平面定輪鋼閘門設(shè)計(jì)頁

1、PAGE PAGE 19Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.目 錄1. 水工工剛結(jié)構(gòu)構(gòu)平面定定輪鋼閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算書書。11）設(shè)計(jì)資資料及有有關(guān)規(guī)定定。12）閘門結(jié)結(jié)構(gòu)的形形式及布布置。1 閘閘門尺寸寸的確定定。1 主主梁的布布置。13）面板設(shè)設(shè)計(jì)。TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30793一.設(shè)計(jì)任任務(wù) PAGEREF _Toc30793 2 HYPERLINK l _Toc23116二設(shè)計(jì)資資料 PAGEREF _Toc23116 2 HYPERLINK l _

2、Toc12113三閘門結(jié)結(jié)構(gòu)形式式及布置置 PAGEREF _Toc12113 2 HYPERLINK l _Toc1736四、面板設(shè)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1736 3 HYPERLINK l _Toc26048五、水平次次梁，頂頂梁和底底梁地設(shè)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc26048 4 HYPERLINK l _Toc7658六、主梁設(shè)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc7658 5 HYPERLINK l _Toc9897七、橫隔板板設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc9897 99 HYPERLINK l _Toc10087八、邊梁設(shè)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc10087 100 HYP

3、ERLINK l _Toc2091九、行走支支承設(shè)計(jì)計(jì) PAGEREF _Toc2091 11 HYPERLINK l _Toc24860十、膠木滑滑塊軌道道設(shè)計(jì)（見見圖10） PAGEREF _Toc24860 11 HYPERLINK l _Toc14333十一、閘門門啟閉力力和吊座座驗(yàn)算 PAGEREF _Toc14333 112。2 4）水平次次梁、頂頂梁和底底梁地設(shè)設(shè)計(jì)。35）主梁設(shè)設(shè)計(jì)。66）橫隔板板設(shè)計(jì)。87）邊梁設(shè)設(shè)計(jì)。98）行走支支承設(shè)計(jì)計(jì)。109）膠木滑滑塊軌道道設(shè)計(jì)。1110）閘門門啟閉力力和吊座座驗(yàn)算。112. 水工工剛結(jié)構(gòu)構(gòu)平面定定輪鋼閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)圖。（附附圖）水工剛

4、結(jié)構(gòu)構(gòu)平面定定輪鋼閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算書書一.設(shè)計(jì)任任務(wù)鋼結(jié)構(gòu)課課程設(shè)計(jì)計(jì)的任務(wù)務(wù)為某節(jié)節(jié)制閘工工作閘門門的設(shè)計(jì)計(jì)。二設(shè)計(jì)資資料某供水工程程，工程程等級為為1等1級，其其某段渠渠道上設(shè)設(shè)有節(jié)制制閘。節(jié)節(jié)制閘工工作閘門門操作要要求為動動水啟閉閉，采用用平面定定輪鋼閘閘門。本本閘門結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)按SL774-995水利利水電工工程鋼閘閘門設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范進(jìn)進(jìn)行。基基本資料料如下：孔口尺寸：6.00m6.00m(寬高)；底檻高程：23.0m；正常高水位位：355.0mm；設(shè)計(jì)水頭：12.0m；門葉結(jié)構(gòu)材材料：Q2355A。三閘門結(jié)結(jié)構(gòu)形式式及布置置閘門尺寸的的確定閘門的高度度：H=66+0.5=66.5mm閘門

5、的荷載載跨度為為兩側(cè)止止水的間間距：L1=6.11m閘門計(jì)算跨跨度：L=LL0+2dd=6+200.2=6.44m主梁的數(shù)目目及形式式主梁是閘門門的主要受受力構(gòu)件件，其數(shù)數(shù)目主要要取決于于閘門的的尺寸。因因?yàn)殚l門門跨度L=66.4，閘門門高度H=66.5，L33時(shí)，a=11.4,則t=aa=0.07計(jì)算表見附附表1.根據(jù)上表計(jì)計(jì)算，選選用面板板厚度t=122mm 。2.面板與與梁格的的連接計(jì)計(jì)算面板局部撓撓曲時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的垂垂直于焊焊縫長度度方向的的橫拉力力P表達(dá)式式按下式式計(jì)算，已已知面板板厚度t=122mm ,并且近近似地取取板中最最大彎應(yīng)應(yīng)力maxx=1160NN/mmm2,則p=0.007

6、121600=1334.44N/mmm ,面板與主梁梁連接焊焊縫方向向單位長長度內(nèi)的的剪力：T=面板與主梁梁連接的的焊縫厚厚度：，面板與梁格格連接焊焊縫厚度度取起最最小厚度度。五、水平次次梁，頂頂梁和底底梁地設(shè)設(shè)計(jì)1.荷載與與內(nèi)力地地驗(yàn)算水平次梁和和頂，底底梁都時(shí)時(shí)支承在在橫隔板板上地連連續(xù)梁，作作用在它它們上面面的水壓壓力可按下式計(jì)算算，即q=p計(jì)算表格見見附表2。根據(jù)計(jì)算，水水平次梁梁計(jì)算荷荷載取71.08kkN/mm，水平平次梁為為4跨連續(xù)續(xù)梁，跨跨度為11.6mm，水平平次梁彎彎曲時(shí)的的邊跨彎彎距為: M次中中0.0077qql2=0.077771.081.662=144.011kNm

7、支座B處的的負(fù)彎距距：M次B00.1007qll2=0.107771.081.662=199.477kNm 2.截面面選擇W=考慮利用面面板作為為次梁截截面的一一部分，初初選18bb,由附錄錄三表四四查得：A=29229mmm2 ; WWx=15222000mm33 ; IIx=1366990000mmm4 ; b11=70mmm ; dd=9mmm 。面板參加次次梁工作作的有效效寬度分分別按下下式計(jì)算算，然后后取其中中較小值值。 Bb1+60tt=700+60012=7900mm ; B=1b (對跨間間正彎距距段) B=2b （對支支座負(fù)彎彎距段） 。 按按3號梁計(jì)計(jì)算，設(shè)設(shè)梁間距距b=。

8、對對于第一一跨中正正彎距段段l0=0.88l=0.816000=112800mm ;對于支支座負(fù)彎彎距段ll0=0.44l0.44160006400mm 。根據(jù)l0/b查表： 對對于l0/b12880/994501.3544 得10.553 ，得B=1b0.5539455011mm ,對于l0/b6400/94450.6677 得20.221 ，得B=2b0.2219451988mm ,對第一跨中中選用B5011mm,則水平平次梁組組合截面面面積見見附圖2:面積為 A=29229+550112=89441mmm2 ;組合截面形形心到槽槽鋼中心心線得距距離：e=655mm ;跨中組合截截面的慣慣

9、性距及及截面模模量為：I次中11369990000+229299652+5011123123288144479mmm4Wmin=對支座段選選用B1988mm，則則組合截截面面積積：A=229299+199812=53005mmm2 ;組合截面形形心到槽槽鋼中心心線得距距離：e=433mm支座初組合合截面的的慣性距距及截面面模量為為：I次B11369990000+229299432+1988125322578889005mmm4Wmin= 3.水平次次梁的強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算算由于支座BB處處彎彎距最大大，而截截面模量量較小，故故只需驗(yàn)驗(yàn)算支座座B處截面面的抗彎彎強(qiáng)度，即即次說明水平次次梁選用用188b滿

10、足要要求。 軋成梁梁的剪應(yīng)應(yīng)力一般般很小，可可不必驗(yàn)驗(yàn)算。4.水平次次梁的撓撓度驗(yàn)算算 受均布荷荷載的等等跨連續(xù)續(xù)梁，最最大撓度度發(fā)生在在便跨，由由于水平平次梁在在B支座處處截面的的彎距已已經(jīng)求得得M次B=19.41kkNm,則邊跨跨撓度可可近似地地按下式式計(jì)算： 0.00002274 故故水平次次梁選用用188b滿足強(qiáng)強(qiáng)度和剛剛度要求求。六、主梁設(shè)設(shè)計(jì)(一)設(shè)計(jì)計(jì)資料1）主梁跨跨度：凈凈跨（孔孔口凈寬寬）L06m ；計(jì)算算跨度l6.44m ；荷載載跨度l16.11m 。2）主梁荷荷載：) 橫向隔隔板間距距： 1.66m 。4）主梁容容許撓度度： WW=LL/7550 。（二）主梁梁設(shè)計(jì)主梁的

11、設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)容包包括：截截面選擇擇；梁高高改變；翼緣焊焊縫；腹腹板局部部穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算；面面板局部部彎曲與與主梁整整體彎曲曲的折算算應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算。1.截面選選擇彎距和剪力力。彎距距與剪力力計(jì)算如如下：彎距： 剪力： 需要的截面面抵抗距距 已知A3鋼的容容許應(yīng)力力=1160NN/mmm2 ,考慮鋼鋼閘門自自重引起起附加應(yīng)應(yīng)力的影影響，取取容許應(yīng)應(yīng)力=則需需要的截截面抵抗抗矩為； W=（3）腹板板高度選選擇。按按剛度要要求的最最小梁高高（變截截面梁）為為：經(jīng)濟(jì)梁高：由于鋼閘門門中的橫橫向隔板板重量將將隨主梁梁增高而而增加，故故主梁高高度宜選選得比hec為小小，但不不小于hminn?，F(xiàn)選選用腹板板厚度h090

12、ccm 。(4)腹板板厚度選選擇選用tw1.00cm 。(5)翼緣緣截面選選擇：每每個(gè)翼緣緣需要截截面為下翼緣選用用t12.00cm（符符合鋼板板規(guī)格），需需要取B120cmm,上翼緣緣的部分分截面積積可利用用面板，故故只需設(shè)設(shè)置較小小的翼緣緣板同面面板相連連，選用用t12.00cm，b114cm，面面板兼作作主梁上上翼緣的的有效高高度為Bb1+600t14+6001.286ccm 。上翼緣截面面面積A1=142.00+8661.2=131.2cmm2。(6)彎應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度度驗(yàn)算.主梁跨跨中梁面面的幾何何特性見見附表3.主梁跨跨中截面面見附圖圖3.截面形心距距：截面慣性距距：截面抵抗距距：上翼翼

13、緣頂邊邊 下翼緣緣底邊 彎應(yīng)力：安安全。（7）整體體穩(wěn)定性性與撓度度驗(yàn)算。因因主梁上上翼緣直直接同面面板相連連，可不不必驗(yàn)算算整體穩(wěn)穩(wěn)定性，因因梁高大大于按高高度要求求的最小小梁高，故故梁的撓撓度也不不必驗(yàn)算算。2.截面改改變因主梁跨度度較大，為為減小門門槽寬度度與支承承邊梁高高度（節(jié)節(jié)約鋼材材），有有必要將將主梁承承端腹板板高度減減小為。見見附圖4.梁高開開始改變變的位置置取在臨臨近支承承端的橫橫向隔板板下翼緣緣的外側(cè)側(cè)，離開開支承端端的距離離為1600-100=1550.剪切強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算：考考慮到主主梁端部部的腹板板及翼緣緣都分別別同支承承邊梁的的腹板及及翼緣相相焊接?？煽砂垂ぷ肿中徒孛婷鎭?/p>

14、驗(yàn)算算剪應(yīng)力力強(qiáng)度，主主梁支承承端面的的幾何特特性見附附表4.因誤差未超超過10，安安全3.翼緣焊焊縫翼緣焊縫厚厚度hf按受力力最大的的支承端端截面計(jì)計(jì)算。Vmaxx4244.9kkN。I0=12440322cm44，上翼緣對中中和軸的的面積距距：S1=1003.2217.5+22815.9=222511cm33，下翼緣對中中和軸的的面積距距：S2=4040.116004cmm311.0，采用用下式計(jì)計(jì)算：將以上數(shù)據(jù)據(jù)代入驗(yàn)驗(yàn)算式（滿足局部部要求）故在橫隔板板之間區(qū)區(qū)格2不應(yīng)增增設(shè)橫加加勁肋。再從剪力最最大的區(qū)區(qū)格1來考慮慮：該區(qū)格的腹腹板平均均高度，不不必計(jì)算算，故在在梁高減減小的區(qū)區(qū)格1內(nèi)

15、也不不必另設(shè)設(shè)橫向勁勁肋。取面板區(qū)格格驗(yàn)算其其長邊點(diǎn)點(diǎn)的折算算應(yīng)力 從上述的面面板計(jì)算算可見，直直接與主主梁相鄰鄰的面板板區(qū)格，只只有區(qū)格格3所需要要的板厚厚較大，這這就意味味著該區(qū)區(qū)格的長長邊中點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)力也也較大，所所以選擇擇區(qū)格3按下列列驗(yàn)算其其長邊的的折算應(yīng)應(yīng)力。面板區(qū)格的長邊邊中點(diǎn)的的主梁彎彎距和彎彎應(yīng)力該區(qū)格長邊邊中點(diǎn)的的折算應(yīng)應(yīng)力 故面板厚度度選用88mm滿滿足強(qiáng)度度要求 。七、橫隔板板設(shè)計(jì)1.荷載和和內(nèi)力計(jì)計(jì)算 如圖所所示水平平次梁為為4跨均布布連續(xù)梁梁，R可看作作它所受受的最大大剪力，由由規(guī)范表表查知：作用于于豎直次次梁上由由水平荷荷載傳遞遞的集中中荷載： 取qq次2.橫隔板板和

16、截面面選擇和和強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算腹板選用與與主梁腹腹板同高高，采用用90010mmm，上上翼緣利利用面板板，下翼翼緣采用用2000mm8000mm的的扁鋼，上上翼緣可可利用面面板的寬寬度公式式按式B2b確定。查查表得20.2225 ，B=0.222516000=3360mmm，取B3600mm 。計(jì)算算如下圖圖所示截截面幾何何特性截截面型心心到腹板板中心線距離離： 83mmm截面面慣性距距： ，驗(yàn)算應(yīng)力：由于橫隔板板截面高高度較大大，剪切切強(qiáng)度更更不必驗(yàn)驗(yàn)算，橫橫隔板翼翼緣焊縫縫采用最最小焊縫縫厚度hf6mmm 。八、邊梁設(shè)設(shè)計(jì)邊梁的截面面形式采采用單腹腹式，見見附圖7，邊梁梁的截面面尺寸按按構(gòu)造要要

17、求確定定，即截截面高度度與主梁梁端部高高度相同同，腹板板厚度與與主梁腹腹板厚度度相同，為為了便于于安裝壓壓合膠木木滑塊，下下翼緣寬寬度不宜宜小于3300mmm 。邊梁是閘門門的重要要受力構(gòu)構(gòu)件，由由于受力力情況復(fù)復(fù)雜，故故在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)將容容許應(yīng)力力值降低低20作為為考慮受受扭影響響的安全全儲備。1.荷載和和內(nèi)力計(jì)計(jì)算在閘閘門每側(cè)側(cè)邊梁上上各設(shè)4個(gè)膠木木滑塊，其其布置見見附圖6： （1）水平平荷載 主要是主梁梁傳來的的水平荷荷載，還還有水平平次梁和和頂，底底梁傳來來的水平平荷載，為為了簡化化起見，可可假定這這些荷載載由主梁梁傳給邊邊梁，每每個(gè)邊梁梁作用于于邊梁荷荷載為R4244.9kkN豎向荷載有

18、閘門自重重，滑道道摩阻力力，止水水摩阻力力，起吊吊力等。上滑塊所受受壓力：，下滑塊所受受壓力：，,最大阻力為為作用于于一個(gè)邊邊梁上的的起吊力力，估計(jì)計(jì)為4000kN，有N4000kN進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算算， ,2.邊梁強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算算截面面積 。截面邊緣最最大應(yīng)力力驗(yàn)算：但不超過110%，滿足足強(qiáng)度要要求。腹板最大剪剪應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算：但不超過110%，滿足足強(qiáng)度要要求。腹板與下翼翼緣連接接處則算算應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算：， 。但不超過110%，滿足足強(qiáng)度要要求。九、行走支支承設(shè)計(jì)計(jì)膠木滑塊計(jì)計(jì)算：下下滑塊受受力最大大，其值值為R28999.6kkN，設(shè)滑滑塊長度度為3550mmm，則滑滑塊單位位長度承承受壓力力根據(jù)上上

19、述q，查表表得軌頂頂弧面半半徑R=2000mmm，軌頭頭設(shè)計(jì)寬寬度為b40mmm，膠膠木滑塊塊與規(guī)定定弧面的的接觸應(yīng)應(yīng)力驗(yàn)算算：。選定膠木高高30mmm，寬寬1200mm，長長3500mm。十、膠木滑滑塊軌道道設(shè)計(jì)（見見圖10）確定軌道底底板寬度度軌道底板寬寬度按砼砼承壓強(qiáng)強(qiáng)度確定定，查表表得：砼砼允許承承壓應(yīng)力力為7N/mm22 ，則所所需軌道道底板寬寬度為 取Bh4000mm， 故軌道底底面壓應(yīng)應(yīng)力：2.確定軌軌道底版版厚度軌道底板厚厚度按其彎彎曲強(qiáng)度度確定，軌軌道底版版的最大大彎應(yīng)力力：軌道底板懸懸臂長度度C1800mm，對對于A3查表得1000N/mmm2 ，故：，故tt80mmm 。十一、閘門門啟閉力力和吊座座驗(yàn)算1.啟門力力：其中閘門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，其其規(guī)格為為寬166mm，長長1100mm，底底止水沿沿門跨長長6.44m，根據(jù)據(jù)規(guī)范SDJJ1378，啟門門時(shí)閘門門底緣平平均下