DB34T 3566-2019 底轴驱动翻板钢闸门设计规范

DB34DB34/T3566—2019底轴驱动翻板钢闸门设计规范Designspecificationforbottomroller-drivingflapsteelgate2019-12-25发布2020-01-25实施安徽省市场监督管理局发布I 1 1 2 4 4 4 4 5 6 6 7 1GB/T1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺GB/T3632钢结构用扭剪型高GB/T14173水利水电工程钢闸门制造GB/T23894滑动轴承铜合金23止水埋件water-sealem穿墙套管埋件wallbushing44.2.3闸门的孔数应根据闸的地基条件、运用要求等因素，综合分析确定，对于多孔宜选择奇4.2.4闸门上游侧宜根据河道推移质来量设置相应高度的拦沙坎，防止泥沙在门前堆积而影响4.3.1启闭机型式宜根据闸门尺寸、运行条件以及防洪泄水等因素确定。大型闸门宜选用双拐54.3.6具有紧急防洪、泄水任务的水闸，液压启闭机在失电情况下，应能自动卸荷，并使闸门5.2有控泄要求、经常局部开启的闸门，设计时应考虑闸门各部件承受不同程度的动力荷载5.3设计闸门时，应将可能同时作用的各种荷载进行组合。荷载组合分为基本组合和特殊组合两类。6压力风压力启闭力撞击力载√√√√√√√√√√算√√√√√√√√√√√算√√√√√√√√√算6.1.1闸门结构的钢材应根据闸门的性质、操作条件、连接方式、工作温度等不同材质，其质量标准应分别符合GB/T700、12门34注3：大型工程指Ⅰ等、Ⅱ等工程；中型工程指Ⅲ等工程；小型工程指Ⅳ等、Ⅴ等工程；工程等级按SL252的规76.1.2闸门承载结构的钢材应保证其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硫、磷的含量6.1.14闸门防腐蚀涂装材料应根据工作环境、环保要求、工作年限、使用工况选用，>16～40>16～40>40～60>40～63>60～100>63～80>100～150>80～100>150～200>100～1508123456123456123456123456123456弯]]焊缝分类应力种类符号1234123456123456123456123456对接焊缝一、角焊缝剪9]]l]]注1：A级螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm（按较小值）的螺栓；d为公称直径，l为螺杆公称长度。钢碳素-450-500-570-640抗压]]拉]a]w]cd]cj]cg]9-1)7.1.1门叶面板宜布置在迎水面一侧，面板厚度应根据纵横梁系的间距和面板7.1.2闸门门叶的梁系宜采用同层的布置方式，并应考虑制造、运输、安装、7.2.2对于门叶的承载构件和连接件，应验算结构的正应力和剪应力。在同时7.2.4受弯、受压和偏心受压构件，应验算整体b)受拉构件容许长细比，主要构件，不应超过200；次要构件，不应超过250；kyq......................................(1)）；q——面板计算区格中心的水压力强度，单位为兆帕（d)验算面板强度时，应考虑面板的局部弯7.3.1破水器布置在门叶顶部，可布置在门顶的上游侧或下游侧，布置在下游7.4.2导水板的长度、角度应根据闸门挡水期间门顶漫溢设计水深、门后水垫8.1.2底轴是承受支座反力、弯矩与扭矩共同作用的多支点长轴，应采用焊接性能良8.1.5底轴分节长度及分节数量应根据材料、运输、安装条件、支铰点的布置以及门8.1.6底轴上固接门叶的多排高强度螺栓孔应错位布置，同一环向截面上宜布置二排8.2.2闸门旋转运行过程中，传递的荷载大小、方向不断发生着变化，支铰装置应对8.2.3支铰装置的铰座宜布置成腰型孔，满足支铰轴承在支铰座内上下浮动的要求，9.1.2拐臂应按照固端约束杆件最不利工作位置，以启闭机额定容量进行结构的强度、刚度和9.2.1闸门挡水期间，应通过可靠的锁定装置将门叶固定在某一位置，以避免启闭机长时期处9.2.3锁定装置宜选用自动、半自动锁定器。锁定的结构方式应按启闭机房内空间尺寸的具体9.2.4锁定装置应与启闭机实现电气互锁，在锁定装置未完全退出锁定位置前，启闭机不应进10.1.7闸门水封应预留压缩量，底水封的10.2.3端面水封宜设置在穿墙套管外水侧的10.2.4径向水封通常采用多层多道唇口O形密封圈，降低渗水区渗水压力，以减少渗水量。12.1.5最低通气孔位置应高于下游最低水位，最高通气孔位置应低于直立挡水时门顶下部0.5m~图1通气孔布置示意图12.2通气孔面积计算12.2.1通气孔面积计算应考虑到实际掺气量的需要，控制通气孔风速不大于40m/s。12.2.2通气孔尺寸可按式(3)计算：φ=0.15hb0.15..............................h——门顶设计溢流水深，单位为米(m);13启闭力计算13.1一般规定13.1.3持住力指闸门在某一开度状态下或使闸门按一定速度运行后停留于某一开13.2闸门启闭力计算方法13.2.1闭门力按式(4)计算：13.2.2持住力按式(5)计算：F=2MPMPnMGMGMdMSMzdMzs.......................(5)FQ=nTMzdMzsMP+MP1nGMGMGjMdMS+rr2rr+0r）；r）；——门体中线与水平向的夹角，单位为度(°);0——拐臂中线与门体中线的夹角，单位为度(°);1——油缸支座中心与底轴中心连线与水平向夹角的锐角，单位为度(°);MP——上游水作用力力矩，单位为牛米（N･mMP——下游水用力力矩，单位为牛米（N･mMG——重力作用力矩，单位为牛米（N･mMS——门后空腔负压引起的下吸力力矩（通气顺畅时可忽略单位为牛米（N･mMd——门顶水压力力矩，单位为牛米（N･mM——加重产生的力矩，单位为牛米（N･mGMzd——底轴摩擦力矩，单位为牛米（N･mMzs——侧水封摩擦力矩，单位为牛米（N･mDB34/T3566—13.3启闭力各荷载计算13.3.1启闭力各荷载计算简图闸门荷载计算简图见图2。图2闸门荷载计算简图H——上游水位，单位为米(m);Hx——下游水位，单位为米(m);h——门体的高度，单位为米(m);lo——侧水封投影到侧墙的宽度，单位为米(m);d/2——门体中心线距闸门面板的距离(并非闸门宽度的一半),单位为米(m);do——重力垂直门体的力臂，单位为米(m);Bzs——两侧止水间距，单位为米(m);R——底轴门轴连接套外半径，单位为米(m);ro——重力沿门体中线方向的力臂，单位为米(m);ho——门体与底轴交接的外缘距底轴中心的垂直距离，单位为米(m);ho——底轴中心垂直于门体下缘连线的弦长(固定值),单位为米(m);a——水流过闸衰减系数，可参考附录H;P——上游面板水压力，单位为牛(N);R——下游水压力，单位为牛(N);Ps——作用在侧水封上的水作用力，单位为牛(N);Ts——侧水封摩擦力，单位为牛(N);Ms——侧水封摩擦力矩，单位为牛米(N·m);fzs——侧水封摩擦系数，按附录I确定(启门力与闭门力计算时取最大值，持住力计算时取最小值);P作用在底轴上的作用力，单位为牛(N);MS——门后空腔负压引起的下吸力力矩（通气顺畅时可忽略单位为牛米（N･m 13.3.2.1.1在HSh MPHSh2h0hgBZSh2singBZSh0hh0.................(9)hPHSh02...................................(10)gBZShHSh02.....................gBZShHSh02.....................13.3.2.2.1在HXhR22sin时：水作用力按式（12）计算：PgHXh0hBZSgBZSsin............................(12)MP1HXh2h0hgBZSh2singBZSh0hh0...............13.3.2.2.2在HXhsin时，水作用力按式（14）计算：PHXh02..................................(14)MP1HXh03HXh02........................(15)重力矩为重心距底轴中心的重力力矩，顺门体和垂直门体的力臂分别为a)重心位置在门体中心线上游侧，重力矩为MGr0Gcosd0Gsin；b)重心位置在门体中心线上游侧，重力矩为MGd0Gsinr0Gcos。TzsHSh02HShsin2.......................(16)TzsfzsPzsM=fglhHhHhsinfglHhHhsinHhHhsinHSh02................................13.3.5水舌空腔脉动作用力(Pcavity)PPBZShhsinHXsin MSP0BZShh2sin2H2sin2 取门顶高度为门体中心线计算得到的高度（距底轴中心），门顶顶梁宽度d：hhhsin HHSh 3)对于顶梁为矩形结构的门顶作用力PgHdBZS Md1Pd1dd2（逆时针） PAd2g2HS2hsinh0h2 Md2Ad2ghsinh0h22HS2hsinh0h2 5)门顶作用力矩Md可按式（28）计算MdMd2-Md1....................................(28)13.3.6底轴摩阻力矩Mzd力矩Mzd，其可按式（29）计算：MzdfPzdR.....................................(29)R——底轴半径，单位为毫米（mm）；f——滑动摩擦系数，(启门力与闭门力计算时取最大值，持住力计算时取最小值)，见附录I。a)顺水流方向作用力按式（30）计算： P1总水压力：PHSh02P力作用点位置:HCP力作用点距底轴轴心距离：HHh2PHC2HSh03HSHX2h0HR1HS2h0HX3HSHX2h03h3HSh02hHRh032HSh0h4P2HSh0hhHXh02BZSHCHSh0Hh13HSh0h22h3HXh03C032HSh0hhHXh025P(HSh0)HSh0hBZSHR），LLRRrLRrLRLLRRrLRrLRLLI80－20I130－20I80－20bLI75－16bI110－16bLI75－16bLR bR bbrLP－ArL1L1rrbb LPL60－APL60－PL60－APL45－APLPL45－ALLLLPL60－A'PL60－PL60－A'PL45－A'PLPL45－A'LLLLP60－AP60－BP60－AP45－AP45P45－ALDRDDRDLLrLLrrLLrbbbbΩ60－1RDRDrrL1L1bLLL1L2bb1RR1rD————————————8 8———————①PL60—A、PL45—A、PL60—B和PL②PL60—A′、PL45—A′、PL60—B′和——————— —————————————— ——8——————————————————————序号123序号4(%)5（B型试样，70℃×22h，%)67当10%当20%当30%当40%8在－40℃~+40℃温度下工作橡塑复合水封聚四氟乙烯薄膜厚度应大于1.0mm，磨损厚度（预压缩3mm，运行3000m）不应1234567吸水率(%)812345工作温度(℃)-40～+100-40～+100C.3.1铜合金镶嵌固体润滑材料的铜合金应符合GB/T23894规定的要求，其力学性能见表C.3的规12断后伸长率(%)3C.3.2固体润滑剂的化学成分应符合规定，表面颜色一致，无缺陷、无剥落、无裂纹，镶嵌牢固，不12345吸水率(%)6热变形温度(℃)a)当h0tw80时，可不配置加劲肋。其中h为腹板的计算高度，tw为腹板的厚度；b)当80235sh0tw150235s时，应配置横向加劲肋，并应 c)当h0tw150235s时，应在弯曲应力较大的区格的受压区增加配置纵向加劲肋，并按aaah2h2h1h0h2h0h1aD.1.2梁腹板仅用横向加劲肋加强时，加劲肋间距a应按式atw.................a——加劲肋间距，mm，式（D.1）右端算得的值大于2h0或分母为负值时，取a2h0；h0——腹板的计算高度，mm；tw——腹板的厚度，mm；——所考虑梁段内最大剪力产生的腹板平均剪应力，N/mm2，按式（D.2）计算；V——剪力，N；hw——腹板的高度，mm。100tw100twΗ100tw100twΗ100tw100twΗ代替h0，并取1.0。a)横向加劲肋的最小间距应为0.5h0，最大间距应为2h0。纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离h1应为h0/5～h0/4。b)腹板两侧成对配置的横向加劲肋，其外伸宽度bs应符合式（D.3）规定：bsh03040................................d)腹板一侧配置的横向加劲肋，其外伸e)在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，横向加劲肋的截面尺寸除应符合上述规定IZ3h0t.....................................(D.5)f)纵向加劲肋的截面惯性矩IY应符合式（D.6）和式（D.7）规定。Iy1.5h0t.....................IyD.2.1梁的支承加劲肋，应按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算其在腹板平面外的w235235sD.2.2当梁支承加劲肋的端部为刨平顶紧时，应按其所承受的支座反力或固定集中荷载计算其端面承b0t40.................................(D.9)a)当箱形截面梁受压翼缘板设有纵向加劲肋时，式（D.9）中的b0取腹板与纵向加劲肋之间的om=μOmy...................。=9图E.1面板布置图1支承长边中点(4点)K,yA点x 5——面板兼作主(次)梁上翼缘的有效宽度系数(见表E.5);μ——泊桑比，取0.3;图E.2面板布置图a)面板兼作主(次)梁翼缘的有效宽度B,对于简支梁或连续梁中正弯矩段，可按式(E.8)~式(E.10)计算(见图E.2),取其中较小值。b=(b₁+b₂)/2............................(E.——有效宽度系数，按表E.5用；表E.5面板的有效宽度系数ξ、ξ34568注1:lo为主(次)梁弯矩零点之间的距离。对于简支梁l₀=1;对于连续梁的正弯矩段可近似地取lo=0.61～0.81;对于其负弯矩可近似地取l₀=0.41,其中1为主(次)梁的跨度(见图E.3)。注2:ξ1适用于梁的正弯矩图为抛物线图形；MMAδ1y图E.3面板有效宽度系数示意图b)对于连续梁中负弯矩段或悬臂段，面板的有效宽度按式(E.11)计算：(规范性附录)底轴的计算F.1底轴截面的扭矩和扭转角计算图F.1底轴截面扭矩简图a)空心圆截面轴，作用均布扭矩荷载m,两端的外力偶矩分别为T₁和T₂,则C截面上的内力扭矩..............................................F.2底轴多跨连续梁各支铰反力和弯矩序号说明计算简图剪力弯矩1静定结构Al2M22跨结构Ma=-表F.1(续)序号说明计算简图剪力33跨结构44跨结构MM基六表F.1(续)序号说明计算简图剪力5结构0F F=ql+M-2一