平面钢闸门设计
钢结构平面钢闸门设计
钢结构平面钢闸门设计
一、引言
钢结构平面钢闸门是一种广泛应用于水利工程、市政建设和工业设施中的设备。它具有结构稳定、安全可靠、使用寿命长等优点，因此受到广大用户和设计师的青睐。本文将详细介绍钢结构平面钢闸门的设计过程。
二、设计要求
1.安全性：钢结构平面钢闸门必须能够承受水的冲击力和重力，确保在极端情
况下不会发生变形或损坏。
2.稳定性：闸门在开启和关闭过程中应保持稳定，不能出现晃动或倾斜。
3.耐久性：闸门应能够经受长期使用和环境的侵蚀，保持良好的工作性能。
4.易操作性：闸门的操作应简单、方便，便于工作人员进行操作和维护。
三、设计步骤
1.确定尺寸和规格：根据实际应用需求，确定钢结构平面钢闸门的尺寸和规
格。
2.选择材料：根据设计要求和使用环境，选择合适的钢材。通常选用高质量的
碳钢或不锈钢，以满足强度和耐久性的要求。
3.结构设计：根据尺寸和规格，进行钢结构平面钢闸门的结构设计。主要考虑
以下几点：
a. 门叶结构：门叶是闸门的核心部分，需要考虑强度、刚度和稳定性。可采用钢板焊接或型材拼接的方式，形成稳定的结构。
b. 支撑和固定结构：为了确保闸门的稳定性和安全性，需要设计合理的支撑和固定结构。可采用柱式支撑、悬臂支撑或地脚螺栓固定等方式。
c. 止水装置：为防止闸门在关闭时出现漏水现象，需要设计可靠的止水装置。可采用橡胶止水带或金属止水片等方式。
d. 操作装置：为方便工作人员进行操作和维护，需要设计简便的操作装置。可采用手动操作杆、电动操作器或液压驱动器等方式。
4. 应力分析：利用有限元分析软件对钢结构平面钢闸门进行应力分析，确保在设计工况下，各部件的应力和变形都在允许范围内。
露顶式平面钢闸门设计
露顶式平面钢闸门设计
一、设计资料
闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门
孔口净宽：16.00m
孔口净高：15.00m
结构材料：Q235-A.F
焊条：E43型
行走支承：胶木滑道或者是滚轮支承
止水橡皮：侧止水用p形橡皮，底止水用条形橡皮
制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足III级焊缝质量检验标准
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2005》
二、闸门结构的形式及布置
1.闸门尺寸的确定
闸门高度：考虑到风浪产生的水位超高为0.2m，故设计水头高度= 15- 0.2 = 14.8（m）
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1 =16m
闸门的计算跨度：L = L0 + 2d =16+2×0.2=16.4(m)
图一闸门主要尺寸（单位：m）
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，本闸门属于大跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置
因为L=16m＜1.5H=1.5×15=22.5m
所以是选择7根主梁
根据公式计算得到每一根主梁距水面的距离，然后可取值为y1=4.00m；y2=7.00m;
y3=9.00m; y4=11.00m; y5=12.00m; y6=13.00m; y7=14.00m 其具体布置如下图：
图二主梁的布置单位（m）
4.梁的布置和形式。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冰被横隔板所支承。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下图所示。
（单位：dm）
（1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置7道横隔板，其间距为2 m，横隔板
潜孔式平面钢闸门设计
一、设计资料
1.闸门型式：潜孔式平面钢闸门。
2.孔口尺寸：10.0m×5.8m
3.上游水位：▽27.5m
4.下游水位：▽22.5m
5.闸底高程：▽20.0m
6.胸墙底高程：▽25.8m
7.启闭方式：电动固定式启闭机
8. 材料：钢材：Q235B钢
焊条：E43
止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮
行走支承：采用滚轮，材料为铸钢ZG45
9.制造条件：金属结构制造厂制造，手工电焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。
4.规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL 74-1995)
二、闸门结构的形式及布置
1.闸门尺寸的确定
闸门高度：考虑到安装顶止水构造要求，取ΔH=0.3m故
闸门高度H=25.8-20.0+0.3=6.1m
闸门的荷载跨度为两侧止水的距离
L
q
=10.0m
闸门计算跨度
L=L
+2d=10+2×0.2=10.4m
闸门总宽
B=B=L
0+2d+L
a
+b=10.0+2×0.2+0.4+0.2=11.0m
潜
孔
式
平
面
钢闸门设计
L
---孔口尺寸
d---行走支承到闸墙边缘的距离 (本次设计取0.2m)
---边梁两腹板中到中距离 (本次设计取0.4m)
L
a
b---边梁一块下翼缘的宽度
1.主梁的型式
主梁的型式根据水头和跨度大小确定，本闸门属中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
2.主梁布置
根据闸门的高跨比(L≥1.2B)，决定采用双主梁。为了使两根主梁所受的水
=2.5m。并要求上悬压力相等，两根主梁的位置对称于水压力合力P的作用线y
c
臂c≤0.45H=2.745且不宜大于3.6m，底主梁到底止水的距离尽量符合底缘布置要求(即α≥30°)，取c=1.92m，则主梁间距
钢结构设计(平板钢闸门)
漏顶式平面钢闸门设计
一、设计资料
闸门形式：溢洪道漏顶式平面钢闸门
孔口净宽：10m
设计龙头：5.8m
结构资料：3号钢（Q235）
焊条：E43型
止水橡皮：侧止水为P型橡皮，底止水为条形橡皮
行走支承：采用双滚轮式，采用压合胶木定轮轴套，滚轮采用国家定型产品
钢筋混凝土强度等级：C20
二、闸门结构的形式及布置
1、闸门尺寸的确定
闸门高度：不考虑风浪所产生的水位超高，H=5.8m；
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=10m；
闸门的计算跨度：L=L0+2d=10+2×0.2=10.4m，其中，d为行走支承中心线到闸墩侧壁的距离。
2、主梁的形式
主梁的形式应根据木头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3、主梁的布置
由于L>1.5H，所以采用双主梁式。为使两个主梁在合计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称与水压力合力的作用线y'=H/3=1.93m，并要求下悬臂a≥0.12H，且a≥0.4m，同时满足于上悬臂c≤0.45H，且a≤3.6m，今取a=0.7m≈0.12H=0.696m；
主梁间距：2b=2（y'-a）=2×（1.93-0.7）=2.46m；
则c=H-2b-a=5.8-2.46-0.7=2.64m≈0.45H=2.61m，且c<3.6m，满足要求；
闸门的主要尺寸如图所示.
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小孔并被横隔板所支承，水平次梁为连续梁，其间距上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸见图2所示。
4x2.8平面钢闸门安装设计图纸
钢结构设计(平板钢闸门)
漏顶式平面钢闸门设计
一、设计资料
闸门形式：溢洪道漏顶式平面钢闸门
孔口净宽：10m
设计龙头：5.8m
结构资料：3号钢（Q235）
焊条：E43型
止水橡皮：侧止水为P型橡皮，底止水为条形橡皮
行走支承：采用双滚轮式，采用压合胶木定轮轴套，滚轮采用国家定型产品
钢筋混凝土强度等级：C20
二、闸门结构的形式及布置
1、闸门尺寸的确定
闸门高度：不考虑风浪所产生的水位超高，H=5.8m；
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=10m；
闸门的计算跨度：L=L0+2d=10+2×0.2=10.4m，其中，d为行走支承中心线到闸墩侧壁的距离。
2、主梁的形式
主梁的形式应根据木头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3、主梁的布置
由于L>1.5H，所以采用双主梁式。为使两个主梁在合计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称与水压力合力的作用线y'=H/3=1.93m，并要求下悬臂a≥0.12H，且a≥0.4m，同时满足于上悬臂c≤0.45H，且a≤3.6m，今取a=0.7m≈0.12H=0.696m；
主梁间距：2b=2（y'-a）=2×（1.93-0.7）=2.46m；
则c=H-2b-a=5.8-2.46-0.7=2.64m≈0.45H=2.61m，且c<3.6m，满足要求；
闸门的主要尺寸如图所示.
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小孔并被横隔板所支承，水平次梁为连续梁，其间距上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸见图2所示。
平面定轮钢闸门设计
平面定轮钢闸门设计
平面定轮钢闸门主要由闸门本体、轮支架和导轮系统等组成。闸门本
体通常采用钢板焊接而成，具有一定的强度和稳定性。轮支架一般由轮座、轮轴和轴承等部件组成，能够保证闸门的开闭灵活性。导轮系统作为钢闸
门的关键部分，能够引导闸门正确行走，保证其稳定性和安全性。
在平面定轮钢闸门的设计过程中，需要考虑以下几个关键问题：
1.水流力计算：钢闸门在运行过程中需要承受水流对其的冲击力和侧
向力，因此需要进行水流力计算。根据所在水体的流量、水位和水流速度
等参数，可以计算出水流对闸门的作用力和力矩。通过分析这些力，可以
确定闸门的结构强度和稳定性要求。
2.结构强度计算：为了确保平面定轮钢闸门能够承受水流力的作用，
需要进行结构强度计算。根据闸门的整体设计和所采用的材料，可以计算
出闸门受力情况下的应力和变形情况。通过分析这些数据，可以确定闸门
的结构强度是否满足要求，必要时需要进行优化设计。
3.操作稳定性设计：平面定轮钢闸门的操作稳定性直接影响到工程运
行的安全性和可靠性。需要设计合理的导轮系统和轮支架，确保闸门在开
启和关闭过程中能够平稳行走，避免发生不稳定和抖动现象。同时，还需
要考虑闸门的密封性能，确保在关闭状态下能够有效防止水流渗漏和泄漏。
4.防腐蚀和耐用性设计：平面定轮钢闸门的运行环境通常比较恶劣，
会受到水流冲击、气候变化和湿气腐蚀等多种影响。为了延长闸门的使用
寿命，需要进行防腐蚀和耐用性设计。可以采用防腐涂料、材料表面处理
和防护措施等方式，保护闸门的金属结构不受腐蚀和磨损。
平面定轮钢闸门设计的核心是结构强度和操作稳定性的保证。在设计过程中，需要综合考虑水流力计算、结构强度计算、操作稳定性设计和防腐蚀耐用性设计等多个方面的因素。通过对这些问题的合理分析和解决，可以设计出高效、安全、耐用的平面定轮钢闸门，为水利工程的顺利运行提供保障。
S第八章 平面钢闸门
第一节 概述 第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
第三节 平面钢闸门的结构设计
第四节 平面钢闸门的零部件设计
第五节 平面钢闸门的埋设部件
第六节 设计例题—露顶式平面钢闸门设计
第一节 概述
闸门——水工建筑物的重要组成部分之一，它的作用 是用于封闭水工建筑物的孔口，并能够按照需要全部 或者局部开放这些孔口，以调节上下游水位，泄放流 量，放运船只，排除沉沙，冰块及其他漂浮物。
孔口尺寸的确定：主要是满足使用要求
三、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）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— finite element method）分析，较合理。
2、行走支承（又称支承移动部件）
应保证既能将闸门所受的全部水平 荷载安全地传递给闸墩，又应保证闸门 能沿门槽上下顺利移动，并减小闸门移 动时的摩擦阻力。 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）装臵三部分。
3、止水 为了防止闸门漏水而固定在门叶周边的橡胶止水。 4、吊具 用来连接闸门启闭机的牵引构件。
从面板与主 (次)梁的连接焊缝算起;
平面钢闸门设计
一、设计资料及有关规定
、闸门形式：潜孔式平面钢闸门
、孔口尺寸（宽×高）：×
、上游水位：
、下游水位：
、闸底高程：
、启闭方式：电动固定式启闭机
、材料：钢结构：
焊条：型
行走支承：采用滚轮支承
止水橡皮：侧止水和顶止水用型橡皮，底止水用条型橡皮、制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。
、规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》
二、闸门结构的形式及布置
、闸门尺寸的确定
闸门高度：
闸门的荷载跨度为两止水的间距：
闸门计算跨度：×()
设计水头：
、主梁的数目及形式
主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度,闸门高度<。所以闸门采用根主梁。本闸门属中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
、主梁的布置
本闸门为高水头的深孔闸门，主梁的位置可按主梁均匀间隔来布置。设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。
露顶式平面钢闸门设计共19页
露顶式平面钢闸门设计
一、设计资料
闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门
孔口净宽：16.00m
孔口净高：15.00m
结构材料：Q235-A.F
焊条：E43型
行走支承：胶木滑道或者是滚轮支承
止水橡皮：侧止水用p形橡皮，底止水用条形橡皮
制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足III级焊缝质量检验标准
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2019》
二、闸门结构的形式及布置
1.闸门尺寸的确定
闸门高度：考虑到风浪产生的水位超高为0.2m，故设计水头高度= 15- 0.2 = 14.8（m）
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1 =16m
闸门的计算跨度：L = L0 + 2d =16+2×0.2=16.4(m)
图一闸门主要尺寸（单位：m）
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，本闸门属于大跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置
因为L=16m＜1.5H=1.5×15=22.5m
所以是选择7根主梁
根据公式计算得到每一根主梁距水面的距离，然后可取值为y1=4.00m；y2=7.00m;
y3=9.00m; y4=11.00m; y5=12.00m; y6=13.00m; y7=14.00m 其具体布置如下图：
图二主梁的布置单位（m）
4.梁的布置和形式。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冰被横隔板所支承。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下图所示。
（单位：dm ） 5.连接系的布置和形式。
露顶式平面钢闸门课程设计
目录
1设计资料 ....................................................................................................................... - 4 - 2闸门结构的型式及布置 ................................................................................................. - 4 -
2.1 闸门尺寸的确定: ................................................................................................ - 4 -
2.2主梁的型式 ......................................................................................................... - 5 -
2.3主梁的布置 ......................................................................................................... - 5 -
2.4梁格的布置和形式 .............................................................................................. - 5 -
平面钢闸门设计
平面钢闸门设计
一、设计资料及有关规定
1、闸门形式：潜孔式平面钢闸门
2、孔口尺寸（宽×高）：7.0m×12.0m
3、上游水位：67m
4、下游水位：0.1m
5、闸底高程：0m
6、启闭方式：电动固定式启闭机
7、材料：钢结构：Q235-A.F
焊条：E43型
行走支承：采用滚轮支承
止水橡皮：侧止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮
8、制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。
9、规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2005》
二、闸门结构的形式及布置
1、闸门尺寸的确定
闸门高度：12.2m
闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m
闸门计算跨度：10+2×0.22=7.44(m)
设计水头：67m
2、主梁的数目及形式
主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度L=7m,闸门高度h=12m,L
3、主梁的布置
本闸门为高水头的深孔闸门，主梁的位置可按主梁均匀间隔来布置。设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。
4、梁格的布置及形式
梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。水平次梁为连续梁，其间距应均匀，以减少计算量。
5、连接系的布置与形式
（1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置5道横隔板，其间距为1.24m，横隔板兼作竖直次粱。
（2）纵向连接系，采用斜杆式桁架。
三、面板设计
根据《钢闸门设计规范S74—95》关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截面选择以后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
溢洪道露顶式平面钢闸门设计模板
溢洪道露顶式平面钢闸门设计
一：基本资料及设计计算说明书的内容
1、基本资料如下
①闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门。
②孔口净宽：8.00m;
③设计水头：5.00m;
④结构材料：平炉热轧碳素钢Q235A-F;
⑤焊条：E43;
⑥止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮。
⑦行走支承：采用胶木滑道，压合木为MCS-2.
⑧混凝土强度等级：C30.
2、设计计算说明书的内容包括：
①闸门结构的形式及其布置（包括闸门尺寸确定、主梁的形式、数目及位置、梁格的布置和形式、联接系的布置和形式面板设计）；
②水平次梁、顶梁和底梁设计；
③主梁设计；
④横隔板设计；
⑤纵向联接系设计；
⑥边梁设计；
⑦行走支承设计；
⑧闸门启闭力和吊座计算；
二：闸门结构的形式及其布置
1.闸门尺寸的确定。
闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m,故闸门高度H闸= H设+H超=5+0.2=5.2（m）；
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=8m;
闸门的计算跨度：L=L0+2d=8+2×0.2=8.40（m）;
2.主梁的形式
主梁的形式根据水头合跨度大小而定，本闸门属中等跨度为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3.主梁（数目与位置）布置
根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。为使两个主梁在设计水位时所承受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线y=H设/3=1.67m,如图一所示。并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m,上悬臂c≤0.45 H设,今取，
a=0.57m≈0.12 H设=0.6m
主梁间距：2b=2(y-a)=2*(1.67-0.57)=2.2m.
露顶式平面钢闸门设计.doc
露顶式平面钢闸门设计
一、 设计资料
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。
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》 （SL 74-95）。
二、 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：考虑到风浪产生的水位超高为0.2m ，故闸门高度= 5.5 + 0.2 = 5.7（m ）；
2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 1 = 9m ； 3）闸门的计算跨度：L = L 0 + 2d =9+2×0.2=9.4(m)；
（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，决定采用实腹式组合梁。
（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的合力作用线y = H/3≈1.83m(图1)并要求下臂梁H a 12.0≥和≥a 0.4 m 。上臂梁 H c 45.0≤,今取
a=0.63≈0.12H=0.66(m)
主梁间距
2b=2(y~-a)=2×1.2=2.4(m) 则
c=H-2b-a=5.5-2.4-0.63=2.47≤0.45H （满足要求）
（4）梁的布置和形式。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冰被横隔板所支承。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。
露顶式平面钢闸门设计
水工钢结构课程设计
课程名称: 水工钢结构课程设计
年级/专业/班: 2012级水利水电工程1班学生姓名:
学号: 312012*********
任课教师: 徐良芳老师
开课学院: 能源与环境学院
水利水电工程钢结构课程设计
一、设计题目
1.某小型露顶式闸门设计
2.拦污栅设计
二、主要内容
1、某露顶式平面钢闸门设计
①门型式：露顶式平面钢闸门
②孔口尺寸（宽⨯高）： 4.5 m ⨯ 4 m
③启闭方式：卷扬式启闭
④材料钢结构：Q235-A.F；
焊条：E43型；
行走支承：胶木滑道
止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮
⑤制造条件金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝⑥
质量检验标准
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2005》
3、拦污栅设计
①拦污栅型式：固定式平面拦污栅
②尺寸（宽⨯高）： 4.5 m ⨯ 4 m
③水头：2m
三、闸门结构的形式及布置
1.闸门尺寸的确定
闸门高度：考虑风浪产生的水位超高为0.2m，故闸门高度=4+0.2=4.2m
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距： L1=4.5m
闸门计算跨度：L=L0+2d=4.5+2*0.2=4.9m
图1 闸门的主要尺寸（单位：m）
2.主梁的形式
主梁的形式根据水头和跨度的大小决定，本闸门属于小跨度，为了便于制造和维护是，采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置
根据闸门的高垮比，采用2根主梁。为使两主梁在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力作用线y’=H/3=1.33m,并要求下悬臂a≥0.12H, 和a≥0.4m,上悬臂c≤0.45H，今取
平面钢闸门设计指导
平面钢闸门设计指导
闸门是用来关闭、开启或局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构，其主要作用是控制水位、调节流量。闸门按工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门；按闸孔口的位置分为露顶闸门和潜孔闸门；按闸门结构型式分为平面闸门、弧形闸门和人字形闸门。平面钢闸门是最常见的一种钢闸门型式，它由活动的门叶结构、埋件和启闭设备三部分组成。
平面钢闸门的组成和结构布置
1．平面钢闸门的组成
平面钢闸门一般是由可以上下移动的门叶结构、埋固构件和启闭闸门的机械设备三大部分所组成的。门叶结构,埋设构件,闸门的启闭机械
门叶结构的组成
门叶结构是用来封闭和开启孔口的活动挡水结构。门叶结构是由面板、梁格、横向和纵向联结系、行走支承(滚轮或滑块)以及止水等部什所组成。
1)面板。面板是用来直接挡水，并将承受的水压力传给梁格。面板通常设在闸门上游面，这样可以避免梁格和行走支承浸没于水中而聚积污物，也可以减少因门底过水而产生的振动。仅对静水启闭的闸门或当启闭闸门时门底流速较小的闸门，为了设置止水的方便，面板可设在闸门的下游面。
2)梁格。梁格用来支承面板，以减少面板跨度而不致使面板过
厚。梁格一般包括主梁、次梁(包括水平次梁、竖直次梁、顶梁和底梁)和边梁，共同支承面板传来的水压力。
3)空间联结系。由于门叶结构是一个竖放的梁板结构，梁格自重是竖向的，而梁格所承受水压力却是水平的，因此，要使每根梁都能处在它所承担的外力作用的平面内，就必须用联结系来保证整个梁格在闸门空间的相对位置。同时，联结系还起到增强门叶结构在横向竖平面内和纵向竖平面内刚度的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢结构课程设计
题目：平面钢闸门设计
专业：水利水水电工程
姓名：
班级：
学号：
指导老师：
二〇一六年11月20日
平面钢闸门设计
一、设计资料
闸门形式：平面钢闸门；
孔口净宽：10.00m
设计水头：5.40m
结构材料：Q235F
A-;
焊条：焊条采用E43型手工焊；
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2
MCS;
-
启闭方式：电动固定式启闭机;
制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准；执行规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（1995
SL）。
74-
-
。
二、闸门结构的形式及布置
（1）闸门尺寸的确定（见下图）。
1）闸门高度：考虑到风浪产生的水位超高为0.2m，故闸门高度= 5.54+ 0.2 = 5.6（m）；
2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1 = 10m；
3）闸门的计算跨度：L = L0 + 2d = 10+2⨯0.2 =10.4 (m)；
（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，决定采用实腹式组合梁。
（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的合力作用线y = H/3 ≈1.867， 并要求下臂梁H a 12.0≥和≥a 0.4。上臂梁 H c 45.0≤,今
取
a 0.12H=0.672(m)
主梁间距
2b=2(y-a)=2(1.867-0.672)=2.39(m)
则 c=H-2b-a=5.5-2.46-0.6=2.538(m)
（满足要求）
（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冰被横隔板所支承。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下图所示。
（5）连接系的布置和形式。
1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置道横隔板，其间距为 2.6 m，横隔板兼作竖直次梁。
2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。采用斜杆式桁架。
（6）边梁与行走支承。边梁采用单复式，行走支承采用胶木滑道。
三、面板设计
根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74-95），关于面板的计算，先估算面板的厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算应力。
（1） 估算面板厚度。假定梁格布置尺寸 图 2 所示。面板厚度按式
[]
σα9.0________kp
t ≥计算
当b/a ≤ 3 时，a = 1.5 ，则kp a kp
a t 68.0160
4.19.0_________=⨯⨯= 当b/a > 3 时，a = 1.4 ，则kp a kp
a t 07.0160
4.19.0_________=⨯⨯=
现列 表 1 进行计算。
表1 面 板 厚 度 的 估 算
注 1、面板边长a 、b 都从面板宇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 中的系数k 由三边固定一边简支板查得。
根据表1计算，选用面板厚度 t = 8 mm 。
（2）面板与梁格的连接计算。面板局部绕曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P 按式σt P 07.0=max 计算，则
σt P 07.0=max =0.07⨯8⨯160=89.6(N/mm)
面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力
T=VS/2I 。=333500⨯580⨯8⨯262/2⨯1003410000=202（N/mm ） 由式[]
)7.0/(22ωτf f T P h +≥=2.7（mm ）
面板与梁格连接焊缝取其最小厚度6mm 。
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、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，
作用在它们上面的水平压力可按式2
______下
上a a p q +=计算。
列 表2 计算后得
表2 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
()2
/m kN p
梁间距（m ）
2_______
下上a a +
（m ）
2
_______
下
上a a p q +=
（kN/m ）
备 注
1顶梁
1.29
2
14.4
1.245
17.93
1.20
3上主梁
24.5
1.05
27.73
0.91 4 33.6 0.855 28.73
0.80
5
40.4
0.74
29.90
0.68
6下主梁
47.4
0.64
30.33
0.60
7底梁 52.9 0.375 19.8
根据 表2 计算，水平次梁计算荷载取30.10kN/m,水平次梁为四跨连续梁，跨度为2.35m （如上图）。水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为
M 次中=0.077ql ²=0.077⨯29.90⨯2.35²=12.71(kN •m)
A B C D E
A B C D E
q=29.90kN/m
次中M 次支M