平面钢闸门PPT课件
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• 多主梁式闸门的主梁位置，可根据各主梁等荷载的原则确 定。具体做法有图解法和数解法两种。下面按数解法进行介绍。
假定水面至门底的距离为H，主梁的数目为n，第k（k=1，
2，…，n）根主梁至水面的距离为yk，对于露顶门（图8-5a）
有
yk
2H[k1.5(k1)1.5] 3n
对于潜孔式闸门（图8-5b）有
⑵弧形闸门：指挡水面板形状为圆弧形的一类 钢闸门。
可分为绕横轴转动的弧形闸门（如正向弧形闸门、反向弧 形闸门和下沉式弧形闸门）和绕竖轴转动的立轴式弧形闸 门（如船闸中的三角门）等。
本章主要介绍直升式平面钢闸门。
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二、闸门结构设计的基本要求 1、 闸门结构的计算方法 《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）
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二、平面钢闸门的结构布置
主梁的布置
1、主梁的数目 主梁的数目主要取决于闸门的尺寸和水头的大小。 主梁的数目可为双主梁式和多主梁。 建议：当闸门的跨高比L/H≥1.2时，采用双主梁；
当闸门的跨高比L/H≤1.0时，采用多主梁。 在大跨度的露顶式闸门中常采用双主梁。
2、主梁的位置 ⑴主梁宜按等荷载要求布置，可使每根主梁所需的截面尺 寸相同，便于制造； ⑵ 底主梁到底止水距离应符合底缘布置的要求。 ⑶主梁间距应适应制造、运输和安装的条件； ⑶主梁间距应满足行走支承布置的要求；
平面钢闸门
概述
一、闸门的类型
1、按闸门的工作性质可分为： 工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工期导流闸门。
2、按闸门设置的部位可分为： ⑴ 露顶式闸门：设置在开敞式泄水孔口，当闸门关
闭孔口挡水时，其门叶顶部高于挡水水位，并需设置 三边止水。
⑵ 潜孔式闸门：设置在潜没式泄水孔口，当闸门关 闭孔口挡水式，其门叶顶部低于挡水水位，需要设置 顶部、两侧和底缘四边止水。
承受闸门部分自重和其它竖向荷载，并可增强闸门纵向平 面的刚度。
2、行走支承
将闸门所受的全部荷载传递给闸墩，且保证闸门能沿门槽 上下顺利移动。
行走支承包括主行走支承（主轮或主滑块）、侧向支承 （侧轮）及反向支承（反轮）装置三部分。 3、止水 系为了防止闸门漏水而固定在门叶周边的橡胶止水。 4、吊具 系用来连接闸门启闭机的牵引构件。
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3、按闸门的结构型式和构造特征可分为： ⑴平面形门叶钢闸门：指挡水面板形状为平面
的一类钢闸门。
根据门叶结构的运移方式又可分为：直升式平面闸门、 升卧式平面闸门、横拉式平面闸门（船闸中采用）、绕竖 轴转动的平面形闸门（如船闸中的人字门和一字门）及绕 横轴转动的平面形闸门（如翻版闸门、舌瓣闸门和盖板闸 门）等。
规定钢闸门结构采用容许应力法进行结构验算。 2、结构分析方法 ⑴ 按平面体系设计法：可采用手算，简单易行，
但不太精确。 ⑵按空间体系设计法：可采用有限元法（FEM）
分来自百度文库，较合理。
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平面钢闸门的工程实例
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人字形钢闸门的工程实例
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弧形钢闸门的工程实例
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平面钢闸门的组成和结构布置
一、平面钢闸门的组成
平面钢闸门是由活动的门叶结构、埋固构件和启闭机械三 部分组成。 门叶结构
门叶结构是用来封闭和开启孔口的活动挡水结构。由门叶承 重结构、行走支承以及止水和吊具等组成。
1、门叶承重结构 包括钢面板、梁格及纵、横向联结系。
⑴面板 直接承受水压并传给梁格。
面板通常设在闸门的上游面，这样可以避免梁格和行走支承浸没于水中而 积聚污物，也可以减小因门底过水而产生的振动。
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五、边梁的布置
•边梁的截面型式有单腹式和双腹式两种。
单腹式边梁构造简 单，便于与主梁相连接， 但抗扭刚度差。 单腹式边梁主要用于滑 道式支承的闸门。
双腹式边梁的抗扭 刚度大，也便于设置滚 轮和吊轴，但构造复杂 且用钢量较多。 双腹式边梁广泛用于定 轮闸门中。
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平面钢闸门的结构设计
一、钢面板的设计
m na2 H2 a2
式中
y k32 n H m [k (m )1 .5 (km 1 )1 .5]
a---水面至门顶止水的距离。
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三、梁格的布置型式
闸门的梁格布置可分为以下三种型式。 ⑴简式梁格 不设次梁，面板直接支承在主梁上。 ⑵普通式梁格 由水平主梁、竖立次梁和边梁组成。 ⑶复式梁格 由水平主梁、竖立次梁、水平次梁和边梁组成。
⑵梁格 支承面板并将面板传来的全部水压力传给支承边梁
正交的梁系（水平次梁（包括顶、底次梁）、竖立次梁、主梁和边梁等）
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⑶横向联结 垂直于闸门跨度方向的竖直平面内，以保证闸 门横截面的刚度 。
其主要承受由顶梁、底梁和水平次梁传来的水压力并传给 主梁。其形式主要有实腹隔板式和桁架式。
⑷纵向联结系 布置在闸门下游面主梁的下翼缘（或下弦杆） 之间的纵向平面内。
面板的工作情况及承载能力：
钢面板是支承在梁格上的弹性薄板，承受静水压力。 对于四边固定支承的面板，在均布荷载作用下最大弯矩出现在 面板支承长边的中点A处。但是当fA = fy时，面板的承载能力还 远远没有耗尽。试验表明，当荷载增加到设计荷载（A点屈服时） 的（3.5~4.5）倍时，面板跨中部分才进入弹塑性阶段。 因此，在强度计算中，容许面 板在高峰应力（点A）附近的 局部小范围进入弹塑性阶段工 作，故可将面板的容许应力[σ] 乘以大于1的弹塑性调整系数α 予以提高。
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四、梁格连接型式
梁格的连接型式有三种型式。
⑴齐平连接 即水平次梁、竖立次梁和主梁的前翼缘表面齐平， 都直接与面板相连，又称为等高连接。
⑵降低连接 即主梁和水平次梁直接与面板相连，而竖立次 梁降低到水平次梁下游。
⑶层叠连接 即水平次梁和竖立次梁 直接与面板相连，主梁放 在竖立次梁后面。 由于该连接型式使得闸门 的整体刚度和抗振性能有 所削弱，且增大了闸门的 总厚度，故在平面闸门中 现已很少采用。
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•底主梁的下翼缘到底止水边缘连线的倾角不应小于30。，以免 启门时水流冲击底主梁和在底主梁下方产生负压，而导致闸门 振动。其上游倾角不应小于45。，宜采用60。。 •双主梁式闸门的主梁位置应对称于静水压力合力P的作用线， 两主梁的间距b宜尽量大些。 •上主梁到门顶的距离C不宜太大，一般不超过0.45H，且不宜 大于3.6米。
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埋固构件
包括：⑴ 主轮或主滑道的轨道，简称主轨； ⑵侧轮和反轮的轨道，简称侧轨和反轨； ⑶止水埋件，顶止水埋件简称门楣，底止水埋件简称底
坎； ⑷门槽护角、护面和底槛，用以保护混凝土不受漂浮物
的撞击、泥砂磨损和气蚀剥落。
闸门的启闭机械
常用的闸门启闭机有卷扬式、螺杆式和液压式三种。它们 又可分为固定式和移动式两类。启闭机的型号和选用详见《水 电站机电设计手册》
• 多主梁式闸门的主梁位置，可根据各主梁等荷载的原则确 定。具体做法有图解法和数解法两种。下面按数解法进行介绍。
假定水面至门底的距离为H，主梁的数目为n，第k（k=1，
2，…，n）根主梁至水面的距离为yk，对于露顶门（图8-5a）
有
yk
2H[k1.5(k1)1.5] 3n
对于潜孔式闸门（图8-5b）有
⑵弧形闸门：指挡水面板形状为圆弧形的一类 钢闸门。
可分为绕横轴转动的弧形闸门（如正向弧形闸门、反向弧 形闸门和下沉式弧形闸门）和绕竖轴转动的立轴式弧形闸 门（如船闸中的三角门）等。
本章主要介绍直升式平面钢闸门。
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二、闸门结构设计的基本要求 1、 闸门结构的计算方法 《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）
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二、平面钢闸门的结构布置
主梁的布置
1、主梁的数目 主梁的数目主要取决于闸门的尺寸和水头的大小。 主梁的数目可为双主梁式和多主梁。 建议：当闸门的跨高比L/H≥1.2时，采用双主梁；
当闸门的跨高比L/H≤1.0时，采用多主梁。 在大跨度的露顶式闸门中常采用双主梁。
2、主梁的位置 ⑴主梁宜按等荷载要求布置，可使每根主梁所需的截面尺 寸相同，便于制造； ⑵ 底主梁到底止水距离应符合底缘布置的要求。 ⑶主梁间距应适应制造、运输和安装的条件； ⑶主梁间距应满足行走支承布置的要求；
平面钢闸门
概述
一、闸门的类型
1、按闸门的工作性质可分为： 工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工期导流闸门。
2、按闸门设置的部位可分为： ⑴ 露顶式闸门：设置在开敞式泄水孔口，当闸门关
闭孔口挡水时，其门叶顶部高于挡水水位，并需设置 三边止水。
⑵ 潜孔式闸门：设置在潜没式泄水孔口，当闸门关 闭孔口挡水式，其门叶顶部低于挡水水位，需要设置 顶部、两侧和底缘四边止水。
承受闸门部分自重和其它竖向荷载，并可增强闸门纵向平 面的刚度。
2、行走支承
将闸门所受的全部荷载传递给闸墩，且保证闸门能沿门槽 上下顺利移动。
行走支承包括主行走支承（主轮或主滑块）、侧向支承 （侧轮）及反向支承（反轮）装置三部分。 3、止水 系为了防止闸门漏水而固定在门叶周边的橡胶止水。 4、吊具 系用来连接闸门启闭机的牵引构件。
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3、按闸门的结构型式和构造特征可分为： ⑴平面形门叶钢闸门：指挡水面板形状为平面
的一类钢闸门。
根据门叶结构的运移方式又可分为：直升式平面闸门、 升卧式平面闸门、横拉式平面闸门（船闸中采用）、绕竖 轴转动的平面形闸门（如船闸中的人字门和一字门）及绕 横轴转动的平面形闸门（如翻版闸门、舌瓣闸门和盖板闸 门）等。
规定钢闸门结构采用容许应力法进行结构验算。 2、结构分析方法 ⑴ 按平面体系设计法：可采用手算，简单易行，
但不太精确。 ⑵按空间体系设计法：可采用有限元法（FEM）
分来自百度文库，较合理。
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平面钢闸门的工程实例
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人字形钢闸门的工程实例
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弧形钢闸门的工程实例
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平面钢闸门的组成和结构布置
一、平面钢闸门的组成
平面钢闸门是由活动的门叶结构、埋固构件和启闭机械三 部分组成。 门叶结构
门叶结构是用来封闭和开启孔口的活动挡水结构。由门叶承 重结构、行走支承以及止水和吊具等组成。
1、门叶承重结构 包括钢面板、梁格及纵、横向联结系。
⑴面板 直接承受水压并传给梁格。
面板通常设在闸门的上游面，这样可以避免梁格和行走支承浸没于水中而 积聚污物，也可以减小因门底过水而产生的振动。
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五、边梁的布置
•边梁的截面型式有单腹式和双腹式两种。
单腹式边梁构造简 单，便于与主梁相连接， 但抗扭刚度差。 单腹式边梁主要用于滑 道式支承的闸门。
双腹式边梁的抗扭 刚度大，也便于设置滚 轮和吊轴，但构造复杂 且用钢量较多。 双腹式边梁广泛用于定 轮闸门中。
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平面钢闸门的结构设计
一、钢面板的设计
m na2 H2 a2
式中
y k32 n H m [k (m )1 .5 (km 1 )1 .5]
a---水面至门顶止水的距离。
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三、梁格的布置型式
闸门的梁格布置可分为以下三种型式。 ⑴简式梁格 不设次梁，面板直接支承在主梁上。 ⑵普通式梁格 由水平主梁、竖立次梁和边梁组成。 ⑶复式梁格 由水平主梁、竖立次梁、水平次梁和边梁组成。
⑵梁格 支承面板并将面板传来的全部水压力传给支承边梁
正交的梁系（水平次梁（包括顶、底次梁）、竖立次梁、主梁和边梁等）
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⑶横向联结 垂直于闸门跨度方向的竖直平面内，以保证闸 门横截面的刚度 。
其主要承受由顶梁、底梁和水平次梁传来的水压力并传给 主梁。其形式主要有实腹隔板式和桁架式。
⑷纵向联结系 布置在闸门下游面主梁的下翼缘（或下弦杆） 之间的纵向平面内。
面板的工作情况及承载能力：
钢面板是支承在梁格上的弹性薄板，承受静水压力。 对于四边固定支承的面板，在均布荷载作用下最大弯矩出现在 面板支承长边的中点A处。但是当fA = fy时，面板的承载能力还 远远没有耗尽。试验表明，当荷载增加到设计荷载（A点屈服时） 的（3.5~4.5）倍时，面板跨中部分才进入弹塑性阶段。 因此，在强度计算中，容许面 板在高峰应力（点A）附近的 局部小范围进入弹塑性阶段工 作，故可将面板的容许应力[σ] 乘以大于1的弹塑性调整系数α 予以提高。
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四、梁格连接型式
梁格的连接型式有三种型式。
⑴齐平连接 即水平次梁、竖立次梁和主梁的前翼缘表面齐平， 都直接与面板相连，又称为等高连接。
⑵降低连接 即主梁和水平次梁直接与面板相连，而竖立次 梁降低到水平次梁下游。
⑶层叠连接 即水平次梁和竖立次梁 直接与面板相连，主梁放 在竖立次梁后面。 由于该连接型式使得闸门 的整体刚度和抗振性能有 所削弱，且增大了闸门的 总厚度，故在平面闸门中 现已很少采用。
12
•底主梁的下翼缘到底止水边缘连线的倾角不应小于30。，以免 启门时水流冲击底主梁和在底主梁下方产生负压，而导致闸门 振动。其上游倾角不应小于45。，宜采用60。。 •双主梁式闸门的主梁位置应对称于静水压力合力P的作用线， 两主梁的间距b宜尽量大些。 •上主梁到门顶的距离C不宜太大，一般不超过0.45H，且不宜 大于3.6米。
10
埋固构件
包括：⑴ 主轮或主滑道的轨道，简称主轨； ⑵侧轮和反轮的轨道，简称侧轨和反轨； ⑶止水埋件，顶止水埋件简称门楣，底止水埋件简称底
坎； ⑷门槽护角、护面和底槛，用以保护混凝土不受漂浮物
的撞击、泥砂磨损和气蚀剥落。
闸门的启闭机械
常用的闸门启闭机有卷扬式、螺杆式和液压式三种。它们 又可分为固定式和移动式两类。启闭机的型号和选用详见《水 电站机电设计手册》