算：g=kzkckgh1.43b0.889.8=1.01.00.135.81.43100.889.8=119.4kn下游纵向联结系承受0.4g=0.4119.4=47.8kn纵向联结系视作简支的平面桁架，其桁架腹杆布置见图所示：其节点荷载为：47.8/4=11.95kn杆件内力计算结果如图所示 。2.斜杆截面计算斜杆承受最大拉力n=25.35kn

　　31、8*120=96n/mm2,满足强度要求。十、行走支承设计行走支承采用双滚轮式，滚轮安装于边梁的双腹板中间，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。定型滑轮：轮轴为zg230-450，压合胶木轴套：主要尺寸：外径d=600mm，轮轴d=120mm，轮厚240mm。钢结构课程设计任务书课程名称：钢结构课程设计课程代码：we472b学 分：1学分周 数：1周一、 设计课题露顶式平面钢闸门设计二、 设计资料1、 闸门形式：露顶式平面钢闸门2、 闸门净宽：10m3、 设计水头：5.8m4、 门叶的结构材料：3号钢（q235），主轮用zg35铸钢，压合胶木轴套，止水；侧止水为p型橡

　　32、皮，底止水为条形橡皮；焊条采用e43型；混凝土强度为c20。5、 设计规范：水利水电工程闸门设计规范（dl/t5039-95） 水工建筑物荷载设计规范（dl5-7751997）三、课程设计要求1、钢闸门的形式和尺寸的确定 （1）露顶闸门 （2）荷载作用情况：上游有水、上下游均有水 （3）主要尺寸：孔口尺寸、闸门尺寸、荷载作用尺寸、闸门支承尺寸2、闸门各部件的形式、布置及尺寸规格的确定 （1）面板设计 （2）梁格布置的形式 （3）主、次梁的数目、形式、位置、尺寸及结构计算 （4）联结系的形式、布置及结构计算 （5）支承边梁、行走支承、吊具的形式、布置及结构计算3、工程图绘制 （1）上游视图（2）

　　33、下游视图（3）横剖图（4）仰视图 （5）侧视图（6）纵剖图（7）明细表（8）图框四、时间安排1、确定钢闸门的形式和尺寸 1天2、确定闸门各部件的形式、布置及尺寸规格 1天3、结构计算 1天4、绘制结构总图并整理计算说明书 2天5、成果提交截止时间：2009年1月4日下午17：00w5402。五、设计成果1、计算说明书 （1）封面 （2）设计任务书（3）计算说明书（4）参考文献要求：第2项用16开纸打印，第3、4项分别用“三峡大学课程实际稿纸”书写或打印，然后按照顺序装订成册。2、平面钢闸门结构总图1张 要求：a1图幅。计算说明书和图纸一并装入档案袋提交。六、参考文献 1水工金属结构，扬兆福，中国水利水电出版社 2水工钢结构设计，范崇仁，中国水利水电出版社 3水工钢闸门设计，安徽省水利局勘测设计院，水力电力出版社 4小型水电站机电设计手册金属结构，黄希元、唐怡生，水力电力出版社 5闸门与启闭设备，陈得亮，中国水利水电出版社 6 水利水电工程钢闸门设计规范 dl/t 5039-95 7水工钢结构课程设计指导书，陈媛，四川大学水利水电工程学院 8 水工钢结构，武汉大学、大连理工大学、河海大学合编三峡大学科技学院钢结构课程设计设计课题：露顶式平面钢闸门设计班 级：20064015学 号：2006401537姓 名：李 路指导教师：刘春玉日 期：2009年1月2日

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