水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书

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1、水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净:10.00m；设计水头：6.00m；结构材料：Q235焊条：E43；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,压合胶木为MCS-2;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（例图7-1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度=6+0.2=6.2m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=10m；闸门计算跨度：L=L0+2d=10+2×0.2=10.40m。例图7-1闸门主要尺寸图（单位：mm）2.主梁的形式主梁的形式应

2、根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度,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,决定采用双主梁.为了使两个主梁在设计水位时所受到的水压力相等,两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线H/3=2.0m例图7—1)，并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m、上悬臂c≤0.45H，今取a=0.7m≈0.12H=0.72m主梁间距：2b=2(-a)=2×1.3=2.6m则c=H-2b-a=6-2.6-0.7=2.7m=0.45H(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，

3、其间距应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见例图7-2。5.连接系的布置和形式（1）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2.6m，横隔板兼做竖直次梁。（2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。6.边梁与行走支承。边梁采用单复试，行走支承采用滚轮支承。例图7-2梁格布置尺寸图（单位;mm）三、面板设计根据SL74-1995《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁界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例图7-2所示，面板厚

4、度按下式计算：t=a当b/a≤3时，=1.5，则t=当b/a＞3时，=1.4,则t=现列例表7-1计算如下:例表7-1面板厚度的估算区格a(mm)b(mm)b/akP(N/mm2)t(mm)Ⅰ165025901.570.5840.0070.0647.18Ⅱ101025902.570.5000.0210.1027.01Ⅲ86025903.010.5000.0310.1257.50Ⅳ77025903.370.5000.0400.1427.65Ⅴ69025903.750.5000.0480.1557.48Ⅵ53025904.890.7500.0550.2037.53注：1.面板边长a

5、、b都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽度为140mm;2,区格Ⅰ、Ⅵ中系数k由三边固定一边简支板查得。根据上表计算，选用面板厚度t=8mm。2.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则(N/mm)面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：T===207(N/mm）计算面板与主梁连接的焊缝厚度：====2.9(mm)面板与梁格连接焊缝最小厚度=6mm四、水平次梁、顶梁和底梁的设计1.荷载与内力的计算水平次梁和顶底梁都是支承在隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力按列例表7-2计算后得：=181

6、.24kN/m例表7-2水平次梁、顶梁和底梁均布荷载的计算梁号梁轴线处水压强度p(kN/)梁间距(m)（m）(kN/m)1(顶梁)3.681.72215.41.42521.951.13326.51.04027.560.954(主梁)35.80.89532.040.84544.00.82536.300.81651.90.70536.590.60757.80.40023.12备注：①顶梁荷载按下图计算根据例表7-2计算，水平次梁计算荷载取36.30KN/m,水平次梁为四跨连续梁，跨度为2.6m（例图7-3）。水平次梁弯曲时的边跨跨中弯矩为：=0.077ql2=0.077×36.3×

7、2.62=18.9（KN.m）支座B处的负弯矩为：=0.107ql2=0.107×36.3×2.62=26.26(KN.m)例图7-3水平次梁计算简图和弯矩图2.截面选择W===164125()考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选，由附录三表4表查得A=2569()；=141400();12727000()；=68(mm);d=7(mm)。面板参加次梁工作有效宽度按下式计算，然后取其中最小值。B≤+60t=68+60×8=548(mm)B=ξ1b(对跨间正弯矩段）；B=ξ2b(对支座负弯矩