露顶式平面钢闸门设计.doc

1 露顶式平面钢闸门设计 1 、设计资料 闸门形式:露顶式平面钢闸门。 设计水头: 。 孔口净宽: 。 结构材料:碳素钢 Q235B-F 。 焊条: E43 型手工焊。 止水橡皮:侧止水用 P 型橡皮,底止水用条形橡皮。 行走支承:采用胶木滑道,压合木为 MCS-2 。 启闭方式:电动固定式启闭机。 制造条件:金属结构制造,手工电弧焊,焊缝满足 III 级质量检验标准。 执行规范: 《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95) 2 、闸门结构的形式及布置 2 .1 闸门尺寸的确定(图1)。(1) 闸门高度:考虑风浪所产生的水位超高为 , 故闸门高度=5 += 5 .2(m); (2) 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距: L1= 9(m); (3) 闸门的计算跨度: L=L0+2 × = 9. 0+0 .4=9 .4(m); 2 .2 主梁的形式主梁的形式根据水头合跨度大小而定, 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。 2 .3 主梁的布置根据闸门的高跨比, 决定采用双主梁。为使两个主梁在设计水位时所承受的水压力相等, 两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线 y =H/3= (m) (图 1), 并要求下悬臂 a ≥ 和a≥ , 上悬臂、 c≤ , 今取, a= ≈ = 9(m) 则主梁间距: )()(22mayb?????则HmabHc45 .0)(????????(满足要求) 2 .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, 其间应上疏下密, 使面板各区格所需要的厚度大致相等, 梁布置的具体尺寸详见图 2。 2 .5 连接系的布置和形式横向联接系根据主梁的跨度决定布置三道隔板,其间距为 , 横隔板兼作竖直次梁。纵向联接系设在两个主梁下翼缘的竖平面内,采用斜杆式桁架。 2 2 .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。 3 、面板设计 估算面板厚度假定梁格布置如图所示,面板厚度由公式 t=???92 .0 kp a ,且 t max -t min≤2 mm 当b/a≤3 时, α= ,则 t=???160 kp a kp 当 b/a >3 时, α= ,则 t=???160 kp a kp 现列表计算如下: 格区 a(mm) b(mm) b/a(mm) k(mm) P(N/mm 2) kp t(mm) Ⅰ 1500 2150 Ⅱ 960 2150 Ⅲ 850 2150 Ⅳ 660 2150 Ⅴ 630 2150 Ⅵ 600 2150 根据计算结果,选用面板厚度 t=8 mm 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, 已知面板厚度 t=8mm, 并且近似地取板中最大弯应力?? 2 max/160 mm N????,则)/( 160 .0 2 max mm N tP??????面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力: T= 计算面板与主梁连接的焊缝厚度: ??)() 113 /(207 ) /( 22 22 mm TPh tf????????面板与梁格连接焊缝最小厚度 mm h f6?。 4 、水平次梁、顶梁和底梁的设计 3 4 .1 荷载与内力计算水平次梁和顶、底梁都是支承横隔板的连续梁,作用在上面的水压力按 q=p2 下上aa?计算计算列表如下: 梁号梁轴线水压强度 p( KN/m 2) 梁间距(m)2 下上aa?(m) q=p2 下上aa?(m) 备注: 顶梁荷载按下图下式计算 1( 顶梁) R 1= 50 .1 3 30 .12 7. 14 30 .1??= 2 2 3( 上主梁) 4 5 25.