露顶式平面钢闸门设计答案

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计算列表如下 ：
梁号 1(顶梁) 2
梁轴线水 梁间距
压强度 p （KN/m
(m) 1.50
a上 a下 q=p
2
a上 a下
（m）
2
(mm)
2.7(m6 )
2） 14.70
0.96
1.230 18.08
备注：
顶梁荷载按下图下式计算
1.30 14.7 1.30
R1=
2
3
1.50
=2.76KN/m2
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露顶式平面钢闸门设计说明书 一、设计资料
⑴闸门型式：露顶式平面钢闸门 ⑵孔口净宽：8.0 m ⑶设计水头：7.0m
⑷结构材料： Q 235 A F
⑸焊条：焊条采用 E 43 型手工焊 ⑻止水橡皮：侧止水用 P 型橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压 合胶木为 MCS 2
⑼混泥土强度等级：C20
组合截面形心到槽钢中心线的距离： 516×8×74
e= 5978 =51 mm
mm2
跨中组合截面的惯性矩及截面模量为： Ι次中=5637000+1851×512+516×8×
6
=77625 mm3
考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选 槽钢 14a 由附表查得：A=1851 mm2 ；
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WX =80500 mm2 ； I X =5637000 mm4 ； b1 =58 mm; d=6 mm
面板参加次梁翼缘工作的有效宽度按下式计算，然后取最小值。
B≤ b1 +60t=58+60×8=538 mm
4. 梁格的布置和形式
格采用复式 布置和高等 连接，三根 水平次梁穿 过横隔板上 的预留孔并 被横隔板所 支承。水平次梁为连续梁，其间距上疏下密，面板各区格所需要的厚度大致相等。梁格的 布置及具体尺寸如下图所示： 5. 联结系的布置和形式 （1）横向联结系：根据主梁的跨度，采用布置 3 道横隔板，横隔板兼作竖直次梁，其
由 l0 1720 2.667 得ξ1=0.80，则 B=ξ1b=0.80×645=516 mm b 645
由 l0 860 1.333 得ξ2=0.380，则 B=ξ2b=0.380×645=245 mm b 645
对于第一跨中，选用 B=516 mm，则水平次梁的组合截面积：A=1851+516×8=5978mm2
8.6 横向联结间距为 L= 4 =2.15 m （2）纵向联结系:采用斜杆式桁架，布置在两根主梁下翼缘的竖平面内，并设有 4 根等 肢角钢的斜杆。 6. 边梁与行走支承
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采用单腹式边梁，行走支承采用双股式滚动行走支承。
三、面板设计
1. 估算面板厚度
假定梁格布置如图所示，面板厚度由公式 t= a kp ，且 tmax-tmin≤2 mm
0.537 0.0076 0.064
Biblioteka Baidu6.53
Ⅱ
960 2150 2.24
0.491 0.020
0.099
6.46
Ⅲ
850 2150 2.53
0.500 0.028
0.118
6.82
Ⅳ
660 2150 3.26
0.500 0.036
0.134
6.19
Ⅴ
630 2150 3.41
0.500 0.042
0.145
3（上主梁） 24.11
4
32.44
5
38.91
6（下主梁） 45.08
7（底梁） 50.96
0.85 0.66 0.63 0.60
0.905 0.755 0.645 0.615 0.300
21.82 24.49 25.10 27.72 15.29
据表中结果，水平次梁计算荷载取最大值 25.10KN/m，水平次梁为四跨连续梁，跨度为
⑾规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》 （SL 74-1995）
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二、闸门结构的型式及布置 1. 闸门尺寸的确定: ⑴ 闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为 0.2 m，故闸门高度 5.2+0.2=5.4 m ⑵ 闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距 LD=8.0 m ⑶ 闸门计算跨度 L=L0+2d=8+2×0.3=8.6 m
0.92
当 b／a≤3 时，α=1.5，则 t= a
kp
0.068a kp
0.9 1.5 160
当 b/a＞3 时，α=1.4，则 t= a
kp
0.07a kp
0.9 1.4 160
现列表计算如下： 格区 a(mm) b(mm) b/a(mm) k(mm) P(N/mm
kp
t(mm)
2)
Ⅰ
1500 2150 1.43
2.15m。
水平次梁计算结构简图及弯矩图如下：
水平次梁边跨中的正弯矩为：M 次中=0.077qL=0.077×25.10×2.152=8.93 KN/m
支座 B 处的负弯矩为：M 次 B=0.107ql=0.107×25.10×2.152=12.42 KN/m
2、截面选择
M
=
12
.42 160
10
2. 主梁的型式 主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度(L=5~10)，为了便于制造和 维护，采用实腹式组合梁，焊接组合截面。
3. 主梁的布置 L 8.6
根据闸门的高垮比H =5.2 =1.65>1.55，决定采用双主梁，为使两根主梁在设计水位时所
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H5 受水压力相等，两根主梁的位置应对称于水压力合力的作用线 y=3 =3 =1.67 m，并要求 下悬臂 a≥0.12H 和 a≥0.4 m，上悬臂 c≤0.45H 和 c＜3.6 m。且使底主梁到底止水的距离 尽量符合底缘布置要求（即α>30°），先取 a=0.12H=0.6 m，则主梁间距：2b=2(y-a)=2 ×(1.67-0.6)=2.14 m
6.39
Ⅵ
600 2150 3.58
0.750 0.048
0.190
7.98
注： 区格Ⅰ，Ⅵ中系数 k 按三边固定一边简支查表得
根据计算结果，选用面板厚度 t=8 mm
四、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、底梁都是支承横隔板的连续梁，作用在上面的水压力按 q=p a上 a下 计算 2
B=ξ1b( 对跨间正弯矩段）；
B=ξ2b(对支座负弯矩段）；
(b1+b2) 660+630
按 5 号梁进行计算，设该梁平均间距 b= 2 = 2
=645 mm，对于第一跨中
正弯矩段，零点之间的距离: l0 0.8l 0.8 2150 1720mm，对于支座负弯矩段取：
l0 0.4l 0.4 2150 860mm，根据 L0/b 查表 2—1;