平面定轮钢闸门设计页

1、PAGE PAGE 19Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.目 录1. 水工工刚结构构平面定定轮钢闸闸门设计计计算书书。11）设计资资料及有有关规定定。12）闸门结结构的形形式及布布置。1 闸闸门尺寸寸的确定定。1 主主梁的布布置。13）面板设设计。TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30793一.设计任任务 PAGEREF _Toc30793 2 HYPERLINK l _Toc23116二设计资资料 PAGEREF _Toc23116 2 HYPERLINK l _

2、Toc12113三闸门结结构形式式及布置置 PAGEREF _Toc12113 2 HYPERLINK l _Toc1736四、面板设设计 PAGEREF _Toc1736 3 HYPERLINK l _Toc26048五、水平次次梁，顶顶梁和底底梁地设设计 PAGEREF _Toc26048 4 HYPERLINK l _Toc7658六、主梁设设计 PAGEREF _Toc7658 5 HYPERLINK l _Toc9897七、横隔板板设计 PAGEREF _Toc9897 99 HYPERLINK l _Toc10087八、边梁设设计 PAGEREF _Toc10087 100 HYP

3、ERLINK l _Toc2091九、行走支支承设计计 PAGEREF _Toc2091 11 HYPERLINK l _Toc24860十、胶木滑滑块轨道道设计（见见图10） PAGEREF _Toc24860 11 HYPERLINK l _Toc14333十一、闸门门启闭力力和吊座座验算 PAGEREF _Toc14333 112。2 4）水平次次梁、顶顶梁和底底梁地设设计。35）主梁设设计。66）横隔板板设计。87）边梁设设计。98）行走支支承设计计。109）胶木滑滑块轨道道设计。1110）闸门门启闭力力和吊座座验算。112. 水工工刚结构构平面定定轮钢闸闸门设计计图。（附附图）水工刚

4、结构构平面定定轮钢闸闸门设计计计算书书一.设计任任务钢结构课课程设计计的任务务为某节节制闸工工作闸门门的设计计。二设计资资料某供水工程程，工程程等级为为1等1级，其其某段渠渠道上设设有节制制闸。节节制闸工工作闸门门操作要要求为动动水启闭闭，采用用平面定定轮钢闸闸门。本本闸门结结构设计计按SL774-995水利利水电工工程钢闸闸门设计计规范进进行。基基本资料料如下：孔口尺寸：6.00m6.00m(宽高)；底槛高程：23.0m；正常高水位位：355.0mm；设计水头：12.0m；门叶结构材材料：Q2355A。三闸门结结构形式式及布置置闸门尺寸的的确定闸门的高度度：H=66+0.5=66.5mm闸门

5、的荷载载跨度为为两侧止止水的间间距：L1=6.11m闸门计算跨跨度：L=LL0+2dd=6+200.2=6.44m主梁的数目目及形式式主梁是闸门门的主要受受力构件件，其数数目主要要取决于于闸门的的尺寸。因因为闸门门跨度L=66.4，闸门门高度H=66.5，L33时，a=11.4,则t=aa=0.07计算表见附附表1.根据上表计计算，选选用面板板厚度t=122mm 。2.面板与与梁格的的连接计计算面板局部挠挠曲时产产生的垂垂直于焊焊缝长度度方向的的横拉力力P表达式式按下式式计算，已已知面板板厚度t=122mm ,并且近近似地取取板中最最大弯应应力maxx=1160NN/mmm2,则p=0.007

6、121600=1334.44N/mmm ,面板与主梁梁连接焊焊缝方向向单位长长度内的的剪力：T=面板与主梁梁连接的的焊缝厚厚度：，面板与梁格格连接焊焊缝厚度度取起最最小厚度度。五、水平次次梁，顶顶梁和底底梁地设设计1.荷载与与内力地地验算水平次梁和和顶，底底梁都时时支承在在横隔板板上地连连续梁，作作用在它它们上面面的水压压力可按下式计算算，即q=p计算表格见见附表2。根据计算，水水平次梁梁计算荷荷载取71.08kkN/mm，水平平次梁为为4跨连续续梁，跨跨度为11.6mm，水平平次梁弯弯曲时的的边跨弯弯距为: M次中中0.0077qql2=0.077771.081.662=144.011kNm

7、支座B处的的负弯距距：M次B00.1007qll2=0.107771.081.662=199.477kNm 2.截面面选择W=考虑利用面面板作为为次梁截截面的一一部分，初初选18bb,由附录录三表四四查得：A=29229mmm2 ; WWx=15222000mm33 ; IIx=1366990000mmm4 ; b11=70mmm ; dd=9mmm 。面板参加次次梁工作作的有效效宽度分分别按下下式计算算，然后后取其中中较小值值。 Bb1+60tt=700+60012=7900mm ; B=1b (对跨间间正弯距距段) B=2b （对支支座负弯弯距段） 。 按按3号梁计计算，设设梁间距距b=。

8、对对于第一一跨中正正弯距段段l0=0.88l=0.816000=112800mm ;对于支支座负弯弯距段ll0=0.44l0.44160006400mm 。根据l0/b查表： 对对于l0/b12880/994501.3544 得10.553 ，得B=1b0.5539455011mm ,对于l0/b6400/94450.6677 得20.221 ，得B=2b0.2219451988mm ,对第一跨中中选用B5011mm,则水平平次梁组组合截面面面积见见附图2:面积为 A=29229+550112=89441mmm2 ;组合截面形形心到槽槽钢中心心线得距距离：e=655mm ;跨中组合截截面的惯惯

9、性距及及截面模模量为：I次中11369990000+229299652+5011123123288144479mmm4Wmin=对支座段选选用B1988mm，则则组合截截面面积积：A=229299+199812=53005mmm2 ;组合截面形形心到槽槽钢中心心线得距距离：e=433mm支座初组合合截面的的惯性距距及截面面模量为为：I次B11369990000+229299432+1988125322578889005mmm4Wmin= 3.水平次次梁的强强度验算算由于支座BB处处弯弯距最大大，而截截面模量量较小，故故只需验验算支座座B处截面面的抗弯弯强度，即即次说明水平次次梁选用用188b满

10、足要要求。 轧成梁梁的剪应应力一般般很小，可可不必验验算。4.水平次次梁的挠挠度验算算 受均布荷荷载的等等跨连续续梁，最最大挠度度发生在在便跨，由由于水平平次梁在在B支座处处截面的的弯距已已经求得得M次B=19.41kkNm,则边跨跨挠度可可近似地地按下式式计算： 0.00002274 故故水平次次梁选用用188b满足强强度和刚刚度要求求。六、主梁设设计(一)设计计资料1）主梁跨跨度：净净跨（孔孔口净宽宽）L06m ；计算算跨度l6.44m ；荷载载跨度l16.11m 。2）主梁荷荷载：) 横向隔隔板间距距： 1.66m 。4）主梁容容许挠度度： WW=LL/7550 。（二）主梁梁设计主梁的

11、设计计内容包包括：截截面选择择；梁高高改变；翼缘焊焊缝；腹腹板局部部稳定验验算；面面板局部部弯曲与与主梁整整体弯曲曲的折算算应力验验算。1.截面选选择弯距和剪力力。弯距距与剪力力计算如如下：弯距： 剪力： 需要的截面面抵抗距距 已知A3钢的容容许应力力=1160NN/mmm2 ,考虑钢钢闸门自自重引起起附加应应力的影影响，取取容许应应力=则需需要的截截面抵抗抗矩为； W=（3）腹板板高度选选择。按按刚度要要求的最最小梁高高（变截截面梁）为为：经济梁高：由于钢闸门门中的横横向隔板板重量将将随主梁梁增高而而增加，故故主梁高高度宜选选得比hec为小小，但不不小于hminn。现选选用腹板板厚度h090

12、ccm 。(4)腹板板厚度选选择选用tw1.00cm 。(5)翼缘缘截面选选择：每每个翼缘缘需要截截面为下翼缘选用用t12.00cm（符符合钢板板规格），需需要取B120cmm,上翼缘缘的部分分截面积积可利用用面板，故故只需设设置较小小的翼缘缘板同面面板相连连，选用用t12.00cm，b114cm，面面板兼作作主梁上上翼缘的的有效高高度为Bb1+600t14+6001.286ccm 。上翼缘截面面面积A1=142.00+8661.2=131.2cmm2。(6)弯应应力强度度验算.主梁跨跨中梁面面的几何何特性见见附表3.主梁跨跨中截面面见附图图3.截面形心距距：截面惯性距距：截面抵抗距距：上翼翼

13、缘顶边边 下翼缘缘底边 弯应力：安安全。（7）整体体稳定性性与挠度度验算。因因主梁上上翼缘直直接同面面板相连连，可不不必验算算整体稳稳定性，因因梁高大大于按高高度要求求的最小小梁高，故故梁的挠挠度也不不必验算算。2.截面改改变因主梁跨度度较大，为为减小门门槽宽度度与支承承边梁高高度（节节约钢材材），有有必要将将主梁承承端腹板板高度减减小为。见见附图4.梁高开开始改变变的位置置取在临临近支承承端的横横向隔板板下翼缘缘的外侧侧，离开开支承端端的距离离为1600-100=1550.剪切强度验验算：考考虑到主主梁端部部的腹板板及翼缘缘都分别别同支承承边梁的的腹板及及翼缘相相焊接。可可按工字字型截面面来

14、验算算剪应力力强度，主主梁支承承端面的的几何特特性见附附表4.因误差未超超过10，安安全3.翼缘焊焊缝翼缘焊缝厚厚度hf按受力力最大的的支承端端截面计计算。Vmaxx4244.9kkN。I0=12440322cm44，上翼缘对中中和轴的的面积距距：S1=1003.2217.5+22815.9=222511cm33，下翼缘对中中和轴的的面积距距：S2=4040.116004cmm311.0，采用用下式计计算：将以上数据据代入验验算式（满足局部部要求）故在横隔板板之间区区格2不应增增设横加加劲肋。再从剪力最最大的区区格1来考虑虑：该区格的腹腹板平均均高度，不不必计算算，故在在梁高减减小的区区格1内

15、也不不必另设设横向劲劲肋。取面板区格格验算其其长边点点的折算算应力 从上述的面面板计算算可见，直直接与主主梁相邻邻的面板板区格，只只有区格格3所需要要的板厚厚较大，这这就意味味着该区区格的长长边中点点应力也也较大，所所以选择择区格3按下列列验算其其长边的的折算应应力。面板区格的长边边中点的的主梁弯弯距和弯弯应力该区格长边边中点的的折算应应力 故面板厚度度选用88mm满满足强度度要求 。七、横隔板板设计1.荷载和和内力计计算 如图所所示水平平次梁为为4跨均布布连续梁梁，R可看作作它所受受的最大大剪力，由由规范表表查知：作用于于竖直次次梁上由由水平荷荷载传递递的集中中荷载： 取qq次2.横隔板板和

16、截面面选择和和强度验验算腹板选用与与主梁腹腹板同高高，采用用90010mmm，上上翼缘利利用面板板，下翼翼缘采用用2000mm8000mm的的扁钢，上上翼缘可可利用面面板的宽宽度公式式按式B2b确定。查查表得20.2225 ，B=0.222516000=3360mmm，取B3600mm 。计算算如下图图所示截截面几何何特性截截面型心心到腹板板中心线距离离： 83mmm截面面惯性距距： ，验算应力：由于横隔板板截面高高度较大大，剪切切强度更更不必验验算，横横隔板翼翼缘焊缝缝采用最最小焊缝缝厚度hf6mmm 。八、边梁设设计边梁的截面面形式采采用单腹腹式，见见附图7，边梁梁的截面面尺寸按按构造要要

17、求确定定，即截截面高度度与主梁梁端部高高度相同同，腹板板厚度与与主梁腹腹板厚度度相同，为为了便于于安装压压合胶木木滑块，下下翼缘宽宽度不宜宜小于3300mmm 。边梁是闸门门的重要要受力构构件，由由于受力力情况复复杂，故故在设计计时将容容许应力力值降低低20作为为考虑受受扭影响响的安全全储备。1.荷载和和内力计计算在闸闸门每侧侧边梁上上各设4个胶木木滑块，其其布置见见附图6： （1）水平平荷载 主要是主梁梁传来的的水平荷荷载，还还有水平平次梁和和顶，底底梁传来来的水平平荷载，为为了简化化起见，可可假定这这些荷载载由主梁梁传给边边梁，每每个边梁梁作用于于边梁荷荷载为R4244.9kkN竖向荷载有

18、闸门自重重，滑道道摩阻力力，止水水摩阻力力，起吊吊力等。上滑块所受受压力：，下滑块所受受压力：，,最大阻力为为作用于于一个边边梁上的的起吊力力，估计计为4000kN，有N4000kN进行强强度验算算， ,2.边梁强强度验算算截面面积 。截面边缘最最大应力力验算：但不超过110%，满足足强度要要求。腹板最大剪剪应力验验算：但不超过110%，满足足强度要要求。腹板与下翼翼缘连接接处则算算应力验验算：， 。但不超过110%，满足足强度要要求。九、行走支支承设计计胶木滑块计计算：下下滑块受受力最大大，其值值为R28999.6kkN，设滑滑块长度度为3550mmm，则滑滑块单位位长度承承受压力力根据上上

19、述q，查表表得轨顶顶弧面半半径R=2000mmm，轨头头设计宽宽度为b40mmm，胶胶木滑块块与规定定弧面的的接触应应力验算算：。选定胶木高高30mmm，宽宽1200mm，长长3500mm。十、胶木滑滑块轨道道设计（见见图10）确定轨道底底板宽度度轨道底板宽宽度按砼砼承压强强度确定定，查表表得：砼砼允许承承压应力力为7N/mm22 ，则所所需轨道道底板宽宽度为 取Bh4000mm， 故轨道底底面压应应力：2.确定轨轨道底版版厚度轨道底板厚厚度按其弯弯曲强度度确定，轨轨道底版版的最大大弯应力力：轨道底板悬悬臂长度度C1800mm，对对于A3查表得1000N/mmm2 ，故：，故tt80mmm 。十一、闸门门启闭力力和吊座座验算1.启门力力：其中闸门自自重滑道摩阻力力：止水摩阻力力：下吸力Pxx底止水水橡皮采采用I111016型，其其规格为为宽166mm，长长1100mm，底底止水沿沿门跨长长6.44m，根据据规范SDJJ1378，启门门时闸门门底缘平平均下