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1、 溢洪道露顶式平面钢闸门1基本资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净宽：9.00m；设计水头：5.50m；结构材料：Q235 钢；焊条：E43；止水橡皮：侧止水用 p 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。2 闸门结构的形式及布置（1）闸门尺寸的确定（图 1） 。1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为 m,故闸门高度m7 . 52 . 05 . 52）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：;mL913）闸门计算跨度：mdLL40. 92 . 02920（2）主梁的形式。主梁的形式应根据水头的大小和跨度的大小而定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护
2、，决定采用实复式组合梁。 （3）主梁的布置。根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。为使两个主梁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理的作用线(图 1)并要求下悬臂和mHy8 . 13/aH12. 0,上悬臂,今取ma4 . 0Hc45. 0mHa66. 012. 06 . 000.101L00.100L00.10L20. 0dmkNP/5 .176H/3=1.80.2a=0.6C=2.5b=1.2b=1.2H=5.55.71040026002226002600260022007002600700172011309508408106006200100I 横向隔板IIIIIIIV
3、VVI边梁胶木滑块水平次梁主梁水平次梁主梁顶梁底梁I主梁间距 mayb4 . 22 . 12)(22则 （满足要求）HmabHc45. 05 . 26 . 04 . 25 . 52图 1 闸门主要尺寸图（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撑。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置具体尺寸如图 2 所示。图 2 梁格布置尺寸图（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,横隔板兼作竖直次梁。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
4、架。（6）边梁与行走支撑。边梁采用单复式，行走支撑采用胶木滑道。3 面板设计 100 1650 1010 860 770 690 530 10070 140 70 70 1402900 2600 700横隔板水平次梁主梁I-I根据钢闸门设计规范 （SL74-95）及 2006 修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后在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图 2 所示。面部厚度按式计算9 . 0akpat 当时，则3/ab5 . 1a9 . 0akpatkpa068. 0当时，则3/ab4 . 1a9 . 0akpatkpa07
5、. 0现列表进行计算。面板厚度的估算区格)(mma)(mmbab/k)/(2mmNpkp)(mmt165025901.570.5840.0070.0647.18101025902.570.5000.0210.1027.0186025903.010.5000.0310.1257.50IV77025903.370.5000.0400.1427.65V69025903.750.5000.0480.1557.48VI53025904.890.7500.0550.2037.53注 1 面板边长 a、b 都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽为 140mm(详见后面)。2 区格 I、VI 中系数 由三
6、边固定一边简支板查的。k根据表计算，选用面板厚度 =8mm。t（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强度方向的横向拉力 P 按式计算，已知面板厚度8mm，max07. 0tp t并且近似的取板中最大弯应力，则2 max/160mmNmmNtp/6 .89160807. 007. 0max面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力为mmNIVST/207161700000023068620441000 20计算面板与主梁连接的焊缝厚度为mmTphw ff8 . 2)1157 . 0/(2076 .89) 7 . 0/(2222面板与梁格连接焊缝取其最小厚度mmhf64 水平次梁、
7、顶梁和底梁的设计（1）荷载与内力计算。水平次梁和顶、底梁都是支撑在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水平压力可按式计算221aapq列表计算后得mkNq/24.181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)/(2mkNp梁间距)(m)2 maa（下上)/(2 mkNaapq下上备注1（顶梁）1.72215.41.42521.951.133（上主梁）26.51.04027.560.95435.80.89532.04544.00.840.82536.30顶梁荷载按下图计算)/(68. 372. 1357. 1254. 157. 11mkNR0.15m 1.57mR1 1.72m R
8、215.4kN/m20.816（下主梁）51.90.70536.590.607（底梁） 57.80.40023.12根据表计算，水平次梁计算荷载取 36.30，水平次梁为四跨连mkN /续梁，跨度为 2.6.水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为m20.077qlM9 .186 . 23 .36077. 02mkN 支座 B 处的弯矩为2107. 0qlM26.266 . 23 .36107. 02mkN 图 3 水平次梁计算简图和弯矩图A B C D EA B C D Eq=36.30kN/m次中M次支M（2）截面选择36 1641251601026.26 mmMW考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初
9、选18a 由附录 6 附表查的：；22569mmA 3141400mmWX412727000mmIXmmb68mmd7。面板参加次梁工作有效宽度分别按式，或计cbBt2bB1bB2算，其中；然后取其中较小值。2)(21bbbmmtbB54886068601（对跨间正弯矩段）bB1（对支座负弯矩段）bB2按 5 号梁计算，设梁间距。确2)(21bbbmm8252/ )810840(定有效宽度系数 时，需要知道梁弯矩零点之间的距离 与梁间距0l的比值。对于第一跨中正弯矩段取。对bmmll208026008 . 08 . 00于支座负弯矩取。根据查表，得mmll104026004 . 04 . 00
10、bl /0图 4 面板参加水平次梁工作后的组合截面对于，得0.78，则bl /0521. 2825/20801mmbB64482578. 01对于1040/825=1.261，得0.364，则bl /01mmbB300825364. 01对第一跨中选用，则水平次梁组合截面面积为mmB5482695385482569mmA31 14959188548组合截面形心到槽钢中心线的距离为596953948548emm跨中组合截面的惯性矩及截面模量为4222704000035854859256912727000mmI次中2 min18150014927040000mmW对支座选用，则组合截面面积为mmB
11、3002496983002569mmA组合截面形心到槽钢中心线的距离为mme454969948300支座处组合截面的惯性矩及截面模量为4222369162549830045256912727000mmIB次2 min17549313523691625mmW（3）水平次梁的强度验算。由支座 B 处弯矩最大，而截面模量最小，故只需验算支座 B 处截面的抗弯强度，即226min/160/6 .1491754931026.26mmNmmNWMB次 次说明水平次梁选用满足要求。轧成梁的剪应力一般很小，可不比验算。（4）水平次梁的挠度验算。受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在边跨，由于水平次梁在 B 支
12、座处截面的弯矩已经求得，则边跨挠度可近似地计算为mkNMB26.26次图 5 平面钢闸门的主梁位置和计算简图004. 02501000725. 01027041006. 216106 . 21026.26 1027041006. 2384)106 . 2(3 .365 163845453645333lvEIlMEIql lvB次次次故水平次梁选用满足强度和刚度要求。侧止水 主梁 I 面板横向薄板边梁mL100mL4 .10胶木滑道kNPqmL2 .882/0 .101 mL4 .10I0.2m（5）顶梁和底梁。顶梁所受的荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁的刚度，所以采用。5
13、主梁设计（1）设计资料。1）主梁跨度：净跨（孔口宽度），计算跨度，mL90mL4 . 9荷载跨度；mL910.2m 2.7m 1.3m 1.3m 0.7mH=6m横隔板主梁水平次梁H/3=2m下 主 梁 作 用 力 4 4 1 k Nq图 6 平面钢闸门 I-I 截面2）主梁荷载：;mkNq/2 .883）横向隔板间距:m6 . 24)主梁容许挠度600/Lv (2)主梁设计。主梁设计包括：截面选择；梁高改变；翼缘焊缝；腹板局部稳定验算；面部局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。1）截面选则。弯矩与剪力。弯矩与剪力的计算如下mkNM972)49 24 . 9(29*2 .88maxkNqLV3
14、979*2 .88*21 21 max需要的截面模量。已知 Q235 钢的容许应力= ，2/160mmN考虑钢闸门自重引起的附加应力作用，取容许应力=,需要的截面模量为2/1441609 . 0mmNW=2max67501 . 0*144 100*972 cmM腹板高度选择。按刚度要求的最小高粱（变截面梁）为87.1/23. 096. 0minLvELhcm经济高粱 5/21 . 3 Whec由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比小，但不小于。现选用腹板高度echminhcmh1 .870腹板厚度选择。按经验公式计算：=11=0.85cm ，选th/用1.0cm 。t翼缘截面选择。每个翼缘需要截面为20016361 .87*0 . 11 .876750 6cmht hWA下翼缘选用2.0cm （符合钢板规格）1t需要63/2=32,选用38cm（在之间）111/tAb1bcmhh173555
