1、0.91L0.9L420.d 20.dmkNP/2.148H/3=1.80.2a=0.6C=2.5b=1.2b=1.2H=5.5 5.7钢结构课程设计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 m7.520.94002350 222350 2350 2350205065024
2、00600162010308507907605005700100I 横向隔板IIIIIIIVVVI边梁胶木滑块水平次梁主梁水平次梁主梁顶梁底梁I2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距： ;mL91图 1 闸门主要尺寸图3）闸门计算跨度： dL40.9220（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，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 ,上悬臂 ,今mHy8.1/aH12.0ma4.0Hc45.0取
3、 66.主梁间距 yb.)(2则 （满足要求）HmaHc 45.0.2604.5（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 根据钢闸门设计规范 （SL74-95）及 2
4、006 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100155091076072064043010070140707014027002400600横隔板水平次梁主梁I-I9.0akpt当 时， ，则3/ab5.1.kt kp68.当 时， ，则/4.9.0akpt k7.现列表进行计算。面板厚度的估算区格 )(ma)(ba/k)/(2mNpkp)(mt1550 2340 1.51 0.570 0.007 0.063 6.66910 2340 2.57 0.500
5、 0.020 0.099 6.13760 2340 3.08 0.500 0.028 0.118 6.28IV 720 2340 3.25 0.500 0.035 0.132 6.68V 640 2340 3.66 0.500 0.042 0.144 6.47VI 430 2340 5.44 0.750 0.047 0.188 5.65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
6、力 P 按式 计算，已知面板厚度 8mm，并且近似的取板中最max07.tpt大弯应力 ，则2max/16NmNtp/6.89107.0.max面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力为mNIVST/1291560248340 计算面板与主梁连接的焊缝厚度为 Tphwff 8.2)157.0/(26.89)7.0/(2 面板与梁格连接焊缝取其最小厚度 mhf4水平次梁、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21apq列表计算后得 mkNq/54.1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 )/(2mk
7、Np梁间距 ()2a（ 下上 )/(2mkNapq下上 备注1（顶梁）1.622 14.4 1.325 19.091.033（上主梁） 24.5 0.940 23.030.854 32.80.790.820 26.92顶梁荷载按下图计算 )/(20.36.13471mkNR0.15m 1.47mR1 1.72m R214.4kN/m21.62m5 40.6 0.775 31.440.766（下主梁） 48.0 0.630 30.250.507（底梁） 52.9 0.333 17.61根据表计算，水平次梁计算荷载取 32.0 ，水平次梁为四跨连续梁，跨度mkN/为 2.6 .水平次梁弯曲时的边跨
8、中弯矩为m20.7qlM6.135.203.kN支座 B 处的弯矩为 2107.ql 91.835.20.mk图 3 水平次梁计算简图和弯矩图（2）截面选择 365.18709.mMWA B C D EA B C D Eq=32.0kN/m次 中M次 支考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选18a 由附录 6 附表查的：； ； ； ；2569mA3140mWX41270mIXb8md7。面板参加次梁工作有效宽度分别按式 ， 或 计算，其中cbBt1B2；然后取其中较小值。2)(1bmtB5486081（对跨间正弯矩段）b1（对支座负弯矩段）B2按 5 号梁计算，设梁间距 。确定有效2)(1bm
9、752/)6079(宽度系数 时，需要知道梁弯矩零点之间的距离 与梁间距 的比值。对于第一 0lb跨中正弯矩段取 。对于支座负弯矩取mll 18350.80。根据 查表，得ll 94235.40bl/31 14959 188548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/0426.75/181mB0.1对于 ，得 0.353，则bl/0213.75/94163.1对第一跨中选用 ，则水平次梁组合截面面积为mB5482695384269mA组合截面形心到槽钢中心线的距离为 59635e跨中组合截面的惯性矩及截面模量为 42270584591270 mI 次 中 2mi
10、n170W对支座选用 ，则组合截面面积为B6.27328.4756.2359mA组合截面形心到槽钢中心线的距离为 e438.75支座处组合截面的惯性矩及截面模量为 422 8.315496.34691270 mIB 次2min 3.17358.24mW（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 /160/1.03.1798 mNNM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 支座处截面的弯矩已经求得 ，则边
11、跨mkNMB91.8次挠度可近似地计算为图 5 平面钢闸门的主梁位置和计算简图侧止水 主梁 I 面板横向薄板边梁 mL0.94胶木滑道 kNPqL1.742/0.91mL.9I0.2m04.251047. 1027406.135.98270416.38)35.(6385 3 lvEIlMIqllvB次次次故水平次梁选用满足强度和刚度要求。（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主梁设计（1）设计资料。1）主梁跨度：净跨（孔口宽度） ，计算跨度 ，荷载跨度mL90mL4.9；mL9图 6 平面钢闸门 I-I 截面2）主梁荷载： ;mkNq/1.740.2m2.5m1.2m1.2m0.6mH=5.5m横隔板主梁水平次梁H/3=1.8m下主梁作用力441kNq
