水工钢结构课程设计--露顶式钢闸门平面设计及拦污栅设计

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1、课程设计说明书课程名称:水工钢结构课程代码:题目:露顶式钢闸门平面设计及拦污栅设计学生姓名:学号:年级/专业/班:学院(直属系):指导教师:-33-目录摘要-3-引言-4-任务与分析-5-1工程概况-6-2.1露顶式平面钢闸门设计-6-2.2拦污栅设计-6-3闸门的结构形式及布置-6-3.1闸门尺寸的确定-6-3.2主梁的形式-7-3.3主梁的布置-7-3.4梁格的布置和形式-8-3.5连接系的布置和形式-8-3.6边梁与行走支承-8-4面板设计-8-4.1估算面板厚度-9-4.2面板与梁格的连接计算-9-5水平次梁、顶梁和底梁的设计-10-5.1

2、荷载与内力计算-10-5.2截面选择-11-5.3水平次梁的强度验算-12-5.4水平次梁的挠度验算-12-5.5顶梁和底梁-13-6主梁设计-13-6.1设计资料-13-6.2主梁设计-13-7横隔板设计-17-7.1荷载和内力计算。-17-7.2横隔板截面选择和强度计算-17-8纵向连接系设计-18-8.1荷载和内力计算。-18-8.2斜杆截面计算-19-9边梁设计-19-9．1荷载和内力计算。-20-9.2边梁的强度验算-21-10行走支梁设计-22--33-11.胶木滑块轨道设计-22-11.1确定轨道底板的宽度-22-11.2确定轨道底板

3、厚度-23-12闸门启闭力和吊座计算-23-12.1启门力计算-23-12.2闭门力计算-24-12.3吊轴和吊耳验算-24-13拦污栅的设计-26-13.1拦污栅的形式和构造-26-13.2栅面结构-26-13.3栅栏整体稳定性验算-27-结论-29-参考文献-30-课程设计成绩评定表-31--33-摘要此次课程设计内容为露顶式闸门以及拦污栅，它们都是水工建筑物重要的设施，我们通过提供的闸门尺寸、拦污栅尺寸以及上下游设计水位等相关资料，对闸门的结构形式和布置、面板尺寸、主次梁数量和尺寸以及支承结构的选择等进行分析计算，对拦污栅栅面的结构布置、主梁

4、数目和整体稳定性进行分析计算。关键词：结构形式和布置、主次梁设计、整体稳定性分析计算-33-引言钢闸门是用于关闭和开放泄(放)水通道的控制设施，是水工建筑物的重要组成部分，有拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等重要功能。拦污栅设在进水口前，用于拦阻水流挟带的水草、漂木等杂物(一般称污物)的框栅式结构。设计闸门和拦污栅时，必须考虑全面，包括其具体用途及布置位置，孔口尺寸和数量，上下游水位高度，以及风荷载和波浪荷载等外界影响，并且还应考虑制造、运输和安装等情况的限制。-33-任务与分析课程设计任务：通过所学的知识以及查阅相关资料，掌握正确的

5、设计原理和方法对露顶式闸门以及拦污栅进行设计。课程设计分析：此次设计主要为闸门和拦污栅两个方面，露顶式闸门设计内容包括：闸门的结构形式和布置，闸门面板设计，水平次梁、顶梁和底梁设计，主梁设计，横隔板设计，纵向连接系设计，边梁设计，行走支承设计，胶木滑道轨道设计，闸门启闭力和吊座设计。拦污栅设计内容包括：拦污栅形式与构造，栅面设计，栅面整体稳定性验算。-33-1工程概况闸门是用来关闭、开启或者局部开启的水工建筑物中过水孔口的活动结构。其主要作用是控制水位、调节流量。闸门是水工建筑物的重要组成部分，它的安全与适用，在很大程度影响着整个水工建筑物的原型效

6、果。2设计资料2.1露顶式平面钢闸门设计①闸门型式：露顶式平面钢闸门（小）②孔口尺寸（宽*高）：宽9m*高4.5m③上游水位：4.3m④下游水位：0m⑤闸底高程：0m⑥启闭方式：卷扬式启闭⑦材料：钢结构：Q235-A.F焊条：E43型行走支承：胶木滑道止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮混凝土强度等级：C20⑧制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL1974-2005》2.2拦污栅设计①闸门型式：露顶式平面钢闸门②孔口尺寸（宽*高）：宽9m*高4.5m③水头：2m3闸门的结构形

7、式及布置3.1闸门尺寸的确定闸门的高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度=4.5+0.2m=4.7m；-33-闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=9m闸门的计算跨度：L=L0+2d=9+2*0.2=9.4m图3-1闸门主要尺寸图3.2主梁的形式主梁的形式根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。3.3主梁的布置-33-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=1.5m，并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0

8、.4m、上悬臂c≤0.45H，今取a=0.525≈0.12H=0.54m主梁的间距：2b=2（y’-a）=2*0.975=