乌珠水闸闸门计算稿毕业论文.doc

计算书项目名称：黄圃镇乌珠水闸重建工程水闸工作闸门设计设计阶段：施工图设计审核日期校核日期计算日期中山市水利水电勘测设计咨询有限公司2006年11月水闸闸门设计计算稿第一部分工作闸门一、基本参数和结构布置1、基本参数孔口尺寸：宽度3.00m底坎高程：-1.75m闸前最高运行水位：2.88m，相应闸后水位1.20m设计水头：1.68m门叶结构材料：Q235许用应力：0.9*160144Mpa,=0.9*95=85.5Mpa运行条件：动水启闭2、结构布置闸门为露顶式，设三根主梁和三根纵梁，主梁格按等荷载布置，主、纵及边梁全部采用型钢，行走支撑采用滑块，面板布置在外水面，底侧止水布置在内水面，侧止水布置在内水面。闸门支撑跨度为3.27m，侧止水中心距为3.07m，梁格布置简图如下图一所示：3、水压力计算闸门总水压力：P总0.5*r*(Hs2-Hx2)Bzs=0.5*10*(2.882-1.22)*3.07=105.22(KN)二、门叶结构计算（一）面板面板厚度按下式计算：kqa根据闸门结构布置，面板计算数据及结果如下表（1-1）：表（1-1）面板计算结果表区格abb/akq30015755.250.4910.00751.51441.2386989169013251.920289860.4970.00751.51442.8663620255013252.409090910.4970.01451.51443.1768595155013252.409090910.4940.02321.51444.0062982875013251.766666670.4940.02961.51446.1708319375013251.766666670.50.0331.51446.5550553根据计算结果并考虑锈蚀厚度及面板应具有一定的刚度，选定面板厚度为8（mm）。（二）主梁1、荷载与内力主梁为等荷载布置，荷载为：q105.22/(3*3.27)10.73（KN/m）受力简图如图（二）所示：支座反力：RA=RB=10.73*3.27/2=17.54(KN)Qmax=RB=17.54(KN)力矩计算：力矩由均布荷载产生，最大力矩为：Mmax=qlh(L0/2-Lh/4)/2=10.73*3.27*(3.27/2-3.07/4)/2=15.22(KN.m)2、截面特性面板参与主梁作用的有效宽度：B=1b，其中b(550+750)/2=650，弯矩零点间距：l0=6300mm，则l0/b9.69，10.973，则，B=1b=0.973*650=632.45(mm)主梁采用32a工字钢截面，其截面尺寸所示：截面积为：A=76.44(cm2)中和轴至上、下翼缘的距离为：y1=y2=16(cm)惯性矩为：Ix=11080(cm4)抗弯截面模量为：Wmax=Ix/y2=692.5(cm3)；截面下部对中和轴的面积矩为：Sx=400.5(cm3)3、强度验算前后翼缘正应力分别为：1Mmax/Wmin15.22*100/70.6=21.56(MPa)<中部中和轴处的剪应力为：max=Qmax*Sx/(Ix*f)16.23(MPa)<4、挠度验算f=5/384*ql4/EI=5/384*10.73*32704/（2.05*105*11080*104）=2.15mmf=1/600*3270=5.45mm,ff5、稳定性验算主梁采用32a工字钢，所以主梁的整体性满足要求，可不必验算.（四）纵梁、边梁纵梁和边梁所选用材料与主梁同，其计算略。三、启闭力的计算根据水闸调度运行原则,闸门按水位差为1.50m(外水位2.88m,内水位1.2m)的动水中启闭方式进行启闭力的计算。门自重G=50KN1、闭门时，闸门总水压力：P总0.5*r*(Hs2-Hx2)Bzs=0.5*10*(2.882-1.22)*3.07=105.22(KN)水封受到的水压力为：P2*(0.5*2.61*2.61+2.61*0.5)*10*0.0457.38（KN），水封因预压而受到的压力为：PZS3.65*2*3.0722.41（KN）取f30.5，则TZS1=（7.38+22.41）*0.514.90（KN）滑动摩阻力TZd2=P总（f1r+f）/R=105.22*（0.14*41.3+1）/250=6.94KN上托力：Pt=*t*Hs*D1*BZS=10*1.0*4.51*0.02*3.07=5.50（KN）2、启门时，闸门总水压力：P总0.5*r*(Hs2-Hx2)Bzs=0.5*10*(2.882-1.22)*3.07=105.22(KN)水封摩阻力TZS2=f3PZS，水封受到的水压力为：P2*(0.5*2.61*2.61+2.61*1.9)*9.8*0.0457.38（KN），水封因预压而受到的压力为：PZS3.65*2*3.0722.41（KN）取f30.5，则TZS2=22.41*0.511.21（KN）滑动摩阻力TZd2=P总（f1r+f）/R=105.22*（0.14*41.3+1）/250=6.94KN下吸力：Px=ps*D2*BZS=20*0.38*3.07=23.33(KN)3、闭门力的计算Fw=nT(TZd1+TZS1)-nGG+Pt=1.2*(24.5+13.96)-63.47+4.51=-12.81(KN)。4、启门力的计算Fw=nT(TZd2+TZS2)+G+Px=1.2*(24.5+38.38)+52.94+38.76=106.97(KN)启闭机选用QPQ-1X12.5卷扬式启闭机。