水工钢结构潜孔式平面钢闸门设计与拦污栅设计
水工钢结构平面钢闸门设计计算书修订稿
水工钢结构平面钢闸门设计计算书WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-水工钢结构平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：1.闸门形式：潜孔式平面钢闸门。
2. 孔的性质：深孔形式。
3. 材料：钢材：Q235焊条：E43；手工电焊；普通方法检查。
止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS—2。
砼强度等级：C20。
启闭机械：卷扬式启闭机。
4.规范：水利水电工程刚闸门设计规范（SL74-95），中国水利水电出版社二、闸门结构的形式及布置（一）闸门尺寸的确定（图1示）1.闸门孔口尺寸：孔口净跨(L)：。
孔口净高：。
闸门高度(H)：。
闸门宽度：。
荷载跨度(H1)：。
计算跨度(L1)：。
2.计算水头：。
（二）主梁的布置 1.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=,闸门高度h=,L<h 。
所以闸门采用4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。
2.主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，孔口尺寸较小，门顶与门底的水压强度差值相对较小。
所以，主梁的位置按等间距来布置。
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。
3.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所支承。
水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示 三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ —78（试行）》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。
1.估算面板厚度假定梁格布置尺寸如图2所示。
面板厚度按下式计算t=a][9.0σa kp当b/a ≤3时，a=,则t=a16065.19.0⨯⨯kp=kp a当b/a >3时，a=,则t=a 16055.19.0⨯⨯kp=现列表1计算如下：根据上表计算，选用面板厚度t=14mm 。
潜孔式平面钢闸门设计
2一、设计资料专业年级 XXXXXXX 学 号 **********姓 名 XXXX 指导教师 XXXX潜孔式平面钢闸门设计1.闸门型式：潜孔式平面钢闸门。
2.孔口尺寸：10.0m×5.8m3.上游水位：▽27.5m4.下游水位：▽22.5m5.闸底高程：▽20.0m6.胸墙底高程：▽25.8m7.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ZG459.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Lq=10.0m闸门计算跨度L=L+2d=10+2×0.2=10.4m闸门总宽B=B=L0+2d+La+b=10.0+2×0.2+0.4+0.2=11.0mL---孔口尺寸d---行走支承到闸墙边缘的距离 (本次设计取0.2m)La---边梁两腹板中到中距离 (本次设计取0.4m)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压力相等，两根主梁的位置对称于水压力合力P的作用线yc=2.5m。
并要求上悬臂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2b=2(H-yc-c)=2×(6.1-2.5-1.92)=3.36ma=H-2b-c=6.1-3.36-1.92=0.82m3.梁格的布置及形式梁格采用复式布置和齐平连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。
水工程钢结构课程设计--潜孔式平面钢闸门设计
水工程钢结构课程设计--潜孔式平面钢闸门设计
潜孔式平面钢闸门的设计是水利工程钢结构的一项重要课程设计。
这是一种细节设计
非常复杂的落水阀，其用途是控制水流量，引导水体流向特定方向。
该类落水阀采用潜孔式平面钢结构，可以实现水体狭小的开启和关闭，以及沿着水渠
或河道浮动控制管道。
其结构特征经过良好设计后，可以有效限制阀门的漂浮和旋转。
在设计中，潜孔式钢闸门的尺寸大小和参数定量化应该根据水体的性质及其与结构的
可承受应力和受力状况相结合，考虑到该类钢闸门在潜孔沟壑中受到局部流体力和水面波
动的影响，易受抗湍行为影响，要求对应力计算和水力性能计算稳健有效。
按照设计要求，结构参数应该满足要求，这里明确指出受力水平在概率变异限度，使用的材料符合用途的
性能需求，并符合抗腐蚀性能要求和安装要求。
在搭建钢结构时，必须采用有限元方法，以便得出结构的整体稳定性及构件的稳定性。
通过有限元分析，可以确定构件的稳定性及受力状态，并进行结构完整性计算，以保证设
计结构和构件能满足设计要求。
此外，还必须按设计要求处理各种涂层，以便防止潜孔式钢闸门构件在使用时受腐蚀，对符合要求的涂层、密封因素进行严格的检查，以保证构件的正常使用。
总之，潜孔式平面钢闸门的设计必须结合水体流动的特性、材料的受力能力、构件的
受力特性以及抗腐蚀涂层的质量，按照规范要求结合合理的结构形式和准确的计算方法，
才能保证设计方案的有效性和可行性。
水利水电工程钢闸门设计规定
水利水电工程钢闸门设计规定水利水电工程钢闸门设计规定？1、为了便于制造、运输和安装，设计时应考虑：（2）运输单元应具有必要的刚度，外形尺寸和重量应满足运输的要求。
2、在泄水孔工作闸门的上游侧，应设置事故闸门。
对高水头长泄水孔的闸门，尚应研究在事故闸门前设置检修闸门的必要性。
3、大型工程中重要的工作闸门在运行过程中可能产生的空蚀、振动、磨损和启闭力等问题，应作专门研究。
通常可从通气孔、底缘型式、门槽型式、止水型式和操作方法等方面采取有效措施，以尽量防止或减轻不利影响。
若水流条件复杂，应专门开展模型试验研究。
4、对于低水头弧形闸门，应特别注意支臂的动力稳定性，注意保养维护和按章操作外，并宜从支臂的构造和构造上予以保证。
5、快速闸门的关闭时间，应满足机组和钢管的保护要求，快速闸门的下降速度，在接近底槛时，不宜大于5m/、min.快速闸门启闭机，应能就地操作和远方操作，并应配有可靠电源和准确的开度指示控制器。
6、强度验算：对于闸门承重构件和连接件，应验算正应力和剪应力。
在同时受较大正应力和剪应力作用处，尚应验算折算应力。
计算的最大应力值不得超过容许应力的5%.弧形闸门的纵向梁系和面板，可忽略其曲率影响，近似按直梁和平板开展验算。
7、刚度验算：应验算受弯构件的挠度。
最大挠度与计算跨度之比，不应超过以下数值：（1）潜孔式工作闸门和事故闸门的主梁、1/750（2）露顶式工作闸门和事故闸门的主梁、1/600（3）检修闸门和拦污栅的主梁、1/500（4）次梁、1/2508、稳定验算：对受弯、受压和偏心受压构件，应验算整体稳定和局部稳定性。
9、闸门承重构件的钢板厚度或型钢截面不得小于：（1）6mm的钢板；（2）L50mm×6mm的等边角钢；（3）L63mm×40mm×6mm的不等边角钢；（4）口2.6的工字钢；（5）[8的槽钢。
10、在设计中，焊缝的布置应尽量对称于构件的重心。
不得任意加大焊缝，并应防止焊缝立体交叉和在一处集中多条焊缝。
水工钢结构第七章平面钢闸门
露顶式闸门
潜孔式闸门
3、按闸门的结构型式和构造特征可分为： ⑴平面门叶钢闸门：系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。
zh
2 m
y
(mx
0xB )2
m y ( m x
0xB )
1.1[]
（三）面板与梁格的连接计算
1）当水压力作用下面板弯曲时，由于梁格之间相互移近受到约束， 在面板与梁格之间的连接角焊缝将产生垂直于焊缝方向的侧拉力。 经分析计算，每毫米焊缝长度上的侧拉力可按下面的近似公式计算：
主梁
边梁 主轮（或主滑块） 主轨道 混凝土闸墩 闸门的传力路径
（三）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》（金属结构●二）的介绍。
二、平面钢闸门的结构布置
布置内容：确定闸门上需要设置的构件、每种构件需要的 数目以及每个构件的所在位置。应统筹考虑、全面安排并 进行必要的方案比较后最终确定。
直升式
横拉式
人字门
⑵弧形闸门：系指挡水面板形状为圆弧形的一类钢闸门。又可 分为绕横轴转动的弧形闸门、绕竖轴转动的立轴式弧形闸门等。
横轴式
竖轴式
(3)人字形闸门：人字形闸门是一种钢筋混凝土半固定式蓄水 闸门,由于支架为人字形状,故称人字闸。
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
水工钢结构课程设计-平面钢闸门的设计
水工钢结构课程设计-平面钢闸门的设计### 一、概述平面钢闸门是水工钢结构及水利iooocxx中常用结构形式之一，它由类似重锤头的重门板、加强附件、主动节、水密密封铰链等零部件组成，可用于水坝、桥涵、泵站等水工工程的闸门及安装在水厂总池等建筑物边缘上的用途。
本次课程设计旨在研究平面钢闸门的结构原理，设计符合工程要求的应用实例，分析闸门的性能以及可能的故障现象，采取有效的解决方案以满足工程规范要求。
### 二、研究内容1. 结构原理：分析平面钢闸门结构原理，了解它从几个方面来保证性能和工作效果，要求运行及操作方便，安装牢固可靠，抗压、抗拉能力强，止水性能优越。
2. 工程实例：根据工程要求，考虑抗震、抗风、抗滑水等等要求，确定合理的规范尺寸，计算支撑力、稳定力及固定的力值，设计应用实例并做出相应的图纸。
3. 性能分析：分析闸门的型式（例如：滑动闸门、转轴闸门）、使用频率（例如：经常开关或者严格控制）、耐久性（使用寿命、耐腐蚀性）、导流性能（抗决口、水位差）、防泄漏能力（密封性能）等等要求性能，完成性能的综合分析，基于此完善闸门的结构构件。
4. 故障分析：分析可能出现的故障现象（例如：闸板断裂、节点受力大、闸板渗漏等等），从成因及原因来考虑闸门的设计，采取有效的解决方案。
### 三、实施方案1. 计算平面闸门的基本参数，如质量、支撑力及稳定力，根据水力学及结构力学原理，分析平面钢闸门的合理配置及设计标准；2. 对工程实例进行尺寸估算、考虑抗震、抗风、抗滑水等要求，修正钢闸门的结构图纸及构件；3. 分析关于平面闸门性能的各个要求，并进行性能综合分析，完善自身结构，确保抗压、抗拉能力强；4. 对可能出现的故障现象进行科学的分析，采取有效的措施，使闸门的操作及运行安全可靠。
本次课程设计旨在对平面钢闸门的设计进行研究，掌握平面钢闸门的结构原理、了解使用频率、耐久性及性能要求等，以及分析可能出现的故障现象并采取适当措施。
潜孔式平面钢闸门设计1
潜孔式平面钢闸门设计一、 设计资料闸门形式：潜孔式平面钢闸门； 孔口尺寸（宽×高）：14.0 m ×10.0 m 设计水头：26 m结构材料：Q235-A.F ； 焊条：E43； 滚轮支承：混凝土强度等级：二、闸门结构的形式及布置 1、 闸门尺寸的确定闸门孔口尺寸：孔口净跨：14.5m ，孔口净高：10.0m ，闸门高度：10.4m ，闸门宽度15m ，荷载跨度：14m ，计算跨度：14.6m 2、 主梁的数目及形式主梁是闸门的主要受力构件，其数目取决于闸门的尺寸，因为闸门跨度L=14m ，闸门高度h=10.4m ，L <1.5h ，所以闸门采用5跟主梁，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。
3、 主梁的布置根据等荷载的原则设计主梁，水面至门底的距离为H=36m ，主梁的个数为5，各主梁采用相同的界面尺寸。
1.5 1.51)(11)]26.7y ββ=+-+-=1.5 1.52)(21)]29.0y ββ=+-+-=1.5 1.53)(31)]31.2y ββ=+-+-=1.5 1.54)(41)]33.2y ββ=+-+-=1.5 1.55)(51)]35.1y ββ=+-+-=其中 222na H a β=-（n 为主梁的个数）由此可知，主梁与顶梁，主梁之间，主梁与底梁的间距分别为1x =1.1，2x =2.3，3x =2.2，4x =2.0，5x =1.9，6x =0.94、 梁格的布置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，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，布置如下图所示。
三、面板设计根据SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》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。
1、 估算面板厚度假定梁格布置如上图所示。
水工钢结构课程设计
课程设计说明书课程名称:水工程钢结构课程设计课程代码:题目:潜孔式平面钢闸门设计学院(直属系):年级/专业/班:学生姓名:学号:指导教师:开题时间: 2011 年 12 月 11 日完成时间: 2011 年 12 月 19 日潜孔式平面钢闸门设计目录一.设计资料及有关规范 (2)二.闸门结构的布置 (2)三.面板设计 (4)四.水平次梁，顶梁和底梁的设计 (5)五.主梁的设计 (8)六.横隔板设计 (10)七.纵向连接系设计 (11)八.边梁设计 (11)九.行走支承设计 (12)十.止水布置方式 (13)十一.闸门启闭力计算 (13)十二.埋固构件 (14)十三.轨道设计 (14)十四.闸门的启闭机械 (15)水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计一.设计资料及相关规定1.闸门形式：潜孔式平面钢闸门2.孔口尺寸（宽*高）：10m*11m3.上游水位：61m4.下游水位：0.1m5.闸底高程：0m6.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：滚轮支承或胶木滑道止水橡皮：侧止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮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：11.2m闸门的荷载跨度为两止水的间距：10m闸门计算跨度：10+2×0.2=10.4 (m)设计水头：61.0m2.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=10m,闸门高度h=11m,L<h。
所以闸门采用7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。
3.主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，主梁的位置按上疏下密来布置。
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。
水工钢结构潜孔式平面钢闸门设计和拦污栅设计
目录一．小型潜孔式平面钢闸门1、设计资料及有关规定 (2)2、闸门结构的形式及布置 (2)3、面板设计 (3)4、水平次梁、顶梁和底梁地设计 (4)5、主梁设计 (6)6、横隔板设计 (9)7、纵向连接系 (10)8、边梁设计 (11)9、行走支承设计 (12)10、轨道设计 (13)11、止水布置方式 (14)12、埋固构件 (14)13、闸门启闭力 (14)14、闸门的启闭机械 (16)二．固定式平面拦污栅1、基本资料 (19)2、拦污栅的结构布置 (19)3、栅面结构 (19)4、梁格设计 (20)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 ×4.0m3、上游水位：64m4、下游水位：0m5、闸底高程：0m6、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：4.2m闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m 闸门计算跨度：7+2×0.22=7.44 m 设计水头：64m2、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=4m,L ≥1.5H 。
所以闸门采用2根主梁。
本闸门决定采用实腹式组合梁。
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。
6444、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。
水工钢结构平面钢闸门设计计算书
水工钢结构平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：1.闸门形式：潜孔式平面钢闸门。
2. 孔的性质：深孔形式。
3. 材料：钢材：Q235焊条：E43；手工电焊；普通方法检查。
止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS—2。
砼强度等级：C20。
启闭机械：卷扬式启闭机。
4.规范：水利水电工程刚闸门设计规范（SL74-95），中国水利水电出版社二、闸门结构的形式及布置（一）闸门尺寸的确定（图1示）1.闸门孔口尺寸：孔口净跨(L)：。
孔口净高：。
闸门高度(H)：。
闸门宽度：。
荷载跨度(H1)：。
学号为1 学号为2 学号为3 学号为4 学号为5L=，L1= L=，L1= L=，L1= L=，L1= L=，L1=H=, H1= H=, H1= H=, H1= H=, H1= H=, H1=学号为6 学号为7 学号为8 学号为9 学号为0L=，L1= L=，L1= L=，L1= L=，L1= L=，L1=H=, H1= H=, H1= H=, H1= H=, H1= H=, H1=2.（二）主梁的布置1.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=,闸门高度h=,L<h 。
所以闸门采用4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。
2.主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，孔口尺寸较小，门顶与门底的水压强度差值相对较小。
所以，主梁的位置按等间距来布置。
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。
3.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所支承。
水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ —78（试行）》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。
水工钢结构课程设计露顶式钢闸门平面设计及拦污栅设计
课程设计说明书课程名称:水工钢结构课程代码:题目:露顶式钢闸门平面设计及拦污栅设计学生姓名:学号:年级/专业/班:学院(直属系) :指导教师:目录摘要 .............................................................................................................................................................. - 4 -引言 ................................................................................................................................................................ - 5 -任务与分析 ........................................................................................................................................................ - 6 -1 工程概况 ........................................................................................................................................................ - 7 -露顶式平面钢闸门设计 (7)拦污栅设计 (7)3闸门的结构形式及布置 .................................................................................................................................. - 7 -闸门尺寸的肯定. (7)主梁的形式 (8)主梁的布置 (8)梁格的布置和形式 (9)连接系的布置和形式 (9)边梁与行走支承 (9)4面板设计 ....................................................................................................................................................... - 10 -估算面板厚度 (10)面板与梁格的连接计算 (10)5水平次梁、顶梁和底梁的设计 ..................................................................................................................... - 11 -荷载与内力计算 (11)截面选择 (12)水平次梁的强度验算 (13)水平次梁的挠度验算 (14)顶梁和底梁 (14)6主梁设计 ....................................................................................................................................................... - 14 -设计资料.. (14)主梁设计 (14)7横隔板设计.................................................................................................................................................... - 18 -荷载和内力计算。
水利水电工程钢结构课程设计Y小型钢闸门设计及小型拦污栅设计
课程设计说明书课程名称 :水利水电工程钢结构课程设计课程代码 :题目 :某小型钢闸门设计及小型拦污栅的设计学生姓名 :学号 :年级/专业/班:学院(直属系):能源与环境学院指导教师 :徐良芳实验总成绩:水利水电钢闸门设计一、 设计资料：1、 露顶式平面钢闸门设计：①闸门形式：露顶式平面钢闸门 ②孔口尺寸（宽×高）：7.5m ×8.0m ③上游水位：7.8m ④下游水位：0.1m ⑤闸底高程：0m⑥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：滚轮支承或胶木滑道止水橡皮：侧止水用P 型橡皮，底止水用条形橡皮⑧制造条件 金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝强度质量检验标准⑨规范：《水利水电工程钢结构闸门设计规范 SL 1974-2005》 2、拦污栅设计： ①拦污栅型式：固定式平面拦污栅②尺寸（宽×高）：7.5m ×8.0m ③水头：4m二、 闸门结构的型式及布置1．闸门尺寸的确定：上游水面高度7.8，考虑风浪因素闸门应高出0.2m ，故闸门高度H=7.8+0.2=8m 闸门净高：8.0m 闸门高度：8.0m闸门的荷载跨度为两侧止水之间的间距：L=7.5m闸门的计算跨度：L= L 0+2d = 7.5+2×0.2 = 7.9m 2．主梁的形式:本闸门属于小跨度中水头闸门，所以主梁采用实腹式组合梁。
3．主梁的布置因为闸门跨度L 小于闸门高度H ，所以采用主梁式。
根据闸门的高跨比，决定采用3主梁。
水面至门底的距离为H ，主梁个数为3，设第K 根主梁至水面的距离为Y k 则根据以下公式求得：露顶式闸门：()[]5.15.1132--=K K nH y k计算结果及分布如下图所示：1.连接系的布置和形式（1）横线连接系，根据主梁的跨度，决定布置3道横隔板，其间距为中央三隔板间距2m，隔板与边梁间距1.95m，横隔板兼做竖直次梁。
水工钢结构平面钢闸门设计计算书
水工钢结构平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：1.闸门形式：潜孔式平面钢闸门。
2. 孔的性质：深孔形式。
3. 材料：钢材：Q235焊条：E43；手工电焊；普通方法检查。
止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS—2。
砼强度等级：C20。
启闭机械：卷扬式启闭机。
4.规范：水利水电工程刚闸门设计规范（SL74-95），中国水利水电出版社1998.8二、闸门结构的形式及布置（一）闸门尺寸的确定（图1示）1.闸门孔口尺寸：孔口净跨(L)：3.50m。
孔口净高：3.50m。
闸门高度(H)：3.66m。
闸门宽度：4.20m。
荷载跨度(H1)：3.66m。
2.（二）主梁的布置1.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=3.50m,闸门高度h=3.66m,L<h。
所以闸门采用4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。
2.主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，孔口尺寸较小，门顶与门底的水压强度差值相对较小。
所以，主梁的位置按等间距来布置。
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。
3.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所支承。
水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ —78（试行）》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。
1.估算面板厚度假定梁格布置尺寸如图2所示。
面板厚度按下式计算t=a][9.0σa kp当b/a ≤3时，a=1.65,则t=a16065.19.0⨯⨯kp=0.065kp a当b/a >3时，a=1.55,则t=a 16055.19.0⨯⨯kp=0.067现列表1计算如下：2.面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=14mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm 2,则p=0.07х14х面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力：T ＝02I VS =,/39837767700002272141000107903mm N =⨯⨯⨯⨯⨯ 面板与主梁连接的焊缝厚度：mm T P h w t f 51137.0/398][7.0/22=⨯=⨯+=τ， 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度mm h f 6=。
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×12.0m3、上游水位：67m4、下游水位：0.1m5、闸底高程：0m6、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水利水电工程钢结构课程设计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：67m2、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<h。
所以闸门采用6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。
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。
1、估算面板厚度假定梁格布置尺寸如图2所示。
面板厚度按下式计算水利水电工程钢结构课程设计当b/a≤3时，a=1.5,则当b/a >3时，a=1.4,则现列表1计算如下：表1根据上表计算，选用面板厚度t=35mm2、面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=35mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm2,则面板局部扰曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P为：P=0.07tσmax =0.07×35×160=392(N/mm )面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：面板与主梁连接的焊缝厚度：角焊缝最小厚度：面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度四、水平次梁，顶梁和底梁地设计1、荷载与内力验算水平次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力可按下式计算，即现列表2计算如下表2水利水电工程钢结构课程设计由列表计算后得∑q=7258.8kN/m根据上表计算，水平次梁计算荷载取648.1kN/m，水平次梁为6跨连续梁，跨度为1.24m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为:M次中＝0.072ql2=0.072×648.1×1.242=71.9(kN·m)支座B处的负弯距：M次B＝0.106ql2=0.106×648.1×1.24 2=105.4(kN·m)2、截面选择考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［36a,由附录三表4查得：A=6089mm2；W x=mm3；I x=mm4；b1=96mm；d=9mm 面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。
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目录一．小型潜孔式平面钢闸门1、设计资料及有关规定 (2)2、闸门结构的形式及布置 (2)3、面板设计 (3)4、水平次梁、顶梁和底梁地设计 (4)5、主梁设计 (6)6、横隔板设计 (9)7、纵向连接系 (10)8、边梁设计 (11)9、行走支承设计 (12)10、轨道设计 (13)11、止水布置方式 (14)12、埋固构件 (14)13、闸门启闭力 (14)14、闸门的启闭机械 (16)二．固定式平面拦污栅1、基本资料 (19)2、拦污栅的结构布置 (19)3、栅面结构 (19)4、梁格设计 (20)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 ×4.0m3、上游水位：64m4、下游水位：0m5、闸底高程：0m6、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：4.2m闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m 闸门计算跨度：7+2×0.22=7.44 m 设计水头：64m2、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=4m,L ≥1.5H 。
所以闸门采用2根主梁。
本闸门决定采用实腹式组合梁。
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。
6444、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。
1、估算面板厚度假定梁格布置尺寸如图2所示。
面板厚度按下式计算当b/a≤3时，a=1.5,则当b/a >3时，a=1.4,则现列表1计算如下：根据上表计算，选用面板厚度t=33mm2、面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=33mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm 2,则面板局部扰曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P 为：2ma x6.3691603307.007.0mm N t P =⨯⨯==σ面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力： mm N I VS T 374.8516170000002306336204410020=⨯⨯⨯⨯==面板与主梁连接的焊缝厚度：[])7.0/(22w t f T P h σ+=mm 11)1157.087016822=⨯+=面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度 mm h f 11=四、水平次梁，顶梁和底梁地设计1、荷载与内力验算水平次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力可按下式计算，即2下上a a pq += 现列表2计算如下m kN q /1.2747=∑根据上表计算，水平次梁计算荷载取608.6kN/m ，水平次梁为6跨连续梁，跨度为1.24m ，水平次梁弯曲时的边跨弯距为: m kN ql M ∙=⨯⨯==5.2224.16.608042.0042.022次中 支座B 处的负弯距： m kN ql M B ∙=⨯⨯==7.7724.16.608083.0083.033次2、截面选择[]36485625160107.77mm MW =⨯==σ 考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［32b,由附录查得：A=5510mm 2 ； W x =509012mm 3； I x =81442000mm 4； b 1=90mm ； d=10mm面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。
mm t b B 2070336090601=⨯+=+≤ B=ξ1b (对跨间正弯距段) B=ξ2b （对支座负弯距段） 按11号梁计算，梁间距 mm b b b 1000210001000221=+=+=对于第一跨中正弯距段 ：l 0=0.8l=0.8×1240=992(mm) 对于支座负弯距段：l 0=0.4l ＝0.4×1240＝496(mm) 根据l 0/b 查表7-1：对于l 0/b ＝992/1000＝0.992 得ξ1＝0.40， 得B=ξ1b ＝400(mm)对于l 0/b ＝496/1000＝0.496 得ξ2＝0.16， 得B=ξ2b ＝160(mm)对第一跨中选用B ＝400mm,则水平次梁组合截面面积（如图）:A=5510+400×33=18710(mm 2)组合截面形心到槽钢中心线得距离:mm e 5.124187105.17633400=⨯⨯=跨中组合截面的惯性距及截面模量为：I 次中＝81442000+5510×124.52+400×33×522＝202541177.5(mm 4)3min 5.711465.2845.202541177mm W ==608.6kN/m对支座段选用B ＝160mm ，则组合截面面:A=5510+160⨯33=10790(mm 2)组合截面形心到槽钢中心线得距离：mm e 4.86107905.17633160=⨯⨯=支座初组合截面的惯性距及截面模量为：惯性距：422B 4.1654370021.90331604.86551081442000mm I =⨯⨯+⨯+=次截面模量：3min 5.6714164.2464.165437002mm W ==3.水平次梁的强度验算由于支座B 处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座B 处截面的抗弯强度， 即:,/160/7.1155.671416107.77226min mm N mm N W M B <=⨯==次次σ说明水平次梁选用[32b 满足要求。
轧成梁的剪应力一般很小，可不必验算。
4.水平次梁的挠度验算受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在B 支座处截面的弯距 已经求得M 次B =77.7kN ∙m,则边跨挠度可近似地按下式计算：次次次EI l M EI ql l w B 1638453-⨯=004.025011017.25202541177.1006.2161240107.775202541177.1006.238512406.608545653==⎥⎦⎤⎢⎣⎡≤⨯=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-l w故水平次梁选用[32b 度和刚度要求。
五、主梁设计 （一）设计资料（1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）L 0＝7.0m ；计算跨度L ＝7.44m ；荷载跨度L 1=7m ； （2）主梁荷载： m kN n P q 2.1215==（3）横向隔板间距：1.24m （4）主梁容许挠度：[W]=L/600 （二） 主梁设计 1、截面选择（1）弯距和剪力。
弯距与剪力计算如下： 弯距：m N M ∙=-⨯⨯=8.8378)47244.7(272.1215max剪力：kN ql V 2.4253272.121521max =⨯==（2）需要的截面抵抗距：已知Q235钢的容许应力[σ]=160N/mm 2，考虑钢闸门自重引起附加应力的影响，取容许应力[σ]=0.9×160=144N/mm 2 ，则需要的截面模量为：W=。
3max 581861.01441008.8378][cm M =⨯⨯=σ （3）腹板高度选择：按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为： [][]w E L h σ⨯⨯=23.096.0min()cm 3.7060011006.21004.710014423.096.07=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=经济梁高： cm Wh ec 6.249581861.31.35252=⨯==由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比h ec 为小，但不小于h min 。
现选用腹板厚度h 0＝240cm 。
（4）腹板厚度选择 cm h t w 41.111/24011/=== 选用t w ＝4cm （5）翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为 ,4.82624042405818662001cm h t h W A w =⨯-=-=下翼缘采用 t 1=2cm （符合钢板规格）需要，选用b 1=60cm （在h/2.5~h/5=96~48之间）。
上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的翼缘板同面板相连， 选用t 1＝2cm ， b 1＝14cm ， 面板兼作主梁上翼缘的有效高度为B ＝b 1+60δ＝14+60×3.3＝212(cm) 上翼缘截面面积A 1=14×2.0+212×3.3=727.6(cm 2 ) (6)弯应力强度验算 截面形心距： ,6.831807.6151118'1cm AAy y ===∑∑截面惯性距：4323014353517974551712240412cmAy h t I w =+⨯=+=∑截面抵抗距：上翼缘顶边 ,8.1716926.831435351731max cm y I W ===下翼缘底边 ,8.876817.1631435351732min cm y I W ===弯应力：22min max /4.14169.0/56.98.876811008.8378cm kN cm kN W M =⨯<=⨯==σ （安全）（7）因主梁上翼缘直接同面板相连，可不必验算整体稳定性，因梁高大于按高度要求 的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
2、截面改变因主梁跨度较大，为减小门槽宽度与支承边梁高度（节约钢材），有必要将主梁承端腹板高度减小为cm h h s 1446.000==。
梁高开始改变的位置取在邻近支承端的横向隔板下翼缘的外侧，离开支承端的距离为124－10=114cm考虑到主梁端部腹板及翼缘相焊接，故可按工字截面梁验算应力剪力强度。
尺寸表4所示：截面形心距：,8.441423.663836'1cm AAy y ===∑∑截面惯性距：4306.41137033292558121443.3cm I =+⨯=截面下半部对中和轴的面积距：,5.3450025.1040.45.1045.1051203cm S =⨯⨯+⨯= 剪应力：,/5.9][/91.8441137035.345002.4253220max cm kN cm kN t I S V w =<=⨯⨯==ττ 3、翼缘焊缝翼缘焊缝厚度h f 按受力最大的支承端截面计算。